专利名称：一种插指型铝基板的设计与制造方法
技术领域：
本发明涉及电路板设计、制作以及LED应用领域，特别是插指型LED BAR的设计与 制作，以及与之相关的功能复杂的LED应用领域的控制技术。
背景技术：
当前LED是绿色节能照明的主打产品，由于LED属于电、点光源，体积小，无污染， 应用方便，受到普遍的关注。
LED在应用领域，主要是搭载在铝基板上，特别是大功率LED的应用尤其将高等级 铝基板作为首选贴片载体。
如图1所示，以3片铝基板，每片铝基板上3个并行排列的3串LED，每串LED N个 器件串联为例。连接关系为电缆1、电缆3、电缆5与供电模组PSU的VCC连接，电缆2、电缆4、电缆6与供电模组 PSU的GND连接。
电缆1连接第一片铝基板Al-PCBl的LED11、LED21、LED31的正极，电缆2连接第 一片铝基板 Al-PCBl 的 LED1N，LED2N, LED3N 的负极。LED11、LED12、LEDlN 串联成为 1 串， LED21、LED22、LED2N 串联成为 1 串，LED31、LED32、LED3N 串联成为 1 串。
电缆3连接第二片铝基板A1-PCB2的LED11、LED21、LED31的正极，电缆4连接第 二片铝基板 A1-PCB2 的 LED1N，LED2N, LED3N 的负极。LED11、LED12、LEDlN 串联成为 1 串， LED21、LED22、LED2N 串联成为 1 串，LED31、LED32、LED3N 串联成为 1 串。
电缆5连接第三片铝基板Al-PCBl的LED11、LED21、LED31的正极，电缆6连接第 三片铝基板 Al-PCBl 的 LED1N，LED2N, LED3N 的负极。LED11、LED12、LEDlN 串联成为 1 串， LED21、LED22、LED2N 串联成为 1 串，LED31、LED32、LED3N 串联成为 1 串。
以Vf=3. IV为例，电路工作时，每串LED的电压为N*3. IV，每串LED流过的电流相 等，从而达到设定的工作状态此结构的主要缺陷是使用很多导线实现多条LED BAR的互联，成本高，操作困难，可生产性差，可靠性低。每 条LED BAR最少需要2条电缆连接，每条电缆与供电模组的距离不同，电缆长度不一；在铝 基板上需要焊接多条导线，铝基板散热快，焊接困难，而且在运输等过程中，震动造成焊接 焊盘脱落等故障；一条LED BAR的焊接电缆的出错概率为0. 1%，在10条LED BAR应用的产 品中，出错的概率为0. 1%*21(1，可生产性很低。
仅能够实现简单功能的连接。由于应用电缆实现互联，以及没有其他的载体，复杂 的控制功能仅仅能够以其他模组的形式存在，而且功能复杂化后，需要连接的导线与控制 线越多，可生产性越低。发明内容
鉴于目前LED BAR在设计以及生产上的缺陷，本发明使用插指型LED BAR结构，将原先N条LED BAR互联使用的2N条电缆，减少为2条，大幅提高可靠性和可生产性；利用柔 性电路板与插指型LED BAR的配合，实现复杂的控制。
本发明是通过以下方式实现的。
横向LED BAR上的走线，逐步在纵向PCB上进行合并、集成。在多条走线进行交叉 的位置，使用0Ω电阻进行跳线连接。纵向PCB上的导线，根据电流负载能力，逐步加宽走 线的宽度。
横向LED BAR需要复杂控制功能，如LED BAR由白色与RGB 3色LED构成，而每 一个色彩的LED需要单独控制，每一条LED BAR的控制独立进行时，除纵向PCB进行走线 的合并外，使用柔性电路板和接插件，将控制信号接入每一条横向LED BAR。
在生产制作插指型LED BAR时，根据需要对设计进行拼版 插指型LED BAR与自己180度水平翻转的部分互相插入； 左上方和右下方两个边角可以嵌入小的LED BAR；在两个插指型LEDBAR的中间的部分，嵌入其他功能的LED BAR或者电路模组。
本发明的优点为在降低成本的前提下，提高产品的可靠性以及可生产性。其他功能电路板嵌入构成的 拼版，可以充分利用PCB材料的使用面积，提高经济性；减少的焊线，增强了产品的可靠性 和可生产性。
实现复杂的控制功能，参照经济原则，部分控制功能器件集成在柔性电路板上。在 柔性电路板上集成复杂的控制功能，利用PCB接插件与LED BAR进行对接，在实现复杂功能 的前提下，可生产性、可靠性进一步提高。
图1 当前的条状LED BAR和互联； 图2 单条插指型LED BAR ；图3:插指型LED BAR拼版;图4 插指型LED BAR与柔性电路板的复合功能示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的内容进一步详述。
如图2所示，单个插指型LED BAR的示意图。
2根电缆与供电模组PSU的VCC、GND连接，将电压接到PCB上。
第一片横向铝基板的LEDl 1、LED21、LED31的正极与VCC连接，LED1N， LED2N，LED3N 的负极与 GND 连接。LED11、LED12、LED1N 串联成为 1 串，LED21、LED22、LED2N 串联成为1串，LED31、LED32、LED3N串联成为1串。
第二片横向铝基板的LED11、LED21、LED31的正极，通过跳线0Ω电阻与VCC连接， LED1N，LED2N，LED3N 的负极与 GND 连接。LED11、LED12、LED1N 串联成为 1 串，LED21、LED22、 LED2N串联成为1串，LED31、LED32、LED3N串联成为1串。
第三片横向铝基板的LED11、LED21、LED31的正极，通过跳线0Ω电阻与VCC连接， LED1N，LED2N，LED3N 的负极与 GND 连接。LED11、LED12、LED1N 串联成为 1 串，LED21、LED22、LED2N串联成为1串，LED31、LED32、LED3N串联成为1串。
因此，插指型LED BAR仅需要两根电缆与相应的焊盘连接，就可以实现对多条横向 LED BAR的供电，而普通的N条LED BAR,则需要2N条连接线。
如图3所示，插指型LED BAR拼版。
为了降低成本，需要充分利用PCB制作材料的面积。通过以下三个步骤完成。
将单个插指型LED BAR水平翻转180度，参照制作的间隔，将翻转前后的2个LED BAR互相插入，并且向上或者向下以以最小间隔靠近，外围形成一个缺口的矩形。
在左上方和右下方两个矩形的缺口位置，以拼版方式，增加单个小的矩形LED BAR,其余其他LED BAR的间隔同样保持最小间距。
在插指型LED BAR的内部寻找空余的空间，将其他功能的LED BAR，嵌入到此空间 内。新插入的LED BAR与其他LED BAR的间隔同样保持最小间距。
在精心设计的插指型LED BAR以及其他嵌入产品中，整个拼版构成一个完整的矩 形，每一个LED BAR之间的间距保持制作需要的最小间隔。
如图4所示，为插指型LED BAR与柔性电路板的复合功能示意图。
横向的LED BAR由6颗LED并联组成，每一颗LED封装中有WRGB 4色芯片，每一 条横向的LED BAR中，实现对WRGB 4色的单独控制，而每一条横向LED BAR的控制是独立 的。
每一个LED的正极与VCC连接，VCC走线在纵向PCB上进行合并、集成。每一个芯 片的负极，与自己同色同横向PCB上的芯片的负极互联，然后与横向对应的WRGB接插件相 应端子连接。
柔性电路板上集成MCU以及相应的电流控制电路，实现对WRGB4色LED通过电流 的控制。每一条横向LED BAR，有一组对应的MCU为主的电流控制模组以及接插件端子。
将相应的接插件进行互联，发送指令到相应的MCU，就可以控制每一条LED BAR上 WRGB 4色中任何一种是色彩的输出光通量。
本发明适用于铝基板以及其他基材为主构造的电路板。权利要求
1.一种铝基板的设计与制造方法，特别是插指型LED BAR的设计方法，横向设计多条 并行的LED BAR，每条LED BAR的连接导线，在纵向铝基板上进行互联，合并成统一的接线端 口后与电源供电模组以及控制模组进行互联；纵向铝基板上的多条导线需要的连接跳线， 使用0Ω电阻进行连接；使用柔性电路板FPC进行多层级插指型设计，柔性电路板接线端 口间预留一定的长度，便于插接，同时提高可靠性。
2.根据权利要求书1所述构造的插指型LEDBAR，其特征为纵向铝基板的宽度与长度 根据横向LED BAR的并行数目、接口的复杂度、承载电流的大小而定；使用0 Ω电阻进行跳 线，或者使用其他的贴片器件实现相关的控制功能；纵向铝基板和柔性电路板配合使用，可 以增加更多的控制功能；在柔性电路板上增加接口器件，柔性电路板既可以作为连接电缆 使用，还可以实现与铝基板的动态连接。
3.根据权利要求书1所述构造的插指型LEDBAR，其特征为插指型LED BAR的制作环 节，可以将2个以上的LED BAR进行嵌入式拼版；拼版后空余的空间，可以嵌入其他功能的 电路板。
全文摘要
本发明涉及一种插指型铝基板的设计与制造方法，特别是插指型LEDBAR的设计方法。横向设计多条并行的LEDBAR，每条LEDBAR的连接导线，在纵向铝基板上进行互联，合并成统一的接线端口后与电源供电模组以及控制模组进行互联；纵向铝基板上的多条导线需要的连接跳线，使用0Ω电阻进行连接。使用柔性电路板FPC进行多层级插指型设计，接线端口间预留一定的长度，便于插接，同时提高可靠性。
文档编号G06F17/50GK102034007SQ20101059384
公开日2011年4月27日 申请日期2010年12月17日 优先权日2010年12月17日
发明者尹登庆, 廖启博, 陈清桥 申请人:深圳宏伍智能光电有限公司