用于基于阵列的电装置的线路板的制作方法_4

文档序号:8435590阅读:来源:国知局
统供电的期望或可用的功率、 认证问题等。在一个实施例中,设计过程从LEE的正向电压V f、指定的串电压入和LEE间距 P开始。由n = Vs/Vf近似给出串中LEE的数量。接着,由间距和LEE数量的乘积,即(n-1) X P,近似给出物理串长度。在该方法的一些实施例中,η可能不是整数,并且可采用对η或 P进行调节使得η为整数。在另一个实施例中,还可以采用例如通过改变操作电流或温度来 对Vf进行调节,或者通过改变设计需求来对V 3进行调节,例如使得η为整数。
[0079] 在一些实施例中,物理串长度(即以直线布置串时,该串的长度)大于期望的线路 板宽度,并且在这种情况下,可折叠或扭曲该串以便在期望的线路板宽度内适用,例如如图 5A-5C中所示,其中为了清晰起见将LEE 130示为圆形。图5A-5C描述了"折叠"串的几个 例子。图5Α和5Β示出了一个串,而图5C示出了三个串,其中所有串都具有近似相同的间 距。在一个实施例中,以在LEE 130之间具有固定间距的规则周期阵列来放置LEE 130,并 且将它们电互连成串的电导体可具有在LEE间距的约束条件内适用的任何布局。在其他实 施例中,可用其他方式来放置LEE 130 ;LEE 130的位置和在一个串内互连LEE 130的电导 体的配置不是对本发明的限制。在各个实施例中,设计过程可从不同的约束条件开始,例如 包括这些特征中的一个或多个:每单位面积的流明或光功率密度、每LEE 130的流明或光 功率、间距、成本、发光效率、每单位面积的电功率、每LEE 130的电功率等。
[0080] 尽管图5A-5C示出了将串折叠成多个平行片段,但这不是对本发明进行限制,并 且在其他实施例中,可能不是所有的串片段都是平行的,或者串片段可相对于对方或者基 板165(图1B)的边缘形成不同的角度,例如在图和5E中所示的。串和/或串的部分或 片段的方向不是对本发明的限制。在一些实施例中,可将一个或多个串150中的多个LEE 130的方向确定为形成各种形状、图片、图像、字母等。该实施例可用于装饰性的目的、招牌 或其他应用。如本文所讨论的,图5F和5G示出了分裂串的示例,而图5H示出了交叉串的 实例,且图51示出了延伸到电导体110、120之外(在外面)的串的示例。
[0081] 可参考图5A和5B实现本发明的实施例的另一个方面。尽管在这三个图中将LEE 130示为圆形,但在一些实施例中,LEE 130可具有极性,例如在LEE 130是LED或激光的情 况下的P侧或η侧。在该实施例中,导电迹线可被配置为使得所有LEE 130朝向一个方向, 例如,朝向或指向相同的方向的每个LEE 130的阳极或阴极端。图5Β示出了导电迹线160 的这种配置的一个实施例;然而,该配置不是对本发明的限制,并且在其他实施例中,可采 用导电迹线160的其他配置来实现LEE 130的极性方向。在一些实施例中,可能不是所有 的LEE 130都具有相同的极性方向。多个LEE 130的极性方向不是对本发明进行限制。
[0082] 在第一示例性实施例中,Vs= 60V、Vf = 3. OV并且ρ = 1cm。这导致每个串有20 个LED,并且在第一和最后的LED之间的"直线"串长度约19cm。图6A示出了其中串为直 线的示例,这导致了具有等于串长度(19cm)加上用于电导体的每个边缘的额外空间的宽 度的片。图6A中的光片具有m X ρ的长度,其中m是片上串的数量。如果片上串的数量m 是20,则片的总长度约20cm。
[0083] 在上面的第一示例性实施例中,Vs= 60V、V f= 3. OV且p = 1cm。这导致每个串 中有20个LED,并且在第一和最后一个LED之间的"直线"串的长度约为19cm。图6B示出 了其中比该直线串长度相对较窄的片的示例,例如在约Icm到约5cm的范围中。如图6B所 示,在电导体110和120之间的LED 130(在一条直线上)的数量为4并且串形成4x 5阵 列的这种情况下,每个串片段具有约3cm的长度。图6B中的线路板具有% X p的长度,其 中%是片上串片段的数量。在该示例中存在10个串片段,导致约IOcm的总长度。在该示 例中,串间隔约为LEE间隔的五倍。类似地,可根据串的数量(2)以及串间距(5)的乘积, 来确定总长度约为l〇cm。
[0084] 如本文详细描述的,可在长度方向上将图6A和6B中示出的线路板拼贴到一起,使 得跨接合处的相邻LEE之间的距离与LEE间距P相同,这导致了在接合区域处或附近实质 上没有变化的均匀照明特征。
[0085] 图6A和6B中所示的示例提供了本发明的进一步实施例的示例。在一些实施例中, 可能期望制造不同宽度,但能在相同电压上操作的光片。在这些实施例中,对于每个不同宽 度的光片,串电压优选为相同的或者大体相同的。在一个实施例中,这可通过使用每个串 具有相同数量的LEE 130的串,并且折叠串以适用于不同的宽度来实现。为了能够生产相 对更大量的不同宽度的光片,可将串中的LEE 130的数量有利地确定为具有相对大量因数 (或"因子")的值。表1示出了包括4到25个LEE 130或者实质上由4到25个LEE 130 组成的串的不同配置的示例。在表1中,条目A*B的意思是"A"个串片段和每个串片段的 "B"个LEE。例如,Ix 16的意思是每个串具有16个LEE的直线串,并且3x 4的意思是具 有12个LEE的串,该串被配置为3个串片段,每个串片段具有4个LEE。如可从表1中看到 的,通常不能折叠具有任何质数数量的LEE 130的串。包括12、18或20个LEE 130或者实 质上由12、18或20个LEE 130组成的串可具有5个折叠的配置(表1没有包括仅包含单 个LEE 130的串的情况)。包括24个LEE 130或者实质上由24个LEE 130组成的串可具 有7个折叠的配置。
[0086] 可通过取特定数的因数的数量并且减一(以消除单个LEE的串)来确定配置的数 量。表2示出了包括从30到220个LEE或者由30到220个LEE组成的串的折叠串配置的 数量。表2可用于对于不同数量的每串LEE,确定不同折叠串配置的数量。
[0087] 在一些实施例中,可能期望限制向光片供应的电压,和/或限制向一个或多个电 耦合的光片供应的功率。例如,在美国,2类UL电认证要求电压不超过60V并且功率不超 过100瓦特。对于该2类配置,可有利地选择包括12、16、18或20个LEE 130或者实质上 由12、16、18或20个LEE 130组成的串,以允许相对大量的光片宽度配置。
[0088] 对于较高电压的串,表2可用于有利地选择每串LEE的数量,以实现任何数量的折 叠串配置。如可从表 2 看到的,包括 60、72、84、90、96、108、126、140、150、156、160、198、200、 204和211个LEE或者实质上由该LEE组成的串具有11个折叠串配置。如可从表2看到 的,包括144个LEE或者实质上由144个LEE组成的串具有14个折叠串配置。如可从表2 看到的,包括120、168、210和216个LEE或者实质上由120、168、210和216个LEE组成的 串具有15个折叠串配置。如可从表2看到的,包括180个LEE或者实质上由180个LEE组 成的串具有17个折叠串配置。
[0089] 表 1
[0090]
【主权项】
1. 一种照明系统,包括: 光片,包括: 基本为平面的柔性基板; 在所述基板上设置的(i)第一和第二隔开的电导体,每个电导体在第一方向上延伸, 以及(ii)多个导电迹线; 多个发光串,每个发光串(i)包括沿该发光串隔开的多个互连的发光元件,(ii)具有 电耦合到所述第一电导体的第一端,(iii)具有电耦合到所述第二电导体的第二端,以及 (iv)朝向与所述第一方向不平行的第二方向,其中,所述电导体向每个发光串供电;以及 多个控制元件,每个控制元件(i)电连接到至少一个发光串以及(ii)被配置为利用从 所述电导体供应的功率来控制到达其电连接的至少一个发光串的电流, 其中,所述光片(a)具有小于2mm的厚度,(b)具有小于1000gm/m2的单位面积重量,以 及(c)能够经由跨越所述第一和第二电导体并且不与发光串相交的切割,分离为两个部分 光片,每个部分光片包括(i) 一个或多个发光串,(ii) 一个或多个控制元件,以及(iii)所 述第一和第二电导体的部分,其被配置为向所述部分光片的一个或多个发光串供电,并且 从而点亮该一个或多个发光串。
2. 根据权利要求1所述的照明系统,其中,所述光片的单位面积重量小于500gm/m2。
3. 根据权利要求1所述的照明系统,其中,所述光片的单位面积重量小于200gm/m2。
4. 根据权利要求1所述的照明系统,其中,所述光片的单位面积重量小于100gm/m2。
5. 根据权利要求1所述的照明系统,其中,所述光片的单位面积重量小于50gm/m2。
6. 根据权利要求1所述的照明系统,其中,所述光片的厚度小于1mm。
7. 根据权利要求1所述的照明系统,还包括在所述光片上设置的并且与所述光片隔开 的光学元件,其中该光学元件和所述光片的总厚度小于40_。
8. 根据权利要求1所述的照明系统,还包括在所述光片上设置的并且与所述光片隔开 的光学元件,其中该光学元件和所述光片的总厚度小于20_。
9. 根据权利要求1所述的照明系统,还包括在所述光片上设置的并且与所述光片隔开 的光学元件,其中该光学元件和所述光片的总厚度小于l〇mm。
10. 根据权利要求1所述的照明系统,其中,由基本恒定的间隔隔开每个发光串中的发 光元件。
11. 根据权利要求1所述的照明系统,其中,至少一个发光元件发出基本为白色的光。
12. 根据权利要求1所述的照明系统,其中,至少一个发光元件包括裸片发光二极管。
13. 根据权利要求1所述的照明系统,其中,至少一个发光元件包括封装的发光二极 管。
14. 根据权利要求1所述的照明系统,还包括电连接到所述电导体的电源,其被配置为 向所述电导体提供基本恒定的电压。
15. 根据权利要求1所述的照明系统,其中,在至少一个发光串中,经由焊料将每个发 光元件耦合到所述基板上的导电迹线。
16. 根据权利要求15所述的照明系统,其中,所述焊料包括铋和铟中的至少一个。
17. 根据权利要求15所述的照明系统,其中,所述焊料具有小于165°C的液相线温度。
18. 根据权利要求15所述的照明系统,其中,所述焊料具有小于150°C的液相线温度。
19. 根据权利要求15所述的照明系统,其中,所述焊料具有小于130°C的液相线温度。
20. 根据权利要求15所述的照明系统,其中,所述焊料包括50 %到65 %的铋和35 %到 50 %的锡。
21. 根据权利要求20所述的照明系统,其中,所述焊料包括0. 25%到3%的银。
22. 根据权利要求15所述的照明系统,其中,所述焊料包括20%到40%的铋、40%到 60%的铟,以及8%到25%的锡。
23. 根据权利要求15所述的照明系统,其中,所述导电迹线包括铜、黄铜、铝、银或金中 的至少一个。
24. 根据权利要求15所述的照明系统,其中,(i)所述导电迹线的厚度小于50 ym,以 及(ii)所述光片包括聚对苯二甲酸乙二醇酯。
25. 根据权利要求1所述的照明系统,还包括电耦合在接合区域处的光片的两个分离 区域的导电接合处,在该接合区域处的光片的柔性近似等于在远离该接合区域的区域处的 光片的柔性。
26. 根据权利要求25所述的照明系统,其中,所述导电接合处(i)包括焊料并且(ii) 电耦合(a)所述光片的每个区域上的第一电导体的部分或(b)所述光片的每个区域上的第 二电导体的部分。
27. 根据权利要求25所述的照明系统,其中,所述导电接合处是柔性的。
28. 根据权利要求27所述的照明系统,其中,柔性的导电接合处包括其内部的至少一 个波浪形。
29. -种照明系统,包括: 光片,包括: 基本为平面的柔性基板,(i)包括聚对苯二甲酸乙二醇酯,以及(ii)具有小于IOOym 的厚度; 在所述基板上设置的第一和第二隔开的电导体,每个电导体(i)在第一方向上延伸, (ii)包括铝或者铜中的至少一个,以及(iii)具有小于50 ym的厚度; 在所述基板上设置的多个导电迹线,每个导电迹线(i)包括铝或者铜中的至少一个, 以及(ii)具有小于50 ym的厚度; 多个发光串,每个发光串(i)包括沿该发光串隔开的多个互连的发光二极管,每个发 光二极管发出基本为白色的光,(ii)具有电耦合到所述第一电导体的第一端,(iii)具有 电耦合到所述第二电导体的第二端,以及(iv)朝向与所述第一方向不平行的第二方向,其 中,所述电导体向每个发光串供电;以及 多个控制元件,每个控制元件(i)电连接到至少一个发光串,以及(ii)被配置为利用 从所述电导体供应的功率,来控制到达其电连接的至少一个发光串的电流, 其中,所述光片(a)具有小于1.5mm的厚度,(b)具有小于400gm/m2的单位面积重量, 以及(c)能够经由跨越所述第一和第二电导体并且不与发光串相交的切割,分离为两个部 分光片,每个部分光片包括(i) 一个或多个发光串,(ii) 一个或多个控制元件,以及(iii) 所述第一和第二电导体的部分,其被配置为向部分光片的一个或多个发光串供电,并且从 而点亮该一个或多个发光串。
30. -种照明系统,包括: 基本为平面的柔性光片, 在所述光片上设置的第一和第二隔开的电导体,每个电导体在第一方向上延伸; 多个发光串,每个发光串(i)包括沿该发光串隔开的多个互连的发光元件,其中串行 连接所述发光元件,(ii)具有电耦合到所述第一电导体的第一端,(iii)具有电耦合到所 述第二电导体的第二端,以及(iv)包括朝向与所述第一方向基本垂直的第二方向的一个 或多个片段,其中,(a)所述电导体向每个发光串供电,(b)所述发光串都没有延伸到由所 述第一和第二电导体跨越的区域外,以及( c)所述发光串都没有与另一个发光串交叉;以 及 多个控制元件,每个控制元件(i)电连接到不同的发光串,以及(ii)被配置为利用从 所述电导体供应的功率,来向其电连接的发光串提供基本恒定的电流, 其中,所述光片能够经由跨越所述第一和第二电导体并且不与发光串相交的切割,分 离为两个部分光片,每个部分光片包括(i) 一个或多个发光串,(ii) 一个或多个控制元件, 以及(iii)所述第一和第二电导体的部分,其被配置为向部分光片的一个或多个发光串供 电,并且从而点亮该一个或多个发光串,以及 其中,在所述光片上,以独立于所述控制元件的位置的、在不同发光串的发光元件之间 维护的基本恒定的发光元件间距,来隔开所述发光元件,其中每个控制元件电连接到不同 的发光串。
31. 根据权利要求30所述的照明系统,还包括电连接到所述电导体的电源,其被配置 为向所述电导体提供基本恒定的电压。
32. 根据权利要求31所述的照明系统,还包括第二光片,其(i)耦合到所述光片以及 (ii)包括在其上设置的第三和第四隔开的电导体,其中所述电源被配置为向所述第三和第 四电导体供应基本恒定的电压。
33. 根据权利要求31所述的照明系统,其中每个发光串仅包括12、16、18或20个发光 元件。
34. 根据权利要求33所述的照明系统,其中,提供给所述第一、第二、第三和第四电导 体的基本恒定的电压不超过近似60伏特。
35. 根据权利要求31所述的照明系统,其中,提供给所述第一和第二电导体的基本恒 定的电压不超过近似60伏特。
36. 根据权利要求31所述的照明系统,其中,所述电源被配
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