专利名称：新型led线路板及方法
技术领域：
本发明涉及LED照明领域印刷线路板领域，具体涉及ー种新型的LED线路板及其制作方法。
背景技术：
现有技术的LED线路板中，例如如图1所示，其LED线路板的结构为，中间为ー层绝缘层6 (例如由典型的PI材料制成)，在绝缘层的两面分别设有(例如通过粘合的方式)线路层3，7 (例如为典型的铜箔)，在这两层线路层的外侧分别设有(例如粘接、涂镀、涂布或印刷的方式)起到防护作用的覆盖膜层5，5 (典型的是CVL)。这种现有技术的LED线路板的缺陷是多方面的。例如，铜箔层3，7需要通过例如粘合エ艺粘合到绝缘层6上，而且有时候需要敷设附加的粘合层，エ艺步骤的复杂和附加的粘合材料将导致LED线路板成品的成本増加；
铜箔层3，7的线路结构将通过蚀刻方式来实现，且铜箔层3，7的层间导通需要电镀方式镀通孔来实现，因此不可避免会给环境带来污染，而且其能耗也高；
铜箔层3，7与绝缘层6、覆盖膜层5，5的粘合对位不可避免会影响到线路板和/或绝缘层和/或覆盖膜层开窗ロ的エ艺步骤，进一步增加其制作エ艺的复杂程度，并可能因为其对位エ序而影响到产品的最终可靠性，进而影响到产品的成品率和实际工作寿命。不仅如此，由于铜箔层3，7暴露于空气时易氧化，造成焊点(或称焊盘)氧化而导致焊接电子元器件如LED时出现故障或甚至失效，因此在现有技术的铜箔层3，7上通常要附上覆盖膜，并且还需要对线路板铜箔层3，7的外露的焊点进行钝化处理，这不仅使制造エ 艺复杂，而且还会增加成本。因此，本领域需要ー种能够简化工艺的新型线路板，它能够取消钝化处理工艺，并且提高焊接的可靠性。此外，铜箔层3，7由于是采用铜材制作，造价较高，因此本领域中还需要能够采用其它更便宜的金属材料来制作线路层，包括焊盘，以降低LED线路板的材料成本。因此，本领域中迫切需要ー种新型的エ艺更简单、造价更便宜的LED线路板，以减轻或甚至避免上述缺陷，简化制作エ艺和产品结构，降低成本，降低环境污染和能耗，提高产品的可靠性和实际工作寿命。
发明内容
鉴于以上所述，而提出了本发明。本发明旨在解决以上的和其它的技术问题。根据本发明，将现有技术的LED线路板产品中的两层铜之间夹PI层的构造直接省略棹，更换成简单的非铜箔层的含镍金属单层来充当线路层，因此简化了制作エ艺和产品结构，大大降低了材料成本和エ艺成本，降低了环境污染和能耗，提高了产品的焊接可靠性和实际工作寿命，并且可増大LED线路板的工作电流。根据本发明的另一方面，披露了ー种LED线路板，包括直接由含镍金属单层制成的线路层；和分别覆盖在所述线路层的正面和反面上的覆盖膜。
3
根据本发明的一优选实施例，所述含镍金属线路层直接取代现有LED线路板基材的两层或多层结构。根据本发明的另一优选实施例，所述含镍金属是镀镍的铝或镀镍的铝合金。根据本发明的另一优选实施例，所述含镍金属是镀镍的铁或镀镍的铁合金。根据本发明的另一优选实施例，所述线路层是通过冲切、切割或蚀刻所述含镍金属单层成形的线路层。根据本发明的另一优选实施例，所述线路层包含未钝化的焊盘。根据本发明的另一优选实施例，所述线路层的厚度为3盎司以上，优选为6盎司或大于6盎司。根据本发明的另一优选实施例，所述线路层是直接由所述含镍金属单层冲切或切割形成的线路层。根据本发明的另一优选实施例，所述含镍金属是具有镍层压层的铝或具有镍层压层的铝合金。根据本发明的另一优选实施例，可以安装在本发明的LED线路板上的LED的型号包括335、35观、5050和5060中的一种或多种，可以安装在本发明的LED线路板上的电阻的型号包括0603、0805和0812中的一种或多种。根据本发明的另一方面，披露了一种制作LED线路板的方法，包括提供含镍金属单层；通过对所述含镍金属单层进行第一次冲切或切割，而形成线路层；在所述线路层的背面贴反面覆盖膜并进行压合；对所述线路层进行第二次冲切或切割，形成雏形线路板；和在所述雏形线路板的正面贴上正面覆盖膜并进行压合。根据本发明的一优选实施例，所述含镍金属是镀镍的铝或镀镍的铝合金，或者是镀镍的铁或镀镍的铁合金，并且所述线路层包含未钝化的焊盘。根据本发明的另一方面，披露了一种制作LED线路板的方法，包括提供含镍金属；在所述含镍金属的背面贴上反面覆盖膜并进行压合；对所述含镍金属进行蚀刻，形成线路层；在所述线路层的正面贴正面覆盖膜并进行压合；和在所述雏形线路板的正面贴正面覆盖膜并进行压合。根据本发明的一优选实施例，所述含镍金属是镀镍的铝或镀镍的铝合金，或者是镀镍的铁或镀镍的铁合金，并且所述线路层包含未钝化的焊盘。根据本发明的另一优选实施例，所述方法还包括，在所述LED线路板上安装LED和电阻。在以下对附图和具体实施方式
的描述中，将阐述本发明的一个或多个实施例的细节。从这些描述、附图以及权利要求中，可以清楚本发明的其它特征、目的和优点。
通过结合以下附图阅读本说明书，本发明的特征、目的和优点将变得更加显而易见，附图如下描述。图1是现有技术的LED线路板的局部截面图，显示了现有技术的LED线路板的结构；并且
图2显示了本发明的一实施例的新型LED线路板，显示了该LED线路板的结构。
具体实施例方式下面将以适用于安装LED和其它元件的单面柔性印刷线路板为具体实施例来对本发明进行更详细的描述。但是，应当理解，本发明不仅适用于单面和双面柔性印刷线路板，也适用于双面的刚性印刷线路板(业内也称为“硬板”)，以及多于两层线路层的多层LED线路板。此外，用语“双面柔性印刷线路板”指的是在该柔性印刷线路板的两面都设有线路层。在详细描述本发明之前，本领域技术人员应当理解，“元件”在本申请中应作最宽泛涵义上的理解，即包括所有类型的用于电路的电子元件、电气元件或者其它类型的元件，例如各种电阻，各种表面贴装(SMT)型的元件，支架型的元件、各种大功率器件等等，包括大功率LED，等等。 此外，用语“线路板”和“电路板”在本申请可以互换地使用。下面结合附图和实施例对本发明的LED线路板的制造工艺和构造作进一步的详细说明。传统LED线路板的有关材料
传统的双面柔性印刷线路板的原材料卷也称为覆铜板的卷材。如图1所示，图1是现有技术的LED线路板的局部截面图，显示了现有技术的LED线路板的结构。在这种LED线路板的结构中，典型的构造是五层，即，两层线路层3，7 (最常见的是采用铜箔，在本实施例中又可称为覆铜层或者铜箔，这些用语有时可互换地使用)，以及粘合在这两层线路层3，7之间的绝缘层6。绝缘层6形成了柔性电路的基础层。在这两层线路层3，7的外侧分别设有(例如粘接、涂镀、涂布或印刷的方式)起到防护作用的覆盖膜层5，5，该覆盖膜层例如可由CVL制成。当然，尽管在图1中未示出，实际上，在两层线路层3，7与绝缘层6通常会分别设有粘合层，用于将线路层与绝缘层粘合起来。因此，很多情形下，现有技术的这种LED线路板构造实际上是七层的复杂构造。绝缘层6的材料有许多种，其中最为常用的是聚四氟乙烯、聚酰亚胺、聚酯和聚异戊二稀(PI)材料。聚酰亚胺材料具有非易燃性，几何尺寸稳定，具有较高的抗拉强度，并且具有承受焊接温度的能力，聚酯，也称为聚对苯二甲酸乙二醇酯(简称PET)，其物理性能类似于聚酰亚胺，具有较低的介电常数，吸收的潮湿很小，但是不耐高温。聚酯在低温应用场合呈现出刚性。这些材料均可用于形成绝缘层。在本发明的一优选实施例中采用聚异戊二稀(PI)材料来制作绝缘层。当然，本领域技术人员显然可以理解，可采用本领域熟知的任何其它材料来制作绝缘层。铜箔一般适合于在柔性电路之中用作线路层5，它可以采用电沉积(ED)、锻制的方式。铜箔是具有柔顺性的材料，可以被制成许多种厚度和宽度。锻制的铜箔除了具有柔韧性以外，还具有硬质平滑的特点，它适合于应用在要求动态挠曲的场合之中。在现有技术中，传统上，在生产中可采用的材料是纯铜或铜合金，例如锌黄铜，铜箔的厚度为IOZ以上。如果采用纯铜，则纯铜的一般要求为T2铜。铜合金的要求一般为Tp2或是铜含量在20%以上，其余的成分可为锌(Zn)或其他微量添加元素。
本发明的LED线路板的线路层材料的基本构思
根据本发明的一基本发明构思，将采用含镍金属材料来取代传统LED线路板采用的铜箔线路层3，7的铜材。通过这样做，既可以省略对焊点的钝化工艺，又可以大大降低生产成本。在本发明中，术语“含镍金属”被宽泛地定义为包含镍；镍合金；镍基合金 ’带有镍层压层或镍合金层压层的金属；带有镍涂层或镍合金涂层的金属，等等，其中，该镍涂层或镍合金涂层可以是镍或镍合金的电镀层、浸镀层、化学镀层、蒸镀层、磁控溅射镀层等等，该金属可以是任何合适的金属或合金，例如铝、铝合金、铁、铁合金、普通钢、合金钢、锡、含锡合金，等等；该镍层压层或镍合金层压层是在基材金属上布置的热层压层、冷轧层压层或粘合在基材金属上的镍或镍合金层。这些都属于本发明的“含镍金属”所定义的范围内。本发明的LED线路板产品及工艺的主构思
如上所述，现有技术的产品组成结构为五层或七层的结构中间是一层绝缘层，两面分别为线路层(七层结构中还分别带有与绝缘层压合的粘合层)，这两层线路层的外面分别设有覆盖膜(例如CVL)。根据本发明，将现有技术的绝缘层，两层线路层中间夹有一层绝缘层(例如PI)的结构直接更换成一层含镍金属线路层。线路板产品的布线和开窗
根据不同的应用场合，来设计产品的布线和焊盘开窗，以满足不同的产品和用途的要求。这些都是本领域技术人员常用的技术知识，不再一一赘述。现有技术的LED线路板产品的工艺流程
如图1所示的现有技术的LED灯条线路板的制造工艺一般包括主工艺流程和辅助工艺流程。主流程开料(开基材，基材为双面1盎司基材，此处的基材指的是由两层1盎司铜箔、两层25微米的胶和一层25微米的PI共5层组成)一钻孔(钻基材)一沉铜一镀铜一曝光一显影一蚀刻一贴覆盖膜(正面和反面覆盖膜同时贴在蚀刻后的线路板上)一压合一烘烤一丝印一电测一防氧化一外形一 FQC —包装一出货。辅流程开料(正面和反面覆盖膜)一钻孔(钻正面和反面覆盖膜)一转入贴覆盖膜工序。
现有技术的传统LED灯条线路板在生产中需用到的是硫酸、盐酸、硝酸、氢氧化钠、碳酸钠等强碱强酸物质用来沉铜和蚀刻线路，该种制造工艺不仅制造成本高而且会给环境带来严重污染。由于铜箔易于氧化，因此需要对线路板的外露的焊盘(辉点)进行进一步的钝化处理，这不仅增加了工序，提高了成本，而且钝化处理会采用化学钝化液，给环境带来污染。本发明的LED线路板产品的典型工艺流程
根据本发明的一优选实施例，本发明的例如如图2所示的LED线路板的制作工艺如
下
主流程(a)开料(开金属基材，该基材采用1盎司以上厚度，优选为3盎司以上厚度的含镍金属8，根据一特别优选的实施例，该金属基材8将采用6盎司或6盎司以上的含镍金属，该含镍金属采用镀镍铝材)一冲切1 (对含镍金属基材8进行第一次机械冲切或激光切割)一贴覆盖膜(贴反面覆盖膜于冲切后的含镍金属8背面)一第二次机械冲切或激光切割(此次冲切或切割后线路完全显现出来，形成雏形线路板8)—贴覆盖膜5 (贴正面覆盖膜5于冲切后的线路板8上)一压合一烘烤一丝印一电测一防氧化一外形一 FQC —包装一出货。或者根据另一优选实施例，也可选用主流程(b)开料(开金属基材，该基材采用1盎司以上厚度，优选为3盎司以上厚度的含镍金属8，根据一特别优选的实施例，该金属基材8将采用6盎司或6盎司以上的含镍金属，该含镍金属采用镀镍铝材)一贴覆盖膜5 (贴反面覆盖膜于开料后的含镍金属8上)一压合一蚀刻一贴顶面CVL —压合一烘烤一丝印一电测一防氧化一外形一 FQC —包装一出货。辅流程开料(开正面和反面覆盖膜)一钻孔一转入贴覆盖膜工序。由于含镍金属的抗氧化性优越，因此不需要对含镍金属线路层8的外露的焊盘(焊点)进行进一步的钝化处理，从而省略了该工序。通过与以上现有技术的工艺比较，就可以知道，根据本发明的制作工艺省略了许多工艺步骤，要简单得多，因此不仅省时间，节省工艺步骤和相应的成本，而且其可靠性也很高。另外重要的是，本发明的制作工艺不再涉及沉铜、镀铜、电镀、曝光、显影等工序，甚至还可不采用蚀刻工艺，因此非常环保。这样，就可以得到本发明的如图2所示的LED线路板。图2显示了本发明的一实施例的新型LED线路板，显示了该LED线路板的结构，其中，与现有技术的图1所示线路板相比，就可以明显地看出，本发明直接用一层含镍金属8 (线路层)取代了现有技术的两层线路层3，7之间夹有绝缘层6的结构，其不仅表现出在制作工艺上的诸多优于现有技术的上述优越性，而且其本身的构造更简单，省略了一层线路层和一层绝缘层(在某些实施例中还包括两层粘合层)及其开窗、粘合对位的工艺要求，节省了材料成本和工艺成本，因此产品的成本更低，可靠性更高。根据本发明的LED线路板产品的宽度例如可达到3毫米以上，例如3 — 20毫米。根据本发明的一优选实施例，根据本发明的LED线路板的宽度例如可达到3毫米以上，例如3 - 20毫米。根据本发明的一优选实施例，由于采用的是含镍金属8，根据本发明的LED线路板的线路层的厚度可以大大增加，例如可达到3盎司以上，特别优选的是达到6盎司或6盎司以上的厚度。与现有技术相比，厚度增加的线路层意味着电流的通流截面积增大，允许通过更高的电流量，因此也允许LED线路板的工作电流增大，从而允许负载更多的LED和更长的线路板长度。根据本发明的一优选实施例，本发明的LED线路板产品的可连接长度例如可达到5-100米。而现有技术的制作工艺可连接的LED线路板的最大长度仅为5米。本发明的这种LED线路板的材料成本与现有技术相比可以降低很多，例如，如果采用镀镍铝材作为含镍金属，可以比现有技术的铜箔材料降低三分之二以上。不仅如此，本发明的这种构造和制作工艺使得可以延长LED灯的使用寿命，可靠性高，且散热性良好，这是因为含镍金属层的厚度可以选择成更厚一些，因此导电性和散热性更好。此外，根据本发明的LED线路板产品背面连接可以开窗，也可以不开窗。这也是现有技术的LED线路板做不到的。根据本发明的一优选实施例，根据本发明的LED线路板产品设计可适用于12V、24V或其他不同的直流安全的工作电压。根据本发明的一优选实施例，在本发明的LED线路板产品上贴装或承载的元件可以包括各类LED和电阻，优选的元件可以如下所述。LED 的型号如下3；35，3528，5050，5060，等等。电阻的型号如下0603，0805，0812，等等。显然，本领域设计人员完全可以理解，根据不同的应用场合和客户要求，本发明的LED线路板产品可包含其它各种类型的LED、电阻和其它元器件等等。上文已经介绍了本发明的具体实施例。然而应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的前提下，可进行各种修改。因此，其它的实施例也都属于本发明的权利要求的保护范围。
权利要求
1.ー种LED线路板，其特征在干，包括 直接由含镍金属单层制成的线路层(8)；和分别覆盖在所述线路层(8)的正面和反面上的覆盖膜(5，5)。
2.根据权利要求1所述的LED线路板，其特征在干，所述含镍金属线路层(8)直接取代现有LED线路板基材的两层或多层结构。
3.根据权利要求1所述的LED线路板，其特征在干，所述含镍金属是镀镍的铝或镀镍的铝合金。
4.根据权利要求3所述的LED线路板，其特征在干，所述含镍金属是镀镍的铁或镀镍的铁-ロ金。
5.根据权利要求1所述的LED线路板，其特征在干，所述线路层(8)是通过冲切、切割或蚀刻所述含镍金属单层成形的线路层。
6.根据权利要求1所述的LED线路板，其特征在干，所述线路层(8)包含未钝化的焊盘。
7.ー种制作LED线路板的方法，其特征在干，包括提供含镍金属单层；通过对所述含镍金属单层进行第一次冲切或切割，而形成线路层(8)； 在所述线路层(8)的背面贴反面覆盖膜(5)并进行压合； 对所述线路层(8)进行第二次冲切或切割，形成雏形线路板(8)；和在所述雏形线路板(8)的正面贴上正面覆盖膜(5)并进行压合。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在干，所述含镍金属是镀镍的铝或镀镍的铝合金，或者是镀镍的铁或镀镍的铁合金，并且所述线路层(8)包含未钝化的焊盘。
9.ー种制作LED线路板的方法，其特征在干，包括 提供含镍金属；在所述含镍金属的背面贴上反面覆盖膜( 并进行压合； 对所述含镍金属进行蚀刻，形成线路层(8)； 在所述线路层(8)的正面贴正面覆盖膜(5)并进行压合；和在所述雏形线路板(8)的正面贴正面覆盖膜(5)并进行压合。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在干，所述含镍金属是镀镍的铝或镀镍的铝合金，或者是镀镍的铁或镀镍的铁合金，并且所述线路层(8)包含未钝化的焊盘。
全文摘要
本发明涉及新型LED线路板及方法。提供了一种LED线路板，包括直接由含镍金属单层制成的线路层；和分别覆盖在线路层的正面和反面上的覆盖膜。还提供了制作LED线路板的方法，包括提供含镍金属单层；通过对含镍金属单层进行第一次冲切或切割，而形成线路层；在线路层背面贴反面覆盖膜并进行压合；对线路层进行第二次冲切或切割，形成雏形线路板；在雏形线路板正面贴上正面覆盖膜并进行压合。本发明将现有LED线路板的两层铜箔夹PI层的构造直接更换成含镍金属单层线路层，简化了制作工艺和产品结构，降低了材料成本和工艺成本，降低了环境污染和能耗，提高了产品的焊接可靠性和工作寿命，并且增大了LED线路板的工作电流。
文档编号H05K3/28GK102595783SQ201110211538
公开日2012年7月18日 申请日期2011年7月27日 优先权日2011年7月27日
发明者田茂福 申请人:田茂福