Led照明设备的柔性电路板的制作方法
【专利说明】LED照明设备的柔性电路板
[0001]相关申请的交叉引用
本申请是2013年11月8日提交的且标题为“Flexible Circuit Boards for LEDLighting Fixtures”的美国专利申请N0.14/075，142的国际申请，并要求其优先权，其通过引用被整体并入本文中。
技术领域
[0002]本公开涉及电路制造，且更具体地涉及柔性电路板制造和从其产生的电路。
【背景技术】
[0003]在电路制造中，表面安装装置(SMD)可附着到印刷电路板，且在一些情况下电路板可以是柔性电路板。将SMD有效地附着到柔性电路板涉及多个非平凡挑战。
【附图说明】
[0004]图1根据本发明的实施例示出在两个层压板之间层压的四个铜长条。
[0005]图2a根据本发明的实施例示出具有在铜长条中的穿孔的示例柔性层压电路板。
[0006]图2b根据本发明的实施例示出具有在铜长条中的穿孔和跨越穿孔放置的多个LED封装的示例柔性层压电路板。
[0007]图2c根据本发明的另一实施例示出具有在铜长条中的穿孔和跨越穿孔放置的多个LED封装的示例柔性层压电路板。
[0008]图3根据本发明的实施例示出包括并联连接的两个LED串的示例柔性层压LED电路。
[0009]图4a_d根据本发明的实施例共同示出柔性层压电路板的形成。
[0010]图5a_c根据本发明的实施例共同示出由塑料外壳包围的LED封装的串的形成。
[0011 ]图6根据本发明的实施例示出附着到在塑料外壳内的铜长条的LED封装的串。
[0012]图7根据本发明的实施例示出在两个层压板之间层压的铜长条上的LED封装的四个串。
[0013]图8根据本发明的实施例示出用于制造柔性层压LED电路的方法。
【具体实施方式】
[0014]公开了用于使用金属导体来制成柔性层压电路板的技术，表面安装装置(SMD)可附着到该金属导体上。在一个示例中，LED封装附着到在两个层压板之间层压的多个金属导体，形成柔性LED电路。LED封装可在层压导电金属条之前或在条在柔性电路板内被层压之后附着。可使用冲孔机构、精密刀片或用于LED封装引线的放置的某个其它金属切割技术来对金属条穿孔。LED封装可使用焊料或导电环氧树脂附着到导电条，且上层压板可包括用于LED封装的附着的暴露金属条的部分的穿孔。在一些实施例中可通过将LED封装附着到导电条来制造LED封装的串，且这些串可以层压在柔性板之间以形成层压LED电路。塑料外壳可帮助将LED封装附着到导电条，且这些外壳当条在附着LED封装之前被穿孔时可帮助将条保持在一起。塑料外壳和/或层压板可由反射材料制成。
[0015]一般概述
如前面解释的，具有丝网印刷电路图案的柔性衬底用于制造柔性电路。在一些情况下，可使用银油墨或其它导电油墨来印刷电路。然而，在LED封装附着到柔性衬底时，用于将SMD附着到印刷电路的导电环氧树脂可能由于与一般是聚酯(PET)的衬底的粘附问题而失效。更具体地，保持例如5 mm X 3 mm LED封装的接合处可能失效，因为在导电环氧树脂固化之前，环氧树脂可能使印刷电路的银迹线从PET衬底移除。
[0016]因此，根据本发明的实施例，公开了用于使用金属导体来制成柔性层压电路板的技术，SMD可附着到所述金属导体上。基底金属例如铜将不引起与将SMD附着到印刷电路相关的粘附问题。在一个应用中，可使用本文所述的技术来制造使用层压电路结构的光引擎。金属导体可以是例如金、铝、银、铜或任何其它适当的导电材料。在一个示例实施例中，光引擎使用柔性层压电路结构来组装用于区域照明设备的LED阵列。在LED电路内的LED的间距可例如由最终应用的间距确定。例如，一个可具有PET的卷，其具有层压在其内的12个铜条，每个铜条分开一英寸。在一个示例中，LED封装可以每英寸间隔开，从而产生高架(overhead)区域光模块的大约一平方英尺的12 x 12阵列。在一些实施例中，在每个条中的LED封装将是串联的，且驱动器将被设计成调节该电压，其中每个条平行于彼此。
[0017]在另一实施例中，塑料外壳可被直接模制到铜长条上，且LED封装可附着在外壳内。在一些这样的实施例中，由反射聚合物模制塑料外壳。在一些实施例中，外壳沿着铜长条的长度的间距将由在发光设备中的光引擎的布局确定。例如，类似于上面所述的示例，12个塑料外壳可被模制到铜长条的12个一英尺部分上。可对在外壳内的铜长条穿孔，且LED封装可附着，从而制成LED封装的十二个串。在一个示例中，这些LED封装的十二个串可接着被层压在PET的卷内，从而产生用于高架区域光模块的大约一平方英尺的12 X 12阵列。LED封装的其它长度和数量是可能的，且在一些实施例中可基于照明驱动器将施加在串两端的期望DC电压来选择长度。
[0018]如将认识到的，所公开的技术可用于层压在柔性层压板内的各种电路网格以及用于将任何SMD附着到柔性层压电路上。然而为了解释的容易，提供了使用LED封装的串来制造柔性LED照明电路的示例。
[0019]柔性层压电路板示例
图1根据本发明的实施例示出在两个板之间层压的四个铜长条。在这个特定的示例中，上层压板包括针对在铜长条上的LED封装的最终位置放置的穿孔。如可看到的，穿孔在这个示例中是圆形的；然而，在其它实施例中，它们可以是卵形的、矩形的或任何其它适当的形状。在一个示例实施例中，上层压板是透明塑料例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或其它适当的聚合物，而下层压板具有反射上表面。在其它实施例中，上层压板可具有反射上表面。虽然这个特定的示例示出在两个板之间层压的四个铜长条，但其它实施例可包括更少或更多的铜长条，且铜长条可以用铜线或任何其它适当的导电材料代替。在一些情况下，薄铜长条可以是大约.003英寸厚。
[0020]图2a根据本发明的一个实施例示出具有在铜长条中的穿孔的示例柔性层压电路板。如可在这个特定的实施例中看到的，层压板包括四个铜长条，且上层压板具有用于LED封装的最终放置的暴露铜长条的部分的多个穿孔。上层压板在这个特定的实施例中是透明的，且整个铜长条是可见的。如可在这个示例中看到的，在层压板的右边，四个铜长条中的每一个已经穿孔以用于LED封装的阳极和阴极引线的最终放置。在这个特定的示例中，使用冲孔机构来制成穿孔;然而，精密刀片或其它技术可用于切断铜长条。
[0021]图2b根据本发明的一个实施例示出具有在铜长条中的穿孔和跨越穿孔放置的多个LED封装的示例柔性层压电路板。如参考图2a讨论的，层压板在这个示例实施例中包括四个铜长条，且上层压板具有用于LED封装的最终放置的暴露铜长条的部分的多个穿孔。上层压板在这个特定的实施例中是透明的，且整个铜长条是可见的。如可在这个示例中看到的，在层压板的右边，LED封装已经跨越四个铜长条中的每一个的穿孔而放置。在一些实施例中，LED封装可使用导电环氧树脂或焊料来附着。因为LED封装附着到金属导电线(在这个示例中是铜长条)，所以焊料可被使用，以便避免与导电环氧树脂相关联的困难。图2c根据本发明的实施例示出另一示例柔性层压LED电路板，其中LED封装的串联串具有向侧面或在蛇形配置中连接的LED封装。在这个特定的示例中，柔性层压LED电路板只包括LED封装的两个串联串，且如果衬底是弯曲的，则LED封装的向侧面连接帮助最小化在连接上的应力。在一个这样的示例中，向侧面连接放宽了在导电条的长度上的容限，从而减少了任何短接忧虑。
[0022]图3根据本发明的实施例示出包括并联连接的两个LED串的示例柔性层压LED电路。如可在这个示例实施例中看到的，LED封装的两个串已经沿着导电线串联连接以形成柔性LED电路。这个特定的示例示出这样的层压LED电路的柔韧性。
[0023]图4a_d根据本发明的实施例共同示出柔性层压电路板的形成。图4a示出具有四列导电条的下层压板的示例。导电条间隔开，使得LED封装可附着在条之间的空间处，因而形成四个LED条。导电条可以是例如铜长条、电线或适合于沉积LED封装的任何其它导电材料的部分。图4b示出具有匹配在导电条之间的空间的位置的多个穿孔的示例上层压板。图4c示出在图4a的下层压板和图4b的上层压板被层压在一起之后的层压电路板的示例。在这个特定的示例中，上层压板不是透明的，使得导电条只在穿孔处是可见的。如可在这个示例中看到的，穿孔暴露在导电条之间的空间，且LED电路封装可跨越这些空间被焊接或以其它方式附着。图4d根据本发明的实施例示出在LED封装已经跨越在导电条之间的空间附着之后的层压电路板的示例。
[0024]图5a_c根据本发明的一个实施例共同示出由塑料外壳包围的LED封装的串的形成。图5a和5c根据本发明的实施例示出塑料外壳的形成和LED封装的附着的各种横截面视图，而图5b根据本发明的实施例示出塑料外壳的形成和LED封装的附着的从上面的视图。在图5a所示的示例中，从卷分配铜长条的长度。如可在这些附图中看到的，外壳模子形成在铜长条周围的塑料外壳，且穿孔器切割铜长条。在一个实施例中，由反射聚合物制成塑料外壳。在一些实施例中，外壳可具有在中心中的孔并在完成时可类似环。穿孔器可以是与所示穿孔器类似的冲孔机构、一个或多个精密刀片、或者用于切割铜长条并提供用于LED封装的阳极和阴极引线的放置的两个焊盘的任何其它装置。在一些实施例中，一旦长条被穿孔，焊料或环氧树脂就可以分配在塑料外壳内的铜长条的暴露端上，且LED封装可以沉积到铜长条上。在导电环氧树脂用于使LED封装附着的实施例中，环氧树脂固化器可以使环氧树脂固化，以便完全地使LED封装附着。
[0025]图6根据本发明的一个实施例示出附着到在塑料外壳内的铜长条的LED封装的串。在一些实施例中，很多LED封装可被制造在单个长串中，且该串可被切割到任何期望长度或LED封装的数量。在一些实施例中，在每一个串中的期望长度或LED