CN102437148A - 柔性电路基板led二维阵列光源 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种柔性电路基板LED二维阵列光源，包括若干个LED芯片或已经封装好的LED灯珠，其特征在于：还包括柔性电路基板，在柔性电路基板上设有带有导电图案的导电材料，在柔性电路基板上印刷阻焊层形成若干结合区，所述LED芯片或灯珠直接贴装与结合区，并通过导电图案相互连结导通，在柔性电路基板上开设有阵列式通孔。本发明提供了一种柔性电路基板LED二维阵列光源，解决了一种曲面LED阵列光源形式，同时的柔性电路基板和阵列式通孔技术提高了LED光源散热效果，令发光光源的散热能力及出光效率大幅提高，增长了使用寿命，柔性电路基板LED二维阵列光源更加适合自动化生产，以提供消费大众使用。

Description

柔性电路基板LED二维阵列光源
技术领域
本发明属于LED光源技术领域，特别是涉及一种柔性电路基板LED二维阵列光源。
背景技术
随着科技的发展，LED灯凭借发光效率高、低电耗、不需高压、安全性高等优点,已被广泛的应用在各种照明领域。LED光源的寿命与节点的工作温度有直接的联系, 目前LED灯在工作过程中只有大约50%的电能转换成光能，其余的电能几乎都转成热能，使LED灯的温度升高，而温度每增加10摄氏度其信赖性就会减少一半。散热是个大问题。如果散热不好会直接导致LED性能和稳定性降低, 同时散热不好会产生严重光衰影响灯的寿命。
例如台湾I229948新型专利案揭露一种覆晶式发光二极管封装阵列及其封装单元，主要揭露一发光二极管芯片设置于一陶瓷基板上，并连接该陶瓷基板上的金属连线层。该瓷基板是利用导热胶设置于一起热沉作用的金属本体的凹穴内的。热沉最终与散热片连接，将热通过对流散发到环境空气中去。在这种做法下，由于该发光二极管芯片与金属连线层两者，与该金属本体之间还隔着该比较厚的陶瓷基板与该导热胶等两层，因此，该发光二极管芯片与金属连线层上的热，是无法很快地传导到该热沉上，进而传递到散热器上进行散热的。从LED芯片经过比较厚的基板，导热胶，热沉至散热器，热阻很大，因此散热效果不好。
发明内容
为了解决现有技术中LED光源散热效果不好，性能不高，使用寿命较短的问题，本发明提供了一种柔性电路基板LED二维阵列光源，令发光光源的散热能力及出光效率大幅提高，同时更加适合自动化生产，以提供消费大众使用。
为了解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：
一种柔性电路基板LED二维阵列光源，包括若干个LED芯片或封装好的LED灯珠，其特征在于：还包括柔性电路基板，在柔性电路基板上印刷或者覆合带有导电图案的导电材料，在柔性电路基板上印刷阻焊层形成若干结合区，所述LED芯片或封装好的LED灯珠安装于结合区，并通过导电图案相互连结导通，在柔性电路基板上无导电材料区域开设有阵列式通孔。
前述的一种柔性电路基板LED二维阵列光源，其特征在于：所述柔性电路基板耐温在250摄氏度以上，厚度在1毫米以下，抗拉强度在1MPa以上，使得在弯曲至曲率最小达到2mm不发生断裂，微裂，不产生褶皱。
前述的一种柔性电路基板LED二维阵列光源，其特征在于：所述柔性电路基板采用透明聚酯类薄膜或其它柔性绝缘材料。
前述的一种柔性电路基板LED二维阵列光源，其特征在于：所述导电材料采用铜、铝、金、银、镍、锌、铁、石墨材料，或采用透明导电氧化物。
前述的一种柔性电路基板LED二维阵列光源，其特征在于：所述透明导电氧化物采用氧化铟锡、氧化锌、其它P型透明导电氧化膜中的一种或两种组合。
前述的一种柔性电路基板LED二维阵列光源，其特征在于：所述柔性电路基板厚度在0.08mm-0.2mm之间。
前述的一种柔性电路基板LED二维阵列光源，其特征在于：所述LED阵列光源可以弯曲曲面光源。
前述的一种柔性电路基板LED二维阵列光源，其特征在于：所述曲面光源为轴对称空心面光源，包括圆柱和椭球。
前述的一种柔性电路基板LED二维阵列光源，其特征在于：所述LED芯片上涂覆荧光粉，或者在LED芯片上设置有覆盖掺入荧光粉的透明薄膜介质。
本发明的有益效果是：
1、本发明无热沉和散热器， 减轻重量，降低成本，提高散热效果，提高发光面积
2、与传统的LED封装类型相比，此平面或者曲面式LED光源，散热面积增加更易于散热；同时LED芯片分布的优化设计，使光源自身的发热量大大降低，提高了光源的使用寿命。
3、本发明平面或者曲面式LED光源。其优点在于有利于快速、高效生产，自动化程度高，可以整版快速封装，封装产品的可靠性高，一致性好。
4、本发明完全没有采用先前技术中的厚重铝基板和塑料基板，由于本发明的柔性电路基板很薄， LED灯的热量马上传递到柔性基板上，然后直接通过与空气对流散热，这样LED热源与空气对流的热通道是最短的，总热阻也最小，因而散热效果好，同时减少热沉和散热器的部件重量和成本。。
5、本发明由于电路基板为柔性薄片型材质同时配合通孔设计，制造更多的环绕LED灯芯或灯珠的小流通，提高了LED光源的散热能力。
6、本发明采用平面薄片式整版结构，电路基板选用柔性薄膜型材质，柔性电路基板LED二维阵列光源在使用中可以任意折叠弯曲，大大地增加了光源设计和使用的实用性增加了LED光源出光效率及可塑性， 实现了平面和曲面LED光源。
附图说明
图1是本发明柔性电路基板LED二维阵列光源的结构示意图。
图2是本发明曲面光源结构示意图。
图3是本发明带有透明介质的曲面光源结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述。
如图1所示，一种柔性电路基板LED二维阵列光源，包括若干个LED芯片1，柔性电路基板4，在柔性电路基板4上设有带有导电图案3的导电材料，在柔性电路基板4上印刷阻焊层形成若干结合区5，LED芯片1直接贴装与结合区5，并通过导电图案3相互连结导通，在柔性电路基板4上开设有阵列式通孔2，进一步提高LED阵列光源的散热作用。如图2所示，柔性电路基板4还可以弯曲，将柔性电路基板LED二维阵列光源可以弯曲成曲面光源，且曲面光源为轴对称空心面光源，包括圆柱和椭球，这样增加了出光效率。如图3所示，在LED芯片1上涂覆荧光粉，或者在LED芯片上设置有覆盖掺入荧光粉的透明介质6。这样设计的好处有：1、由于LED芯片是真正的发热体，荧光材料与LED芯片分离，有利于散热。2、荧光材料温度也会与之降低，提高荧光材料发光效率3、荧光材料远离发光源，光面积增大，有助于发光更均匀。
柔性电路基板4耐温在250摄氏度以上，厚度在0.08mm-0.2mm之间，抗拉强度在5MPa以上，使得在弯曲至曲率最小达到2mm不发生断裂，微裂，不产生褶皱。
柔性电路基板4应具有一定的耐焊接性、轻薄、机械强度等特征。柔性电路基板4采用透明聚酯类薄膜，如聚碳酸酯（PC）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚先亚氨薄膜中的一种。
导电材料采用铜、铝、银、金、镍、锌、铁、石墨材料中的一种或几种组合。其中导电图案3的制备可以通过打印、印刷、静电喷涂等方法得到。在柔性电路基板4上印刷阻焊层形成尺寸精确的芯片结合区5。
导电材料采用铜箔、铝箔、银箔等薄膜材料中的一种。其中导电图案3的制备可以通过激光雕刻、刻蚀、冲压等技术直接形成具有导电图案的电路基板，后在柔性电路基板4上印刷阻焊层形成尺寸精确的芯片结合区5。
导电材料还可采用氧化铟锡，氧化锌中等透明导电氧化物的一种或两种组合。
LED芯片1可通过钎焊、贴片、激光、等离子体焊接等方式固定在的结合区5上，导电图案3的设计可采用计算机模拟的方法来优化器件整体的光学、电学及热学性能。
导电图案3是直接或间接形成于该柔性电路基板4上，例如直接使用压延方法在电路基板上覆铜，然后再进行图案化干膜、曝光、显影、蚀刻、去膜、镀锡铅步骤，以得到具有预定电路图案的导电图案3。该导电图案3中包括用于连接该LED芯片1的正负极的焊盘(pad)。
该LED芯片1可使用导热胶或焊锡，固定在柔性电路基板4预留的结合区5内。该LED芯片1可选用红光、绿光或蓝光LED芯片，如果希望发出白光，可使用高功率的蓝光LED芯片搭配荧光粉。
柔性电路基板LED二维阵列光源具有以下特点：
1、平面式整版封装半导体，有利于快速、高效生产，自动化程度高，可以整版快速封装。封装产品的可靠性高，一致性好。
2、电路基板选用柔性薄膜型材质，增加了LED光源的散热、出光效率及可塑性。
3、电路基板上的通孔设计，大大增加了LED光源的散热能力。
4、在电路基板上直接形成导电图案，省去了单颗产品需要单独布线的问题。
5、与传统的LED封装类型相比，此平面薄膜型整版封装LED产品更易于散热，同时柔性电路基板的选用，实现了平面和曲面光源，增加了LED光源应用的广泛性。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种柔性电路基板LED二维阵列光源，包括若干个LED芯片或封装好的LED灯珠，其特征在于：还包括柔性电路基板，在柔性电路基板上印刷或者覆合带有导电图案的导电材料，在柔性电路基板上印刷阻焊层形成若干结合区，所述LED芯片或封装好的LED灯珠安装于结合区，并通过导电图案相互连结导通，在柔性电路基板上无导电材料区域开设有阵列式通孔。
2.根据权利要求1所述的一种柔性电路基板LED二维阵列光源，其特征在于：所述柔性电路基板耐温在250摄氏度以上，厚度在1毫米以下，抗拉强度在1MPa以上，使得在弯曲至曲率最小达到2mm不发生断裂，微裂，不产生褶皱。
3.根据权利要求2所述的一种柔性电路基板LED二维阵列光源，其特征在于：所述柔性电路基板采用透明聚酯类薄膜或者其他柔性绝缘材料。
4.根据权利要求3所述的一种柔性电路基板LED二维阵列光源，其特征在于：所述导电材料采用铜、铝、金、银、镍、锌、铁、石墨材料，或采用透明导电氧化物。
5.根据权利要求4所述的一种柔性电路基板LED二维阵列光源，其特征在于：所述透明导电氧化物采用氧化铟锡、氧化锌、其它P型透明导电氧化膜中的一种或两种组合。
6.根据权利要求5所述的一种柔性电路基板LED二维阵列光源，其特征在于：所述柔性电路基板厚度在0.08mm-0.2mm之间。
7.根据权利要求6所述的一种柔性电路基板LED二维阵列光源，其特征在于：所述LED阵列光源可以弯曲曲面光源。
8.根据权利要求7所述的一种柔性电路基板LED二维阵列光源，其特征在于：所述曲面光源为轴对称空心面光源，包括圆柱和椭球。
9.根据权利要求8所述的一种柔性电路基板LED二维阵列光源，其特征在于：所述LED芯片上涂覆荧光粉，或者在LED芯片上设置有覆盖掺入荧光粉的透明薄膜介质。
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