專利名稱：具有柔性印刷電路板的發(fā)光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有至少一個(gè)柔性印刷電路板的發(fā)光裝置和一種用于制造這種發(fā)光裝置的方法。
背景技術(shù)：
已知了裝配有發(fā)光二極管的柔性印刷電路板(“Flexbander”柔性電路板)，利用填料將其完全擠壓包封以用于IP保護(hù)。然而在此由于在填料中顯著的光損失而使射束效率減小。為了不讓射束效率變差，作為替代方案已知的是，填料并不超過LED的上邊緣，并且LED因此和其典型地位于上方的發(fā)光面不再被填料覆蓋。在這種替代方案中存在的危險(xiǎn)是，在彎曲時(shí)在填料和LED的殼體側(cè)面之間形成裂紋，其可能導(dǎo)致不密封并且使潮氣、灰塵等等侵入柔性電路板中。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種具有柔性印刷電路板的發(fā)光裝置，其在高IP保護(hù) (高IP保護(hù)等級(jí))的情況下基本不減小射束效率。借助于根據(jù)各個(gè)獨(dú)立權(quán)利要求所述的一種發(fā)光裝置和一種用于制造發(fā)光裝置的方法來實(shí)現(xiàn)該目的。優(yōu)選的實(shí)施方式可以特別地由從屬權(quán)利要求中得出。發(fā)光裝置具有至少一個(gè)柔性的印刷電路板(“Flexband”柔性電路板)，該印刷電路板裝配有至少一個(gè)半導(dǎo)體光源，其中印刷電路板的至少一個(gè)裝配側(cè)面上涂覆有填料，該填料露出半導(dǎo)體光源的至少一個(gè)發(fā)光面，并且其中半導(dǎo)體光源在頂側(cè)至少部分地被粘合件 (Haftelement)覆蓋，其中粘合件(i)部分地從填料中伸出，(ii)被填料粘合地在側(cè)面包圍，并且(iii)粘合件和半導(dǎo)體光源相比具有和填料之間更好的粘合性能?？赡艿难b配的柔性電路板可以是歐司朗公司(Fa.0SRAM)的線性燈條 (LINEARLight-Reihe)的柔性電路板。半導(dǎo)體光源的類型基本上不被限制，然而作為發(fā)射器優(yōu)選的是LED或激光二極管。半導(dǎo)體光源可以具有一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)射器。這個(gè)或這些半導(dǎo)體發(fā)射器可以安裝在載體上，在載體上可以安裝其他的電子部件，如電阻、電容器、邏輯部件等等。半導(dǎo)體發(fā)射器可以例如借助于通常的焊接方法安裝在印刷電路板上。但半導(dǎo)體發(fā)射器也可以通過芯片級(jí)連接方式、如壓焊(線壓焊、倒裝芯片壓焊)等等和基板連接(“Submoimt”基板)，例如通過將由氮化鋁(AlN)制成的基板裝配上LED芯片來實(shí)現(xiàn)。也可以在一個(gè)印刷電路板上安裝一個(gè)或多個(gè)基板。當(dāng)存在多個(gè)半導(dǎo)體發(fā)射器時(shí)，它們可以射出相同的顏色、例如白色，這可以實(shí)現(xiàn)亮度的簡(jiǎn)單的可定標(biāo)性。但半導(dǎo)體發(fā)射器也可以至少部分地具有不同的射束顏色，例如紅色 (R)、綠色(G)、藍(lán)色(B)、琥珀色(A)和/或白色(W)。由此可以在一定條件下使光源的射束顏色調(diào)諧，并且可以調(diào)整任意的色點(diǎn)。可以特別優(yōu)選的是，不同的射束顏色的半導(dǎo)體發(fā)射器可以產(chǎn)生白色的混合光。代替或除了例如基于InGaN或AlInGaP的無機(jī)發(fā)光二極管，通常也可以使用有機(jī)的LED(OLED)。也可以例如應(yīng)用二極管激光器。粘合件從填料中伸出意味著，其部分地位于填料的表面下方并且因此利用該部分嵌入填料中，并且部分地位于填料的表面上方。因此，位于填料的表面下方的部分被填料包圍，更確切地說至少在側(cè)面被包圍。由于粘合件至少部分地覆蓋半導(dǎo)體光源，因此半導(dǎo)體光源可以位于填料的表面下方；因此換而言之，填料可以向上超過半導(dǎo)體光源。和半導(dǎo)體光源相比，粘合件具有和填料之間更好的粘合性能，由此與在填料和發(fā)光元件之間的粘合性能相比，可以抑制在填料和粘合件之間的邊界面上形成裂紋，因此在更加強(qiáng)烈地彎曲時(shí)也可以維持可靠的IP保護(hù)，更確切地說，填料不會(huì)影響發(fā)光效率。粘合件可以有利地完全覆蓋相應(yīng)的半導(dǎo)體光源的頂面。由此在需要彎曲的情況下實(shí)現(xiàn)粘合件的特別小的形變。此外如以下進(jìn)一步設(shè)計(jì)的那樣，粘合件可以設(shè)計(jì)用于引導(dǎo)光線。隨后還特別簡(jiǎn)單地控制。然而也可以可替換地使用并未完全覆蓋相應(yīng)的半導(dǎo)體光源的頂面的粘合件，例如環(huán)形的粘合件。這種粘合件的優(yōu)點(diǎn)在于，其可以在外側(cè)包圍半導(dǎo)體發(fā)光元件的發(fā)光面，并且發(fā)光面在此是暴露的，因此此外在填料的、僅僅在粘合件和填料之間的表面上具有更好的粘合性能，但同時(shí)光并不被覆蓋半導(dǎo)體光源的材料吸收。粘合件可以有利地具有被填料覆蓋的側(cè)面的凸起。由此由于增大了總的邊界面而改善了和填料的粘合性能。此外簡(jiǎn)化了粘合件的使用。粘合件可以有利地在側(cè)面至少部分地相對(duì)于填料覆蓋相應(yīng)的半導(dǎo)體光源。由此可以進(jìn)一步改善深層區(qū)域中的粘合，并且由此當(dāng)表面裂紋已經(jīng)存在時(shí)使裂紋不易沿著填料的邊界面擴(kuò)張到深處。有利地，粘合件的、在側(cè)面覆蓋相應(yīng)的半導(dǎo)體光源的區(qū)域的壁厚在大多數(shù)情況下為 0. 2mm 至 Imm0為了避免裂紋擴(kuò)張直至印刷電路板，可以特別有利的是，粘合件在側(cè)面完全覆蓋相應(yīng)的半導(dǎo)體光源。此外如果填料是熱熔膠材料，那么由此還可以在澆注時(shí)針對(duì)液態(tài)的填料保護(hù)半導(dǎo)體光源。為了使裂紋不沿著在粘合件和填料之間的邊界面擴(kuò)張到深處，可以特別有利的是，粘合件具有環(huán)繞的、向上拱起的凸起或凸緣(“Hutkragen”)。然后可以借助于凸緣使裂紋尖端終止，因此可以顯著地防止填料由印刷電路上脫離。此外在粘合件和填料之間可以得到形狀配合良好的連接。該用于實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單制造的凸緣可以有利地位于粘合件的下邊緣處。為了獲得緊湊的結(jié)構(gòu)和特別小的光損失，有利的是，粘合件具有光學(xué)元件、特別是透鏡，該光學(xué)元件在光學(xué)方面連接在半導(dǎo)體光源下游。光學(xué)元件例如可以用于導(dǎo)光或用于保護(hù)(保護(hù)透鏡、遮蓋透鏡)。光學(xué)元件可以特別地覆蓋半導(dǎo)體光源的(多個(gè))發(fā)光面。光學(xué)元件可以有利地是粘合件的集成的或一體的組成部分。以有利的方式，粘合件或作為其一部分的光學(xué)元件借助于浸漬材料(英語 "index-matching material折射率匹配的材料”)和半導(dǎo)體光源連接，這是因?yàn)橛纱丝梢詼p小在光學(xué)元件的表面上的菲涅耳反射。以有利的方式，粘合件或作為其一部分的光學(xué)元件的材料是?？寺?Makrolon) 樹脂、硅樹脂和/或玻璃。模克隆是德國Bayer股份公司研發(fā)的聚碳酸脂的商標(biāo)，它是透光的(其中可以是單色的)，具有非常高的斷裂強(qiáng)度，非常輕，并且此外也在高溫時(shí)具有非常高的形狀穩(wěn)定性。也可以將材料組合，例如在?？寺”∧は旅嬖O(shè)置玻璃透鏡。提到的材料特別好地和由所謂的Hotmelt (熱熔膠)構(gòu)成的填料粘合。特別地，粘合件或光學(xué)元件的材料具有比填料更小的光吸收性。以有利的方式，填料可以是熱粘合材料(也稱為熱熔膠材料或Hotmelt)，特別地完全由此構(gòu)成，這是因?yàn)橐虼丝梢詫?shí)現(xiàn)特別簡(jiǎn)單并且成本低廉的制造。這種方法用于制造發(fā)光裝置并且具有至少包括以下步驟將至少一個(gè)粘合件和相應(yīng)固定在印刷電路板上的半導(dǎo)體光源壓在一起；和對(duì)裝配的印刷電路板和至少一個(gè)粘合件進(jìn)行澆注注?？梢杂欣氖牵谶@些步驟之前的步驟是將至少一個(gè)粘合件插入模具中。但也可以有利的是，在這些步驟之前或進(jìn)而同時(shí)執(zhí)行的步驟是將至少一個(gè)粘合件放置在所屬的半導(dǎo)體光源上。
在以下的附圖中根據(jù)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明示意性地詳細(xì)說明。在此為了清楚起見，相同的或作用相同的元件具有相同的參考標(biāo)號(hào)。圖1作為截面圖在側(cè)視圖中示出了根據(jù)第一實(shí)施方式的發(fā)光裝置的截面；圖2作為截面圖在側(cè)視圖中示出了根據(jù)第二實(shí)施方式的發(fā)光裝置的截面；圖3在俯視圖中示出了用于制造發(fā)光裝置的模具。
具體實(shí)施例方式圖1作為截面圖在側(cè)視圖中，在發(fā)光二極管2形式的半導(dǎo)體光源的區(qū)域中示出了根據(jù)第一實(shí)施方式的發(fā)光裝置1。發(fā)光二極管2在底側(cè)固定在帶狀的柔性印刷電路板(“柔性電路板Flexband”)3上，并且主要向上(沿著ζ軸線)發(fā)光。柔性電路板3在一側(cè)被裝配并且具有由柔性絕緣的印刷電路板材料、例如聚酰亞胺制成的基層4。為了將發(fā)光二極管2和可能的其他電子元件進(jìn)行電接線，柔性電路板3在其底側(cè)涂覆有銅覆蓋層形式的接線層5。發(fā)光二極管2的頂面6也具有發(fā)光面，該頂面完全并且平面地被粘合件7覆蓋。粘合件7在側(cè)面環(huán)繞地(在垂直于ζ軸線的(X，y)_平面中)經(jīng)過發(fā)光二極管2伸出。更確切地說，粘合件7具有透鏡形的部件或集成的透鏡8和環(huán)繞的凸緣形的部件或者說凸緣9。 柔性電路板3的裝配側(cè)面借助于熱粘合材料(“Hotmelt”)形式的填料10被這樣澆注，即發(fā)光二極管2和粘合件7的(下面的)部件11嵌入填料10中。換而言之，填料10的自由表面12高于發(fā)光二極管的上表面6并且高于粘合件7的嵌入的部件11。因此粘合件7的 (上面的)部件13由填料10中伸出。借助于透鏡8，由發(fā)光二極管2的表面6向上射出的光在忽略粘合件7中的光吸收的情況下借助于粘合件7的透鏡形的部件8主要導(dǎo)入粘合件7的上方部件13中，并且由此處繼續(xù)向外傳導(dǎo)。借助于凸緣9首先實(shí)現(xiàn)在粘合件7和填料10之間的相比較大的邊界面或接觸面，這改善了粘合性能。其次，通過位于凸緣上的填料防止粘合件7從發(fā)光二極管2 上脫落或取下。為了確保和發(fā)光二極管2的平面的連接，粘合件7通過由浸漬材料(未示出)制成的層連接。
當(dāng)發(fā)光裝置1沿著其縱向延伸部(沿著X軸線)彎曲時(shí)，在上表面上形成能導(dǎo)致裂紋形成的拉應(yīng)力。基于相比較不易出現(xiàn)裂紋的填料10，優(yōu)選地在填料10和粘合件7之間的邊界面14上形成裂紋。然而由于粘合件7和填料10之間的粘合性能比類似結(jié)構(gòu)中的發(fā)光二極管2和填料10之間的粘合性能更好，因此可以避免形成裂紋并且進(jìn)而損壞發(fā)光裝置 1?？偠灾虼丝梢詫?shí)現(xiàn)較高的IP保護(hù)，而基本上不會(huì)使射束效率減小。圖2作為截面圖在側(cè)視圖中示出了根據(jù)第二實(shí)施方式的發(fā)光裝置15的截面。和在圖1中示出的第一實(shí)施例相反，現(xiàn)在粘合件7設(shè)計(jì)為鐘狀，即其由上向下擴(kuò)張直至柔性電路板3，并且在上方和側(cè)面完全遮蓋發(fā)光二極管2并且進(jìn)而使其和填料10完全隔離。由此首先實(shí)現(xiàn)了特別強(qiáng)的粘合性能并且因此避免形成裂紋，并且其次可以在熱澆注期間減小發(fā)光二極管2的熱負(fù)載。粘合件7又具有透鏡形的部件8，該部件將由LED2的表面射出的光沒有或基本沒有中斷地經(jīng)過填料10向外發(fā)出。粘合件7在其下邊緣上具有向上翻卷的凸緣16，該凸緣放置在柔性電路板3上。借助于凸緣16可以首先在到達(dá)柔性電路板3之前終止沿著粘合件7和填料10之間的邊界面的裂紋擴(kuò)展，并且其次可以因此實(shí)現(xiàn)在粘合件7和填料10之間的連接的良好的形狀配合。粘合件7設(shè)計(jì)為一體的玻璃體。透鏡8可以由和粘合件7的剩余部分一樣的材料制成，粘合件7因此特別由一種單一的材料或復(fù)合材料制成，或者是作為由不同于粘合件7的剩余部分的材料體積組成的體積，粘合件7因此特別由不同的材料組分制成。粘合件7的、在發(fā)光二級(jí)管2 —側(cè)的在不同于凸緣16的區(qū)域中的壁厚d在此為0. 2mm至1mm。圖3在俯視圖中示出了用于制造發(fā)光裝置的模具17，在此示例性地根據(jù)圖1中的發(fā)光裝置進(jìn)行說明。模具17具有用于插入發(fā)光帶3的槽18。在槽18中引入了凹進(jìn)處19， 可以將粘合件7利用那個(gè)(上面的)部件插入其中，該部件應(yīng)伸出填料。為了制造發(fā)光裝置，裝配有LED 2的柔性電路板3顛倒地、即利用裝配有LED 2的側(cè)面在指向模具17的方向上這樣插入槽18中，即LED 2放置在粘合件7上。以下將溫暖的熱粘合材料經(jīng)過噴嘴20 導(dǎo)向到槽18，如通過箭頭表明的。在熱粘合材料冷卻后，使發(fā)光裝置和模具17分離?？商鎿Q地，粘合件也可以直接安裝在裝配的柔性電路板上，這是有利的，即無需翻轉(zhuǎn)柔性電路板3。當(dāng)然，本發(fā)明并不限于示出的實(shí)施例。因此在兩側(cè)裝配有光源的印刷電路板也可以進(jìn)一步加工成在兩側(cè)發(fā)光的發(fā)光裝置。參考標(biāo)號(hào)表1發(fā)光裝置2發(fā)光二級(jí)管3柔性電路板4 基層5接線層6發(fā)光二極管的表面7粘合件8 透鏡9 凸緣10 填料
6
11粘合件的下面的部件12填料的自由表面13粘合件的(上面的)部件14在填料和粘合件之間的邊界面15發(fā)光裝置16 凸緣17 模具18 槽19凹進(jìn)處20 噴嘴d 壁厚
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光裝置(1 ；15)，具有至少一個(gè)柔性的印刷電路板(3)，所述印刷電路板裝配有至少一個(gè)半導(dǎo)體光源O)，其中-所述印刷電路板(3)的至少一個(gè)裝配側(cè)面上涂覆有填料(10)，所述填料露出所述半導(dǎo)體光源O)的至少一個(gè)發(fā)光面，并且其中-所述半導(dǎo)體光源( 在頂側(cè)至少部分地被粘合件(7)覆蓋，其中所述粘合件(7)部分地從所述填料(10)中伸出并且被所述填料(10)粘合地在側(cè)面包圍，所述粘合件和所述半導(dǎo)體光源( 相比具有和所述填料(10)之間更好的粘合性能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光裝置(1；15)，其中所述粘合件(7)完全覆蓋相應(yīng)的所述半導(dǎo)體光源O)的頂面(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的發(fā)光裝置(1；15)，其中所述粘合件(7)具有被所述填料 (10)覆蓋的側(cè)面的凸起(9 ；16)。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)光裝置(15)，其中所述粘合件(7)在側(cè)面至少部分地相對(duì)于所述填料(10)覆蓋、特別是完全覆蓋相應(yīng)的所述半導(dǎo)體光源O)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的發(fā)光裝置(15)，其中所述粘合件(7)具有環(huán)繞的、向上拱起的凸起(16)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5中任一項(xiàng)所述的發(fā)光裝置(15)，其中所述粘合件(7)的、在側(cè)面覆蓋相應(yīng)的所述半導(dǎo)體光源( 的區(qū)域的壁厚(d)至少在大多數(shù)情況下為0. 2mm至1mm。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)光裝置(1；15)，其中所述粘合件(7)具有光學(xué)元件(8)、特別是透鏡，所述光學(xué)元件在光學(xué)方面連接在所述半導(dǎo)體光源( 下游。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的發(fā)光裝置(1； 15)，其中所述光學(xué)元件(8)借助于浸漬材料和所述半導(dǎo)體光源( 連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8中任一項(xiàng)所述的發(fā)光裝置(1； 15)，其中所述光學(xué)元件(8)的材料包括?？寺 ⒐铇渲?或玻璃。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)光裝置(1；15)，其中所述填料(10)是熱粘合材料。
11.一種用于制造根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的發(fā)光裝置(1 ；15)的方法，其中所述方法至少包括以下步驟-將至少一個(gè)粘合件(7)和相應(yīng)固定在印刷電路板C3)上的半導(dǎo)體光源( 壓在一起；禾口-對(duì)裝配的所述印刷電路板C3)和至少一個(gè)所述粘合件(7)進(jìn)行澆注。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，所述方法事先包括以下步驟-將至少一個(gè)所述粘合件(7)插入模具(17)中。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，所述方法附加地包括以下步驟-將至少一個(gè)所述粘合件(7)放置在所屬的半導(dǎo)體光源( 上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種發(fā)光裝置(1)，具有至少一個(gè)柔性的印刷電路板(3)，該印刷電路板裝配有至少一個(gè)半導(dǎo)體光源(2)，其中印刷電路板(3)的至少一個(gè)裝配側(cè)面上涂覆有填料(10)，該填料露出半導(dǎo)體光源(2)的至少一個(gè)發(fā)光面，并且其中半導(dǎo)體光源(2)在頂側(cè)至少部分地被粘合件(7)覆蓋，其中粘合件(7)從填料(10)中伸出并且被填料(10)粘合地在側(cè)面包圍，粘合件和半導(dǎo)體光源(2)相比具有和填料(10)之間更好的粘合性能。
文檔編號(hào)F21S4/00GK102483204SQ201080030915
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月9日
發(fā)明者弗洛里安·宙斯, 托馬斯·普羅伊施勒, 斯特芬·斯特勞斯 申請(qǐng)人:歐司朗股份有限公司