專利名稱：Led陣列板以及制造這種led陣列板的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種諸如用于光學(xué)印刷機(jī)頭或類似裝置的LED(發(fā)光二極管)陣列板以及制造這種LED陣列板的方法。
背景技術(shù)：
通常，業(yè)已通過按一行將多個(gè)LED(發(fā)光二極管)片并按另一行將多個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置片同時(shí)設(shè)置在一長且狹窄的基片上而制造出諸如用于光學(xué)印刷機(jī)頭或類似裝置的ELO陣列板，如日本公開專利申請(qǐng)書第S60-72281號(hào)所述。這是因?yàn)?，盡管不能生產(chǎn)出比約10mm長的片狀器件，但光學(xué)印刷機(jī)頭卻通常要比200mm長。此外，為了獲得令人滿意的高印刷質(zhì)量，需將LED片設(shè)置在一條直線上，所以，通常使用陶瓷或其它抗變形的材料制成的基片。
但是，可在諸如A0紙之類大型紙張下進(jìn)行印刷的光學(xué)印刷機(jī)需要約1100mm長的基片，并且，如果這種基片是由陶瓷制成的，則該基片會(huì)非常沉重。使用這種重的基片需要相應(yīng)較大的支承組件，從而使得印刷機(jī)在整體上很大。
為了克服這個(gè)問題，業(yè)已發(fā)明了這樣一種方法，其中，將LED片設(shè)置在由樹脂制成的輕重量基片上。
圖1(a)和1(b)示出了用這種方法制成的LED陣列板的結(jié)構(gòu)。圖1(a)是使用了樹脂制基片的LED陣列板的平面圖。圖1(b)是沿圖1(a)中A-A線的剖面圖。長且狹窄的樹脂制基片1是長1100mm、35mm寬、0．6-1．5mm厚的印刷電路板?；幕w11是由環(huán)氧玻璃聚酯膠片、環(huán)氧玻璃聚酯膠片及陶瓷的混合物、環(huán)氧紙聚酯膠片或類似材料制成的?；?帶有印刷圖案12a至12d，它們通過鍍銅、印刷、金屬化或類似方法而形成在基體11上。這些圖案最好形成在盡可能大的區(qū)域上，以提高基片1的強(qiáng)度、便于形成在LED片2上的LED的散熱并減少連線電阻對(duì)向LED供電的電源電壓的影響。事實(shí)上，在這個(gè)實(shí)例中，分別用于電源負(fù)極(接地側(cè))和正極的印刷圖案12a和12b形成在盡可能大的區(qū)域上，此外，用于散熱的印刷圖案12d同時(shí)還形成在基片1的底面上。如果需要的話，可將多層布線印刷電路板用作基片1。印刷圖案12c用來連接驅(qū)動(dòng)LED的驅(qū)動(dòng)器(以后予以說明)。
沿基片1的長度成行地設(shè)置LED片2，并且，按與LED片相平行的另一行設(shè)置用于驅(qū)動(dòng)LED的驅(qū)動(dòng)器片3。上述片狀器件相對(duì)基片1的寬度方向上的中心用熱凝性粘合劑4和5固定在該基片1的一側(cè)(圖1(a)中的上側(cè))上。在這一實(shí)例中，圖中的尺寸C約為10mm。在一側(cè)設(shè)置片狀器件有助于減小印刷機(jī)頭的寬度。每個(gè)LED片2均形成為一所謂的單體陣列，例如，每個(gè)LED片均為8mm長、0．6mm寬并且頂表面上沿長度方向帶有一線性發(fā)光區(qū)21陣列，這些發(fā)光區(qū)可提供為500dpi(每英寸的點(diǎn)數(shù))的清晰度，而且，每個(gè)發(fā)光區(qū)均配備有一獨(dú)立的電極22，此外，LED片的底面上還帶有一共用電極(未示出)。將多個(gè)這樣的LED片2設(shè)置成它們的發(fā)光區(qū)21會(huì)形成一直線，該直線幾乎在基片1的整個(gè)長度上延伸，這些片狀器件用導(dǎo)電的熱凝性粘合劑4如包含環(huán)氧樹脂作為主要成份的銀膠固定在從而停留在基片1上。
另一方面，帶有內(nèi)置于頂面附近的集成電路的驅(qū)動(dòng)器片3沿與LED片2大致平行的線設(shè)置并用不導(dǎo)電的熱凝性粘合劑5如以環(huán)氧樹脂為基礎(chǔ)的粘合劑固定在基片1上。每個(gè)驅(qū)動(dòng)器片3的一端均用一細(xì)的連線用導(dǎo)線6與相應(yīng)的LED片2的獨(dú)立電極22相連。另一端則同樣用細(xì)的連線用導(dǎo)線6與用來連接驅(qū)動(dòng)器片的印刷圖案12c或用于電源正極的印刷圖案12b相連。
基片1帶有通孔13a和凹口13b，它們使得基片1固定在印刷頭支承部件或散熱件上。
但是，具有上述結(jié)構(gòu)的LED陣列板10的實(shí)際生產(chǎn)證實(shí)了它有下述缺陷。
圖4示出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果，其中，通過自動(dòng)粘合機(jī)用熱凝性粘合劑4將113個(gè)LED片2設(shè)置在樹脂基片1上，然后靠加熱使粘合劑硬化。在圖4中，橫軸表示各個(gè)LED片2的位置，縱軸表示各個(gè)LED片2沿基片1的寬度方向相對(duì)兩端經(jīng)過LED片2的直線的偏移量。在圖4中，曲線(A)示出了剛從自動(dòng)粘合機(jī)上取下基片時(shí)所觀察到的偏移量，并且，假定LED片2相對(duì)基片1的寬度中心設(shè)置在基片1的“上側(cè)”，則上述曲線在中部向下彎曲約0．15mm。曲線(B)示出了熱凝性粘合劑4熱硬化之后所觀察到的偏移量，并且，這些曲線在中部向上彎曲約0．15mm。曲線(c)示出了熱硬化前的偏移量與熱硬化后的偏移量之差，并且，這些曲線表明，熱凝性粘合劑4的熱硬化會(huì)使這些曲線在中部向上移動(dòng)最大0．25mm。
通過調(diào)節(jié)自動(dòng)粘合機(jī)可以減小LED片2陣列在熱硬化前的彎曲。圖3示出了用經(jīng)過適當(dāng)調(diào)整的自動(dòng)粘合機(jī)所進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。在圖3中，和圖4一樣，橫軸表示各個(gè)LED片2的位置，縱軸表示各個(gè)LED片2沿基片1的寬度方向相對(duì)兩端經(jīng)過LED片2的直線的偏移量。曲線(A)示出了調(diào)整自動(dòng)粘合機(jī)平直度后將LED片2設(shè)置到基片1上時(shí)所觀察到的偏移量，并且，此曲線表示出了所述偏移量在-0．07mm到+0．03mm的范圍內(nèi)。但是，在熱硬化之后，如曲線(B)所示，所述偏移量是一條在中部向上彎曲約0．2mm的曲線。這種源于熱硬化的變化不是由熱硬化過程中LED片2的運(yùn)動(dòng)引起的，而是由于如圖2所示在熱硬化之前具有如虛線所示形狀的基片1在熱硬化之后于圖2平面內(nèi)如實(shí)線所示那樣向上彎曲引起的。這種彎曲源于相對(duì)基片1的寬度中心設(shè)置在基片1一側(cè)(圖1(a)中的上側(cè))的LED和驅(qū)動(dòng)器片3，并且，業(yè)已發(fā)現(xiàn)，只要基片是由樹脂制成的，就不可避免有這種彎曲。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種LED陣列板，其中，LED片(LEDPellets)在樹脂制基片上精確地排成一條直線。
本發(fā)明的另一目的是提供一種制造LED陣列板的方法，在所說的LED板中，LED片在樹脂制基片上精確地排成一條直線。
發(fā)明的公開依照本發(fā)明，在帶有發(fā)光區(qū)的片狀器件陣列設(shè)置在長且狹窄的樹脂制基片上且用粘合劑將片狀器件沿基片的長度成排地設(shè)置在基片寬度中心的一側(cè)上的LED陣列板中，當(dāng)把所述片狀器件設(shè)置到基片上時(shí)，基片會(huì)在與之平行的平面內(nèi)保持彎曲(翹曲)。
另外，依照本發(fā)明，在一類似的LED陣列板中，用粘合劑將片狀器件固定到基片上，并且，所述片狀器件會(huì)因粘合劑硬化時(shí)形成在基片上的彎曲而排成一條直線。
再有，依照本發(fā)明，在一類似的LED陣列板中，提供了以下措施用于使基片在與之平行的平面內(nèi)形成彎曲的措施；用于通過粘合劑使片狀器件基本上排成一條直線的措施；以及，用于使粘合劑硬化的措施。
此外，依照本發(fā)明，在一類似的LED陣列基板中，提供了以下措施用粘合劑以能消除粘合劑硬化時(shí)形成在基片上的彎曲從而防止片狀器件不排成一條直線的方式使片狀器件排成彎曲、V形或階梯線的措施；以及，用于通過加熱使粘合劑硬化的措施。
對(duì)附圖的簡要說明圖1(a)是體現(xiàn)本發(fā)明的LED陣列板的平面圖，它示出了該陣列板主要部分的結(jié)構(gòu)，圖1(b)是沿圖1(a)中A-A線的剖面圖；圖2是概略說明樹脂制基片的彎曲情況的圖；圖3是顯示本發(fā)明LED片陣列與先有技術(shù)相比較的平直度的圖；圖4是顯示先有技術(shù)LED片陣列的平直度的圖；圖5(a)、5(b)和5(c)是概略說明在制造本發(fā)明第一實(shí)施例過程中所觀察到的基片的彎曲的圖；圖6是本發(fā)明第二實(shí)施例的平面圖；圖7是本發(fā)明第三實(shí)施例的平面圖；圖8(a)和8(b)是概略說明本發(fā)明第四和第五實(shí)施例的圖；圖9(a)、9(b)和9(c)是說明上述第三實(shí)施例中LED片位置的詳細(xì)圖。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式以下用一個(gè)實(shí)施例即圖1(a)和1(b)所示的前述LED陣列板10來說明本發(fā)明的第一實(shí)施例。圖5(a)、5(b)和5(c)是概略說明圖1(a)所示基片1在制造該實(shí)施例過程中是如何形成彎曲的圖。圖5(a)說明了如何在自動(dòng)粘合機(jī)上用粘合劑將LED片2固定到基片1上的實(shí)例。所述自動(dòng)粘合機(jī)帶有一用螺栓31固定在其上的板材夾持臺(tái)24。板材夾持臺(tái)24上設(shè)置有橫向止動(dòng)件23a和23b、縱向止動(dòng)件26、板簧30以及通過氣缸固定件固定在臺(tái)24上的氣缸29。氣缸29的活塞桿的端部嵌有一加壓部件27。基片1自動(dòng)地傳到板材夾持臺(tái)24上并通過縱向止動(dòng)件26和板簧30縱向地定位。然后，氣缸29啟動(dòng)，因此，加壓部件27和橫向止動(dòng)件23a和23b會(huì)使基片1橫向定位。橫向止動(dòng)件23a和23b在基片1的縱向端部附近支承著該基片。加壓部件27大致在基片1的縱向中部處支承著該基片。通過調(diào)整氣缸29在這時(shí)施加的壓力，可以控制基片1在其所在平面內(nèi)的彎曲程度。在這一實(shí)施例中，基片1定位成能以對(duì)稱于其長度中心的方式向上彎曲。適當(dāng)?shù)膲毫θQ于基片1的類型以及熱凝性粘合劑4的硬化特性。所以，應(yīng)該用實(shí)驗(yàn)的方式來確定該壓力。在上述狀態(tài)下，用熱凝性粘合劑4沿點(diǎn)劃線25a所示的直線將LED片2粘合于基片1。然后，從自動(dòng)粘合機(jī)上取下基片1。這時(shí)，也就是說在熱凝性粘合劑4硬化之前，如圖5(b)所示，基片1幾乎未表現(xiàn)出彎曲，從而，LED片2沿其設(shè)置的線會(huì)如點(diǎn)劃線25b所示那樣向下彎曲。在熱凝性粘合劑4熱硬化之后，如圖5(c)所示，基片1向上彎曲，從而，LED片2沿其設(shè)置的線會(huì)如點(diǎn)劃線25c所示那樣變?yōu)閹缀跏侵本€。
按著這種方式，通過在將LED片2設(shè)置到基片1上時(shí)使基片1在其所在平面內(nèi)保持彎曲，可在熱凝性粘合劑4熱硬化之后獲得LED片2精確地排成一條直線的LED陣列板。
以下參照?qǐng)D6說明本發(fā)明的第二實(shí)施例。在圖6中，用相同的標(biāo)號(hào)表示與圖5共有的部分。熱硬化所導(dǎo)致的彎曲并不總是對(duì)稱于基片1的長度中心，而是取決于諸如基片1形狀和LED片2的位置之類的LED陣列板結(jié)構(gòu)，取決于熱凝性粘合劑4的硬化特性以及其它因素，所說的彎曲通常會(huì)具有位于偏離基片1長度中心的位置處的頂點(diǎn)。在這種情況下，不是如前所述那樣向基片1的縱向中部施加壓力，而是使氣缸29移動(dòng)成壓力能夠作用于基片1的不同部分。這就會(huì)使得基片1以能消除在熱凝性粘合劑4熱硬化之后所產(chǎn)生的彎曲的方式彎曲。
圖3示出了將上述內(nèi)容付諸實(shí)踐的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在圖3中，曲線(c)示出了當(dāng)用自動(dòng)粘合機(jī)將LED片2粘合于基片1并且在沿縱向離開基片1的一端距離為基片1總長的六分之一的位置處將壓力作用于基片1從而基片1會(huì)適當(dāng)彎曲然后從自動(dòng)粘合機(jī)上取下基片1時(shí)所觀察到的LED片2的偏移量。在120℃下硬化120分鐘之后，如曲線(D)所示，LED片陣列會(huì)構(gòu)成一條高精度的直線，最大偏移量為0．03mm。
以下參照?qǐng)D7說明本發(fā)明的第三實(shí)施例。在圖7中，用相同的標(biāo)號(hào)表示與圖5共有的部分。如圖7所示，在傳送到自動(dòng)粘合機(jī)的板材夾持臺(tái)24上之后，基片1會(huì)因緊貼在縱向止動(dòng)件26以及橫向止動(dòng)件23a和23b上而定位。將氣缸29所施加的壓力設(shè)置為在不導(dǎo)致彎曲的情況下使基片1定位所需的最小值。這就能夠在從自動(dòng)粘合機(jī)上取下基片1時(shí)阻止該基片彎曲。然后，用熱凝性粘合劑4沿點(diǎn)劃線25d所示的曲線將LED片2粘合于基片1，因此，可在熱凝性粘合劑4熱硬化之后獲得LED片2以與圖5(c)所示的同樣方式排成一條直線的LED陣列板。同在第二實(shí)施例中一樣，曲線(點(diǎn)劃線25d)可具有位于偏離基片1長度中心的位置處的頂點(diǎn)。
相反地使用通常是在自動(dòng)粘合機(jī)中所提供的平直度校正功能可以獲得LED片2的彎曲結(jié)構(gòu)，具體地說，通過保存表現(xiàn)為兩維坐標(biāo)的各片狀器件相對(duì)理想直線的偏移量，可以使LED片2排成一條曲線。但是，在有大量的LED片2時(shí)，保存每個(gè)位置的偏移量不僅需要復(fù)雜地調(diào)節(jié)設(shè)備，而且需要有超出該設(shè)備存貯容量的存貯容量。因此，在將LED片2設(shè)置到基片1上時(shí)，可用如圖8(a)中的點(diǎn)劃線25f所示的V形線或者由如圖8(b)所示的階梯線來逼近所說的偏移量。
圖9(a)示出了第三實(shí)施例中如圖7所示的部分D的詳細(xì)圖。如圖9(a)所示，由于存在有兩維偏移，故LED片2沿曲線(點(diǎn)劃線25d)排列，但每個(gè)LED片均放置成平行于基片1的邊緣1a。在熱硬化之后，如圖9(b)所示，LED片2陣列會(huì)構(gòu)成一條直線(點(diǎn)劃線25e)，但每個(gè)LED片均放置成與該直線(點(diǎn)劃線25e)有一定的角度。LED片離基片1的縱向端部之一越近，它所形成的角度就越大。每個(gè)LED片2均具有沿長度形成在一條線上的發(fā)光區(qū)(未示出)，所以，按一定角度放置LED片意味著其發(fā)光區(qū)與直線(點(diǎn)劃線25e)有一定的角度。只要曲線(點(diǎn)劃線25d)的曲率半徑足夠地大，就不會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的問題，但是，當(dāng)所述曲率半徑不是很大時(shí)，上述發(fā)光區(qū)就會(huì)偏離直線(點(diǎn)劃線25e)而使得做為最終產(chǎn)品的光學(xué)印刷機(jī)有較差的印刷質(zhì)量。相反，如圖9(c)所示，如果除LED片2的位置有兩維偏移以外還以LED片的發(fā)光區(qū)較小地偏離曲線(點(diǎn)劃線25d)的方式校正LED片的角度，則可以按所有的LED片2的發(fā)光區(qū)會(huì)在熱硬化之后構(gòu)成一條幾乎為直的線的方式來設(shè)置所說的發(fā)光區(qū)。在難以用設(shè)備來進(jìn)行角度校正的情況下，如圖5(a)所示以及先前所述那樣，可以在將基片1放置到板材夾持臺(tái)24上時(shí)使該基片彎曲一定的程度，然后使LED片2排列成一條曲線。這有助于增加該曲線的曲率半徑，從而提高了前述發(fā)光區(qū)的平直度。這一點(diǎn)也可應(yīng)用于使用V形或階梯線的情況。
在上述第一和第二實(shí)施例中，使基片1彎曲成具有過小的曲率半徑會(huì)導(dǎo)致諸如細(xì)印刷圖案折斷，寬印刷圖案脫落或在較高壓力下基片掉下之類的問題。在這種情況下，也可以通過事先使基片1彎曲一定的程度而減小彎曲度，然后使LED片2排成一條曲線。
產(chǎn)業(yè)上的可應(yīng)用性如前所述，本發(fā)明的LED基板及其制造方法可用作其中用粘合劑多個(gè)LED片沿樹脂基片的長度并于該基片寬度中心的一側(cè)在該基片上排成一行的LED陣列板以及用作制造這種LED陣列的方法。
權(quán)利要求
1．一種發(fā)光二極管陣列板，在這種陣列板中，帶有發(fā)光區(qū)的片狀器件陣列設(shè)置在長且狹窄的樹脂制基片上，用粘合劑使所述片狀器件沿上述基片的長度在該基片的寬度中心的一側(cè)上排成一行，其中，在把前述片狀器件設(shè)置到基片上時(shí)，使該基片在與之平行的平面內(nèi)保持彎曲。
2．一種發(fā)光二極管陣列板，在這種陣列板中，帶有發(fā)光區(qū)的片狀器件陣列設(shè)置在長且狹窄的樹脂制基片上，用粘合劑使所述片狀器件沿上述基片的長度在該基片的寬度中心的一側(cè)上排成一行，其中，用所述粘合劑將前述片狀器件連接于所說的基片，在所述粘合劑硬化時(shí)，所說的片狀器件會(huì)因形成在前述基片上的彎曲而排成一條直線。
3．一種制造發(fā)光二極管陣列板的方法，在所述陣列板中，帶有發(fā)光區(qū)的片狀器件陣列設(shè)置在長且狹窄的樹脂制基片上，用粘合劑使所述片狀器件沿上述基片的長度在該基片的寬度中心的一側(cè)上排成一行，其中，所述方法包括用于使所述基片在與之平行的平面內(nèi)形成彎曲的措施；用于用所述粘合劑使所述片狀器件基本上排成一條直線的措施；以及，用于使所述粘合劑硬化的措施。
4．一種制造發(fā)光二極管陣列板的方法，在所述陣列板中，帶有發(fā)光區(qū)的片狀器件陣列設(shè)置在長且狹窄的樹脂制基片上，用粘合劑使所述片狀器件沿上述基片的長度在該基片的寬度中心的一側(cè)上排成一行，其中，所述方法包括用所述粘合劑以能消除粘合劑硬化時(shí)形成在基片上的彎曲從而防止片狀器件不排成一條直線的方式使片狀器件排成彎曲、V形或階梯線的措施；以及，用于通過加熱使所述粘合劑硬化的措施。
全文摘要
在帶有發(fā)光區(qū)的發(fā)光二極管片沿長且狹窄的樹脂制基片的長度于該基片寬度中心的一側(cè)在該基片上基本上排成一行的發(fā)光二極管陣列板中,當(dāng)把發(fā)光二極管設(shè)置到基片上時(shí),該基片保持彎曲。另外,發(fā)光二極管片排成一條曲線。這就能確保在熱硬化處理之后發(fā)光二極管片陣列會(huì)構(gòu)成一條直線。
文檔編號(hào)H01L25/075GK1204984SQ9719133
公開日1999年1月13日 申請(qǐng)日期1997年9月22日 優(yōu)先權(quán)日1996年9月26日
發(fā)明者小野幸一郎 申請(qǐng)人:三洋電機(jī)株式會(huì)社, 鳥取三洋電機(jī)株式會(huì)社