CN102109150A - 一种超薄led光源板及其封装方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种超薄LED光源板及其封装方法。封装方法如下：电路板上设计电路-电路板清洗-在电路板上焊接LED光源及电子元器件-测试-敷设EVA胶膜-敷设盖板-层压-切边-固化-测试。上述方法封装的超薄LED光源板，其特征在于：具有电路板，电路板焊接有LED光源及电子元器件，电路板上敷设有胶膜，胶膜上敷设有盖板，电路板、胶膜、盖板层压为一体。由于本发明采用了依次敷设胶膜和盖板，再把层压工艺应用到LED光源板的封装中来，从而可以得到可靠性更高、厚度更薄、重量更轻、更低成本及应用性更加灵活的LED光源板。

Description

一种超薄LED光源板及其封装方法
技术领域
本发明属于LED光源加工领域，尤其涉及一种超薄LED光源板及其封装方法。
背景技术
随着世界半导体工业的蓬勃发展，工业技术以及发光机制理论研究的不断进步，LED迅速在半导体产业发达国家和地区实现了商业化。LED的高亮度化以及可见光波段全部颜色的实现使得人们看到了LED新光源全面应用的希望。专家们也纷纷预计LED光源将取代白炽灯和荧光灯成为新一代的照明光源。LED照明光源与传统的白炽灯和荧光灯相比，有着巨大的优势。首先LED光源体积小，寿命长，结构紧密可实现大面积阵列，再者LED光源不含有对人体有害的铅和汞，同时避免了对环境的污染；LED光源使用低低电压的直流电源驱动，因此不存在传统照明光源的50Hz频闪；传统的照明灯辐射区主要在红外区，会产生大量的热，而LED光源的辐射区主要集中在可见光区，几乎不产生热，是一种冷光源，因此既节能又消除了可见光以外的电磁波对人体的危害；LED光源封装好后抗震动，安全性好，可以应用在各种恶劣的环境下；LED光源响应时间短而且是逐步失效。正是有这么多显著的优势，我们有理由相信LED光源将逐渐成为二十一世纪的绿色照明光源。
把封装单颗LED光源通过集成封装成长条阵列发光模条或者大面积阵列发光模板(下面统称为光源板)是目前LED应用产品中常用的封装模式。利用封装好的光源板加上相关的驱动电路、开关电源、玻璃盖板、二次光学元件及外壳等可以制备成LED日光灯、LED筒灯、LED户外景观灯等。
目前常规的LED光源板基本结构示意图如图1-1、1-2、1-3所示，其在电路板41上焊接有LED光源11及电子元器件31，电路板41上覆盖有密封胶层21，LED光源11及电子元器件31都包围在密封胶层21中。在LED光源板四周围设有边框51.
目前制造上述结构的LED光源板的封装方法为：
电路板上设计插孔及电路-电路板清洗-电阻等电子元器件插件及焊接-LED光源插件及焊接-电路板清洁-测试-装边框-灌胶-固化-测试
通过对LED光源板结构示意图及封装工艺的分析可以看出，为了提整个LED灯具的可靠性，适应多种环境下工作特别是户外条件下工作，通常需要对LED光源板(甚至整个灯具外壳内)进行灌胶工艺。目前的灌胶工艺采用点胶机或者手工方式来进行，所灌的胶体通常为液态的硅胶或者环氧树脂。这种常规的灌胶方法有很多缺点：首先，灌胶的均匀性很难保证，造成光源板的出光不符合设计要求；其次，灌胶过程中容易产生起泡，同样造成光源板的出光不符合设计要求同时也给可靠性带来问题；灌胶工艺很难做到很薄的胶层，因此LED光源板厚度较厚，使得光源板的厚度较厚，同时灌胶的成本也大大增加；光源板的厚度较厚，同样使得后续的灯具制备成本增加；同样由于光源板的厚度较厚，灌胶后的光源板很难进行分割；灌胶工艺的生产效率相对较低。
发明内容
本发明提供一种超薄LED光源板，其目的在于克服现有技术的缺点，提供一种可靠性更高、厚度更薄、重量更轻、更低成本及应用性更加灵活的一种超薄LED光源板。
本发明还提供一种上述超薄LED光源板的封装方法。
为实现上述发明目的，超薄LED光源板的封装方法基本工艺流程如下：电路板上设计电路-电路板清洗-在电路板上焊接LED光源及电子元器件-测试-敷设EVA胶膜-敷设盖板-层压-切边-固化-测试。
超薄LED光源板的封装方法可以为：
电路板上设计电路-电路板清洗-焊接点焊锡膏涂覆-电阻等电子元器件贴片-LED光源贴片-电路板清洁-回流焊-测试-敷设EVA胶膜-敷设盖板-层压-切边-固化-测试。
LED光源若采用导热膏作为散热连接，则封装方法如下：
电路板上设计电路-电路板清洗-焊接点焊锡膏涂覆-电阻等电子元器件贴片-电路板清洁-回流焊-涂覆导热膏-LED光源贴装-LED光源正负极焊接-测试-敷设EVA胶膜-敷设盖板-层压-切边-固化-测试。
若采用插件式电子元器件和LED光源，则封装方法如下：
电路板上设计插孔及电路-电路板清洗-电阻等电子元器件插件及焊接-LED光源插件及焊接-电路板清洁-测试-敷设EVA胶膜-敷设盖板-层压-切边-固化-测试。
若直接采用未封装的LED芯片，则封装方法如下：
电路板上设计电路-电路板清洗-焊接点焊锡膏涂覆-电阻等电子元器件贴片-LED芯片贴片-电路板清洁-回流焊-LED芯片正负极焊线-测试-敷设EVA胶膜-敷设盖板-层压-切边-固化-测试。
由以上的封装方法制得的一种超薄LED光源板，其特征在于：具有电路板，电路板焊接有LED光源及电子元器件，电路板上敷设有胶膜，胶膜上敷设有盖板，电路板、胶膜、盖板层压为一体。
采用的电路板为铝基板、铜基板、陶瓷基板，这些基板表面为导电层，底部为铝、铜、陶瓷散热能力很好的材料，中间介质层为导热能力较好但是绝缘的介质材料；当散热要求较低时电路板也可采用PCB板、柔性电路板。
电路板上敷设的胶膜可以是EVA膜(乙烯与醋酸乙烯脂)或者PVB膜(聚乙烯醇缩丁醛)。
盖板的材料可以是玻璃、透明亚克力板、PET膜等。
由于本发明采用了依次敷设胶膜和盖板，再把层压工艺应用到LED光源板的封装中来，从而可以得到可靠性更高、厚度更薄、重量更轻、更低成本及应用性更加灵活的LED光源板。
附图说明
图1-1为现有技术的LED光源板示意图；
图1-2为图1-1的B部放大图；
图1-3为图1-2的A-A剖面图；
图2-1为本发明的LED光源板示意图；
图2-2为图2-1的B′部放大图；
图2-3为图2-2的A′-A′剖面图；
图2-4为另一实施例中的图2-1的B′部放大图；
图3为具有多个LED光源板基本单元组成的阵列图。
具体实施方式
本发明是一种超薄LED光源板的封装方法，根据不同情况，可得到以下实施例的工艺流程。
实施例1：
封装方法为如下步骤：
电路板上设计电路-电路板清洗-焊接点焊锡膏涂覆-电阻等电子元器件贴片-LED光源贴片-电路板清洁-回流焊-测试-敷设EVA胶膜-敷设盖板-层压-切边-固化-测试。
实施例2：
LED光源若采用导热膏作为散热连接，则封装方法包括如下步骤：
电路板上设计电路-电路板清洗-焊接点焊锡膏涂覆-电阻等电子元器件贴片-电路板清洁-回流焊-涂覆导热膏-LED光源贴装-LED光源正负极焊接-测试-敷设EVA胶膜-敷设盖板-层压-切边-固化-测试。
实施例3：
若采用插件式电子元器件和LED光源，则封装方法包括如下步骤：
电路板上设计插孔及电路-电路板清洗-电阻等电子元器件插件及焊接-LED光源插件及焊接-电路板清洁-测试-敷设EVA胶膜-敷设盖板-层压-切边-固化-测试。
实施例4：
若直接采用未封装的LED芯片，则封装方法包括如下步骤：
电路板上设计电路-电路板清洗-焊接点焊锡膏涂覆-电阻等电子元器件贴片-LED芯片贴片-电路板清洁-回流焊-LED芯片正负极焊线-测试-敷设EVA胶膜-敷设盖板-层压-切边-固化-测试。
在上述工艺中，需要注意的事项是：
刷涂覆锡膏时先把锡膏回温之后进行搅拌，然后放少量在印刷机钢网上，量以刮刀前进的时候锡膏到刮刀的3/2处为佳。第一次试印刷后要注意观察焊盘位置的锡膏是否饱满，有没有少锡或多锡，还要注意有没有短路的情况。贴片时把印刷好的电路板放在治具上，自动送板到贴片位置。贴片机的程序是事先编制好的，只要第一片板贴装没有问题的话，后面就会很稳定的生产下去。这里需要注意的就是LED的极性、贴片电子元件的数值、值不要搞混就好了，另外需要注意的就是贴装的位置不要偏移。LED焊盘位置的锡膏是否饱满，有没有少锡或多锡，还要注意有没有短路的情况。回流焊接工艺需要注意的是回流的温度一定要控制好。还有就是预热的温度要适当，太低助焊剂挥发不完全，回流后有残留，影响外观；太高会造成助焊剂过早挥发掉，造成回流时虚焊现象，同时有可能会产生锡珠。
层压之前先在层压机加热板上铺上高温不粘布，然后把已经贴上LED光源和电子元器件的电路板放置在高温不粘布上，在电路板上敷设的胶膜可以是EVA膜(乙烯与醋酸乙烯脂)或者PVB膜(聚乙烯醇缩丁醛)，然后敷设盖板，盖板的材料可以是玻璃、透明亚克力板、PET膜等，盖板可以是经过设计的二次光学元件阵列集合，最后再铺上高温不粘布，不粘布的作用是隔离融化后的胶膜粘在上室橡胶板和层压机加热板上。一旦胶膜粘在橡胶板和加热板上，将很难除掉。进行层压工艺需要注意压力、温度、真空度、层压时间等工艺的良好控制。
固化可以在层压工艺后通过固化恒温箱来进行，也可以在层压机内进行，如果在层压机内进行则层压时的的温度较低而固化时的温度较高。
经过上述实施例的工艺步骤，可以封装出超薄LED光源板。
实施例1：
如图2-1、2-2、2-3所示，电路板42上焊接有LED光源12及电子元器件52，电路板42上敷设有胶膜32，胶膜32上敷设有盖板22，电路板42、胶膜32、盖板22层压为一体。
实施例2：
如图2-4所示，与实施例1不同之处在于，在LED光源上方具有二次光学透镜62。
在其他实施例中，二次光学透镜也可设计为盖板的一部分。
层压好的LED光源板在可以只有单个的LED光源板基本单元，也可以具有多个LED光源板基本单元组成的阵列如图3所示，多个基本单元20时，具有隔离区域10隔离开各基本单元20，最后需将各个基本单元20切割开。
LED光源板可作为LED灯具的标准件，标准单元输入电压可以是12V、24V、36V、110V、220V，制备成LED灯具时只需配上开关电源和简单电路即可。制备好的LED光源板可靠性更高、厚度更薄、重量更轻、更低成本及应用性更加灵活。这种超薄LED光源板可以应用于户外景观灯、路灯、室内照明灯具、室内装饰灯，可以作为LED灯具的一个标准件。

Claims (9)

1.一种超薄LED光源板，其特征在于：具有电路板，电路板焊接有LED光源及电子元器件，电路板上敷设有胶膜，胶膜上敷设有盖板，电路板、胶膜、盖板层压为一体。
2.如权利要求1所述的一种超薄LED光源板，其特征在于：采用的电路板为铝基板或铜基板或陶瓷基板或PCB板或柔性电路板。
3.如权利要求1所述的一种超薄LED光源板，其特征在于：盖板的材料为玻璃或透明亚克力板或PET膜。
4.如权利要求1所述的一种超薄LED光源板，其特征在于：胶膜可以是EVA膜、PVB膜。
5.如权利要求1所述的一种超薄LED光源板的封装方法，其特征在于：包括如下步骤：电路板上设计电路-电路板清洗-在电路板上焊接LED光源及电子元器件-测试-敷设EVA胶膜-敷设盖板-层压-切边-固化-测试。
6.如权利要求5所述的一种超薄LED光源板的封装方法，其特征在于：在电路板上焊接LED光源及电子元器件的步骤为焊接点焊锡膏涂覆-电子元器件贴片-LED光源贴片-电路板清洁-回流焊。
7.如权利要求5所述的一种超薄LED光源板的封装方法，其特征在于：在电路板上焊接LED光源及电子元器件的步骤为焊接点焊锡膏涂覆-电子元器件贴片-电路板清洁-回流焊-涂覆导热膏-LED光源贴装-LED光源正负极焊接。
8.如权利要求5所述的一种超薄LED光源板的封装方法，其特征在于：在电路板上焊接LED光源及电子元器件的步骤为电子元器件插件及焊接-LED光源插件及焊接-电路板清洁。
9.如权利要求5所述的一种超薄LED光源板的封装方法，其特征在于：在电路板上焊接LED光源及电子元器件的步骤为焊接点焊锡膏涂覆-电子元器件贴片-LED芯片贴片-电路板清洁-回流焊-LED芯片正负极焊线。
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