CN201187696Y - Led照明阵列的柔性线路板 - Google Patents

Abstract

LED照明阵列的柔性线路板，属于半导体照明技术领域。LED照明阵列的柔性线路板，设有柔性基板、联接电路、绝缘覆膜层、导热胶垫、LED光源，联接电路布于柔性基板表面，在柔性基板与联接电路表面覆盖绝缘覆膜层构成电路板模块，LED光源以阵列方式排布封装于电路板模块中，柔性基板底面粘合于导热胶垫表面。使整个柔性线路板模块具有一定的弹性及柔性，可适应一定强度的弯曲、扭曲、卷曲变形，可安装于平整表面，也可安装于圆柱面或球面等不大于一定曲率的非平整表面。拓宽了其适用范围，提高了散热性能，减小了生产成本，安装便捷，大幅提高了生产效率。

Description

LED照明阵列的柔性线路板

技术领域

本实用新型涉及一种用于大功率LED照明阵列的柔性线路板的结构，属于半导体照明技术领域。

背景技术

LED(发光二极管)技术始于20世纪60年代末，经过半个世纪的迅速发展，LED光源，特别是大功率高亮LED光源，以其光效高、体积小、使用寿命长，以及环保节能等多方面优点，在照明光源占据了重要位置，并且仍在持续迅速发展中。

最初的LED照明产品，其LED光源直接封装于灯体内部，因其灯体材料多为导电金属材质，在电路连接时，必须考虑电路的绝缘保护，费时费力且安全性、稳定性不高，因此而出现了LED光源的封装基板，即先行将多颗LED排布封装于整块基板，并在基板上预布线以对封装于其上的LED光源进行电路连接，再将该基板置于灯体内部连接入照明电路。

目前，LED照明领域所应用的LED基板，从材质上区分主要有常规PCB基板(主要为纸质和纤维、树脂类基板)、陶瓷质基板与金属质基板(主要为铝合金基板)。

大功率LED为发热器件，且其光效、功耗及使用寿命受温度影响较大，因此有效发散LED光源产生的热量是提高LED使用性能的重要因素。常规PCB基板(主要为纸质和纤维、树脂类基板)、陶瓷质基板热阻较大，基本无法发散LED光源所产生的热量，因此使用该类非导热基板对LED光源的使用性能有很大的负面影响。金属质基板(主要为铝合金基板)导热性相对较好，但这种LED基板并不直接裸露于外界，还需要将该基板以螺钉或其他结构安装于散热体表面，通过散热体向外界发散热量，因此对金属质基板与散热体的接触面要求很高，同时LED光源与基板之间、基板与散热体安装表面之间均难以避免的存在间隙，因此还需要填充流质导热胶脂，以形成“LED光源→导热胶脂→金属质基板→导热胶脂→散热体→外界”的散热路径，该散热路径为多次间接散热，效果并不明显，同时对该散热路径中的每一接触面的平整度、光洁度和安装要求高，增加了加工难度与加工成本；各接触面易产生接触间隙，造成整体有效导热系数下降，导致LED结温升高，光衰增加，降低了LED光源的使用寿命。

另外，上述三类刚性基板仅适用于与基板背面形状曲率尺寸一致的安装表面，对使用环境有较高的要求，并不具有通用性，应用范围相对狭窄，从而增加了LED照明在配光应用等方面的限制。

实用新型内容

本实用新型的目的是为克服上述现有技术的缺点，提供一种具有一定通用性，对安装表面要求较低，同时具有便于高效散热并主要应用于大功率的LED照明阵列的柔性线路板。

本实用新型的目的是这样实现的，LED照明阵列的柔性线路板，其特征是设有柔性基板(1)、联接电路(2)、绝缘覆膜层(3)、导热胶垫(4)、LED光源(5)，联接电路(2)布于柔性基板(1)表面，在柔性基板(1)与联接电路(2)表面覆盖绝缘覆膜层(3)构成电路板模块，LED光源(5)以阵列方式排布封装于电路板模块中，柔性基板(1)底面和LED光源(5)的散热底座与导热胶垫(4)表面粘合连接。

所述的柔性基板(1)的材质为厚度均匀的树脂材料薄膜或橡胶材料薄板。

所述的树脂材料为聚酰亚胺(PI)、聚苯二甲酸乙二醇酯(PET)。

所述的橡胶材料为氟化硅橡胶。

所述的联接电路(2)为串联连接、并联连接、串-并联组合连接。

所述的绝缘覆膜层(3)为厚度均匀的环氧树脂(EP)、聚乙烯(PE)、聚酰亚胺(PI)。

所述的LED光源(5)的LED芯片(5-2)引脚与联接电路(2)焊接连接，LED芯片(5-2)的散热底座(5-3)与导热胶垫(4)表面粘合接触连接。

单块LED照明阵列柔性线路板模块可沿LED光源排布方向进行裁切，裁切后不影响布线连接，或者仅需要对布线进行局部小调整，即可使用而不影响其他布线连接。多块LED照明阵列柔性线路板模块可沿LED光源排布方向进行对接，仅在局部进行锡焊连接即可组合为一块加长型LED照明阵列柔性线路板。

该模块可以单独实现照明，也可以多模块串、并联连接成模组共同实现照明。

覆盖绝缘覆膜层时，模块表面根据应用需要裸露二至多个焊盘用以实现与外部电路的连接，裸露焊盘表面可选择镀锡、镀镍、镀银或镀金。其特征还在于，焊盘仅与联接电路进行电气连接，且不改变原有布线结构。其特征进一步在于，焊盘周围可加设隔热结构。

本实用新型原理基于以下三点：1.以柔性材料作为LED基板的基材，LED基板为柔性线路板，从而使该LED基板具备一定的折弯、扭曲、卷曲性能，以同时适应平面与不大于一定曲率的非平面。2.以高导热柔性薄胶垫作为散热接触面之间的导热层，填平接触面不平整间隙，有效保证接触面积。3.LED光源的导热底座与散热体之间通过导热胶层直接接触，形成“LED光源→导热胶垫→散热体→外界”的散热路径，有效减少间接散热环节。

本实用新型结构新颖合理紧凑，生产制造容易，成本低，使用安装方便，便于推广应用，特别适合于大功率LED照明阵列的柔性线路板，与现有的LED照明领域所应用的LED基板比较，具有如下优点：

1、与LED光源直接封装方式比较，本实用新型将LED光源先行封装于LED电绝缘基板，提高了应用安全性与稳定性，降低了生产难度；同时易于设计上实现模组化，有利于产品的系列化和批量生产。

2、与传统刚性LED基板比较，应用柔性线路板技术，使该LED照明阵列柔性线路板模块可同时适用于平整安装表面和不大于一定变化曲率的非平整安装表面，具有较高的通用性。同时，该LED照明阵列柔性线路板模块还可以承受一定强度的弯曲、扭曲、卷曲变形，在安装后有该类变形的情况下仍然可以得到良好的应用，进一步拓宽了其适用范围。

3、与传统金属质LED基板比较，本实用新型所具有“LED光源→导热胶垫→散热体→外界”的散热路径，大幅减少了间接散热环节，提高了散热性能。

4、与传统填充流质导热胶脂的方式比较，本实用新型应用高导热软薄胶垫作为散热接触面之间的导热层，在保证高导热系数的同时，能够轻易填平接触面间不平整间隙，贴合度极高，保证了有效热接触面积，在提高散热性能的同时减轻了对散热结构材质的要求，降低了安装接触面的加工难度，减小了生产成本。

5、与传统LED基板固定方式比较，本实用新型以耐温强力胶粘合，保证连接可靠的同时进一步保证了该LED照明阵列柔性线路板模块与散热体的安装贴合度。采用该安装固定方式，安装便捷，大幅提高了生产效率。

附图说明

图1A为本实用新型的结构示意图；

图1B为本实用新型的分解结构示意图；

图2为本实用新型于LED光源封装位置的截面结构示意图；

图3A为本实用新型联接电路的串联排布连接方式示意图；

图3B为本实用新型联接电路的并联排布连接方式示意图；

图3C为本实用新型联接电路的串并联排布连接方式示意图；

图4A为本实用新型LED照明阵列柔性线路板模块并联连接的裁剪布线结构示意图；

图4B为本实用新型LED照明阵列柔性线路板模块串联连接的裁剪布线结构示意图；

图5A为本实用新型安装于平整表面的结构示意图；

图5B为本实用新型安装于平整表面的LED光源封装位置的截面结构示意图；

图6A为本实用新型安装于圆柱安装表面的结构示意图；

图6B为本实用新型安装于圆柱安装表面LED光源封装位置的截面的结构示意图。

图中：1柔性基板，2联接电路，3绝缘覆膜层，4导热胶垫，4-1导热胶垫的散热绝缘层，4-2导热胶垫的耐温强力粘合层，5 LED光源，5-1 LED光源的壳体，5-2 LED光源的LED芯片，5-3 LED光源的散热底座、6散热体。

具体实施方式

下面结合附图以具体实施例对本实用新型进行进一步说明。

实施例1

如图5所示，该LED照明阵列柔性线路板模块由柔性基板1、联接电路2、绝缘覆膜层3、导热胶垫4以及LED光源5组成。柔性基板1由导热胶垫4一侧的耐温强力粘合层4-2粘合于导热胶垫4表面，联接电路2以热压合方式布于柔性基板1表面，透明绝缘覆膜层3以喷涂方式覆于柔性基板1与联接电路2表面，并在LED照明阵列柔性线路板模块一端靠近侧边处留有两个焊盘，焊盘仅与联接电路2实现电气连接且不改变原有布线结构，焊盘表面镀金。

单个LED照明阵列柔性线路板模块安装于散热体的安装表面，依靠导热胶垫4另一侧的耐温强力粘合层4-2将其粘合于散热体的安装表面。

电源线焊接于上述焊盘，电流接入模块，模块内含有六颗LED光源5，以串联方式，直线阵列式排布封装于LED照明阵列柔性线路板模块内部。

LED光源5的壳体5-1镶嵌于柔性线路板中，LED芯片5-2引脚焊接于联接电路2实现连接。同时，其与LED芯片5-2热连接的散热底座5-3紧贴导热胶垫4表面粘合形成热传导。整个LED照明阵列柔性线路板模块与散热体共同构成“LED光源→导热胶垫→散热体→外界”的散热路径，有效发散LED光源产生的热量。

实施例2

如图6所示，每个LED照明阵列柔性线路板模块均由柔性基板1、联接电路2、绝缘覆膜层3、导热胶垫4以及LED光源5组成。柔性基板1由导热胶垫4一侧的耐温强力粘合层4-2粘合于导热胶垫4表面，联接电路2以黏合片黏合方式布于柔性基板1表面，透明绝缘覆膜层3同样以黏合片黏合方式覆于柔性基板1与联接电路2表面，并在LED照明阵列柔性线路板模块一端靠近侧边处留有两个焊盘，焊盘仅与联接电路2实现电气连接且不改变原有布线结构，焊盘表面镀锡、镀银、或镀金。

两个LED照明阵列柔性线路板模块同向环形安装于圆柱形散热体的圆柱安装表面，均由导热胶垫4一侧的耐温强力粘合层4-2粘合于散热体的安装表面。

电源线正极焊接于LED照明阵列柔性线路板模块一的正极焊盘，模块一负极焊盘与模块二正极焊盘焊线连接，模块二负极焊盘焊接电源线负极，电流接入两个模块。每个模块内含有六颗LED光源5，以串联方式，直线阵列式排布封装于LED照明阵列柔性线路板模块内部，总共十二颗LED光源5以串联方式连接。

本实施例的LED光源5的安装与电气连接方式与实施例1相同，其LED芯片5-2的散热底座5-3紧贴导热胶垫4表面粘合，形成热传导。整个LED照明阵列柔性线路板模块与散热体共同构成“LED光源→导热胶垫→散热体→外界”的散热路径，有效发散LED光源产生的热量。

Claims (6)

1、一种LED照明阵列的柔性线路板，其特征是设有柔性基板(1)、联接电路(2)、绝缘覆膜层(3)、导热胶垫(4)、LED光源(5)，联接电路(2)布于柔性基板(1)表面，在柔性基板(1)与联接电路(2)表面覆盖绝缘覆膜层(3)构成电路板模块，LED光源(5)以阵列方式排布封装于电路板模块中，柔性基板(1)底面和LED光源(5)的散热底座与导热胶垫(4)表面粘合连接。

2、根据权利要求1所述的LED照明阵列的柔性线路板，其特征是所述的柔性基板(1)的材质为厚度均匀的树脂材料薄膜或橡胶材料薄板。

3、根据权利要求2所述的LED照明阵列的柔性线路板，其特征是所述的树脂材料为聚酰亚胺或聚苯二甲酸乙二醇酯。

4、根据权利要求1所述的LED照明阵列的柔性线路板，其特征是所述的联接电路(2)为串联连接或并联连接或串-并联组合连接。

5、根据权利要求1所述的LED照明阵列的柔性线路板，其特征是所述的绝缘覆膜层(3)为厚度均匀的环氧树脂或聚乙烯、聚酰亚胺。

6、根据权利要求1所述的LED照明阵列的柔性线路板，其特征是所述的LED光源(5)的LED芯片(5-2)引脚与联接电路(2)焊接连接，LED芯片(5-2)的散热底座(5-3)与导热胶垫(4)表面粘合接触连接。

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