DE102010049333A1 - Bandförmige Struktur sowie Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung der bandförmigen Struktur - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine bandförmige Struktur zur Aufnahme von elektronischen Bauteilen, insbesondere von Power-LED'S, sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung der bandförmigen Struktur. Die bandförmige Struktur (1) als flexible Struktur besteht aus einem doppelseitigem Klebeband (2) und ist auf der einen Seite mit einer flexible lötfähige Leiterbahnstruktur (3) versehen und mit einer reflektierenden Folie (4) abgedeckt, wobei die reflektierende Folie (4) im Bereich der Aufnahme (13) der aufzubringenden elektronischen Bauteile ausgespart ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine bandförmige Struktur zur Aufnahme von elektronischen Bauteilen, insbesondere von Power-LED'S, sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung der bandförmigen Struktur.
  • Bekannt und mit Leuchtdioden ausgestattete flexible Bänder, die teilbar und mit einer selbstklebenden Rückseite versehen sind. Bei Montage auf eine metallische Unterlage ist zur Vermeidung von Kurzschlüssen an der Stelle von Lötkontakten des LED-Bandes eine Isolation zwischen Unterlage und LED-Band vorzusehen. Zum Schutz vor Feuchtigkeit und/oder Schmutz ist es bekannt, die LED-Bänder vollständig mit einer Schutzlackierung zu versehen.
  • Weiterhin bekannt ist, die LED-Bänder mit LED-Schläuchen zu überziehen oder vollständig zu vergießen. Bei diesen Schutzumhüllungen bestehen Einschränkungen hinsichtlich der möglichen Gesamtlänge, die insbesondere beim Verguß stark eingeschränkt ist, der modularen Teilbarkeit sowie in der damit verbundenen Abdichtung an der Schnittstelle. Desweiteren müssen zusätzliche Klebeschichten aufgebracht werden, und das LED-Band auf einen Untergrund zu befestigen. Ein weiterer Nachteil liegt in der ungenügenden Wärmeleitung, insbesondere bei Verwendung von Power-LED's.
  • Aus der DE 10 2009 007 430 A1 ist ein Leuchtmodul sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Leuchtmoduls bekannt. Das Leuchtmodul weist ein Leuchtband, insbesondere ein LED-Band, mit einem flexiblen bandförmigen Substrat auf, wobei mindestens auf einer Seite, insbesondere auf der Vorderseite des Substrats mindestens eine Halbleiterlichtquelle aufgebracht ist. Das Leuchtmodul ist an einer Vorderseite mit einer Schutzschicht dargestellt beschichtet, daß zumindest eine Strahlungsemissionsfläche der mindestens einen Halbleiterlichtquelle schutzschichtfrei ist. Vorteilhaft kann das Leuchtmodul mit einer Schutzschicht in Form eines Lackes beschichtet sein. Das Leuchtmodul kann eine Unterlage zur Befestigung an einer Rückseite des Leuchtbandes aufweisen, insbesondere eine flexible Unterlage. Die Unterlage kann insbesondere mit einem doppelseitigen Klebeband auf das flexible Substrat z. B. eine flexible Leiterplatte, geklebt werden. Das Verfahren zur Herstellung eines Leuchtmoduls weist mindestens die folgenden Schritte auf: a) Aufbringen mehrerer LED-Bänder auf eine gemeinsame Unterlage; b) Beschichten der Bänder und c) Vereinzeln der Bänder mit ihren jeweiligen Unterlagen. Zum Aufbringen der LED-Bänder können diese beispielsweise in einem definierten Abstand parallel auf die gemeinsame Unterlage geklebt, gelötet, vulkanisiert, laminiert, usw. werden. Die Abdeckung kann mit der Unterlage allgemein durch alle bekannten geeigneten Verbindungsarten Verbunden werden, z. B., mittels Walzen, Klemmen, Perforieren, Falzen, Schmelzverbinden, Ultaschallverschweißen, Heften usw..
  • Aufgabe der Erfindung ist, eine bandförmige Struktur zur Aufnahme von elektronischen Bauteilen, insbesondere von LED'S, anzugeben, die endlos gefertigt werden kann und einen einfachen Aufbau aufweist. Desweiteren ist ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit der die bandförmige Struktur hergestellt werden kann.
  • Diese Aufgaben werden mittels einer bandförmigen Struktur zur Aufnahme von elektronischen Bauteilen und eines Verfahrens zur Herstellung einer bandförmigen Struktur sowie durch eine Vorrichtung nach den jeweiligen unabhängigen Anspruch gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
  • Die bandförmige Struktur ist als flexible Struktur aus einem doppelseitigen Klebeband ausgebildet, auf deren einen Seite eine flexible lötfähige Leiterbahnstruktur aufgebracht ist und diese mit einer reflektierenden Folie abgedeckt ist. Die reflektierende Folie ist im Bereich der Aufnahme der aufzubringenden elektronischen Bauteile ausgespart. Die flexible leitfähige Struktur kann aus einer Kupferfolie mit einer Dicke im Bereich von 5 bis 200 mm bestehen. Auf der Unter- und/oder Oberseite des doppelseitigen Klebebandes kann zur Verbesserung der Wärmeableitung im Bereich der aufzubringenden elektronischen Bauteile ein wärmeleitfähiges elektrisch nicht leitendes Material aufgebracht sein. Das wärmeleitfähige nicht elektrisch leitende Material kann aus einem Kohlenstoffpulver oder einem technischen Keramikpulver mit hoher Wärmeleitfähigkeit bestehen. Die reflektierende Folie kann aus einem silikonbeschichteten und/oder UV-beständigem Papier, einer Kunststofffolie oder einer bedampften Reflektorfolie bestehen. Sie kann mit einer glatten oder einer dreidimensional strukturierten Oberfläche versehen sein. Die bandförmige Struktur kann mit glatten oder strukturierten Randbereichen, vorzugsweise mit wellenförmig ausgebildeten Randbereichen, versehen sein.
  • Das Verfahren dient zur Herstellung der bandförmigen Struktur zur Aufnahme von elektronischen Bauteilen, insbesondere von Power-LED'S, wobei die bandförmige Struktur in einem Arbeitsschritt durch Ausstanzen der Leiterbahnstruktur aus einer Kupferfolie, das Aufkleben der Leiterbahnstruktur auf das doppelseitige Klebeband und das Anbringen der reflektierenden Folie auf das doppelseitige Klebeband hergestellt wird.
  • Das Aufbringen des wärmeleitfähigen elektrisch nicht leitfähigen Materials kann vor oder nach dem Aufkleben der Leiterbahnstruktur auf der der Leiterbahnstruktur abgewandten Seite erfolgen.
  • Die Vorrichtung zur Herstellung der bandförmigen Struktur besteht aus einem Walzenpaar, dessen eine Walze als Stanzwalze ausgebildet ist, einer unteren Walze zum Andrücken des doppelseitigen Klebebandes sowie einer oberen Walze zum Abziehen des doppelseitigen Klebebandes mit der Leiterbahnstruktur von der Stanzwalze und einem sich darin anschließenden Walzenpaar zum Aufbringen der reflektierenden Folie. Vorzugsweise ist zwischen der oberen Walze und dem Walzenpaar eine Einrichtung zum Aufbringendes pulverförmigen, wärmeleitenden und elektrisch nicht leitenden Materials angeordnet.
  • Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher beschrieben werden. Es zeigen
  • 1 – bandförmige Struktur
  • 2 – Vorrichtung zur Herstellung der bandförmigen Struktur
  • Die 1 zeigt die erfindungsgemäße bandförmige Struktur 1, die aus einem doppelseitigen Klebeband 2 besteht. Auf der Oberseite der bandförmigen Struktur 1 ist eine Leiterbahnstruktur 3, die aus aus einer dünnen lötfähigen Kupferfolie 5 ausgestanzten Leiterbahnen besteht, aufgeklebt. Abgedeckt wird die Leiterbahnstruktur 3 mit einer reflektierenden Folie 4, die ausgestanzte Aufnahmebereiche 13 für die aufzubringenden LED'S aufweist.
  • Die 2 zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung der bandförmigen Struktur 1. Die Vorrichtung besteht aus einem Walzenpaar 7; 8, dessen eine Walze als Stanzwalze 7 mit einem Leiterbahnlayout am Walzenumfang zur Erzeugung der Leiterbahnstruktur 3 ausgebildet ist. Zwischen der Stanzwalze 7 und der Walze 8 wird die Kupferfolie 5 eingezogen und die Leiterbahnstruktur 3 ausgestanzt. Das Stanzgitter 6 wird abgeführt. Die Leiterbahnstruktur 3 verbleibt auf der Oberfläche der Stanzwalze und wird vom doppelseitigen Klebeband 2 aufgenommen. Das doppelseitige Klebeband 2 wird dabei durch die unteren Walzen 9 und die obere Walze 10 teilweise am Umfang der Stanzwalze 7 vorbeigeführt. Zuvor wird auf der Unterseite des doppelseitigen Klebebandes 2 in vorgegebenen Abständen, die den Abständen der aufzubringenden elektronischen Bauteilen entspricht, ein wärmeleitfähiges elektrisch nicht leitendes Pulver mittels einer Einrichtung 14 aufgebracht.
  • Anschließend wird das mit der Leiterbahnstruktur 3 versehene doppelseitige Klebeband 2 dem Walzenpaar 10; 11 zugeführt, wo auf die mit der Leiterbahnstruktur 3 versehene Oberfläche des doppelseitigen Klebebandes 2 die reflektierende Folie, die mit ausgestanzten Aufnahmebereichen 13 versehen ist, aufgebracht wird.
  • Anschließend kann die bandförmige Struktur aufgewickelt und für die Bestückung mit elektronischen Bauteilen zwischengelagert werden. Es besteht aber auch die Möglichkeit im Anschluß an das Walzenpaar 11; 12 eine Bestückungsvorrichtung zum Aufbringen von elektronischen Bauteilen, insbesondere von Power-LED'S, und eine Löteinrichtung zum Auflöten der elektronischen Bauteile anzuordnen.
  • Mit Hilfe des Verfahrens und der Vorrichtung, ist eine kontinuierliche Endlosfertigung der bandförmigen Struktur möglich.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    bandförmige Struktur
    2
    Klebeband
    3
    Leiterbahnstruktur
    4
    reflektierende Folie
    5
    Kupferfolie
    6
    Stanzgitter
    7
    Stanzwalze
    8
    Walze
    9
    untere Walze
    10
    obere Walze
    11
    Walze
    12
    Walze
    13
    Aufnahmebereich
    14
    Einrichtung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102009007430 A1 [0004]

Claims (14)

  1. Bandförmige Struktur zur Aufnahme von elektronischen Bauteilen aufweisend ein flexible Substrat, wobei auf einer Oberseite des Substrats mindestens eine Halbleiterlichtquelle, insbesondere Power-LED, aufbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die bandförmige Struktur (1) als flexible Struktur aus einem doppelseitigem Klebeband (2) besteht und auf der einen Seite eine flexible lötfähige Leiterbahnstruktur (3) aufgebracht ist und diese mit einer reflektierenden Folie (4) abgedeckt ist, wobei die reflektierende Folie (4) im Bereich der Aufnahme (13) der aufzubringenden elektronischen Bauteile ausgespart ist.
  2. Bandförmige Struktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible leitfähige Leiterbahnstruktur (3) aus einer Kupferfolie (5) mit einer Dicke im Bereich von 5 bis 200 μm besteht.
  3. Bandförmige Struktur nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Unter- und/oder Oberseite des doppelseitigen Klebebandes (2) im Bereich der aufzubringenden elektronischen Bauteile ein wärmeleitfähiges elektrisch nicht leitendes Material aufgebracht ist.
  4. Bandförmige Struktur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeleitfähige elektrisch nicht leitende Material aus einem Kohlenstoffpulver oder aus einem Pulver einer Kohlenstoffverbindung besteht.
  5. Bandförmige Struktur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeleitfähige elektrisch nicht leitende Material aus einem technischen Keramikpulver mit hoher Wärmeleitfähigkeit besteht.
  6. Bandförmige Struktur nach Anspruch 1 und mindestens einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß reflektierende Folie (4) aus einem silikonbeschichteten und/oder einem UV-beständigen Papier besteht.
  7. Bandförmige Struktur nach Anspruch 1 und mindestens einem der Ansprüche 2 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Folie (4) aus einer Kunststofffolie besteht.
  8. Bandförmige Struktur nach Anspruch 1 und mindestens einem der Ansprüche 2 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Folie (4) aus einer bedampften Reflektorfolie besteht.
  9. Bandförmige Struktur nach Anspruch 1 und mindestens einem der Ansprüche 2 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierende Folie (4) als Folie mit einer dreidimensionalen Oberfläche ausgebildet ist.
  10. Bandförmige Struktur nach Anspruch 1 und mindestens einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Randbereiche der bandförmigen Struktur (1) wellenförmig ausgebildet sind.
  11. Bandförmige Struktur nach Anspruch 1 und mindestens einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die bandförmige Struktur (1) als Endlosband herstellbar ist.
  12. Verfahren zur Herstellung einer bandförmige Struktur nach Anspruch 1 und mindestens einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die bandförmige Struktur (1) in einem Arbeitsschritt durch Ausstanzen der Leiterbahnstruktur (3), das Aufkleben der Leiterbahnstruktur (3) und das Aufbringen der reflektierenden Folie (4) auf das doppelseitige Klebeband (2) erfolgt.
  13. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung einer bandförmigen Struktur nach Anspruch 1 und mindestens einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung aus einem Walzenpaar (7; 8), wobei die Walze (7) als Stanzwalze ausgebildet ist, einer unteren Walze (9) zum Andrücken des doppelseitigen Klebebandes (2) sowie einer oberen Walze (10) zum Abziehen des doppelseitigen Klebebandes (2) mit der Leiterbahnstruktur (3) von der Stanzwalze (7) und einem sich daran anschließenden Walzenpaar (11; 12) zum Aufbringen der reflektierenden Folie (4) besteht.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der oberen Walze (10) und dem Walzenpaar (11; 12) eine Einrichtung (14) zum Aufbringen des pulverförmigen wärmeleitenden Materials angeordnet ist.
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