DE112015004330T5 - Verfahren zum Formen von Leiterplatten - Google Patents

Verfahren zum Formen von Leiterplatten Download PDF

Info

Publication number
DE112015004330T5
DE112015004330T5 DE112015004330.6T DE112015004330T DE112015004330T5 DE 112015004330 T5 DE112015004330 T5 DE 112015004330T5 DE 112015004330 T DE112015004330 T DE 112015004330T DE 112015004330 T5 DE112015004330 T5 DE 112015004330T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
circuit board
mold
leds
tape
section
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE112015004330.6T
Other languages
English (en)
Other versions
DE112015004330B4 (de
Inventor
Richard Speer
Kenneth Grossman
David Hamby
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ledvance LLC
Original Assignee
Ledvance LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ledvance LLC filed Critical Ledvance LLC
Publication of DE112015004330T5 publication Critical patent/DE112015004330T5/de
Application granted granted Critical
Publication of DE112015004330B4 publication Critical patent/DE112015004330B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/22Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of indefinite length
    • B29C43/28Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of indefinite length incorporating preformed parts or layers, e.g. compression moulding around inserts or for coating articles
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0284Details of three-dimensional rigid printed circuit boards
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/02Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/18Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles incorporating preformed parts or layers, e.g. compression moulding around inserts or for coating articles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/22Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of indefinite length
    • B29C43/30Making multilayered or multicoloured articles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/22Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of indefinite length
    • B29C43/30Making multilayered or multicoloured articles
    • B29C43/305Making multilayered articles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C51/00Shaping by thermoforming, i.e. shaping sheets or sheet like preforms after heating, e.g. shaping sheets in matched moulds or by deep-drawing; Apparatus therefor
    • B29C51/14Shaping by thermoforming, i.e. shaping sheets or sheet like preforms after heating, e.g. shaping sheets in matched moulds or by deep-drawing; Apparatus therefor using multilayered preforms or sheets
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/0011Working of insulating substrates or insulating layers
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/0011Working of insulating substrates or insulating layers
    • H05K3/0014Shaping of the substrate, e.g. by moulding
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/01Dielectrics
    • H05K2201/0104Properties and characteristics in general
    • H05K2201/0129Thermoplastic polymer, e.g. auto-adhesive layer; Shaping of thermoplastic polymer
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10007Types of components
    • H05K2201/10106Light emitting diode [LED]
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/20Details of printed circuits not provided for in H05K2201/01 - H05K2201/10
    • H05K2201/2054Light-reflecting surface, e.g. conductors, substrates, coatings, dielectrics
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/06Lamination
    • H05K2203/063Lamination of preperforated insulating layer
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/11Treatments characterised by their effect, e.g. heating, cooling, roughening
    • H05K2203/1105Heating or thermal processing not related to soldering, firing, curing or laminating, e.g. for shaping the substrate or during finish plating
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/15Position of the PCB during processing
    • H05K2203/1545Continuous processing, i.e. involving rolls moving a band-like or solid carrier along a continuous production path
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/341Surface mounted components
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3457Solder materials or compositions; Methods of application thereof
    • H05K3/3463Solder compositions in relation to features of the printed circuit board or the mounting process

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Structure Of Printed Boards (AREA)

Abstract

Hierin wird ein Verfahren zum Formen einer Leiterplatte beschrieben, umfassend: (a) Bereitstellen eines Substrats eines ersten formbaren Polymermaterials, wobei das Substrat mindestens einen elektrischen Leiter auf einer Oberfläche aufweist; (b) Laminieren einer Deckschicht eines zweiten formbaren Polymermaterials auf das Substrat, um eine flexible Leiterplatte zu bilden, wobei der mindestens eine elektrische Leiter zwischen der Leiterplatte und dem Substrat angeordnet ist, wobei die Deckschicht eine Vielzahl von Löchern aufweist, die zumindest einen Teil des mindestens einen elektrischen Leiters freilegen; (c) elektrisches Verbinden von lichtemittierenden Dioden (LEDs) mit freiliegenden Abschnitten des mindestens einen elektrischen Leiters; und (d) Erwärmen der Schaltungsplatine, während eine Kraft aufgebracht wird, um zu bewirken, dass die Schaltungsplatine sich biegt und eine Form mit bogenförmigem Querschnitt annimmt; und (e) Abkühlen der Leiterplatte, bis die Form fixiert ist, wodurch eine thermogeformte Leiterplatte mit einem bogenförmigen Querschnitt gebildet wird.

Description

  • Die vorliegende Anmeldung ist eine internationale Anmeldung und beansprucht den Nutzen und die Priorität der US Provisional Anmeldung Nr. 62/054,045, eingereicht am 23. September 2014, die hierin durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit aufgenommen wird.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Lineare Standard-Leuchtstofflampen sind eine der häufigsten Lampenformen, die zur Erzeugung von Licht verwendet werden. Angesichts der großen Anzahl an Leuchtstoffvorrichtungen, die in kommerziellen, institutionellen und industriellen Betrieben installiert sind, ist es wünschenswert, Leuchtstofflampen durch andere hochwirksame, quecksilberfreie Beleuchtungslösungen mit dem gleichen Formfaktor zu ersetzen, so dass ein Austausch der vorhandenen Vorrichtungen nicht erforderlich ist. Dies hat zur Entwicklung von Festkörper-Austauschlampen geführt, die lineare Arrays von Leuchtdioden (LEDs) auf Leiterplatten enthalten, die in Hohlröhren angeordnet sind. Diese neuen Festkörperlampen erfordern andere Konstruktionsverfahren als herkömmliche Leuchtstofflampen und insbesondere sind neue Techniken für die Herstellung von Leiterplatten mit Arrays von LEDs zur Verwendung mit den röhrenförmigen Lampenkörpern erforderlich.
  • Kurze Beschreibung der Figuren
  • Merkmale und Vorteile verschiedener Ausführungsformen des beanspruchten Gegenstands werden ersichtlich durch die folgende detaillierte Beschreibung und durch Bezugnahme auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile bezeichnen und in denen:
  • Die 1A und 1B jeweils perspektivische und Querschnittsdarstellungen einer thermogeformten Leiterplatte sind, die durch ein erfindungsgemäßes Verfahren hergestellt werden kann.
  • Die 2A und 2B jeweils perspektivische und Querschnittsdarstellungen einer Form sind, die in einem Thermoformungsverfahren gemäß dieser Erfindung verwendet werden kann.
  • Die 3A3C ein Thermoformungsverfahren gemäß dieser Erfindung unter Verwendung der in den 2A und 2B gezeigten Form veranschaulichen.
  • 4 eine perspektivische Darstellung einer Thermoformmatrize zur Verwendung in einem Inline-Thermoformverfahren gemäß dieser Erfindung ist.
  • 5 eine schematische Darstellung eines Inline-Thermoformungsverfahrens gemäß dieser Erfindung ist.
  • Detaillierte Beschreibung
  • Es wurde festgestellt, dass die starre Leiterplatte herkömmlicher Retrofit-LED-Lampen durch eine flexible Leiterplatte ersetzt werden kann. Die Fähigkeit der flexiblen Leiterplatte, sich zu verbiegen und sich konzentrisch an den Innendurchmesser des röhrenförmigen Körpers der Lampe anzupassen, ermöglicht es, die LED-Arrays weiter weg von der Vorderseite der Lampe zu positionieren, wodurch eine größere Diffusion des von den einzelnen LEDs emittierten Lichts und dadurch ein gleichmäßigeres Erscheinungsbild geschaffen wird. Die Krümmung der Leiterplatte erlaubt es auch, dass die LEDs in Bezug aufeinander angewinkelt werden können, um die Lichtverteilung weiter zu unterstützen. Diese Erfindung betrifft ein neuartiges Verfahren zum Thermoformen flexibler Leiterplatten, um ihnen die gewünschte Krümmung zu verleihen, so dass sie in röhrenförmigen LED-Lampenanwendungen verwendet werden können, und insbesondere in LED-Lampen, welche als Austausch für herkömmliche lineare Leuchtstofflampen ausgebildet sind.
  • Unter Bezugnahme auf die 1A und 1B ist eine thermogeformte Leiterplatte 100 gezeigt, die mit LEDs 108 belegt ist. Die thermogeformte Leiterplatte 100 umfasst eine flexible Leiterplatte 104. Die flexible Leiterplatte 104 umfasst ein thermoplastisches Polymermaterial wie beispielsweise Polyethylenterephthalat (PET), welches thermogeformt werden kann, um eine gewünschte Form zu erhalten. In einer Ausführungsform ist das PET ein hochreflektierendes weißes PET, das Licht zur Vorderseite der Lampe reflektiert. Die flexible Leiterplatte 104 wurde thermogeformt, um eine Leiterplatte mit einem bogenförmigen Querschnitt zu erhalten, die vorzugsweise der Krümmung der rohrförmigen Lampe entspricht, mit welcher sie zusammen verwendet werden. Die flexible Leiterplatte 104 weist auch elektrische Schaltungen und Kontakte (nicht gezeigt) auf, um den LEDs Energie zuzuführen.
  • In einer ersten Ausführungsform wird eine flexible Leiterplatte durch Laminieren eines Substrats aus einem formbaren Polymermaterial, das geätzte Kupferleiter aufweist, mit einer zweiten Platte aus formbarem Polymer als Deckschicht gebildet. Vorzugsweise ist die Deckschicht ein hochreflektierendes weißes PET mit Löchern, die es ermöglichen, LEDs an die Kupferleiter zu verlöten. Die flexible Leiterplatte wird dann mit LEDs belegt und in eine Form mit der gewünschten Querschnittsform gelegt. Die Form weist ferner eine oder mehrere Vertiefungen auf, die verhindern, dass die LEDs die Oberfläche der Form berühren. Die Leiterplatte wird dann durch Erwärmen der Form und der Leiterplatte bei einer Temperatur und für eine Zeit, die dazu ausreicht, um der Platine die gewünschte Form zu verleihen, z.B. etwa 110ºC für 20 Minuten, thermogeformt.
  • Die 2A und 2B zeigen eine Thermoformungsform 200 zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Verfahren. Die Form 200 ist aus zwei Metallhälften 202, 204 gebildet. Die untere Hälfte 202 hat eine längliche, konkave Längsvertiefung 210 mit einem bogenförmigen Querschnitt. Die Querschnittsform der Vertiefung 210 ist so ausgelegt, dass sie die gewünschte Querschnittsform der flexiblen Leiterplatte repliziert. Vorzugsweise ist der Querschnitt ein Kreisbogen, der einen Mittelpunktwinkel von 120 ° bis 150 ° aufweist. Die langgestreckte Längsvertiefung 210 weist vorzugsweise gegenüberliegende Schlitze 220 auf, um die Kanten der flexiblen Leiterplatte für die Anfangsphase des Thermoformungsprozesses aufzunehmen. Die obere Hälfte 204 der Form 200 weist einen länglichen konvexen Längsvorsprung 212 auf, der einen bogenförmigen Querschnitt aufweist, der im Wesentlichen dem Querschnitt der Vertiefung 210 entspricht. Der rechteckige Kanal 218 erstreckt sich über die Länge des langgestreckten Längsvorsprungs 212 hinweg und hat eine Breite und Tiefe, die dazu ausreicht, um zu verhindern, dass die auf der flexiblen Leiterplatte aufgebrachten LEDs die obere Hälfte 204 der Form 200 während des Thermoformprozesses berühren, was zu einer Beschädigung der LEDs führen könnte.
  • 3A3C zeigen ein Batch-Verfahren zum Herstellen einer thermogeformten Leiterplatte unter Verwendung der Form der 2A & 2B. In einem anfänglichen Schritt, der in 3A gezeigt ist, wird die offene Form 200 mit einer flachen, langgestreckten flexiblen Leiterplatte 104 beladen, indem die Längskanten der Platte in die Schlitze 220 eingeführt werden. Sobald die Leiterplatte 104 in ihrer richtigen Position ist, werden die Formhälften 202, 204 zusammengebracht (wie durch den Pfeil 230 angedeutet), während die Form und die Leiterplatte auf eine Thermoformtemperatur erwärmt werden. Wie in 3B gezeigt ist, wird die obere Oberfläche 110 der Leiterplatte 104, auf der die LEDs 108 aufgebracht sind, zuerst durch den langgestreckten Längsvorsprung 212 der oberen Hälfte 204 kontaktiert. Der Kanal 218 in der oberen Hälfte 204 stellt einen ausreichenden Abstand bereit, um einen Kontakt mit den LEDs 108 zu verhindern. Wenn die Form weiter geschlossen wird, berührt die untere Oberfläche 114 der flexiblen Leiterplatte 104 die Oberfläche der langgestreckten Längsvertiefung 210 der unteren Formhälfte 202. Wenn sie geschlossen ist, nimmt die Form 200 die flexible Leiterplatte 104 zwischen den beiden Hälften 202, 204 auf, wobei die untere Oberfläche 114 und die obere Oberfläche 110 vollständig mit den Oberflächen der Vertiefung 210 und des Vorsprungs 212 in Berührung kommen (mit Ausnahme des LED-Bereichs), wie in 3C gezeigt. Die Form bleibt dann für eine Zeit geschlossen, die dazu ausreicht, der flexiblen Leiterplatte 104 die gewünschte Krümmung zu verleihen und eine thermogeformte Leiterplatte 100 zu erhalten, wie es in den 1A und 1B veranschaulicht ist.
  • Diese Art von Batch-Formungsverfahren erzeugt hohe Ausbeuten und reproduzierbare Formgebung. Allerdings sind Batch-Prozesse grundsätzlich langsam, da nur eine Platine zu einem Zeitpunkt geformt wird, obwohl sie hoch automatisiert werden können. Darüber hinaus können die Leiterplatten nur nach einem Reflow-Löten in einem Ofen für die LED-Befestigung, gefolgt von einem Abkühlen um die Platten zur weiteren Verarbeitung handhaben zu können, thermogeformt werden.
  • In einer anderen Ausführungsform ist das Verfahren dieser Erfindung ein kontinuierliches Inline-Verfahren und kein Batch-Verfahren und kann in einer Reel-to-Reel-Fertigungslinie verwendet werden, die Zeit und Energie spart und die Qualität einer gebildeten Leiterplatte verbessert. Insbesondere kann das Inline-Verfahren Folgendes umfassen: (a) Erhalten eines Substrats eines ersten formbaren Polymermaterials mit leitfähigen Spuren; (b) Laminieren des Substrats auf eine Deckschicht eines zweiten formbaren Polymermaterials, um ein kontinuierliches Leiterplattenband zu bilden, wobei die Leiterbahnen zwischen dem Substrat und dem Deckblatt angeordnet sind, wobei die Deckschicht Löcher aufweist, welche die Befestigung von LEDs an den leitfähigen Spuren ermöglichen, (c) Aufbringen einer Lötpaste und von LEDs; (d) Erhitzen des Leiterplattenbandes in einer ersten Zone, um das Lötmittel zumindest teilweise zu schmelzen und die LEDs elektrisch mit den leitfähigen Spuren zu verbinden; und (e) Durchleiten der beheizten Leiterplatte durch eine Matrize in einer zweiten Zone, um dem Leiterplattenband eine Form zu verleihen; und (f) Kühlen des Leiterplattenbandes in einer dritten Zone, um seine Form beizubehalten. Das Verfahren kann ferner vorzugsweise den Schritt des Schneidens des gekühlten Leiterplattenbandes in die gewünschte Länge umfassen, um thermogeformte Leiterplatten zur Verwendung in einer LED-Lampenanwendung zu erzeugen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Temperatur in der ersten Zone, in der das Reflow-Löten stattfindet, etwa 140 ° C. Vorzugsweise ist das Lötmittel ein Bi/Sn-Niedrigtemperaturlötmittel. Da diese Temperatur oberhalb des Erweichungspunktes des Klebstoffs liegen kann, der dazu verwendet wird, um die Deckschicht des Substrats zu laminieren, ist es bevorzugt, das Leiterplattenband sofort in die zweite Zone und durch das Formgebungswerkzeug zu führen, während es abkühlt. Dies verleiht dem Band nicht nur die gewünschte Form, sondern bewirkt auch, dass jede mögliche Delamination der Deckschicht, die durch die höhere Temperatur in der ersten Zone verursacht wird, glattgestrichten wird.
  • Vorzugsweise wird der Formungsschritt in der zweiten Zone bei einer niedrigeren Temperatur als in der ersten Zone durchgeführt. Besonders bevorzugt erfolgt die Formgebung bei etwa 110°C. In einer Ausführungsform wird die zweite Zone nicht erwärmt und die Formgebung beruht auf der Restwärme, die in der ersten Zone eingetragen wird. Insbesondere wird das Leiterplattenband während der Abkühlphase unmittelbar nach dem Reflow-Löten thermogeformt. Dies geschieht inline und produziert das geformte Band mit nur einem Heizschritt sowohl für die Schritte des Reflow-Lötens als auch des Thermoformens, wodurch Zeit und Energie gespart wird. In einer anderen Ausführungsform würde das Leiterplattenband unter Verwendung einer Matrize thermogeformt, die in einer Temperaturzone stromabwärts des Reflow-Abschnitts angeordnet ist, der eine Temperatur von etwa 110°C für eine Zeit aufrechterhält, die dazu ausreicht, um dem Band die gewünschte Form zu verleihen. Das Leiterplattenband würde während seiner Abkühlphase bis etwa 80ºC weiter durch die Matrize laufen, wobei an diesem Punkt das Band nur in der Luft verlaufen würde, außerhalb der Begrenzungen der Matrize.
  • 4 ist eine Darstellung einer Thermoformmatrize 400, die in einem Inline-Verfahren gemäß dieser Erfindung verwendet wird. Die flexible Leiterplatte 104 bewegt sich durch die Matrize 400 in der durch den Pfeil 420 angezeigten Richtung. Die Matrize 400 weist einen aufgeweiteten Aufnahmeabschnitt 408 auf, welcher die flexible Leiterplatte 104 in Form eines Bandes aufnimmt und die Längskanten 120 der flexiblen Leiterplatte erfasst. Der Aufnahmeabschnitt 408 verengt sich, wenn er sich dem Formungsabschnitt 410 nähert, wodurch bewirkt wird, dass sich die flexible Leiterplatte 104 einzurollen und einen bogenförmigen Querschnitt anzunehmen beginnt. Der Formabschnitt 410 weist einen Spalt 406 auf, der es den LEDs ermöglicht, durch den Formabschnitt 410 der Matrize 400 hindurchzutreten, ohne ihn zu berühren. Der Formungsabschnitt 410 hat obere 402 und untere 404 formende Oberflächen, die ungefähr die Dicke der flexiblen Leiterplatte 104 (ohne die LEDs) voneinander getrennt sind, wodurch es ermöglicht wird, dass das Band hindurchtreten kann, während gleichzeitig das flexible Leiterplattenband in der gewünschten Form gehalten wird. Insbesondere haben die oberen 402 und unteren 404 Oberflächen eine im Wesentlichen identische bogenförmige Querschnittsform, um dem Band die gewünschte Krümmung zu verleihen. Die obere Oberfläche 402 ist in zwei durch den Spalt 406 getrennte Hälften unterteilt. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die oberen und unteren Flächen der Matrize integral miteinander ausgebildet. Die thermogeformte Leiterplatte 100 verlässt das entgegengesetzte Ende der Matrize 400, wo diese auf die gewünschte Länge geschnitten werden kann.
  • 5 ist eine schematische Darstellung eines Inline-Verfahrens gemäß einem Verfahren dieser Erfindung. Der Prozess beginnt auf der linken Seite und verläuft in der durch den Pfeil 545 angezeigten Richtung. Ein erstes Band 501 eines formbaren Polymermaterials wird auf ein zweites Band 502 eines formbaren Polymermaterials durch Walzen 503 laminiert, um ein flexibles Leiterplattenband 504 zu bilden. Das erste Band 501 hat einen/mehrere Kupferleiter auf die Oberfläche geätzt, die mit dem zweiten Band 502 verbunden werden. Das zweite Band 502 weist Löcher 525 auf, die den Stellen entsprechen, an denen LEDs weiter stromabwärts in dem Prozess angeordnet werden. Die Löcher lassen zumindest einen Teil des/der geätzten Kupferleiter(s) freigelegt, um elektrische Verbindungen zu den LEDs herzustellen. Die beiden Bänder können unter Verwendung eines Klebstoffs auf einer oder beiden der zusammenzufügenden Oberflächen laminiert werden. Das Leiterplattenband 504 läuft weiter zu einer ersten Abgabestation 530, wo eine Lötpaste an die gewünschten Kontaktstellen für die LEDs aufgebracht wird, und dann zu einer zweiten Abgabestation 533, in der die LEDs 508 in ihre gewünschten Positionen gebracht werden. Das Band 504 mit den aufgebrachten LEDs 508 tritt als nächstes in eine erste thermische Zone 540 ein, in der das Lötmittel wieder aufgeschmolzen wird, um die elektrischen Verbindungen zwischen dem (den) geätzten Kupferleiter (n) und den LEDs herzustellen. Nach dem Schritt des Reflow-Lötens tritt das Band 504 in eine zweite thermische Zone 542 ein, in der das Band durch eine Matrize 510 läuft, ähnlich der in 4 gezeigten, um dem Band die gewünschte Krümmung zu verleihen. Das thermogeformte Band 500 verlässt die Matrize 510, wobei es weiter abkühlt und durch die Schneidstation 550 auf die gewünschte Länge geschnitten wird. Die thermischen Zonen 540 und 542 können eine einzelne Zone mit einem Temperaturgradienten aufweisen oder sie können separate Zonen sein, wie in 5 gezeigt. Die Temperatur in der ersten thermischen Zone 540 ist höher als die Temperatur in der zweiten thermischen Zone 542 und muss ausreichend sein, um das Lötmittel in der Lötpaste zu schmelzen. Die Temperatur in der zweiten thermischen Zone 542 muss ausreichend sein, um das Leiterplattenband zu thermoformen, aber niedrig genug, so dass das Lötmittel beim Austritt aus der ersten thermischen Zone 540 erstarrt. Das Band soll vorzugsweise in der Matrize verbleiben, wenn es von etwa 110ºC Thermoformungstemperatur auf mindestens etwa 80°C abkühlt an welcher Stelle die Form fixiert wird.
  • Während gezeigt und beschrieben worden ist, was gegenwärtig als bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung angesehen wird, ist es für den Fachmann offensichtlich, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, wie sie durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.

Claims (20)

  1. Ein Verfahren zum Formen einer Leiterplatte, umfassend (a) Bereitstellen eines Substrats aus einem ersten formbaren Polymermaterial, wobei das Substrat mindestens einen elektrischen Leiter auf einer Oberfläche aufweist; (b) Laminieren einer Deckschicht aus einem zweiten formbaren Polymermaterial auf das Substrat, um eine flexible Leiterplatte zu bilden, wobei der mindestens eine elektrische Leiter zwischen der Deckschicht und dem Substrat angeordnet ist, wobei die Deckschicht eine Vielzahl von Löchern aufweist, die zumindest einen Teil des mindestens einen elektrischen Leiters freilegen; (c) elektrisches Verbinden von lichtemittierenden Dioden (LEDs) mit freiliegenden Abschnitten des mindestens einen elektrischen Leiters; und (d) Erwärmen der Leiterplatte unter Aufbringung einer Kraft, um zu bewirken, dass die Leiterplatte gebogen wird und eine Form mit bogenförmigem Querschnitt annimmt; und (e) Abkühlen der Leiterplatte, bis die Form fixiert ist, wodurch eine thermogeformte Leiterplatte mit einem bogenförmigen Querschnitt gebildet wird.
  2. Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei Schritt (d) umfasst: Anordnen der Leiterplatte in einer Form, wobei die Form eine obere Hälfte und eine untere Hälfte aufweist, wobei die obere Hälfte einen langgestreckten, konvexen Längsvorsprung aufweist, der einen Kanal aufweist, der einer Position der LEDs entspricht, wobei der Kanal eine Größe aufweist, die verhindert, dass die LEDs die obere Hälfte berühren wenn die Form geschlossen ist, wobei die untere Hälfte eine langgestreckte, konkave Längsvertiefung zur Aufnahme des Längsvorsprungs der oberen Hälfte aufweist, wobei der Längsvorsprung und die Längsvertiefung einen ähnlichen bogenförmigen Querschnitt aufweisen; Schließen der Form, während die Form und die Leiterplatte bei einer Thermoformtemperatur erwärmt werden; und Halten der Form in einer geschlossenen Position, um der Leiterplatte eine Form mit einem bogenförmigen Querschnitt zu verleihen.
  3. Das Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Form Schlitze in der unteren Hälfte zum Aufnehmen von Längskanten der Leiterplatte aufweist und Anordnen der Leiterplatte in der Form das Einführen der Leiterplattenkanten in die Schlitze umfasst.
  4. Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Leiterplatte auf etwa 110 ° C erwärmt wird.
  5. Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Form einen Querschnitt aufweist, der ein Kreisbogen ist.
  6. Das Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Kreisbogen einen Mittelpunktswinkel von 120 ° bis 150 ° aufweist.
  7. Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei das erste und das zweite formbare Polymermaterial Polyethylenterephthalat (PET) ist.
  8. Das Verfahren nach Anspruch 7, wobei das zweite formbare Polymermaterial ein reflektierendes weißes PET ist.
  9. Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Substrat und die Deckschicht Bänder des ersten und des zweiten formbaren Polymermaterials umfassen; Schritt (b) ein Leiterplattenband ergibt; Schritt (c) das Aufbringen einer lötmittelhaltigen Paste und LEDs auf das Leiterplattenband und das Erhitzen des Leiterplattenbandes in einer ersten Zone, um das Lötmittel zumindest teilweise zu schmelzen, um die LEDs elektrisch mit dem mindestens einen elektrischen Leiter zu verbinden, umfasst; und Schritt (d) das Durchleiten des beheizten Leiterplattenbandes durch eine Matrize in einer zweiten Zone umfasst, um dem Leiterplattenband die Form zu verleihen.
  10. Das Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Verfahren ferner den Schritt des Schneidens des gekühlten Leiterplattenbandes in die gewünschten Längen umfasst.
  11. Das Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Matrize einen Formungsabschnitt aufweist, der obere und untere Formgebungsflächen mit einem ähnlichen bogenförmigen Querschnitt aufweist, wobei die obere Oberfläche einen Spalt aufweist, der es den LEDs ermöglicht, durch die Matrize hindurchzutreten, ohne diese zu berühren.
  12. Das Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Leiterplattenband zumindest teilweise gekühlt wird, während es sich in dem Formungsabschnitt befindet, so dass die Form im Wesentlichen fixiert ist, wenn das Band aus der Matrize austritt.
  13. Das Verfahren nach Anspruch 9, wobei die erste Zone auf eine Reflow-Löttemperatur erwärmt wird und die zweite Zone auf eine Thermoformtemperatur erwärmt wird.
  14. Das Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Reflow-Löttemperatur etwa 140° C beträgt und die Thermoformtemperatur etwa 110° C beträgt.
  15. Das Verfahren nach Anspruch 9, wobei die zweite Zone nicht erwärmt wird.
  16. Das Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Matrize einen aufgeweiteten Aufnahmeabschnitt aufweist, der beide Kanten des Leiterplattenbandes aufnimmt.
  17. Das Verfahren nach Anspruch 9, wobei das erste und das zweite formbare Polymermaterial Polyethylenterephthalat (PET) ist.
  18. Das Verfahren nach Anspruch 17, wobei das zweite formbare Polymermaterial ein reflektierendes weißes PET ist.
  19. Das Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Form einen Querschnitt aufweist, der ein Kreisbogen ist.
  20. Das Verfahren nach Anspruch 19, wobei der Kreisbogen einen Mittelpunktswinkel von 120° bis 150° aufweist.
DE112015004330.6T 2014-09-23 2015-09-23 Verfahren zum Formen eines Leiterplattenbands Active DE112015004330B4 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201462054045P 2014-09-23 2014-09-23
US62/054,045 2014-09-23
PCT/US2015/051708 WO2016049177A1 (en) 2014-09-23 2015-09-23 Method for forming circuit boards

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE112015004330T5 true DE112015004330T5 (de) 2017-06-29
DE112015004330B4 DE112015004330B4 (de) 2023-08-24

Family

ID=54266640

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112015004330.6T Active DE112015004330B4 (de) 2014-09-23 2015-09-23 Verfahren zum Formen eines Leiterplattenbands

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN107206643B (de)
DE (1) DE112015004330B4 (de)
WO (1) WO2016049177A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017129975A1 (de) * 2017-12-14 2019-06-19 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauteils und Halbleiterbauteil

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160113118A1 (en) * 2014-09-23 2016-04-21 Osram Sylvania Inc. Formable light source and method of making
CN109757023B (zh) * 2017-11-08 2022-04-26 广东生益科技股份有限公司 印刷线路板及其制作方法
CN111263517A (zh) * 2018-11-30 2020-06-09 群创光电股份有限公司 可挠性电路板的制造方法
CN111586965B (zh) * 2020-05-25 2022-03-22 上海航天电子通讯设备研究所 基于lcp基材的高功率共形组件制备方法及共形组件
CN111629535B (zh) * 2020-07-13 2021-11-16 杭州很美网络科技有限公司 一种用于非平面电子元件贴片的焊接装置
CN113079641B (zh) * 2021-02-23 2022-08-19 深圳帝显高端制造方案解决有限公司 环状灯的pcb基板的生产系统与工作方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0439011A (ja) 1990-06-05 1992-02-10 Nitto Boseki Co Ltd 複合プリント配線板及びその製造方法
US5326520A (en) * 1993-04-29 1994-07-05 General Motors Corporation Laminating film to plastics extrudate and cornering extrudate with selected radii
GB2464668A (en) * 2008-10-20 2010-04-28 Sensitive Electronic Co Ltd Thin light emitting diode circuit substrate and lamp strip
JP5323668B2 (ja) * 2009-12-24 2013-10-23 日本メクトロン株式会社 照明装置及びその製造方法
US8998454B2 (en) * 2013-03-15 2015-04-07 Sumitomo Electric Printed Circuits, Inc. Flexible electronic assembly and method of manufacturing the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017129975A1 (de) * 2017-12-14 2019-06-19 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauteils und Halbleiterbauteil
US11942572B2 (en) 2017-12-14 2024-03-26 Osram Oled Gmbh Optical chips mounted on a deformed carrier

Also Published As

Publication number Publication date
CN107206643B (zh) 2019-10-22
WO2016049177A1 (en) 2016-03-31
CN107206643A (zh) 2017-09-26
DE112015004330B4 (de) 2023-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112015004330B4 (de) Verfahren zum Formen eines Leiterplattenbands
DE102007003809B4 (de) Verfahren zum Herstellen einer Leuchtdiodenanordnung und Leuchtdiodenanordnung mit einer Mehrzahl von kettenförmig angeordneten LED-Modulen
DE102008025398B4 (de) Schutzumhüllung für ein LED-Band
EP0154970B1 (de) Kaschiervorrichtung zur Herstellung von Identifikationskarten
DE60303271T2 (de) Halteeinrichtung für Leuchtdiode für Fahrzeugsignalsystem und Herstellungsverfahren
DE1552962B2 (de) Verfahren und vorrichtung zur aufbringung einer vielzahl von teilen eines heisschmelzbaren materials auf einen oder mehre re gegenstaende
DE1069236B (de)
DE10309188A1 (de) Steif-flexible Leiterplatte und Verfahren zu deren Herstellung
DE10014804A1 (de) Leuchtenmodul
DE2941229A1 (de) Werkstoffbahn und verfahren zur herstellung flexibler bedruckter schaltungsplatinen
DE112017005093T5 (de) Verfahren zum Herstellen einer wärmeableitenden Einheit
DE102010050342A1 (de) Laminat mit integriertem elektronischen Bauteil
DE3810285C2 (de) Verfahren zum Bestücken einer Leiterplatte mit gegurteten und mit Klebstoff versehenen oberflächenmontierbaren Bauelementen (SMD)
DE2315711A1 (de) Verfahren zum kontaktieren von in einem halbleiterkoerper untergebrachten integrierten schaltungen mit hilfe eines ersten kontaktierungsrahmens
DE3929125A1 (de) Lichtemittierende vorrichtung und verfahren zu ihrer herstellung
DE102014210654B4 (de) Kraftfahrzeugscheinwerfer umfassend ein SMD-Halbleiterlichtquellenbauteil auf einer Leiterplatte
DE102009031227A1 (de) Vorrichtung zum Auflöten eines Leiters auf einen Schaltungsträger
DE2439670A1 (de) Elektrische schaltungsanordnung mit einem substrat und mit darauf aufgebrachten elektrischen bauelementen sowie verfahren zur herstellung einer solchen schaltungsanordnung
EP0897654B1 (de) Verfahren zur herstellung elektrisch leitender verbindungen zwischen zwei oder mehr leiterstrukturen
DE2746732A1 (de) Elektrischer kondensator
DE2107591A1 (de) Verfahren zur Durchkontaktierung von beidseitig mit Leiterbahnen beschichteten Folien
DE102021109658B3 (de) Verfahren zur Herstellung eines Halbleiter-Leistungsgeräts und damit hergestelltes Halbleiter-Leistungsgerät sowie ein Werkzeugteil für eine Sinterpresse und Verwendung einer Sinterpresse
DE102008041697A1 (de) Mehrdimensionale LED-Leiterplatte unter Verwendung von beabstandeten Platten
DE3035101A1 (de) Verfahren zur herstellung eines elektrischen verbindungsstuecks aus einem gummmielastischen werkstoff
DE102014004580B4 (de) Leuchtvorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R082 Change of representative

Representative=s name: LANCHAVA, BAKURI, DR. RER. NAT., DE

R016 Response to examination communication
R130 Divisional application to

Ref document number: 112015007305

Country of ref document: DE

R018 Grant decision by examination section/examining division