JP2021516415A - フレキシブルｌｅｄライトバー - Google Patents

Abstract

フレキシブルＬＥＤライトバーであって、該フレキシブルＬＥＤライトバーは回路基板（２）を備え、回路基板（２）の上端にＬＥＤフリップチップ（３）が配列され、ＬＥＤフリップチップ（３）と回路基板（２）は、複数の半田バンプ（１６）を介して接続される。従来技術に比べて、製品構造が簡単であり、生産設備への投資が少なく、必要な労働力が少なく、製造ラインによる製造が実現しやすく、生産効率が高く、製造コストが低い等の有益な効果を有すると共に、本製品は、フレキシブル回路基板と硬性回路基板という二種類の回路基板に適用可能であり、適用範囲がより広い。【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＥＤ照明技術分野に関し、具体的には、フレキシブルＬＥＤライトバーに関する。

ＬＥＤランプは、第４世代の照明光源として、省エネルギー効果が高くて耐用年数が長いという利点を有する。社会の発展に伴って、日常生活における照明によるエネルギー消費の課題は益々顕著となるため、省エネルギー効果が高いＬＥＤランプは、ますます注目されている。ＬＥＤランプのコア部品はＬＥＤチップであり、その主な機能は、電気エネルギーを光エネルギーに変換することであり、そのパッキング方式及び組立プロセスは、いずれも灯具のエネルギー消費及び照明効果に直接的に影響を及ぼす。

フレキシブルＬＥＤライトバーは、ＬＥＤランプを特殊な加工プロセスで銅線やストリップ状フレキシブル回路基板に溶接し、さらに電源に接続して発光するものである。発光時に発光ストリップのような形状となることに名前が由来する。それは、建築物、橋、道路、公園、庭、床、天井、家具、自動車、池、水底、広告、看板、標示等の分野に広く用いられ、飾りや照明として用いられる。現在市販されているフレキシブルＬＥＤライトバーは、一般的には、フレキシブル回路基板及びＬＥＤ発光チップで構成されるものである。ホルダ配置、ダイボンディング、ワイヤーボンディング、接着剤塗布、分光等の複数の工程を経てから、ＳＭＴ技術を利用してチップをフレキシブル回路基板に貼り付ける。プロセスが複雑であり、チップのホルダへの溶接、固定、接着剤塗布等の重要な工程で、品質を制御しにくく、接着部破断、溶接不良、硫化等の品質課題が発生しやすく、製造プロセスにおける不良率が高い。

従って、現在のライトバーのよくある欠陥を解消するために、新たなフレキシブルＬＥＤライトバーを提供する必要がある。

本発明は、背景技術におけるＬＥＤライトバーの加工プロセスが複雑であり、不良率が高いという課題を解決するために、ＬＥＤフリップチップを用いたフレキシブルＬＥＤライトバーを提供することを目的とする。

上記目的を実現させるために、本発明は、下記技術的解決手段を提供する。

フレキシブルＬＥＤライトバーであって、回路基板を備え、前記回路基板の上端に少なくとも１つのＬＥＤフリップチップが配列され、前記ＬＥＤフリップチップと前記回路基板は、複数の半田バンプを介して接続される。

更に、前記ＬＥＤフリップチップは更に、色調整シリカゲルにより被覆される。

更に、前記フレキシブルＬＥＤライトバーは、フレキシブルハウジングを更に備え、前記回路基板は、フレキシブルハウジング内に設けられる。

更に、前記回路基板は、フレキシブル回路基板又は硬性回路基板である。

更に、前記回路基板上の配線間距離は同じである。

更に、前記同一のＬＥＤフリップチップの隣接する二つの半田バンプの最小間隔は、０．１２ｍｍである。

更に、前記ＬＥＤフリップチップ間の最小間隔は、０．０８ｍｍである。

更に、前記フレキシブル回路基板は、最上層絶縁膜、中間層である導電回路層及び下地絶縁膜を含み、前記導電回路層は、２本の電源線、複数本の直列配線及び／又は並列配線を含み、前記ＬＥＤフリップチップは、直列配線及び／又は並列配線に溶接され、最上層絶縁膜における各ＬＥＤフリップチップに対応する箇所にいずれも第１貫通孔が設けられ、ＬＥＤフリップチップは第１貫通孔内に収容される。

更に、前記直列配線は、直列配線本体を含み、前記並列配線は、並列配線本体を含み、前記直列配線本体及び／又は並列配線本体の、ＬＥＤフリップチップに近接する一端から、溶接分岐が一体に延在しており、前記溶接分岐の幅は、直列配線本体又は並列配線本体の幅より小さく、ＬＥＤフリップチップは、溶接分岐の端部に溶接され、
前記最上層絶縁膜は、少なくとも溶接分岐における直列配線本体又は並列配線本体に近接する一部を被覆するように貼り付けられ、
前記溶接分岐の幅は、直列配線本体或並列配線本体の幅の半分より小さく、
前記溶接分岐の、ＬＥＤフリップチップに近接する一端から、溶接パッドが一体に延在しており、溶接パッドの幅は、溶接分岐本体の幅より大きく、溶接パッドの幅又は長さは、ＬＥＤフリップチップの幅以上であり、ＬＥＤフリップチップの電極は、溶接パッドに直接溶接される。

更に、各ＬＥＤフリップチップに対応する箇所に、それぞれ色調整シリカゲルが設けられ、色調整シリカゲルは、少なくともＬＥＤフリップチップ及び第１貫通孔を被覆し、
電源線と直列配線は、同一の層面にあり、電源線は、直列配線の両側に位置し、ＬＥＤフリップチップは直列配線を介して直列接続されてから２本の電源線に並列接続され、隣接する２本の直列配線から延在する溶接分岐は、同一の直線に位置せず、２本の溶接分岐は、上下に平行に分布し、ＬＥＤフリップチップは、横向きに配置され、ＬＥＤフリップチップの長手方向は、フレキシブル回路基板の幅方向と一致するか、又は、隣接する２本の直列配線から延在する溶接分岐は、同一の直線に位置し、ＬＥＤフリップチップは、縦向きに配置され、ＬＥＤフリップチップの長手方向は、フレキシブル回路基板の長手方向と一致し、
前記ＬＥＤフリップチップは、それぞれ並列配線を介して２本の電源線に並列接続され、
電源線と直列配線は、２つの異なる層面に位置し、２本の電源線は、直列配線の下方に位置し、ＬＥＤフリップチップは、直列配線を介して直列接続されてから、２本の電源線に並列接続され、電源線と直列配線との間に、中間層絶縁膜が設けられる。

従来技術に比べて、本発明の有益な効果は以下のとおりである。

１、製品構造、プロセスが簡素化されており、歩留まりが高く、製造コストが低い。製品構造が簡素化されており、従来のホルダ構造が除去され、ＬＥＤフリップチップを半田ペーストにより回路基板に直接溶接し、ホルダ配置、ダイボンディング、ワイヤーボンディング等のプロセスを無くし、接着部破断、溶接不良、硫化等による不良品の発生を低減させ、生産設備及び人力の投入を低減させ、製造コスト低減の目的を達成する。

２、製造ラインによる製造が実現した。製造プロセスが簡単であり、同一の製造ラインにおいて一括して連続製造され、製造効率が高い。

３、適用範囲がより広い。本構造の製品は、フレキシブル回路基板及び硬性回路基板に適用可能であり、必要に応じて回路基板及びチップの寸法を設計することができ、適用範囲がより広い。

本発明によるフレキシブルＬＥＤライトバーの実施例１の立体構成を示す概略図である。 本発明によるフレキシブルＬＥＤライトバーの実施例１の内部の平面構成を示す概略図である。 本発明によるフレキシブルＬＥＤライトバーの実施例２の立体構成を示す概略図である。 本発明によるフレキシブルＬＥＤライトバーの実施例３を示す立体図である。 本発明による軟質ＬＥＤフリップチップライトバーの実施例３の分解図である。 図５に示したＡ部を示す拡大図である。 本発明による軟質ＬＥＤフリップチップライトバーの実施例３の平面図である。 図７に示したＡ−Ａの断面図である。 本発明による軟質ＬＥＤフリップチップライトバーの実施例３から最上層絶縁膜が除去されたものを示す平面図である。 図９に示したＢ部の拡大図である。 本発明によるフレキシブルＬＥＤライトバーの実施例４を示す立体図である。 図１１に示したＣ部の拡大図である。

１はフレキシブルハウジング、２は回路基板、３はＬＥＤフリップチップ、４は最上層絶縁膜、５は導電回路層、６は下地絶縁膜、７は電源線、８は直列配線、９は第１貫通孔、１０は直列配線本体、１１は溶接分岐、１１ａは一部の溶接分岐、１１ｂは別の一部の溶接分岐、Ｌは接続箇所、１２は溶接パッド、１３は溶接分岐本体、１４は色調整シリカゲル、１５はチップ抵抗器、１６は半田バンプである。

以下、本発明の実施例における図面を参照しながら、本発明の実施例における技術的解決手段を明確且つ完全に説明する。当然ながら、説明される実施例は、本発明の一部の実施例に過ぎず、全ての実施例ではない。当業者が本発明の実施例に基づき創造的労働をしない前提で得られる他の全ての実施例はいずれも本発明の保護範囲に属する。

実施例１
実施例１は、高圧の場合（８０−１３０Ｖ、２００−２４０Ｖ）に適用される。図１−図２を参照すると、本発明が提供するフレキシブルＬＥＤライトバーは、フレキシブルハウジング１を備え、フレキシブルハウジング１内に回路基板２が設けられ、回路基板２の上端に少なくとも１つのＬＥＤフリップチップ３が配列され、ＬＥＤフリップチップ３と回路基板２は、複数の半田バンプ１６を介して接続される。

具体的には、回路基板２は、硬性回路基板（ＰＣＢ）であり、硬性回路基板を用いると、小さな硬性回路基板を柔らかい支持ストリップに固定することでライトバーの屈曲を実現させる。

具体的には、回路基板２上の配線間距離は同じであり、製造ラインにおける製造フローの簡素化に寄与し、製造効率を向上させる。

具体的には、同一のＬＥＤフリップチップ３の隣接する二つの半田バンプ１６の最小間隔は、０．１２ｍｍである。該寸法は、製品に求められる様々な需要及びＬＥＤフリップチップの寸法の相違に応じて変更することができる。

具体的には、ＬＥＤフリップチップ３の上表面は更に、色調整シリカゲル１４により被覆される。該色調整シリカゲルは、光の色温度及び色を調整するためのものであり、絶縁の役割を果たし、ＬＥＤフリップチップ３を保護する。

色調整シリカゲル１４の厚さは２−５ｍｍであり、厚さが厚いほど、発光が均一になる。色調整シリカゲル１４は、軟質シリカゲルである。

具体的には、前記ＬＥＤフリップチップ３は、青色ＬＥＤフリップチップ３である。色調整シリカゲル１４は、透明なシリカゲルに蛍光体粉末を混入することで得られる。シリカゲルに蛍光体粉末を加えることで光の色温度及び色の調整を実現させることができる。表１と表２は、２つの粉末配合記録表である。

具体的には、前記ＬＥＤフリップチップ（３）間の最小間隔は、０．０８ｍｍである。

作動原理は以下のとおりである。

用いられるＬＥＤフリップチップ３のパラメータ仕様に応じて、適切なフレキシブル回路基板又は硬性回路基板２を選択して設計し、半田炉に適する溶接パッド仕様を設定し、接着剤塗布パラメータを設定し、全ての準備工程を完了してから、溶接装置、接着剤塗布装置及びシリカゲルハウジング成形装置を起動し、ＬＥＤフリップチップ３と回路基板２を、半田ペーストにより溶接し、ＬＥＤフリップチップ３の基板を接着剤塗布により保護し、最後に製品全体の外部にフレキシブルハウジング１を成形し、製品の製造を完了する。製品に電源を入れた後、ＬＥＤフリップチップ３は、電気エネルギーを光エネルギーに変換し、発光を実現させる。内部に用いられる回路基板２の材質によって、フレキシブルハウジング１について適切な屈曲変形加工を行うことができるが、直接的に９０°の直角に折曲げられることを避ける必要がある。

実施例２
実施例２は、低圧の場合（１２Ｖ、２４Ｖ、３６Ｖ）に適用される。図３を参照すると、その構造は実施例１とほぼ同じであるが、主な相違点は、フレキシブルハウジング１が除去されており、３５０個のＬＥＤフリップチップ３を含み、３５０個のフリップチップ３が７直列×５０並列の直並列方式を用いることにある。

実施例３
実施例３の構造は実施例１とほぼ同じであるが、主な相違点は、回路基板２がフレキシブル回路基板（ＦＰＣ）であることにある。

図４から図９を参照すると、具体的には、前記フレキシブル回路基板２は、最上層絶縁膜４、中間層である導電回路層５及び下地絶縁膜６を含み、前記導電回路層５は、２本の電源線７、複数本の直列配線８を含み、前記ＬＥＤフリップチップ３は、直列配線８に溶接され、最上層絶縁膜４における各ＬＥＤフリップチップ３に対応する箇所にいずれも第１貫通孔９が設けられ、ＬＥＤフリップチップ３は第１貫通孔９内に収容される。

具体的には、前記直列配線８は、直列配線本体１０を含み、前記直列配線本体１０の、ＬＥＤフリップチップ３に近接する一端から、溶接分岐１１が一体に延在しており、前記溶接分岐１１の幅は、直列配線本体１０の幅より小さく、ＬＥＤフリップチップ３は、溶接分岐１１の端部に溶接される。列配線本体１０から延在する細かい溶接分岐１１は、緩衝部として機能し得る。溶接分岐１１が細かく、高い柔軟性を持つため、ＬＥＤストリップランプ１が屈曲する場合、直列配線本体１０のみが力を受けて屈曲するが、細かくて柔らかい溶接分岐１１の受けた力が極めて小さく、溶接分岐１１の、ＬＥＤフリップチップ３を溶接するための端部の受けた力がより小さいため、ＬＥＤフリップチップ３は、チップ型ＬＥＤのようにＬＥＤストリップランプ１が屈曲した場合に力を受けることにより崩壊して断線することがなく、品質がより確実である。

具体的には、前記最上層絶縁膜４は、溶接分岐１１における直列配線本体１０に近接する一部を被覆するように貼り付けられる。溶接分岐１１の幅が直列配線本体１０の幅と異なるため、溶接分岐１１と直列配線本体１０との接続箇所は複数回屈曲した場合、差込プラグと電線との接続箇所が断線しやすいのと同様の理由で、相対的には外力による破断が発生しやすい。最上層絶縁膜４を、少なくとも直列配線本体１０に近接する一部の溶接分岐１１ａを被覆するように貼り付け、別の一部の溶接分岐１１ｂを第１貫通孔９内に露出させることで、溶接分岐１１と直列配線本体１０との接続箇所Ｌは、最上層絶縁膜４を貼り付けることで保護され、接続箇所Ｌは外力による破断を発生せず、品質がより確実である。

具体的には、前記溶接分岐１１の、ＬＥＤフリップチップ３に近接する一端から、溶接パッド１２が一体に延在しており、溶接パッド１２の幅は、溶接分岐本体１３の幅より大きく、溶接パッド１２の幅又は長さは、ＬＥＤフリップチップ３の幅より大きく、ＬＥＤフリップチップ３の電極は、溶接パッド１２に直接溶接される。ＬＥＤフリップチップ３において十分な溶接面積の確保を前提として、溶接分岐１１をより細かくて柔らかくし、より高い緩衝効果を達成することで、ＬＥＤフリップチップ３の溶接部が屈曲した場合に外力による破断を発生しにくくする。

具体的には、各ＬＥＤフリップチップ３に対応する箇所に、それぞれ色調整シリカゲル１４が設けられ、色調整シリカゲル１４は、少なくともＬＥＤフリップチップ３及び第１貫通孔９を被覆する。

具体的には、チップ抵抗器１５を更に含み、チップ抵抗器１５は、最も端にある直列配線８と電源線７との間に横方向に電気的に接続される。

実施例３は、直列方式である。ＬＥＤフリップチップ３は向きに配置される。電源線７と直列配線８は、同一の層面にあり、電源線７は、直列配線８の両側に位置し、ＬＥＤフリップチップ３は直列配線８を介して直列接続されてから２本の電源線７に並列接続され、隣接する２本の直列配線８から延在する溶接分岐１１は、同一の直線に位置せず、２本の溶接分岐１１は、上下に平行に分布し、２本の溶接分岐１１における溶接パッド１２は上下方向の同一の直線に位置し、ＬＥＤフリップチップ３は、上下の２つの溶接パッド１２に横向きに配置され、ＬＥＤフリップチップ３の長手方向は、フレキシブル回路基板２の幅方向と一致する。

実施例４
図１０及び図１１を参照すると、その構造は実施例３とほぼ同じであるが、主な相違点は、実施例４が別の直列方式であり、ＬＥＤフリップチップ３が縦向きに配置され、電源線７が直列配線８の両側に位置し、ＬＥＤフリップチップ３が直列配線８を介して直列接続されてから２本の電源線７に並列接続され、隣接する２本の直列配線８から延在する溶接分岐１１が同一の直線に位置し、ＬＥＤフリップチップ３の長手方向がフレキシブル回路基板２の長手方向と一致することにある。

実施例５
実施例５の構造は、実施例３とほぼ同じであるが、主な相違点は、本実施例５が並列方式であり、前記ＬＥＤフリップチップ３がそれぞれ並列配線を介して２本の電源線７に並列接続されることにある。

実施例６
実施例６の構造は、実施例３とほぼ同じであるが、主な相違点は、実施例５が別の並列方式であり、直列配線８と電源線７が二層に仕切られ、電源線７と直列配線８が２つの異なる層面に位置し、２本の電源線７が直列配線８の下方に位置し、ＬＥＤフリップチップ３が直列配線８を介して直列接続されてから、２本の電源線７に並列接続され、電源線７と直列配線８との間に、中間層絶縁膜が設けられることにある
従来技術に比べて、本発明の有益な効果は以下のとおりである。

１、製品構造、プロセスが簡素化されており、歩留まりが高く、製造コストが低い。製品構造が簡素化されており、従来のホルダ構造が除去され、ＬＥＤフリップチップを半田ペーストにより回路基板に直接溶接し、ホルダ配置、ダイボンディング、ワイヤーボンディング等のプロセスを無くし、接着部破断、溶接不良、硫化等による不良品の発生を低減させ、生産設備及び人力の投入を低減させ、製造コスト低減の目的を達成する。

２、製造ラインによる製造が実現した。製造プロセスが簡単であり、同一の製造ラインにおいて一括して連続製造され、製造効率が高い。

３、適用範囲がより広い。本構造の製品は、フレキシブル回路基板及び硬性回路基板に適用可能であり、必要に応じて回路基板及びチップの寸法を設計することができ、適用範囲がより広い。

本発明の実施例が既に示して記述されたにもかかわらず、当業者は、本発明の原理及び主旨を逸脱することなく、これらの実施例において多種の変化、修正、差し替え及び変形を行うことができ、本発明の範囲は請求の範囲及びそれと同等なる物により限定されると理解すべきである。

Claims (10)

1. フレキシブルＬＥＤライトバーであって、回路基板（２）を備え、前記回路基板（２）の上端にＬＥＤフリップチップ（３）が配列され、前記ＬＥＤフリップチップ（３）と前記回路基板（２）は、複数の半田バンプ（１６）を介して接続される、ことを特徴とするフレキシブルＬＥＤライトバー。
2. 前記ＬＥＤフリップチップ（３）は更に、色調整シリカゲル（１４）により被覆されることを特徴とする
   請求項１に記載のフレキシブルＬＥＤライトバー。
3. 前記フレキシブルＬＥＤライトバーは、フレキシブルハウジング（１）により覆われることを特徴とする
   請求項２に記載のフレキシブルＬＥＤライトバー。
4. 前記回路基板（２）は、フレキシブル回路基板又は硬性回路基板であることを特徴とする
   請求項１に記載のフレキシブルＬＥＤライトバー。
5. 前記回路基板（２）上の配線間距離は同じであることを特徴とする
   請求項１に記載のフレキシブルＬＥＤライトバー。
6. 前記同一のＬＥＤフリップチップ（３）の隣接する二つの半田バンプ（１６）の最小間隔は、０．１２ｍｍであることを特徴とする
   請求項１に記載のフレキシブルＬＥＤライトバー。
7. 前記ＬＥＤフリップチップ（３）間の最小間隔は、０．０８ｍｍであることを特徴とする
   請求項１に記載のフレキシブルＬＥＤライトバー。
8. 前記フレキシブル回路基板は、最上層絶縁膜（４）、中間層である導電回路層（５）及び下地絶縁膜（６）を含み、前記導電回路層（５）は、２本の電源線（７）、複数本の直列配線（８）及び／又は並列配線を含み、前記ＬＥＤフリップチップ（３）は、直列配線（８）及び／又は並列配線に溶接され、最上層絶縁膜（４）における各ＬＥＤフリップチップ（３）に対応する箇所にいずれも第１貫通孔（９）が設けられ、ＬＥＤフリップチップ（３）は第１貫通孔（９）内に収容されることを特徴とする
   請求項１に記載のフレキシブルＬＥＤライトバー。
9. 前記直列配線（８）は、直列配線本体（１０）を含み、前記並列配線は、並列配線本体を含み、前記直列配線本体（１０）及び／又は並列配線本体の、ＬＥＤフリップチップ（３）に近接する一端から、溶接分岐（１１）が一体に延在しており、前記溶接分岐（１１）の幅は、直列配線本体（１０）又は並列配線本体の幅より小さく、ＬＥＤフリップチップ（３）は、溶接分岐（１１）の端部に溶接され、
   前記最上層絶縁膜（４）は、少なくとも溶接分岐（１１）における直列配線本体（１０）又は並列配線本体に近接する一部を被覆するように貼り付けられ、
   前記溶接分岐（１１）の幅は、直列配線本体（１０）或並列配線本体の幅の半分より小さく、
   前記溶接分岐（１１）の、ＬＥＤフリップチップ（３）に近接する一端から、溶接パッド（１２）が一体に延在しており、溶接パッド（１２）の幅は、溶接分岐本体（１３）の幅より大きく、溶接パッド（１２）の幅又は長さは、ＬＥＤフリップチップ（３）の幅以上であり、ＬＥＤフリップチップ（３）の電極は、溶接パッド（１２）に直接溶接されることを特徴とする
   請求項８に記載のフレキシブルＬＥＤライトバー。
10. 各ＬＥＤフリップチップ（３）に対応する箇所に、それぞれ色調整シリカゲル（１４）が設けられ、色調整シリカゲル（１４）は、少なくともＬＥＤフリップチップ（３）及び第１貫通孔（９）を被覆し、
    電源線（７）と直列配線（８）は、同一の層面にあり、電源線（７）は、直列配線（８）の両側に位置し、ＬＥＤフリップチップ（３）は直列配線（８）を介して直列接続されてから２本の電源線（７）に並列接続され、隣接する２本の直列配線（８）から延在する溶接分岐（１１）は、同一の直線に位置せず、２本の溶接分岐（１１）は、上下に平行に分布し、ＬＥＤフリップチップ（３）は、横向きに配置され、ＬＥＤフリップチップ（３）の長手方向は、フレキシブル回路基板の幅方向と一致するか、又は、隣接する２本の直列配線（８）から延在する溶接分岐（１１）は、同一の直線に位置し、ＬＥＤフリップチップ（３）は、縦向きに配置され、ＬＥＤフリップチップ（３）の長手方向は、フレキシブル回路基板の長手方向と一致し、
    前記ＬＥＤフリップチップ（３）は、それぞれ並列配線を介して２本の電源線（７）に並列接続され、
    電源線（７）と直列配線（８）は、２つの異なる層面に位置し、２本の電源線（７）は、直列配線（８）の下方に位置し、ＬＥＤフリップチップ（３）は、直列配線（８）を介して直列接続されてから、２本の電源線（７）に並列接続され、電源線（７）と直列配線（８）との間に、中間層絶縁膜が設けられることを特徴とする
    請求項９に記載のフレキシブルＬＥＤライトバー。

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