TWI588405B - LED cooling substrate process and its structure - Google Patents

Description

LED散熱基板製程及其結構

本發明係有關於一種LED基板，特別是指一種可撓性且無須傳統電鍍、蝕刻過程的LED散熱基板製程及其結構。

按，LED產品具有節能、省電、高效率、反應時間快、壽命週期長、且不含汞具環保等優點，因此應用廣泛，包括LCD背光、手機背光、號誌燈、汽車、藝術照明、建築物照明、及舞台燈光控制、家庭照明等，但以LED輸入功率約只有15~20%電能轉換成光，近80~85%的電能轉換為熱能，LED發光時所產生的熱能若無法導出，會使LED界面溫度過高，影響發光效率、穩定性與使用壽命，溫度愈高其使用壽命愈低。

當結面溫度由25℃上昇至100℃時，其發光效率將會衰退20%到75%不等，其中又以黃色光衰退75%最為嚴重。此外，當LED的操作環境溫度愈高，其產壽命亦愈低，欲降低LED界面溫度，需要從LED封裝製程著手，以降低LED模組的熱抗阻，其中最重要就是散熱基板材料選用與介電層(絕緣層)之熱傳導改善。

LED封裝過程將單顆或多顆LED晶片透過焊料或黏結劑貼到散熱的金屬板上，並在晶片上方塗佈透明的環氧樹脂封裝材料，再覆蓋一個透鏡，組裝成LED燈源，應用在照明、指示燈或背光源，依應用不同將多各LED組裝在同一電路板上，因此電路板不僅作為承載，也需扮演散 熱角色。一般散熱鋁基板處理流程為(除油/酸洗→水洗→微蝕/機械磨板→水洗→烘乾)→剝除PE膜→貼膜(預熱→貼膜→冷卻)→曝光→剝除PET膜→褪膜→顯影(顯影→水洗→烘乾)→蝕刻，因散熱鋁基板無法彎折因此對於特殊曲面或特殊需求則無法滿足，再者，此種蝕刻、電鍍的製程容易造成環境的水汙染，及CO2之排放(製作一公斤的鋁產生約10公斤的CO2)，對於環境並無法達到有效的節能減碳之目的。

以下在實施方式中詳細敘述本發明之詳細特徵以及優點，其內容足以使任何熟習相關技藝者瞭解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。

本發明之主要目的在於：特別是指一種LED散熱基板，可彎曲、捲曲、無限長度及連續生產。製程中沒有傳統的電鍍、蝕刻過程。因而無需水洗，不產生廢水。使用石墨(烯)散熱層，以取代傳統使用鋁作為散熱材料。不使用高耗能的鋁以及不產生廢水以降低CO2之產生。以達到節能減碳之目的。

為達上述之目的，本發明係一種LED散熱基板製程及其結構，該步驟包括：a、針對一可撓性基板進行第一次除料，以形成複數第一除料區，並界定有相互連接之一第一導接板、一第二導接板及複數第三導接板；b、於該可撓性基板表面覆蓋複數覆蓋膜，各該覆蓋膜需局部遮蔽相鄰之各該第一除料區；c、於該覆蓋膜形成複數第二除料區並同時對該可撓性基板進行第二次除料，令該第一導接板、該第二導接板及各該第三導接 板相互不連接；d、於該可撓性基板背面設置一散熱片；e、將複數LED晶粒分別連接於各該第三導接板之間；f、針對該第一導接板及位於該可撓性基板最前端之該第三導接板連接一第一導接段，而該第二導接板及位於該可撓性基板最末端之該第三導接板則連接一第二導接段；及g、將正極電線及負極電線分別連接於該第一導接板及第二導接板。

根據本發明之一實施例，步驟a中的該第一除料區界定一第一除料空間、一第二除料空間及一連接於該第一除料空間與該第二除料空間之間的第三除料空間。

根據本發明之一實施例，其中該散熱片係為石墨(烯)。

搭配上述步驟以製做出的LED散熱基板，該結構包括：一可撓性基板，該可撓性基板形成複數第一除料區，該可撓性基板係由該第一除料區界定出一第一導接板、一第二導接板及第三導接板，其中該第三導接板於兩端界定一第一導接部及一第二導接部；複數覆蓋膜，各該覆蓋膜分別設置於該可撓性基板表面，且部分遮蔽相鄰之該第一除料區，而各該覆蓋膜形成複數第二除料區，令該第一導接板、該第二導接板及各該第三導接板相互不連通；一散熱片，該散熱片係設置於該可撓性基板且遠離該覆蓋膜之一側表面；複數LED晶粒，各該LED晶粒分別連接於不同該第三導接板的第一導接部及該第二導接部；一第一導接段，該第一導接段供連接該第一導接板及位於該可撓性基板最前端之該第三導接板；及一第二導接段，該第二導接段供連接該第二導接板及位於該可撓性基板最末端之該第三導接板。

根據本發明之一實施例，其中該第一除料區係界定一第一除 料空間、一第二除料空間及一連接於該第一除料空間與該第二除料空間之間的第三除料空間。

根據本發明之一實施例，其中該第一導接部及該第二導接部分別位於該第三除料空間兩側，另該第一導接板及該第二導接板係位於該第一除料空間及該第二除料空間外側邊。

根據本發明之一實施例，其中該覆蓋膜係遮蔽相鄰部分該第一除料區之第一除料空間及該第二除料空間。

根據本發明之一實施例，其中該覆蓋膜上的各該第二除料區係分別對應相鄰該第一除料空間之間，以及相鄰該第二除料空間位置之間。

根據本發明之一實施例，更包括一正極電線及一負極電線分別連接於該第一導接板及第二導接板。

1‧‧‧可撓性基板

10‧‧‧第一除料區

100‧‧‧第一除料空間

102‧‧‧第二除料空間

104‧‧‧第三除料空間

11‧‧‧第一導接板

12‧‧‧第二導接板

13‧‧‧第三導接板

130‧‧‧第一導接部

132‧‧‧第二導接部

14‧‧‧第一導接段

15‧‧‧第二導接段

2‧‧‧覆蓋膜

20‧‧‧第二除料區

3‧‧‧散熱片

4‧‧‧LED晶粒

5‧‧‧正極電線

6‧‧‧負極電線

圖1 係為本發明較佳實施例之步驟流程示意圖。

圖2a 係為本發明較佳實施例之流程立體示意圖一。

圖2b 係為本發明較佳實施例之流程立體示意圖二。

圖3 係為本發明較佳實施例之立體示意圖。

圖4 係為本發明二次除料之除料位置立體示意圖。

以下藉由具體實施例說明本發明之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點及功效。

本說明書所附圖式所繪示之結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示之內容，以供熟悉此技藝之人士之瞭解與閱讀，並非用 以限定本發明可實施之限定條件，故不具技術上之實質意義，任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整，在不影響本發明所能產生之功效及所能達成之目的下，均應仍落在本發明所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。同時，本說明書中所引用之如“一”、“兩”、“上”等之用語，亦僅為便於敘述之明瞭，而非用以限定本發明可實施之範圍，其相對關係之改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本發明可實施之範疇。

請參閱圖1、圖2a及圖2b所示，係為本發明較佳實施例之步驟流程示意圖、流程立體示意圖一及流程立體示意圖二。本發明為一種LED散熱基板製程及其結構，該步驟包括：a、針對一可撓性基板進行第一次除料；b、於該可撓性基板表面覆蓋複數覆蓋膜；c、於該覆蓋膜形成複數第二除料區並同時對該可撓性基板進行第二次除料；d、於該可撓性基板背面設置一散熱片；e、設置複數LED晶粒；f、連接一第一導接段及第二導接段；及g、連接正極電線及負極電線以通電激發LED。

在前述的步驟a中，可撓性基板1主要是利用沖壓、雷射等非蝕刻方式進行第一次除料，進而讓可撓性基板1形成複數第一除料區10，而第一除料區10界定一第一除料空間100、一第二除料空間102及一連接於該第一除料空間100與該第二除料空間102之間的第三除料空間104，同時界定出相互連接之一第一導接板11、一第二導接板12及複數第三導接板13，此時於步驟b時可撓性基板1表面覆蓋複數覆蓋膜2，各該覆蓋膜2需局部遮蔽相鄰之各該第一除料區10，於進行步驟c時覆蓋膜2形成的各第二除料區20並同時對該可撓性基板1進行第二次除料，令該第一導接板11、該第二導接板12及各該第三導接板13相互不連接，而在進行步驟d時主要是在可撓性基 板1背面設置一散熱片3(係為石墨(烯))，步驟e則是將各LED晶粒4分別連接於各該第三導接板13之間，而後在步驟f中第一導接板11及位於該可撓性基板1最前端之該第三導接板13連接一第一導接段14，以及在第二導接板12及位於該可撓性基板最末端之該第三導接板13間連接一第二導接段15，最後在步驟g則是利用正極電線5及負極電線6分別連接於該第一導接板11及第二導接板12，進而達到通電並激發LED晶粒之目的，讓本發明的LED散熱基板可彎曲、無限長度、連續生產且製程中無須傳統的電鍍、蝕刻過程，因而無需水洗，不產生廢水達到環保之目的。

一併參考圖3及圖4所示，係為本發明較佳實施例之立體示意圖及二次除料之除料位置立體示意圖。藉由前述步驟完成的LED散熱基座結構如下，其主要由可撓性基板1、覆蓋膜2、散熱片3、LED晶粒4、第一導接段14及第二導接段15組成，其中可撓性基板1形成複數第一除料區10，第一除料區10係界定一第一除料空間100、一第二除料空間102及一連接於該第一除料空間100與該第二除料空間102之間的第三除料空間104，其中在第三除料空間104兩側分別界定第一導接部130及該第二導接部132，另該第一導接板11及該第二導接板12係位於該第一除料空間100及該第二除料空間102外側邊。前述的第一導接部130及該第二導接部132係界定於第三導接板13兩端，值得一提的是在第三除料空間104兩側係由二個第三導接板13定義而成。

另外，覆蓋膜2分別設置於該可撓性基板1表面，且部分遮蔽相鄰之該第一除料區10，而各該覆蓋膜2形成複數第二除料區20，其中覆蓋膜2係遮蔽相鄰部分該第一除料區10之第一除料空間100及該第二除料空間 102，且覆蓋膜2上的各該第二除料區20係分別對應相鄰該第一除料空間100之間，以及相鄰該第二除料空間102位置之間，因此當第二除料區20透過沖壓成形時，則同時將相鄰該第一除料空間100之間與相鄰該第二除料空間102位置之間的料進行二次除料，藉此可讓第一導接板11、第二導接板12及各第三導接板13相互不連通，而後則在可撓性基板1且遠離該覆蓋膜2之一側表面設置散熱片3(係為石墨(烯))。

再者，各LED晶粒4分別連接於不同該第三導接板13的第一導接部130及該第二導接部132已呈現串聯的方式，而在第一導接板11及位於該可撓性基板1最前端之該第三導接板13之間連接有第一導接段14，而第二導接板12及位於該可撓性基板1最末端之該第三導接板13之間則由第二導接段15連接，之後再以正極電線5及負極電線6分別連接於該第一導接板11及第二導接板12，因此當通電時各LED晶粒4則可被激發而發光，藉此可達到可彎曲、無限長度、連續生產且製程中無須傳統的電鍍、蝕刻過程，因而無需水洗，不產生廢水以達到節能減碳之目的。

上述實施例僅為例示性說明本發明的原理及其功效，而非用於限制本發明。任何熟悉此項技藝的人士均可在不違背本發明的精神及範疇下，對上述實施例進行修改。因此本發明的權利保護範圍，應如後述申請專利範圍所列。

1‧‧‧可撓性基板

10‧‧‧第一除料區

100‧‧‧第一除料空間

102‧‧‧第二除料空間

104‧‧‧第三除料空間

11‧‧‧第一導接板

12‧‧‧第二導接板

13‧‧‧第三導接板

130‧‧‧第一導接部

132‧‧‧第二導接部

14‧‧‧第一導接段

15‧‧‧第二導接段

2‧‧‧覆蓋膜

20‧‧‧第二除料區

3‧‧‧散熱片

4‧‧‧LED晶粒

5‧‧‧正極電線

6‧‧‧負極電線

Claims (9)

1. 一種LED散熱基板製程，該製程包括：a、針對一可撓性基板進行第一次除料，以形成複數第一除料區，並界定有相互連接之一第一導接板、一第二導接板及複數第三導接板；b、於該可撓性基板表面覆蓋複數覆蓋膜，各該覆蓋膜需局部遮蔽相鄰之各該第一除料區；c、於該覆蓋膜形成複數第二除料區並同時對該可撓性基板進行第二次除料，令該第一導接板、該第二導接板及各該第三導接板相互不連接；d、於該可撓性基板背面設置一散熱片；e、將複數LED晶粒分別連接於各該第三導接板之間；f、針對該第一導接板及位於該可撓性基板最前端之該第三導接板連接一第一導接段，而該第二導接板及位於該可撓性基板最末端之該第三導接板則連接一第二導接段；及g、將正極電線及負極電線分別連接於該第一導接板及第二導接板。
2. 如申請專利範圍第1項所述之LED散熱基板製程，其中步驟a中的該第一除料區界定一第一除料空間、一第二除料空間及一連接於該第一除料空間與該第二除料空間之間的第三除料空間。
3. 如申請專利範圍第1項所述之LED散熱基板製程，其中該散熱片係為石墨烯。
4. 一種LED散熱基板結構，該結構包括：一可撓性基板，該可撓性基板形成複數第一除料區，該可撓性基板係由該第一除料區界定出一第一導接板、一第二導接板及第三導接板，其中該第三導接板於兩端界定一第一導接部及一第二導接部；複數覆蓋膜，各該覆蓋膜分別設置於該可撓性基板表面，且部分遮蔽相 鄰之該第一除料區，而各該覆蓋膜形成複數第二除料區，令該第一導接板、該第二導接板及各該第三導接板相互不連通；一散熱片，該散熱片係設置於該可撓性基板且遠離該覆蓋膜之一側表面；複數LED晶粒，各該LED晶粒分別連接於不同該第三導接板的第一導接部及該第二導接部；一第一導接段，該第一導接段供連接該第一導接板及位於該可撓性基板最前端之該第三導接板；及一第二導接段，該第二導接段供連接該第二導接板及位於該可撓性基板最末端之該第三導接板。
5. 如申請專利範圍第4項所述之LED散熱基板結構，其中該第一除料區係界定一第一除料空間、一第二除料空間及一連接於該第一除料空間與該第二除料空間之間的第三除料空間。
6. 如申請專利範圍第5項所述之LED散熱基板結構，其中該第一導接部及該第二導接部分別位於該第三除料空間兩側，另該第一導接板及該第二導接板係位於該第一除料空間及該第二除料空間外側邊。
7. 如申請專利範圍第6項所述之LED散熱基板結構，其中該覆蓋膜係遮蔽相鄰部分該第一除料區之第一除料空間及該第二除料空間。
8. 如申請專利範圍第7項所述之LED散熱基板結構，其中該覆蓋膜上的各該第二除料區係分別對應相鄰該第一除料空間之間，以及相鄰該第二除料空間位置之間。
9. 如申請專利範圍第4項所述之LED散熱基板結構，更包括一正極電線及一負極電線分別連接於該第一導接板及第二導接板。