[发明专利]用于LED安装与互连的可弯曲电路结构

说明书

发明领域

本发明涉及用于LED(发光二极管)安装与互连的挠性基板结构。

发明技术背景

在例如显示器背光照明、机动车照明、以及普通商业照明与消费者照明的应用中，目前使用绝缘金属基板来安装与互连发光二极管(LED)。目前使用的基板一般为刚性的，在不劣化与损害其机械性质、电性质和热性质的情况下无法使其变形与弯曲。期望在保持此类基板的机械完整性与热完整性、以及不引起此类基板或其电性质劣化的同时，能将此类基板材料成形或弯曲以形成角度、弧度或弯曲。

本领域已知多种多功能电子基板材料。这些基板的一些层可由例如聚酰亚胺(以下称为“PI”)的多种聚合物材料制成。一般来讲，这些基板为几乎没有柔韧性的刚性结构，除非其结构为凹槽状。

例如，美国专利2007/0076381 A1描述了具有散热片的挠性散热电路板。电路板的柔韧性来自于凹槽型，凹槽使得在基板弯曲时产生上表面与下表面的挠性。

在可见光LED电路中使用铝基板是已知的。例如Tom Morris于2007年9月18日发表在Canadian Electronics Magazine e-magazine中的一篇名为“Aluminum Substrates Make light work of visible LEDCircuits”的文章中所描述的那样。在不引起基板劣化的情况下，可将经济型可焊性聚合物厚膜导体直接丝网印刷在此类基板上。该文章提及可将铝合金基板挤压、压铸并制成特定的形状。导热铝合金材料使得设计工程师能够将高功率LED组件直接安装于其上。然而，并未提及此类合金基板的任何柔韧性。

Richard Stevenson于2007年6月发表在Compound Semiconductor上的一篇名为“Poor fixtures threaten to jeopardize theillumination potential of LEDs”的文章中，作者指出在行业中许多夹具的效率低是因为许多公司从事LED供电用电力系统工作的员工中缺乏致力于这些夹具设计方面的相关技术人员。热管理与光学设计需要利用这些技术。

因为应用扩大了对更复杂机械构造的需求，同时电路变得更薄并且更为复杂，所以期望基板可在不引起基板表面特性的任何劣化或不干扰其热性质或电性质的情况下成形。还期望选择的基板性价比高、易于操纵并且可以在夹具中使用，使得可以充分利用来自LED的光。本专利申请中描述的层压板可用于此类夹具中，因为可将其成形以改善光学性质，同时并不引起其电性质的任何劣化并可保持其热性质。使层压结构弯曲而不劣化电路的能力使得LED可以按“3D”样式配置。此类结构不限于平面样式。具有这种可弯曲的能力使装置设计者在定制与优化装置设计时拥有更多的选择。通过突破刚性基板材料与互连材料对LED安装与LED结构和夹具的限制，使得设计者能够定制与优化存在于固态照明组件中的机械特征。

期望本发明中的挠性结构可以将当前在LED结构中所见的总光电效率范围从30％增加至40％，并且期望手动优化配置，以允许在最有效率的配置下进行弯曲，从而集中与分散LED光。

发明内容

本发明涉及一种层压板，该层压板在基板上包括下列层：

(a)铜或铝金属层；

(b)聚酰亚胺或粘合剂层，金属层邻近该聚酰亚胺或粘合剂层；

(c)铜箔层；和

(d)液体或薄膜阻焊层。

该层压板可以为聚合物基薄覆铜填充的聚酰亚胺(PI)，例如CooLam^TM热层压板，诸如LC(氧化铝填充的PI)和LX(氧化铝填充的PI)，该层压板与铝合金组合物基板一起使用。该层压板还可以为阳极氧化铝CooLam^TM热层压板，例如LU(具有粘合剂并且阳极化的氧化铝)。必须将此类层压板设计成可以在具有LED应用中合适厚度的组合物中使用。此类层压板的使用创造了多用途的以及可弯曲的结构，从而使LED的包装轻松易用。

如上文所指出的，可用于本发明的合适材料家族为CooLam^TM热层压板。实例为诸如LC(氧化铝填充的PI)、LU(具有粘合剂的阳极氧化铝)与LX(氧化铝填充的PI)的实施方案。CooLam^TM结构由金属、任选地粘合剂(仅在LU(具有粘合剂的阳极氧化铝)实施方案中)、聚酰亚胺(PI)、铜箔与阻焊层组成。参见图3A与3B(图例)中的图片。LU产品还可以为氧化铝填充的。

附图简述

图1示出典型的具有弯曲位置6、7和8的层压板基板。