用于led的pcb及其制造方法、發(fā)光裝置及燈具的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于LED的PCB及其制造方法、發(fā)光裝置及燈具。用于LED的PCB（200）包括：絕緣基底（201，203）；以及金屬層（205），位于絕緣基底（201）上方并且具有用于與LED電連接的圖案，PCB（200）還包括由反射率大于80%的非光敏反射材料形成的反射層（207），反射層位于金屬層上以反射來自于LED的光。根據(jù)本發(fā)明，可以減少對光的吸收，易于自動化生產(chǎn)和大量生產(chǎn)，組裝簡單且可靠。
【專利說明】用于LED的PCB及其制造方法、發(fā)光裝置及燈具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于LED的PCB及其制造方法、發(fā)光器件、發(fā)光裝置及燈具。
【背景技術(shù)】
[0002]LED燈具作為一種新光源，由于其具有效率高、光色純、能耗低、壽命長、可靠耐用、無污染、控制靈活等優(yōu)點，因而得到了廣泛應(yīng)用。目前，基于LED的燈具已漸漸替代了諸如白熾燈、熒光燈、HID燈等的傳統(tǒng)光源。
[0003]對于基于LED的燈具來說，其中一個重要的部件是PCB (印刷電路板)。
[0004]圖1示出了一種傳統(tǒng)的PCB結(jié)構(gòu)100，其包括基底101和絕緣層103、位于絕緣層103上的銅層105以及位于銅層105上的焊接掩模107。LED將通過PCB上的圖案化的銅層107而被電連接，以便實現(xiàn)LED之間的串聯(lián)/并聯(lián)連接以及與電源的連接。
[0005]焊接掩模107通常由能夠在烘烤后固化的液體光敏材料制成。焊接掩模是一種圖案化的層，其用于覆蓋PCB的除了焊盤之外的整個表面。在LED的大多數(shù)應(yīng)用，焊接掩模的顏色被形成為白色，從而使得對光的吸收最小化。
[0006]下面參照圖2a_2d來描述圖1中的已知PCB的形成方法。
[0007]首先，準(zhǔn)備基底101和絕緣層103，并且在絕緣層103上形成銅層105。
[0008]然后，如圖2a所示，對銅層105進行圖案化以用于與LED電連接。
[0009]其次，如圖2b所示，將光敏材料施加在整個表面上。
[0010]然后，如圖2c所示，利用圖案化掩模109來遮蔽一些區(qū)域，并且在UV光(紫外線)下對光敏材料進行曝光。
[0011]然后，圖2d:去除圖案化掩模109，并且將整個器件浸入顯影液中。在曝光區(qū)域中的光敏材料將被去除，并且光敏層107被圖案化。
[0012]但是，這種方案所形成的PCB具有缺陷。具體地說，由光敏材料形成的光敏層107的反射性由于材料的限制而通常不高，通常小于80%。另外，如圖3所示，在LED的一些應(yīng)用中，諸如具有漫射覆層110 (特別是非接觸式突光粉(remote-phosphor)覆層),大量的光120被漫射覆層110散射回來，并且這些散射回來的光120將被PCB的由于PCB表面的光敏層107的材料的低反射性而被吸收，從而造成光損失，使得光效率不高。
[0013]為了對這種情況進行改善，已知的方法是在圖1的PCB的上方覆蓋一個圖案化的高反射片，該高反射片覆蓋露出的PCB表面并露出LED，從而反射來自于LED的光。通常情況下，反射片先使用粘合劑粘附在PCB上，并且再進一步使用螺釘固定于PCB上。這種方案的缺點至少在于:
[0014]1.對反射片的圖案化要使用沖壓機來進行成形，并且對于不同的圖案來說需要不同的模具，因而加工困難并且成本高。
[0015]2.反射片的組裝困難并且可靠性低。螺釘?shù)氖褂眯枰黾宇~外的工作，并且螺釘也在LED的工作過程中吸收光，降低光效率。粘合劑的使用使得結(jié)構(gòu)不可靠，尤其是在高溫工作的情況下或者是在經(jīng)過較長時間的工作之后，其更不可靠。[0016]3.反射片通常選用昂貴的材料進行鑄造并進行機加工而形成，因而成本昂貴。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，從而提供一種用于LED的PCB及其制造方法、發(fā)光器件、發(fā)光裝置及燈具，從而提供較好的反射性，以使對來自于LED的光的吸收最小化。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種用于LED的PCB，該PCB包括:絕緣基底；以及金屬層，位于絕緣基底上方并且具有用于與LED電連接的圖案，PCB還包括由反射率大于80%的非光敏反射材料形成的反射層，反射層位于金屬層上以反射來自于LED的光。
[0019]進一步地，反射層由聚酯材料形成。
[0020]進一步地，反射層由Interpon 600粉末形成。
[0021]進一步地，反射層的厚度形成為60 μ m。
[0022]進一步地，反射層通過將粉末濺鍍在金屬層上而形成。
[0023]進一步地，反射層的反射率為至少93%。
[0024]進一步地，反射層的圖案形成為與金屬層的圖案相對應(yīng)。
[0025]進一步地，金屬層為銅層。
[0026]進一步地，反射層為絕緣層。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種用于制造用于LED的PCB的方法，該方法包括以下步驟:(a)準(zhǔn)備絕緣基底；(b)在絕緣基底上形成金屬層，并對金屬層圖案化以用于與LED電連接；(C)在金屬層上設(shè)置阻擋層，其中將阻擋層的圖案形成為露出金屬層；(d)在金屬層和阻擋層上覆設(shè)反射率大于80%的非光敏反射材料；(e)去除阻擋層及覆設(shè)于反射材料的位于阻擋層上的部分，從而形成用于反射來自于LED的光反射層。
[0028]進一步地，步驟(c)中包括通過粘接材料在金屬層上粘接LED制造樣板以作為阻擋層。
[0029]進一步地,步驟(C)中進一步包括以下步驟:(Cl)在金屬層上涂覆光刻膠；(c2)在光刻膠上設(shè)置蝕刻掩模；(c3)用UV光對光刻膠進行蝕刻；(c4)去除蝕刻掩模，從而形成作為阻擋層的光刻膠層。
[0030]進一步地，在步驟(Cl)中，光刻膠為負(fù)性光刻膠，并且在步驟(c2)中，蝕刻掩模具有與金屬層的圖案相同的圖案。
[0031]進一步地，在步驟(Cl)中，光刻膠為正性光刻膠，并且在步驟(c2)中，蝕刻掩模形成為露出金屬層。
[0032]進一步地，步驟(d)包括在金屬層和阻擋層上濺鍍反射粉末。
[0033]進一步地，方法在步驟(d)之后并且在步驟(e)之前還包括以下步驟:(f )將PCB放入加熱室中或者放入加熱板上加熱，從而使濺鍍的反射粉末固化。
[0034]進一步地，該方法可在步驟(e)的同時之前還包括以下步驟:(f )將PCB放入加熱室中或者放入加熱板上加熱，從而使濺鍍的反射粉末固化。
[0035]進一步地，反射層的反射率為至少93%。
[0036]進一步地，反射層由聚酯材料形成。
[0037]進一步地，反射層由Interpon 600粉末形成。[0038]進一步，反射層的厚度形成為60 μ m。
[0039]進一步地，金屬層為銅層。
[0040]根據(jù)本發(fā)明又一方面，提供一種LED發(fā)光器件，其包括根據(jù)上述的任一項用于LED的PCB以及LED，LED通過金屬層的圖案而與金屬層電連接。
[0041]根據(jù)本發(fā)明又一方面，提供一種發(fā)光裝置，其包括根據(jù)前述的LED發(fā)光器件。
[0042]根據(jù)本發(fā)明再一方面，提供一種燈具，其包括根據(jù)前述的發(fā)光裝置。
[0043]通過本發(fā)明的各種實施例，至少可以實現(xiàn)以下效果中的一種或多種:
[0044]1.反射層的反射性高,反射率可達至少93%，使得對光的吸收最小化；
[0045]2.由于不需要象已知技術(shù)中那樣需要使用沖壓機等復(fù)雜設(shè)備和工藝，從而易于自動化生產(chǎn)和大量生產(chǎn)；
[0046]3.因為最終的組件不需要任何螺釘和粘合劑，使得組裝簡單且可靠；
[0047]4.本發(fā)明選用具有高反射性但成本低的材料形成反射層，大大降低了產(chǎn)品成本；
[0048]5.本發(fā)明的反射層具有高反射性同時具有良好的絕緣性，能夠承受較大的交流電，使得PCB的可罪性進一步提聞。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0049]附圖構(gòu)成本說明書的一部分，用于幫助進一步理解本發(fā)明。附圖圖解了本發(fā)明的實施例，并與說明書一起用來說明本發(fā)明的原理。在附圖中相同的部件用相同的標(biāo)號表示。圖中示出:
[0050]圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的具有光敏材料的用于LED的PCB的橫截面圖。
[0051]圖2a至2d以橫截面圖示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的制造具有光敏材料的用于LED的PCB的方法。
[0052]圖3示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的具有光敏材料的用于LED的PCB的產(chǎn)生光損失的橫截面圖。
[0053]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的具有高反射材料的用于LED的PCB的橫截面圖。
[0054]圖5a至5d示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的制造具有高反射率材料的用于LED的PCB的方法的橫截面圖。
[0055]圖6a至6f示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的制造具有高反射率材料的用于LED的PCB的方法的橫截面圖。
【具體實施方式】
[0056]以下將參照示出了本發(fā)明示例性實施例的附圖對本發(fā)明進行更全面的描述。但是，本發(fā)明可以以多種不同形式來實施，而不應(yīng)該僅限于這里所闡述的示例性實施例來構(gòu)造。當(dāng)然，提供這些示例性實施例是為了使本公布更全面和完整，并能夠向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分傳達本發(fā)明的范圍。
[0057]下面，將參照附圖詳細解釋本發(fā)明。
[0058]參照圖4，其示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的一種用于LED的PCB 200。PCB 200包括絕緣基底以及金屬層205。通常絕緣基底可以由襯底201和位于襯底201上方的絕緣層203構(gòu)成。金屬層205優(yōu)選為銅層，其位于絕緣層201上方并且具有用于與LED電連接的圖案。PCB 200還包括反射層207，反射層207位于金屬層上以反射來自于LED的光。特別地，反射層由反射率大于80%的非光敏反射材料形成。如圖4所示，反射層的圖案基本上形成為與金屬層的圖案相對應(yīng)，從而用于在設(shè)置LED時適于LED的安裝。
[0059]通過該反射層207，相比于圖1中所示的已知技術(shù)方案，由于其采用了高反射率的反射層，從而提高了光效率。并且，PCB 200相比于已知的利用粘合劑和螺釘來進行固定的已知方案來說，由于其省略了粘合劑和螺釘，因而結(jié)構(gòu)簡單且組裝方便、使用時可靠性好。
[0060]根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，反射層可以由聚酯材料形成。特別地，反射層可以由Interpon 600粉末形成,特別地，由從AkzoNobel購買的Interpon 600粉末形成,該材料是一種在可見光范圍內(nèi)具有高反射性的聚酯材料，該材料在厚度為60 μ m時反射率為至少約93%。并且該材料具有良好的絕緣性，其在厚度為60 μ m時能夠承受4000V的交流電。
[0061]在PCB的形成過程中，反射層可以通過將粉末濺鍍在金屬層上而形成，這將在稍后進行詳細描述。進一步地，這種通過粉末濺鍍而形成的反射層相比于通過螺釘和粘合劑固定的已知方案來說，結(jié)構(gòu)簡單且組裝方便、使用時可靠性好。
[0062]下面，參照圖5a至圖5d描述根據(jù)本發(fā)明第一實施例的一種用于制造用于LED的PCB的方法。
[0063]首先，參照圖5a，準(zhǔn)備襯底201和絕緣層203，并且在絕緣層203上形成具體可為銅層的金屬層205，并且對金屬層圖案化以用于將來與LED電連接。
[0064]進一步地，參照圖5b，在金屬層205上設(shè)置LED制造樣板209，其中，LED制造樣板209的尺寸與真實LED尺寸相同，LED制造樣板209形成為具有大致與金屬層205的圖案相反的圖案，即使得金屬層205露出。具體地，以通過粘接材料在金屬層205上粘接LED制造樣板209以作為阻擋層。
[0065]進一步地，如圖5c所示，在金屬層205和LED制造樣板209濺鍍反射材料。具體地說，可以濺鍍高反射率的聚酯材料。更具體地，可以濺鍍Interpon 600粉末，并使其厚度形成為60 μ m,從而其反射率可達到至少93%。
[0066]進一步地，優(yōu)選地，將PCB放入加熱室中或者放入加熱板上加熱，從而使濺鍍的反射粉末固化。
[0067]更進一步地，如圖5d所示，去除LED制造樣板209及所濺鍍的反射材料的位于LED制造樣板209、211上的部分，從而形成用于反射來自于LED的光反射層207。優(yōu)選地，在上述使濺鍍的反射粉末固化的過程中同時進行該去除步驟。具體地，當(dāng)將PCB放入加熱室中或者放入加熱板上加熱從而使濺鍍的反射粉末固化時，粘附LED制造樣板209的粘接材料由于受熱也同時被融化，從而使得LED制造樣板209從PCB上脫離從而被去除。
[0068]上述圖5a至5d中利用LED制造樣板209而以簡單的方式用作阻擋層，從而阻擋所濺鍍的反射粉末進入待安裝LED的位置。但是，本發(fā)明不限于此。例如，阻擋層可以以其它多種方式形成，例如以圖6a至6f中的方法形成。
[0069]下面，參照圖6a至6f描述根據(jù)本發(fā)明第二實施例的一種用于制造用于LED的PCB的方法。
[0070]首先，參照圖6a，準(zhǔn)備襯底201和絕緣層203，并且在絕緣層203上形成具體可為銅層的金屬層205，并且對金屬層圖案化以用于將來與LED電連接。
[0071]進一步地，參照圖6b，在金屬層205上涂覆光刻膠211，該感光材料將在稍后的步驟中形成阻擋層。
[0072]阻擋層的形成可以有多種方法。例如，圖6ca和圖6cb中示出了兩種用于通過光刻膠211形成阻擋層的方法。
[0073]如圖6ca所示，其中的光刻膠211為負(fù)性光刻膠。在這種情況下，在光刻膠211上設(shè)置掩模213，其中掩模213具有與金屬層的圖案相同的圖案。然后用UV光對光刻膠進行光蝕刻，從而掩模213的存在而在負(fù)性光刻膠上形成與金層205的圖案大致相反的圖案。
[0074]或者可替換地，如圖6cb所示，其中的光刻膠211為正性光刻膠。在這種情況下，在光刻膠211上設(shè)置掩模213，其中掩模213具有與金屬層的圖案大致相反的圖案。然后用UV光對光刻膠進行光蝕刻，從而掩模213的存在而在正性光刻膠上形成與金層205的圖案大致相反的圖案。
[0075]通過圖6ca和圖6cb所形成的阻擋層的形狀如圖6d所示。
[0076]進一步地，如圖6e所示，在金屬層205和光刻膠211所形成的阻擋層上濺鍍反射材料。具體地說，可以派鍍高反射率的聚酯材料。更具體地，可以派鍍Interpon 600粉末，并使其厚度形成為60 μ m，從而其反射率可達到至少93%。
[0077]進一步地，優(yōu)選地，將PCB放入加熱室中或者放入加熱板上加熱，從而使濺鍍的反射粉末固化。
[0078]更進一步地，如圖6f所示，可利用化學(xué)溶劑等方法來去除由光刻膠形成的阻擋層，并進而去除所濺鍍的反射材料的位于LED光刻膠211上的部分，從而形成用于反射來自于LED的光反射層207。
[0079]在本發(fā)明中，其使用一種高反射性的材料來形成反射層，從而將對光的吸收最小化，并且由于簡化了結(jié)構(gòu)而易于自動化生產(chǎn)和大量生產(chǎn)(例如不需要現(xiàn)有技術(shù)中的附加設(shè)備(例如，沖壓機))，并且使得組裝簡單且可靠，因為最終的組件不需要任何螺釘和/或粘合齊U。另外，根據(jù)本發(fā)明的PCB大大降低了材料成本和生產(chǎn)成本。
[0080]以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于LED的PCB (200)，所述PCB (200)包括: 絕緣基底(201，203);以及 金屬層(205)，位于所述絕緣基底(201)上方并且具有用于與所述LED電連接的圖案，其特征在于，所述PCB (200)還包括由反射率大于80%的非光敏反射材料形成的反射層(207 )，所述反射層位于所述金屬層上以反射來自于所述LED的光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于LED的PCB，其特征在于，所述反射層由聚酯材料形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于LED的PCB,其特征在于,所述反射層由Interpon600粉末形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于LED的PCB，其特征在于，所述反射層的厚度形成為60 μ m0
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于LED的PCB，其特征在于，所述反射層通過將所述粉末濺鍍在所述金屬層上而形成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于LED的PCB，其特征在于，所述反射層的反射率為至少93%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的用于LED的PCB，其特征在于，所述反射層的圖案形成為與所述金屬層的圖案相對應(yīng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的用于LED的PCB，其特征在于，所述金屬層為銅層。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的用于LED的PCB，其特征在于，所述反射層為絕緣層。
10.一種用于制造用于LED的PCB的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟: (a)準(zhǔn)備絕緣基底(201、203)； (b)在所述絕緣基底上形成金屬層(205)，并對金屬層圖案化以用于與所述LED電連接; (c)在所述金屬層(205)上設(shè)置阻擋層(209、211)，其中將所述阻擋層的圖案形成為露出所述金屬層(205)； Cd)在所述金屬層(205)和所述阻擋層(209、211)上覆設(shè)反射率大于80%的非光敏反射材料； (e)去除所述阻擋層(209、211)及覆設(shè)于所述反射材料的位于所述阻擋層(209、211)上的部分，從而形成用于反射來自于所述LED的光反射層(207 )。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于制造用于LED的PCB的方法，其特征在于，所述步驟(c)中包括通過粘接材料在所述金屬層(205)上粘接LED制造樣板(209)以作為所述阻擋層。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于制造用于LED的PCB的方法，其特征在于，所述步驟(C)中進一步包括以下步驟: (Cl)在所述金屬層上涂覆光刻膠(211)； (c2)在所述光刻膠上設(shè)置蝕刻掩模(213)； (c3)用UV光對所述光刻膠進行蝕刻； (c4)去除所述蝕刻掩模(213)，從而形成作為所述阻擋層的光刻膠層(211)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的用于制造用于LED的PCB的方法，其特征在于，在所述步驟(Cl)中，所述光刻膠為負(fù)性光刻膠，并且在所述步驟(c2)中，所述蝕刻掩模(213)具有與所述金屬層的圖案相同的圖案。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的用于制造用于LED的PCB的方法，其特征在于，在所述步驟(Cl)中，所述光刻膠為正性光刻膠，并且在所述步驟(c2)中，所述蝕刻掩模(213)的圖案形成為露出所述金屬層。
15.根據(jù)權(quán)利要求10至14中任一項所述的用于制造用于LED的PCB的方法，其特征在于，所述步驟(d)包括在所述金屬層(205 )和所述阻擋層(209、211)上濺鍍反射粉末。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于制造用于LED的PCB的方法，其特征在于，所述方法在所述步驟(d)之后并且在所述步驟(e)之前還包括以下步驟: Cf)將PCB放入加熱室中或者放入加熱板上加熱，從而使濺鍍的所述反射粉末固化。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于制造用于LED的PCB的方法，其特征在于，在進行所述步驟(e)的同時進行以下步驟: Cf)將PCB放入加熱室中或者放入加熱板上加熱，從而使濺鍍的所述反射粉末固化。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的用于制造用于LED的PCB的方法，其特征在于，所述反射層的反射率為至少93%。
19.根據(jù)權(quán)利要求10至14中任一項所述的用于制造用于LED的PCB的方法，其特征在于，所述反射層由聚酯材料形成。
20.根據(jù)權(quán)利要求10至14中任一項所述的用于制造用于LED的PCB的方法，其特征在于，所述反射層由Interpon 600粉末形成。
21.根據(jù)權(quán)利要求10至14中任一項所述的用于制造用于LED的PCB的方法，其特征在于，所述反射層的厚度形成為60 μ m。
22.根據(jù)權(quán)利要求10至14中任一項所述的用于制造用于LED的PCB的方法，其特征在于，所述金屬層為銅層。
23.—種LED發(fā)光器件，其特征在于，包括根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述用于LED的PCB以及LED，所述LED通過所述金屬層(205)的圖案而與所述金屬層(205)電連接。
24.一種發(fā)光裝置，其特征在于，包`括根據(jù)權(quán)利要求23所述的LED發(fā)光器件。
25.一種燈具，其特征在于，包括根據(jù)權(quán)利要求24所述的發(fā)光裝置。
【文檔編號】H01L33/62GK103716991SQ201210376091
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月29日
【發(fā)明者】鄭盛梅, 張志超, 歐智君, 楊江輝 申請人:歐司朗股份有限公司