專利名稱：薄型柔性電纜照明組件及其制備方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及以下組件及其制備方法電纜照明組件，特別是使用發(fā)光二極管 (LED)的柔性電纜照明組件，更特別是配有采用聚合物模塑材料封裝的LED的平坦柔性電纜照明組件。
背景技術(shù)：
發(fā)光二極管(LED)被用于照明組件中。例如，將一個或多個LED附接到印刷電路板上，美國已公布的專利申請No. 2007/0121326中公開的一種這類照明組件包括多個電連接到印刷電路板的LED，該印刷電路板用高導熱率材料包覆成型(如通過嵌件成型)，而不遮沒LED的光輸出孔。多個這些電路板照明組件電連接到絕緣柔性電纜的一個或多個導體上，以形成照明線絲。這些LED電路板照明組件中的每一個都通過一對絕緣位移連接器來這樣連接，絕緣位移連接器移置電絕緣并與下面的電纜電導體電連接。本發(fā)明比這類現(xiàn)有技術(shù)照明組件及其制備方法有所改進。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了用于制備電纜照明組件的方法。該方法包括提供柔性電纜和相對易碎的電子器件，例如為發(fā)光二極管(LED)。柔性電纜包括通過電絕緣來絕緣的電導體。當相對易碎的電子器件為發(fā)光二極管(LED)時，LED包括裝在散熱塊上并電連接到陽極引線和陰極引線上的發(fā)光晶粒。該方法也包括移除電絕緣的一部分以暴露柔性電纜電導體表面上的至少一個表面安裝區(qū)域，以及將兩段電導體電隔離，以便形成至少兩個彼此電隔離的電隔離表面安裝區(qū)域。通過在發(fā)光二極管的陽極引線和電隔離表面安裝區(qū)域中的一個之間形成焊點，并在發(fā)光二極管的陰極引線和其它電隔離表面安裝區(qū)域之間形成另一個焊點，將LED表面安裝到電導體上。聚合物模塑材料被注塑成型(如嵌件注塑成型)，以便封裝LED和其上表面安裝有發(fā)光二極管的至少一段柔性電纜。聚合物模塑材料在充分低的注塑壓力下被注塑成型，以便避免移動LED和損壞(如折斷或斷裂)任一焊點。 此外，發(fā)光二極管的發(fā)光晶粒的至少一部分還保持暴露狀態(tài)(即其上未被聚合物模塑材料覆蓋)，從而從LED發(fā)出的光為照明可見光。柔性電纜可為平坦柔性電纜或FFC，并且可具有多個彼此間隔開的絕緣電導體，例如為通過將其裝在護套中并通過電絕緣來(如電絕緣的聚合物材料)分離。優(yōu)選地，電導體相對平坦并具有大致矩形的橫截面?？赏ㄟ^任何合適的方法(例如通過激光研磨)移除所需數(shù)量的電絕緣。可能有利的是移除電絕緣的一部分，以暴露柔性電纜中的一個或多個電導體表面上的多個表面安裝區(qū)域，這取決于表面安裝到電纜上的電子器件數(shù)量以及這些電子器件的操作方法(即所需電路設計和最終用途)。通過移除受影響導體的區(qū)段(如使用機械模具、激光器等切削或打孔)，可將電導體中的一個或多個各隔離成兩個或更多個電隔離的表面安裝區(qū)域。優(yōu)選的是通過利用焊膏形成焊點將發(fā)光二極管或任何其它電子器件表面安裝到電導體上。使用焊膏可允許焊點能夠快速并在相對低的焊料流溫度下形成。希望將熱塑性聚合物模塑材料注入注模，以便封裝(即包覆成型)電子器件和柔性電纜的所需段。優(yōu)選地，該段封裝電纜包括任何暴露的安裝區(qū)域和任何焊點。本發(fā)明方法還可包括將發(fā)光二極管的散熱塊焊接到其上焊有陽極引線或陰極引線的導體的安裝區(qū)域。此外，移除步驟可包括移除足夠的電絕緣，使得電導體暴露的安裝區(qū)域足夠大，以允許將散熱塊焊接到電導體上，并且該方法還可包括將發(fā)光二極管的散熱塊焊接到其上焊有陽極引線或陰極引線的導體的安裝區(qū)域上。這樣，導體可通過其散熱塊起到用于LED的散熱器的作用。封裝的柔性電纜段優(yōu)選地為充分剛性的且不可撓曲的，以防止柔性電纜過度撓曲或彎曲，從而損壞(如折斷或斷裂)將發(fā)光二極管連接到電導體的任何焊點?？赡芾硐氲氖?，封裝的柔性電纜段包括在發(fā)光二極管發(fā)光晶粒的暴露部分周圍形成的凸起保護脊(如聚合物模塑材料的連續(xù)或不連續(xù)脊)，并且該凸起保護脊具有上邊緣，該上邊緣至少與發(fā)光二極管的最上表面齊平或在其上方延伸。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了按照根據(jù)本發(fā)明的任何方法制備的電纜照明組件。根據(jù)本發(fā)明的額外的方面，提供了具有柔性電纜和相對易碎的電子器件(例如為發(fā)光二極管(LED))的電纜照明組件。柔性電纜包括通過電絕緣來絕緣的電導體。當相對易碎的電子器件為發(fā)光二極管(LED)時，LED包括裝在散熱塊上并電連接到陽極引線和陰極引線上的發(fā)光晶粒。電絕緣有一部分被移除，以露出柔性電纜電導體表面上的至少一個表面安裝區(qū)域。兩段電導體被電氣隔離，以便形成彼此電隔離的至少兩個電隔離表面安裝區(qū)域。LED表面安裝到電導體上。在發(fā)光二極管的陽極引線和電隔離表面安裝區(qū)域中的一個之間形成焊點。在發(fā)光二極管的陰極引線和其它電隔離表面安裝區(qū)域之間形成另一個焊點。用注塑成型聚合物模塑材料封裝LED和其上表面安裝有LED的至少一段柔性電纜。優(yōu)選地，每一個焊點都用焊膏制成。此外，LED露出(即未被聚合物模塑材料覆蓋)足夠的發(fā)光晶粒，從而從LED發(fā)出的光為照明可見光。


結(jié)合附圖可以進一步理解本發(fā)明，其中在全部若干視圖中，相同的部件用相同的附圖標號表75。圖I為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的薄型柔性電纜照明組件的透視圖；圖2a和圖2b為上半模具和下半模具的一個實施例的平面圖，其中上半模具和下半模具用于根據(jù)本發(fā)明的原理對表面安裝到FFC上的LED進行嵌件注塑成型；圖3a和圖3b為上半模具和下半模具的一個實施例的平面圖，其中上半模具和下半模具用于根據(jù)本發(fā)明的原理對表面安裝到FFC上的電氣開關(guān)進行嵌件注塑成型；圖4為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的LED的剖視圖，該LED已經(jīng)表面安裝到平坦柔性電纜的導體上并進行了包覆成型；以及圖5為根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的具有保護透鏡的不同LED的剖視圖，該LED 已經(jīng)表面安裝到平坦柔性電纜的導體上并進行了包覆成型。
具體實施方式
參見圖1，根據(jù)本發(fā)明的薄型柔性電纜照明組件10的一個實施例包括多個電安裝到平坦柔性電纜(FFC) 14上的發(fā)光二極管(LED)組件12。每一個LED組件12都包括發(fā)光二極管(LED) 43和任選電阻器(未示出)，該發(fā)光二極管優(yōu)選地通過焊接(如使用焊膏)以串聯(lián)方式電氣連接到FFC 14的一個或多個電導體16上，并且通過模制聚合物材料18 —起封裝到對應的FFC 14段上。電導體16與電源(未示出)電氣連通，例如通過電氣通/斷開關(guān)(未示出)。制備根據(jù)本發(fā)明的電纜照明組件的方法的一個實施例采用一系列工位，其中在每一個工位處都會進行制備工藝中的操作和步驟。在初始修剪工位處，從FFC卷上切下所需長度的FFC。在激光工位處，通過激光燒蝕將該段FFC的電纜絕緣的部分移除，以便暴露足夠的下面的導體表面，從而獲得用于擬在FFC上安裝的每一個LED組件的表面安裝LED和任選電阻器(未示出)所需的區(qū)域。然后，在打孔工位處，使用(例如)機械沖模按給定電路設計形成穿過FFC的所需導體的一個或多個開口?？扇芜x地是，打孔工位操作可在激光工位操作之前進行。然后，在焊料分配工位處，將所需數(shù)量的焊膏分配到每一個表面安裝區(qū)域上。在元件放置工位處，將LED中的每一個和任何其它擬焊接電子器件焊接到涂有焊膏的其對應的表面安裝區(qū)域。在焊接回流工位處，按照所需焊接回流時間和溫度分布進行操作，以引起焊膏的每一個沉積流動，以便在每一個電子器件和其對應表面安裝區(qū)域之間形成焊點。在第一包覆成型工位處，使用常規(guī)嵌件成型設備用聚合物模塑材料封裝LED和任選電阻器。下文將詳細討論有關(guān)此模鑄操作的額外細節(jié)，也可在相同或相似包覆成型工位同樣封裝任何其它電子器件(如連接器、開關(guān)等)。設想的是，可以根據(jù)被制備具體電纜照明組件的設計將上述方法修改為包括額外的或較少的制備工位。參見圖2a和圖2b，圖中示出用于嵌件注塑成型表面安裝到FFC上的LED的上半模具21和下半模具23的一個實施例。上半模具21和下半模具23—起形成用于注射所需聚合物模塑材料的入口 22，并且每一個上半模具21和下半模具23分別包括冷卻劑循環(huán)口 24a、24b、24c、24d和26a、26b、26c、26d，該冷卻劑循環(huán)口用于在模制過程中及模制之后將上半模具21和下半模具23冷卻至所需溫度。上半模具21和下半模具23中的每一個包括對應的腔體半部28和30，該腔體半部一起限定封裝LED組件12的模制聚合物材料18的尺寸(參見圖I)。上半模具21包括設置在上半模具21中形成的對應模具腔體27中的彈性體密封件25 (例如為由硅樹脂或其它橡膠類材料制成)，以用于在嵌件成型過程中密封和保護LED發(fā)光晶粒。設計密封件25和腔體27的尺寸，以防止熔化的聚合物模塑材料包封封裝的LED 的發(fā)光部分，同時在LED的發(fā)光部分周圍形成模鑄材料的保護脊或其它保護結(jié)構(gòu)。為了密封(例如)圖4中安裝的LED 43，密封件25大致為圓盤成形，其具有接觸LED 43以便將其密封的表面51的平坦表面，并具有比腔體27的內(nèi)徑小的外徑。此外，密封件25的外周邊邊緣具有的曲線尺寸被設計為當與腔體27的對應曲線結(jié)合時在LED 43的暴露表面51周圍形成環(huán)狀脊71 (參見圖4)。在上半模具21的對應腔體中，可設置額外的彈性體密封件 29和31 (例如為由硅樹脂或其它橡膠類材料制成)以進行密封，以便防止模鑄材料從上半模具21和下半模具23的任一端處的FFC14(以虛線顯示)周圍擠出。當把上半模具21和下半模具23組裝在裝有LED的FFC周圍以用于嵌件成型操作時，密封件25、29和31中的每一個都具有導致密封件25、29和31壓縮的厚度，以便靠著
6LED和FFC分別施加足夠大的壓縮力，以阻止熔化的模鑄材料通過密封區(qū)域。因為密封件 25,29和31采用彈性體材料，所以由腔體半部28和30形成的模具腔體28和30在相對低的壓力下填充有聚合物模塑材料，以防止?jié)B漏的模鑄材料通過密封件25、29和31。同時， 因為密封件25、29和31 (尤其是密封件25)的彈性性質(zhì)，所以不太可能在模鑄過程中損壞 LED和FFC。此外，如果密封件25、29和31采用更具剛性的材料(如金屬模鑄材料)，則需要使用更大的壓縮力，以防止聚合物模塑材料滲漏。更具剛性的材料和更大的壓縮力結(jié)合， 會增大LED和FFC(FFC的可能性略低)在注塑成型操作過程中損壞的可能性。上半模具 21和下半模具23中的每一個包括多個排氣槽32，從而不截留注塑成型操作過程中模具中的氣泡。如果在正常注塑壓力下將聚合物模塑材料注入模具腔體中，密封件25、29和31將無法防止模鑄材料從模具腔體28和30中滲出。參見圖3a和圖3b,圖中不出上半模具33和下半模具35的一個實施例，以用于以類似于上述用于LED 43的方式嵌件注塑成型表面安裝到FFC14(以虛線顯示)上的電氣開關(guān)(未示出)。上半模具33和下半模具35中的每一個包括對應的腔體半部38和40，該腔體半部一起限定封裝電氣開關(guān)的模制聚合物材料的尺寸。上半模具33和下半模具35 —起形成用于注射所需聚合物模塑材料的入口 22，并且每一個上半模具33和下半模具35分別包括冷卻劑循環(huán)口 24a、24b、24c、24d和26a、26b、26c、26d，該冷卻劑循環(huán)口用于在模制過程中及模制之后將上半模具33和下半模具35冷卻至所需溫度。上半模具33包括設置在對應模具腔體中的彈性體密封件37 (例如為由硅樹脂或其它橡膠類材料制成)。密封件37 為環(huán)形或O環(huán)成形，并被設計成特定尺寸，以用于密封和保護電氣開關(guān)的致動器(如按鈕)， 其中致動器設置在密封件37的孔的內(nèi)部。上半模具33和下半模具35中的每一個也包括對應的彈性體密封件39和41 (例如為由硅樹脂或其它橡膠類材料制成)，以用于密封上半模具33和下半模具35 —端處的FFC14。在圖示實施例中，與上半模具21和下半模具23 —樣，當把上半模具33和下半模具35組裝在裝有開關(guān)的FFC周圍以用于嵌件成型操作時，密封件37、39和41具有導致密封件37、39和41 壓縮的厚度，從而靠著開關(guān)和FFC分別施加足夠大的壓縮力，以阻止熔化的模鑄材料通過密封區(qū)域。因為密封件37、39和41采用彈性體材料，所以由腔體半部38和40形成的模具腔體38和40在相對低的壓力下填充有聚合物模塑材料，以防止?jié)B漏的模鑄材料通過密封件37、39和41。同時，因為密封件37、39和41的彈性性質(zhì)，所以不太可能在模制過程中損壞開關(guān)和FFC。此外，如果密封件37、39和41采用更具剛性的材料(如金屬模鑄材料)，則需要使用更大的壓縮力，以防止聚合物模塑材料滲漏。更具剛性的材料和更大的壓縮力結(jié)合，會增大開關(guān)和FFC(FFC的可能性略低)在注塑成型操作過程中損壞的可能性。上半模具33和下半模具35中的每一個包括多個排氣槽32，從而不截留注塑成型操作過程中模具中的氣泡。如果在正常注塑壓力下將聚合物模塑材料注入模具腔體中，密封件37、39和41 將無法防止模鑄材料從模具腔體28和30中滲出。參見圖4，圖中示出已被表面安裝到平坦柔性電纜47的平坦(即矩形橫截面)導體45上并用聚合物模塑材料49封裝的LED 43。LED 43包括發(fā)出穿過表面51的光線的發(fā)光晶粒(未示出)、散熱塊53、陽極引線55和陰極引線57。導體45被沖壓開口 63分隔成兩個電隔離段59和61。散熱塊53和陽極引線55獨立地被各自的焊點65和67電連接到導體段61。陰極引線57被焊點69電連接到導體段59。模鑄材料49優(yōu)選地包括圍繞表面51的環(huán)狀保護脊71。保護脊71具有凸起的上邊緣，該上邊緣至少與發(fā)光表面51齊平或在其上方延伸。參見圖5，圖中示出已被表面安裝到平坦柔性電纜47的平坦(即矩形橫截面)導體45上并用聚合物模塑材料49封裝的不同的LED 73。LED 73包括發(fā)出穿過保護透鏡75 的光線的發(fā)光晶粒(未示出)、散熱塊53、陽極引線55和陰極引線57。導體45被沖壓開口 63分隔成兩個電隔離段59和61。散熱塊53和陽極引線55獨立地被各自的焊點65和67 電連接到導體段61。陰極引線57被焊點69電連接到導體段59。模鑄材料49優(yōu)選地包括圍繞保護透鏡75的環(huán)狀保護脊71。保護脊71具有凸起的上邊緣，該上邊緣至少與發(fā)光透鏡75齊平或在其上方延伸?？筛鶕?jù)本發(fā)明使用的示例性發(fā)光二極管(LED)可以包括(但不限于)采用Chip Level Conversion (芯片級轉(zhuǎn)換)的LW M5SM Golden DRAGON LED ;采用芯片級轉(zhuǎn)換的LW M5KM Golden DRAG0N ARGUS LED ；LD W5AP、LB W5AP 或LT W5AP Diamond DRAGON LED, 各由 OSRAM OptoSemiconductors GmbH(位于Wernerwerkstrasse 2,D-93049 Regensburg, Germany) (www. osram-os. com)制造?？筛鶕?jù)本發(fā)明使用的示例性平坦柔性電纜(FFC)可以包括(但不限于)由LEONI Kabel GmbH(位于 Stieberstra β e 5,91154 Roth, Germany) (www. leoni-cable. com)出售的平坦柔性電纜。該FFC包括三根間隔開的銅電導體，這三根導體以電絕緣的聚合物材料PBT作為護套并由其分隔。為了避免這類FFC的絕緣受到與熱相關(guān)的損壞，據(jù)發(fā)現(xiàn)，采用溫度相對較低的焊膏(如，以低于同類固體焊料的溫度形成焊點的焊膏)將元件焊接到 FFC上是理想的?？筛鶕?jù)本發(fā)明使用的一類示例性焊膏可以包括(但不限于)由EFDInc.(位于 14 Blackstone Valley Place, Lincoln, RI 02865 U.S.A.) (www.efdsolder.com)制造的 SolderPlus NCLR系列No-Clean(免清洗)可分配型焊膏。這些焊膏的特點在于焊劑殘余量低和潤濕性佳，可在室溫下相對迅速并且較容易地分配，并且可在相對較短的時間 (通常約3分鐘)內(nèi)和約138°C上至約153°C至178°C之間的相對較低的溫度下形成焊點。 雖然已知這類可分配焊膏擬用于在電路板上形成焊點，但據(jù)發(fā)現(xiàn)這類焊膏在柔性(即非剛性)電纜上使用是不可取的。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是，由使用焊膏所得焊點相對易碎，并且受到彎曲應力(例如為在將LED安裝到例如為FFC的柔性電纜的導體上時形成的焊點所受到的那類彎曲應力)時容易開裂。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是，在焊好的LED以及其上任一端焊有該LED的一段柔性電纜外面進行包覆，可以克服焊膏的這種已知缺點，從而可以將焊膏(及其優(yōu)點)與柔性電纜結(jié)合使用。可根據(jù)本發(fā)明使用的示例性可嵌件成型材料可以包括(但不限于)可從Bostik， Inc. (Middleton,MA)商購獲得的熱熔融樹脂等。這類樹脂包括B0STIK LPM 245粘合劑、 BOSTI K LPM 915粘合劑、B0STIK LPM 917粘合劑等。其它合適的樹脂或材料可以包括 (例如)HENKEL / L0CTnE MacrOmelt 材料，例如，HENKEL 0M673、678、682 和 / 或 687 Macromelt 等材料。常規(guī)嵌件成型技術(shù)通常包括在超過1000磅/平方英寸(psi)的注塑壓力下， 將熱塑性聚合物模塑材料注入一對模具半部的夾層中。已經(jīng)知道，這類模鑄操作使用上至 3000psi至7000psi范圍內(nèi)的壓力將熱塑性聚合物模塑材料注入模具中。為了防止常規(guī)模具的兩個模具半部之間的模鑄材料噴濺，用明顯超出模鑄材料注塑壓力的夾緊壓力將模具半部壓在一起。據(jù)發(fā)現(xiàn)，當用于在脆弱的電子器件(例如為已經(jīng)通過焊點表面安裝到柔性電纜導體上的LED)上包覆成型時，這類常規(guī)注塑成型技術(shù)會產(chǎn)生不可取的結(jié)果。參照由焊膏形成的這類焊點時尤其如此。當在如此高的壓力下注入模具腔體中時，注入的模鑄材料對表面安裝的LED所施加的力會引起焊點的部分或全部斷裂，從而引起對應的部分或全部LED局部移動或完全脫離其最初表面安裝位置，并失去其與柔性電纜的一些或全部電連接。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的該問題的解決方案包括使用相對較低的注塑壓力對這類表面安裝的LED和柔性電纜進行包覆成型，注塑壓力小于1000磅/平方英寸或psi (6895千帕或kPa)，有利地小于約 800psi (5516kPa)，小于約 600psi (4137kPa)，小于或等于約 400psi (2758kPa)，并且優(yōu)選地在從約120psi (827. 4kPa)上至并包括約400psi (2758kPa)的范圍內(nèi)。如此低的注塑壓力在模具半部之間的模鑄材料沒有噴濺的情況下對應地允許使用低夾緊壓力。對于嵌件成型后需要使特定表面保持暴露的嵌件成型電子器件(如LED的發(fā)光表面或電氣開關(guān)的通/斷按鈕)，如此低的注塑壓力和對應的模具半部夾緊壓力允許使用彈性模具元件(如由例如為硅橡膠之類的彈性體聚合物材料制成)密封該暴露區(qū)域，以避免模鑄材料噴濺。注塑成型模具通常由金屬(例如為工具鋼)制成。當用于保護相對脆弱的電子器件(例如為LED) 的暴露表面時，以彈性方式密封和防止模鑄材料噴濺的彈性模具元件可能會非常重要。如果采用通常的模具金屬材料對此類擬保持暴露的表面進行密封，則防止噴濺所需的夾緊壓力會損壞擬防噴濺密封的電子器件的表面。需要保持暴露的LED的發(fā)光部分為晶粒。LED晶粒相對易碎，并且在承受相同夾緊壓力的情況下，與金屬制成的模具元件相比，更容易承受彈性模具元件(如硅橡膠)施加的壓力，更不用說更高的壓力了。這樣，使用彈性模具元件也可允許模具補償電子器件尺寸容差的較大變化。如果采用由金屬或另一種剛性的硬質(zhì)材料制成的模具元件密封擬保持暴露的電子器件表面，則尺寸大于模具設計擬適應的尺寸的電子器件更容易受到損壞，或者尺寸小于模具設計擬適應的尺寸的電子器件的暴露表面更容易密封不充分。使用SolderPlus 42NCLR可分配焊膏將LED電連接地表面安裝到柔性電纜的導體上，已經(jīng)獲得了理想的結(jié)果。在室溫(即約20°C)下，按照每次注入約I. 5秒的周期時間，將測定量的焊膏在此前暴露的導體表面上的每一個所需焊點處分配。在分配完焊膏并將LED設置在表面安裝位置處之后，按照引起焊膏熔化、流動和反應的回流時間-溫度分布來暴露焊膏，以便形成將LED電連接到柔性電纜導體上的焊點?；亓鲿r間-溫度分布始于預熱，其在約60秒內(nèi)從約30°C線性升高至約10(TC ;然后是熱浸，其從約10(TC開始并在約75秒內(nèi)線性升高至約130°C ;然后是活化步驟，其從約130°C開始并在約20秒內(nèi)線性升高至約138°C ;然后是回流步驟，其從約138°C開始并在約45秒內(nèi)線性升高至約178°C的最高溫度；然后是初始冷卻步驟，其從約178°C開始并線性降低至約138°C ;然后是最終冷卻步驟，其從約138°C開始并線性降低至約30°C。整個冷卻過程(即最后兩個步驟)用時約 40秒ο利用可以商品名BOSTIK LPM 917 粘合劑從 Bostik, Inc. (Middleton, MA)商購獲得的熱熔融樹脂對這類表面安裝LED進行嵌件成型，也已經(jīng)取得理想的結(jié)果。這種熱塑性樹脂材料在約225°C的溫度下以約220-280psi范圍內(nèi)的注塑壓力注射，并且每一個LED的包覆成型周期時間在從約12秒至15秒的范圍內(nèi)。如此低的注塑壓力使得在兩個模具半部之間能夠使用大約800psi或更小的夾緊壓力。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是，使用由LEONI Kabel GmbH出售的平坦柔性電纜(部件號 67403000A)是理想的。該FFC具有三根電導體和13. 50mm±O. 15mm的總寬度。電導體中的每一根都相對較平，并具有大致矩形的橫截面。電導體中的每一根的厚度為約O. 1mm。中心導體的寬度為約6. 62mm，兩根外導體中的每一根的寬度為約I. 54mm。中心導體用于表面安裝LED。優(yōu)選地使用寬得多的中心導體來表面安裝LED。雖然不需要額外的寬度的中心導體來為LED提供充分的電連接(即為了滿足LED的電流需求)，但額外的寬度使得中心導體能夠更好地起到LED工作過程中產(chǎn)生的傳導熱的散熱器的作用。更寬的中心導體也提供在其上可形成焊點的更大的目標表面區(qū)域。該FFC的最小彎曲半徑為約O. 45mm,持續(xù)3000 小時的額定工作溫度為約125°C。對于諸如上述由OSRAM Opto Semiconductors GmbH制造的 DRAGON LED之類的 LED，在其散熱塊電連接到其陽極引線的情況下，可以將散熱塊直接焊到FFC導體上。這有利于發(fā)揮導體的散熱功能并簡化制備工藝。對于散熱塊與其陽極引線和陰極引線兩者電隔離的那些LED，可以用導熱但電絕緣的粘合劑將LED散熱塊附接到FFC導體上。這種中間粘合劑的實例是由3M公司(位于St. Paul,MN)制造的高粘合力導熱雙面膠帶(8800系列產(chǎn)品)。使用3M公司的雙面膠帶8810經(jīng)取得理想的結(jié)果。
權(quán)利要求
1.一種制備電纜照明組件的方法，所述方法包括提供柔性電纜，所述柔性電纜具有電導體，所述電導體通過電絕緣來絕緣；提供發(fā)光二極管，所述發(fā)光二極管具有發(fā)光晶粒，所述發(fā)光晶粒安裝在散熱塊上并且電連接到陽極引線和陰極引線；移除電絕緣的一部分，以暴露所述柔性電纜的所述電導體表面上的至少一個表面安裝區(qū)域；和將所述發(fā)光二極管的所述散熱塊焊接到所述導體的焊接有所述陽極引線或所述陰極引線的安裝區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，還包括將兩段所述電導體電隔離，以便形成彼此電隔離的至少兩個電隔離表面安裝區(qū)域；通過在所述發(fā)光二極管的所述陽極引線和所述電隔離表面安裝區(qū)域中的一個之間形成焊點，并且在所述發(fā)光二極管的所述陰極引線和另一電隔離表面安裝區(qū)域之間形成另一個焊點，將所述發(fā)光二極管表面安裝到所述電導體上；將聚合物模塑材料注塑成型，以便封裝所述發(fā)光二極管和在其上表面安裝有所述發(fā)光二極管的所述柔性電纜段，其中所述聚合物模塑材料在足夠低的注塑壓力下注塑成型，以避免損壞任一焊點，并且使所述發(fā)光二極管的所述發(fā)光晶粒的至少一部分保持充分暴露以發(fā)出照明光。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述焊接采用焊膏進行。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述封裝的柔性電纜段為充分剛性的且不可撓曲的，以防止所述柔性電纜過度彎曲而損壞將所述發(fā)光二極管連接到所述電導體的所述焊
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述封裝的柔性電纜段包括凸起保護脊，所述凸起保護脊在所述發(fā)光二極管的所述發(fā)光晶粒的所述暴露部分周圍形成，并且所述凸起保護脊具有至少與所述發(fā)光二極管的所述最上表面齊平的上邊緣。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述注塑成型在小于6895kPa的注塑壓力下進行。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述注塑成型在小于約4137kPa的注塑壓力下進行。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中所述注塑成型在從約827.4kPa上至且包括約 2758kPa的范圍內(nèi)的注塑壓力下進行。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至8中任一項所述的方法，還包括提供多個發(fā)光二極管；移除電絕緣的一部分，以暴露所述柔性電纜的所述電導體表面上的至少一個表面安裝區(qū)域，以用于每個發(fā)光二極管；將兩段所述電導體電隔離，以便形成彼此電隔離的至少兩個電隔離表面安裝區(qū)域，以用于每個發(fā)光二極管；通過在每個所述發(fā)光二極管的所述陽極引線和一個所述電隔離表面安裝區(qū)域之間形成焊點，并且在每個所述發(fā)光二極管的所述陰極引線和另一電隔離表面安裝區(qū)域之間形成另一個焊點，將每個所述發(fā)光二極管表面安裝到所述電導體上；以及將聚合物模塑材料注塑成型，以便單獨封裝每個所述發(fā)光二極管和在其上表面安裝有每個所述發(fā)光二極管的所述柔性電纜段，其中所述聚合物模塑材料在足夠低的注塑壓力下注塑成型，以避免損壞任一焊點，并且使每個所述發(fā)光二極管的所述發(fā)光晶粒的至少一部分保持充分暴露以發(fā)出照明光。
10.一種根據(jù)權(quán)利要求I至權(quán)利要求9中任一項所述的方法制備的電纜照明組件。
11.一種電纜照明組件，包括柔性電纜，所述柔性電纜具有電導體，所述電導體通過電絕緣來絕緣，其中所述電絕緣具有移除的部分，所述移除的部分暴露所述電導體表面上的至少一個表面安裝區(qū)域；和發(fā)光二極管，所述發(fā)光二極管具有發(fā)光晶粒，所述發(fā)光晶粒安裝在散熱塊上并且電連接到陽極引線和陰極引線，所述發(fā)光二極管以使所述發(fā)光二極管的散熱塊焊接至所述電導體的焊接有所述陽極引線或所述陰極引線的安裝區(qū)域上的方式安裝到所述電導體上。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的組件，兩段所述電導體電隔離，以形成彼此電隔離的至少兩個電隔離表面安裝區(qū)域，所述發(fā)光二極管通過焊點表面安裝到所述電導體上，其中一個焊點在所述陽極引線和所述電隔離表面安裝區(qū)域中的一個之間形成，另一個焊點在所述陰極引線和另一電隔離表面安裝區(qū)域之間形成，并且其中所述發(fā)光二極管和至少一段所述柔性電纜采用聚合物模塑材料封裝，在所述至少一段所述柔性電纜上表面安裝有所述發(fā)光二極管，并且所述發(fā)光二極管的所述發(fā)光晶粒的至少一部分被暴露以使得從所述發(fā)光二極管發(fā)出的光為照明可見光。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或權(quán)利要求12所述的組件，其中所述焊點采用焊膏制成。
14.根據(jù)權(quán)利要求11或權(quán)利要求12所述的組件，其中所述封裝的柔性電纜段為充分剛性的且不可撓曲的，以防止所述柔性電纜過度彎曲而損壞將所述發(fā)光二極管連接到所述電導體的所述焊點。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的組件，其中所述封裝的柔性電纜段包括凸起保護脊，所述凸起保護脊在所述發(fā)光二極管的所述發(fā)光晶粒的所述暴露部分周圍形成，并且所述凸起保護脊具有至少與所述發(fā)光二極管的最上表面齊平的上邊緣。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的組件，還包括多個發(fā)光二極管，其中每個發(fā)光二極管具有發(fā)光晶粒，所述發(fā)光晶粒安裝在散熱塊上并且電連接到陽極引線和陰極引線，所述電絕緣具有多個移除部分，這些移除部分暴露所述電導體表面上的至少一個表面安裝區(qū)域以用于每個發(fā)光二極管，兩段所述電導體電隔離，以形成彼此電隔離的至少兩個電隔離表面安裝區(qū)域以用于每個發(fā)光二極管，每個發(fā)光二極管通過焊點表面安裝到所述電導體上，其中一個焊點在每個發(fā)光二極管的陽極引線和一個所述電隔離表面安裝區(qū)域之間形成，另一個焊點在每個發(fā)光二極管的陰極引線和另一電隔離表面安裝區(qū)域之間形成，并且每個所述發(fā)光二極管和至少一段所述柔性電纜采用聚合物模塑材料單獨封裝，在所述至少一段所述柔性電纜上表面安裝有每個所述發(fā)光二極管，并且每個發(fā)光二極管的所述發(fā)光晶粒的至少一部分被暴露以使得從每個發(fā)光二極管發(fā)出的光為照明可見光。
全文摘要
本發(fā)明公開的電纜照明組件(10)包括柔性電纜(14，47)和LED(43)。該電纜的電絕緣有一部分被移除，以露出柔性電纜(47)的電導體(45)表面上的至少一個表面安裝區(qū)域。兩段電導體(59，61)被電隔離，以便形成彼此電隔離的至少兩個電隔離的表面安裝區(qū)域。LED(43)表面安裝到電導體(45)上。在發(fā)光二極管的陽極引線(55)和電隔離表面安裝區(qū)域中的一個(61)之間形成焊點(67)。在發(fā)光二極管的陰極引線(57)和其它電隔離表面安裝區(qū)域(59)之間形成另一個焊點(69)。利用聚合物模塑材料(49)封裝LED(43)和其上表面安裝有LED的至少一段柔性電纜(47)。
文檔編號F21S2/00GK102588774SQ20121000183
公開日2012年7月18日 申請日期2008年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月21日
發(fā)明者厄爾·J·海斯, 延斯·J·皮特 申請人:3M創(chuàng)新有限公司