基于csp芯片的柔性曲面底板的配光結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于CSP芯片的柔性曲面底板的配光結(jié)構(gòu)，包括：柔性塑料底板、金屬線路層和CSP芯片。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和成本低等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】基于CSP芯片的柔性曲面底板的配光結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種CSP芯片LED配光結(jié)構(gòu)，特別涉及一種基于CSP芯片的柔性曲面底板的配光結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]LED是一種有著明顯方向性的半導(dǎo)體發(fā)光器件，要實(shí)現(xiàn)良好的LED照明效果，離不開良好的光學(xué)設(shè)計(jì)。二次光學(xué)處理的主要辦法，就是通過各種類型的光學(xué)透鏡，反光材料，光學(xué)擴(kuò)散材料來實(shí)現(xiàn)，決定了照明器件的系統(tǒng)光效。限于光學(xué)透鏡等材料的原因，所有LED光學(xué)系統(tǒng)，經(jīng)過上述光學(xué)透鏡等材料之后，不可避免地會(huì)造成光強(qiáng)度的極大損失(通常達(dá)到10%-30%左右)。且目前市場(chǎng)流行的產(chǎn)品都是外形固定、光型固定的產(chǎn)品。還有，目前二次光學(xué)材料的耐候性、耐高溫特性對(duì)CSP芯片系統(tǒng)具有超長壽命而言，往往成為主要影響因素之一。
[0003]CSP(即芯片尺寸封裝)是LED新一代的芯片封裝技術(shù)，CSP芯片與普通LED芯片相比，這種芯片具有散熱表現(xiàn)更佳，高流明密度，且在同樣裝置達(dá)到更高流明值，省略打線制程，產(chǎn)品可靠度提升，高封裝密度，采用SMD貼合、簡(jiǎn)化基板，貼合方式具彈性等優(yōu)點(diǎn)。
[0004]自由曲面在二次光學(xué)設(shè)計(jì)方面，應(yīng)用于設(shè)計(jì)曲面透鏡或者給LED燈具增加曲面反射杯/反射碗。而柔性自由曲面底板配光是一次配光,通過曲面上的弧度對(duì)LED進(jìn)行配光，克服了 LED照明發(fā)光角度小和光損大的問題，而且改善了由LED與傳統(tǒng)光源不同的配光分布帶來的照明系統(tǒng)能量利用率低下的問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的首要目的在于提供一種基于CSP芯片的柔性曲面底板的配光結(jié)構(gòu)，該配光結(jié)構(gòu)對(duì)CSP芯片配光的LED燈具，其柔性底板不僅起到支撐CSP芯片、簡(jiǎn)化燈具結(jié)構(gòu)、降低整個(gè)燈具系統(tǒng)熱阻的作用。
[0006]本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種制備所述基于CSP芯片的柔性曲面底板的配光結(jié)構(gòu)的制備方法，該制備方法使燈具能夠根據(jù)使用情況，彎曲折疊塑料襯底，以達(dá)到各種不同的配光要求。
[0007]本實(shí)用新型的首要目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種基于CSP芯片的柔性曲面底板的配光結(jié)構(gòu)，包括:柔性塑料底板、金屬線路層和CSP芯片，所述柔性塑料底板上設(shè)置有金屬線路層，CSP芯片連接于金屬線路層上。
[0008]所述柔性塑料底板采用高導(dǎo)熱塑料制成，并具有柔性。
[0009]所述CSP芯片焊接于金屬線路層上。
[0010]所述CSP芯片采用CSP封裝，至少兩個(gè)所述CSP芯片組合使用。
[0011]作為優(yōu)選，所述配光結(jié)構(gòu)還包括驅(qū)動(dòng)電路，所述CSP芯片與驅(qū)動(dòng)電路相連，所述驅(qū)動(dòng)電路用于控制CSP芯片。
[0012]一種基于CSP芯片的柔性曲面底板的配光結(jié)構(gòu)具有自由曲面柔性塑料底板，所述柔性塑料底板為高導(dǎo)熱塑料，具有可彎曲折疊的特性，所述底板的自由曲面上布有金屬線路層，CSP芯片焊接于金屬線路層上。
[0013]所述CSP芯片為CSP封裝。
[0014]所述塑料襯底優(yōu)選采用高導(dǎo)熱工程塑料制成，如帝斯曼導(dǎo)熱塑料PA46。
[0015]所述自由曲面底板的下表面是塑料散熱翅片。
[0016]所述自由曲面可根據(jù)不同用途、不同配光需要，達(dá)到最佳配光效果。
[0017]所述自由曲面上直接鍍上銅電路層，銅電路層形成電路連接和焊點(diǎn)，一方面為CSP芯片提供電路引線，另一方面實(shí)現(xiàn)CSP芯片焊接。電路的布線與焊點(diǎn)所在位置由自由曲面具體形狀確定，CSP芯片直接焊接于焊點(diǎn)上。
[0018]本實(shí)用新型的另一目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種柔性底板LED燈具的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0019]步驟1、利用光學(xué)分析軟件模擬方法，根據(jù)實(shí)際需要的效果，對(duì)自由曲面的形狀進(jìn)行模擬設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)自由曲面設(shè)計(jì)CSP芯片的焊點(diǎn)位置；
[0020]步驟2、對(duì)柔性塑料曲面底板進(jìn)行表面處理，所謂表面處理可以是在塑料襯底表面涂覆與鍍膜金屬有親和力的涂層或?qū)λ芰弦r底表面進(jìn)行電暈放電活化處理；
[0021]步驟3、設(shè)計(jì)CSP芯片的分布，同時(shí)對(duì)不同的CSP芯片的驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行調(diào)試模擬；
[0022]步驟4、根據(jù)CSP芯片的分布，結(jié)合電路分析的原理設(shè)計(jì)線路層的排布；所述線路層為金屬膜，所述金屬膜采用真空鍍膜技術(shù)制成，所述金屬膜為銅膜或鋁膜；
[0023]步驟5、以黃光微影工藝制作線路層，所述黃光微影工藝包括光阻被覆、曝光工序、顯影工序、刻蝕工序和去膜工序；
[0024]步驟6、將CSP芯片焊接到焊點(diǎn)上。同時(shí)根據(jù)出光情況，調(diào)整柔性曲面各CSP芯片處的弧度，已達(dá)到最佳配光效果。
[0025]本實(shí)用新型的原理:本實(shí)用新型的基于CSP芯片的柔性曲面底板的配光結(jié)構(gòu)的自由曲面可以根據(jù)不同用途、不同配光需要，通過先模擬后微調(diào)的方法，達(dá)到最佳配光效果，并且所述自由曲面底板下表面為散熱翅片。本實(shí)用新型不僅減少了二次配光的光損問題，而且在CSP芯片和柔性曲面底板二者結(jié)合下，兼并散熱器結(jié)構(gòu)和外殼的功能。同時(shí)本實(shí)用新型還提供一種柔性照明，彌補(bǔ)了 OLED在柔性照明上存在的缺陷，而且采用高導(dǎo)熱塑料作為襯底，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，節(jié)約了成本，并降低整個(gè)燈具的系統(tǒng)熱阻，在多個(gè)CSP芯片與柔性曲面塑料底板結(jié)合下，具有更好的散熱性能。
[0026]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果:
[0027](I)本實(shí)用新型基于非成像光學(xué)理論設(shè)計(jì)自由曲面，通過先模擬后微調(diào)的方法，對(duì)曲面上對(duì)CSP封裝的CSP芯片處的的弧度進(jìn)行配光，克服了普通CSP芯片發(fā)光角度小的局限，同時(shí)也克服了普通芯片流明密度和流明值較低的缺點(diǎn)，改善了照明系統(tǒng)能量利用率低下的問題，得到傳統(tǒng)光學(xué)設(shè)計(jì)所難以實(shí)現(xiàn)的照度均一性。又由于CSP芯片較普通芯片更小，弧度調(diào)節(jié)更簡(jiǎn)單。
[0028](2)本實(shí)用新型除去了二次光學(xué)材料的使用，一次形成三維光學(xué)系統(tǒng)，不僅減少了二次配光的光損問題，而且節(jié)約了成本。
[0029](3)本實(shí)用新型通過真空鍍膜技術(shù)與黃光微影工藝在塑料襯底上表面形成一層金屬線路層，用于焊接CSP封裝的CSP芯片和電路連接。且自由曲面底板采用高導(dǎo)熱塑料通過注塑成型工藝制成，不僅表面粗糙小，而且可以實(shí)現(xiàn)取代鋁制散熱器，并兼具基板與外殼的功能，觸漏電安全等隱患也隨之降低，同時(shí)還包括重量輕、加工方便、設(shè)計(jì)自由度大、絕緣性能好、效率高的優(yōu)點(diǎn)。
[0030](4)本實(shí)用新型的曲面底板充當(dāng)了傳統(tǒng)LED燈具的鋁基板、散熱器以及反射杯(反射碗)，實(shí)現(xiàn)三合一的功能。減少了散熱的中間環(huán)節(jié)，使燈具的散熱通道更短，熱阻大幅度降低，在與CSP封裝的CSP芯片結(jié)合后，散熱效果更佳。因此燈具可靠性更好，從而降低燈具的溫升引起的光衰。
[0031](5)本實(shí)用新型能根據(jù)光源的空間光強(qiáng)分布以及所需實(shí)現(xiàn)的特定照明，設(shè)計(jì)出新的任意配光曲線光源、任意發(fā)光角度準(zhǔn)確可控的LED均勻照明自由曲面底板，從而克服平面底板的不足。
[0032](6)本實(shí)用新型通過采用柔性塑料底板，實(shí)現(xiàn)LED燈具具有與OLED —樣的可繞曲柔性特性，開闊了 LED燈具的市場(chǎng)。本實(shí)用新型既具有OLED柔性輕薄外觀，而且保留了 LED高發(fā)光效率、長使用壽命等優(yōu)點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1的基于CSP芯片的柔性曲面底板的配光結(jié)構(gòu)發(fā)散照明的示意圖。
[0034]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例2的基于CSP芯片的柔性曲面底板的配光結(jié)構(gòu)聚光照明的示意圖。
[0035]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例2的基于CSP芯片的柔性曲面底板的配光結(jié)構(gòu)曲面調(diào)整后的不意圖。
[0036]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例2的基于CSP芯片的柔性曲面底板的配光結(jié)構(gòu)曲面調(diào)整后的不意圖。
[0037]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例1的基于CSP芯片的柔性曲面底板的配光結(jié)構(gòu)制備方法過程。

【具體實(shí)施方式】
[0038]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。
[0039]實(shí)施例1
[0040]如圖1所示，本實(shí)施的CSP芯片柔性曲面底板LED廣角燈具，包括CSP芯片1、電路連接的銅線路層2、柔性塑料曲面底板3和散熱翅片4，所述柔性塑料曲面底板3的上表面鍍有用于焊接CSP芯片I和電路連接的銅線路層2，的CSP芯片I焊接于銅線路層2上的焊點(diǎn)。所述柔性塑料曲面底板3可以在一定弧度內(nèi)變化，可以根據(jù)配光要求改變弧度以進(jìn)行設(shè)計(jì)，的CSP芯片I處的曲率在一定范圍內(nèi)可改變。本實(shí)施例1以廣角設(shè)計(jì)為例，所述柔性塑料曲面底板3為凸面設(shè)計(jì)，以達(dá)到廣角發(fā)光的目的，且的CSP芯片I焊接處的曲率都按需求經(jīng)過計(jì)算所確定的。所述柔性塑料曲面底板3具有較高的表面光潔度。需要所述銅線路層2與控制各的CSP芯片I的驅(qū)動(dòng)電路相連接。所述散熱翅片4與柔性塑料曲面底板3是通過現(xiàn)有的柔性塑料注塑成型工藝和一體加工成型工藝制備出來的，各翅片間的間隔、厚度和結(jié)構(gòu)均相等，翅片外形為流線型，有助于空氣對(duì)流，提高散熱效果。最終的照明效果在所述的CSP芯片I處的曲率變化和柔性塑料曲面底板3弧度變化，同時(shí)配合集成驅(qū)動(dòng)電路，共同實(shí)現(xiàn)的。
[0041]如圖5所示，為基于CSP芯片的柔性曲面底板的配光結(jié)構(gòu)制備方法過程，該制備過程包括如下步驟:
[0042]步驟1、利用光學(xué)分析軟件模擬方法，根據(jù)實(shí)際需要的效果，對(duì)自由曲面的形狀進(jìn)行模擬設(shè)計(jì)，同時(shí)設(shè)計(jì)自由曲面CSP芯片的焊點(diǎn)位置；
[0043]步驟2、對(duì)柔性塑料曲面底板進(jìn)行表面處理，所謂表面處理可以是在塑料襯底表面涂覆與鍍膜金屬有親和力的涂層或?qū)λ芰弦r底表面進(jìn)行電暈放電活化處理；
[0044]步驟3、設(shè)計(jì)CSP芯片的分布，同時(shí)對(duì)不同的CSP芯片的驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行調(diào)試模擬；
[0045]步驟4、根據(jù)CSP芯片的分布，結(jié)合電路分析的原理設(shè)計(jì)線路層的排布；所述線路層為金屬膜，所述金屬膜采用真空鍍膜技術(shù)制成，所述金屬膜為銅膜或鋁膜；
[0046]步驟5、以黃光微影工藝制作線路層，所述黃光微影工藝包括光阻被覆工序、曝光工序、顯影工序、刻蝕工序和去膜工序；
[0047]步驟6、將CSP芯片焊接到焊點(diǎn)上，同時(shí)根據(jù)出光情況，調(diào)整柔性曲面各CSP芯片處的弧度，達(dá)到最佳配光效果。
[0048]實(shí)施例2
[0049]本實(shí)施例除以下特性外，其余特征同實(shí)施例1:
[0050]如圖2所示，本實(shí)施例2的CSP芯片柔性曲面底板LED聚光燈具，所述柔性塑料曲面底板3為達(dá)到聚光要求，采用凹面設(shè)計(jì)。如圖3和圖4所示，為本實(shí)用新型實(shí)施例2的CSP芯片柔性曲面底板LED燈具根據(jù)需求曲面調(diào)整后所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)。
[0051]上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受所述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)際與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于CSP芯片的柔性曲面底板的配光結(jié)構(gòu)，包括:柔性塑料底板、金屬線路層和CSP芯片，其特征在于，所述柔性塑料底板上設(shè)置有金屬線路層，所述CSP芯片連接于金屬線路層上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CSP芯片的柔性曲面底板的配光結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述CSP芯片焊接于金屬線路層上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于CSP芯片的柔性曲面底板的配光結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括驅(qū)動(dòng)電路，所述CSP芯片與驅(qū)動(dòng)電路相連。
【文檔編號(hào)】F21Y101/02GK204062846SQ201420375454
【公開日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2014年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月8日
【發(fā)明者】文尚勝, 史晨陽 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)