用于制造基于印刷電子技術(shù)的印刷電路板組件的方法以及印刷電路板組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及一種用于制造基于印刷電子技術(shù)的印刷電路板組件的方法。本公開還涉及一種印刷電路板組件，特別地用于固態(tài)發(fā)光(SSL)器件。
【背景技術(shù)】
[0002]印刷電子技術(shù)是用于在基板上創(chuàng)建電氣器件的一套印刷方法。本技術(shù)已經(jīng)普遍地用于產(chǎn)生多個電氣模塊并且被視為新興領(lǐng)域，其保證了電子子模塊的急劇的成本降低，而同時設(shè)定了針對進(jìn)一步的集成和新設(shè)計解決方案的新穎且具有潛力的方向。
[0003]以與傳統(tǒng)印刷相似的方式，印刷電子技術(shù)涉及將墨水層的一個施加在另一個的頂部上?？梢圆捎脦缀跛械倪m于在材料上限定圖案的工業(yè)印刷方法。典型地，使用諸如絲網(wǎng)印刷、苯胺印刷、凹版印刷、平版膠印以及噴墨的標(biāo)準(zhǔn)印刷設(shè)備或其他低成本設(shè)備。
[0004]印刷電子技術(shù)的應(yīng)用的重要領(lǐng)域是SSL器件的領(lǐng)域。US 2013/0082298公開了一種安置在基板上并且利用印刷導(dǎo)體進(jìn)行連接的LED裸片?；寰哂惺┘拥狡湟粋€或多個側(cè)的粘合劑。
[0005]US 2011/0154661 A1公開了一種制備印刷電路板的方法，其通過噴墨印刷順序地將包含導(dǎo)體的第一墨水應(yīng)用在基板上以及將包含絕緣體的第二墨水應(yīng)用在圍繞導(dǎo)電性圖案的基板之上從而形成印刷電路板，將元件安裝在印刷電路板上使得元件的電極接觸導(dǎo)電層并且在高溫固化導(dǎo)電層。
[0006]可以識別出針對印刷電子技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的進(jìn)一步的發(fā)展的多個方向。例如，希望找到新的墨水和基板材料，其允許更為有效的制造過程或者允許在應(yīng)用中提供新的特征。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本公開的大致目的在于提供一種用于制造基于印刷電子技術(shù)的印刷電路板組件的改善或是代替的方法。特別的目的包括提供一種用于諸如LED光源、LED燈以及LED燈具的SSL器件的改善或是代替的方法。
[0008]本發(fā)明由獨立權(quán)利要求進(jìn)行限定。在從屬權(quán)利要求、說明書和附圖中列舉出了實施例。
[0009]根據(jù)第一方面，提供了一種用于制造印刷電路板組件的方法。該方法包括下面步驟:提供基板，將電路圖案印刷在基板上由此形成未固化導(dǎo)電材料的底部層以及絕緣材料的頂部層，布置具有至少一個電氣連接部分的至少一個電子部件在電路圖案的頂部層上，該至少一個電子部件的至少一個電氣連接部分形成與包括未固化的導(dǎo)電材料的底部層的至少一個電氣連接，并且在將所述至少一個電氣部件布置在未固化的導(dǎo)電材料上之后，固化導(dǎo)電材料。
[0010]通過這種方法，固化的導(dǎo)電材料提供了電氣連接以及電子部件的機(jī)械固定。由于不需要通過焊接或利用粘合劑或機(jī)械緊固件將電子部件固定到基板，由此降低了制造步驟的數(shù)目。這使得更為簡單并且更為經(jīng)濟(jì)的制造工藝變得可能。此外，在電子部件和基板之間的接口的數(shù)目可以得到降低，其可能導(dǎo)致增加的熱傳導(dǎo)性從而允許熱經(jīng)由基板從電子部件更為有效地去除。
[0011]基板可以例如是塑料薄膜或諸如鋼板或鋁板的金屬板?；蹇梢园ń^緣材料?；蹇梢詾橥该骰虿煌该鞯模⑶移淇梢詾槿彳浕蛴残缘?。可以使用多個基板材料的事實進(jìn)一步增加了基板的可能用處。例如，基板可以是燈具的殼體的一部分并且/或提供SSL器件的冷卻。基板可以是諸如在FR1基板上的鋁膜的疊層?；蹇梢允潜∧?，類似于塑料薄膜或鋁膜，其具有粘合劑層從而基板可以層疊在另一個基板之上或是層疊在燈具殼體的部分上?；蹇梢允侵T如白色涂漆金屬板或膜、或覆蓋有絕緣層的金屬板或膜的疊層。采用金屬板或膜的形式的基板優(yōu)選地覆蓋有可以應(yīng)對高固化溫度的絕緣層從而在導(dǎo)電材料被印刷之后對其進(jìn)行固化，例如Si02、SiN3或聚酰胺層。導(dǎo)電材料的更高的固化溫度可以導(dǎo)致增加的導(dǎo)電路徑的傳導(dǎo)性，其可以允許提供更薄或更小的導(dǎo)電路徑。由于需要較少的導(dǎo)電材料，這反過來又降低了印刷電路板組件的成本。
[0012]至少一個電子部件可以包括SSL裸片，其可以包括例如半導(dǎo)體發(fā)光二極管、有機(jī)發(fā)光二極管、聚合物發(fā)光二極管以及/或激光二極管。至少一個電子部件具有提供到導(dǎo)電材料的一個或多個電氣接口的一個或多個電氣連接部分。
[0013]導(dǎo)電材料可以是包括在固化后形成絕緣體的絕緣材料的復(fù)合物的一個部分。該復(fù)合物可以是在印刷后形成了層的懸浮物。絕緣材料可以幫助將至少一個電子部件機(jī)械地固定到基板。使用具有不同屬性的材料的復(fù)合物擴(kuò)大了制造良好地適于特定應(yīng)用的印刷電路板的可能性。
[0014]在印刷之后，復(fù)合物中的材料形成基本上平行于基板平面的至少兩個層。這些層在垂直于基板平面的方向上定位于彼此頂部上。所述至少兩個層包括導(dǎo)電層和絕緣層。底部層形成所述至少一個電氣連接。通過提供這種層，印刷電路板可以更好地適于在特定應(yīng)用中的使用。例如，絕緣層可以遮蓋形成所述至少一個電氣連接的層，由此提供可以幫助印刷電路板組件的可靠性的增加以及/或使得滿足特定法定要求的電氣安全性屏障。安全性屏障的提供可以幫助降低短路的風(fēng)險并且由此有助于在燈具中使用非隔離的驅(qū)動器。
[0015]所述至少兩個層可以提供鏡面反射和漫反射中的一個。為了這個目的，復(fù)合物可以包括透明光折射顆粒和光反射顆粒中的一種。這種顆?？梢园谟纱擞米髦黧w材料的一個或多個復(fù)合物材料內(nèi)。例如，第二材料可以是主體材料。透明光折射顆粒具有與相對應(yīng)的主體材料不同的折射率。光反射顆?？梢允晴R面反射或漫反射。
[0016]在所述至少兩個層之間可以存在排斥力。這種力可以幫助將一個或多個電子部件固定到基板并且/或者增加復(fù)合物根據(jù)印刷后所希望的順序形成層的可能性。這種力的結(jié)果可以是例如形成電氣連接的層的底部層被推向基板以及/或電子部件的電氣連接部分。這種力可以導(dǎo)致例如絕緣層的頂部層被推離基板和/或電子部件的電氣連接部分。
[0017]形成電氣連接和絕緣層的層可以彼此相排斥。例如，形成電氣連接的導(dǎo)電層以及基板可以是親水的，而絕緣層為疏水的。通過這種配置，導(dǎo)電層可以形成在基板上而絕緣層可以被推向頂部，遮蓋住導(dǎo)電路徑。另一種變化是絕緣層和基板是疏水的并且導(dǎo)電層為親水的。通過這種配置，絕緣層可以形成在基板上，其可以是金屬基板，并且導(dǎo)電層可以形成在絕緣體層的頂部上從而絕緣體層提供了導(dǎo)電路徑和金屬基板之間的電氣絕緣。
[0018]可以利用絲網(wǎng)印刷技術(shù)或噴墨印刷技術(shù)將電路圖案印刷在基板上。利用撿拾-放置機(jī)器將至少一個電子部件布置在印刷電路圖案上。這些都是有效并且適宜的用于制造印刷電路板組件的方法，并且其特別地適于本發(fā)明。
[0019]為了改善制造工藝和/或得到的印刷電路板組件，所述復(fù)合物可以包括添加劑。例如，第二材料可以包括形式為膠體(colloid)的添加劑。進(jìn)一步，上面所描述的制造方法可以包括一個步驟，其中提供諸如粘合劑、螺釘、夾具以及/或焊料的附加機(jī)械固定從而幫助將電子部件固定到基板。
[0020]可以根據(jù)上面的描述來制造印刷電路板組件。這種印刷電路板組件的導(dǎo)電材料同時提供了至少一個電子部件的機(jī)械固定和電氣連接。復(fù)合物的所有或一些其他部分可以幫助將至少一個電子部件機(jī)械地固定到基板。
[0021]根據(jù)第二方面，提供了一種印刷電路板組件，其包括基板，印刷的導(dǎo)電材料的底部層和絕緣材料的頂部層，以及布置在頂部層上的具有至少一個電氣連接部分的至少一個電子部件，其中所述至少一個電子部件的電氣連接部分形成與導(dǎo)電材料的底部層的至少一個電氣連接。通過這種配置，至少一個電子部件通過印刷的導(dǎo)電材料機(jī)械固定到基板。由于不再需要提供附加的緊固件，可以通過有效且經(jīng)濟(jì)的過程來制造這種印刷電路板。至少一個電子部件可以包括SSL裸片，諸如半導(dǎo)體發(fā)光二極管、有機(jī)發(fā)光二極管、聚合物發(fā)光二極管以及激光二極管中的一種。
[0022]注意到本發(fā)明涉及記載在權(quán)利要求中的特征的所有可能的組合。
【附圖說明】
[0023]現(xiàn)在將參照示出了本發(fā)明實施例的附圖更為詳細(xì)地描述本發(fā)明的這些和其他方面。
[0024]圖1為印刷電路板組件的示意性側(cè)視圖。
[0025]圖2為用于制造印刷電路板組件的方法的流程圖。
[0026]圖3a-圖3c為圖2中描述的方法的一些步驟的示意性描述。
[0027]如在圖中所描述的，為了描述性的目的，層和區(qū)域的尺寸被放大，并由此被提供用于描述本發(fā)明實施例的大致結(jié)構(gòu)。相同的參考標(biāo)號始終指代相同的元素。
【具體實施方式】
[0028]下面將參照附圖更為全面地描述本發(fā)明，在附圖中示出了本發(fā)明的當(dāng)前優(yōu)選實施例。然而，本發(fā)明可以實施為許多不同的形式并且不應(yīng)當(dāng)被解釋為限于這里所列舉出的實施例；相反，這些實施例被提供用于完全性和完整性，并且將本發(fā)明的范圍充分地傳達(dá)給本領(lǐng)域的技術(shù)人員。
[0029]圖1示出了用于諸如LED光引擎、LED燈和LED燈具的SSL器件以及其他電子產(chǎn)品和/或子組件的印刷電路板組件1的示意性側(cè)視圖。印刷電路板組件1具有基板2，其可以是透明的或不透明的?？梢允褂萌彳浀暮陀残缘幕?二者?；?可以是層疊的結(jié)構(gòu)?；?可以例如用玻璃、陶瓷、鋼鐵、鋁、塑料、木材、紙板或紙制成?；?可以是例如用鋼鐵或鋁制成的板或膜。基板2可以是FR1板或類似。基板2可以包括電氣絕緣的材料3，諸如Si02層、SiN3層以及/或聚合物層。電氣絕緣材料可以是層疊的膜或帶。例如，基板2可以是遮蓋有PET膜的金屬板、遮蓋有Si02層的鋁膜或者白色涂漆金屬板。
[0030]例如通過包括絲網(wǎng)印刷或噴墨印刷的方法在基板2上布置至少兩個層4a、4b。圖1中所示出的實施例具有兩個層4a、4b，其中底部層4a為導(dǎo)電材料7的層并且頂部層4b為第二材料8的層。導(dǎo)電材料7的層4a在基板2上形成導(dǎo)電電路。第二材料8的層4b可以是絕緣的，由此提供電氣安全性屏障。第二材料8的層4b可以提供保護(hù)性屏障從而防止層4a被例如水的大氣污染物腐蝕。如果層4a、層4b已經(jīng)被絲網(wǎng)印刷，其組合的厚度典型地約為20 μ m或更少，雖然有可能具有更厚的層。如果層4a、層4b已經(jīng)利用噴墨技術(shù)被印刷，其組合的厚度典型地約為3 μ m或更少。導(dǎo)電材料7可以從包括Ag、Cu以及Ag和Cu的導(dǎo)電混合物的群組中選擇。第二材料8可以從由丙烯酸酯、聚氨酯、聚酰亞胺、三聚氰胺樹脂和三聚氰胺甲醛構(gòu)成的群組中選擇。兩個層4a和4b可以彼此相排斥。
[0031]印刷電路組件1具有至少一個電子部件5，其通過導(dǎo)電材料7的層4a固定到基板
2。在圖1中示出了三個電子部件5。第二材料8的層4b可以幫助將電子部件5機(jī)械地固定到基板2。