[發明專利]基于CSP芯片的柔性曲面底板的配光結構及其制備方法

在審

• 申請號: 201410323564.9
• 申請日: 2014-07-08
• 公開（公告）號: CN104154491A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 文尚勝;史晨陽
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: F21V5/00
• 分類號: F21V5/00;F21V19/00;F21V23/00;F21V29/00;F21Y101/02
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

技術領域

本發明涉及一種CSP芯片LED配光結構，特別涉及一種基于CSP芯片的柔性曲面底板的配光結構及其制備方法。

背景技術

LED是一種有著明顯方向性的半導體發光器件，要實現良好的LED照明效果，離不開良好的光學設計。二次光學處理的主要辦法，就是通過各種類型的光學透鏡，反光材料，光學擴散材料來實現，決定了照明器件的系統光效。限于光學透鏡等材料的原因，所有LED光學系統，經過上述光學透鏡等材料之后，不可避免地會造成光強度的極大損失(通常達到10％-30％左右)。且目前市場流行的產品都是外形固定、光型固定的產品。還有，目前二次光學材料的耐候性、耐高溫特性對CSP芯片系統具有超長壽命而言，往往成為主要影響因素之一。

CSP(即芯片尺寸封裝)是LED新一代的芯片封裝技術，CSP芯片與普通LED芯片相比，這種芯片具有散熱表現更佳，高流明密度，且在同樣裝置達到更高流明值，省略打線制程，產品可靠度提升，高封裝密度，采用SMD貼合、簡化基板，貼合方式具彈性等優點。

自由曲面在二次光學設計方面，應用于設計曲面透鏡或者給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LED進行配光，克服了LED照明發光角度小和光損大的問題，而且改善了由LED與傳統光源不同的配光分布帶來的照明系統能量利用率低下的問題。

發明內容

本發明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構，該配光結構對CSP芯片配光的LED燈具，其柔性底板不僅起到支撐CSP芯片、簡化燈具結構、降低整個燈具系統熱阻的作用。

本發明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構的制備方法，該制備方法使燈具能夠根據使用情況，彎曲折疊塑料襯底，以達到各種不同的配光要求。

本發明的首要目的通過以下技術方案實現：一種基于CSP芯片的柔性曲面底板的配光結構，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置有金屬線路層，CSP芯片連接于金屬線路層上。

所述柔性塑料底板采用高導熱塑料制成，并具有柔性。

所述CSP芯片焊接于金屬線路層上。

所述CSP芯片采用CSP封裝，至少兩個所述CSP芯片組合使用。

作為優選，所述配光結構還包括驅動電路，所述CSP芯片與驅動電路相連，所述驅動電路用于控制CSP芯片。

一種基于CSP芯片的柔性曲面底板的配光結構具有自由曲面柔性塑料底板，所述柔性塑料底板為高導熱塑料，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。

所述CSP芯片為CSP封裝。

所述塑料襯底優選采用高導熱工程塑料制成，如帝斯曼導熱塑料PA46。

所述自由曲面底板的下表面是塑料散熱翅片。

所述自由曲面可根據不同用途、不同配光需要，達到最佳配光效果。

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，一方面為CSP芯片提供電路引線，另一方面實現CSP芯片焊接。電路的布線與焊點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上。

本發明的另一目的通過以下技術方案實現：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：

步驟1、利用光學分析軟件模擬方法，根據實際需要的效果，對自由曲面的形狀進行模擬設計，同時對自由曲面設計CSP芯片的焊點位置；

步驟2、對柔性塑料曲面底板進行表面處理，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對塑料襯底表面進行電暈放電活化處理；

步驟3、設計CSP芯片的分布，同時對不同的CSP芯片的驅動電路進行調試模擬；

步驟4、根據CSP芯片的分布，結合電路分析的原理設計線路層的排布；所述線路層為金屬膜，所述金屬膜采用真空鍍膜技術制成，所述金屬膜為銅膜或鋁膜；

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；

步驟6、將CSP芯片焊接到焊點上。同時根據出光情況，調整柔性曲面各CSP芯片處的弧度，已達到最佳配光效果。