制造LED载体组件的方法技术

本发明专利技术描述了一种制造LED载体组件（1）的方法，该方法包括以下步骤：提供包括具有被布置为接纳多个LED管芯（11）的安装焊盘（101、102）的安装表面（100）的载体（10）；将对准磁体（M对准）嵌入在载体（10）中；提供多个LED管芯（11），其中一个LED管芯（11）包括多个磁性管芯焊盘（M焊盘i、M焊盘2）；并且通过在对准磁体（M对准）的磁性范围内将LED管芯（11）布置在载体（10）的安装表面（100）上方，来将磁性管芯焊盘（M焊盘i、M焊盘2）与安装焊盘（101、102）对准。本发明专利技术还描述了一种LED载体组件（1）。

Method of Manufacturing LED Carrier Component

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制造LED载体组件的方法
本专利技术描述了一种制造LED载体组件的方法。本专利技术还描述了一种LED载体组件和LED。
技术介绍
为了组装或制造包括多个电子部件的电子装置，表面安装技术（SMT）被广泛用作在印刷电路板（PCB）上将电子部件安装在它们的指定位置处的既定方法。SMT部件放置系统（诸如取放机器）可以精确且快速地将电子部件放置到先前沉积的焊料焊盘上，所述电子部件然后例如在回流焊炉中被焊接就位。用于安装到载体（诸如PCB）上的发光二极管（LED）管芯可以包括管芯自身和用于连接到载体上的线路的管芯焊盘。为了促进SMT安装、电气连接的处理和形成，为了提供环境保护等，LED管芯还可以包括一些适当的封装。在下文中，术语“LED管芯”和“LED”可以可互换地使用。术语“LED焊盘”和“管芯焊盘”也可以可互换地使用。SMTLED的电极接触部通常也在PCB上被焊接就位。LED管芯焊盘和PCB焊盘之间的焊料连接有利地具有低电阻和低热阻。然而，将LED管芯焊接就位与多个问题相关联。首先，所有焊料将在足够高的温度下熔化，并且LED管芯和PCB之间的焊料结合因此限制了LED管芯的可允许的结温。过高的结温将软化或甚至熔化焊料，并且LED管芯可能从PCB脱离。第二，固化的焊料的材料属性使得在反复的温度循环时可以形成空隙或裂纹，从而降低成品的热冲击（TMSK）可靠性。第二，在焊接期间焊料量以及熔化和固化过程的不确定性和随机性意味着，通过焊料结合来安装的LED可能经受三个维度（X、Y和Z）中的任一维度的未对准，并且可能被旋转或倾斜到期望的安装平面之外。Z方向的未对准通常是最具问题的，特别是在具有精确指定的光输出特征的照明应用的情况下。此外，用于LED和PCB的不同材料意味着，LED的热膨胀系数（CTE）与PCB的CTE显著不同。这种CTE不匹配基本上是不可避免的，并且结合到LED管芯焊盘的刚性焊料将在操作期间、以及也在存储期间物理地加压力于LED，尤其是在寒冷的温度下。CTE不匹配可能最终缩短LED的寿命，并且因此也缩短产品的寿命。本专利技术的一目的是提供一种将LED安装到载体上以克服上面概述的问题的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的通过权利要求1的制造LED载体组件的方法和通过权利要求8的LED载体组件来实现。根据本专利技术，制造LED载体组件的方法包括以下步骤：提供包括具有被布置为接纳多个LED管芯的安装焊盘的安装表面的载体；将磁体嵌入在载体的安装表面下面；提供多个LED管芯，其中一个LED管芯包括多个磁性管芯焊盘；并且通过在磁体的磁性范围内将LED管芯布置在载体的安装表面上，来将LED管芯的磁性管芯焊盘与安装焊盘对准。LED管芯焊盘和安装焊盘之间的电连接和热连接是无焊料的，并且通过这些相对表面之间的物理接触形成。本专利技术的LED载体组件包括具有安装表面的载体，该安装表面被制备有被布置为接纳多个LED管芯的安装焊盘。该LED载体组件还包括多个LED管芯，其中一个LED管芯具有多个磁性管芯焊盘，所述多个磁性管芯焊盘通过磁性管芯焊盘和嵌入在载体的安装表面下面的磁体之间的磁性力来与安装焊盘对准。将磁体嵌入在载体的安装表面下面的步骤应被理解为意味着，磁体的主体不在载体的安装表面上面延伸。在本专利技术的上下文中，术语“载体”可以被理解为包括可以被制备为接纳电子部件的任何合适的材料。一般地，载体可以被理解为是具有形成在非导电衬底上的导电线路、焊盘等的印刷电路板（PCB）。在下文中，术语“载体”和“PCB”可以可互换地使用。载体可以由任何合适的材料（诸如FR-4、铝金属芯板、陶瓷等）制成，并且导电线路和焊盘可以使用如技术人员将已知的任何合适的程序（诸如刻蚀）来形成。本专利技术的方法和LED载体组件的优点在于，代替焊料，使用磁性力来建立LED和载体之间的电气连接。LED和PCB之间的连接因此是无焊料连接，并且克服了引言中提及的缺点：LED结温不再由焊料约束或限制；即使在反复的温度循环之后，也不再存在LED管芯焊盘和PCB焊盘之间形成的空隙和裂纹的任何风险；以及LED不再遭受由LED自身和PCB之间的CTE不匹配引起的压力。存在由本专利技术方法引起的其他优点。例如，LED不再需要暴露于焊接期间的高温。这意味着，可以使用具有较低热规格的较便宜的LED，从而降低用于LED的材料的账单。本专利技术方法还可以能够实现LED相对于载体的“自对准”，如下面将解释的那样，使得不需要通过取放机器来顺序地处理LED，从而导致有利地快速且低成本的组装过程，尤其是随着每PCB的LED的数量增加时。另一优点在于，在LED管芯和PCB焊盘之间没有任何焊料结合意味着，LED可以被更准确地放置，并且本专利技术方法允许实现非常精确的对准（尤其是在Z方向上）。在本专利技术方法中，LED放置的准确性被显著地改善，因为LED将停留在它被放置的地方，即恰好在期望的安装平面中。此外，没有焊料意味着，LED的取向由PCB的平坦性确定，而不是由可变厚度和不平整表面的焊料层确定。本专利技术方法的另一优点在于，当需要重做（例如，为了替换PCB上的无功能的LED）时，可以使用诸如镊子、取放机器、真空镊子等的合适工具来简单地将LED拾取离开PCB。在本专利技术的LED载体组件中使用的管芯可以包括具有阳极焊盘和阴极焊盘的发光二极管。这些电极焊盘中的至少一个（优选地两者）包括多个磁性材料层。可以使用否则将被用来形成非磁性管芯焊盘的任何既定的技术，来以相对简单的方式达成磁性电极接触部。例如，可以在合适的溅射或电极沉积工艺的应用下来沉积磁性金属层。优选地，LED管芯焊盘通过沉积一个或多个软磁性材料（诸如镍铁合金或坡莫合金）的层来形成。从属权利要求和下文描述特别地公开了本专利技术的有利实施例和特征。在适当的情况下可以组合实施例的各特征。在一个权利要求类别的上下文中描述的特征可以等同地应用于另一权利要求类别。在下文中，可以假设LED管芯具有适合于表面安装制造方法的形式和物理尺寸。这种LED管芯可以具有非常小的尺寸，并且通常是紧凑的矩形或方形部件。例如，LED管芯可以具有方形占用区域，具有小于1mm的侧边以及仅是其宽度的一部分的高度。LED管芯焊盘或电极焊盘对应地更小，因为两个管芯焊盘（阳极和阴极）必须形成在LED管芯的下侧上。管芯焊盘可以在LED管芯的下侧的大部分宽度上延伸，并且可以通过合适的间隙分离。LED管芯焊盘的材料可能倾向于随时间推移而腐蚀。因此，在本专利技术的特别优选的实施例中，方法包括将保护涂层涂敷到LED焊盘的步骤。例如，被应用来形成LED管芯焊盘的溅射或沉积程序可以通过向LED焊盘的外表面溅射或沉积贵金属的薄层来结束。由于LED管芯非常小且轻，它可以通过对应小的磁性力来在载体或PCB上保持就位。在本专利技术的特别优选的实施例中，磁体和磁性管芯焊盘的尺寸和/或材料属性和/或相对位置被选择，以实现在磁体和磁性LED管芯焊盘之间的至少0.4毫牛（mN）、更优选地至少0.6mN、最优选地至少0.8mN的吸引力。例如，对于具有大约1mg的质量的LED，1mN的吸引力可以足以实现大约为将作用在该LED上的重力的100倍的力。优选地，LED管芯焊盘具有至少5,000的相对磁导率µr（焊盘材料的磁导率与自由空间的磁导率µ0的比率）。根据本专利技术，对准磁体嵌本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制造LED载体组件（1）的方法，所述方法包括以下步骤：‑ 提供包括具有被布置为接纳多个LED管芯（11）的安装焊盘（101、102）的安装表面（100）的载体（10）；‑ 将对准磁体（M对准）嵌入在所述载体（10）中；‑ 提供多个LED管芯（11），其中一个LED管芯（11）包括多个磁性管芯焊盘（M焊盘_1、M焊盘_2）；‑ 通过在所述对准磁体（M对准）的磁性范围内将所述LED管芯（11）布置在所述载体（10）的所述安装表面（100）上方，来将所述磁性管芯焊盘（M焊盘_1、M焊盘_2）与所述安装焊盘（101、102）对准。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.09 EP 16203176.91.一种制造LED载体组件（1）的方法，所述方法包括以下步骤：-提供包括具有被布置为接纳多个LED管芯（11）的安装焊盘（101、102）的安装表面（100）的载体（10）；-将对准磁体（M对准）嵌入在所述载体（10）中；-提供多个LED管芯（11），其中一个LED管芯（11）包括多个磁性管芯焊盘（M焊盘_1、M焊盘_2）；-通过在所述对准磁体（M对准）的磁性范围内将所述LED管芯（11）布置在所述载体（10）的所述安装表面（100）上方，来将所述磁性管芯焊盘（M焊盘_1、M焊盘_2）与所述安装焊盘（101、102）对准。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述对准磁体（M对准）被嵌入到所述载体（10）的所述安装表面（100）下面至多2.0mm的深度。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述对准磁体（M对准）的上表面（100M）与所述载体（10）的所述安装表面（100）基本上齐平。4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，包括在所述对准步骤之前将导电油脂（14）涂敷到所述安装焊盘（101、102）的步骤，和/或包括将保护涂层（15）涂敷到LED管芯焊盘（M焊盘_1、M焊盘_2）的步骤。5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，包括以下步骤：将所述载体（10）的所述安装表面（100）浸入在液体（L）中，并且在所述对准步骤的准备中将所述LED管芯（10）悬浮在所述液体（L）上。6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，包括以下步骤：将覆盖层（16）涂敷在对准的LED管芯（11）上方以固定所述对准的LED管芯（11）相对于所述载体（10）的位置。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述覆盖层（16）包括在固化时经受收缩的材料。8.一种LED载体组件（1），包括：-载体（10），包括具有被布置为接纳多个LED管芯（11）的安装焊盘（101、102）的安装表面（100）；-多个对准磁体（M对...

【专利技术属性】
技术研发人员：C伊斯雷尔，F莫内斯蒂尔，B施平格，
申请(专利权)人：亮锐控股有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL