[发明专利]制作LED设备的方法

说明书

一种制造LED设备的方法，包括：提供电路板衬底，该电路板衬底包括芯层（26、27）、预浸料层（28）和铜层（25、29）的叠层，该电路板衬底还包括用于接纳LED模块（14）的接纳部分；在该接纳部分中提供该LED模块，其中该LED模块包括安装在LED衬底上的LED芯片；以及，在该接纳部分中提供该LED模块之后，施加热量和压力以将该电路板衬底的芯层接合在一起并且将该LED衬底与该电路板衬底集成起来。

技术领域

本发明涉及LED设备，例如LED照明单元。

背景技术

支持LED设备的性能的重要因素是LED设备的热管理。因为LED技术已经进步，LED的亮度水平已经增加。因此，LED设备耗散由LED产生的热量的能力已变得越来越重要。

使用表面安装技术来制造的设备被称为表面安装设备（SMD），其中电子部件直接安装到印刷电路板（PCB）的表面上。以这种方式生产电子设备提供很多优点，诸如低生产成本、高部件密度和紧凑的设计。然而，由以这种方式安装到电路板表面的LED产生的热负载一般通过电路板的主体来传导。这要求LED安装于其上的PCB由高性能材料构造，该高性能材料特别由于它们有效地穿过PCB传导热量的能力而被选择。例如，适合于在表面安装设备中使用的PCB可以是也被称为绝缘金属衬底（IMS）的金属芯PCB（MCPCB），其由金属芯和热传导但电绝缘的介电层或具有附加措施（如热通孔）的“经典”PCB材料（FR4、BT）制成。电路板材料的选择被下述要求限制：电路板耗散由LED产生的热量，且适当的材料是昂贵的。作为结果，制造高性能LED设备是代价高的。

为了避免与表面安装LED相关的高成本，可以使用替代的布置，其中热沉（或一般的，封装或中介层）设置在LED和PCB的安装表面之间。在这个布置中，LED通过从LED芯片延伸到电路板表面的接合线连接到PCB的电子电路。在另一布置中，提供穿过封装或中介层的通孔以将LED芯片连接到PCB。以这种方式，提供表面安装设备。

US 2012/0329183 A1公开了印刷电路板的制造方法，包括：提供铜和预浸料的层；在铜和预浸料层中制造一个或多个安装孔；层压和压制铜和预浸料层；形成一个或多个圆柱形微辐射体；将LED芯片安装在圆柱形微辐射体上；以及，在层压铜和预浸料层之后将圆柱形微辐射体嵌入安装孔内。

因此存在对于允许到LED的简单连接的设计的需要，该设计还使得能够实现良好的热管理（即使利用低成本PCB）且制造起来简单。

发明内容

本发明由权利要求定义。

提供了一种LED设备，其包括：

LED模块，该LED模块包括LED衬底和安装在该LED衬底的安装表面上的LED芯片；以及

电路板，该电路板包括电路板衬底和在该电路板衬底的第一表面上的多个导电轨，其中该电路板衬底包括适配成接纳该LED衬底的接纳部分；并且其中LED衬底嵌在该电路板衬底中。

在这个布置中，电路板的接纳部分被成形以容纳LED衬底，从而允许LED设备通过将LED模块插入到电路板中而被容易地组装。在经组装的LED设备中，LED模块的LED衬底集成到电路板衬底中，LED衬底的安装表面（其上设置LED芯片）被暴露。导电轨布置在电路板衬底的第一表面上以形成电路，LED芯片连接到该电路。LED衬底布置在电路板衬底内，使得LED衬底的安装表面和电路板衬底的第一表面彼此紧密接近。以这种方式，LED芯片可以容易地连接到设置在电路板衬底上的导电轨，使得LED芯片连接到电路。LED衬底由提供良好的热耗散的材料制成，使得由LED芯片产生的热量通过LED衬底而耗散。以这种方式，LED设备是更成本高效的，且在紧凑的设计中实现高的热性能。

LED衬底的安装表面可以与电路板衬底的第一表面共面。以这种方式，LED芯片设置成紧密接近于电路板的导电轨。因此，提供介于LED芯片和电路板之间的电连接是简单的。此外，该布置是紧凑的。