片式LEDPCB板的设计探讨

片式LED是一种新型表面贴装式半导体发光器件，具有体积小、散射角大、发光均匀性好、可靠性高等优点，发光颜色包括白光在内的各种颜色，因此被广泛应用在各种电子产品上。PCB板是制造片式LED的主要材料之一。每个新的片式LED产品的开发都是从设计PCB板图纸开始的，在设计时应给出PCB正反面图形及片式LED装配图和成品图，再把设计好的PCB板图纸给专业生产片LEDPCB板厂商制板，其设计的好坏直接影响到产品的品质及制造工艺的实施。因此，设计一个完美无瑕的片式LEDPCB板并不是件容易的事情，必须考虑到诸多影响设计的因素。为此，本文将从以下几个方面对片式LEDPCB板的设计进行探讨。

    一、片式LEDPCB板结构选择

    片式LEDPCB板种类根据结构分：有导通孔型结构、挖槽孔型结构等；根据单颗片式LED所用晶片数量分：单晶型、双晶型及三晶型。导通孔型结构PCB板和挖槽孔型结构PCB板区别在于：前者切割时需切割两个方向，单颗成品电极为半弧型；后者切割时只需切割一个方向。选择设计什么样结构的PCB板及片式LED采用几颗晶片的方式是根据市场用户的要求进行的。在用户没有提出特殊要求时，一般选择挖槽孔型结构设计PCB板。PCB基板为BT板。

    二、挖槽孔方向的选择

    如果选择用挖槽孔型结构的方式设计PCB板，必须要考虑挖槽孔选择哪个方向。一般情况下挖槽孔是沿着PCB板宽度方向进行设计的，因为这样做可以使压模成型后PCB板产生的变形最小。如图(1)所示。

    三、PCB板外形尺寸选择

    每个新的片式LEDPCB板外形尺寸大小的选择必须考虑的因素：①要求每块PCB板上设计产品数量。②压模成型后PCB板形变程度是否在可接受的范围内。

    在不影响工艺制作时，每块PCB板上产品的个数尽可能的设计多点，这样有利于降低单个产品的成本。又由于压模成型后胶体会收缩，PCB板易产生形变，因此PCB板在设计时又要考虑每组片式LED数量不能过多，但组数可以设计多点。这样既可满足单块PCB板上片式LED数量的要求，又不至于使压模成型后胶体收缩造成的PCB板形变过大。PCB板形变较大会造成PCB板无法切割及切割后胶体与PCB板易剥离。

    PCB板厚度选择是根据用户使用的片式LED整体厚度要求进行确定的。PCB板厚度不能太厚，太厚会造成固晶后无法焊线；PCB板厚度也不能太薄，太薄会造成压模成型后因为胶体收缩，PCB板形变过大。

    以0603规格厚度为0.6mm的普通片式LED产品为例进行说明。如果选用厚度为0.3mmPCB板，胶体部分厚度只可能为0.3mm，再选用厚度为0.28mm的晶片进行固晶，整体厚度已经为0.58mm，就无法进行焊线操作。如果选用厚度为0.1mmPCB板，胶体部分厚度为0.5mm，压模成型后由于胶体较厚，胶体收缩明显，而PCB板薄，这样会使PCB板产生的形变过大。因此，在设计PCB板的厚度时必须选择一个合适的厚度，既可以使同一块PCB板适合做不同厚度晶片片式LED，又不至于造成压模成型后PCB板形变过大。四、PCB板线路设计要求

    1、固晶区:固晶区的大小设计是由晶片大小确定的。在满足能安全固好晶片的情况下，固晶区要尽可能的设计小一些。这样压模后胶体与PCB板的粘着性会更好，不易产生胶体与PCB板剥离的现象，同时也要考虑固晶区尽可能设计在单颗片式LED线路板中间位置。

    2、焊线区:焊线区基本上要大于磁嘴底部尺寸。

    3、固晶区与焊线区距离:固晶区与焊线区距离要以焊线线弧来确定，距离大会造成线弧拉力不够，距离小会造成焊线时金线接触到晶片。

    4、电极宽度:电极宽度一般为0.2mm。

    5、电路线径:连接电极与固晶区的电路线径也要考虑大小的问题。采用小的线径可以增加基板与胶体的粘着力。

    6、导通孔孔径:如果采用导通孔设计PCB板，导通孔孔径最小值一般为Φ0.2mm。

    7、挖槽孔孔径:如果采用导通孔设计PCB板，挖槽孔宽度最小值一般为1.0mm。

    8、切割线宽度:切割时由于切割刀片有一定的厚度存在，PCB板在切割后会被磨损一部分，因此在设计切割线宽度时要考虑到切割刀片的厚度，在PCB板设计上进行补偿，不然切割后成品的宽度就偏窄。

    另外，还要考虑定位孔的孔径大小等问题。一般一片PCB板可设计电路范围内的产品数量设计为双数。

    五、对PCB基板的质量要求

    PCB板设计时，应对PCB板制作进行以下技术说明：

    1、要求足够的精度：要求板厚不均匀度〈±0.03mm，定位孔对电路板线路的偏差〈±0.05mm。

    2、镀金层的厚度和质量必须确保金线键合后拉力测试〉8g。

    3、PCB板制成成品后，要求表面无粘污，压模后和胶体之间粘着性好。