CN101930932A - Led发光模块制程方法 - Google Patents

Abstract

本发明有关一种LED发光模块制程方法，其实施步骤是将至少一个以上发光二极管及两个或两个以上的导电端子为分别焊接于光源模块所具的电路基板上形成电性连接，而电路基板外侧处利用包覆射出方式一体成型有容置杯部，并于容置杯部上、下两侧分别形成有可供发光二极管及导电端子露出的开口，且接着容置杯部与发光二极管顶部表面上利用包覆射出方式二次封装成型有具预定形状的透镜，此种透镜可直接二次封装成型于容置杯部与发光二极管上的结构设计，使其内部不会存有间隙，可减少光线通过不同介质所造成的折射、光衰减现象，以此提高发光二极管朝透镜方向投射亮光照明度，进而可确保光源模块产生均匀向外发光的平面光源。

Description

LED发光模块制程方法

技术领域

本发明涉及一种LED发光模块制程方法，尤指可将透镜利用包覆射出方式二次封装成型于容置杯部与发光二极管表面上，使其内部不会存有间隙，以此减少发光二极管光线通过不同介质所造成折射、光衰减现象的方法。

背景技术

一般灯具种类及其产生的发光型式相当多，而就以市面上常见且广泛使用于各领域的发光二极管(Light Emitting Diode，LED)为例，不但具有良好的光电转换效率、波长固定，以及光量、光质可调整等特性外，并能达到体积小、低发热量且使用寿命长的优势，而较可适用于各式的嵌灯、头灯或台灯等灯具使用。

随着发光二极管普遍应用可通过以改变材料方式与改变封装技术增加其运作功率、提高亮度，并逐渐取代现有照明灯具，而广泛使用在大型看板、汽车灯或户外照明设备等，传统晶片采直接封装(Chip on Board；简称COB)，是集成电路封装的一种方式，即可将其裸晶片直接粘贴、封装于印刷电路基板上，此种封装技术其实是小型化表面粘着技术，至于电气传导部分则是利用导线将晶片接点打线到电路板或基板的接点上形成电性连接，再在外部应用封胶技术予以覆盖后成型。

而传统晶片直接封装(COB)结构，若以发光二极管的晶片封装为例，如图9所示，是现有发光二极管的立体剖面图，是先将晶片A定位于绝缘体B内嵌设的散热座B1表面上，并以晶片A上所连接的导线A1分别打线连接于绝缘体B两侧穿设的正、负电极接脚C、D后，再在晶片A外依序进行封装胶体E，以及粘着结合有塑胶透镜F，此种制程方式结构上仍存有诸多缺失，现分述如下：

1、现有胶体E封装主要在保护晶片A，并使晶片A产生的光与热尽可能向外传递，但是晶片A发光时所产生的光线经过胶体E进入透镜F内时即会产生第一次折射，且当光线穿出透镜F后则将产生二次折射现象，所以有业者采用无胶体封装，直接利用玻璃材质制成的透镜F作为外套保护以避免胶体E老化、影响透光率等情况，但因晶片A与透镜F间存有一定的间隙，导致光线通过不同空气介质时仍将造成有折射、光衰减现象。

2、现有晶片A为与预设电路基板进行表面粘着(SMT)时需要通过锡炉处在高温250℃～300℃下，使得胶体E遇热产生老化、耐热性不佳，不利进行表面粘着焊接作业外，其透镜F外型尺寸亦会因过热微幅收缩、曲率产生变化而影响整体光学品质，造成晶片A朝透镜F方向投射亮光照明度降低、无法产生均匀向外发光的平面光源等缺失发生。

因此，要如何解决上述现有的缺失，即为从事此行业的相关厂商所亟欲研究改善的方向所在。

因此，发明人有鉴于上述现有的不足与缺失，乃搜集相关资料经由多方评估及考量，并利用从事此行业的多年经验，以及多次实际试作与修改，本着精益求精、不断研究的创设理念，针对上述不足的处加以改良，始设计出此种LED发光模块制程方法的发明专利诞生。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种LED发光模块制程方法，其可将透镜利用包覆射出方式二次封装成型于容置杯部与发光二极管表面上，使其内部不会存有间隙，以此减少发光二极管光线通过不同介质所造成折射、光衰减现象的方法。

为了达到上述目的，本发明提供一种LED发光模块制程方法，尤指将透镜二次封装成型于容置杯部与发光二极管上，使其内部不会存有间隙，以此减少发光二极管光线通过不同介质所造成折射、光衰减现象的方法，所述方法包括下列的实施步骤：

A.将至少一个以上发光二极管及至少两个以上导电端子焊接于光源模块所具的电路基板上形成电性连接；

B.所述电路基板外侧处利用包覆射出方式一体成型有容置杯部，并在所述容置杯部两侧分别形成有供发光二极管及导电端子露出的开口；

C.所述容置杯部与所述发光二极管顶部表面上利用包覆射出方式二次封装成型有具预定形状的透镜。

为了达到上述目的，本发明还提供一种LED发光模块制程方法，所述方法包括下列的实施步骤：

A.将至少一个以上发光二极管及至少两个以上导电端子焊接于光源模块所具的电路基板上形成电性连接；

B.所述电路基板在所述发光二极管及导电端子外部利用包覆射出方式一体封装成型有具预定形状的透镜；

C.透镜外侧表面上利用包覆射出方式一体成型有容置杯部。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明是先将发光二极管及导电端子利用表面粘着技术为焊接于光源模块所具的电路基板上形成电性连接，而电路基板外侧处利用包覆射出方式一体成型有容置杯部，且接着容置杯部与发光二极管顶部表面上则利用包覆射出方式二次封装成型有透镜，使其透镜不需预先通过锡炉可避免过热微幅收缩、曲率变化而影响整体光学品质，使其内部亦不会存有间隙，并可有效减少光线因通过空气、透镜、不同介质所造成折射、全反射、光衰减现象，以提高发光二极管朝透镜方向投射亮光的光通量，进而可由镜片的设计确保光源模块产生均匀向外发光适用光源。

本发明容置杯部相对于发光二极管的外侧开口表面上利用金属镀膜、网版印刷或喷涂加工等方式形成有具良好光线反射或折射效果的反射镜，便可通过反射镜对发光二极管部分发散角度光线进行反射、折射收敛等动作而提升取光率。

本发明透镜外表面上为以单层或多层次镀膜方式形成有增透膜，用以进行光线干涉及波长过滤，并具有抗紫外光、增进透光率的效果，使得发光二极管光线通过时可形成有不同亮光强度的可见光。

本发明容置杯部底部环槽内为套设有防水垫圈，而使光源模块与插座定位框架或其他组件组装后形成紧密贴合的状态，可防止密封不良所导致水气的渗入造成光源模块产生短路、故障或损坏等缺失发生。

附图说明

图1为本发明的制造流程图；

图2为本发明焊接时的侧视剖面图；

图3为本发明射出成型时的侧视剖面图；

图4为本发明二次射出成型时的侧视剖面图；

图5为本发明二次射出成型后的立体外观图；

图6为本发明较佳实施例组装时的侧视剖面图；

图7为本发明较佳实施例组装后的侧视剖面图；

图8为本发明另一较佳实施例的侧视剖面图；

图9为现有发光二极管的立体剖面图。

附图标记说明：1-光源模块；11-电路基板；111-抵持面；112-电路层；12-发光二极管；13-导电端子；14-容置杯部；141-开口；142-开口；143-反射镜；15-透镜；151-增透膜；16-对接部；161-卡槽；17-防水垫圈；171-环槽；2-散热装置；21-基座；211-鳍片；22-结合部；221-扣槽；222-接触面；3-插座定位框架；31-空孔；32-电源插接端子；33-第一接合部；331-弹性扣片；34-第二接合部；341-弹性扣片；35-防水胶；4-电源控制模块；41-控制电路板；42-插接部；421-导线；43-壳体；431-防水垫圈；432-环槽；A-晶片；A1-导线；B-绝缘体；B1-散热座；C-正电极接脚；D-负电极接脚；E-胶体；F-透镜。

具体实施方式

为达成上述目的及功效，本发明所采用的技术手段及其构造，现绘图就本发明的较佳实施例详加说明其特征与功能如下，以便完全了解。

请参阅图1至图5所示，分别为本发明的制造流程图、焊接时的侧视剖面图、射出成型时的侧视剖面图、二次射出成型时的侧视剖面图及二次射出成型后的立体外观图，可由图中清楚看出，本发明LED发光模块制程方法为包括下列步骤进行处理：

101：焊接：将至少一个以上发光二极管12及两个或两个以上导电端子13利用表面粘着技术(SMT)或是接脚穿孔(Through Hole)方式焊接于光源模块1所具的电路基板11上形成电性连接；

102：射出成型：电路基板11外侧处为利用包覆射出(Over Molding)方式一体成型有容置杯部14，并在容置杯部14上、下两侧处分别形成有可供发光二极管12及导电端子13露出的开口141、142；

103：镜面加工：容置杯部14相对于发光二极管12外侧开口141表面上为利用金属镀膜、网版印刷或喷涂加工等方式形成有反射镜143，而得良好光线反射或折射效果；

104：二次射出成型：容置杯部14与发光二极管12顶部表面上再次利用包覆射出方式二次封装成型有具预定形状的透镜15；

105：镀膜处理：透镜15外表面上为以单层或多层次镀膜方式形成有增透膜151。

而上述的制程步骤中，是先将发光二极管12及其外侧的二导电端子13利用表面粘着技术或是以接脚穿孔方式分别焊接于光源模块1所具的电路基板11上形成电性连接，而电路基板11可为铜基电路板、铝基电路板、铁基电路板、陶瓷覆铜基板(High Conduction Substrate，HCS)或其他具高导热系数的电路板等型式，并在电路基板11外侧处即可利用包覆射出方式一体成型有容置杯部14，同时使容置杯部14上、下两侧分别形成有可供发光二极管12及导电端子13露出的开口141、142，再在容置杯部14相对于发光二极管12外侧开口141表面上则利用金属镀膜、网版印刷或喷涂加工等方式形成有具良好光线的反射或折射效果的反射镜143，且反射镜143可为铝、银或其他可供光线反射的材质所制成外，其表面可为光滑面、格状或多面状等型式，便可通过反射镜143对发光二极管12部分发散角度光线进行反射、折射收敛等动作而提升取光率；此外，容置杯部14亦可为聚碳酸脂(Polycarbonate，PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，PMMA)或其他不透光且可射出成型的材质所制成，便可接着容置杯部14与发光二极管12顶部表面上则再次利用包覆射出方式二次封装成型有透镜15，使其透镜15可为符合光学设计而呈现预定形状的聚光型或散光型透镜，并使透镜15光学角度可为60～120度，且可为聚碳酸脂(Polycarbonate，PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，PMMA)、透明聚烯(Transparent Polyolefine)或其他具良好透光性(Transmittance)且可射出成型的材质；另在透镜15外表面上以单层或多层次镀膜方式形成有增透膜151，其增透膜151也可为氟化镁、石英或其他具不同折射系数的材质镀膜所制成，用以进行光线干涉及波长过滤并具有抗紫外光(UV)的效果，使得光线通过时可形成有不同亮光强度的可见光，此种将透镜15直接二次封装成型于容置杯部14与发光二极管12上的结构设计，则使容置杯部14与发光二极管12顶部表面上二次封装成型的透镜15内部不会存有间隙外，且可减少光线因通过、透镜15、不同空气介质所造成的折射、全反射、光衰减等现象，进而可提高发光二极管12朝透镜15方向投射亮光的照明度，同时可由镜片的设计确保光源模块1产生均匀向外发光的适用光源。

另请继续参阅图6、图7所示，分别为本发明较佳实施例组装时的侧视剖面图及组装后的侧视剖面图，由图中可清楚看出，本发明为包括有光源模块1、散热装置2、插座定位框架3及电源控制模块4所组成，其中：

所述光源模块1具有电路基板11，并在电路基板11两侧分别形成有抵持面111，且位于一例抵持面111上成型有具电路布线的电路层112，而电路层112表面上设有至少一个以上的发光二极管12及其相对外侧的两个或两个以上导电端子13；再者，电路基板11外侧利用包覆射出(Over Molding)方式一体封装成型有可供发光二极管12及二导电端子13露出的容置杯部14，且接着容置杯部14与发光二极管12顶部表面上则利用包覆射出方式二次封装成型有透镜15；另在容置杯部14外侧周边处设有对接部16，且对接部16表面上设有环形卡槽161；又容置杯部14底部相对电路基板11外侧表面上凹设有可供防水垫圈17套设定位的环槽171。

所述散热装置2具有呈垂直轴式的基座21，并在基座21上环设有矗立状多个鳍片211，而基座21底侧设有具环形扣槽221的结合部22，且结合部22下方形成有可与电路基板11另侧抵持面111抵贴定位的平整接触面222。

所述插座定位框架3在中空内部形成有可供电路基板11露出的空孔31，并在空孔31相对外侧设有正、负电极的二电源插接端子32，而插座定位框架3上、下两侧周边处分别朝外延伸有至少三个以上呈间隔排列的第一接合部33、第二接合部34，且第一接合部33、第二接合部34表面上分别设有呈勾状的弹性扣片331、341。

所述电源控制模块4具有一控制电路板41，并在控制电路板41表面设有多个电子元件及插接部42，而插接部42以导线421连接于插座定位框架3空孔31相对外侧的电源插接端子32上形成电性连接；另在控制电路板41外侧处罩覆有壳体43，且壳体43与基座21顶部间设有可供防水垫圈431套设定位的环槽432。

当本发明于组装时，是先将插座定位框架3为与散热装置2进行组装，使其第二接合部34即可朝基座21底侧结合部22方向迫入，并以第二接合部34表面所具的弹性扣片341扣合于结合部22上的扣槽221内呈相对应卡扣定位后，同时亦使露出空孔31内侧处的电路基板11抵持面111与结合部22下方的接触面222形成抵贴，且插座定位框架3位于空孔31与外侧第二接合部34间的表面上所环绕涂布具防水、沾粘功能的防水胶35，而使插座定位框架3与散热装置2的间呈现紧密贴合状态，并达到良好的防水功能。

而后将插座定位框架3为与光源模块1进行组装，使其第一接合部33即可朝容置杯部14方向迫入，并以弹性扣片331扣合于容置杯部14外侧对接部16上的卡槽161呈相对应卡扣定位后，同时将空孔31相对外侧的二正、负电极电源插接端子32为对位插接于电路基板11上的导电端子13内形成电性导通，且使电路基板11露出于空孔31内侧处，再通过容置杯部14底部环槽171内所套设的防水垫圈17定位于光源模块1与插座定位框架3的间呈现紧密贴合状态，防止密封不良所导致水、水气渗入造成光源模块1整体产生短路、故障或损坏等缺失发生。

而在使用时，为可通过电源控制模块4供应光源模块1整体所需的电量，使其发光二极管12可产生对外投射的亮光，且容置杯部14接着与发光二极管12顶部表面上二次封装成型的透镜15内部不会存有间隙，即可减少光线因通过空气、透镜15、不同介质所造成的折射、全反射、光衰减现象，以及可提高发光二极管12朝透镜15方向投射亮光的光通量，当发光二极管12发光时所产生的热量，便可通过电路基板11另侧的抵持面111、结合部22下方的接触面222传导至具良好热传效果的基座21上后，再利用基座21上所环设的多个鳍片211增加散热的表面积，同时将热量为朝周围进行排散、冷却降温，由此可避免发光二极管12热量囤积、聚集而影响其使用效能，或是因过热烧毁，进而达到延长光源模块1整体使用寿命的效用。

此外，上述本发明的光源模块1与散热装置2为以插座定位框架3作简易组装并可快速拆卸而形成分离组构状态，此种为可解决光源模块1长时间使用后的损坏、更换问题，亦可依照使用者不同的使用需求，或是因应其散热装置2型式，而可任意置换或是组合具不同规格、数量发光二极管12的光源模块1，并达成光源模块1任意以耗材方式进行更换使用，使其不论是在整体发光效益或结构稳定性上，均具有较佳的可靠度，举凡运用本发明说明书及图式内容所为的简易修饰及等效结构变化，均应同理包含于本发明的专利范围内，合予陈明。

另请同时参阅图1、图5、图8所示，分别为本发明的制造流程图、二次射出成型后的立体外观图及另一较佳实施例的侧视剖面图，可由图中清楚看出，本发明LED发光模块制程方法所包括的步骤102与步骤105亦可依照不同的制程需求，或是因应包覆射出成型的简易性及加工机具的限制，而予以进行置换，使其电路基板11在发光二极管12及导电端子13外部利用包覆射出方式一体封装成型有具预定形状的透镜15，且透镜15外侧表面上加工形成有反射镜143后，再利用包覆射出方式一体成型有容置杯部14，另在透镜15顶部表面上镀膜形成有增透膜151。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离以下所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改，变化，或等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种LED发光模块制程方法，其特征在于，尤指将透镜二次封装成型于容置杯部与发光二极管上，使其内部不会存有间隙，以此减少发光二极管光线通过不同介质所造成折射、光衰减现象的方法，所述方法包括下列的实施步骤：

A.将至少一个以上发光二极管及至少两个以上导电端子焊接于光源模块所具的电路基板上形成电性连接；

B.所述电路基板外侧处利用包覆射出方式一体成型有容置杯部，并在所述容置杯部两侧分别形成有供发光二极管及导电端子露出的开口；

C.所述容置杯部与所述发光二极管顶部表面上利用包覆射出方式二次封装成型有具预定形状的透镜。

2.根据权利要求1所述的LED发光模块制程方法，其特征在于，所述发光二极管及二导电端子是利用表面粘着技术分别焊接于所述电路基板上形成电性连接。

3.根据权利要求1所述的LED发光模块制程方法，其特征在于，所述步骤B完成后所述容置杯部相对于所述发光二极管外侧开口表面上是利用金属镀膜、网版印刷或喷涂加工方式形成有反射镜。

4.根据权利要求1所述的LED发光模块制程方法，其特征在于，所述步骤C完成后所述透镜外表面上是以单层或多层次镀膜方式形成有增透膜。

5.一种LED发光模块制程方法，其特征在于，所述方法包括下列的实施步骤：

A.将至少一个以上发光二极管及至少两个以上导电端子焊接于光源模块所具的电路基板上形成电性连接；

B.所述电路基板在所述发光二极管及导电端子外部利用包覆射出方式一体封装成型有具预定形状的透镜；

C.所述透镜外侧表面上利用包覆射出方式一体成型有容置杯部。

6.根据权利要求5所述的LED发光模块制程方法，其特征在于，所述发光二极管及二导电端子是利用表面粘着技术分别焊接于电路基板上形成电性连接。

7.根据权利要求5所述的LED发光模块制程方法，其特征在于，所述步骤B完成后所述透镜外侧表面上是利用金属镀膜、网版印刷或喷涂加工方式形成有反射镜。

8.根据权利要求5所述的LED发光模块制程方法，其特征在于，所述步骤C完成后所述透镜顶部表面上是以单层或多层次镀膜方式形成有增透膜。

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