TWM614753U - 發光模組及一體式的多通道發光模組 - Google Patents

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Abstract

一種發光模組包括一容置殼體、一導光柱以及一發光單元。容置殼體具有形成一第一開孔的一端面和形成一第二開孔的另一端面，以及從第一開孔延伸連通至第二開孔的一通道，其中容置殼體和通道為一體成型結構。導光柱通過埋入射出方式形成於通道內，而與容置殼體形成一體。導光柱具有一出光部、及一入光面。出光部外露於容置殼體的第一開孔，入光面鄰近第二開孔。發光單元具有一發光面及一對焊接部，發光單元的發光面朝向導光柱的入光面，使其發出的光可以從導光柱的入光面進入並由導光柱的出光部射出。本創作還提供一體式的多通道發光模組。

Description

發光模組及一體式的多通道發光模組
本創作涉及一種發光模組，特別是涉及一種表面貼裝式發光模組及一體式的多通道發光模組，並且可適用於電路板指示器。
電路板指示器(Circuit Board Indicator)可以提供電子裝置各種光線以代表各種運作狀況。電路板指示器包括有LED燈、導光柱及容置殼體。先前技術的LED燈與導光件需要靠人工組裝到容置殼體內，缺點是人工成本高，組裝速度慢，受限於人工組裝的精準度低，產品尺寸不能做到很小，而且導光柱與容置殼體之間有空隙，容易脫落。換句話說，先前技術組合後的電路板指示器的結合強度較弱。
此外，傳統插腳式的電路板指示器，組裝過程需要折彎插腳(pin)，此舉會擠壓到連接框架於發光二極體晶片之間的金線。當電路板指示器安裝於電路板，經過迴焊(Reflow)過程的高溫所產生的熱膨脹應力，容易使得金線斷裂，因此傳統插腳式的電路板指示器經過迴焊製程，容易使得良率降低。
故，如何通過結構設計的改良，來提升發光模組的結構強度及其良率，以克服上述的缺陷，已成為該項技術領域所欲解決的一項課題。
本創作所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種發光模組，減少人工組裝的過程，以降低成本，同時提高整體的結構強度。
為了解決上述的技術問題，本創作所採用的其中一技術方案是，提供一種發光模組，其包括一容置殼體、一導光柱以及一發光單元。所述容置殼體具有形成一第一開孔的一端面和形成一第二開孔的另一端面，以及從所述第一開孔延伸連通至所述第二開孔的一通道，其中所述容置殼體和所述通道為一體成型結構。所述導光柱通過埋入射出方式形成於所述通道內，而與所述容置殼體形成一體，所述導光柱具有一出光部、及一入光面，所述出光部外露於所述第一開孔，所述入光面鄰近所述第二開孔。所述發光單元與所述容置殼體相互耦合，所述發光單元具有一發光面及一對焊接部，所述發光面朝向所述導光柱的所述入光面，使其所發出的光可以從所述導光柱的所述入光面進入並由所述導光柱的所述出光部射出。
為了解決上述的技術問題，本創作所採用的另一技術方案是提供一種一體式的多通道發光模組，包括一容置殼體、多個導光柱、及多個發光單元。所述容置殼體為具有多個通道的一體成型件，其中所述容置殼體的一端面具有多個第一開孔，另一端面具有多個第二開孔，每一個所述通道是由每一個所述第一開孔延伸連通至相對應的所述第二開孔所構成，且每一個所述通道彼此分隔。多個導光柱通過埋入射出形成於所述多個通道內，而與所述容置殼體形成一體，每一個所述導光柱具有一出光部、及一入光面，所述出光部外露於相應的所述第一開孔，所述入光面鄰近相應的所述第二開孔。每一個所述發光單元具有一發光面及一對焊接部，每一個所述發光面朝向對應的所述導光柱的所述入光面，且所述多個發光單元與所述容置殼體相互耦合，使其所發出的光可以從所述多個導光柱的所述入光面進入並由所述多個導光柱的所述出光部射出。
本創作的其中一有益效果在於，本創作所提供的發光模組，其中導光柱與容置殼體兩者成為一體，取代人工組裝製程，可自動化生產、節省人工成本，並藉由一體成型結構，增強導光柱與容置殼體的結合強度，可以有效地防止因外力撞擊造成導光柱由容置殼體脫落。
為使能更進一步瞭解本創作的特徵及技術內容，請參閱以下有關本創作的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本創作加以限制。
以下是通過特定的具體實施例來說明本創作所公開的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本創作的優點與效果。本創作可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本創作的構思下進行各種修改與變更。另外，本創作的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本創作的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本創作的保護範圍。
應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種元件，但這些元件不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。
[第一實施例]
參閱圖1至圖4所示，本創作第一實施例提供一種發光模組1a，其可適用於電路板指示器(Circuit Board Indicator)。在本實施例中，發光模組1a包括一容置殼體、一導光柱，以及一發光單元。然而，本創作的導光柱及發光單元的數量不限制於此，其數量可以是一個或多個。
在本實施例中，容置殼體10的內部形成有至少一通道，所述容置殼體10和所述至少一通道為一體成型結構，例如為筒狀或任意立方體。容置殼體10的材質例如是不透光的塑膠，其可以利用射出成型方式製成。進一步而言，容置殼體10具有一第一端面101及一第二端面103，第一端面101和第二端面103分別鄰接一對相對應的側面102。其中，第一端面例如為出光端，第二端面例如為安裝端(可用於安裝在外部的電路板上)。在本實施例中，容置殼體10還具有一第三端面121，第二端面103與第三端面121之間界定出至少一凹陷部。簡單來說，凹陷部為由第二端面103向容置殼體10內部内凹的一容置空間。
此外，在本實施例中，容置殼體10的內部以形成兩個通道12a、12b為例來說明，但在其它實施例中，可以是依設計需求而形成多個通道於容置殼體10的內部，並不以此為限。具體而言，容置殼體10的每一通道(12a、12b)具有一第一開孔(126a、126b)、一頸部容置槽(124a、124b)以及一第二開孔(1210a、1210b)(參圖3)。第一開孔(126a、126b)形成於容置殼體10的第一端面101，第二開孔(1210a、1210b)形成於容置殼體10的第三端面121，每一通道(12a、12b)由第一開孔(126a、126b) 延伸連通至第二開孔(1210a、1210b)。其中，第一開孔(126a、126b)和第二開孔(1210a、 1210b)的形狀不限於圓形或多邊型，且第一/第二開孔的尺寸、形狀可相同或不同，並不以此為限。此外，容置殼體10在第二端面103與第三端面121之間界定有兩個凹陷部C1、C2，而每一凹陷部(C1、C2)分別與所述通道(12a、12b)的第二開孔(1210a、1210b)相對應且連通。再者，於本實施例中，頸部容置槽(124a、124b)形成於通道(12a、12b)內壁面且鄰近第一開孔(126a、126b)，其中頸部容置槽(124a、124b)的截面積大於第一開孔(126a、126b)的面積。
另外，容置殼體10更包含兩個承靠部13a、13b，承靠部13a、13b分別設於凹陷部C1、C2的内壁，即位於容置殼體10的第二端面103和第三端面121之間。每一承靠部(13a、13b)包含有一朝凹陷部(C1、C2)中心線(C10、C20，參圖3)凸設的支承部132，在本實施例中，該支承部132定義該第二開孔(1210a、1210b)的孔徑會略小於該通道(12a、12b)的徑向寬度，換句話說，第二開孔(1210a、1210b)投影在第三端面121上的垂直投影面小於通道(12a、12b)的橫截面，且如圖1所示，承靠部(13a、13b)的支承部132定義形成的一入光孔1320(即，第二開孔1210a、1210b)的尺寸小於凹陷部C1、C2的開口1328(參圖1)的橫截面，使得導光柱(20a、20b)底部可承靠於支承部132的上表面(即第三端面121)，且發光單元(30a、30b)的頂面可抵靠在支承部132的下表面而限位。此外，在本實施例中，承靠部(13a、13b)還形成有卡合結構134，該卡合結構134可形成於凹陷部C1、C2的兩相對内側壁。具體的說，本實施例的卡合結構134具有多個平行的肋條1341，相鄰兩肋條1341之間形成有溝槽，以助於容納黏膠(圖略)，增加容置於凹陷部(C1、C2)的發光單元(30a、30b)與容置殼體10的承靠部(13a、13b)之間的結合力。在其它實施例中，卡合結構134的多個肋條1341具有相對於第二端面103朝所述第三端面121傾斜之斜面，但不以此為限。另外，本創作的通道及承靠部的數量不限制於此，本實施例的通道的數量是對應於導光柱的數量，承靠部的數量是對應於發光單元的數量，不以此為限。
在本實施例中，兩個導光柱20a、20b通過埋入射出技術相對應地被注入成型於所述兩個通道12a、12b內。導光柱的材質可以例如為透光的矽膠或塑膠，較佳是以能導光的材料所構成。具體的說，導光柱(20a、20b)可以使用自黏性矽膠，或於容置殼體10內壁塗佈界面接著劑(Primer)，在埋入射出的過程，使導光柱(20a、20b)緊密貼合於容置殼體10的通道(12a、12b)的內壁面，藉此提高導光柱(20a、20b)與容置殼體10的接著力。在本實施例中，導光柱(20a、20b)和通道(12a、12b)的形狀、結構相互共形配合，使導光柱(20a、20b)與容置殼體10兩者成為一體，取代人工組裝製程，可自動化生產、節省人工成本，並藉由一體成型結構，增強導光柱(20a、20b)與容置殼體10的結合強度，避免習知導光柱與殼體容易脫落、位置偏移等問題的發生。而且，兩個導光柱20a、20b完全分開，沒有相連接的部分，因此可以避免光串擾或漏光。
每一導光柱(20a、20b)具有一出光部(206a、206b)、一頸部(204a、 204b)及一入光面(201a、201b)。當導光柱(20a、20b)注塑成型於容置殼體10的通道(12a、12b)時，導光柱(20a、20b)的入光面(201a、201b)鄰近第三端面121且暴露於第二開孔(1210a、1210b)；而出光部(206a、206b)可外露於容置殼體10的第一開孔(126a、126b)，但並不以此為限。以本實施例為例，入光面(201a、 201b)呈平面狀，而出光部(206a、206b)可呈圓柱狀，其前端略呈半圓球的凸透鏡狀。另外，頸部(204a、204b) 鄰近出光部(206a、206b)並向外側延伸填入於頸部容置槽(124a、124b)內，頸部(204a、204b)的外形對應於頸部容置槽(124a、124b)的形狀。本實施例的頸部(204a、204b)例如為類矩型，其長、寬都大於出光部(206a、206b)的直徑，也大於容置殼體10的第一開孔(126a、126b)的直徑。較佳地，導光柱(20a、20b)的頸部(204a、204b)的截面積大於容置殼體10的第一開孔(126a、126b)的截面積，甚至是大於通道(12a、12b) 的截面積，藉此提高導光柱(20a、20b)與容置殼體10的結合強度，可以有效地防止因外力撞擊造成導光柱(20a、 20b)由容置殼體10脫落。
本創作的發光模組1a可為表面貼裝式發光模組。然而，本創作不限制於此。本實施例的每一發光單元(30a、30b)具有一發光面310、及一對焊接部32。發光面310朝向導光柱(20a、20b)的入光面(201a、201b)，使其所發出的光可以從導光柱(20a、20b)的入光面(201a、201b)進入並由導光柱(20a、20b)的出光部(206a、206b)射出。發光單元(30a、30b)的一對焊接部32的底部大致平行於容置殼體10的第二端面103並外露於第二端面103。此外，發光單元(30a、30b)還包括一透光封裝體31，其大致呈矩形立方體。再者，在其它實施例中，如圖3所示，容置殼體10的第二端面103還具有多根定位柱17，定位柱17鄰近容置殼體10的第二端面103具有一較寬的抵接部172。焊接部32的底面平行於定位柱17的抵接部172的底面。
另外，本實施例的發光模組1a可具有分別不同的出光路徑長度的兩個導光柱20a、20b。其中，出光路徑較長的導光柱20a的截面積可大於出光路徑較短的導光柱20b。此結構安排的優點在於，相同亮度的兩個發光單元30a、30b所發出的光線至兩個導光柱20a、20b的出光部206a、206b能形成相同出光亮度。換句話說，雖然出光路徑較長的所述導光柱20a可能造成一些亮度的衰減，但由於本實施例將光路徑較短的導光柱20b縮小一些截面積，減少一些出光量，可以使得兩個導光柱20a、20b至終提供相同出光亮度，但不以此為限。
如圖4所示，本創作的發光模組1a另一項特點在於，其中所述導光柱20a、20b各形成有一反射面205a、205b，所述反射面205a、205b位於入光面201a、201b與出光部206a、206b之間，所述反射面205a、205b形成一拋物線(La、Lb)曲面。本實施例設計的優點在於，導光柱20a、20b轉角的反射面205a、205b形成拋物線曲面，經模擬結果，此種具有拋物線曲面的導光柱20a、20b的出光更為準直。更具體的說，其中發光單元(30a、30b)的發光面310的中心點為拋物線(La、Lb)曲面的焦點Fa、Fb，並且所述拋物線曲面(反射面205a、205b)的中心點F1、F2與所述發光單元(30a、30b)的所述發光面310的中心點(也是焦點Fa)共同位於一垂直於所述發光面310的直線(F1-F0)上。V為拋物線曲面的頂點。其中，所述拋物線曲面La的焦點Fa與導光柱20a的反射面205a的中心點F1之間的距離(Fa-F1)，為所述拋物線曲面的正焦弦(F1-F0)的約一半長度。
其中，導光柱20a具有一水平段203及一垂直段202，所述拋物線曲面(反射面205a)位於所述水平段203及所述垂直段202之間，所述拋物線曲面(反射面205a)沿著所述垂直段202的中心軸方向的投影高度等於所述水平段203的垂直高度D1，所述拋物線曲面(反射面205a)沿著所述水平段203的中心軸方向的投影寬度等於所述垂直段202的水平寬度W1。
本創作的製造步驟如下，首先，利用塑膠射出成型所述容置殼體10並同時形成其內部結構，例如:通道(12a、12b)、頸部容置槽(124a、124b)、凹陷部(C1、C2)和承靠部(13a、13b)；接著，將容置殼體10放在模具內，以埋入射出的方法形成導光柱(20a、20b)；之後，組裝並固定發光單元(30a、30b)於容置殼體10的凹陷部(C1、C2)。再者，本創作形成所述導光柱的出光部的過程，由於出光部(206a、206b)是突出於容置殼體10，具體的說，如圖1至圖3所示，本創作利用V-cut拆撕無毛邊型與精密冷流道型結構，其中注膠孔緊貼於容置殼體10，膠料由前方注膠孔91(示意圖)注入，搭配模具設計(未繪示於圖)，形成一具有V-cut結構的自拆邊片體9，膠料可由注膠孔91沿著自拆邊片體9向上、向下流動，然後再向外、向內流動，其可容納多餘的膠料。上述設計的優點在於，自拆邊片體9可直接拆撕去除。其中V-cut結構意即在自拆邊片體9的片狀本體92形成多個V形微結構(圖略)連接於容置殼體10的第一端面，而方便由容置殼體10的第一端面直接拆撕移除自拆邊片體9。
[第二實施例]
請參閱圖5至圖7所示，本實施例提供一種發光模組1b，與上述實施例不同的地方在於，發光單元50a、50b為直插式封装（DIP, dual inline-pin package）组件，其一對焊接部52呈引腳狀。發光單元50a、50b的透光封裝體51為圓柱狀。相對應的，容置殼體10的凹陷部C1、C2大略呈中空圓柱狀，所述凹陷部C1、C2内壁所形成的承靠部15a、15b具有多個肋條154。於本實施例中，容置殼體10的第二端面103完全呈平面狀，不需要定位柱。
本實施例的發光單元50a、50b的焊接部52呈引腳狀，或稱直插式PIN腳，其不需要折彎，可以避免造成組裝應力而產生形變。本實施例的發光單元50a、50b可以承受迴焊(REFLOW)製程的溫度，良率不受影響。
[實施例的有益效果]
本創作的其中一有益效果在於，本創作所提供的發光模組，其中導光柱(20a、20b)與容置殼體10兩者一體成型，取代人工組裝製程，可自動化生產、節省人工成本，並藉由一體成型結構，增強導光柱(20a、20b)與容置殼體10的結合強度，可以有效地防止因外力撞擊造成導光柱(20a、20b)由容置殼體10脫落或發生位置偏移。
以上所公開的內容僅為本創作的優選可行實施例，並非因此侷限本創作的申請專利範圍，所以凡是運用本創作說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本創作的申請專利範圍內。
1a、1b:發光模組 10:容置殼體 101:第一端面 102:側面 103:第二端面 12a、12b:通道 121:第三端面 1210a、1210b:第二開孔 124a、124b:頸部容置槽 126a、126b:第一開孔 13a、13b、15a、15b:承靠部 132:支承部 1320:入光孔 1328:開口 134:卡合結構 1341、154:肋條 17:定位柱 172:抵接部 20a、20b:導光柱 201a、201b:入光面 202:垂直段 203:水平段 204a、204b:頸部 205a、205b:反射面 206a、206b:出光部 30a、30b、50a、50b:發光單元 310:發光面 31、51:封裝體 32、52:焊接部 9:自拆邊片體 91:注膠孔 92:片狀本體 Fa、Fb:焦點 F1、F2:中心點 C1、C2:凹陷部 C10、C20:中心線 D1:垂直高度 W1:水平寬度 La、Lb:拋物線 V:頂點
圖1為本創作第一實施例的發光模組的立體分解圖。
圖2為本創作第一實施例的發光模組的立體圖。
圖3為本創作第一實施例的發光模組注膠流向的示意圖。
圖4為本創作第一實施例的發光模組的拋物線曲面的示意圖。
圖5為本創作第二實施例的發光模組的立體分解圖。
圖6為本創作第二實施例的發光模組的立體圖。
圖7為本創作第二實施例的發光模組的拋物線曲面的示意圖。
1a:發光模組
10:容置殼體
101:第一端面
102:側面
103:第二端面
12a、12b:通道
121:第三端面
124a、124b:頸部容置槽
126a、126b:第一開孔
13a、13b:承靠部
132:支承部
1320:入光孔
1328:開口
134:卡合結構
1341:肋條
20a、20b:導光柱
201a、201b:入光面
202:垂直段
203:水平段
204a、204b:頸部
205a、205b:反射面
206a、206b:出光部
30a、30b:發光單元
31:封裝體
310:發光面
32:焊接部
9:自拆邊片體
91:注膠孔
92:片狀本體
C1、C2:凹陷部

Claims (14)

  1. 一種發光模組，包括： 一容置殼體，所述容置殼體具有形成一第一開孔的一端面和形成一第二開孔的另一端面，以及從所述第一開孔延伸連通至所述第二開孔的一通道，其中所述容置殼體和所述通道為一體成型結構； 一導光柱，通過埋入射出方式形成於所述通道內，而與所述容置殼體形成一體，所述導光柱具有一出光部及一入光面，所述出光部外露於所述第一開孔，所述入光面鄰近所述第二開孔；以及 一發光單元，所述發光單元與所述容置殼體相互耦合，所述發光單元具有一發光面及一對焊接部，所述發光面朝向所述導光柱的所述入光面，使其所發出的光可以從所述導光柱的所述入光面進入並由所述導光柱的所述出光部射出。
  2. 如請求項1所述的發光模組，其中所述容置殼體為不透光材質所製成，其還包括一凹陷部，所述凹陷部與所述通道連通，用以容納所述發光單元。
  3. 如請求項2所述的發光模組，其中所述容置殼體還包括一承靠部，所述承靠部形成於所述凹陷部的內壁，且所述承靠部具有一朝所述凹陷部中心線凸設的支承部，所述支承部位於所述通道和所述凹陷部之間，所述支承部定義形成一入光孔，所述入光孔的尺寸小於所述通道和所述凹陷部的橫截面積，其中所述導光柱的所述入光面承靠於所述支承部的上表面，而所述發光單元的頂面抵接於所述支承部的下表面。
  4. 如請求項3所述的發光模組，其中所述承靠部還包括有一卡合結構，所述卡合結構形成於所述凹陷部的兩相對内側壁。
  5. 如請求項4所述的發光模組，其中所述卡合結構具有多個平行的肋條，相鄰兩個所述肋條之間形成有一溝槽。
  6. 如請求項3所述的發光模組，其中所述導光柱具有一頸部，所述通道的內壁鄰近於所述第一開孔處還形成有一頸部容置槽，所述頸部容置槽的截面積大於所述第一開孔的面積，所述導光柱的所述頸部充填於所述頸部容置槽內。
  7. 如請求項1至6中任一項所述的發光模組，其中所述導光柱的材料為自黏性矽膠，透過埋入射出的過程，貼合於所述通道的內壁面。
  8. 如請求項7所述的發光模組，其中所述導光柱形成一反射面，所述反射面位於所述入光面與所述出光部之間，所述反射面形成一拋物線曲面。
  9. 如請求項8所述的發光模組，其中所述發光單元的所述發光面的中心點為所述拋物線曲面的焦點，並且所述拋物線曲面的中心點與所述發光單元的所述發光面的中心點共同位於一垂直於所述發光面的直線上。
  10. 如請求項9所述的發光模組，其中所述拋物線曲面的中心點與所述發光面的中心點之間的距離，為所述拋物線曲面的正焦弦的一半長度。
  11. 如請求項10所述的發光模組，其中所述導光柱具有一水平段及一垂直段，所述拋物線曲面位於所述水平段及所述垂直段之間，所述拋物線曲面沿著所述垂直段的中心軸方向的投影高度等於所述水平段的垂直高度，所述拋物線曲面沿著所述水平段的中心軸方向的投影寬度等於所述垂直段的水平寬度。
  12. 一種一體式的多通道發光模組，包括： 一容置殼體，其為具有多個通道的一體成型件，其中所述容置殼體的一端面具有多個第一開孔，另一端面具有多個第二開孔，每一個所述通道是由每一個所述第一開孔延伸連通至相對應的所述第二開孔所構成，且每一個所述通道彼此分隔； 多個導光柱，通過埋入射出形成於所述多個通道內，而與所述容置殼體形成一體，每一個所述導光柱具有一出光部、及一入光面，所述出光部外露於相應的所述第一開孔，所述入光面鄰近相應的所述第二開孔；以及 多個發光單元，每一個所述發光單元具有一發光面及一對焊接部，每一個所述發光面朝向對應的所述導光柱的所述入光面，且所述多個發光單元與所述容置殼體相互耦合，使其所發出的光可以從所述多個導光柱的所述入光面進入並由所述多個導光柱的所述出光部射出。
  13. 如請求項12所述的一體式的多通道發光模組，其中所述容置殼體為不透光材質所製成，其還包括至少一凹陷部，所述至少一凹陷部與相對應的所述通道連通，用以容納所述多個發光單元。
  14. 如請求項12所述的一體式的多通道發光模組，其中所述發光模組包括不同出光路徑長度的二個所述導光柱、以及二個所述發光單元，其中出光路徑較長的所述導光柱的截面積大於出光路徑較短的所述導光柱，從而相同亮度的二個所述發光單元所發光線至所述出光部形成相同出光亮度。
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