光源模组及其制造方法
【专利摘要】本发明实施例公开了一种光源模组及其制造方法。本发明实施例的方法包括：提供背板及灯条；灯条包含基板及复数个发光二极管；发光二极管是设置在基板的安装面上；放置灯条于背板上，并在背板与基板之间形成焊接处理区；焊接处理区为空气界面；利用焊接方式熔融灯条和/或背板，以产生熔融材料填充于焊接处理区中，以将基板固定在背板上。
【专利说明】光源模组及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种光源模组，且特别是有关于一种利用焊接的方式来将灯条固定在背板上的光源模组及制造方法。
【背景技术】
[0002]请参照图1及图2，图1是表示一种现有技术中将灯条焊接在背板上的焊接过程示意图，图2是表示一种现有技术中灯条焊接在背板上的装置示意图。在一般背光模组中，灯条110是直接焊接在背板130上。在焊接之前，灯条110是直接放置在背板130上，使灯条110的底面IlOa完全贴合背板130的表面130a。接着，利用焊接装置190从灯条110的背面IlOb与背板130的表面130a间的缝隙150开始焊接，而使灯条110固定在背板130上。
[0003]如图1所示，在焊接过程中，灯条110的热传递区域Al形状是略呈1/4圆形，而背板130的热传递区域A2则是呈半圆形。代表在焊接过程中，灯条110与背板130热传递路径长度、范围不同，导致焊接时灯条110与背板130所承受的热应力并不均匀。而且，在焊接的过程中，缝隙150周围的位置会先受热而熔融，导致焊接完成后的灯条110并非直立而相对于背板130倾斜(如图2所示)，或是背板130出现不规则的翘曲，进而增加焊接难度，而影响焊接质量以及整体背光模组的光学效率。
[0004]此外，如图2所示，在焊接结束后，灯条110的底面IlOa与背板130的表面130a之间会产生熔接层170。此熔接层170的主要可将灯条110所产生的热传递至背板130，进而排至外界。因此，熔接层170的深度Dl为有效导热范围深度。也就是说，熔接层170的深度Dl越大，代表熔接层170的面积越大，导热效果越好。但是，如果要达到一定的深度D1，焊接所需的能量则越高。而如图1所示，在焊接过程中，灯条110与背板130之间的缝隙150会先承受极高的温度。当焊接的动作持续进行以使深度Dl增加时，焊接所需的能量及温度也随的增加，如此易导致整个灯条110因温度过高而损毁。
【发明内容】
[0005]因此，本发明的一目的是在提供一种光源模组及其制造方法，其是在背板与灯条之间形成焊接处理区以隔开背板与灯条。当进行雷射焊接时，雷射焊接所使用的雷射光可于背板与灯条之间反射而快速熔融焊接处理区中的部分背板与灯条，进而使熔融后所形成的熔融材料可在焊接处理区中流动而填充在焊接处理区中，使灯条接合在背板上。因此，可有效利用雷射光的热能，而降低雷射焊接的功率，并可快速熔融连接部。此外，雷射焊接的功率降低可避免灯条在焊接的过程中损毁及背板不正常翘曲的问题。
[0006]根据本发明的上述目的，提出一种光源模组的制造方法。此光源模组的制造方法包含以下步骤。提供背板及灯条。其中，灯条包含基板及复数个发光二极管。发光二极管是设置在基板的安装面上。放置灯条于背板上，并在背板与基板之间形成焊接处理区。其中，焊接处理区为空气界面。利用焊接方式熔融灯条和/或背板，以产生熔融材料填充于焊接处理区中，以将基板固定在背板上。[0007]依据本发明一实施例，上述的熔融材料填充于焊接处理区后将形成熔接层，基板是透过熔接层固定在背板上。
[0008]依据本发明另一实施例，上述将灯条放置于背板上的步骤之前，更包含形成至少一连接部于背板的表面上或基板的底面上的步骤，以隔开灯条与背板而形成焊接处理区。
[0009]依据本发明又一实施例，上述的形成连接部的步骤包含利用冲压方式。
[0010]依据本发明再一实施例，上述的形成连接部的步骤更包含同时形成至少一凹陷部于背板的表面的相对面或灯条的底面的相对面上，且凹陷部是对应连接部。
[0011]依据本发明再一实施例，上述的放置灯条于背板上的步骤包含在基板与背板之间形成小于90度的夹角。
[0012]依据本发明再一实施例，上述的利用焊接方式的步骤包含将雷射光以12度至20度的入射角射入焊接处理区中。
[0013]依据本发明再一实施例,上述的每一个连接部的高度为从0.04mm至0.12mm。
[0014]依据本发明再一实施例，上述的安装面垂直于基板的底面。
[0015]根据本发明的上述目的，另提出一种光源模组。此光源模组包含背板、灯条以及至少一连接部。灯条是利用熔接层接合在背板的表面上。连接部位于背板及灯条之间，并邻接于熔接层。。
[0016]依据本发明一实施例，上述的灯条包含基板及复数个发光二极管。发光二极管是设置在基板的安装面上。
[0017]依据本发明另一实施例，上述的安装面垂直于基板的底面。
[0018]依据本发明又一实施例，上述的连接部为背板的冲压凸起结构或灯条的冲压凸起结构。
[0019]依据本发明再一实施例，上述的背板更包含至少一个凹陷部，位于背板的表面的相对面或灯条的底面的相对面上。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的说明如下:
[0021]图1是表示一种现有技术中将灯条焊接在背板上的焊接过程示意图；
[0022]图2是表示一种现有技术中灯条焊接在背板上的装置示意图；
[0023]图3是表示依照本发明的一实施方式的一种光源模组的制造方法的流程图；
[0024]图4A至图4C是表示依照本发明一实施方式的一种光源模组的制造过程示意图；
[0025]图5是表示依照本发明一实施方式的一种光源模组的组件示意图；
[0026]图6是表示依照本发明一实施方式的一种光源模组的装置示意图。
[0027]其中，图中各标示为:110灯条;IIOa底面;IIOb背面;130背板;130a表面;150缝隙；170熔接层；190焊接装置；200制造方法；201步骤；202步骤；203步骤；204步骤；300光源模组;310灯条；312基板；312a安装面；312b底面；312c顶面；314发光二极管；330背板；330a表面；330b表面；350连接部；350a熔接层；370凹陷部；390焊接处理区；400雷射光；D1深度；D2深度；H高度；α入射角；Θ夹角；A1热传递区域；A2热传递区域；A3热传递区域；A4热传递区域。【具体实施方式】
[0028]请同时参照图3以及图4A至图4C。图3是表示依照本发明的一实施方式的一种光源模组的制造方法的流程图，图4A至图4C是表示依照本发明一实施方式的一种光源模组的制造过程示意图。本发明的一实施方式主要是提供一个光源模组的制造方法200。在本实施方式中，制作光源模组时，可先进行步骤201，以提供灯条310以及背板330。如图4B所示，灯条310包含基板312及复数个发光二极管(LED, Light Emitting Diode)314。基板312具有安装面312a、底面312b及顶面312c。其中，底面312b与顶面312c分别位于基板312的相对二侧，而安装面312a接合于底面312b与顶面312c之间，即安装面312a的相对二边分别与底面312b与顶面312c接合。在一实施例中，安装面312a是垂直底面312b。发光二极管314是设置在基板312的安装面312a上。另一方面，背板330具有相对的表面330a 与 330b ο
[0029]接着，进行步骤202，以形成至少一个连接部350于背板330的表面330a上。如图4A所示，在本实施方式中，背板330的材料可为铝，且连接部350是透过从背板330的表面330b朝另一表面330a冲压的方式凸设在背板330的表面330a上。也就是说，在形成连接部350的同时，背板330的表面330b会产生对应连接部350的凹陷部370。在一些实施例中，连接部350可为凸点、凸块或凸条。在一例子中，在背板330的尺寸为700mm*150mm*lmm，以及灯条310的尺寸为700mm*2.7mm*2mm的条件下，每一个连接部350为直径1.48mm至1.52mm的凸点，其高度H为从0.04mm至0.12mm。而且，其中两相邻连接部350的间距为4.98mm 至 5.02mm。
[0030]需说明的是，本实施方式的连接部350是形成在背板330的表面330a上。但在其他实施例中，连接部亦可形成于基板312的底面312b上。在这样的实施例中，同样可利用从基板312的顶面312c朝底面312b冲压的方式，在基板312的底面312b上形成数个如图4A所示的连接部350般的连接部。此外，在本实施例中，在形成连接部350的同时，基板312的顶面312c会产生对应连接部350的凹陷部370。在一实施例中，灯条310的基板312的材料可为铝。
[0031]随后，进行步骤203，以将灯条310放置在背板330上，并使连接部350位于背板330的表面330a与基板312的底面312b之间。也就是说，连接部350可用来隔开灯条310与背板330，并使灯条310与背板330之间形成焊接处理区390。在本实施例中，焊接处理区390为空气界面。由图4B可知，连接部350具有高度H，故当灯条310放置在背板330上时，基板312的底面312b与背板330的表面330a之间并不会完全贴合，而有一段距离，且此距离即为连接部350的高度H。需说明的是，本实施例是利用冲压的方式在背板330或基板312直接形成连接部350仅为示范说明用，并非用以限制本发明。在其他实施例中，亦可透过例如使用垫片或其他方式来隔开灯条310与背板330，以在灯条310与背板330之间形成焊接处理区390。
[0032]将灯条310设置在背板330上之后，进行步骤204，利用焊接方式熔融灯条310与背板330，以利用连接部350周遭的背板330或基板312熔融后所形成的熔融材料将基板312固定在背板330的表面330a上。在焊接过程中，背板330或基板312熔融后所形成的熔融材料可在焊接处理区390中流动而填充在焊接处理区390中，以连接基板312与背板330。在本实施方式中，焊接方式主要是将雷射光400射入基板312的底面312b与背板330的表面330a间的焊接处理区390中，并利用雷射光400可在底面312b与表面330a之间来回反射，而可有效利用雷射光来快速熔融灯条310与背板330，而可使灯条310结合在背板330上。此外，透过连接部350以及焊接处理区390的设计，使灯条310的底面312b及背板330的表面330a可直接受到雷射光的作用，进而可控制灯条310下方进行的雷射焊接所形成的熔融材料。
[0033]如图4C所示，在一实施例中，于进行焊接之前，可将灯条310倾斜设置在背板330上。也就是说，可利用治具，而使基板312与背板330之间形成小于90度的夹角Θ。当焊接结束后，因受热而熔融的部分基板312与背板330会冷却而凝固内缩。因此，将灯条310倾斜设置在背板330的方式可藉由部分基板312与背板330冷却内缩后所产生的应力来使灯条310的基板312垂直于背板330。此外，透过调整连接部350的高度H以及基板312与背板330间形成夹角Θ，有利于控制背板330的翘曲程度，藉此提高焊接后的背板330的平整度，而可提升产品质量。
[0034]请继续参照图4C，在焊接的过程中，灯条310的热传递区域A3以及背板330的热传递区域A4皆呈半圆形。也就是说，雷射光400射入基板312的底面312b与背板330的表面330a之间时的热传递区域是均匀的传导至基板312的底面312b与背板330的表面330a中，使得基板312与背板330在焊接时可承受均匀的热应力，可有效降低焊接难度，提
高焊接质量。
[0035]请继续参照图4C，在一实施例中，焊接方式的步骤包含将雷射光400以12度至20度的入射角α射入基板312的底面312b与背板330的表面330a之间。其中，入射角α是指雷射光400的入射方向与背板330的表面330a之间的夹角。在一实施例中，本发明所使用的雷射光点尺寸为0.03mm,且功率为430W至480W。
[0036]请参照图5，其是表示依照本发明一实施方式的一种光源模组的组件示意图。在将灯条310焊接在背板330之前，在背板330的表面330a或灯条310的底面312b上必须先形成连接部350以在灯条310与背板330之间保持一段距离。因此，在进行焊接之前，不论是直接在背板330或灯条310上外加或直接加工以形成连接部350，或是向供货商直接购买如图5所示的具有连接部350的背板330或灯条310来完成焊接前的准备动作，均应落入本发明的保护范围。
[0037]请同时参照图3及图6，其是表示依照本发明一实施方式的一种光源模组的装置示意图。本实施方式的光源模组300是利用制造方法200所制成。光源模组300包含灯条310以及背板330。灯条310是利用前述图3步骤204的焊接方式所形成的熔接层350a而接合在背板330的表面330a上。也就是说，在进行步骤204时，焊接处理区390中的部分背板330与基板312会在焊接的过程中熔融而形成熔接层350a，藉由此熔接层350a可结合灯条310以及背板330。需说明的是，在制造方法200中，用来隔开灯条310及背板330的连接部350不一定会完全在焊接过程中熔融。因此，前述光源模组300的熔接层350a是位于连接部350旁。
[0038]请继续参照图3及图6，在一实施例中，在将灯条310焊接在背板330上之后，可利用研磨装置研磨背板330的表面330b，以消除凹陷部370与表面330b的高低落差，进而使背板330的表面330b平坦化。[0039]需说明的是，熔接层350a的功能与图1的熔接层170的功能相同，同样可以将灯条310所产生的热传递至背板330而排至外界。由于本发明可有效利用雷射光，并降低雷射焊接的功率以及温度，故可在不损坏灯条310的条件下，增加熔接层350a的深度D2，藉此达到增加整体光源模组300的良率的功效。
[0040]由上述本发明实施方式可知，本发明是在背板与灯条之间形成焊接处理区以隔开背板与灯条。当进行焊接时，焊接所使用的雷射光可于背板与灯条之间反射而快速熔融焊接处理区的背板与灯条，进而使熔融后所形成的熔融材料可在焊接处理区中流动而填充在焊接处理区中，以使灯条接合在背板上。因此，可有效利用雷射光的热能，而降低雷射焊接的功率。此外，焊接的功率降低可避免灯条在焊接的过程中损毁及背板不正常翘曲的问题。
[0041]虽然本发明已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
【权利要求】
1.一种光源模组的制造方法，其特征在于，包含: 提供一背板及一灯条，其中该灯条包含一基板、及复数个发光二极管设置在该基板的一安装面上； 放置该灯条于该背板上，并在该灯条与该背板之间形成一焊接处理区，该焊接处理区为一空气界面；以及 利用一焊接方式熔融该灯条和/或该背板，以产生一熔融材料填充于该焊接处理区中，以将该基板固定在该背板上。
2.如权利要求1所述的光源模组的制造方法，其特征在于，该熔融材料填充于该焊接处理区后将形成一熔接层，该基板是透过该熔接层固定在该背板上。
3.如权利要求1所述的光源模组的制造方法，其特征在于，在将该灯条放置于该背板上的步骤之前，更包含形成至少一连接部于该背板的一表面上或该基板的一底面上的步骤，以隔开该灯条与该背板而形成该焊接处理区。
4.如权利要求3所述的光源模组的制造方法，其特征在于，形成该至少一连接部的步骤包含利用一冲压方式。
5.如权利要求3所述的光源模组的制造方法，其特征在于，形成该至少一连接部的步骤更包含同时形成至少一凹陷部于该背板的该表面的相对面或该灯条的该底面的相对面上，且该至少一凹陷部是对应该至少一连接部。
6.如权利要求1所述的光源模组的制造方法，其特征在于，放置该灯条于该背板上的步骤包含在该基板与该背板之间形成小于90度的夹角。
7.如权利要求1所述的光源模组的制造方法，其特征在于，利用该焊接方式的步骤包含将一雷射光以12度至20度的入射角射入该焊接处理区中。
8.如权利要求3所述的光源模组的制造方法，其特征在于，该至少一连接部的高度为从 0.04mm 至 0.12mm。
9.如权利要求1所述的光源模组的制造方法，其特征在于，该安装面垂直于该基板的一底面。
10.一种光源模组，其特征在于，包含: 一背板；以及一灯条，该灯条是利用一熔接层接合在该背板的一表面上；以及 至少一连接部，位于该背板及该灯条之间，并邻接于该熔接层。
11.如权利要求10所述的光源模组，其特征在于，该灯条包含一基板、及复数个发光二极管设置在该基板的一安装面上。
12.如权利要求11所述的光源模组，其特征在于，该安装面垂直于该基板的一底面。
13.如权利要求10所述的光源模组，其特征在于，该至少一连接部为该背板的一冲压凸起结构或该灯条的一冲压凸起结构。
14.如权利要求10所述的光源模组，其特征在于，该背板更包含至少一凹陷部，位于该背板的该表面的相对面或该灯条的一底面的相对面上。
【文档编号】F21S4/00GK103939785SQ201410186685
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年5月5日 优先权日:2014年4月15日
【发明者】邱怡仁, 张榕殷 申请人:瑞仪光电股份有限公司