连接结构的制作方法

专利名称：连接结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于将可用作例如车辆的照明装置或类似物的发光二
极管(LED)单元连接到带状电缆(flat cable)的连接结构。
背景技术：
通常，安装有鬼子元件的模块包括安装在印刷电路板上的多个电子元 件，该模块用于车辆上的各种类型的控制单元、照明装置或类似物。例如， 这种安装有电子元件的模块包括通过焊接安装在印刷电路板上的电子元件， 该安装有电子元件的模块通过连接件连接到外部电路，所述连接件具有通过 焊接连接到印刷电路板的接线端子(参见专利文件l)。
电子元件与电路导线彼此通过焊接连接。这导致在LED元件的连接方 面出现问题，LED元件的尺寸越来越小，例如LED芯片具有例如2mm X 2mm 的平面尺寸，这需要大量的设备投入和高精度的质量控制。
专利文献h日本特许公开号2004-111435。

发明内容
本发明的目的在于提供一种能够方便地将LED元件连接到带状电路的 连接结构。
本发明涉及一种连接结构，该连接结构包括第一壳体，该第一壳体用 于保持LED元件；连接端子，该连接端子用于使所述LED元件电连接到电 缆；第二壳体，该第二壳体与所述第一壳体相对于所述电缆相对地定位并与 所述第一壳体配合安装，以将所述电缆保持和连接在所述第二壳体与第一壳 体之间；以及端子部件，该端子部件用于使所述第一壳体保持所述LED元件以及使所述LED元件连接到所述连接端子。所述端子部件包括至少一对 凸起的弯曲部；其中一个所述凸起的弯曲部与所述第一壳体接合；另一个所 述凸起的弯曲部将所述LED元件按压到所述连接端子；所述电缆由带状电 缆形成，该带状电缆包括多个平面导线和用于整体地覆盖所述多个平面导线 以提供平面形状的覆盖部件，所述多个平面导线定位为在所述多个平面导线 之间沿宽度方向设置有预定的距离；所述连接端子包括穿过并连接到所述平 面导线的穿入连接部分；所述平面导线由磷青铜制成并具有480-550MPa的 抗拉强度，该磷青铜由锡(Sn)、磷(P)、铜(Cu)和不可避免的杂质形成 的，而所述穿入连接部分由强度高于所述平面导线并具有导电性的高强度导 电件形成。
在本发明的一种实施方式中，所述LED元件和该LED元件被按压到的 所述连接端子可以设置在所述一对凸起的弯曲部之间。
在本发明的一种实施方式中，所述带状电缆可以包括能够与所述第一壳 体或第二壳体接合的壳体可接合部分。
在本发明的一种实施方式中，所述第二壳体可以设置有用于防止穿过所 述带状电缆的所述穿入连接部分脱落的防脱落装置。
在本发明的一种实施方式中，所述穿入连接部分可以具有大致为矩形的 横截面；所述防脱落装置可以为具有内部圆孔的大致圆形；所述防脱落装置 的所述孔的直径可以与所述穿入连接部分的所述矩形横截面上沿长度方向 的长度基本匹配。
在本发明的一种实施方式中，所述防脱落装置可以与所述第二壳体分离 地形成。
所述LED元件为使用LED例如LED芯片或类似物的光源设备。 电连接到所述电缆的所述多个连接端子包括用于将所述LED元件直接 地连接到所述带状电缆的端子，或用于连接所述LED元件和其它电子元件或连接多个LED元件并从而间接地将所述LED元件连接到所述带状电缆的 端子。
所述穿入连接部分包括穿入片(即穿入叶片)，所述连接端子包括穿入 端子或类似物，该穿入端子包括多个穿入叶片。
本发明提供一种能够容易地将LED元件连接到带状电缆的连接结构。


图1是LED单元的透视图2是LED单元的分解透视图3提供了上部壳体从其底侧观察的透视图，显示了穿入端子如何连接 到上部壳体；
图4提供了上部壳体从其顶侧观察的透视图，显示了中间端子组装步骤 和上部壳体非暂时组装步骤；
图5提供了上部壳体非暂时组装步骤之后的上部壳体的平面视图和横截 面视图6是透过上部壳体显示上部壳体非暂时组装步骤之后的上部壳体内部 的透视图7提供了显示垫片组装步骤、可接合凸起部分形成步骤、接合步骤和
壳体安装步骤的视图8提供了显示垫片组装步骤、可接合凸起部分形成步骤、接合步骤和
壳体安装步骤的视图9提供了显示穿入端子和垫片的连接结构的视图； 图IO提供了显示穿入端子和垫片的连接结构的视图； 图11提供了显示穿入端子和垫片的连接结构的视图。 附图标记说明1 LED单元
3 LED芯片
5中间端子
6穿入端子
6A用于LED的穿入端子
7上部壳体
8垫片
9下部壳体
51a、 51b凸起的弯曲部
63穿入片
100带状电缆
101导线
102非导电层片
110可接合凸起部分
d孔直径
H宽度
具体实施例方式
根据本发明的LED单元包括用于保持LED芯片3的上部壳体7;用 于LED以将LED芯片3电连接到带状电缆100的穿入端子6A;以及下部 壳体9，该下部壳体9与上部壳体7相对于带状电缆100相对地定位并与上 部壳体7安装，以在上部壳体7和下部壳体9之间保持和连接带状电缆100。
LED单元1还包括中间端子5，用于使上部壳体7保持LED芯片3并 使LED芯片3连接到穿入端子6A。
中间端子5包括一对凸起的弯曲部51。在该凸起的弯曲部5K51a、 51b) 中， 一个凸起的弯曲部51a与上部壳体7接合，另一个凸起的弯曲部51b将 LED芯片3按压到穿入端子6A上。
LED芯片3和该LED芯片3按压到的穿入端子6A位于所述一对凸起 的弯曲部51a和51b之间。
带状电缆IOO包括两根导线101和用于整体地覆盖两根导线101以提供 平面形状的不导电层片102，两根导线101以沿宽度方向设置在其间的预定 的距离相互分隔开。带状电缆100是弯曲的，以具有能够与下部壳体9接合 的可接合凸起部分110。带状电缆100的导线101由磷青铜制成并具有480-550MPa的抗拉强度， 该磷青铜由锡(Sn)、磷(P)、铜(Cu)和不可避免的杂质形成。下文中说 明的穿入片63由铜合金制成，该穿入片63为高强度导电件，其强度高于由 磷青铜制成的导线101的强度并具有导电性。
下部壳体9设置有垫片(backup plate) 8，以防止穿过并连接到导线101 的穿入端子6A的穿入片63脱落。
穿入片63形成为具有大致为矩形的横截面，垫片8形成为具有内部圆 孔的圆形(也就是形成为圆环形状)。每个具有这种形状的垫片8的孔的直 径d与每个穿入片63的大致呈矩形横截面的长度(即宽度H(参见图11 (d))) 基本相同。垫片8与下部壳体9分离地形成。
下面将参照图1和图2来更详细地说明上述的LED单元1的结构，图1 是LED单元1的透视图，图2是LED单元1的分解透视图。LED单元1是 用于将LED芯片3连接到带状电缆100的连接单元，同时LED单元1还将 用于调整电压的电阻器4也连接到带状电缆100。
带状电缆IOO包括两根带状导线101和不导电层片102，两根带状导线 101以沿宽度方向设置在其间的预定的间隔彼此平行地设置，不导电层片102 用于从导线101的顶表面到底表面整体地覆盖两根导线101。
导线IOI由磷青铜制成并具有480-550MPa的抗拉强度，该磷青铜由锡 (Sn)、磷(P)、铜(Cu)和不可避免的杂质形成。
柔性的带状电缆100是弯曲的，以具有从侧面看为凸起形状(即从其余 部分抬高)的可接合凸起部分110，该可接合凸起部分110的长度与下部壳 体9的长度一致。
带状电缆100部分地显示在附图中，但是带状电缆100可以形成为具有 所需的长度并定位在车辆或类似物中预定的位置上。
如图2所示，LED单元1包括作为第一壳体的上部壳体7、安装在上部壳体7上的LED芯片3和电阻器4、用于将LED芯片3和电阻器4连接到 带状电缆100的穿入端子6 (6A、 6B)、用于固定LED芯片3和电阻器4的 中间端子5、用于从顶部覆盖中间端子5的盖2、用于防止穿入端子6脱落 的垫片8以及作为第二壳体的下部壳体9，其中垫片8连接到下部壳体9。
盖2包括盖主体2a和能够与上部壳体7的顶端表面接合的可接合爪状 件2b，盖主体2a由树脂板制成，从顶部向下看具有沿长度方向的尺寸较大 的矩形形状。可接合爪状件2b设置在盖主体2a的沿带状电缆100的长度方 向(下文中简称为"长度方向")的两端上。
盖2形成为从顶部与上部壳体7组装，从而从顶部遮盖组装在上部壳体 7内的LED芯片3、电阻器4、中间端子5和穿入端子6。
盖主体2a在沿带状电缆100的宽度方向(下文中简称为"宽度方向") 的中心具有圆形窗口21。当盖2与上部壳体7组装时，通过圆形窗口21能 够从外部看到安装在内部的LED芯片3的发光部件31。
LED芯片3具有大致为长方体的形状，其高度小于沿宽度方向或长度方 向的尺寸。从顶部向下看，LED芯片3为正方形，每条边大约l-2mm。 LED 芯片3具有位于其顶表面上的发光部件31 (从顶部向下看该发光部件31为 圆形)和位于其两个侧表面上的L形状的接触端子32。该L形状的接触端 子32在LED芯片3的底表面上连续延伸。
电阻器4形成为平板状矩形件。电阻器4的宽度比LED芯片3的宽度 大，长度与LED芯片3的长度基本相同，高度约为LED芯片3高度的1/4。 电阻器4的两个侧表面上具有凹陷的接触端子41 。
具有上述结构的LED芯片3和电阻器4沿长度方向布置。如图2所示， LED芯片3定位在电阻器4旁边。接触端子32沿宽度方向布置，接触端子 41也沿宽度方向布置。
中间端子5由一块具有适当弹性的铜板制成。更具体地，中间端子5通过下述方式制成。挤压铜板以冲压出部件定位开口 53和54， LED芯片3和 电阻器4将定位在该部件定位开口53和54内。因此，中间端子5具有彼此 连接的两个正方体的形状，并包括两个平行的长度方向部分5a和在长度方 向部分5a之间延伸的三个宽度方向部分5b，该三个宽度方向部分5b之间设 置有预定的距离。
长度方向部分5a在宽度方向部分5b之间的中部位置被向下按压以形成 U形(从侧面看)。两个长度方向部分5a上的这种中部位置相一致。因此， 从侧面看来，中间端子5为W形状。
U形部分的底部用作凸起的弯曲部(convexed spring) 51 (51a、 51b) 和52 (52a、 52b)。
凸起的弯曲部51b上用于与LED芯片3的接触端子32接触的部分以及 凸起的弯曲部52b上用于与电阻器4的接触端子41接触的部分分别用作触 头(contact) 55。中间端子5还可以由具有导电性的非金属材料制成。
每个穿入端子6包括接触片61，该接触片61具有用于与接触端子32 或41接触的接触凸起部分61a;大致垂直于接触片61的水平片部分62;以 及穿入片63，该穿入片63大致垂直于水平片部分62并具有在其顶部沿长度 方向突出的凸起部分63a。接触片61、水平片部分62和穿入片63依次从顶 部连续延伸，每个穿入端子6形成为类似钩形。
有两种类型的穿入端子6，即与LED芯片3连接的用于LED的穿入端 子6A以及与电阻器4连接的用于电阻器的穿入端子6B。用于LED的穿入 端子6A的水平片部分62比用于电阻器的穿入端子6B的水平片部分62短。 接触凸起部分61a发生弯曲以沿宽度方向产生压迫力。
穿入端子6由导电且强度比该穿入端子6将要穿过和连接的带状电缆 100的导线101的抗拉强度大的任意材料制成。在本实例中，穿入端子6由 铜合金制成。上部壳体7由树脂形成为具有直角但是为非规则形状的部件，从顶部向
下看，其沿长度方向的尺寸大于沿宽度方向的尺寸。上部壳体7包括位于其
沿长度方向的两个侧表面上和其顶表面上的盖安装部分71，盖2将安装到盖
安装部分71 。上部壳体7还包括能够与下部壳体9接合的可接合爪状件72。
该可接合爪状件72沿宽度方向设置在上部壳体7的两个侧表面上；更具体
地，设置在每个侧表面的中部的底端。上部壳体7还包括在沿长度方向的两
个端表面上向下突出的端部突起79;更具体地，位于每个端表面的中部的底 士山顿。
图3提供了从其底部观察的上部壳体7的透视图，显示了穿入端子6如 何连接到上部壳体7。如图3所示，上部壳体7的底表面上包括允许用于将 LED的穿入端子6A连接到上部壳体7上的连接凹陷部分73以及允许用于 将电阻器的穿入端子6B连接到上部壳体7上的连接凹陷部分74。
盖安装部分71包括用于容纳LED芯片3的第一容纳部分75和用于容 纳电阻器4的第二容纳部分76。第一容纳部分75和第二容纳部分76设置在 盖安装部分71的顶表面中沿宽度方向的中心并以沿长度方向设置在其间的 预定的间隔分开。
第一容纳部分75和第二容纳部分76分别与形成在连接凹陷部分73和 74内的通孔73a和74a连通，以允许接触片61穿过。连接到连接凹陷部分 73和74的穿入端子6的接触片61穿过通孔73a和74a并突出到第一容纳部 分75和第二容纳部分76内。
在第一容纳部分75和第二容纳部分76沿宽度方向的两侧上形成有插入 凹陷部分77和78，以允许中间端子5的凸起的弯曲部51和52插入。凸起 的弯曲部51和52将插入到插入凹陷部分77内而位于通孔73a和74a外部。 面对插入凹陷部分77的插入凹陷部分78与第一容纳部分75和第二容纳部 分76连通。凸起的弯曲部51b和52b将插入到插入凹陷部分78内。
ii如图2所示，每个垫片8都由导电金属形成为圆环形的片状件。两个垫 片8分别对应于第一穿入端子6A和第二穿入端子6B进行设置。
每个垫片8的中心可接合孔81的内径d (参见图11 (d))设置为基本 上与每个穿入端子6的穿入片63的宽度H (参见图11 (d))基本相同(所 述垫片也可以由具有导电性的非金属材料制成)。
下部壳体9由树脂形成为从顶部看沿长度方向的尺寸更长的盘状矩形 件。下部壳体9包括位于其沿长度方向的两个侧表面上(即两个端表面)和 其顶表面上的电缆安装部分91 。带状电缆100的可接合凸起部分110将与该 电缆安装部分91安装在一起。
电缆安装部分91具有形成在其内部的顶表面中的位置限定部分92，以 限定垫片8的位置。壳体止动部分93设置在壳体安装部分91的两个侧表面 上，更具体地，设置在每个侧表面的中心的附近。壳体止动部分93允许上 部壳体7的可接合爪状件72与其接合，从而接合和固定上部壳体7。
从顶部向下看，每个位置限定部分92的中心具有防干涉凹陷部分92a， 以防止穿入片63穿过垫片8的可接合孔81受到干涉。
接触片61沿宽度方向的位置相同，但由于连接到上部壳体7的连接凹 陷部分73和74的水平片62的长度不同，使得朝下突出的穿入片63沿宽度 方向的位置不同。这种布置使得穿入片63与其中穿入了该穿入片63的导线 101位置对齐。下部壳体9的位置限定部分72形成为使得垫片8定位在穿入 片63穿过导线101的位置上。
通过使用具有上述结构的LED单元1来电连接包括具有480-500MPa 抗拉强度的导线101的带状电缆100，能够实现稳定的电连接。
更具体地，允许穿入端子6的穿入片63穿过被不导电层片102覆盖的 导线101，以使穿入端子6和带状电缆100相互电连接。这里，穿入片63 穿过的导线101具有480MPa或更高的强度。这样，即使在穿入片63穿过导线101的位置上产生例如外力等载荷也能够确保稳定的电连接。
在例如每个穿入端子6包括一个穿入片63的情况下，将出现下面的问 题。在穿入片63穿过普通的纯铜导线的状态下，穿入端子6和导线101的 连接部分被施加了与穿过方向同向的外力。在这种情况下，接触电阻增大了 0.3毫欧并因而减弱了电连接。
反之，在导线IOI由具有480MPa或更高的抗拉强度的磷青铜制成的情 况下，即使穿入端子6和导线101的连接部分被施加了与上述情况相同的外 力，接触电阻的增量也被降低至0.05毫欧。
接触电阻增大是由于导线101和穿过该导线101的穿入片63的连接部 分被施加的外力恶化。当使用抗拉强度为480MPa或更高的导线101时，与 使用普通的纯铜导线的情况相比，能够降低恶化的程度。
由外力引起的接触电阻的增量(即0.05毫欧)是不会致使电连接出现任 何问题的水平。这就是为何通过使用具有上述结构的LED单元1来电连接 包括具有480MPa或更高抗拉强度的导线101的带状电缆100能够保持稳定 的电连接。
可想而知，当导线101的抗拉强度更高时，穿入端子6与导线101之间 的电连接更稳定。但是，当导线101的抗拉强度过高时，穿入片63穿过导 线101时会有损坏的危险。因此，抗拉强度的上限设定为550MPa，穿入端 子6由抗拉强度大于导线101的抗拉强度的铜合金制成。用这种方式，确实 保证了稳定的电连接。
在每个穿入端子6包括一个穿入片63的情况下，由上述结构提供的这 种效果尤其显著。因此，该结构适于需要使结构更加紧凑的LED单元1。
带状电缆100的导线101由强度非常高的磷青铜制成。因此，即使不为 下部壳体9提供垫片8以防止穿过带状电缆100的穿入片63脱落，仍然能 保持连接状态。但是，通过如本实施例中那样为下部壳体9提供垫片8使得穿入片63穿过各垫片8的可接合孔81的中心，LED单元1的连接状态能够 更加稳固。
现在说明组装LED单元1和连接带状电缆100的方法。 根据本发明的LED单元1的连接方法用于将LED芯片3连接到带状电 缆100，该方法包括端子组装步骤、中间端子组装步骤、上部壳体非暂时组 装步骤、垫片组装步骤、可接合凸起部分形成步骤、接合步骤以及壳体安装
步骤o
在端子组装步骤中，将用于将LED芯片3和电阻器4电连接到带状电 缆100的穿入端子6暂时地组装到上部壳体7，以保持LED芯片3和电阻器 4。
在中间端子组装步骤中，将中间端子5暂时地组装到其中己经暂时地组 装有穿入端子6的上部壳体7上。
在上部壳体非暂时组装步骤中，将LED芯片3和电阻器4组装到其中 已经暂时地组装了中间端子5和穿入端子6的上部壳体7上，从而使LED 芯片3、电阻器4和穿入端子6非暂时地组装到上部壳体7。
在垫片组装步骤中，将用于防止穿过带状电缆100的穿入片63脱落的 垫片8暂时地组装到用作第二壳体的下部壳体9。
在可接合凸起部分形成步骤中，使带状电缆ioo弯曲以形成用于与下部 壳体9接合的可接合凸起部分110。
在接合步骤中，使可接合凸起部分110与下部壳体9接合。
在壳体安装步骤中，在带状电缆100被保持在上部壳体7和下部壳体9 之间的状态下，将上部壳体7和下部壳体9安装在一起。
在下文中将参照附图更详细地说明每个步骤。
图3显示了穿入端子安装步骤。如图3 (a)所示，倒置上部壳体7，从 而使底表面朝上。将用于LED的穿入端子6A连接到连接凹陷部分73，使得用于LED的穿入端子6A的接触片61插入到通孔73a中。将用于电阻器 的穿入端子6B连接到连接凹陷部分74，使得用于电阻器的穿入端子6B的 接触片61插入到通孔74a中。
因此，用于LED的穿入端子6A和用于电阻器的穿入端子6B能够连接 到上部壳体7并保持这样的状态用于LED的穿入端子6A的穿入片63和 用于电阻器的穿入端子6B的穿入片63在沿宽度方向和长度方向有偏移的位 置从上部壳体7的底表面朝下突出。
图4提供了上部壳体7的透视图，显示了中间端子组装步骤和上部壳体 非暂时组装步骤。如图4 (a)所示，上部壳体7回到顶表面朝上的状态。在 这种状态下，穿入端子6的接触片61穿过通孔73a和74a从第一容纳部分 75和第二容纳部分76的底表面突出。
在这种状态下，从上部壳体7的上方将凸起的弯曲部51a和52a插入到 插入凹陷部分77中，将凸起的弯曲部51b和52b插入到插入凹陷部分78中。 从而将中间端子5连接到上部壳体7。这里，中间端子5的部件定位开口 53 与第一容纳部分75，以及中间端子5的部件定位开口 54与第二容纳部分76 在位置上沿上下方向相互对应。
如图4 (b)所示，将LED芯片3和电阻器4从上部壳体7的上方穿过 部件定位开口 53和54插入，并如图4 (c)所示那样容纳在第一容纳部分 75和第二容纳部分76中。
图5 (a)是显示该状态的平面视图，图5 (b)是沿图5 (a)的a-a线 的横截面视图。如图5 (a)和图5 (b)所示，在第一容纳部分75中，用于 LED的穿入端子6A的接触片61、 LED芯片3和插入到插入凹陷部分78中 的凸起的弯曲部51b的触头55以此顺序定位。凸起的弯曲部51b通过触头 55朝向接触片61按压LED芯片3。因此，在接触片61侧的LED芯片3的 接触端子32与接触片61的接触凸起部分61a接触，在相对侧的接触端子32
15与凸起的弯曲部51b的触头55接触。
图5 (c)是沿图5 (a)的b-b线的横截面视图。如图5 (c)所示，在 第二容纳部分76中，用于电阻器的穿入端子6B的接触片61、电阻器4和 插入到插入凹陷部分78中的凸起的弯曲部52b的触头55以此顺序定位。凸 起的弯曲部52b通过触头55朝向接触片61按压电阻器4。因此，在接触片 61侧的电阻器4的接触端子41与接触片61的接触凸起部分61a接触，在相 对侧的接触端子42与凸起的弯曲部52b的触头55接触。
通过触头55电连接到LED芯片3和电阻器4的中间端子5是由铜板制 成的导电件。因此，形成了电路用于LED的穿入端子6A—LED芯片3 — 中间端子5—电阻器4—用于电阻器的穿入端子6B。
由于凸起的弯曲部51a和52b被插入到插入凹陷部分77中，中间端子5 相对于上部壳体7的相对位置被固定。穿入端子6连接到形成在上部壳体7 的底表面上的连接凹陷部分73和74，接触片61穿过通孔73a和74a。因此， 穿入端子6相对于上部壳体7的位置也被固定。
LED芯片3和电阻器4保持在被穿入端子6和中间端子5压迫的状态下， 由于穿入端子6和中间端子5相对于上部壳体7的相对位置固定，因此LED 芯片3和电阻器4相对于上部壳体7的位置固定。通过这种方式，中间端子 5既用作LED芯片3和电阻器4的固定工具而且还用作电路元件。
图6是透过上部壳体7看到的上部壳体非暂时组装步骤之后的上部壳体 7的内部的透视图。如图6所示，LED芯片3和电阻器4保持在被中间端子 5的凸起的弯曲部51a和52a、用于LED的穿入端子6A的接触片61和用于 电阻器的穿入端子6B的接触片61压迫的状态下，从而被固定。因此，LED 芯片3和电阻器4固定在相对于上部壳体7悬挂的状态下。
在该状态下，从已经组装了LED芯片3、电阻器4、中间端子5和穿入 端子6的上部壳体7的上方连接盖2。现在，参照图7和图8说明垫片组装步骤、可接合凸起部分形成步骤、 接合步骤和壳体安装步骤。图7 (a)显示了垫片组装步骤。如图7 (a)所 示，垫片8从下部壳体9的上方连接到位置限定部分92。这里，每个垫片8 的连接到相应的位置限定部分92的可接合孔81与该位置限定部分92的防 干涉凹陷部分92a在位置上相互匹配。
图7 (b)显示了可接合凸起部分形成步骤。如图7 (b)所示，带状电 缆100沿线A向下折叠(valley-folded)并沿线B向上折叠(mountain-folded) 以形成从侧面看呈凸起形的可接合凸起部分110。向下折叠线A和向上折叠 线B之间的距离基本上等于下部壳体9的电缆安装部分91的内部的高度。 向上折叠线B之间的距离基本上等于电缆安装部分91的内部的长度。
图8 (a)显示了接合步骤。如图8 (a)所示，可接合凸起部分110与 下部壳体9接合，使得可接合凸起部分110从具有已经连接到位置限定部分 92的垫片8的下部壳体9的上方覆盖电缆安装部分91 。
图8 (b)显示了壳体安装步骤。如图8 (b)所示，在通过接合步骤得 到的状态下，上部壳体7的可接合爪状件72与已经与可接合凸起部分110 接合的下部壳体9的壳体止动部分93接合，以安装上部壳体7和下部壳体9。 上部壳体非暂时组装步骤的结果使得上部壳体7中组装有盖2、 LED芯片3、 电阻器4、中间端子5和穿入端子6，并且穿入片63从上部壳体7的底表面 突出。
这里，带状电缆100的可接合凸起部分110沿长度方向被夹持在侧表面 之间，即下部壳体9的电缆安装部分91的端表面和顶表面以及上部壳体7 的底表面和上部壳体7的端部突出件79的内表面之间。
由于上部壳体7和下部壳体9相互匹配安装，因而可以使穿入端子6和 带状电缆100的导线101相互连接。这将参照图9至图11详细说明。图9 至图11用于说明穿入端子6和垫片8的连接结构。图9 (a)是从顶部侧看到的透视图，显示了穿入端子6的穿入片63穿 过并固定到带状电缆100的状态。图9 (b)是从底部侧看到的透视图，显示 了穿入端子6的穿入片63穿过并固定到带状电缆100的状态。图10 (a)和 图10(b)是穿入片63穿过并固定到带状电缆100的状态的侧视图和底视图。 图11 (a)是沿图10 (a)的I-I线的横截面视图，图11 (b)是沿图10 (a) 的II-II线的横截面视图，图11 (c)是沿图10 (a)的Ill-Ill线的横截面视 图。图ll (d)是沿图IO (b)的IV-IV线的横截面视图。
如图9所示，穿入端子6 (6A、 6B)的穿入片63穿过带状电缆100的 导线101并插入和安装到定位在导线101的背面上的垫片8的可接合孔81 中。从而使穿入片63固定在穿过状态下。
该穿过状态通过使穿入端子6的穿入片63朝下放置以将穿入片63的底 端插入到导线101中而得到。
由于穿入片63由抗拉强度高于导线101所具有的480-550MPa抗拉强度 的铜合金制成，能够很容易得到这种穿过状态。
除非垫片8设置在适当的位置上，否则由于导线101的韧性而不能确定 地得到所述穿过状态。垫片8通过连接到下部壳体9的位置限定部分92 (图 2)而设置在适当的位置上。
通过将垫片8设置在适当的位置上，可以适当地设置垫片8的可接合孔 81与穿入端子6的穿入片63之间的间隙(距离)，从而可以在导线101上施 加剪切力。因此，可以允许穿入端子6的穿入片63适当地穿过导线101。
垫片8可以在位置限定部分92的范围内自由移动。因此，当穿入端子6 从上方插入时，垫片8的轴线的位置能够自动调整。因此，穿入端子6能够 在确保穿入端子6的中心与垫片8的中心相匹配的状态下穿过带状电缆100 的导线101。
具体地，穿入端子6插入并固定为图IO和图ll所示的状态。如沿图10 (a)的I-I线的横截面视11 (a)所示，在靠近穿入端子 6的中心0的位置上，导线101很大程度地朝下弯曲。因为在穿入端子6和 垫片8之间得到大的间隙Ll，所以能够得到这种变形状态。由于导线101 通过这种方式变形，提供了将导线101连接到穿入端子6的压力。
如沿图10 (a)的II-II线的横截面视11 (b)所示，在稍远离穿入 端子6的中心O的位置上，导线101弯曲程度不大且垫片8靠近穿入端子6。 因此，可以增大使导线101连接到穿入端子6的压力。因此，通到穿入端子 6的电流可以在该区域中适当地流动。
如沿图10 (a)的III-ni线的横截面视11 (c)所示，在远离穿入端 子6的中心O的穿入端子6的侧端，从穿入端子6到垫片8得到很小的间隙 L2。因此，提供的使导线101连接到穿入端子6的压力小于图11 (b)的横 截面视图所示的情况。
如上所述，穿入端子6和垫片8之间的间隙(距离)Ll和L2根据拱面 和平面(直线)而改变。因此，导线101的剪切状态和韧性会因不同位置而 改变。至少在预定的位置上能够得到适当的连接状态。
因此，使用垫片8的连接结构不需要精确调节穿过位置并能够提供显著 地使连接工作方便进行的优点。
如沿图10 (b)的IV-IV线的横截面视11 (d)所示，穿入端子6 的穿入片63的宽度H基本上与垫片8的可接合孔81的直径d匹配。因此， 穿入端子6的穿入片63的侧端表面631必定与垫片8的内圆周表面81a接 触。在侧端表面631和内圆周表面81a之间产生摩擦力，因此保持了穿入端 子6的穿入片63和垫片8的接合状态。因此，可以确定地保持穿入端子6 和带状电缆IOO之间的电连接。
如上所述，其中组装有盖2、 LED芯片3、电阻器4、中间端子5和穿 入端子6的上部壳体和与可接合凸起部分110接合的下部壳体9相互配合安装。因此，穿入端子6和导线101可以相互连接。从而，可以将LED芯片3 和电阻器4连接到导线101。
现在，根据本实施方式说明LED单元的功能和效果。LED单元1包括: 上部壳体7，该上部壳体7用于保持LED芯片3和电阻器4;穿入端子6， 该穿入端子6用于使LED芯片3和电阻器4电连接到带状电缆100;下部壳 体9，该下部壳体9与上部壳体7相对于带状电缆100相对地定位，并与上 部壳体7配合安装，以使得带状电缆100保持和连接在上部壳体7和下部壳 体9之间；以及中间端子5，该中间端子5用于使上部壳体7保持LED芯片 3和电阻器4，并使LED芯片3和电阻器4连接到穿入端子6。
中间端子5包括两对凸起的弯曲部51 (51a、 51b)和52 (52a、 52b)。 一对凸起的弯曲部51 (51a、 51b)与上部壳体7的插入凹陷部分77接合。 LED芯片3和电阻器4被凸起的弯曲部51b和52b按压到穿入端子6。
由于该结构，中间端子5与LED芯片3和电阻器4电连接。因此，LED 单元1可以具有稳定的电路用于LED的穿入端子6A—LED芯片3—中间 端子5—电阻器4—用于电阻器的穿入端子6B。
穿入端子6和中间端子5 (其位置相对于上部壳体7固定)可以在其之 间保持并从而固定LED芯片3和电阻器4。因此，中间端子5既用作使LED 芯片3和电阻器4相对于上部壳体7固定的工具，也用作电路元件。
中间端子5的凸起的弯曲部51b和用于LED的穿入端子6A的接触片 61将LED芯片3保持和固定其间，凸起的弯曲部52b和用于电阻器的穿入 端子6B的接触片61将电阻器4保持和固定在其间。因此，插入到插入凹陷 部分77并且位置固定到上部壳体7上的凸起的弯曲部51a与凸起的弯曲部 51b之间的距离增大，并因而在凸起的弯曲部51a和51b之间作用了压迫力。 该压迫力能够保持LED芯片3、用于LED的穿入端子6A和中间端子5之 间的电连接。类似地，插入到插入凹陷部分77并且位置固定到上部壳体7上的凸起 的弯曲部52a与凸起的弯曲部52b之间的距离增大，并因而在凸起的弯曲部 52a和52b之间作用了压迫力。该压迫力能够保持电阻器4、用于电阻器的 穿入端子6B和中间端子5之间的电连接。
凸起的弯曲部51之间的压迫力和凸起的弯曲部52之间的压迫力通过中 间端子5的宽度方向部分5b沿其长度方向(即带状电缆100的宽度方向) 延伸而产生。由此可见，与沿盘状件或类似物的厚度方向的位置变化不同， 沿盘状件的长度方向的即使很小的位置变化也会导致很大的压迫力。
因此，通过在很小的空间内的很小的位置变化能够得到稳定连接所必需 的压迫力，这允许元件更小化，还提高了电连接的可靠性。
LED芯片3和电阻器4被保持和固定在被中间端子5的凸起的弯曲部 51b和52b以及用于LED的穿入端子6A的接触片61和用于电阻器的穿入 端子6B的接触片61压迫的状态下，并固定在上部壳体7中处于悬挂状态下。 因此，可以得到稳定的电连接并可以提高可靠性。
更具体地，LED芯片3的发光部件31发出的光在LED芯片3和电阻器 4中产生热量。该产生的热量使LED芯片3和电阻器4周围的部件发生热膨 胀。这些部件的热膨胀系数根据其材料不同而变化，由树脂制成的上部壳体 7比由金属材料制成的中间端子5或穿入端子6更容易膨胀。
因此，在LED芯片3和电阻器4在位置上直接固定到上部壳体7的情 况下，各部件之间的位置关系会发生改变，而这会使连接不稳定。
但是，根据本发明的LED单元1使用了中间端子5。即使各部件之间的 位置关系变化，中间端子5也会根据需要变形并因而保持穿入端子6、 LED 芯片3/电阻器4和上部壳体7之间的位置关系。因此，即使产生的热量改变 了尺寸，仍然能够提供稳定的电连接并能够提高可靠性。
LED芯片3和该LED芯片3按压的、用于LED的穿入端子6A定位在一对凸起的弯曲部51a和51b之间，电阻器4和该电阻器4按压的、用于电 阻器的穿入端子6B定位在一对凸起的弯曲部52a和52b之间。由于这种结 构，在所述一对凸起的弯曲部51a和51b之间以及所述一对凸起的弯曲部52a 和52b之间产生的压迫力的方向(即中间端子5的宽度方向部分5b延伸的 方向)与向穿入端子6按压LED芯片3和电阻器4的方向匹配。
因此，中间端子5中产生的压迫力能够有效地作用在LED芯片3和电 阻器4上，这允许元件更小，并能够提高电连接的可靠性。
具有480-550MPa的抗拉强度的导线101和穿入端子6相互电连接。与 例如使穿入片63穿过并连接到普通的纯铜导线的情况相比，本发明的这种 结构具有这样的优点即使施加外力也能够抑制接触电阻的增加并能够保证 稳定的电连接。
由于抗拉强度的上限设定为550MPa且穿入片63是由比导线101的强 度高的铜合金制成，因此降低了穿入片63在穿过导线101时损坏的危险并 能够实现稳固的电连接。
带状电缆100 (包括两根相互之间以沿宽度方向设置的预定的距离定位 的导线101以及用于整体地覆盖两根导线101以提供平面形状的非导电层片 102)设置有能够与下部壳体9的电缆安装部分91接合的可接合凸起部分 110。因此，用于LED的穿入端子6A的穿入片63和用于电阻器的穿入端子 6B的穿入片63可以更牢固地与两根导线101连接。
更具体地，当每个穿入片63穿过导线101时，导线101沿穿入方向收 縮，即从顶部看为朝向穿入片63的穿入中心收縮。
但是，如果两个穿入片63在不同的时间穿过导线101，连接部分可能发 生移位。
在本实施例中，通过以凸起方式弯曲带状电缆IOO而得到的可接合凸起 部分110与下部壳体9的电缆安装部分91安装在一起，然后带状电缆100被保持和固定在上部壳体7与下部壳体9之间。因此，即使用于LED的穿 入端子6A的穿入片63穿过导线101的时间与用于电阻器的穿入端子6B的 穿入片63穿过导线101的时间相互有偏差，因为可接合凸起部分110与电 缆安装部分91接合，所以可接合凸起部分110相对于电缆安装部分91的位
置不会改变。
因此，可以防止因两个穿入片63穿过导线101的时间不同而在穿入片 63和导线101的连接部分产生载荷。因此，可以解决多个穿入片63穿过导 线IOI以连接上部壳体7和下部壳体9时产生的困难，而且可以进一步提高 穿入片63与导线101的连接可靠性。
与电缆安装部分91接合的可接合凸起部分110保持在下部壳体9的沿 长度方向的侧表面和顶表面以及上部壳体7的底表面和上部壳体7的端部突 起之间。因此，即使沿长度方向对LED单元1施加外力，因为带状电缆IOO 通过可接合凸起部分110在位置上固定到上部壳体7和下部壳体9，所以可 以防止对穿入片63和可接合凸起部分110的连接部分施加很大的外力。因 此，可以保证穿入片63和导线101稳定的电连接状态。
可接合凸起部分110保持在上部壳体7和下部壳体9之间。因此，由保 持可接合凸起部分110而产生的反作用力进一步加强了上部壳体7的连接凹 陷部分73与下部壳体9的壳体止动部分93的接合。
穿入端子6包括穿过并连接到导线101的穿入片63，下部壳体9设置有 用于防止穿过带状电缆100的穿入片63脱落的垫片8。因此，可以很容易地 防止穿过带状电缆100的穿入片63无意地从带状电缆100上脱落，从而使 带状电缆100和穿入端子6之间的电连接稳定。因此，提高了 LED单元1 的连接的可靠性。
穿入片63形成为具有大致为矩形的横截面，垫片8形成为大致为圆形 且具有内部圆形可接合孔81。每个垫片8的可接合孔81的直径d基本上匹配于每个穿入片63的矩形横截面沿长度方向的长度(即穿入片63的宽度 H)。因为这种结构，具有上述形状的垫片8能够防止具有大致为矩形横截面 的穿入片63脱落，还可以很容易地使垫片8的中心轴线与穿入片63的轴线 相互对齐，从而可以提高组件的方向性的自由。
每个垫片8的可接合孔81的内圆周边缘确定地与相应的穿入片63的两 个侧边缘接触。这可以确定地防止穿入片63脱落。因此，可以使带状电缆 100的导线101和穿入端子6的连接工作便于进行，并且可以进一步提高带 状电缆100和穿入端子6的连接结构的可靠性。
垫片8与下部壳体9分离地形成。因此，可以自由地设置垫片8的材料、 硬度和类似性质而不会受到下部壳体9的材料或类似性质的影响。因此，可 以在不增加下部壳体9或类似物的生产成本的情况下，确定地提高垫片8防 止穿入片63脱落的能力。因此，可以在不增加生产成本的情况下确定地提 高带状电缆100和穿入端子6的连接结构的可靠性。
中间端子5包括相应于需要定位的元件(即LED芯片3和电阻器4)的 数量的两对凸起的弯曲部51和52。这允许产生在凸起的弯曲部51和52中 的压迫力确定地作用在LED芯片3和电阻器4上。这进一步提高了电连接 的可靠性。
在另一种实施方式中，垫片8可以与下部壳体9一体地形成。在这种情 况下，下部壳体9的强度需要通过例如在下部壳体9中结合玻璃纤维或类似 物的方式而提高。在组装步骤中，不需要组装垫片8的步骤。因此，步骤的 数量可以减少一个。
在上述实施方式中，使LED芯片3和电阻器4连接到带状电缆100的 方法包括端子组装步、中间端子组装步骤、上部壳体非暂时组装步骤、垫片 组装步骤、可接合凸起部分形成步骤、接合步骤和壳体安装步骤。因此，可 以容易地将由上部壳体7保持的LED芯片3和电阻器4等部件连接到带状电缆100。
特别地，在穿入端子6和中间端子5暂时地组装到上部壳体7之后，组 装LED3和电阻器4。因此，可以使用中间端子5 "保持"并同时"连接" LED芯片3和电阻器4等部件。这提高了组件的易加工性。
因此，本实施方式可以提供一种能够容易地将LED芯片3和电阻器4 连接到带状电缆100的方法。
本实施方式是假设LED单元1连接到定位在车辆内的带状电缆100而 进行说明的。因此，提供用于调节适于LED芯片3的12V-3.7V供应电压的 电阻器4。当原始供应电压为3.7V时不需要电阻器4，中间端子5只需要具 有一对凸起的弯曲部51。从而简化了所述结构。在这种情况下，可以提供与 本实施方式中的LED单元1大致相同的效果。
本实施方式中的LED单元1具有这样的结构带状电缆100的可接合 凸起部分110与下部壳体9的电缆安装部分91接合，然后使上部壳体7和 下部壳体9相互配合安装。可选择地，LED单元1可以具有这样的结构在 连接到上部壳体7的穿入端子6的穿入片63穿过带状电缆100时使可接合 凸起部分110接合上部壳体7，然后使上部壳体7和下部壳体9相互配合安 装。
本发明的各元件和上述实施方式中的各元件如下文所述相对应。 本发明的LED元件对应于本实施方式中的LED芯片3; 本发明的第一壳体对应于本实施方式中的上部壳体7; 本发明的连接端子对应于本实施方式中的穿入端子6或用于LED的穿
入端子6A;
本发明的第二壳体对应于本实施方式中的下部壳体9; 本发明的连接结构对应于本实施方式中的LED单元1;
本发明的端子部件对应于本实施方式中的中间端子5;本发明的平面导线对应于本实施方式中的导线101; 本发明的覆盖部件对应于本实施方式中的非导电层片102; 本发明的壳体可接合部分对应于本实施方式中的可接合凸起部分110;
本发明的穿入连接部分对应于本实施方式中的穿入片63; 本发明的防脱落装置对应于本实施方式中的垫片8;以及
本发明的沿长度方向的长度对应于本实施方式中的宽度H。 本发明不仅限于上述实施方式并能够以各种其它实施方式进行实施。 带状电缆100可以用任意的非导电层片102覆盖，该非导电层片102由 可以容易地连接穿入端子6的绝缘材料制成，带状电缆100不特殊局限于本 实施方式中描述的带状电缆。特别地，非导电层片102的材料优选为PET
端子部件可以是H形、方形、U形或类似形状，也可以具有如附图所示 的相互连接的两个方形的形状。所述端子部件可以具有能够在组装过程中 "保持"和"连接"LED芯片3和电阻器4的任意形状。 所述LED装置可以为发光二极管。 穿入片63优选为朝向其末端逐渐变细。
权利要求
1.一种连接结构，该连接结构包括第一壳体，该第一壳体用于保持发光二极管元件；连接端子，该连接端子用于使所述发光二极管元件电连接到电缆；第二壳体，该第二壳体与所述第一壳体相对于所述电缆相对地定位并与所述第一壳体配合安装，以将所述电缆保持和连接在所述第二壳体与第一壳体之间；以及端子部件，该端子部件用于使所述第一壳体保持所述发光二极管元件以及将所述发光二极管元件连接到所述连接端子；其中所述端子部件包括至少一对凸起的弯曲部；其中一个所述凸起的弯曲部与所述第一壳体接合；另一个所述凸起的弯曲部将所述发光二极管元件按压到所述连接端子；所述电缆由带状电缆形成，该带状电缆包括多个平面导线和用于整体地覆盖所述多个平面导线以提供平面形状的覆盖部件，所述多个平面导线定位为在该多个平面导线之间沿宽度方向设置有预定的距离；所述连接端子包括穿过并连接到所述平面导线的穿入连接部分；以及所述平面导线由磷青铜制成并具有480-550MPa的抗拉强度，该磷青铜由锡、磷、铜和不可避免的杂质形成，而所述穿入连接部分由强度高于所述平面导线并具有导电性的高强度导电件形成。
2. 根据权利要求1所述的连接结构，其中，所述发光二极管元件和所述 发光二极管元件被按压到的所述连接端子设置在所述一对凸起的弯曲部之 间。
3. 根据权利要求1或2所述的连接结构，其中，所述带状电缆包括能够与所述第一壳体或所述第二壳体接合的壳体可接合部分。
4. 根据权利要求l、 2或3所述的连接结构，其中，所述第二壳体设置 有用于防止穿过所述带状电缆的所述穿入连接部分脱落的防脱落装置。
5. 根据权利要求4所述的连接结构，其中 所述穿入连接部分具有大致为矩形的横截面； 所述防脱落装置大致为具有内部圆孔的圆形；以及 所述防脱落装置的所述孔的直径与所述穿入连接部分的矩形横截面的沿纵向的长度基本匹配。
6. 根据权利要求4或5所述的连接结构，其中，所述防脱落装置与所述 第二壳体分离地形成。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种能够容易地将LED元件连接到带状电缆的连接结构。LED单元(1)包括上部壳体(7)、穿入端子(6)、下部壳体(9)和中间端子(5)。LED芯片(3)通过凸起的弯曲部(51)按压到穿入端子(6)以将LED芯片(3)电连接到带状电缆(100)。包括在带状电缆(100)中的导线(101)由磷青铜制成并具有480-550MPa的抗拉强度，该磷青铜由锡(Sn)、磷(P)、铜(Cu)和不可避免的杂质形成，而穿过导线(101)的穿入端子(6)的穿入片(63)由铜合金形成，该铜合金具有的强度高于导线(101)的强度并具有导电性。
文档编号H01L33/62GK101586793SQ20091020321
公开日2009年11月25日 申请日期2009年5月20日 优先权日2008年5月23日
发明者久保木尚文, 佐藤正信, 佐野可定, 木村茂树, 柴田献一, 榎本宪嗣, 池田刚英, 薮武宣 申请人:丰田纺织株式会社;古河电气工业株式会社;古河As株式会社