TWI504027B - 光源模組及其製造方法 - Google Patents

Description

光源模組及其製造方法

本發明是有關於一種光源模組，且特別是有關於一種利用焊接的方式來將燈條固定在背板上之光源模組及製造方法。

請參照第1圖及第2圖，第1圖係繪示一種習知將燈條焊接在背板上的焊接過程示意圖，第2圖係繪示一種習知燈條焊接在背板上的裝置示意圖。在一般背光模組中，燈條110係直接焊接在背板130上。在焊接之前，燈條110係直接放置在背板130上，使燈條110的底面110a完全貼合背板130的表面130a。接著，利用焊接裝置190從燈條110的背面110b與背板130的表面130a間的縫隙150開始焊接，而使燈條110固定在背板130上。

如第1圖所示，在焊接過程中，燈條110的熱傳遞區域A1形狀是略呈1/4圓形，而背板130的熱傳遞區域A2則是呈半圓形。代表在焊接過程中，燈條110與背板130熱傳遞路徑長度、範圍不同，導致焊接時燈條110與背板130所承受的熱應力並不均勻。而且，在焊接的過程中，縫隙150周圍的位置會先受熱而熔融，導致焊接完成後的燈 條110並非直立而相對於背板130傾斜(如第2圖所示)，或是背板130出現不規則的翹曲，進而增加焊接難度，而影響焊接品質以及整體背光模組的光學效率。

此外，如第2圖所示，在焊接結束後，燈條110的底面110a與背板130的表面130a之間會產生熔接層170。此熔接層170的主要可將燈條110所產生的熱傳遞至背板130，進而排至外界。因此，熔接層170的深度D1為有效導熱範圍深度。也就是說，熔接層170的深度D1越大，代表熔接層170的面積越大，導熱效果越好。但是，如果要達到一定的深度D1，焊接所需的能量則越高。而如第1圖所示，在焊接過程中，燈條110與背板130之間的縫隙150會先承受極高的溫度。當焊接的動作持續進行以使深度D1增加時，焊接所需的能量及溫度也隨之增加，如此易導致整個燈條110因溫度過高而損毀。

因此，本發明之一目的是在提供一種光源模組及其製造方法，其係在背板與燈條之間形成焊接處理區以隔開背板與燈條。當進行雷射焊接時，雷射焊接所使用之雷射光可於背板與燈條之間反射而快速熔融焊接處理區中之部分背板與燈條，進而使熔融後所形成之熔融材料可在焊接處理區中流動而填充在焊接處理區中，使燈條接合在背板上。因此，可有效利用雷射光的熱能，而降低雷射焊接之功率，並可快速熔融連接部。此外，雷射焊接之功率降低可避免燈條在焊接的過程中損毀及背板不正常翹曲的問 題。

根據本發明之上述目的，提出一種光源模組之製造方法。此光源模組之製造方法包含以下步驟。提供背板及燈條。其中，燈條包含基板及複數個發光二極體。發光二極體係設置在基板之安裝面上。放置燈條於背板上，並在背板與基板之間形成焊接處理區。其中，焊接處理區為空氣界面。利用焊接方式熔融燈條及/或背板，以產生熔融材料填充於焊接處理區中，以將基板固定在背板上。

依據本發明一實施例，上述之熔融材料填充於焊接處理區後將形成熔接層，基板係透過熔接層固定在背板上。

依據本發明另一實施例，上述將燈條放置於背板上的步驟之前，更包含形成至少一連接部於背板之表面上或基板之底面上之步驟，以隔開燈條與背板而形成焊接處理區。

依據本發明又一實施例，上述之形成連接部的步驟包含利用沖壓方式。

依據本發明再一實施例，上述之形成連接部的步驟更包含同時形成至少一凹陷部於背板之表面的相對面或燈條之底面的相對面上，且凹陷部係對應連接部。

依據本發明再一實施例，上述之放置燈條於背板上的步驟包含在基板與背板之間形成小於90度的夾角。

依據本發明再一實施例，上述之利用焊接方式的步驟包含將雷射光以12度至20度的入射角射入焊接處理區中。

依據本發明再一實施例，上述之每一個連接部之高度為從0.04mm至0.12mm。

依據本發明再一實施例，上述之安裝面垂直於基板之底面。

根據本發明之上述目的，另提出一種光源模組。此光源模組包含背板、燈條以及至少一連接部。燈條係利用熔接層接合在背板之表面上。連接部位於背板及燈條之間，並鄰接於熔接層。

依據本發明一實施例，上述之燈條包含基板及複數個發光二極體。發光二極體係設置在基板之安裝面上。

依據本發明另一實施例，上述之安裝面垂直於基板之底面。

依據本發明又一實施例，上述之連接部為背板之沖壓凸起結構或燈條之沖壓凸起結構。

依據本發明再一實施例，上述之背板更包含至少一個凹陷部，位於背板之表面的相對面或燈條之底面的相對面上。

110‧‧‧燈條

110a‧‧‧底面

110b‧‧‧背面

130‧‧‧背板

130a‧‧‧表面

150‧‧‧縫隙

170‧‧‧熔接層

190‧‧‧焊接裝置

200‧‧‧製造方法

201‧‧‧步驟

202‧‧‧步驟

203‧‧‧步驟

204‧‧‧步驟

300‧‧‧光源模組

310‧‧‧燈條

312‧‧‧基板

312a‧‧‧安裝面

312b‧‧‧底面

312c‧‧‧頂面

314‧‧‧發光二極體

330‧‧‧背板

330a‧‧‧表面

330b‧‧‧表面

350‧‧‧連接部

350a‧‧‧熔接層

370‧‧‧凹陷部

390‧‧‧焊接處理區

400‧‧‧雷射光

D1‧‧‧深度

D2‧‧‧深度

H‧‧‧高度

α‧‧‧入射角

θ‧‧‧夾角

A1‧‧‧熱傳遞區域

A2‧‧‧熱傳遞區域

A3‧‧‧熱傳遞區域

A4‧‧‧熱傳遞區域

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖係繪示一種習知將燈條焊接在背板上的焊接過程示意圖。

第2圖係繪示一種習知燈條焊接在背板上的裝置示意 圖。

第3圖係繪示依照本發明之一實施方式的一種光源模組之製造方法之流程圖。

第4A圖至第4C圖係繪示依照本發明一實施方式之一種光源模組之製造過程示意圖。

第5圖係繪示依照本發明一實施方式之一種光源模組之組件示意圖。

第6圖係繪示依照本發明一實施方式之一種光源模組之裝置示意圖。

請同時參照第3圖以及第4A圖至第4C圖。第3圖係繪示依照本發明之一實施方式的一種光源模組之製造方法之流程圖，第4A圖至第4C圖係繪示依照本發明一實施方式之一種光源模組之製造過程示意圖。本發明之一實施方式主要是提供一個光源模組之製造方法200。在本實施方式中，製作光源模組時，可先進行步驟201，以提供燈條310以及背板330。如第4B圖所示，燈條310包含基板312及複數個發光二極體314。基板312具有安裝面312a、底面312b及頂面312c。其中，底面312b與頂面312c分別位於基板312之相對二側，而安裝面312a接合於底面312b與頂面312c之間，即安裝面312a之相對二邊分別與底面312b與頂面312c接合。在一實施例中，安裝面312a係垂直底面312b。發光二極體314係設置在基板312的安裝面312a上。另一方面，背板330具有相對之表面330a與330b。

接著，進行步驟202，以形成至少一個連接部350於背板330之表面330a上。如第4A圖所示，在本實施方式中，背板330的材料可為鋁，且連接部350係透過從背板330之表面330b朝另一表面330a沖壓的方式凸設在背板330之表面330a上。也就是說，在形成連接部350的同時，背板330之表面330b會產生對應連接部350之凹陷部370。在一些實施例中，連接部350可為凸點、凸塊或凸條。在一例子中，在背板330的尺寸為700mm*150mm*1mm，以及燈條310的尺寸為700mm*2.7mm*2mm的條件下，每一個連接部350為直徑1.48mm至1.52mm的凸點，其高度H為從0.04mm至0.12mm。而且，其中兩相鄰連接部350的間距為4.98mm至5.02mm。

欲陳明者，本實施方式的連接部350係形成在背板330的表面330a上。但在其他實施例中，連接部亦可形成於基板312之底面312b上。在這樣的實施例中，同樣可利用從基板312之頂面312c朝底面312b沖壓的方式，在基板312之底面312b上形成數個如第4A圖所示之連接部350般的連接部。此外，在本實施例中，在形成連接部350的同時，基板312之頂面312c會產生對應連接部350之凹陷部370。在一實施例中，燈條310之基板312的材料可為鋁。

隨後，進行步驟203，以將燈條310放置在背板330上，並使連接部350位於背板330之表面330a與基板312之底面312b之間。也就是說，連接部350可用來隔開燈條310與背板330，並使燈條310與背板330之間形成焊接處 理區390。在本實施例中，焊接處理區390為空氣界面。由第4B圖可知，連接部350具有高度H，故當燈條310放置在背板330上時，基板312的底面312b與背板330的表面330a之間並不會完全貼合，而有一段距離，且此距離即為連接部350之高度H。欲陳明者，本實施例係利用沖壓的方式在背板330或基板312直接形成連接部350僅為示範說明用，並非用以限制本發明。在其他實施例中，亦可透過例如使用墊片或其他方式來隔開燈條310與背板330，以在燈條310與背板330之間形成焊接處理區390。

將燈條310設置在背板330上之後，進行步驟204，利用焊接方式熔融燈條310與背板330，以利用連接部350周遭之背板330或基板312熔融後所形成之熔融材料將基板312固定在背板330之表面330a上。在焊接過程中，背板330或基板312熔融後所形成之熔融材料可在焊接處理區390中流動而填充在焊接處理區390中，以連接基板312與背板330。在本實施方式中，焊接方式主要是將雷射光400射入基板312的底面312b與背板330的表面330a間的焊接處理區390中，並利用雷射光400可在底面312b與表面330a之間來回反射，而可有效利用雷射光來快速熔融燈條310與背板330，而可使燈條310結合在背板330上。此外，透過連接部350以及焊接處理區390的設計，使燈條310之底面312b及背板330的表面330a可直接受到雷射光之作用，進而可控制燈條310下方進行之雷射焊接所形成之熔融材料。

如第4C圖所示，在一實施例中，於進行焊接之前，可將燈條310傾斜設置在背板330上。也就是說，可利用治具，而使基板312與背板330之間形成小於90度的夾角θ。當焊接結束後，因受熱而熔融的部分基板312與背板330會冷卻而凝固內縮。因此，將燈條310傾斜設置在背板330的方式可藉由部分基板312與背板330冷卻內縮後所產生的應力來使燈條310的基板312垂直於背板330。此外，透過調整連接部350的高度H以及基板312與背板330間形成夾角θ，有利於控制背板330的翹曲程度，藉此提高焊接後之背板330的平整度，而可提升產品品質。

請繼續參照第4C圖，在焊接的過程中，燈條310的熱傳遞區域A3以及背板330的熱傳遞區域A4皆呈半圓形。也就是說，雷射光400射入基板312的底面312b與背板330的表面330a之間時的熱傳遞區域係由連接部350為中心，均勻的傳導至基板312的底面312b與背板330的表面330a中，使得基板312與背板330在焊接時可承受均勻的熱應力，可有效降低焊接難度，提高焊接品質。

請繼續參照第4C圖，在一實施例中，焊接方式的步驟包含將雷射光400以12度至20度的入射角α射入基板312的底面312b與背板330的表面330a之間。其中，入射角α係指雷射光400的入射方向與背板330的表面330a之間的夾角。在一實施例中，本發明所使用之雷射光點尺寸為0.03mm，且功率為430W至480W。

請參照第5圖，其係繪示依照本發明一實施方式之 一種光源模組之組件示意圖。在將燈條310焊接在背板330之前，在背板330的表面330a或燈條310的底面312b上必須先形成連接部350以在燈條310與背板330之間保持一段距離。因此，在進行焊接之前，不論是直接在背板330或燈條310上外加或直接加工以形成連接部350，或是向供應商直接購買如第5圖所示之具有連接部350的背板330或燈條310來完成焊接前的準備動作，均應落入本發明之保護範圍。

請同時參照第3圖及第6圖，其係繪示依照本發明一實施方式之一種光源模組之裝置示意圖。本實施方式的光源模組300係利用製造方法200所製成。光源模組300包含燈條310以及背板330。燈條310係利用前述第3圖步驟204之焊接方式所形成之熔接層350a而接合在背板330之表面330a上。也就是說，在進行步驟204時，焊接處理區390中的部分背板330與基板312會在焊接的過程中熔融而形成熔接層350a，藉由此熔接層350a可結合燈條310以及背板330。欲陳明者，在製造方法200中，用來隔開燈條310及背板330的連接部350不一定會完全在焊接過程中熔融。因此，前述光源模組300之熔接層350a係位於連接部350旁。

請繼續參照第3圖及第6圖，在一實施例中，在將燈條310焊接在背板330上之後，可利用研磨裝置研磨背板330的表面330b，以消除凹陷部370與表面330b之高低落差，進而使背板330的表面330b平坦化。

欲陳明者，熔接層350a的功能與第1圖之熔接層170的功能相同，同樣可以將燈條310所產生的熱傳遞至背板330而排至外界。由於本發明可有效利用雷射光，並降低雷射焊接的功率以及溫度，故可在不損壞燈條310的條件下，增加熔接層350a的深度D2，藉此達到增加整體光源模組300之良率的功效。

由上述本發明實施方式可知，本發明係在背板與燈條之間形成焊接處理區以隔開背板與燈條。當進行焊接時，焊接所使用之雷射光可於背板與燈條之間反射而快速熔融焊接處理區之背板與燈條，進而使熔融後所形成之熔融材料可在焊接處理區中流動而填充在焊接處理區中，以使燈條接合在背板上。因此，可有效利用雷射光的熱能，而降低雷射焊接之功率。此外，焊接之功率降低可避免燈條在焊接的過程中損毀及背板不正常翹曲的問題。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

300‧‧‧光源模組

310‧‧‧燈條

330‧‧‧背板

330a‧‧‧表面

330b‧‧‧表面

350‧‧‧連接部

350a‧‧‧熔接層

370‧‧‧凹陷部

D2‧‧‧深度

Claims (14)

1. 一種光源模組之製造方法，包含：提供一背板及一燈條，其中該燈條包含一基板、及複數個發光二極體設置在該基板之一安裝面上；放置該燈條於該背板上，並在該燈條與該背板之間形成一焊接處理區，該焊接處理區為一空氣界面；以及利用一焊接方式熔融該燈條及/或該背板，以產生一熔融材料填充於該焊接處理區中，以將該基板固定在該背板上。
2. 如請求項1所述之光源模組之製造方法，其中該熔融材料填充於該焊接處理區後將形成一熔接層，該基板係透過該熔接層固定在該背板上。
3. 如請求項1所述之光源模組之製造方法，其中在將該燈條放置於該背板上的步驟之前，更包含形成至少一連接部於該背板之一表面上或該基板之一底面上之步驟，以隔開該燈條與該背板而形成該焊接處理區。
4. 如請求項3所述之光源模組之製造方法，其中形成該至少一連接部的步驟包含利用一沖壓方式。
5. 如請求項3所述之光源模組之製造方法，其中形成該至少一連接部的步驟更包含同時形成至少一凹陷部於該背板之該表面的相對面或該燈條之該底面的相對面上，且該 至少一凹陷部係對應該至少一連接部。
6. 如請求項1所述之光源模組之製造方法，其中放置該燈條於該背板上的步驟包含在該基板與該背板之間形成小於90度的夾角。
7. 如請求項1所述之光源模組之製造方法，其中利用該焊接方式的步驟包含將一雷射光以12度至20度的入射角射入該焊接處理區中。
8. 如請求項3所述之光源模組之製造方法，其中該至少一連接部之高度為從0.04mm至0.12mm。
9. 如請求項1所述之光源模組之製造方法，其中該安裝面垂直於該基板之一底面。
10. 一種光源模組，包含：一背板；一燈條，該燈條係利用一熔接層接合在該背板之一表面上，其中該熔接層係由該燈條及/或該背板熔融所形成；以及至少一連接部，位於該背板及該燈條之間，並鄰接於該熔接層。
11. 如請求項10所述之光源模組，其中該燈條包含一 基板、及複數個發光二極體設置在該基板之一安裝面上。
12. 如請求項11所述之光源模組，其中該安裝面垂直於該基板之一底面。
13. 如請求項10所述之光源模組，其中該至少一連接部為該背板之一沖壓凸起結構或該燈條之一沖壓凸起結構。
14. 如請求項10所述之光源模組，其中該背板更包含至少一凹陷部，位於該背板之該表面的相對面或該燈條之一底面的相對面上。