TWI720931B - 發光散熱模組的製造方法 - Google Patents
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Abstract
一種發光散熱模組的製造方法，步驟包含：將發光元件與電連接器以高溫焊料焊接於金屬電路板的正面，而形成燈條；製備散熱件，該散熱件具有主板體及垂直連接於該主板體一側緣的板狀承載部，該承載部具有朝向該主板體的安裝面以供設置該燈條；在該安裝面塗布低溫焊料，該低溫焊料的熔點低於該高溫焊料的熔點；將該燈條放置於該安裝面並以該金屬電路板的背面與該低溫焊料接觸；及用治具將該燈條與該承載部壓緊，再使該低溫焊料熔融以將該燈條焊接於該安裝面。
Description
本發明是有關於一種發光散熱模組的製造方法，特別是指一種用於顯示器的發光散熱模組的製造方法及其製品。
隨著發光二極體技術的演進，目前顯示器的光源大多採用發光二極體(LED)。由於高功率發光二極體在運作時會產生大量的熱，若不能有效地散熱，將會影響發光二極體的發光效能及使用壽命，所以顯示器的LED光源必須搭配散熱件一起使用。
現有的顯示器的厚度越來越薄型化，使得能安裝燈條和散熱件的空間相當受限，而且燈條非常窄長不易與散熱件焊接，因而目前常見用於顯示器的LED燈條，通常是藉由散熱膠帶、散熱膏及導熱矽膠等與散熱件黏合固定。然而，散熱膠帶、散熱膏及導熱矽膠等材料的導熱係數較低，容易造成熱阻而影響散熱效能，尤其在LED功率更為提高的狀況下，如何提高散熱效能為需要解決的問題。
因此，本發明之其中一目的，即在提供一種可以解決
前述問題的發光散熱模組的製造方法。
於是，本發明發光散熱模組的製造方法在一些實施態樣中，步驟包含：將發光元件與電連接器以高溫焊料焊接於金屬電路板的正面，而形成燈條；製備散熱件，該散熱件具有主板體及垂直連接於該主板體一側緣的板狀承載部，該承載部具有朝向該主板體的安裝面以供設置該燈條；在該安裝面塗布低溫焊料，該低溫焊料的熔點低於該高溫焊料的熔點；將該燈條放置於該安裝面並以該金屬電路板的背面與該低溫焊料接觸；及用治具將該燈條與該承載部壓緊，再使該低溫焊料熔融以將該燈條焊接於該安裝面。
在一些實施態樣中，該金屬電路板於焊接前先經過表面處理且將表面粗糙化。
在一些實施態樣中，該金屬電路板為鋁基板，且在焊接前該金屬電路板表面先經過鋅置換處理再鍍鎳。
在一些實施態樣中，該安裝面設有鄰近該安裝面邊緣的容溢凹槽，用以容納溢出的該低溫焊料。
在一些實施態樣中，該治具與該燈條大致等長，並具有彼此相對的第一壓抵部和第二壓抵部，及連接該第一壓抵部與該第二壓抵部的彈性連接部，該第一壓抵部與該第二壓抵部分別壓抵於該金屬電路板與該承載部，而將該金屬電路板與該承載部夾置於該第一壓抵部與該第二壓抵部之間。
在一些實施態樣中，該高溫焊料的熔點介於240至260℃，該低溫焊料的熔點介於160至180℃。
在一些實施態樣中，使用治具前，先在該燈條與該承載部周圍以雷射焊或碰焊方式預固定。
因此，本發明之其中另一目的，即在提供一種可提高散熱效能的發光散熱模組。
於是，本發明發光散熱模組在一些實施態樣中，是包含。
在一些實施態樣中，該安裝面設有鄰近該安裝面邊緣的容溢凹槽，用以容納焊接該燈條時溢出的焊料。
本發明具有以下功效：藉由該治具將該燈條與該承載部壓緊，能夠避免在焊接過程中該低溫焊料產生氣泡，以及避免在焊接過程中該散熱件因應力作用與該燈條分離。藉由該低溫焊料的熔點低於該高溫焊料的熔點，能夠在將該燈條與該散熱件焊接時確保焊接於該金屬電路板的發光元件和電連接器不會解焊。藉此能將該燈條良好地焊接於該散熱件，以增加散熱效能。
100:發光散熱模組
1:燈條
11:金屬電路板
12:發光元件
13:電連接器
2:散熱件
21:主板體
22:承載部
221:安裝面
222:容溢凹槽
3:治具
31:第一壓抵部
32:第二壓抵部
33:彈性連接部
4:外殼
S1:步驟
S2:步驟
S3:步驟
S4:步驟
S5:步驟
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：
圖1是本發明發光散熱模組的製造方法的實施例之步驟流程圖；圖2是該實施例之燈條的不完整立體圖；圖3是該實施例之散熱件的不完整立體圖；圖4是說明該實施例之燈條與散熱件之對應關係的不完整立體分解圖；圖5是說明該實施例之燈條與散熱件組合的不完整立體圖；圖6是說明該實施例之燈條與散熱件之組合與治具之對應關係的不完整立體分解圖；圖7是說明該實施例之治具夾置燈條及散熱件的不完整立體圖；及圖8是說明該實施例製成之發光散熱模組組裝於一顯示器外殼的立體圖。
參閱圖1，本發明發光散熱模組的製造方法之一實施例，包含以下步驟：步驟S1，將發光元件與電連接器以高溫焊料焊接於金屬電路板的正面，而形成燈條；步驟S2，製備散熱件，該散熱件具有主板體及垂直連
接於該主板體一側緣的板狀承載部，該承載部具有朝向該主板體的安裝面以供設置該燈條；步驟S3，在該安裝面塗布低溫焊料，該低溫焊料的熔點低於該高溫焊料的熔點；步驟S4，將該燈條放置於該安裝面並以該金屬電路板的背面與該低溫焊料接觸；及步驟S5，用治具將該燈條與該承載部壓緊，再使該低溫焊料熔融以將該燈條焊接於該安裝面。
本實施例的各步驟具體說明如下：參閱圖2，在本實施例中，步驟S1是將多個發光元件12與兩個電連接器13以高溫焊料(未圖示)焊接於一金屬電路板11的正面，而形成一燈條1。在本實施例所採用的發光元件12為LED、金屬電路板11為鋁基板，電連接器13用以連接電源以提供發光元件12電力。該金屬電路板11於焊接前先經過表面處理且將表面粗糙化，以能增加與發光元件12及電連接器13的焊接結合力。具體而言，本實施例之金屬電路板11為鋁基板，在焊接前鋁基板表面先經過「鋅置換處理」再鍍鎳。「鋅置換處理」是先利用硝酸咬蝕鋁材後，讓鋅離子可以置換到鋁材的表面上，當「鋅置換處理」完成，鋁材的表面即形成一層鋅金屬薄膜，而且「鋅置換處理」有先利用硝酸咬蝕鋁材，也使鋁材表面粗糙化。在「鋅置換處理」之後再將
金屬電路板11表面鍍鎳以避免金屬電路板11表面氧化，藉由鎳層形成保護膜後再進行焊接程序。在本實施例中，該高溫焊料的熔點介於240至260℃。
參閱圖3與圖4，具體說明本實施例之步驟S2。製備一散熱件2，該散熱件2具有主板體21及垂直連接於該主板體21一側緣的板狀承載部22，該承載部22具有朝向該主板體21的安裝面221以供設置該燈條1。在本實施例中，散熱件2以鋁擠型方式製作，其形狀配合一顯示器的外殼4(見圖8)，該主板體21用以安裝於顯示器外殼4的後壁內側，該承載部22與該主板體21垂直連接，而使安裝於該承載部22的該燈條1能位於背光模組(未圖示)的側邊，以提供側向入光式背光模組光源。在本實施例中，該安裝面221設有鄰近該安裝面221邊緣的容溢凹槽222，用以於後續步驟容納溢出的該低溫焊料。在本實施例中，該容溢凹槽222位於相鄰該承載部22與該主板體21之連接處，而在變化的實施態樣，該容溢凹槽222也可以設於相鄰另一邊緣處(即連接處的相對邊)，或是兩邊都設也可以。
參閱圖4與圖5，步驟S3是在該安裝面221塗布低溫焊料(未圖示)，該低溫焊料的熔點低於該高溫焊料的熔點，在本實施例中，該低溫焊料的熔點介於160至180℃。步驟S4是將該燈條1放置於該安裝面221並以該金屬電路板11的背面與該低溫焊料接
觸，以藉由該低溫焊料將金屬電路板11焊接於該安裝面221。
參閱圖6與圖7，步驟S5是用一治具3將該燈條1與該承載部22壓緊，再使該低溫焊料熔融以將該燈條1焊接於該安裝面221。藉由該治具3將該燈條1與該承載部22壓緊，能夠避免在焊接過程中該低溫焊料產生氣泡，以及避免在焊接過程中該散熱件2因應力作用與該燈條1分離。藉由該低溫焊料的熔點低於該高溫焊料的熔點，能夠在將該燈條1與該散熱件2焊接時確保焊接於該金屬電路板11的發光元件12和電連接器13不會解焊。在本實施例中，使用治具3前，還先在該燈條1與該承載部22周圍以雷射焊或碰焊方式預固定，而使該燈條1與該承載部22能相對定位，藉此使安裝治具3的步驟更為容易。在本實施例中，該治具3與該燈條1大致等長，並具有彼此相對的第一壓抵部31和第二壓抵部32，及連接該第一壓抵部31與該第二壓抵部32的彈性連接部33，該第一壓抵部31與該第二壓抵部32分別壓抵於該金屬電路板11與該承載部22，而將該金屬電路板11與該承載部22夾置於該第一壓抵部31與該第二壓抵部32之間。在焊接完成後，可以將治具3取下，而完成發光散熱模組。
參閱圖8，製成之發光散熱模組100適用於設置在平面或曲面顯示器(未圖示)，該散熱件2用以安裝於顯示器的外殼4。
將本實施例製成之發光散熱模組100與習知以散熱膠
帶結合燈條1與散熱件2的發光散熱模組100比較，能夠大幅提升散熱效能。以本實施例之發光散熱模組100為實驗例，另以與實驗例相同結構的散熱件2及燈條1而以導熱係數k=1的導熱膠帶結合燈條1及散熱件2做為比較例，在相同的測試條件下，實驗例之發光元件12的表面溫度為69.8℃，而比較例之發光元件12的表面溫度為86.6℃，由測試結果可證明本實施例製成之發光散熱模組100能夠大幅提升散熱效能。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
S1:步驟
S2:步驟
S3:步驟
S4:步驟
S5:步驟
Claims (7)
- 一種發光散熱模組的製造方法，步驟包含：將發光元件與電連接器以高溫焊料焊接於金屬電路板的正面，而形成燈條；製備散熱件，該散熱件具有主板體及垂直連接於該主板體一側緣的板狀承載部，該承載部具有朝向該主板體的安裝面以供設置該燈條；在該安裝面塗布低溫焊料，該低溫焊料的熔點低於該高溫焊料的熔點；將該燈條放置於該安裝面並以該金屬電路板的背面與該低溫焊料接觸；及用治具將該燈條與該承載部壓緊，再使該低溫焊料熔融以將該燈條焊接於該安裝面。
- 如請求項1所述發光散熱模組的製造方法，其中，該金屬電路板於焊接前先經過表面處理且將表面粗糙化。
- 如請求項2所述發光散熱模組的製造方法，其中，該金屬電路板為鋁基板，且在焊接前該金屬電路板表面先經過鋅置換處理再鍍鎳。
- 如請求項1所述發光散熱模組的製造方法，其中，該安裝面設有鄰近該安裝面邊緣的容溢凹槽，用以容納溢出的該低溫焊料。
- 如請求項1所述發光散熱模組的製造方法，其中，該治具與該燈條大致等長，並具有彼此相對的第一壓抵部和第二壓抵部，及連接該第一壓抵部與該第二壓抵部的彈 性連接部，該第一壓抵部與該第二壓抵部分別壓抵於該金屬電路板與該承載部，而將該金屬電路板與該承載部夾置於該第一壓抵部與該第二壓抵部之間。
- 如請求項1所述發光散熱模組的製造方法，其中，該高溫焊料的熔點介於240至260℃，該低溫焊料的熔點介於160至180℃。
- 如請求項1所述發光散熱模組的製造方法，其中，使用治具前，先在該燈條與該承載部周圍以雷射焊或碰焊方式預固定。
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