(57)【要約】【課題】光源モジュール及びその製造方法を提供する。【解決手段】裏板、及び基板と、基板の取付面に設けられた複数の発光ダイオードと、を含むライトバーを提供する工程と、ライトバーを裏板に置き、裏板と基板との間に、空気界面を含むはんだ付け処理領域を形成する工程と、はんだ付けによりライトバー及び／又は裏板を溶融して、はんだ付け処理領域に充填される溶融材料を生成して、基板を裏板に固定する工程と、を備える光源モジュールの製造方法。【選択図】図６
2015204286.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
裏板、及び基板と、前記基板の取付面に設けられた複数の発光ダイオードと、を含むライトバーを提供する工程と、
前記ライトバーを前記裏板に置き、前記ライトバーと前記裏板との間に、空気界面を含むはんだ付け処理領域を形成する工程と、
はんだ付けにより前記ライトバー及び／又は前記裏板を溶融して、前記はんだ付け処理領域に充填される溶融材料を生成して、前記基板を前記裏板に固定する工程と、
を備える光源モジュールの製造方法。
【請求項２】
前記溶融材料は、前記はんだ付け処理領域に充填されてから溶接層を形成し、前記基板が前記溶接層を介して前記裏板に固定される請求項１に記載の光源モジュールの製造方法。
【請求項３】
前記ライトバーを前記裏板に置く工程の前に、少なくとも１つの接続部を前記裏板の表面又は前記基板の底面に形成して、前記ライトバーと前記裏板を仕切って前記はんだ付け処理領域を形成する工程を更に含む請求項１又は請求項２に記載の光源モジュールの製造方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つの接続部を形成する工程は、スタンピング方式を利用することを含む請求項３に記載の光源モジュールの製造方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つの接続部を形成する工程は、同時に、前記少なくとも１つの接続部に対応する少なくとも１つの凹部を前記裏板の前記表面の対向面又は前記ライトバーの前記底面の対向面に形成することを更に含む請求項３又は請求項４に記載の光源モジュールの製造方法。
【請求項６】
前記ライトバーを前記裏板に置く工程は、前記基板と前記裏板との間に９０度未満の夾角を形成することを含む請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の光源モジュールの製造方法。
【請求項７】
前記取付面は、前記基板の底面に垂直となる請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の光源モジュールの製造方法。
【請求項８】
裏板と、
溶接層を介して前記裏板の表面に接合されるライトバーと、
前記裏板と前記ライトバーとの間に位置し、前記溶接層に隣接する少なくとも１つの接続部と、
を含む光源モジュール。
【請求項９】
前記ライトバーは、基板と、前記基板の取付面に設けられた複数の発光ダイオードと、を含む請求項８に記載の光源モジュール。
【請求項１０】
前記取付面は、前記基板の底面に垂直となる請求項９に記載の光源モジュール。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの接続部は、前記裏板のスタンピングによる突起構造又は前記ライトバーのスタンピングによる突起構造である請求項８から請求項１０のいずれか一項に記載の光源モジュール。
【請求項１２】
前記裏板は、前記裏板の前記表面の対向面又は前記ライトバーの底面の対向面に位置する少なくとも１つの凹部を更に含む請求項８から請求項１１のいずれか一項に記載の光源モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源モジュールに関し、特に、はんだ付けによりライトバーを裏板に固定する光源モジュール及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１及び図２を参照されたい。図１は、ライトバーを裏板にはんだ付けする従来のはんだ付け過程を示す模式図である。図２は、ライトバーが裏板にはんだ付けされた従来の装置を示す模式図である。普通のバックライトモジュールにおいて、ライトバー１１０は、直接裏板１３０にはんだ付けされる。はんだ付けする前に、ライトバー１１０は、底面１１０ａが完全に裏板１３０の表面１３０ａに貼り合わせるように、直接裏板１３０に置かれる。続いて、はんだ付け装置１９０によって、ライトバー１１０の裏面１１０ｂと裏板１３０の表面１３０ａとの間の隙間１５０からはんだ付けを行って、ライトバー１１０を裏板１３０に固定させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図１に示すように、はんだ付け過程において、ライトバー１１０の熱伝達領域Ａ１の形は、略１／４の円形となるが、裏板１３０の熱伝達領域Ａ２は、半円形となる。それは、はんだ付け過程において、ライトバー１１０と裏板１３０は、熱伝達経路の長さ、範囲が異なるため、はんだ付けする時にライトバー１１０と裏板１３０の受けられた熱応力が均一ではないことを意味する。そして、はんだ付け過程において、隙間１５０の周りの位置が先に熱で溶融されるため、はんだ付けされたライトバー１１０が直立せずに、裏板１３０に対して傾斜し（図２に示すように）、又は裏板１３０に不規則な反りが発生し、更にはんだ付けの難しさを増やして、はんだ付けの品質及びバックライトモジュール全体の光学効率に影響する。
【０００４】
また、図２に示すように、はんだ付けが終了すると、ライトバー１１０の底面１１０ａと裏板１３０の表面１３０ａとの間に、溶接層１７０が生じる。この溶接層１７０は、主に、ライトバー１１０から発生した熱を裏板１３０に伝達し、更に、外部へ排出することができる。このため、溶接層１７０の深さＤ１は、効果的な熱伝導範囲の深さである。即ち、溶接層１７０の深さＤ１が大きいほど、溶接層１７０の面積が大きくなり、熱伝導の効果が良いことを意味する。しかしながら、特定な深さＤ１に達するために、はんだ付けに必要なエネルギーが高くなる。図１に示すように、はんだ付け過程において、ライトバー１１０と裏板１３０との間の隙間１５０は、先に非常に高い温度を受ける。はんだ付けの動作が持続的に進行して深さＤ１を増加させる場合、はんだ付けに必要なエネルギー及び温度もそれにつれて増加するため、ライトバー１１０全体が高すぎる温度により損壊しやすくなる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このため、本発明の一目的は、上記課題を解決する光源モジュール及びその製造方法を提供することにある。
【０００６】
本発明の上記目的によると、裏板、及び基板と、基板の取付面に設けられた複数の発光ダイオードと、を含むライトバーを提供する工程と、ライトバーを裏板に置き、裏板と基板との間に、空気界面を含むはんだ付け処理領域を形成する工程と、はんだ付けによりライトバー及び／又は裏板を溶融して、はんだ付け処理領域に充填される溶融材料を生成して、基板を裏板に固定する工程と、を備える光源モジュールの製造方法を提出する。
【０００７】
本発明の一実施例によると、前記溶融材料は、はんだ付け処理領域に充填されてから溶接層を形成し、基板が溶接層を介して裏板に固定される。
【０００８】
本発明の別の実施例によると、ライトバーを裏板に置く工程の前に、少なくとも１つの接続部を裏板の表面又は基板の底面に形成して、ライトバーと裏板を仕切ってはんだ付け処理領域を形成する工程を更に含む。
【０００９】
本発明のまた別の実施例によると、接続部を形成する前記工程は、スタンピング方式を利用することを含む。
【００１０】
本発明の更に１つの実施例によると、接続部を形成する前記工程は、同時に、少なくとも１つの接続部に対応する凹部を裏板の表面の対向面又はライトバーの底面の対向面に形成することを更に含む。
【００１１】
本発明の更に１つの実施例によると、ライトバーを裏板に置く前記工程は、基板と裏板との間に９０度未満の夾角を形成することを含む。
【００１２】
本発明の更に１つの実施例によると、前記取付面は、基板の底面に垂直となる。
【００１３】
本発明の上記目的によると、また、裏板と、溶接層を介して裏板の表面に接合されるライトバーと、裏板とライトバーとの間に位置し、溶接層に隣接する少なくとも１つの接続部と、を含む光源モジュールを提出する。
【００１４】
本発明の実施例によると、前記ライトバーは、基板と、基板の取付面に設けられた複数の発光ダイオードと、を含む。
【００１５】
本発明の別の実施例によると、前記取付面は、基板の底面に垂直となる。
【００１６】
本発明のまた別の実施例によると、前記接続部は、裏板のスタンピングによる突起構造又はライトバーのスタンピングによる突起構造である。
【００１７】
本発明の更に１つの実施例によると、前記裏板は、裏板の表面の対向面又はライトバーの底面の対向面に位置する少なくとも１つの凹部を更に含む。
【発明の効果】
【００１８】
上記から、本発明では、裏板とライトバーとの間にはんだ付け処理領域を形成して、裏板とライトバーを仕切ることが判明される。レーザーはんだ付けを行う場合、レーザーはんだ付けに用いられるレーザー光は、裏板とライトバーとの間に反射してはんだ付け処理領域における一部の裏板とライトバーを素早く溶融して、更に溶融による溶融材料をはんだ付け処理領域の中を流れさせてはんだ付け処理領域に充填させて、ライトバーを裏板に接合するようにすることができる。このため、レーザー光の熱エネルギーを効果的に利用して、レーザーはんだ付けの仕事率を減少し、接続部を素早く溶融することができる。また、レーザーはんだ付けの仕事率の低下により、ライトバーのはんだ付け過程中における損壊及び裏板の非正常な反りの問題を解決することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
下記図面の説明は、本発明の前記または他の目的、特徴、メリット、実施例をより分かりやすくするためのものである。
【図１】ライトバーを裏板にはんだ付けする従来のはんだ付け過程を示す模式図である。
【図２】ライトバーを裏板にはんだ付けする従来の装置を示す模式図である。
【図３】本発明の一実施形態による光源モジュールの製造方法を示すフロー図である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態による光源モジュールの製造過程を示す模式図である。
【図４Ｂ】本発明の一実施形態による光源モジュールの製造過程を示す模式図である。
【図４Ｃ】本発明の一実施形態による光源モジュールの製造過程を示す模式図である。
【図５】本発明の一実施形態による光源モジュールのアセンブリを示す模式図である。
【図６】本発明の一実施形態による光源モジュールの装置を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図３及び図４Ａ〜図４Ｃを同時に参照されたい。図３は、本発明の一実施形態による光源モジュールの製造方法を示すフロー図である。図４Ａ〜図４Ｃは、本発明の実施形態による光源モジュールの製造過程を示す模式図である。本発明の一実施形態は、主に、光源モジュールの製造方法２００を提供することにある。本実施形態において、光源モジュールを製造する場合、先に、工程２０１を行って、ライトバー３１０及び裏板３３０を提供してもよい。図４Ｂに示すように、ライトバー３１０は、基板３１２及び複数の発光ダイオード３１４を含む。基板３１２は、取付面３１２ａ、底面３１２ｂ及び頂面３１２ｃを有する。底面３１２ｂと頂面３１２ｃがそれぞれ基板３１２の対向する両側に位置し、取付面３１２ａが底面３１２ｂと頂面３１２ｃとの間に接合され、即ち、取付面３１２ａの対向する両辺がそれぞれ底面３１２ｂと頂面３１２ｃに接合される。一実施例において、取付面３１２ａは、底面３１２ｂに垂直となる。発光ダイオード３１４は、基板３１２の取付面３１２ａに設けられる。一方、裏板３３０は、対向する表面３３０ａと３３０ｂを有する。
【００２１】
続いて、工程２０２を行って、少なくとも１つの接続部３５０を裏板３３０の表面３３０ａに形成する。図４Ａに示すように、本実施形態において、裏板３３０の材料としては、アルミニウムであってもよい。接続部３５０は、裏板３３０の表面３３０ｂから他の表面３３０ａへスタンピングするように、裏板３３０の表面３３０ａに凸設される。即ち、接続部３５０を形成すると同時に、裏板３３０の表面３３０ｂに接続部３５０に対応する凹部３７０が発生する。ある実施例において、接続部３５０は、凸点、凸塊又は凸棒であってもよい。一例において、裏板３３０のサイズが７００ｍｍ×１５０ｍｍ×１ｍｍであり、ライトバー３１０のサイズが７００ｍｍ×２．７ｍｍ×２ｍｍである条件で、複数の接続部３５０のそれぞれは、直径１．４８ｍｍ〜１．５２ｍｍの凸点であり、その高さＨが０．０４ｍｍ〜０．１２ｍｍである。また、隣接する２つの接続部３５０の間隔は、４．９８ｍｍ〜５．０２ｍｍである。
【００２２】
注意すべきなのは、本実施形態の接続部３５０は、裏板３３０の表面３３０ａに形成されるが、その他の実施例において、接続部は、基板３１２の底面３１２ｂに形成されてもよい。このような実施例において、同様に基板３１２の頂面３１２ｃから底面３１２ｂへスタンピングするように、基板３１２の底面３１２ｂに複数の図４Ａに示す接続部３５０のような接続部を形成することができる。また、本実施例において、接続部３５０を形成すると同時に、基板３１２の頂面３１２ｃに接続部３５０に対応する凹部３７０が発生する。一実施例において、ライトバー３１０の基板３１２の材料としては、アルミニウムであってもよい。
【００２３】
その後、工程２０３を行って、接続部３５０が裏板３３０の表面３３０ａと基板３１２の底面３１２ｂとの間に位置させるように、ライトバー３１０を裏板３３０に置く。即ち、接続部３５０は、ライトバー３１０と裏板３３０との間にはんだ付け処理領域３９０を形成するように、ライトバー３１０と裏板３３０を仕切るためのものである。本実施例において、はんだ付け処理領域３９０は、空気界面を含む。図４Ｂから、接続部３５０が高さＨを有するため、ライトバー３１０が裏板３３０に置かれる場合、基板３１２の底面３１２ｂと裏板３３０の表面３３０ａとが完全に貼り合わせずに、一定の距離ができ、且つこの距離が接続部３５０の高さＨであることが判明される。注意すべきなのは、本実施例において、スタンピングにより裏板３３０又は基板３１２に直接接続部３５０を形成することは、単に例示的な説明であり、本発明を限定するものではない。その他の実施例において、例えば、スペーサー又はその他の方式でライトバー３１０と裏板３３０を仕切って、ライトバー３１０と裏板３３０との間にはんだ付け処理領域３９０を形成してもよい。また、スペーサーは、別体の部材として裏板３３０の表面３３０ａに設置して、裏板３３０へスタンピングする必要がない。
【００２４】
ライトバー３１０が裏板３３０に設けられた後、工程２０４を行って、はんだ付けによりライトバー３１０と裏板３３０を溶融して、接続部３５０の周りの裏板３３０又は基板３１２の溶融による溶融材料によって、基板３１２を裏板３３０の表面３３０ａに固定する。はんだ付け過程において、裏板３３０又は基板３１２の溶融による溶融材料は、はんだ付け処理領域３９０に流れてはんだ付け処理領域３９０に充填されることができ、これにより、基板３１２と裏板３３０とを接続させる。本実施形態において、はんだ付け方式としては、主に、レーザー光４００を基板３１２の底面３１２ｂと裏板３３０の表面３３０ａとの間のはんだ付け処理領域３９０に入射し、レーザー光４００を底面３１２ｂと表面３３０ａとの間に往復して反射させることで、レーザー光を効果的に利用してライトバー３１０と裏板３３０を素早く溶融し、ライトバー３１０を裏板３３０に結合させる。また、接続部３５０及びはんだ付け処理領域３９０の設計によって、ライトバー３１０の底面３１２ｂ及び裏板３３０の表面３３０ａが直接レーザー光の作用を受け、更にライトバー３１０の下で行われたレーザーはんだ付けによる溶融材料を制御することができる。
【００２５】
図４Ｃに示すように、一実施例において、はんだ付けを行う前に、ライトバー３１０を裏板３３０に傾斜して設けてもよい。即ち、治具を利用して、基板３１２と裏板３３０との間に９０度未満の夾角θを形成してもよい。はんだ付けが終了すると、熱で溶融した一部の基板３１２と裏板３３０は、冷却により凝固し収縮する。このため、ライトバー３１０を裏板３３０に傾斜して設ければ、一部の基板３１２と裏板３３０が冷却により収縮することで生じた応力によって、ライトバー３１０の基板３１２が裏板３３０に垂直となるようにすることができる。また、接続部３５０の高さＨ及び基板３１２と裏板３３０との間に形成された夾角θを調整することで、裏板３３０の反りの程度の制御に有利し、これにより、はんだ付けした後の裏板３３０の平坦性を向上させ、製品の品質を高める。
【００２６】
また、図４Ｃを参照されたい。はんだ付け過程において、ライトバー３１０の熱伝達領域Ａ３及び裏板３３０の熱伝達領域Ａ４は、何れも半円形となる。即ち、レーザー光４００が基板３１２の底面３１２ｂと裏板３３０の表面３３０ａとの間に入射した熱伝達領域は、接続部３５０を中心として、基板３１２の底面３１２ｂと裏板３３０の表面３３０ａに均一に伝導されるので、基板３１２と裏板３３０がはんだ付けされる場合に、均一な熱応力を受け、はんだ付けする難しさを効果的に減少し、はんだ付けの品質を高めることができる。
【００２７】
また、図４Ｃを参照されたい。一実施例において、はんだ付けの方式の工程としては、レーザー光４００を１２度〜２０度の入射角度αで基板３１２の底面３１２ｂと裏板３３０の表面３３０ａとの間に入射することを含む。入射角度αとは、レーザー光４００の入射方向と裏板３３０の表面３３０ａとの間の夾角である。一実施例において、本発明に用いられるレーザーは、光点サイズが０．０３ｍｍであり、且つ仕事率が４３０Ｗ〜４８０Ｗである。
【００２８】
図５を参照されたい。図５は、本発明の一実施形態による光源モジュールのアセンブリを示す模式図である。ライトバー３１０を裏板３３０にはんだ付けする前に、ライトバー３１０と裏板３３０との間に一定の距離を保つように、裏板３３０の表面３３０ａ又はライトバー３１０の底面３１２ｂに接続部３５０を形成しなければならない。このため、はんだ付けを行う前に、直接裏板３３０又はライトバー３１０に付設や直接加工により接続部３５０を形成する場合、或いは、サプライヤーから図５に示すような接続部３５０を有する裏板３３０又はライトバー３１０を直接購入してはんだ付けする前の準備作業を完成する場合、何れも本発明の保護範囲にある。
【００２９】
図３及び図６を同時に参照されたい。図３及び図６は、本発明の一実施形態による光源モジュールの装置を示す模式図である。本実施形態の光源モジュール３００は、製造方法２００によって製作される。光源モジュール３００は、ライトバー３１０及び裏板３３０を含む。ライトバー３１０は、前記図３の工程２０４のはんだ付けによる溶接層３５０ａにより、裏板３３０の表面３３０ａに接合される。即ち、工程２０４を行う場合、はんだ付け処理領域３９０における裏板３３０と基板３１２の一部は、はんだ付け過程中に溶融して溶接層３５０ａを形成して、この溶接層３５０ａによりライトバー３１０及び裏板３３０を結合することができる。注意すべきなのは、製造方法２００において、ライトバー３１０及び裏板３３０を仕切るための接続部３５０は、はんだ付け過程中に完全に溶融するとは限らない。このため、前記光源モジュール３００の溶接層３５０ａは、接続部３５０の隣に位置する。
【００３０】
また、図３及び図６を参照されたい。一実施例において、ライトバー３１０が裏板３３０にはんだ付けされた後、研磨装置によって裏板３３０の表面３３０ｂを研磨して、凹部３７０と表面３３０ｂとの段差を取り除き、更に、裏板３３０の表面３３０ｂを平坦化してもよい。
【００３１】
注意すべきなのは、溶接層３５０ａと図２の溶接層１７０は、機能が同じであり、いずれもライトバー３１０から発生した熱を裏板３３０に伝達し外部へ排出することができる。本発明において、レーザー光を効果的に利用し、レーザーはんだ付けの仕事率及び温度を低下させることができるため、ライトバー３１０を損害せずに、溶接層３５０ａの深さＤ２を増加することができ、したがって、光源モジュール３００全体の歩留まりを増加する効き目を達成することができる。
【００３２】
上記本発明の実施形態から、本発明では、裏板とライトバーとの間にはんだ付け処理領域を形成して、裏板とライトバーを仕切ることが判明される。はんだ付けを行う場合、はんだ付けに用いられるレーザー光は、裏板とライトバーとの間に反射してはんだ付け処理領域の裏板とライトバーを素早く溶融して、更に溶融による溶融材料をはんだ付け処理領域の中を流れさせてはんだ付け処理領域に充填させて、ライトバーを裏板に接合するようにすることができる。このため、レーザー光の熱エネルギーを効果的に利用し、レーザーはんだ付けの仕事率を減少することができる。また、はんだ付けの仕事率の低下により、ライトバーのはんだ付け過程中における損壊及び裏板の非正常な反りの問題を解決することができる。
【００３３】
本発明を実施形態で前述の通り開示したが、これは本発明を限定するためのものではなく、当業者であれば、本発明の精神と範囲から逸脱しない限り、各種の変更や修正を加えることができる。従って、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲で指定した内容を基準とするものである。
【符号の説明】
【００３４】
１１０、３１０  ライトバー
１１０ａ、３１２ｂ  底面
１１０ｂ  裏面
１３０、３３０  裏板
１３０ａ、３３０ａ、３３０ｂ  表面
１５０  隙間
１７０、３５０ａ  溶接層
１９０  はんだ付け装置
２００  製造方法
２０１、２０２、２０３、２０４  工程
３００  光源モジュール
３１２  基板
３１２ａ  取付面
３１２ｃ  頂面
３１４  発光ダイオード
３５０  接続部
３７０  凹部
３９０  はんだ付け処理領域
４００  レーザー光
Ｄ１、Ｄ２  深さ
Ｈ  高さ
α  入射角
θ  夾角
Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４  熱伝達領域
【図１】
2015204286.tif 000003
【図２】
2015204286.tif 000004
【図３】
2015204286.tif 000005
【図４Ａ】
2015204286.tif 000006
【図４Ｂ】
2015204286.tif 000007
【図４Ｃ】
2015204286.tif 000008
【図５】
2015204286.tif 000009
【図６】
2015204286.tif 000010