(57)【要約】【課題】十分な気密性を有するＬＥＤモジュールを容易且つ低コストにて製造し得るＬＥＤモジュールの製造方法を提供することを課題とする。【解決手段】樹脂材料を一定温度に加熱して水分を除去する第１工程と、第１工程において一次加熱された材料を加熱機に導入し適温にて再加熱する第２工程と、プリント回路ボードにＬＥＤを設置し、ＬＥＤに電気的結線を施して成る基体を第１上下部金型に配置する第３工程と、第１上下部金型に、段階的に注入圧力を調節しながら樹脂を注入して基体のプリント回路ボード底面と周囲部とをカバーする一次樹脂層を一体形成する第４工程と、第１上下部金型を水冷する第５工程と、一次樹脂層が形成された基体を第２上下部金型に配置する第６工程と、第２上下部金型に、段階的に注入圧力を調節しつつ樹脂を注入して基体の外表面全体をカバーする二次樹脂層を一体形成する第７工程と、第２上下部金型を水冷する第８工程から成る。【選択図】図１
2008078400.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂材料を一定の温度に加熱して水分を除去する第１工程と、
前記第１工程において一次加熱された樹脂材料を加熱機に導入して、適温にて再加熱する第２工程と、
プリント回路ボードにＬＥＤを設置し、前記ＬＥＤに電気的結線を施して成る基体を第１上下部金型に配置する第３工程と、
前記第１上下部金型に、段階的に注入圧力を調節しながら樹脂を注入して前記基体のプリント回路ボード底面と周囲部とをカバーする一次樹脂層を一体に形成する第４工程と、
前記第１上下部金型を水冷する第５工程と、
前記一次樹脂層が形成された基体を第２上下部金型に配置する第６工程と、
前記第２上下部金型に、段階的に注入圧力を調節しながら樹脂を注入して前記基体の外表面全体をカバーする二次樹脂層を一体に形成する第７工程と、
前記第２上下部金型を水冷する第８工程と、
から成ることを特徴とするＬＥＤモジュールの製造方法。
【請求項２】
前記第２工程においては、樹脂材料を１８０〜２１０℃で１時間加熱することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤモジュールの製造方法。
【請求項３】
前記第５工程においては、水冷方式にて２０〜３０℃で４５秒間冷却することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤモジュールの製造方法。
【請求項４】
前記第８工程においては、水冷方式にて２０〜３０℃で４５秒間冷却することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤモジュールの製造方法。
【請求項５】
前記第４工程においては、１０ｋｇ／ｃｍ２前後の圧力でインジェクション樹脂に圧力を加える一次樹脂第１加圧工程と、前記一次樹脂第１加圧工程以降に９ｋｇ／ｍ２の圧力でインジェクション樹脂に圧力を加える一次樹脂第２加圧工程とを遂行することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤモジュールの製造方法。
【請求項６】
前記第７工程においては、３１ｋｇ／ｃｍ２前後の圧力でインジェクション樹脂に圧力を加える二次樹脂第１加圧工程と、前記二次樹脂第１加圧工程以降に３２ｋｇ／ｍ２前後の圧力でインジェクション樹脂に圧力を加える二次樹脂第２加圧工程と、前記二次樹脂第２加圧工程以降に２９ｋｇ／ｃｍ２前後の圧力でインジェクション樹脂に圧力を加える二次樹脂第３加圧工程を遂行することを特徴とする請求項１に記載のＬＥＤモジュールの製造方法。
【請求項７】
前記第１上下部金型は、一定の間隔を置いて複数の第１キャビティが１列又は複数列形成され、この第１キャビティ間に第１溝が形成され、前記第１キャビティと、前記第１溝に前記プリント回路ボードとリード線とが配置され、前記第１上下部金型の第１キャビティの上側壁面には前記基体上面のＬＥＤが収容されるＬＥＤ収容ホームが形成され、前記第２上下部金型は一定の間隔を置いて複数の第２キャビティが１列又は複数列形成され、この第２キャビティと第２溝にプリント回路ボードとリード線が配置され、前記第２上下部金型の第２キャビティの上側壁面に、プリント回路ボードのＬＥＤを外部に露出できるよう突出片が形成されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のＬＥＤモジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＬＥＤモジュールの製造方法に関し、より詳細には、プリント回路ボードとリード線を一体にインジェクション成形することで、製造工程を短縮させると同時に、製品の気密性を維持して製品の信頼度を増大させることができるＬＥＤモジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的にＬＥＤモジュールは、ケース（チャンネル）と、上記ケースの内部に設置されて、複数のＬＥＤが備え付けられる基盤と、上記基盤に電源を送るリード線とで構成される。
【０００３】
上記基盤とリード線は、ボルト（ビス）等の固定手段を用いて互いに通電できるようにされるが、そのために、リード線を基盤の所定線上に設置できるように穴が開けられ、この穴に上記固定手段を取り付け、そこに被覆物を剥取したリード線を連結する構成とされる。このような構成の場合は、基盤の構造が複雑なものとなり、製造コストもアップするという問題がある。
【０００４】
そして、上記ケースは完全には気密性を維持できないために、使用時において水又は湿気等が内部に浸透し、上記ＬＥＤモジュールの誤作動が起きるという問題があった。また、通常のＬＥＤは直流駆動のため、水分による漏電や放電の点において致命的な欠陥が生じ、ＬＥＤの寿命に直接的な影響を及ぼすおそれがあった。
【０００５】
このような理由から、十分な防水機能を有し、且つ、生産性が高いＬＥＤモジュールであって、ＬＥＤが故障した場合に交換容易な個別式モジュール化製品の開発が要望されていた。
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２５３３４４号公報
【特許文献２】特開２００６−１３０７１４号公報
【特許文献３】特開２００６−１０８６３６号公報
【特許文献４】特表２００５−５１３８１６号公報
【特許文献５】特表２００５−５１３７９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は上記要望に応えるためになされたものであって、十分な気密性を有するＬＥＤモジュールを容易且つ低コストにて製造し得る、生産性に富んだＬＥＤモジュールの製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための請求項１に係る発明は、樹脂材料を一定の温度に加熱して水分を除去する第１工程と、前記第１工程において一次加熱された樹脂材料を加熱機に導入して、適温にて再加熱する第２工程と、プリント回路ボードにＬＥＤを設置し、前記ＬＥＤに電気的結線を施して成る基体を第１上下部金型に配置する第３工程と、前記第１上下部金型に、段階的に注入圧力を調節しながら樹脂を注入して前記基体のプリント回路ボード底面と周囲部とをカバーする一次樹脂層を一体に形成する第４工程と、前記第１上下部金型を水冷する第５工程と、前記一次樹脂層が形成された基体を第２上下部金型に配置する第６工程と、前記第２上下部金型に、段階的に注入圧力を調節しながら樹脂を注入して前記基体の外表面全体をカバーする二次樹脂層を一体に形成する第７工程と、前記第２上下部金型を水冷する第８工程と、から成ることを特徴とするＬＥＤモジュールの製造方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る製造方法は上述したとおりであって、この方法によれば、ＬＥＤモジュールは、水分を除去した樹脂材料を一定の温度で加熱してから金型に注入し、この注入された樹脂材料にプリント回路ボードとリード線を挿入した後、インサート及び加圧方式で一体に製造されるため、外部衝撃に対して堅固で気密性を維持できるＬＥＤモジュールを提供し得る効果がある。そして、当該金型によれば、一度に多数のＬＥＤモジュールを製造することができ、生産性が向上するという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を実施するための好ましい形態について、添付図面を参照しつつ、詳細に説明する。図１ａ、１ｂは、本発明に係る方法におけるプリント回路ボードとリード線のインジェクション状態を示す正面図並びに背面図、図２は本発明に係る方法における第１上下部金型の断面図、図３はその平面図、図４は図２と図３に示す金型によって一次樹脂層がインジェクション成形された基体の斜視図、図５は本発明に係る方法における第２上下部金型の断面図、図６はその平面図、図７は図５と図６に示す金型によって二次樹脂層がインジェクション成形されたＬＥＤモジュールの斜視図、図８は本発明に係るＬＥＤモジュール製造方法を示すブロック図である。
【００１１】
図１ａ、１ｂは、ＬＥＤモジュールを構成する基体１５のプリント回路ボード１０とリード線２０のインジェクション状態を示す正面図並びに背面図で、基体１５のプリント回路ボード１０とリード線２０は、互いにはんだ付けにより連結されることが示されている。プリント回路ボード１０には、上面に複数のＬＥＤ２１が設置され、看板や壁面などに装着可能となるように、所定位置に取付孔２２が形成される。
【００１２】
図２及び図３は、本発明に係る方法によってＬＥＤモジュールを製造するための一次樹脂層のインジェクション用第１上下部金型を示す断面図並びに平面図である。第１上下部金型３０には、一定の間隔置きに複数の第１キャビティ３１が、一列又は複数列形成され、この第１キャビティ３１間に第１溝３２が形成される。また、第１上下部金型３０の第１キャビティ３１の上側壁面には、プリント回路ボード１０上面のＬＥＤ２１が収まるＬＥＤ収容部３２ａが形成される。そして、第１上下部金型３０の第１キャビティ３１の底面には、そのプリント回路ボード１０の取付孔２２に対応する位置に第１突起３３ａが形成される。
【００１３】
図５及び図６は、本発明に係る方法によってＬＥＤモジュールを製造するための二次樹脂層のインジェクション用第２上下部金型５０の断面図並びに平面図であり、この第２上下部金型５０は、一定の間隔置きに複数の第２キャビティ５１が一列又は複数列形成され、この第２キャビティ５１の間に第２溝５２が形成され、この第２キャビティ５１と第２溝５２にプリント回路ボード１０とリード線２０が配置される。第２上下部金型５０の第２キャビティ５１の上側壁面には、プリント回路ボード１０上面のＬＥＤ２１を露出させるための突出部５３がＬＥＤ２１対応部を囲むように形成される。そして、第２上下部金型５０の第２キャビティ５１の底面には、そのプリント回路ボード１０の取付孔２２に対応する位置に第２突起５３ａが形成される。なお、金型を動作させるための構成は、一般的な方法によるので、詳細な説明は省略する。
【００１４】
図８は、本発明に係るＬＥＤモジュールの製造方法の工程図である。図８に示されるように、本発明に係る製造方法は、樹脂材料を一定の温度で加熱して水分を除去する第１工程Ｓ１と、一次加熱された樹脂材料を加熱機に入れて適温にて再加熱する第２工程Ｓ２と、プリント回路ボードにＬＥＤを設置し、ＬＥＤに電気的結線を施して成る基体を第１上下部金型に配置する第３工程Ｓ３と、第１上下部金型に、段階的に樹脂注入圧力を調節しながら樹脂を注入して、上記基体のプリント回路ボード底面と周囲部とをカバーする一次樹脂層を一体に形成する第４工程Ｓ４と、第１上下部金型を水冷方式で冷却する第５工程Ｓ５と、一次樹脂層が形成された基体を第２上下部金型に配置する第６工程Ｓ６と、第２上下部金型に、段階的に樹脂注入圧力を調節しながら樹脂を注入し、上記基体の外表面全体をカバーする二次樹脂層を一体に形成する第７工程Ｓ７と、第２上下部金型を水冷方式で冷却する第８工程Ｓ８とから成る。
【００１５】
上記第１工程Ｓ１は、樹脂材料を７０〜８０℃で１時間程度加熱し、樹脂材料に含まれている水分を除去する工程である。
【００１６】
上記第２工程Ｓ２は、ホッパーから注入された樹脂材料を加熱機に入れ、一定温度で再加熱する工程で、この工程において樹脂材料は、１９０〜２００℃で１時間加熱される。このように第２工程Ｓ２は、上下部金型３０に樹脂材料を適温に加熱した状態で注入して、樹脂材料の温度を維持させる工程である。
【００１７】
添付図面上は図示されていない加熱機は、一般に、樹脂材料を注入するためのホッパーを備えていて、このホッパーを介して注入された樹脂材料は、スクリューコンベアによって移送されると共に、加熱手段で適温に加熱される。
【００１８】
第３工程Ｓ３は、第１上下部金型３０の第１キャビティ３１と第１溝３２に、プリント回路ボード１０とリード線２０を配置する工程である。
【００１９】
第４工程Ｓ４は、第１上下部金型３０にインジェクション用の樹脂を注入するもので、インジェクション用の樹脂の注入圧力を段階的に調節しながら注入し、基体１５のプリント回路ボード１０の底面と周囲部をカバーする一次樹脂層ｒ１を一定に形成させる工程である。この時、第１上下部金型３０の第１キャビティ３１の上側壁面には、基体１５のプリント回路ボード１０上面のＬＥＤ２１が収まるＬＥＤ収容部３２ａが形成され、第１キャビティ３１の底面には、基体１５の底面からプリント回路ボード１０の取付孔２２に進入する第１突起３３ａが形成される。
【００２０】
このように、基体１５の上面と、第１突起３３ａ部分を除外した基体１５の底面と、周囲部とが一次樹脂層ｒ１によってカバーされるように一体にインジェクション成形する。この時、上記第４工程Ｓ４では、１０ｋｇ／ｃｍ２の圧力でインジェクション樹脂に圧力を加える一次樹脂第１加圧工程Ｓ４−１と、一次樹脂第１加圧工程Ｓ４−１以降に９ｋｇ／ｃｍ２の圧力でインジェクション樹脂に圧力を加える一次樹脂第２加圧工程Ｓ４−２を遂行する。表１はこのようにして形成される一次樹脂層のインジェクション条件を示している。
【００２１】
（表１）
2008078400.tif 000003
【００２２】
上記のようにインジェクション用樹脂の圧力を段階的に調節しながら製品をインジェクションすることで、製品の変形等の発生を最小に抑えることができる。また、第１上下部金型３０の第一キャビティ３１と連通するランナーには、外部の樹脂注入装置が連結される。例えば、樹脂注入装置は、インライン型のシリンダー内部にスクリューの如き樹脂移送器具が内蔵されて構成されたもので、樹脂注入装置の第１上下部金型３０のランナー注入口から順に、ノズル列、前列、中列、後列に分けられて、このようなノズル列、前列、中列、後列の温度をセッティングした後、インジェクション用樹脂が第１上下部金型３０の内部に注入されるようにする。表２は、樹脂注入装置の各区間別温度条件例を示すものである。
【００２３】
（表２）
2008078400.tif 000004
【００２４】
また、第１上下部金型３０の上側金型と下側金型を閉じた後、インジェクション用樹脂を注入して一次樹脂層ｒ１を形成するが、生産性等を考慮して、金型の閉じる速度と圧力を調節する。表３は、その場合の条件例を示すものである。
【００２５】
（表３）
2008078400.tif 000005
【００２６】
第５工程Ｓ５においては、一般的構成の金型内部を水冷方式を用いて、２０〜３０℃で４５秒程度冷却し、図４に示されるように、基板１５に一次樹脂層ｒ１を形成させる。ここにおいて金型の内部を、水冷方式にて２０〜３０℃で４５秒程度冷却するのは、製品の変形を抑えるためである。
【００２７】
第６工程Ｓ６は、一次樹脂層ｒ１がインジェクション成形された基板１５を、第２上下部金型５０の第２キャビティと溝５２に配置する工程である。具体的には、図４に示されている基板１５のプリント回路ボード１０と一次樹脂層ｒ１部分とリード線２０部分を、それぞれ図５と図６に示される第２上下部金型５０の第２キャビティ５１と第２溝５２に配置する工程である。
【００２８】
第７工程Ｓ７は、第２上下部金型５０にインジェクション用樹脂を注入する工程であるが、インジェクション用樹脂の注入圧力を段階的に調節しながら注入し、図４に示された基板１５の底面と周囲部と上面の全てをカバーする二次樹脂層ｒ２を一体に形成する工程でもある。具体的には、二次樹脂層ｒ２は、図４の一次樹脂層ｒ１の底面と四周囲部や、プリント回路ボード１０の上面とＬＥＤ２１の全てを覆うように、一体にインジェクションさせる。この時、２次上下部金型３０の第二キャビティ５１の上側壁面には、図５に示されるように、ＬＥＤ２１部分を囲むように突出部５３が形成されているので、プリント回路ボード１０上面においてＬＥＤ２１が露出することになる。そして、第２キャビティ５１の底面には、基板１５の底面のプリント回路ボード１０の取付孔２２に進入する第２突起５３ａが形成される。
【００２９】
上記の場合と同じく、第２突起３３ａ部分を除く基板１５の底面と、四周囲部及び上面の全てが密封される。即ち、図７に示されるような、二次樹脂層ｒ２によって底面、周囲部及び上面の全てが密封されたＬＥＤモジュールが製造される。
【００３０】
この時、第７工程Ｓ７では、３１ｋｇ／ｃｍ２の圧力でインジェクション樹脂に圧力を加える二次樹脂第１加圧工程と、二次樹脂第１加圧工程以降に３２ｋｇ／ｃｍ２の圧力でインジェクション樹脂に圧力を加える二次樹脂第２加圧工程と、二次樹脂第２加圧工程以降に２９ｋｇ／ｃｍ２の圧力でインジェクション樹脂に圧力を加える二次樹脂第３加圧工程を遂行する。表４は、その場合の二次樹脂層のインジェクション条件例を示している。
【００３１】
（表４）
2008078400.tif 000006
【００３２】
このように、第７工程Ｓ７でインジェクション用樹脂の圧力を段階的に調節しながら製品をインジェクションすることで、製品の変形などの発生を最小に抑えることができる。
【００３３】
また、二次樹脂層ｒ２を形成する場合にも、第２上下部金型５０の第２キャビティ５１と連通するように設置された樹脂注入装置を、第２上下部金型５０のランナー注入口から順にノズル列、前列、中列、後列に分け、このようなノズル列、前列、中列、後列の温度をセッティングしてインジェクション用樹脂を第２上下部金型５０内に注入させるようにする。表５は、このような樹脂注入装置の各区間別の温度条件例を示している。
【００３４】
（表５）
2008078400.tif 000007
【００３５】
また、上記第２上下部金型５０の上側金型と下側金型を閉じ、インジェクション用樹脂を注入することによって二次樹脂層ｒ２を形成するが、生産性等を考慮して、金型の閉じる速度と圧力を調整する。表６はこの時の条件例を示している。
【００３６】
（表６）
2008078400.tif 000008
【００３７】
上記第８工程Ｓ８も第５工程Ｓ５と同じく、一般的構成の金型内部水冷方式にて、２０〜３０℃で４０秒程度冷却することで、ＬＥＤモジュールを製作する。このように、金型の内部を水冷方式にて２０〜３０℃で４０秒程度冷却するのは、製品の変形を抑えるためである。
【００３８】
このようにして冷却した製品を検査したり仕上げたりする段階を経て、図７に示されるようなＬＥＤモジュールが製作される。
【００３９】
この発明をある程度詳細にその最も好ましい実施形態について説明してきたが、この発明の精神と範囲に反することなしに広範に異なる実施形態を構成することができることは明白なので、この発明は添付請求の範囲において限定した以外はその特定の実施形態に制約されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係るＬＥＤモジュールの製造方法におけるプリント回路ボードとリード線のインジェクション状態を示す正面並びに背面を示す図である。
【図２】本発明に係るＬＥＤモジュールの製造方法における第１上下部金型の断面を示す図である。
【図３】本発明に係るＬＥＤモジュールの製造方法における第１上下部金型の平面を示す図である。
【図４】本発明に係るＬＥＤモジュールの製造方法における金型によって一次樹脂層がインジェクション成形された基体を示す斜視図である。
【図５】本発明に係るＬＥＤモジュールの製造方法における第２上下部金型の断面を示す図である。
【図６】本発明に係るＬＥＤモジュールの製造方法における第２上下部金型の平面を示す図である。
【図７】本発明に係るＬＥＤモジュールの製造方法における金型によって二次樹脂層がインジェクション成形されたＬＥＤモジュールを示す斜視図である。
【図８】本発明に係るＬＥＤモジュールの製造方法におけるＬＥＤモジュール製造方法を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０    プリント回路ボード
１５    基体
２０    リード線
２１    ＬＥＤ
２２    取付孔
３０    第１上下部金型
３１    第１キャビティ
３２    第１溝
３２ａ  ＬＥＤ収容部
３３ａ  第１突起
５０    第２上下部金型
５１    第２キャビティ
５２    第２溝
５３    突出部
５３ａ  第２突起
ｒ１    一次樹脂層
ｒ２    二次樹脂層
【図１】
2008078400.tif 000009
【図２】
2008078400.tif 000010
【図３】
2008078400.tif 000011
【図４】
2008078400.tif 000012
【図５】
2008078400.tif 000013
【図６】
2008078400.tif 000014
【図７】
2008078400.tif 000015
【図８】
2008078400.tif 000016