説明

ライトモジュール及びそのライトコンポーネント

【課題】プリント回路基板と、複数の発光ダイオード(LED)と、を備えるライトコンポーネントである。
【解決手段】前記プリント回路基板は、金属基板を有する。これらのLEDは、前記プリント回路基板に配置され、前記金属基板の対向する2つの縁部は、2つの金属クランプになるように、外へ突出して、LEDに向かって曲がる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ライトモジュール及びそのライトコンポーネントに関し、より詳細には、LEDライトモジュール及びそのライトコンポーネントに関する。
【背景技術】
【0002】
従来のLEDライトバーは、発光ダイオード(light-emitting diode;LED)から構成され、これらのLEDを、FR4プリント回路基板に直接に半田付けにする。しかしながら、ハイパワーのLEDの開発に伴い、放熱効率を改良するために数多くの放熱設計を備える台湾特許第M356842号で開示されたLEDライトバーのように、従来のFR4プリント回路基板は、ハイパワーのLEDからの熱を十分に放散できなくなり、増設された放熱設計が必要となる。そのため、この要求に対応するように、メタルコアを備えるプリント回路基板(メタルコアプリント回路基板ともいう)が開発された。
【0003】
従来のFR4プリント回路基板は、約0.36W/m.Kの熱伝達率を持っている。メタルコアプリント回路基板は、その熱伝達率を、約1W/m.K〜2.2W/m.Kまで増やすように、例えば、アルミニウム基板又は銅基板のような金属基板を備える。
【0004】
しかしながら、LEDをメタルコアプリント回路基板に直接に半田つけにることが可能であっても、ハイパワーのLEDを、メタルコアプリント回路基板に密集して取り付けた場合、放熱問題は相変わらず存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
前記原因より、ハイパワーのLEDライトバーの放熱設計を改良する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
そのため、本発明の目的は、改良された放熱設計を備えるライトコンポーネントを提供することにある。
【0007】
本発明の前記及び他の目的によると、ライトコンポーネントは、プリント回路基板と、複数の発光ダイオード(LED)と、を備える。プリント回路基板は、金属基板を有する。LEDは、プリント回路基板に配置され、金属基板の対向する2つの縁部は、2つの金属クランプになるように、外へ突出して、LEDに向かって曲がる。
【0008】
本文で開示された別の実施例によると、2つの金属クランプ及び金属基板は、同じ又は大体同じ厚さを共有する。
【0009】
本文で開示された別の実施例によると、金属基板は、金属クランプのそれぞれの厚さより大きい厚さを有する。
【0010】
本文で開示された別の実施例によると、プリント回路基板は、銅箔層と、銅箔層と金属基板との間に配置され、銅箔層及び金属基板の両方に直接に接触する絶縁層と、を更に含む。
【0011】
本文で開示された別の実施例によると、銅箔層及び絶縁層は、金属基板を部分的に被覆する。
【0012】
本文で開示された別の実施例によると、銅箔層及び絶縁層は、2つの金属クランプを被覆しない。
【0013】
本文で開示された別の実施例によると、金属基板は、アルミニウム、銅、アルミニウム合金、銅合金又はそれらの如何なる組み合わせを含む。
【0014】
本文で開示された別の実施例によると、金属基板は、約0.1mm〜約4mmの厚さ範囲を有する。
【0015】
本文で開示された別の実施例によると、2つの金属クランプの何れも、弾力部を有する。
【0016】
本発明の前記及び他の目的によると、ライトモジュールは、導光板と、プリント回路基板と、複数の発光ダイオード(LED)と、を備える。プリント回路基板は、金属基板を有する。金属基板の対向する2つの縁部は、2つの金属クランプになるように、外へ突出して、LEDに向かって曲がり、導光板の外縁部を保持することに用いられる。
【0017】
本文で開示された別の実施例によると、2つの金属クランプ及び金属基板は、同じ又は大体同じ厚さを共有する。
【0018】
本文で開示された別の実施例によると、金属基板は、金属クランプのそれぞれの厚さより大きい厚さを有する。
【0019】
本文で開示された別の実施例によると、プリント回路基板は、銅箔層と、銅箔層と金属基板との間に配置され、銅箔層及び金属基板の両方に直接に接触する絶縁層と、を更に含む。
【0020】
本文で開示された別の実施例によると、銅箔層及び絶縁層は、金属基板を部分的に被覆する。
【0021】
本文で開示された別の実施例によると、銅箔層及び絶縁層は、2つの金属クランプを被覆しない。
【0022】
本文で開示された別の実施例によると、金属基板は、アルミニウム、銅、アルミニウム合金、銅合金又はそれらの如何なる組み合わせを含む。
【0023】
本文で開示された別の実施例によると、金属基板は、約0.1mm〜約4mmの厚さ範囲を有する。
【0024】
本文で開示された別の実施例によると、2つの金属クランプの何れも、弾力部を有する。
【0025】
本発明の前記及び他の目的によると、ライトモジュールは、導光板、プリント回路基板と、複数の発光ダイオード(LED)と、を備える。プリント回路基板は、金属基板を有する。金属基板の対向する2つの縁部は、導光板の外縁部を保持するための2つの金属クランプになるように、外へ突出して、LEDに向かって曲がる。
【0026】
本文で開示された別の実施例によると、2つの金属クランプ及び金属基板は、同じ又は大体同じ厚さを共有する。
【0027】
本文で開示された別の実施例によると、金属基板は、金属クランプのそれぞれの厚さより大きい厚さを有する。
【0028】
本文で開示された別の実施例によると、プリント回路基板は、銅箔層と、銅箔層と金属基板との間に配置され、銅箔層及び金属基板の両方に直接に接触する絶縁層と、を更に含む。
【0029】
本文で開示された別の実施例によると、銅箔層及び絶縁層は、金属基板を部分的に被覆する。
【0030】
本文で開示された別の実施例によると、銅箔層及び絶縁層は、2つの金属クランプを被覆しない。
【0031】
本文で開示された別の実施例によると、金属基板は、アルミニウム、銅、アルミニウム合金、銅合金又はそれらの如何なる組み合わせを含む。
【0032】
本文で開示された別の実施例によると、金属基板は、約0.1mm〜約4mmの厚さ範囲を有する。
【0033】
本文で開示された別の実施例によると、2つの金属クランプの何れも、弾力部を有する。
【0034】
本発明の前記及び他の目的によると、ライトモジュールは、導光板と、プリント回路基板と、複数の発光ダイオード(LED)と、を備える。プリント回路基板は、金属基板を有する。金属基板の対向する2つの縁部は、2つの金属クランプになるように、外へ突出して、LEDに向かって曲がり、導光板の外縁部を保持することに用いられる。
【0035】
本文で開示された別の実施例によると、2つの金属クランプ及び金属基板は、同じ又は大体同じ厚さを共有する。
【0036】
本文で開示された別の実施例によると、金属基板は、金属クランプのそれぞれの厚さより大きい厚さを有する。
【0037】
本文で開示された別の実施例によると、プリント回路基板は、銅箔層と、銅箔層と金属基板との間に配置され、銅箔層及び金属基板の両方に直接に接触する絶縁層と、を更に含む。
【0038】
本文で開示された別の実施例によると、銅箔層及び絶縁層は、金属基板を部分的に被覆する。
【0039】
本文で開示された別の実施例によると、銅箔層及び絶縁層は、2つの金属クランプを被覆しない。
【0040】
本文で開示された別の実施例によると、金属基板は、アルミニウム、銅、アルミニウム合金、銅合金又はそれらの如何なる組み合わせを含む。
【0041】
本文で開示された別の実施例によると、金属基板は、約0.1mm〜約4mmの厚さ範囲を有する。
【0042】
本文で開示された別の実施例によると、2つの金属クランプの何れも、弾力部を有する。
【発明の効果】
【0043】
そのため、前記ライトモジュールのライトコンポーネントは、「金属基板の対向する2つの縁部は、2つの金属クランプになるように、外へ突出する」及び「金属基板の対向する2つの縁部は、導光板の外縁部を保持するための2つの金属クランプになるように、外へ突出して曲がる」の設計を持つことによって、放熱層のサイズを増加させ、断熱層を減少させて、ライトコンポーネントの放熱効率を効果的に増やし、導光板の保持目的を達成する。
【0044】
上記一般的な解説及び下記詳細な解説の何れも、ほんの一例として、主張されている本発明の更なる説明を提供しようとすることは、理解すべきである。
【図面の簡単な説明】
【0045】
これらの添付図面は、本発明を更に理解させるためのものであり、本説明書の一部として、併合し構成する。これらの図面は、本発明の実施例を示し、この解説に合わせて本発明の原理を解釈するためのものである。これらの図面は、下記の通りである。
【0046】
【図1】本発明の一実施例によるライトコンポーネントを示す平面図である。
【図2】図1の線2-2'に沿って示す断面図である。
【図3】本発明の一実施例による導光板を保持するライトコンポーネントを示す断面図である。
【図4】本発明の別の実施例による導光板を保持するライトコンポーネントを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0047】
以下、本発明の好適な実施例を詳しく説明し、その実例は、添付図面に示される。可能な限り、図面及び解説で使用する同一な素子符号は、同一又は類似な部分を表す。
【0048】
本発明の一実施例によるライトコンポーネントを示す平面図である図1、及び図1に示した線2-2'に沿って示す断面図である図2を参照する。ライトコンポーネント100は、主に、プリント回路基板102と、複数のLED104と、金属基板106と、を備える。LED104を、プリント回路基板102に半田付けにし、銅箔層110に電気的に接続させる。プリント回路基板102は、メタルコアを持つプリント回路基板(メタルコアプリント回路基板ともいう)であり、即ち、プリント回路基板102は、金属基板106(メタルコアともいう)を有する。金属基板106の対向する2つの縁部は、2つの金属クランプ(106a、106b)になるように、外へ突出し、即ち、2つの金属クランプ(106a、106b)及び金属基板106は、シングル基板である。この実施例において、2つの金属クランプ(106a、106b)及び金属基板106は、同じ又は大体同じ厚さを共有する。用語「大体同じ厚さ」は、金属基板106を製造する時に、負わせる合理的な許容差である。2つの金属クランプ(106a、106b)は、金属基板106のと異なるの厚さを有してよく、例えば、金属基板106は、金属クランプ(106a、106b)のそれぞれの厚さより大きい厚さを持っている。
【0049】
図2を参照する。プリント回路基板102は、金属基板106と、絶縁層108と、銅箔層110と、ソルダレジスト層112と、を備える。絶縁層108は、銅箔層110及び金属基板106の両者に直接に接触するように、それらのの間に位置する。ライトコンポーネント100は、LED104が発生する熱を放散するように改良されておる。この改良は、「金属基板106の対向する2つの縁部は、2つの金属クランプ(106a、106b)になるように、外へ突出する」によるものであり、即ち、銅箔層110及び絶縁層108は、金属基板106を部分的に被覆する。特に言うと、銅箔層110及び絶縁層108は、2つの金属クランプ(106a、106b)を被覆しない。金属基板106の対向する2つの縁部は、2つの金属クランプ(106a、106b)になるように、外へ突出し、即ち、2つの金属クランプ(106a、106b)及び金属基板106は、シングル基板であるため、金属基板106と2つの金属クランプ(106a、106b)との間の伝熱効率を、効果的に増やすことができる。従来の設計において、LEDライトバーは、例えば、金属基板又はセラミックス基板のような放熱基板に接着剤で付着され、接着界面は、放熱基板とLEDライトバーのプリント回路基板との間の伝熱効率をダングレードする。また、「接着界面」の伝熱効率は、シングル放熱基板の2つの部分の間の伝熱効率より、大いに低い。「金属基板106の対向する2つの縁部は、2つの金属クランプ(106a、106b)になるように、外へ突出する」の設計は、伝熱効率を増やしただけでなく、ライトコンポーネント100の放熱領域を増加させたため、放熱基板の増設コストを節約する。ライトコンポーネント100の設計対策によると、ライトコンポーネント100の放熱効率を効果的に増やすように、金属基板106の領域が増加し、断熱層(即ち、絶縁層108及びソルダレジスト層112)が減少する。
【0050】
この実施例において、金属基板106を、アルミニウム、銅、アルミニウム合金、銅合金、アルミニウム銅合金又は他の適当金属材料から製作されてよい。金属基板106は、約0.1mm〜約4mmの厚さ範囲を持っている。
【0051】
図3は、本発明の一実施例による導光板を保持するライトコンポーネントを示す断面図である。ライトモジュール200は、導光板120の外縁部を保持して、LED104からのビームを所要の方向へ導引する、ライトコンポーネント100'を含む。この実施例において、金属基板106の対向する2つの縁部は、2つの金属クランプ(106a、106b)になるように、外へ突出し、LED104に向かって曲がり、導光板120の外縁部を保持することに用いられる。2つの金属クランプ(106a、106b)の何れも、その端部に弾力部106cがあり、導光板120の外縁部を堅牢に保持することに用いられる。
【0052】
導光板120の外縁部を堅牢に保持するための適当な形状に形成させるように、2つの金属クランプ(106a、106b)を曲げてよいが、図3に示す形状に限定されない。2つの金属クランプ(106a、106b)を手動で適当な形状に曲げたり、2つの金属クランプ(106a、106b)を、プレス成形又は他の適当な工程にっよって曲げたりしてよい。2つの金属クランプ(106a、106b)は、導光板120の外縁部を保持できれば、同じ幅又は異なる幅を持ってよい。要するに、2つの金属クランプ(106a、106b)は、導光板120の外縁部を保持することだけでなく、ライトコンポーネント100'の放熱領域を増加することもできる。また、ビームをLED104から導光板120まで効果的に導引するように、2つの金属クランプ(106a、106b)を、内部反射面を持たせるように、更に処理(例えば、反射層を塗装したり、前記2つの金属クランプの表面を研磨したり)してよい。
【0053】
図4は、本発明の別の実施例による導光板を保持するライトコンポーネントを示す断面図である。ライトモジュール300は、ライトモジュール300の2つのクランプ部分(114a、114b)が、金属基板だけで作成されたクランプ部分ではなく、プリント回路基板102'の対向する2つの縁部であるところで、ライトモジュール200と異なっている。即ち、絶縁層108、銅箔層110及びソルダレジスト層112は、金属基板106のクランプ部分(114a、114b)を完全に被覆する。導光板120の外縁部を保持するように、プリント回路基板102'の2つのクランプ部分(114a、114b)を曲げる場合、ソルダレジスト層112は、導光板120に接触する。ライトモジュール200に比べ、ライトモジュール300のプリント回路基板を更に処理する必要がなく、即ち、導光板120の外縁部を保持するための2つのクランプ部分(114a、114b)を形成するように、2つのクランプ部分を被覆する絶縁層108、銅箔層110及びソルダレジスト層112を取り外す処理が必要ない。また、ライトモジュール300の銅箔層110は、ライトモジュール200の銅箔層110より大きく、ライトモジュール300の放熱効率を、更に増やすことが可能である。
【0054】
ライトモジュール200及びライトモジュール300の放熱設計において、ライトコンポーネントの放熱効率を効果的に増やすように、プリント回路基板は、前記プリント回路基板の放熱層(即ち、金属基板及び銅箔層)のサイズを増加させ、その断熱層(即ち、絶縁層108及びソルダレジスト層112)を減少させる。
【0055】
上記実施例によると、前記ライトモジュールのライトコンポーネントは、「金属基板の対向する2つの縁部は、2つの金属クランプになるように、外へ突出する」及び「金属基板の対向する2つの縁部は、導光板の外縁部を保持するための2つの金属クランプになるように、外へ突出して曲がる」の設計を持つことによって、放熱層のサイズを増加させ、断熱層を減少させて、ライトコンポーネントの放熱効率を効果的に増やし、導光板の保持目的を達成する。
【0056】
当業者であれば、本発明の範囲及び精神から逸脱しないで、本発明の構造に対して、多種の修正や変更を加えることができることは明確である。前記に鑑みて、本発明の修正や変更は、以下の特許請求の範囲又はその同等なものの範囲に属すれば、本発明に含まれる。
【符号の説明】
【0057】
2-2' 線、100、100' ライトコンポーネント、102、102' プリント回路基板、104 LED、106 金属基板、106a、106b 金属クランプ、106c 弾力部、108 絶縁層、110 銅箔層、112 ソルダレジスト層、114a、114b クランプ部分、120 導光板、200、300 ライトモジュール

【特許請求の範囲】
【請求項1】
金属基板を有するプリント回路基板と、
前記プリント回路基板に配置され、複数の発光ダイオード(LED)と
を備え、
前記金属基板は、対向する2つの縁部が前記複数の発光ダイオードの光の射出方向へ向くように、前記対向する2つの縁部の各々から所定の距離の箇所が曲げられて、対向する2つの金属クランプが形成され、
前記2つの金属クランプの各々は、一部分が前記LEDに向かうように曲がっている、ライトコンポーネント。
【請求項2】
前記金属基板の前記2つの金属クランプを形成しない部分の厚さは、前記2つの金属クランプのそれぞれの厚さ以上である請求項1に記載のライトコンポーネント。
【請求項3】
前記プリント回路基板は、
銅箔層と、
前記銅箔層及び前記金属基板の両者に直接に接触するように、前記銅箔層及び前記金属基板の間に配置される絶縁層と
を含む請求項2に記載のライトコンポーネント。
【請求項4】
前記銅箔層及び前記絶縁層は、前記金属基板を部分的に被覆する請求項3に記載のライトコンポーネント。
【請求項5】
前記銅箔層及び前記絶縁層は、前記2つの金属クランプを被覆しない請求項3に記載のライトコンポーネント。
【請求項6】
前記2つの金属クランプの何れも、弾力部を有する請求項1から請求項5の何れか一項に記載のライトコンポーネント。
【請求項7】
前記金属基板は、0.1mm〜4mmの厚さ範囲を有する請求項1から請求項6の何れか一項に記載のライトコンポーネント。
【請求項8】
前記金属基板は、アルミニウム、銅、アルミニウム合金、銅合金又はそれらの如何なる組み合わせを含む請求項1から請求項7の何れか一項に記載のライトコンポーネント。
【請求項9】
導光板と、
請求項1から請求項8の何れか一項に記載のライトコンポーネントと
を備え、
前記2つの金属クランプは、前記導光板の外縁部を保持する、ライトモジュール。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2013−115040(P2013−115040A)
【公開日】平成25年6月10日(2013.6.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−92768(P2012−92768)
【出願日】平成24年4月16日(2012.4.16)
【出願人】(310014779)隆達電子股▲ふん▼有限公司 (9)
【Fターム(参考)】