CN107489891A - 发光模块及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及发光模块及其制造方法。一种发光模块包括：电路板，发光元件设置在电路板上；透镜组件，其设置在电路板上以覆盖发光元件；以及壳体，其由成型材料制成并且至少部分地包围电路板和透镜组件以形成发光模块，其中在壳体中设置有紧固件，该紧固件由成型材料形成，用于将透镜组件牢固地固持到壳体。根据本公开的发光模块能够通过成型材料制成的壳体牢固地固持透镜组件。此外，该发光模块具有制造工艺简单、结构紧凑、成本低廉等优点。

Description

发光模块及其制造方法
技术领域
本公开总体上涉及照明的技术领域。具体地，本公开涉及一种发光模块，尤其涉及一种能够通过成型材料形成的壳体牢固地固持透镜组件的发光模块。此外，本公开还涉及一种制造该发光模块的制造方法。
背景技术
在例如灯箱、广告牌、布景灯、背光照明等应用中广泛使用了发光模块。这些发光模块通常由壳体、电路板和透镜组件组成，其中诸如发光二极管(LED)的发光元件设置在电路板上，用于保护发光元件并且设置发光元件的发光式样的透镜组件覆盖在发光元件上，并且壳体至少部分地包围电路板和透镜组件。
然而，目前使用的发光模块存在壳体易于从透镜组件剥离的现象，从而导致透镜组件脱落进而毁坏电路板上的发光元件及其他元件。
发明内容
在下文中将给出关于本公开的简要概述，以便提供关于本公开的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本公开的穷举性概述。它并不是意图确定本公开的关键或重要部分，也不是意图限定本公开的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
鉴于上述现有技术的缺陷，本公开的目的在于提供通过由成型材料制成的壳体牢固地固持透镜组件的发光模块以及用于制造该发光模块的方法。
根据本公开的一个方面，提供了一种发光模块，其包括：电路板，发光元件设置在电路板上；透镜组件，其设置在电路板上以覆盖发光元件；以及壳体，其由成型材料制成并且至少部分地包围电路板和透镜组件以形成发光模块，其中在壳体中设置有紧固件，该紧固件由成型材料形成，用于将透镜组件牢固地固持到壳体。
此外，根据本公开的另一方面，还提供了一种用于制造包括电路板和透镜组件的发光模块的方法，包括如下步骤：将透镜组件叠置在电路板上；以及通过成型工艺形成至少部分地包围电路板和透镜组件的壳体。在使用成型材料形成壳体的同时，通过成型材料形成用于将透镜组件牢固地固持到壳体的紧固件。
根据本公开的发光模块能够通过成型材料制成的壳体牢固地将透镜组件固持在壳体中。此外，该发光模块具有制造工艺简单、结构紧凑、成本低廉等优点。
附图说明
本公开可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分，而且用来进一步举例说明本公开的优选实施方式和解释本公开的原理和优点。在附图中：
图1图示了根据现有技术的发光模块的示意图；
图2图示了图1中所示的发光模块的横向方向的剖视图；
图3图示了根据现有技术的另一发光模块的示意图；
图4图示了根据本公开的一个实施方式的发光模块的分解透视图；
图5图示了根据本公开的一个实施方式的发光模块的透镜组件和电路板的示意图；
图6图示了根据本公开的一个实施方式的发光模块的壳体的纵向方向的剖视图；
图7图示了图5中所示的发光模块的壳体的局部放大剖视图；
图8图示了根据本公开的发光模块的横向方向的剖视图；以及
图9图示了根据本公开的用于制造发光模块的方法的流程的流程图。
具体实施方式
在下文中将结合附图对本公开的示范性实施方式进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施方式的过程中可以做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，并且这些决定可能会随着实施方式的不同而有所改变。
在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本公开，在附图中仅仅示出了与根据本公开的方案密切相关的结构，而省略了与本公开关系不大的其他细节。
以下借助附图更为详细地阐述根据本公开的发光模块及其制造方法。应理解的是，本公开并不会由于如下参照附图的描述而只限于所描述的实施形式。
图1图示了根据现有技术的发光模块的示意图。图2图示了图1中所示的发光模块的横向方向的剖视图。
在本文通篇中，为便于描述而非作为限定，将发光模块的长度方向称为纵向方向，将发光模块的宽度方向称为横向方向，并且将发光模块的厚度方向称为竖直方向。
如图1和2中所示，发光模块包括电路板、透镜组件和壳体，其中发光元件设置在电路板上，透镜组件覆盖在发光元件上，并且壳体至少部分地包围电路板和透镜组件。
出于强度和透射率等方面的因素，通常使用聚碳酸酯(PC)来制造透镜组件。此外，通常利用成型工艺，诸如注入成型等，使用诸如聚氯乙烯(PVC)和热塑性聚氨酯弹性体橡胶(TPU)来制造壳体。然而，由于制造透镜组件的材料与制造壳体的成型材料之间的材料特性例如热膨胀率等的差异，透镜组件难以牢固地附着到壳体。因此，出现壳体易于从透镜组件剥离的现象，从而导致透镜组件脱落进而毁坏电路板上的发光元件及其他元件。例如，如图1中所示，壳体在透镜组件的边缘处与透镜组件剥离。
为了解决上述问题，提出了一种使用灌封材料制造壳体以覆盖透镜组件的方法。图3图示了使用灌封材料覆盖透镜组件的方法制造的发光模块的示意图。图3中所示的发光模块与图1所示的发光模块的区别在于，图1中的壳体仅包围透镜组件的边缘，而图3中的壳体覆盖除了透镜组件的发射光的区域之外的全部区域。
尽管图3所述的发光模块使得壳体能够牢固地固持透镜组件，但是这种方法需要用于各个发光元件的各个透镜单元之间的较大间距以容纳灌封材料，因而需要使用大面积的透镜组件，导致发光模块的整体尺寸增加。
因此，为了克服上述缺陷，本公开提出了一种发光模块，其能够通过成型材料制成的壳体牢固地固持透镜组件，同时还具有制造工艺简单、结构紧凑、成本低廉的优点。
下面参照图4-8描述根据本公开的发光模块。
图4图示了根据本公开的发光模块1的分解透视图。如图4所述，根据本公开的发光模块1包括电路板20、透镜组件10和壳体30。
一个或更多个发光元件21设置在电路板20上。例如，发光元件21可以是发光二极管(LED)等。例如，电路板20可以是印刷电路板、厚膜电路板等。
透镜组件10设置在电路板20上以覆盖发光元件21。透镜组件10包括一个或更多个透镜单元以分别与一个或更多个发光元件21对应。例如，透镜组件10可以由聚碳酸酯(PC)制成。
可以通过多种方法使透镜组件10与电路板20竖直对准。例如，可以在电路板20上开出定位孔，并且在透镜组件10中设置定位销，从而实现电路板和透镜组件的对准。
壳体30由成型材料制成，并且至少部分地包围电路板20和透镜组件10以形成发光模块。如图4中所示，壳体30仅在透镜组件10的边缘处包围透镜组件10，从而透镜组件10的各个透镜单元之间可以具有小的间距。例如，制造壳体30的成型材料可以是聚氯乙烯(PVC)、热塑性聚氨酯弹性体橡胶(TPU)等。此外，例如，用于制造壳体30的成型工艺可以是注塑工艺、灌封工艺等。
在根据本公开的发光模块1中，在使用成型材料形成壳体30的同时，通过该成型材料形成用于将透镜组件10牢固地固持到壳体30的紧固件31，从而可以在一个成型工艺中同时形成壳体30以及牢固地固持透镜组件10的紧固件31。
因此，根据本公开的发光模块1包括：电路板20，发光元件21设置在电路板20上；透镜组件10，其设置在电路板20上以覆盖发光元件21；以及壳体30，其由成型材料制成并且至少部分地包围电路板20和透镜组件10以形成发光模块1。在壳体30中设置有紧固件31，该紧固件31由成型材料形成，用于将透镜组件10牢固地固持到壳体30。
图5图示了根据本公开的一个实施方式的发光模块1的透镜组件10和电路板20的示意图。如图5中所示，在电路板20和透镜组件10中，在竖直对准的耦合位置处分别设置有一个或更多个孔12，22。优选地，电路板20和透镜组件10中的一个或更多个孔12，22可以分别设置在透镜组件10和电路板20的边缘处的耦合位置。
在根据本公开的发光模块1中，紧固件31由填充在一个或更多个孔12，22中的成型材料形成，所述一个或更多个孔12，22分别设置在电路板20和透镜组件10中的对准的耦合位置处。
如图5中所示，优选地，电路板20中的一个或更多个孔22在外周方向上可以具有朝向外侧的开口。通过这种方式，可以简化为电路板开孔的工艺，从而进一步降低发光模块1的制造成本。然而，本公开不限于此，为提高强度，电路板20中的一个或更多个孔22也可以是完全封闭的。
此外，图6图示了根据本公开的发光模块1的壳体30的透视图，并且图7图示了图6中所示的发光模块1的壳体30的圆圈处的纵向方向上的局部放大剖视图。
在用于制造壳体30的成型工艺中，由于经对准的电路板20和透镜组10件被预先置于模具中，因此成型工艺在使用成型材料形成壳体30的同时，使成型材料填充在电路板20和透镜组件10中的一个或更多个孔12，22中，从而成型材料形成类似铆钉的结构，该结构作为紧固件31将透镜组件10牢固地固持在壳体30中。
如图6中的圆圈位置所示，成型材料形成了类似于铆钉的柱状紧固件31。在图7所示的图6的圆圈处的剖视图中，通过成型工艺，成型材料形成的柱状紧固件31穿过电路板20和透镜组件10，利用热胀冷缩的物理原理牢固地将透镜组件10固持在壳体30中。
优选地，电路板20中的一个或更多个孔22的面积可以大于或等于透镜组件10中的一个或更多个孔12的面积，从而增加由成型材料形成的柱状紧固件31的强度。
图8图示了根据本公开的发光模块1的横向方向的剖视图。在图8中，示出了在透镜组件10和电路板20的边缘位置处形成的孔12，22的竖直方向上的横截面。
如图8中所见，通过由成型材料形成的紧固件31，即使壳体30仅在透镜组件10的边缘处包围透镜组件10，也不容易从透镜组件10剥离。而且，紧固件31与壳体30在同一成型工艺中由相同的成型材料一体地形成，从而简化了工艺。因此，根据本公开的发光模块1具有制造工艺简单、结构紧凑、成本低廉等优点。
下面参照图9描述根据本公开的用于制造发光模块1的方法。
图9图示了根据本公开的用于制造发光模块1的方法的流程700的流程图。
图9的流程700开始于步骤S701。在步骤S702中，将电路板20置于模具中，并且将透镜组件10与电路板20对准并且叠置在电路板20上。如上所述，在设置有发光元件21的电路板20和透镜组件10中的竖直对准的耦合位置处开出一个或更多个孔12，22。
在步骤S703中，通过成型工艺形成至少部分地包围电路板20和透镜组件10的壳体30，其中在使用成型材料形成壳体30的同时，成型材料形成用于将透镜组件10牢固地固持到壳体30的紧固件31。
流程700结束于步骤S704。
如上所述，根据本公开的发光模块能够通过成型材料制成的壳体牢固地固持透镜组件。此外，该发光模块具有制造工艺简单、结构紧凑、成本低廉等优点。
以上虽然结合附图详细描述了本公开的实施方式，但是应当明白，上面所描述的实施方式只是用于说明本公开，而并不构成对本公开的限制。对于本领域的技术人员来说，可以对上述实施方式作出各种修改和变更而没有背离本公开的实质和范围。
例如，尽管在图5中形成在电路板20和透镜组件10中的一个或更多个孔12，22具有圆形的截面，但是所述孔也可以具有例如椭圆形、正方形等其他形状的截面。
例如，尽管在图7中在电路板20中形成的一个或更多个孔22的中心线与在透镜组件10中形成的一个或更多个孔12的中心线一致，但是在电路板20中形成的一个或更多个孔22的中心线也可以偏离在透镜组件10中形成的一个或更多个孔12的中心线，只要在透镜组件10中形成的一个或更多个孔12在电路板20上的投影分别包围在电路板20中形成的一个或更多个孔22中即可。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种发光模块(1)，包括：
电路板(20)，发光元件(21)设置在所述电路板(20)上；
透镜组件(10)，所述透镜组件(10)设置在所述电路板(20)上以覆盖所述发光元件(21)；以及
壳体(30)，所述壳体(30)由成型材料制成并且至少部分地包围所述电路板(20)和所述透镜组件(10)以形成所述发光模块(1)，
其中，在所述壳体(30)中设置有紧固件(31)，所述紧固件(31)由所述成型材料形成，用于将所述透镜组件(10)牢固地固持到所述壳体(30)。
2.根据权利要求1所述的发光模块(1)，其中所述紧固件(31)由填充在一个或更多个孔(12，22)中的成型材料形成，所述一个或更多个孔(12，22)分别设置在所述电路板(20)和所述透镜组件(10)中的对准的耦合位置处。
3.根据权利要求1或2所述的发光模块(1)，其中所述壳体(30)和所述紧固件(31)在同一成型工艺中通过所述成型材料一体地形成。
4.根据权利要求2或3所述的发光模块(1)，其中所述一个或更多个孔(12，22)分别设置在所述透镜组件(10)和所述电路板(20)的边缘处的耦合位置。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的发光模块(1)，其中所述电路板(20)的一个或更多个孔(22)在外周方向上具有朝向外侧的开口。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的发光模块(1)，其中所述电路板(20)中的一个或更多个孔(22)的横截面积大于或等于所述透镜组件中的一个或更多个孔(12)的横截面积。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的发光模块(1)，其中所述成型工艺是注塑工艺或灌封工艺。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的发光模块(1)，其中所述成型材料是聚氯乙烯(PVC)或热塑性聚氨酯弹性体橡胶(TPU)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的发光模块(1)，其中所述发光元件(21)是发光二极管(LED)。
10.一种用于制造包括电路板(20)和透镜组件(10)的发光模块(1)的方法，包括如下步骤：
将所述透镜组件(10)叠置在所述电路板(20)上；以及
通过成型工艺形成至少部分地包围所述电路板(20)和所述透镜组件(10)的壳体(30)，
其中，在使用成型材料形成所述壳体(30)的同时，通过所述成型材料形成用于将所述透镜组件(10)牢固地固持到所述壳体(30)的紧固件(31)。
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