JP2014522550A - 電子光源を持つ印刷回路板に光学レンズを取り付けるための方法 - Google Patents

電子光源を持つ印刷回路板に光学レンズを取り付けるための方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2014522550A
JP2014522550A JP2014511501A JP2014511501A JP2014522550A JP 2014522550 A JP2014522550 A JP 2014522550A JP 2014511501 A JP2014511501 A JP 2014511501A JP 2014511501 A JP2014511501 A JP 2014511501A JP 2014522550 A JP2014522550 A JP 2014522550A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
adhesive material
lens
printed circuit
circuit board
led assembly
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2014511501A
Other languages
English (en)
Inventor
ドン カットーニ,
ジェフリー, ディー. ハーマン,
Original Assignee
シャット−アール−シールド インコーポレイテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by シャット−アール−シールド インコーポレイテッド filed Critical シャット−アール−シールド インコーポレイテッド
Publication of JP2014522550A publication Critical patent/JP2014522550A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J5/00Adhesive processes in general; Adhesive processes not provided for elsewhere, e.g. relating to primers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58Optical field-shaping elements
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J163/00Adhesives based on epoxy resins; Adhesives based on derivatives of epoxy resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J5/00Adhesive processes in general; Adhesive processes not provided for elsewhere, e.g. relating to primers
    • C09J5/06Adhesive processes in general; Adhesive processes not provided for elsewhere, e.g. relating to primers involving heating of the applied adhesive
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V17/00Fastening of component parts of lighting devices, e.g. shades, globes, refractors, reflectors, filters, screens, grids or protective cages
    • F21V17/10Fastening of component parts of lighting devices, e.g. shades, globes, refractors, reflectors, filters, screens, grids or protective cages characterised by specific fastening means or way of fastening
    • F21V17/101Fastening of component parts of lighting devices, e.g. shades, globes, refractors, reflectors, filters, screens, grids or protective cages characterised by specific fastening means or way of fastening permanently, e.g. welding, gluing or riveting
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J183/00Adhesives based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J183/04Polysiloxanes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2463/00Presence of epoxy resin
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J2483/00Presence of polysiloxane
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21KNON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/90Methods of manufacture
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2101/00Point-like light sources
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2105/00Planar light sources
    • F21Y2105/10Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2113/00Combination of light sources
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10Light-emitting diodes [LED]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T156/00Adhesive bonding and miscellaneous chemical manufacture
    • Y10T156/10Methods of surface bonding and/or assembly therefor

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Securing Globes, Refractors, Reflectors Or The Like (AREA)

Abstract

シリコーンまたはエポキシを含む接着剤の付与、及び接着剤材料の低温の熱硬化によって、LED組立体、及びLEDまたはOLEDのような電子光源を持つ印刷回路板に光学レンズを取り付けるための方法を提供する。本発明の方法は、電子光源を持つ印刷回路板に光学レンズを取り付けるための方法であって、自動化された接着剤送出機を使用して印刷回路板に接着剤材料を付与すること、及び付与された接着剤材料に光学レンズまたは光学レンズ保持器を取り付け、組立体を形成することを含むことを特徴とする。
【選択図】 図6

Description

関連出願の説明
本願は、2011年5月16日出願の米国仮特許出願第61/486716号、及び2012年5月16日出願の米国特許出願第13/473427号に対し優先権を主張し、それらのそれぞれはここに参考としてその全体を組み入れられる。
発明の分野
本発明は、一般的に、電子光源を持つ印刷回路板にレンズ保持器を持つまたは持たない光学レンズを取り付けるための方法、及びその方法によって得られる組立体に関する。
印刷回路板上に与えられる、例えば発光ダイオード(LED)及び有機発光ダイオード(OLED)を含む多くのタイプの電子光源がある。LEDは、120〜130度の広い分散角度で光を放射する。光が平行にされ及び異なる光角度及び焦点深度に分散されることが必要である多くの用途がある。異なるスタイルと形状のLEDの全てに対し多数の種類の異なるタイプのレンズがある。LEDへのレンズの取り付けの現在の方法は、非耐紫外線接着剤または粘着剤による。これらの接着剤は、2,3年を越えて長持ちしないことが一般的である。これらの接着剤は手で送出されなければならず、正確に付与されることができない。接着剤は手動で送出されるため、工程の変動が大きく増加され、工程の制御が大きく低下される。送出付与器を圧搾する圧力は、同じ人でも付与毎に及び人毎に変わる。人間の相互作用が変動を大きく増加する。もし接着剤がレンズの付与時にLED上に乗るかまたはLED上に流動するなら、これはレンズの性能に有害な影響を持ちうる。これは、組み合わされた結果を持つ極めて労働集約的な方法であり、不確定の長期の接着である。従って、LED表面上への接着剤の流動なしにレンズを取り付けるためにLEDの周りに接着剤を正確に送出する工程を自動化する方法に対する要求がある。本発明は、これらの問題に取り組みかつ克服する。
本発明は、光学組立体、及びエポキシまたはシリコーンを含む接着剤の付与及び任意の低温熱硬化によって、レンズ保持器を持つまたは持たない光学レンズを発光ダイオードのような電子光源を持つ印刷回路板に取り付けるための方法に関する。
本発明の適用可能性のさらなる領域は、以下に与えられる発明を実施するための形態の説明から明らかとなるだろう。発明を実施するための形態の説明及び特定の実施例は、本発明の好適な実施態様を示しながら、例示のみの目的のために意図されておりかつ本発明の範囲を限定することを意図されていないことは理解されるべきである。
本発明は、発明を実施するための形態の説明、及び必ずしも縮尺通りでない添付図面からより完全に理解されることとなるだろう。
図1は、既知のLED組立体を示す。
図2は、既知のLED組立体を示す。
図3は、図2のレンズ保持器を示す。
図4は、既知のLED組立体、及びレンズ保持器をLEDパッケージ上に「スナップ留めする」方法を示す。
図5は、接着剤の使用なしにLEDパッケージの上に取り付けられた図4のレンズ保持器を示す。
図6は、本発明の範囲内のLED組立体を示す。
図7は、本発明の範囲内のLED組立体の近接側面図である。
図8は、本発明の範囲内のプロセスのプロセス流れ図である。
実施態様の以下の詳細な説明は、本質的に単なる例示であり、かつ本発明、その用途、または使用を限定することを決して意図されていない。
本発明は、接着材料を送出するための、及び接着剤材料を用いて、発光ダイオード(LED)または有機発光ダイオード(OLED)(ここではLEDとして交換可能に呼ばれる)のような電子光源を持つ印刷回路板(単数または複数)に光学レンズ(単数または複数)を取り付けるための、方法、好ましくは自動化されたまたはコンピュータ化された方法またはプロセスに関する。
本発明の接着剤材料は、シリコーン、エポキシ、またはそれらの組み合わせを含む。接着剤材料は、外部光学レンズをLEDの上に結合するために長期間劣化しない接着剤として作用し、かつ湿気及び汚染物のような有害な環境因子からの保護を与える。
希望のシリコーン接着剤の特徴は、プラスチックLEDレンズ及びレンズ保持器を印刷回路板及びプラスチック基板上に取り付けるために電気的に絶縁し、不透明であり、優れた接着性を持つワンパート成分、全てのタイプのレンズ及びレンズ保持器に対するいかなる熱ひずみも避けるために230°F(110℃)以下で熱硬化可能である柔軟なシリコーン、第二レンズまたはレンズ保持器を取り付けるためにビードがLEDの周りに送出されることを可能にする約50000センチポイズ〜70000センチポイズの範囲の粘度を持つ増粘材料、全てのタイプの印刷回路板へのレンズ及びレンズ保持器の優れた接着性、及び湿気及び環境汚染物からの非常に良好な保護を含むが、それらに限定されない。本発明に使用するための商業的に入手可能なシリコーン接着剤の例は、Dow737または738シリコーンシーラント、Shin−Etsu IO−Seal−300、及びHumiseal Rl−2145を含むが、それらに限定されない。好ましくは、シリコーン接着剤材料組成物は、結晶性シリカ、オルガノポリシロキサンもしくはそれらの混合物、またはそれらの組み合わせを含む。オルガノポリシロキサンは直鎖オルガノポリシロキサンであることができる。
シリコーン接着剤材料は、プラスチックレンズ保持器またはレンズの変形の可能性のため、好ましくは230°F(110℃)またはそれより低い温度でかつ約1時間またはそれより短かい時間で低温硬化可能である。本発明による接着剤材料は、製品の寿命の間、レンズまたはレンズ保持器を固定し、かつ紫外線(UV)光により影響されない。シリコーン接着剤材料はまた、優れた衝撃吸収性を与える。
希望の熱硬化可能エポキシ接着剤の特徴は、約15000センチポイズ〜35000センチポイズの範囲の粘度を持つ、ワンパート成分の電気的に絶縁し、不透明であるエポキシ材料(コンピュータプログラム化されかつ制御されたニードル送出弁を含む選択的被覆装置から送出するための増粘ペースト材料)、全てのタイプのレンズ及びレンズ保持器に対するいかなる熱劣化も避けるために短かい時間及び低い温度(例えば100℃で7〜15分間)で熱硬化可能であり、白色から灰色の色であり、非常に強くて頑丈である硬質エポキシ、NFT76107法を用いて試験したときに5.0MPaより大きい剪断強さ、全てのタイプの印刷回路板に対するレンズ及びレンズ保持器の優れた接着、及び湿気及び環境汚染物からの非常に良好な保護を含むが、それらに限定されない。本発明に使用するために適した商業的に入手可能なエポキシ接着剤の例は、Protavic America Inc.からのProtavic ATE 10120である。Ellsworth,Masterbond,Dow Corning,and Polymark Inc.からの熱伝導性エポキシもまた、好適でありうる。
本発明に使用するために適した接着剤材料は、ロボットまたは他のコンピュータでプログラム化可能な自動化された選択的送出装置によりLEDの周りに正確に送出され、好ましくはこの送出装置は、LEDの縁を印刷回路板に封止し、かつ光学レンズまたは光学レンズ保持器を結合するのに十分な材料を与えるがレンズまたはレンズ保持器が取り付けられるときにLEDの上への移動を起こすほど多過ぎない材料を与える正確なニードル弁を持つ。レンズまたはレンズ保持器は、手により付与されることができる。接着剤材料はロボットまたは他のコンピュータでプログラム化可能な選択的送出装置または機械により付与される。ニードル送出弁の寸法は、材料のタイプ及び送出される材料の量により決定される。追加的に、加圧送出ニードル弁を含む本発明の方法により使用するために適している種々のタイプのニードル送出弁がある。ニードルが印刷回路板を横切って動く速度、及び接着剤を送出する空気圧を制御することにより、手動法に比べたときのプロセス変動は大きく低下し、非常に高度のプロセス制御を提供する。Asymtek940におけるようなコンピュータ制御されたニードル送出弁は、典型的には、秒当たり約4インチから6インチの速度範囲でかつ約65ポンドから75ポンドの圧力範囲で材料を送出するようにプログラムされる。
商業的に入手可能な送出装置の例は、Asymtek940(DV05加圧送出ニードルを使用する)、及びPrecision Valve and AutomationからのPVA6000(FC100高圧送出弁を使用する)を含むが、それらに限定されない。
潜在的な最終用途は、第二光学レンズを取り付けることが必要である全てのLED印刷回路板を含むが、それらに限定されない。
図面を参照すると、図1は、LED(図示せず)の上に取り付けられた多数のレンズ保持器(14)及びレンズ(12)を持つ印刷回路板(13)に取り付けられたLED(図示せず)から構成された既知のLED組立体(10)を示す。図1は、取り付けられたレンズの保持強度を変える製造変動を持つスナップ嵌めによる取り付けを示す。この組立体では、接着剤とは対照的にコンフォーマル被覆(conformal coating)(19)が使用される。コンフォーマル被覆は、もし被覆されないと(保護されないと)電子システムの破壊をもたらしうる湿気、ダスト、化学薬品、及び温度の極端な状態に対する保護として作用するように電子回路に付与される誘電材料を示す。コンフォーマル被覆(19)は、レンズ(12)またはレンズ保持器(14)を印刷回路板(15)に固定するために適切な強度を与えない。多くの振動と衝撃がある最終用途では、レンズまたはレンズ保持器は、振動でゆるみかつ離れて落ちることがありうる。図1に示すように、レンズ保持器(14)は円錐形状をしており、透明レンズ(12)がレンズ保持器(14)の内側に取り付けられる。従って、図1は、本発明と比べて劣った方法及びLED組立体を示す。
図2は、既知のLED組立体(20)、及び剥離保護裏材(図示せず)に付属している粘着材料(21)を持つレンズ保持器(22)を用いる方法を示す。レンズ保持器(22)を印刷回路板(24)の上に設置するために、裏材が剥離され、それが粘着材料(21)を露出し、レンズ保持器(22)が印刷回路板(24)上のLED(26)の上に押圧される。このLED組立体(20)及び取り付け方法には、粘着材料(21)がレンズまたはレンズ保持器上に保たれず、経時的にその強度を失うためにレンズまたはレンズ保持器が離れ落ちる問題が存在する。図2が示すように、レンズ保持器(22)の粘着材料(21)は、低い結合強度を持ち、かつ操作中にLED(26)から発生した熱により軟化して離れ去る。回路板上のいかなるタイプの汚染物も、接着剤強度にさらなる負の影響を持ちうる。
LEDパッケージの周りに極めてタイトにフィットすることを要求する多くの他のタイプのレンズ保持器及びレンズがある。これらのタイトな仕様は、液体接着剤の手での付与における変動の余地がない。LEDパッケージとのレンズ保持器界面は、それらが組み立てられるときに二つの構成要素間にいかなる空間もない正確なフィット(嵌り合い)である。液体接着剤が手により付与されかつレンズが取り付けられるとき、材料は、LED(26)上に容易に移動することができ、光出力に有害な影響を持つ。図2のLED組立体及び方法とは対照的に、本発明の方法は、予め定められた量の接着剤材料を特定の領域に正確に付与し、それによりこの問題を排除する。
図3は、印刷回路板(24)にLED(26)の上に取り付けられた図2からのレンズ保持器(22)を示す。示されているように、たとえあるとしても、大きなすき間の余地はない。
図4は、既知のLED組立体、及びレンズ保持器(44)をLEDパッケージ(48)上に「スナッピング」する方法を示す。それは、製造での様々な許容差のために良好な保持力を与えない。レンズ保持器(44)は、容易に振動されるかまたは打ち落とされる。図4は、レンズ保持器(44)とLEDパッケージ(48)の界面を示す。
図5は、どのように図4のレンズ保持器(44)がいかなる接着剤の使用もなしにLEDパッケージ(48)の上に取り付けられるかを示す。湿気または環境汚染からのいかなる保護もない。
図6は、LED組立体(60)、及び多数のレンズ(図示せず)またはレンズ(62)を取り付けられたレンズ保持器(64)を持つLED組立体(60)による本発明の範囲内の方法を示す。特に、図6は、LEDベース(68)の周りに送出された接着剤材料(67)、及びレンズ保持器の取り付けを示す。LED組立体(60)は任意選択的に低温硬化される。図6に示されるように、LED組立体(60)は、パネル化された形(66)をとる。本発明の方法は、好ましくはニードル送出弁のタイプを制御または変えることにより接着剤材料を選択的に送出するためにコンピュータプログラム化された被覆装置を使用する。図6は、例えば、二つの印刷回路板(65)のそれぞれの上に取り付けられた5つのレンズ保持器(64)とレンズ(62)を持つLED組立体を示す。示されたように、接着剤材料(67)は、レンズ保持器(64)の輪郭形状で印刷回路板(65)に一致してまたは均一に付与される。この付与の方法では、透明なコンフォーマル被覆は必要ではない。なぜなら接着剤材料はLED上部発光表面(図示せず)の上にいかなる材料の移動もなしに印刷回路板に対しレンズまたはレンズを取り付けられたレンズ保持器を完全に封止しているからである。接着剤材料の量は、最終用途のような因子に依存して決定され、接着剤材料がLEDのベースを覆うこと及びLEDを汚染から封止することを可能にするように送出される。
図7は、本発明に従って印刷回路板(65)の表面に付与された接着剤材料(67)、及びLEDパッケージ(図示せず)にしっかりと取り付けられたレンズ保持器(64)を示す、パネル(66)上にあるLED組立体60の接近側面図である。この付与された接着剤材料は、必要とされる機械的強度及び汚染物からの保護を与える。
本発明は、光学レンズをLEDパッケージに結合するための接着剤材料を送出することと関連した問題に対処及び解決することを目的とし、LEDの寿命の間の保護を提供する。LEDの周りに接着剤を正確に送出することにより、LEDと印刷回路板の間に保護封止が形成される。コンピュータプログラム化された選択的送出装置によるシリコーンまたはエポキシ接着剤の制御された正確な付与は、LED上への接着剤の移動を排除する。現在の手による付与方法によりこれを行なうことは、事実上不可能である。現在の接着剤は、本発明の接着剤材料のように湿気または汚染物からの保護を与えない。本発明の接着剤材料は低温で熱硬化される。
図8は、本発明による付与の方法(単数または複数)を示すプロセス流れ図である。本発明の方法は、全てのタイプの印刷回路板上に取り付けられたLED及びOLEDへの全てのタイプのレンズ保持器及びレンズの付与を含む。印刷回路板とレンズは、典型的には取り付けられていない状態で受け入れられる。当業者は、どの材料が所定の付与のために必要であるかを過度の実験なしに容易に理解するだろう。
接着剤材料を付与するために、選択的被覆装置のニードル送出弁は、取り付けられるレンズまたはレンズ保持器のベースの周りの必要な領域に材料を正確に付与するようにプログラム化される。レンズまたはレンズ保持器は、手により、または多数のレンズまたはレンズ保持器を保持するように設計された慣例の取付装置の使用により組み立てられる。いったんレンズまたはレンズ保持器がLEDの上に組み立てられたら、組立体は、次いでレンズまたはレンズ保持器の変形の危険を排除または低下するために制御された熱硬化炉中に移送される。接着剤材料は、印刷回路板に取り付けられ、それにより光学組立体を形成するレンズまたはレンズ保持器の輪郭形状に送出した後に約20〜30分の期間で230°F以下で硬化されることが好ましい。
本発明の方法の別の態様では、この方法は、例えば汚染物からの追加の保護が必要とされる状況に対し接着剤材料の内側にコンフォーマル被覆、好ましくは光学的に透明で黄変しないコンフォーマル被覆の送出を提供する。従って、この方法は、さらに光学的に透明で黄変しないコンフォーマル被覆及び接着剤材料を準備すること、接着剤材料を印刷回路板に付与すること、及び光学的に透明で黄変しないコンフォーマル被覆材料をそれぞれが低温熱硬化の前に付与される接着剤材料に隣接してまたはその周囲に、好ましくはその周囲の内側に付与することを含む。接着剤材料は、印刷回路板上でレンズまたはレンズ保持器の周囲に対して付与され、光学的に透明なコンフォーマル被覆の第二付与を含むためのダムを作る。コンフォーマル被覆材料は、それがLEDの上に付与されるかまたはそれらの上に移動することができ、照明出力に有害な影響を持たない点で独特である。
本発明の方法で使用するために適したコンフォーマル被覆の例は、2010年4月21日に出願の同時係属中の米国特許出願第12/799238号、及び2011年5月10日に出願の同時係属中の米国特許出願第13/104842号の同一所有者の発明のようなシリコーン被覆を含むが、それらに限定されない。これらの出願のそれぞれは、参考としてここに組み込まれる。シリコーン接着剤は、レンズまたはレンズ保持器を印刷回路板に固定し、かつ苛酷な環境の影響、400°Fまでの極度の加熱及び汚染からの保護を提供するという二重の機能を提供する。
取り付けられたレンズのはがし試験が実行された。使用された装置は、Ametek Mechanical Force Gauge model L−20−Mであった。試験で使用されたエポキシ接着剤材料は、Protavic Americaから商業的に入手可能なPROTAVIC ATE 10120であった。力(lbs)は、印刷回路板上に取り付けた取り付けレンズをはがすための力の量を表わす。
Figure 2014522550
従って、本発明が広い利用及び用途を受け入れる余地があることは当業者により容易に理解されるだろう。ここに述べられた以外の本発明の多くの実施態様及び適応、並びに多くの改変、修正及び均等配置が、本発明の内容または範囲から逸脱することなく、本発明及びその前記記載から明らかとなるか、または合理的に示唆されるだろう。従って、本発明がここにその好適な実施態様に関して詳細に説明されたが、この開示は本発明の単なる例示及び実施例であり、本発明の完全なかつ可能な開示を提供する目的のためにだけなされていることは理解されるべきである。前記開示は、本発明を限定することまたはそうでなくてもいずれかのかかる他の実施態様、適応、改変、修正及び均等配置を排除することを意図しておらずまたは解釈されるべきでない。

Claims (27)

  1. 電子光源を持つ印刷回路板に光学レンズを取り付けるための方法であって、
    自動化された接着剤送出機を使用して印刷回路板に接着剤材料を付与すること、及び
    付与された接着剤材料に光学レンズまたは光学レンズ保持器を取り付け、組立体を形成すること、
    を含むことを特徴とする方法。
  2. 組立体を熱硬化することをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 電子光源が発光ダイオードまたは有機発光ダイオードであることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  4. 接着剤材料がシリコーン、エポキシ、またはそれらの組み合わせを含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  5. 接着剤材料が光学的に透明であることを特徴とする請求項4に記載の方法。
  6. 接着剤材料が黄変しないことを特徴とする請求項4に記載の方法。
  7. シリコーンを含む接着剤材料が、約50000センチポイズ〜70000センチポイズの範囲の粘度を持つことを特徴とする請求項4に記載の方法。
  8. エポキシを含む接着剤材料が、約15000センチポイズ〜35000センチポイズの範囲の粘度を持つことを特徴とする請求項4に記載の方法。
  9. エポキシが、NFT76107法を用いて試験したときに5.0MPaより大きい剪断強さを持つことを特徴とする請求項4に記載の方法。
  10. 接着剤材料が、接着剤材料をニードル送出弁を通して正確に送出することにより付与されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  11. 接着剤材料が、加圧ニードル送出弁を通して送出されることを特徴とする請求項10に記載の方法。
  12. 組立体が110℃またはそれより低い温度で熱硬化されることを特徴とする請求項2に記載の方法。
  13. シリコーン接着剤材料が、結晶性シリカ、オルガノポリシロキサンもしくはそれらの混合物、またはそれらの組み合わせをさらに含むことを特徴とする請求項4に記載の方法。
  14. オルガノポリシロキサンが直鎖オルガノポリシロキサンであることを特徴とする請求項13に記載の方法。
  15. 電子光源を持つ印刷回路板、
    レンズ、またはレンズを取り付けたレンズ保持器、及び
    レンズ、またはレンズ保持器のベースの周りの印刷回路板に付与された接着剤材料、但し接着剤材料はシリコーン、エポキシ、またはそれらの組み合わせを含む、
    を含むことを特徴とするLED組立体。
  16. 接着剤材料が光学的に透明であることを特徴とする請求項15に記載のLED組立体。
  17. 接着剤材料が黄変しないことを特徴とする請求項15に記載のLED組立体。
  18. シリコーン接着剤材料が、結晶性シリカ、オルガノポリシロキサンもしくはそれらの混合物、またはそれらの組み合わせをさらに含むことを特徴とする請求項15に記載のLED組立体。
  19. オルガノポリシロキサンが直鎖オルガノポリシロキサンであることを特徴とする請求項18に記載のLED組立体。
  20. 電子光源を持つ印刷回路板、
    レンズ、またはレンズを取り付けたレンズ保持器、
    レンズ、またはレンズ保持器のベースの周りの印刷回路板に正確に付与された接着剤材料、及び
    レンズ、またはレンズ保持器のベースの周りの印刷回路板上の接着剤材料に隣接してまたはその接着剤材料の周囲上に付与されたコンフォーマル被覆、
    を含むことを特徴とするLED組立体。
  21. 接着剤材料が熱硬化されることを特徴とする請求項20に記載のLED組立体。
  22. 接着剤材料がシリコーン、エポキシ、またはそれらの組み合わせを含むことを特徴とする請求項20に記載のLED組立体。
  23. シリコーン接着剤材料が、結晶性シリカ、オルガノポリシロキサンもしくはそれらの混合物、またはそれらの組み合わせをさらに含むことを特徴とする請求項22に記載のLED組立体。
  24. オルガノポリシロキサンが直鎖オルガノポリシロキサンであることを特徴とする請求項23に記載のLED組立体。
  25. コンフォーマル被覆がシリコーンを含むことを特徴とする請求項20に記載のLED組立体。
  26. コンフォーマル被覆が黄変しないことを特徴とする請求項25に記載のLED組立体。
  27. コンフォーマル被覆が光学的に透明であることを特徴とする請求項25に記載のLED組立体。
JP2014511501A 2011-05-16 2012-05-16 電子光源を持つ印刷回路板に光学レンズを取り付けるための方法 Pending JP2014522550A (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161486716P 2011-05-16 2011-05-16
US61/486,716 2011-05-16
US13/473,427 US20120294011A1 (en) 2011-05-16 2012-05-16 Method for attaching an optical lens to a printed circuit board with electronic light source
US13/473,427 2012-05-16
PCT/US2012/038210 WO2012158841A1 (en) 2011-05-16 2012-05-16 A method for attaching an optical lens to a printed circuit board with electronic light source

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014522550A true JP2014522550A (ja) 2014-09-04

Family

ID=47174784

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014511501A Pending JP2014522550A (ja) 2011-05-16 2012-05-16 電子光源を持つ印刷回路板に光学レンズを取り付けるための方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20120294011A1 (ja)
EP (1) EP2710625A4 (ja)
JP (1) JP2014522550A (ja)
KR (1) KR20140030208A (ja)
CN (1) CN103733303A (ja)
BR (1) BR112013029263A2 (ja)
CA (1) CA2862878A1 (ja)
WO (1) WO2012158841A1 (ja)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010123557A1 (en) * 2009-04-22 2010-10-28 Shat-R-Shield, Inc. Silicone coated light-emitting diode
US8697458B2 (en) * 2009-04-22 2014-04-15 Shat-R-Shield, Inc. Silicone coated light-emitting diode
US10422503B2 (en) * 2009-10-30 2019-09-24 Ideal Industries Lighting Llc One-piece multi-lens optical member and method of manufacture
US9416926B2 (en) 2009-04-28 2016-08-16 Cree, Inc. Lens with inner-cavity surface shaped for controlled light refraction
US9915409B2 (en) 2015-02-19 2018-03-13 Cree, Inc. Lens with textured surface facilitating light diffusion
US8727790B1 (en) * 2012-11-01 2014-05-20 Avx Corporation Board-to board connectors with integral detachable transfer carrier plate
US10400984B2 (en) 2013-03-15 2019-09-03 Cree, Inc. LED light fixture and unitary optic member therefor
US9920901B2 (en) 2013-03-15 2018-03-20 Cree, Inc. LED lensing arrangement
US9757912B2 (en) 2014-08-27 2017-09-12 Cree, Inc. One-piece multi-lens optical member with ultraviolet inhibitor and method of manufacture
US10207440B2 (en) 2014-10-07 2019-02-19 Cree, Inc. Apparatus and method for formation of multi-region articles
US9470394B2 (en) 2014-11-24 2016-10-18 Cree, Inc. LED light fixture including optical member with in-situ-formed gasket and method of manufacture
US11056625B2 (en) 2018-02-19 2021-07-06 Creeled, Inc. Clear coating for light emitting device exterior having chemical resistance and related methods

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4967933A (en) * 1989-02-27 1990-11-06 Asymptotic Technologies, Inc. Method and apparatus for dispensing viscous materials
US5811784A (en) * 1995-06-26 1998-09-22 Telxon Corporation Extended working range dataform reader
JP4697405B2 (ja) * 2005-05-23 2011-06-08 信越化学工業株式会社 レンズ成形用シリコーン樹脂組成物及びシリコーンレンズ
JP5202822B2 (ja) * 2006-06-23 2013-06-05 東レ・ダウコーニング株式会社 硬化性オルガノポリシロキサン組成物および半導体装置
US20090065792A1 (en) * 2007-09-07 2009-03-12 3M Innovative Properties Company Method of making an led device having a dome lens
US8017246B2 (en) * 2007-11-08 2011-09-13 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Silicone resin for protecting a light transmitting surface of an optoelectronic device
JP2011018863A (ja) * 2009-07-10 2011-01-27 Sharp Corp 発光素子モジュール及びその製造方法、並びに、バックライト装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN103733303A (zh) 2014-04-16
BR112013029263A2 (pt) 2017-01-31
KR20140030208A (ko) 2014-03-11
US20120294011A1 (en) 2012-11-22
EP2710625A4 (en) 2015-02-25
EP2710625A1 (en) 2014-03-26
WO2012158841A1 (en) 2012-11-22
CA2862878A1 (en) 2012-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2014522550A (ja) 電子光源を持つ印刷回路板に光学レンズを取り付けるための方法
CN103258971B (zh) 显示元件的封装方法及其装置
KR101561754B1 (ko) 렌즈 부착 광반도체 장치 및 그 제조방법
US9236536B2 (en) Silicone coated light-emitting diode
US9441817B2 (en) Light-emitting structure
TWI366416B (en) Hermetically sealed light emitting display device and method of sealing
JP5559027B2 (ja) シリコーンレンズ、レンズ付led装置及びレンズ付led装置の製造方法
EP3163602A3 (en) Method of producing a semiconductor device by bonding silver on a surface of a semiconductor element with silver on a surface of a base in air or in an oxygen environment
KR101572495B1 (ko) 발광 소자 패키지의 제조 방법과, 발광 소자 패키지용 정렬 지그와, 발광 소자 패키지용 리드 프레임 스트립 및 발광 소자 패키지용 렌즈 스트립
KR20080025006A (ko) 미소 전자 부품의 밀봉 방법
KR102400442B1 (ko) 높은 정렬 정밀도로 렌즈를 led 모듈에 부착하는 방법
TW201931625A (zh) 用於板上晶片發光二極體的系統和方法
EP2509394A3 (en) Light emitting device module and surface light source device
CN108511577B (zh) 发光元件及其制造方法
DE102005038698A1 (de) Optoelektronische Bauelemente mit Haftvermittler
CN104210218A (zh) 基板粘合方法
US20120006496A1 (en) Edge sealing glue head for bonding substrate assembly in solar module device
CN106663728B (zh) 发光二极管矩阵
TWM522855U (zh) 溢膠固化裝置
KR101593965B1 (ko) 기판 합착 방법
JP2014127525A (ja) 封止用樹脂付き金型成型用離型フィルム、それを用いた光半導体素子の封止方法及び該封止された光半導体素子を備えた光半導体デバイス
WO2018090173A1 (zh) 一种发光电路板制作方法
KR101688009B1 (ko) 표시 장치용 합착 장치 및 합착 방법
JP4768356B2 (ja) 加飾装置及び突状装飾部の形成方法
TW202012831A (zh) 發光模組及其製造方法