JP5429321B2 - ライトモジュール及びそのライトコンポーネント - Google Patents
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Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
Claims (9)
- 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、導光板の互いに対向する表面を直接保持すべく、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。
- 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。
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
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