TWI477716B - 發光模組及其透鏡結構 - Google Patents

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Description

發光模組及其透鏡結構
本發明是有關於一種發光模組，且特別是有關於一種具有透鏡結構的發光模組。
一般的發光二極體之發光角度係固定的(例如：大約為120度左右)，為了滿足各種不同發光模組對於光學特性的需求，製造商通常會在發光二極體上方覆蓋一個二次光學透鏡(Secondary Optical Lens)，用以調整發光二極體所放射的光形(Illumination Distribution)。
一般來說，在組裝時，製造商會先利用表面黏著技術(Surface Mount Technology)將發光二極體設置在基板表面，並透過第一次熱處理程序(例如：迴焊製程)來固定發光二極體。當固定發光二極體後，製造商會利用點膠的方式將二次光學透鏡設置在基板上並覆蓋發光二極體，並透過第二次熱處理程序(例如烘烤)來固定二次光學透鏡。
由於發光二極體必須以熔點較高的焊錫來黏著，其所需的熱處理溫度比二次光學透鏡所需的熱處理溫度更高，使得一般塑料製成的透鏡在這樣的溫度下容易變形或損壞，因此，目前的技術尚無法僅利用一次熱處理程序來固定發光二極體與二次光學透鏡。
由上述可知，在現有的技術中，若欲裝設發光二極體及二次光學透鏡，則不可避免地需要經過兩次熱處理程序，無疑地會增加生產成本，且可能影響發光二極體的光 學特性。
有鑑於此，本發明之一技術態樣是在提供一種透鏡結構，其係用以減少發光模組在組裝時所需的熱處理程序的次數。
依據本發明之一實施方式，一種透鏡結構係用以調整一發光二極體之光形，此發光二極體係設置於一基板上，而此透鏡結構包含一透鏡本體以及一對金屬支架。金屬支架係設置於透鏡本體之相對兩側，可使透鏡結構被固定於基板上，並使透鏡本體位在該發光二極體的上方。
本發明之另一技術態樣是在提供一種發光模組，其僅需經過一次熱處理程序即可組裝完成。
依據本發明之另一實施方式，一種發光模組包含一基板、一發光二極體以及一透鏡結構。發光二極體係設置於基板上。透鏡結構包含一透鏡本體以及一對金屬支架。金屬支架係設置於透鏡本體之相對兩側，可使透鏡結構被固定於基板上，並使透鏡本體位在發光二極體的上方。
於本發明之一或多個實施方式中，每一金屬支架各包含一支撐部以及一焊接部。支撐部支撐透鏡本體。焊接部之一端連接支撐部且位於該基板上，用以焊接於基板。
於本發明之一或多個實施方式中，透鏡結構可進一步包含複數焊錫層，其係夾設於金屬支架之焊接部與基板之間。
於本發明之一或多個實施方式中，每一金屬支架各包 含一支撐部以及一彈性勾扣部。支撐部支撐透鏡本體。彈性勾扣部連接支撐部，用以扣住基板之一側。
於本發明之一或多個實施方式中，彈性勾扣部與基板之兩側的形狀互相契合。
於本發明之一或多個實施方式中，基板具有相對之一頂面與一底面，以及具有相對之兩端面鄰接於頂面與底面之間。
於本發明之一或多個實施方式中，每一彈性勾扣部包含一連接部以及一固定部。連接部係位在基板之頂面。固定部係相連於連接部，且沿著基板之端面延伸至部份底面上，以勾扣住基板之一側。
於本發明上述實施方式中，透鏡結構可利用金屬支架以固定於基板上，由於金屬支架之熔點較高，可用焊錫來黏著，故可與發光二極體在相同溫度下進行熱處理程序，因此可在一次的熱處理程序下固定發光二極體及透鏡結構。另外，於本發明部分實施方式中，亦可將透鏡結構之金屬支架直接勾扣在基板上而無須經過熱處理程序，故可減少熱處理程序的次數。
以上所述僅係用以闡述本發明所欲解決的問題、解決問題的技術手段、及其產生的功效等等，本發明之具體細節將在下文的實施方式及相關圖式中詳細介紹。
以下將以圖式揭露本發明之複數實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然 而，熟悉本領域之技術人員應當瞭解到，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節並非必要的，因此不應用以限制本發明。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。
第1圖繪示依據本發明一實施方式之發光模組之剖面圖。如圖所示，本實施方式之發光模組可包含一透鏡結構10、一基板300以及一發光二極體400。發光二極體400係設置於一基板300上。透鏡結構10係用以調整發光二極體400之光形，其中透鏡結構10包含一透鏡本體100以及一對金屬支架200。金屬支架200係設置於透鏡本體100之相對兩側，可使透鏡結構10被固定於基板300上，並使透鏡本體100位在該發光二極體400的上方。
具體來說，金屬支架200之可承托住透鏡本體100之底面並固定於基板300上。由於金屬支架200係由金屬形成，可用焊錫來黏著，故可與發光二極體400在相同溫度下進行熱處理程序，因此可在一次的熱處理程序下共同固定發光二極體400及透鏡結構10。
於部分實施方式中，每一金屬支架200各包含一支撐部202以及一焊接部204。支撐部202支撐透鏡本體100。焊接部204之一端連接支撐部202且位於基板300上，其可用以焊接於基板300上。
具體而言，發光模組可進一步包含複數焊錫層500，其係夾設於金屬支架200之焊接部204與基板300之間，用以將金屬支架200之焊接部204固定於基板300上。另外，發光模組亦可包含複數焊錫體600，其係夾設於發光 二極體400之金屬底座402與基板300之間。由於發光二極體400與透鏡結構10分別包含金屬底座402及金屬支架200，故可共同利用表面黏著技術(Surface Mount Technology,SMT)來設置於基板300上。換句話說，由於發光二極體400之金屬底座402與透鏡結構10之金屬支架200均由金屬所形成，故可在同一次熱處理程序中共同焊接於基板300上，而無須經過兩次熱處理程序。因此，焊錫層500與焊錫體600可在同一道熱處理程序(例如：迴焊製程)中形成。
於第1圖之實施方式中，焊接部204係橫躺於基板300上，支撐部202之一端係立於焊接部204，而另一端支撐住透鏡本體100。具體來說，支撐部202與焊接部204可共同呈”L”形或相互垂直。於部分實施方式中，支撐部202之高度係不低於發光二極體400之高度，以免透鏡結構10碰觸到發光二極體400。
於第1圖之實施方式中，透鏡本體100可包含一透鏡冠體102及一透鏡周緣104。透鏡周緣104係連接於支撐部202上遠離焊接部204之一端，故可被支撐部202所支撐。透鏡冠體102係設置於透鏡周緣104上方，並位於發光二極體400所放射光線之光路上。換句話說，透鏡冠體102係位於發光二極體400上方，其可用以改變發光二極體400所放射之光形。於部分實施方式中，透鏡冠體102之表面可呈弧面狀、曲面狀或其他幾何形狀，但不以此為限。於部分實施方式中，焊錫層500與焊錫體600是可在低溫時便熔化的。進一步來說，焊錫層500與焊錫體600之熔 點溫度均可低於透鏡本體100之熔點溫度。於部分實施方式中，透鏡本體100是一種耐高溫的材質，其熔點溫度至少高於焊錫層500與焊錫體600之熔點溫度。
第2圖繪示依據本發明另一實施方式之發光模組之剖面圖。本實施方式與第1圖之主要差異係在於本實施方式之透鏡結構10之金屬支架210係不同於第1圖之金屬支架200。具體來說，每一金屬支架210各包含一支撐部212以及一彈性勾扣部214。支撐部212支撐透鏡本體100。彈性勾扣部214連接支撐部212，係用以扣住基板300之一側。
於部分實施方式中，彈性勾扣部214與基板300之兩側的形狀互相契合，以利彈性勾扣部214扣住基板300。具體來說，可參閱第3圖所示，其繪示第2圖之發光模組之局部剖面圖。於第3圖中，基板300具有相對之一頂面302與一底面306，以及具有相對之兩端面304鄰接於頂面302與底面306之間。應瞭解到，本圖僅繪示其中一端面304，而另一端面304係位於基板300未示於本圖中的相對側。
如第3圖所示，彈性勾扣部214可包含一連接部2142以及一固定部2144。連接部2142係位在基板300之頂面302。固定部2144係相連於連接部2142，且沿著基板300之端面304延伸至部份底面306上，以勾扣住基板300之一側。藉此，彈性勾扣部214可包覆著基板300之部分頂面302、部分底面306及端面304，從而固定於基板300之一側。
具體來說，固定部2144可包含一底板2146以及一側 壁2148，側壁2148係連接於連接部2142與底板2146之間。基板300之底面306係疊置於底板2146上，而連接部2142係橫躺於基板300之頂面302上。因此，連接部2142與底板2146可分別抵靠於基板300之頂面302及底面306，從而避免彈性勾扣部214與基板300產生y方向的相對運動。另外，基板300之端面304係抵靠於側壁2148上，藉此，兩個彈性勾扣部214之側壁2148可分別抵靠於基板300相對兩側之端面304上，從而避免彈性勾扣部214與基板300產生x方向的相對運動。
因此，本實施方式之彈性勾扣部214可透過勾扣的方式固定於基板300之兩側，而無需透過焊接或點膠的方式來固定，故可直接減少一次熱處理程序。換句話說，於本實施方式中，僅需在將發光二極體400固定於基板300時進行熱處理，而固定透鏡結構10時，則可直接以勾扣的方式來實現固定的功能。
於部分實施方式中，連接部2142、側壁2148及底板2146之形狀與基板之頂面302、端面304及底面306相契合。具體來說，連接部2142與側壁2148之間的夾角約等於基板300之頂面302與端面304之間的夾角，相似地，側壁2148與底板2146之間的夾角約等於基板300之端面304與底面306之間的夾角。藉此，彈性勾扣部214可緊密地勾扣於基板300上，而與基板300之頂面302、端面304及底面306之間均無縫隙。
於部分實施方式中，彈性勾扣部214可由具有彈性的材料所形成，藉此，製造者或使用者可在彈性勾扣部214 包覆基板300之兩側後，壓合彈性勾扣部214以使其緊密地勾扣於基板300上。
於部分實施方式中，發光二極體400可為封裝後的發光二極體封裝結構或是裸晶式的發光二極體晶片，但不以此為限。於部分實施方式中，發光二極體400可為白光發光二極體、紅光發光二極體、綠光發光二極體或藍光發光二極體，但不以此為限。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧透鏡結構
100‧‧‧透鏡本體
102‧‧‧透鏡冠體
104‧‧‧透鏡周緣
200、210‧‧‧金屬支架
202、212‧‧‧支撐部
204‧‧‧焊接部
214‧‧‧彈性勾扣部
2142‧‧‧連接部
2144‧‧‧固定部
2146‧‧‧底板
2148‧‧‧側壁
300‧‧‧基板
302‧‧‧頂面
304‧‧‧端面
306‧‧‧底面
400‧‧‧發光二極體
402‧‧‧金屬底座
500‧‧‧焊錫層
600‧‧‧焊錫體
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1圖繪示依據本發明一實施方式之發光模組之剖面圖；第2圖繪示依據本發明另一實施方式之發光模組之剖面圖；第3圖繪示第2圖之發光模組之金屬支架局部剖面圖。
10‧‧‧透鏡結構
100‧‧‧透鏡本體
102‧‧‧透鏡冠體
104‧‧‧透鏡周緣
200‧‧‧金屬支架
202‧‧‧支撐部
204‧‧‧焊接部
300‧‧‧基板
400‧‧‧發光二極體
402‧‧‧金屬底座
500‧‧‧焊錫層
600‧‧‧焊錫體

Claims (4)

  1. 一種透鏡結構，用以調整一發光二極體之光形，而該發光二極體係設置於一基板上，該透鏡結構包含：一透鏡本體；以及一對金屬支架，設置於該透鏡本體之相對兩側，可使該透鏡結構被固定於該基板上，並使該透鏡本體位在該發光二極體的上方，其中每一該金屬支架包含：一支撐部，支撐該透鏡本體；以及一焊接部，其一端連接該支撐部且位於該基板上，用以焊接於該基板，其中該焊接部係部份地接觸該基板。
  2. 如請求項1所述之透鏡結構，更包含：複數焊錫層，夾設於該對金屬支架之該些焊接部與該基板之間。
  3. 一種發光模組，包含：一基板；一發光二極體，設置於該基板上；以及一透鏡結構，包含：一透鏡本體；以及一對金屬支架，設置於該透鏡本體之相對兩側，可使該透鏡結構被固定於該基板上，並使該透鏡本體位在該發光二極體的上方，其中每一該金屬支架包含： 一支撐部，支撐該透鏡本體；以及一焊接部，其一端連接該支撐部且位於該基板上，用以焊接於該基板，其中該焊接部係部份地接觸該基板。
  4. 如請求項3所述之發光模組，更包含：複數焊錫層，夾設於該基板與該對金屬支架之該些焊接部之間。
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