專利名稱：發(fā)光設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及發(fā)光設(shè)備，其包括至少 一 個大功率L E D光源。
背景技術(shù)：
大功率發(fā)光二極管(LED)的使用在照明方面是眾所周知的，特別 是但并不專指白光LED。對這類設(shè)備來說散熱也是一個眾所周知的重要 問題。為此，把LED結(jié)構(gòu)安裝在金屬芯印刷電路板(MCPCB)上也已 眾所周知，板上的印刷電路和鋁芯之間是電絕緣的。使LED結(jié)構(gòu)與鋁芯 具有傳熱關(guān)系地安裝，這樣芯體便可作為散熱器。
本發(fā)明的 一個目的是改進這種設(shè)計以增強散熱能力。 一般來說，LED是明亮的、高亮度、點狀光源，但用來照明時并不 總需要這些特點，而需要的是更散射的光輸出。因此，本發(fā)明進一步的 目標(biāo)是改進上述類型發(fā)光設(shè)備的設(shè)計，例如提供更散射和均勻的光輸 出。
另外，LED相對容易損壞。MCPCB可給安裝在其上的LED的背面 提供機械保護，但正面發(fā)光的部分并未得到如此保護。因此，本發(fā)明更 進一步的目的是改進上述類型發(fā)光設(shè)備的設(shè)計，例如給LED提供更好的
機械保護。
明確地說，本發(fā)明的目標(biāo)是在同 一個設(shè)備上實現(xiàn)上述目的。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，將開放單元式泡沫鋁芯布置在LED之前并且附著在 MCPCB上面。
第一個重要作用是MCPCB會把熱量傳遞給泡沫鋁。泡沫內(nèi)空氣的 流動具有冷卻作用。由于采用開放單元式結(jié)構(gòu)，空氣能自由地流過泡沫， 并且由于泡沫單元有大的表面積，可非常好地把熱量從泡沫傳遞到空 氣。因此，所述泡沫鋁對設(shè)備的散熱和冷卻起到了重要的作用。
第二個重要作用是泡沫鋁將有效地使輸出的光散射并變得更加均勻。第三個重要作用是泡沫鋁是剛性的，這給LED的前部提供了機械保護。
注意到，英國專利GB-1.311.409公開了使用可透射光的塑料泡沫來 改變光源的外貌。把TL管放在模具之中，并把塑料原料傾注入模具內(nèi) 以便制作泡沫。泡沫使來自燈的光散射和均勻。然而，這種泡沫還起到 隔熱器作用，從而提高了燈的溫度，因此該公布中甚至建議增加冷卻措
施。該公布中也提到了泡沫鋁，但僅把其作為阻礙光透射的光密材料。 還注意到，國際專利公布WO 2005/106926公開了一種發(fā)光設(shè)備， 其包括至少一個在作為散熱器的MCPCB上的發(fā)光電路管芯。與MCPCB 相對，可透射光的玻璃圓頂帽在電路管芯上延伸，在圓頂帽的內(nèi)表面填 充了磷光材料。對圓頂帽外的觀察著來說，圓頂帽好像是散射光源。然 而，圓頂帽對散熱不起什么作用。
還注意到，國際專利公布WO 2005/011350公開了在包括安裝在散 熱器上的發(fā)光電路管芯的發(fā)光設(shè)備中，把金屬泡沫基體用作散熱器。然 而，所述金屬泡沫基體被附著在散熱器的背面，即管芯的背面，因此， 它不能,人LED前面空氣的自由流動中受益。


本發(fā)明的這些和其他的方面、特點和優(yōu)點將通過下面的附圖做進一 步的解釋，圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同或相似的部分，其中 圖1示意表示了發(fā)光設(shè)備的設(shè)計； 圖2是帶多個光源的發(fā)光設(shè)備的示意橫截面圖。
具體實施例方式
圖1示意表示了根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光設(shè)備1的設(shè)計，也示出了制造該 設(shè)備的制造過程。
絲網(wǎng)印刷預(yù)浸料坯3被安置在MCPCB 2的前表面7上。由于絲網(wǎng) 印刷預(yù)浸料坯和MCPCB本身是已知的，同時，把預(yù)浸料坯安置在 MCPCB上的方法本身也是已知的，進一步說，現(xiàn)有技術(shù)中制作預(yù)浸料 坯和MCPCB的方法能用來實施本發(fā)明，因此這里將不進行詳述。充分 表明預(yù)浸料坯3的尺寸要比MCPCB2的要小，并且預(yù)浸料坯3安置在 MCPCB2的中心部分，以便圍繞著預(yù)浸料坯3，在MCPCB2的前表面7空出環(huán)形部分9.
大功率LED光源設(shè)備4被安置在預(yù)浸料坯3上。由于該LED設(shè)備 本身是已知的，同時在預(yù)浸料坯上安置LED的方法本身也是已知的，進 一步說，現(xiàn)有技術(shù)中的LED和現(xiàn)有技術(shù)中的把LED安置在預(yù)浸料坯之 上的方法能用來實施本發(fā)明，因此這里將不進行詳述。
開放單元式金屬泡沫基體5具有在其后表面8凹陷的腔體6。由于 開放單元式金屬泡沫本身是已知的，同時，現(xiàn)有技術(shù)中的金屬泡沫能被 用來實施本發(fā)明，這里就沒必要再對金屬泡沫進行更詳細(xì)的解釋。進一 步注意到，加工金屬泡沫以生成帶有凹陷的腔體的方法本身是已知的， 因此，這里也不對此進行更詳細(xì)的描述。
所述金屬泡沫基體5被放置在MCPCB 2上，以使它的后表面8接 觸到MCPCB 2的前表面7空出的環(huán)形部分9,同時，LED4被放置在泡 沫基體5的腔體6之內(nèi)。對腔體6的大小進行了優(yōu)化選擇，以便使LED 和基體5不產(chǎn)生接觸。
然后，金屬泡沫基體5被附著到MCPCB 2上，用這樣的方法可實 現(xiàn)良好的熱接觸和穩(wěn)定的機械接觸。盡管并不排除用膠水粘附，但優(yōu)選 的過程是低溫焊接、硬釬焊、或熔接。為了方便進程，金屬泡沫的材料 最好和PCB芯的金屬相同，優(yōu)選的材料是鋁。
在圖1中，基體5表示為長方塊形狀，但這并不是最重要的。比如， 在可替換的設(shè)計中，基體5可以有突出的外表面，例如半柱面形或甚至 是半球面形外表面。
在圖1中，所示基體5的外形稍微比MCPCB 2的外形要小。然而， 基體5的外形也可和MCPCB 2的相同或比其稍樣吏大點。
圖1中示出的發(fā)光設(shè)備l包括一個LED及其相關(guān)的MCPCB和金屬 泡沫基體?？蛇x擇的是，在MCPCB 2上也可在同一個腔體6中或在獨 立的腔體中安裝兩個或更多的LED。圖2示出了特殊實施例11,其中， 在金屬泡沫基體5的后表面8上有多個凹陷的腔體6,并且多個MCPCB 2每個都帶有一個或多個附著在泡沫基體5的后表面8上的LED4,LED 4總是安置在對應(yīng)的腔體6之中。相鄰腔體6之間的距離，在操作上可 控制為使金屬泡沫基體5的前表面10顯示出單獨的散射光斑，或相鄰 腔體6可相互靠近安置，以使整個前表面10看起來像一個均勻的發(fā)光 表面。關(guān)于設(shè)備1或11的安置，已經(jīng)注意到，金屬泡沫5具有一機械強
度，使其可在設(shè)備1或11的安置中用作結(jié)構(gòu)部件。圖2中也示出，設(shè) 備11安置在外殼12之內(nèi)，金屬泡沫5和外殼12連接。作為替換，設(shè) 備11可用不同的方式連接到外殼上。
在圖2示出的特殊實施例中，外殼12具有帶進氣口 14的腔體13。 腔體13完全被外殼12封閉，和外部環(huán)境唯一的交流是通過金屬泡沫5。 如果進氣口 14連接到氣源(例如空氣，外界新鮮空氣或經(jīng)空調(diào)調(diào)節(jié)后 的空氣，即經(jīng)過冷卻或加熱的空氣)，則氣流15進入腔體13,并經(jīng)過 泡沫5離開腔體13，如箭頭16和17所示，由此使泡沫5冷卻進而使 LED4得到冷卻。這樣，如果同時進行通氣和照明，外殼12經(jīng)適當(dāng)?shù)脑O(shè) 計可作為空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)特別有用的通風(fēng)設(shè)備20。
根據(jù)本發(fā)明，在各種情況下，所迷金屬泡沫5對設(shè)備1或11的散 熱和冷卻起充分的作用，更有效地使輸出光散射和更加均勻，并為LED 的前面提供機械保護。
在實驗性裝置中，所使用的金屬泡沫基體具有40 ppi (孔每英寸) 的孔隙度和大約7%的密度。當(dāng)泡沫基體具有5mm的厚度時可獲得令人 滿意的結(jié)果。注意，"令人滿意"的標(biāo)準(zhǔn)在一定程度上取決于試驗者的品 位和期待的性能。如果所述泡沫基體在單位體積內(nèi)有更大的孔或更多的 孔，就應(yīng)該增加厚度以維持相同的結(jié)果。應(yīng)該進一步明確的是，如果所 述的泡沫密度很大或非常厚，那么光的輸出可能會不充足。
應(yīng)該明確的是，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明不限于上面論 述的典型實施例，而是可以在所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明保護范圍內(nèi)進 行各種變化和修改。
權(quán)利要求
1. 一種發(fā)光設(shè)備(1；11)，包括至少一個安置在MCPCB(2)的前表面(7)上的LED光源設(shè)備(4)；發(fā)光設(shè)備(1；11)進一步包括開放單元式金屬泡沫基體(5)，其具有后表面(8)和在后表面(8)上凹陷的腔體(6)，開放單元式金屬泡沫基體(5)的后表面(8)被附著在MCPCB(2)的前表面(7)，并且LED光源設(shè)備(4)被置于所述的腔體(6)內(nèi)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光設(shè)備，其中，開放單元式金屬泡沫基 體(5)和MCPCB (2)相互通過低溫焊接、硬釬焊、或熔接附著到一 起。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光設(shè)備，其中，制作開放單元式金屬泡 沫基體(5)的金屬和MCPCB (2)的芯的金屬是相同的，該金屬優(yōu)選為鋁。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光設(shè)備，其中，兩個或更多的LED光 源設(shè)備(4)被置于一個腔體(6)內(nèi)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光設(shè)備(11 ),其中，金屬泡沫基體(5) 在它的后表面(8)上帶有多個凹陷的腔體(6)，其中，該設(shè)備11進 一步包括多個MCPCB (2),每個MCPCB都有至少一個安置在其前 表面(7)上的LED光源設(shè)備(4);其中，每個MCPCB (2)的前表 面(7)附著到基體(5)的后表面(8),并且相應(yīng)的LED (4)被安置 在對應(yīng)的腔體(6)內(nèi)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)光設(shè)備，其中，所述金屬泡沫基體(5) 置于外殼(12)內(nèi)，金屬泡沫(5)連接到外殼(12)上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)光設(shè)備，其中金屬泡沫基體(5)安置 在外殼(12)中的腔體(12)的排氣口中，外殼具有進氣口(14),以 使氣流(15)進入腔體(13)并經(jīng)泡沫基體(5)后離開腔體(13)。
8. —種用于空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)(21 )的通氣設(shè)備(20),其包括至少一 個根據(jù)權(quán)利要求7所迷的發(fā)光設(shè)備。
9. 一種空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)(21 )，其包括至少一個根據(jù)權(quán)利要求8所述 的通氣設(shè)備(20)。
全文摘要
一種發(fā)光設(shè)備(1；11)包括至少一個安裝在MCPCB(2)前表面(7)上的至少一個LED光源設(shè)備(4)。該發(fā)光設(shè)備(1；11)進一步包括開放單元式金屬泡沫基體(5)，其具有后表面(8)和在后表面(8)上凹陷的腔體(6)，開放單元式金屬泡沫基體(5)的后表面(8)被附著在MCPCB(2)的前表面(7)，并且LED光源設(shè)備(4)被安置在所述的腔體(6)內(nèi)。所述金屬泡沫(5)和MCPCB(2)一樣優(yōu)選的是鋁。金屬泡沫(5)對設(shè)備的散熱和冷卻起充分的作用，更有效地使輸出光散射和變得更加均勻，并為LED的前面提供機械保護。
文檔編號F21V3/04GK101473166SQ200780023271
公開日2009年7月1日 申請日期2007年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月22日
發(fā)明者O·范特特霍倫, T·H·斯托門 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司