專利名稱：Led燈組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電燈，具體地涉及LED電燈。更具體地，本發(fā)明涉及具有熱沉的LED燈， 以便快速制造。
背景技術(shù)：
LED燈目前正被開發(fā)用作車輛的外部燈源。經(jīng)常遇到的問題是如何處理過多的熱 量而同時(shí)能夠保護(hù)LED燈源或芯片。一種方法是使用撓性襯底并且將LED支撐件彎曲地 安裝在熱沉主體上。彎曲的襯底在制造和實(shí)際使用中并不一定可靠。襯底的撓性和定位 方式在制造中帶來了形成構(gòu)造誤差的可能。另一種方法是將基座的部分或全部與熱沉元 件例如金屬芯或類似的傳熱元件形成在一起。熱沉延伸到的最佳位置是外部和周圍空間。 這導(dǎo)致了具有封閉熱沉的基座結(jié)構(gòu)，或者熱沉經(jīng)過基座到達(dá)外部。這要求使用共同模制 (co-molding)或者某些其他建構(gòu)多組分基座的方法，而這些方法花費(fèi)很大。與此形成對(duì)比 的是具有模制塑料基座、用樁柱安裝在燈源和電連接中的汽車用白熾燈。人們需要一種結(jié) 實(shí)耐用、易于制作并且能夠?qū)⒁粋€(gè)或多個(gè)LED發(fā)出熱流的實(shí)質(zhì)部分散布開的LED燈結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
LED燈組件可由平面電路板來制造，該平面電路板的長(zhǎng)度和寬度明顯大于其厚度， 從而限定了第一主側(cè)面和第二主側(cè)面。將至少一個(gè)LED安裝在電路板的主側(cè)面上?；瑒?dòng)電 接觸件在電路板的端部上延伸，或者從電路板的端部延伸出去。電路支撐在電路板上，并將 該至少一個(gè)LED連接到滑動(dòng)電接觸件。具有平坦表面的第一熱沉在尺寸和形狀上設(shè)置成基 本并排地跨越和安裝到電路板的主側(cè)面。熱沉包括一個(gè)或多個(gè)凹進(jìn)或開口，該凹進(jìn)或開口 的尺寸和形狀足以機(jī)械地容納任何形成在電路板上的相鄰電子部件，熱沉還包括至少一個(gè) 凹進(jìn)來接收該至少一個(gè)LED，以允許該至少一個(gè)LED發(fā)射的光傳輸?shù)綗艚M件的外部。第一熱 沉的平坦側(cè)面機(jī)械地定位成與電路板的主側(cè)面緊密熱接觸。電路板和熱沉組件形成了軸向 延伸主體，該主體的長(zhǎng)度和寬度明顯(或稱實(shí)質(zhì)性地)大于其厚度，滑動(dòng)電接觸件延伸超出 第一熱沉的邊界以便被暴露出來用于電連接。基座機(jī)械地連接到電路板和熱沉組件，基座 具有至少一個(gè)閂鎖表面以便將燈組件機(jī)械地連接到燈插座內(nèi)。


圖1示出了 LED燈 組件優(yōu)選實(shí)施例的透視圖；圖2示出了 LED燈組件優(yōu)選實(shí)施例的分解圖。
具體實(shí)施例方式圖1示出了 LED燈組件10優(yōu)選實(shí)施例的透視圖。LED燈組件10通常形成有至少 一個(gè)LED 12、電路板14、第一熱沉16和基座18，以及任選的第二熱沉20。優(yōu)選的LED可以 是封裝在托架中的LED(T0PLED，即頂部發(fā)光LED)，或者是開放的LED芯片(板上芯片，即 chip on board)0圖1示出了 LED燈組件10的優(yōu)選實(shí)施例的分解圖。電路板14是平坦電路板14， 其具有第一主側(cè)面22和第二主側(cè)面24。優(yōu)選的電路板14由導(dǎo)熱材料制造，例如鋁，需要時(shí)在其一側(cè)或兩側(cè)鍍制電絕緣層。優(yōu)選的電路板14的長(zhǎng)度和寬度大于其厚度，具有伸長(zhǎng)矩形 的總體形式。電路板14可以是一個(gè)典型的LED燈支持電路，其具有導(dǎo)熱層、電絕緣層、或圖 案、以及用于將電能傳送到LED的導(dǎo)電圖案，和/或其他安裝到電路板的電子裝置。在一個(gè) 實(shí)施例中，電路板14的長(zhǎng)度大約為5. 7cm,寬度大約為2. 6cm，厚度大約為1. 57mm。 至少一個(gè)LED 12電連接到電路板14。優(yōu)選地，多個(gè)LED 12安裝在電路板14的第 一主側(cè)面22和第二主側(cè)面24上以大致地面向兩個(gè)方向。LED 12可以是安裝在電路板14 上的LED芯片組件(TOPLED)，或者是直接安裝在電路板14上的LED芯片(板上芯片)。優(yōu) 選的LED 12全部發(fā)射白光，然而應(yīng)當(dāng)理解的是LED也可具有不同顏色(紅色、藍(lán)色、綠色、 白色)并且電路36可以選擇性地使得獨(dú)立發(fā)光或者同時(shí)發(fā)光，各種LED 12可用于不同用 途。例如，一組LED可僅發(fā)射白光(備用燈)，任選的一組LED可僅發(fā)射紅光(剎車燈)，另 外一組LED可發(fā)射具有發(fā)信號(hào)或者閃爍功能的琥珀色光(轉(zhuǎn)向或警示)，諸如此類?？刹迦肷酄畈?6形成在電路板14的端部上并具有至少一個(gè)滑動(dòng)電接觸件28?；?動(dòng)電接觸件28可以是從電路板14的邊緣軸向延伸的金屬墊或金屬條，并且應(yīng)當(dāng)足夠厚以 可靠地與相應(yīng)的插座元件形成滑動(dòng)電接觸，從而與電源或任意相關(guān)的信號(hào)控制輸入形成電 連接?；瑒?dòng)電接觸件28可包括形成在電路板14表面的銅跡線。電路36可形成在電路板14上，其可能包括支撐在電路板14上的其他有關(guān)部件 38，并將至少一個(gè)LED 12連接到滑動(dòng)電接觸件28。在一個(gè)實(shí)施例中，從多數(shù)車輛通常所用 的12伏電壓中向電路36和部件38提供一個(gè)簡(jiǎn)單壓降。第一熱沉16具有平坦表面，該平坦表面基本鄰接電路板14的第一主側(cè)面22。優(yōu) 選的第一熱沉16由金屬(例如銅、鋁或其他金屬)制造，而且在尺寸和形狀上具有類似于 電路板14的伸長(zhǎng)矩形的總體形式，但較短或者在基座端部處有缺口，以便舌狀部26的部分 或全部以及形成在舌狀部26之上的滑動(dòng)電接觸件28暴露出來用于電接觸。在一個(gè)實(shí)施例 中，第一熱沉16由鋁制造，其長(zhǎng)度為4. 9cm,寬度為2. 6cm,厚度為1. 74mm,使得電路板14 的舌狀部26留下大約0. 8cm(5. 7cm減去4. 9cm)的長(zhǎng)度沒有被覆蓋從而暴露出來以便電接 觸。第一熱沉16的形狀以另外的方式設(shè)置為包括一個(gè)或多個(gè)凹進(jìn)或開口，該一個(gè)或多個(gè)凹 進(jìn)或開口跨越或匹配形成在電路板14上的相應(yīng)的LED 12和電子部件38。第一熱沉16包 括至少一個(gè)開放凹進(jìn)42以便接收至少一個(gè)LED 12。開放凹進(jìn)42允許至少一個(gè)LED 12發(fā) 射的光傳輸?shù)綗艚M件的外部。內(nèi)壁54限定了用于至少一個(gè)LED的凹進(jìn)，且可成形為或設(shè)置 有反射表面以按照優(yōu)選方式導(dǎo)引LED發(fā)射的光，例如通過使該反射表面具有旋轉(zhuǎn)拋物線、 旋轉(zhuǎn)橢圓或類似形狀并且具有鏡面。第一熱沉16的平坦側(cè)面機(jī)械地定位成與電路板14的 主側(cè)面緊密熱接觸。來自電路板14和至少一個(gè)LED 12的熱量基本傳導(dǎo)到熱沉16上，在那 里分散到一個(gè)較大的面積上，受到了更好的輻射或冷卻效果，從而有效地從電路板14和/ 或LED 12上移除。電路板14和熱沉16形成軸向延伸的主體，延伸自滑動(dòng)電接觸件28?；?動(dòng)電接觸件28延伸出熱沉16、20的邊界以暴露出來以便電連接。 類似的第二熱沉20可機(jī)械地連接到電路板14的第二主側(cè)面24。第二熱沉20具 有類似的平坦表面，該平坦表面基本鄰接電路板14的第二主側(cè)面24。第一熱沉16和第二 熱沉20從而將電路板14夾在中間，使電路板14被捕獲在第一熱沉16和第二熱沉20的中 間。在優(yōu)選實(shí)施例中，定位在電路板14和第一熱沉16中間的是一個(gè)絕緣層50，以防止電路 板14到熱沉16的電導(dǎo)通。中間絕緣層50可以是形成在電路板表面或熱沉16表面的任意已知的絕緣涂層。已經(jīng)使用了漆。替代性地，可在電路板14和熱沉16之間放置電絕緣材 料的中間片，以防止從電路板14的第一主側(cè)面22到熱沉16的平坦側(cè)面的電導(dǎo)通。絕緣至 少在如下區(qū)域的中間延伸電路板14和熱沉16的直接互相面對(duì)的區(qū)域，且這些區(qū)域都是導(dǎo) 電的。優(yōu)選的熱沉16 (或熱沉20)進(jìn)一步形成有閂鎖元件52，例如鄰近舌狀部26和滑動(dòng)電 接觸件28部分的插接連接(snap connection) 0閂鎖元件52可成形為與已知插座元件相 配合。在優(yōu)選實(shí)施例中，熱沉元件16、20形成有腔或壓痕(indentations)，該腔或壓痕垂直 于滑動(dòng)電接觸件28的插入方向延伸以與相應(yīng)的插座元件卡扣配合。優(yōu)選的第一熱沉16和第二熱沉20以穿過或圍繞電路板14的方式互相機(jī)械地連接在一起。第一熱沉16和第二熱沉20然后壓靠中間的電路板14以獲得與電路板14的良 好熱接觸。優(yōu)選的第一熱沉16和第二熱沉20由鉚釘46而互相鉚接在一起以壓靠中間的 電路板14。電路板14，或者第一熱沉16和第二熱沉20可具有其他鄰近于基座及組件舌狀 部26的成形的端部特征，以增強(qiáng)電路板14和熱沉16、20組件與基座18的連接和對(duì)準(zhǔn)。為 了額外的熱擴(kuò)散，熱沉16、20暴露的外表面可修改成具有肋、翅片或類似特征，或者可設(shè)置 顏色或紋理以幫助熱輻射、改進(jìn)光發(fā)射、降低眩光、降低反射或改善外觀(黑色的、真彩的、 白色的、銀色的、鏡面反射的、波紋狀的、噴砂的，等等)?；?8可機(jī)械地連接到電路板14和熱沉組件?；?8可由模制塑料制造，該模 制塑料具有足夠的耐熱性以適應(yīng)于向LED電路板14和熱沉16、20組件提供支撐。優(yōu)選的 基座18整體形成為熱沉的一部分，提供進(jìn)一步的吸熱容量(heat sinking capacity)。優(yōu) 選的基座18具有平板的總體形式，該平板具有鄰近于電路板14的舌狀端部26部分的可楔 入端部以及橫向于滑動(dòng)接觸件28的閂鎖槽52。整體形成的金屬基座18部分可成形為或定 位成偏移于與電路板的直接接觸，在這種情況下絕緣層不需要延伸或超過熱沉16、20的邊 緣。相應(yīng)的插座包括槽形凹進(jìn)以接收電路板14端部處的舌狀部26以及熱沉16、20組件， 例如基座部分18。舌狀部26或基座部分18 (這在本例中可能的)以及槽形凹進(jìn)可包括成 形的閂鎖或?qū)?zhǔn)特征以接收并機(jī)械地連接電路板14和熱沉16、20組件。在一個(gè)實(shí)施例中， 電路板14和熱沉16、20組件具有形成為平坦舌狀部的基座端部，而插座凹進(jìn)相應(yīng)地形成有 稍大的矩形槽以在插座內(nèi)獲得電路板14和熱沉16、20組件的緊貼插入(snug insertion) 或連接。閂鎖式安裝可根據(jù)不同燈的結(jié)構(gòu)和用途來設(shè)置尺寸、形狀或鎖閉方式，使得尾翼燈 可構(gòu)造成與轉(zhuǎn)向信號(hào)燈組件類似，但是兩種類型的燈被區(qū)別地設(shè)置鎖閉方式以防止實(shí)際應(yīng) 用中使用上的混亂。盡管已經(jīng)示出并描述了當(dāng)前想到的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而 言，顯然能夠于此作出各種變化和修改而不偏離由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
一種LED燈組件，包括平坦電路板，其長(zhǎng)度和寬度明顯大于其厚度，并且具有第一主側(cè)面和第二主側(cè)面以及舌狀端部；至少一個(gè)LED，其安裝在所述電路板的主側(cè)面上；滑動(dòng)電接觸件，其在所述舌狀端部上延伸；電路，其被支撐在所述電路板上，并且將所述至少一個(gè)LED連接到所述滑動(dòng)電接觸件；第一熱沉，其具有平坦表面并且在尺寸和形狀上設(shè)置成基本并排地跨越和安裝到所述電路板的主側(cè)面，所述熱沉包括凹進(jìn)或開口，所述凹進(jìn)或開口的尺寸和形狀足以機(jī)械地容納任何形成在所述電路板上的相鄰電子部件，所述熱沉還包括至少一個(gè)凹進(jìn)來接收所述至少一個(gè)LED并且允許所述至少一個(gè)LED發(fā)射的光傳輸?shù)剿鰺艚M件的外部，所述第一熱沉的平坦側(cè)面機(jī)械地定位成與所述電路板的主側(cè)面緊密熱接觸；所述電路板和所述熱沉組件形成軸向延伸主體，所述主體的長(zhǎng)度和寬度明顯大于其厚度；以及所述舌狀端部和所述滑動(dòng)電接觸件延伸超出所述第一熱沉的邊界以便被暴露出來用于電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的LED燈組件，其特征在于，進(jìn)一步包括類似的第二熱沉，所述第 二熱沉機(jī)械地連接到所述電路板的第二主側(cè)面，所述第一熱沉和第二熱沉將所述電路板捕 獲在所述第一熱沉和第二熱沉中間。
3.如權(quán)利要求2所述的LED燈組件，其特征在于，所述第一熱沉和第二熱沉互相機(jī)械地 連接到一起以壓靠中間的電路板。
4.如權(quán)利要求3所述的LED燈組件，其特征在于，所述第一熱沉和第二熱沉互相鉚接到 一起以壓靠中間的電路板。
5.如權(quán)利要求1所述的LED燈組件，其特征在于，所述滑動(dòng)電接觸件包括金屬墊并且開 放地暴露出來以便延伸進(jìn)入插座空腔，所述金屬墊連接到所述電路板的舌狀端部。
6.如權(quán)利要求1所述的LED燈組件，其特征在于，所述第一熱沉形成有基座部分，所述 基座部分具有閂鎖特征以便與所述燈組件的插座配合。
7.如權(quán)利要求1所述的LED燈組件，其特征在于，所述第一熱沉形成有壁，所述壁限定 了凹進(jìn)以接收所述至少一個(gè)LED，所述壁形成為以優(yōu)選方式反射所述至少一個(gè)LED發(fā)射的 光。
8.一種LED燈組件，包括平坦電路板，其長(zhǎng)度和寬度明顯大于其厚度，并且具有第一主側(cè)面和第二主側(cè)面；至少一個(gè)LED，其安裝在所述電路板上；滑動(dòng)電接觸件，其從所述電路板延伸，所述滑動(dòng)電接觸件包括電連接到所述電路板的 接線片；電路和部件，其支撐在所述電路板上并將所述至少一個(gè)LED連接到所述滑動(dòng)電接觸件；第一熱沉，其長(zhǎng)度和寬度明顯大于其厚度并且具有平坦表面，所述熱沉包括凹進(jìn)或開 口，所述凹進(jìn)或開口足以機(jī)械地容納任何相應(yīng)的形成在所述電路板上的電子部件，所述熱 沉還包括至少一個(gè)凹進(jìn)來接收所述至少一個(gè)LED并且允許所述至少一個(gè)LED發(fā)射的光傳輸?shù)剿鰺艚M件的外部，所述第一熱沉的平坦表面機(jī)械地定位成與所述電路板的主側(cè)面緊 密熱接觸，所述電路板和熱沉形成軸向延伸的主體，所述主體的長(zhǎng)度和寬度明顯大于其厚 度；類似的第二熱沉，其機(jī)械地連接到所述電路板的第二主側(cè)面，所述第一和第二熱沉將 所述電路板捕獲在所述第一熱沉和第二熱沉之間；所述第一熱沉和所述第二熱沉互相機(jī)械地連接到一起以壓靠中間的電路板，所述第一 熱沉和第二熱沉互相鉚接到一起以壓靠中間的電路板；并且其中，所述滑動(dòng)電接觸件延伸出所述第一熱沉和第二熱沉的各邊界，從而暴露出來以 便電連接。
9.如權(quán)利要求8所述的LED燈組件，其特征在于，所述第一熱沉和第二熱沉的每一個(gè)均 形成有各自的基座部分，所述基座部分的每一個(gè)均具有閂鎖特征以便與所述燈組件的插座 配合。
10.如權(quán)利要求8所述的LED燈組件，其特征在于，所述第一熱沉和第二熱沉的每一個(gè) 均由金屬形成，并且均與各自的金屬基座部分整體形成，所述基座部分的每一個(gè)均具有閂 鎖特征以便與所述燈組件的插座配合。
11.如權(quán)利要求8所述的LED燈組件，其特征在于，所述第一熱沉形成有壁，所述壁限定 了凹進(jìn)以接收所述至少一個(gè)LED，所述壁形成為以優(yōu)選方式反射所述至少一個(gè)LED發(fā)射的 光。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種結(jié)實(shí)耐用的LED燈組件，該LED燈組件可通過形成熱沉夾層結(jié)構(gòu)來組裝，即將兩個(gè)金屬熱沉定位在電路板周圍并且與導(dǎo)熱元件銷接在一起。該組件通過壓入基座來定位，該基座提供了電連接。該結(jié)實(shí)耐用的組件是快速組裝的，在將熱量從電路板排出和擴(kuò)散方面是熱有效的，并且能容易地適應(yīng)于各種應(yīng)用的照明。為了適應(yīng)消費(fèi)者的審美，可對(duì)該熱沉進(jìn)行修飾、著色或者以其他方式改善美觀性。
文檔編號(hào)F21Y101/02GK101806402SQ201010004579
公開日2010年8月18日 申請(qǐng)日期2010年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月19日
發(fā)明者H·羅, 劉昭環(huán) 申請(qǐng)人:奧斯蘭姆施爾凡尼亞公司