發(fā)光二極管模塊的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及照明裝置，具體地，涉及改進的發(fā)光二極管模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]諸如呈點陣模塊的形式的發(fā)光二極管(LED)模塊之類的發(fā)光二極管模塊是當(dāng)前可用的眾多照明裝置類型中的一種。LED模塊一般包括光源裝置，例如一個或多個LED封裝件、板上芯片(COB)模塊或具有離散的LED封裝件的印刷電路板(PCB)、以及用于光源裝置的罩。設(shè)置該罩是為了例如保護光源裝置，提供機械參照表面和/或與反射器的連接。
[0003]光源裝置還可以包括在一些情況下遠(yuǎn)程地布置的磷光體元件，該磷光體元件用于改變由LED提供的光。例如，白光可以通過提供穿過磷光體元件的藍(lán)光的LED實現(xiàn)，其中一些光被轉(zhuǎn)化為黃光。因此，包括藍(lán)色成分和黃色成分的輸出光提供了總體白色印象。磷光體元件一般設(shè)置在光源裝置的LED部件上方。在一些構(gòu)型中，替代性地，磷光體元件可以設(shè)置為與光源裝置的LED部件隔開一定距離布置的磷光體盤。
[0004]罩一般由塑料材料制成，該塑料材料具有相對低的導(dǎo)熱率并且不適于用作熱導(dǎo)體，并且罩適于布置在光源裝置上，但是仍允許由光源提供的光通過。罩可以例如包括布置在光源裝置的光源上的中心孔。
[0005]諸如反射器、準(zhǔn)直器或透鏡之類的光學(xué)裝置一般連接至LED模塊，例如用于設(shè)置所提供的光在特定方向上的聚焦。反射器的反射器基部可以例如布置在罩的凹入?yún)^(qū)域中。
[0006]光源裝置從LED部件和磷光體元件(如果包括有磷光體元件的話)兩者中產(chǎn)生熱。為了不使LED模塊過熱，理想的是盡可能多地消除產(chǎn)生的熱。對于光源裝置的LED部件，過熱可能導(dǎo)致LED的功效較低和壽命縮短。對于磷光體元件，過熱可能導(dǎo)致淬滅(quenching)效應(yīng)，從而導(dǎo)致光轉(zhuǎn)化效率較差。為了將熱量帶走，將LED模塊連接至安裝在LED模塊的背面的熱沉。該熱沉與光源裝置的部件相鄰地布置，使得由光源裝置產(chǎn)生的熱量經(jīng)由熱沉通過光源裝置的背面消散至環(huán)境中。
[0007]為了增大散熱區(qū)域，反射器形式的光學(xué)裝置可以布置成直接連接至遠(yuǎn)程的磷光體元件。因此，由磷光體元件產(chǎn)生的熱量可以經(jīng)由反射器的外表面消散到環(huán)境中?？蛇x地，熱沉可以制造得較大，以提高其散熱效率。然而，這些解決方案需要對LED模塊、熱沉和/或光學(xué)裝置的設(shè)計進行改動。另外，當(dāng)將熱沉制造得較大時，LED模塊與熱沉的組合的總尺寸增大，這阻礙了保持結(jié)構(gòu)較小的一般目標(biāo)。
[0008]因此，需要具有改進的散熱而沒有上述缺點的LED模塊。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]鑒于散熱功能、特別是消散光源裝置產(chǎn)生的熱，本發(fā)明的目的是克服該問題并且提供改進的LED模塊。本發(fā)明的另一個目的是提供對該問題的解決方案，同時保持設(shè)計較小的并且可以滿足特定的標(biāo)準(zhǔn)、例如Zhaga標(biāo)準(zhǔn)的LED模塊的可能性。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，該目的和其他目的通過包括光源裝置和用于光源裝置的罩的LED模塊實現(xiàn)，該罩設(shè)置成連接至光學(xué)裝置，其中該罩包括導(dǎo)熱部件，該導(dǎo)熱部件具有比罩的其余部分的導(dǎo)熱率高至少一個數(shù)量級的導(dǎo)熱率并且布置成將光源裝置與光學(xué)裝置熱連接。
[0011]因此，附接至LED模塊的光學(xué)裝置用作散熱構(gòu)件。光學(xué)裝置可以例如是反射器、準(zhǔn)直器或透鏡。
[0012]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的罩通常由具有相對較低的導(dǎo)熱率的材料制成，該材料因此不適合用于導(dǎo)熱和高效的散熱。通過向罩設(shè)置導(dǎo)熱部件，LED模塊不需要任何顯著的改動以受益于通過罩的導(dǎo)熱部件實現(xiàn)的散熱的提高。導(dǎo)熱部件將光源裝置的一個或多個部件與光學(xué)裝置熱連接，從而鑒于設(shè)置了用于散熱的熱沉的已知方案，提供了附加的導(dǎo)熱路徑。
[0013]罩的導(dǎo)熱部件的導(dǎo)熱率比罩的其余部分的導(dǎo)熱率高至少一個數(shù)量級，例如是其余部分的導(dǎo)熱率的10倍。換言之，罩的導(dǎo)熱部件適合用于導(dǎo)熱和高效的散熱，而罩的具有相對較低的導(dǎo)熱率的其余部分不適合用于導(dǎo)熱和高效的散熱。在一些實施方式中，罩的導(dǎo)熱部件的導(dǎo)熱率比罩的其余部分的導(dǎo)熱率高至少兩個數(shù)量級，例如是其余部分的導(dǎo)熱率的100 倍。
[0014]由于在罩中結(jié)合導(dǎo)熱部件作為其一部分或單獨的部件以實現(xiàn)發(fā)熱光學(xué)裝置的導(dǎo)熱，所以LED模塊提高了其散熱效率而不需要較大的熱沉。因此，可以在不需要增加LED模塊連同熱沉的尺寸的情況下提高散熱效率。
[0015]另外，導(dǎo)熱部件可以在不需要改變罩的尺寸的情況下集成在罩中。因此，罩和LED模塊仍然可以滿足LED模塊設(shè)計時所遵循的任何標(biāo)準(zhǔn)。這種標(biāo)準(zhǔn)的一個示例為Zhaga標(biāo)準(zhǔn)，該Zhaga標(biāo)準(zhǔn)包括罩的最大高度和寬度的限定。
[0016]光源裝置可以例如包括LED芯片或布置在印刷電路板(PCB)上的一個或多個LED封裝件。光源裝置還可以包括磷光體元件，該磷光體元件可以遠(yuǎn)程地布置。導(dǎo)熱部件可以布置成將LED芯片或一個或多個LED元件和/或磷光體元件與光學(xué)裝置熱連接。
[0017]在光源裝置包括遠(yuǎn)程的磷光體元件的實施方式中，該磷光體元件可以布置在導(dǎo)熱部件與罩之間，使得磷光體元件被固定。導(dǎo)熱部件因此可以用作磷光體元件的安裝器件。磷光體元件可以在后期構(gòu)造中添加至LED模塊。在這種構(gòu)造中，形成罩的可分開的部件的導(dǎo)熱部件然后也被添加至LED模塊。
[0018]LED模塊可以包括用來將罩緊固至熱沉的導(dǎo)熱的緊固器件。導(dǎo)熱部件可以布置成通過緊固器件將光源裝置與熱沉熱連接。因此，除了通向光學(xué)裝置的附加的導(dǎo)熱路徑之外，導(dǎo)熱部件還提供了光源裝置與熱沉之間的增強的導(dǎo)熱路徑。緊固器件可以例如包括螺釘或卡口聯(lián)接器件，并且優(yōu)選地由金屬、導(dǎo)熱塑料、導(dǎo)熱陶瓷等制成，用于提供良好的導(dǎo)熱率。
[0019]導(dǎo)熱部件可以布置成圍繞導(dǎo)熱的緊固器件。導(dǎo)熱部件可以由具有與導(dǎo)熱的緊固器件的材料的導(dǎo)熱性能相當(dāng)?shù)膶?dǎo)熱性能的材料例如金屬制成。在這種實施方式中，可以消除蠕變，其中蠕變是在將緊固器件安裝在塑料材料中時的常見問題。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，通過用于發(fā)光二極管模塊中的光源裝置的罩實現(xiàn)了前面提到的目的和其他目的，其中該罩設(shè)置成連接至光學(xué)裝置，其中該罩包括導(dǎo)熱部件，該導(dǎo)熱部件設(shè)置成將光源裝置與光學(xué)裝置熱連接。
[0021]當(dāng)應(yīng)用時，前面提到的特征同樣應(yīng)用于該第二方面。為了避免過度的反復(fù)描述，請參照前述內(nèi)容。
[0022]注意，本發(fā)明涉及在權(quán)利要求中述及的特征的所有可能的組合。
【附圖說明】
[0023]現(xiàn)在將參照示出了本發(fā)明的實施方式的附圖對本發(fā)明的該方面和其他方面進行更詳細(xì)的描述。
[0024]圖1示出了發(fā)光二極管模塊的總體結(jié)構(gòu)。
[0025]圖2和圖3是根據(jù)本發(fā)明的不同實施方式的發(fā)光二極管模塊的截面圖。
[0026]圖4是根據(jù)本發(fā)明的實施方式的發(fā)光二極管模塊的分解圖。
[0027]如圖所示，為了說明性的目的，層和區(qū)域的尺寸被放大并因此設(shè)置成示出了本發(fā)明的實施方式的總體結(jié)構(gòu)。在所有附圖中，相同的附圖標(biāo)記指代相同的元件。
【具體實施方式】
[0028]將在下文中參照附圖更充分地描述本發(fā)明，在附圖中示出了本發(fā)明的當(dāng)前優(yōu)選的實施方式。然而，本發(fā)明可以以多種不同的形式實施，并且不應(yīng)被理解為局限于本文闡述的實施方式。相反，提供這些實施方式是為了使本發(fā)明透徹而完整，并且向本領(lǐng)域技術(shù)人員全面地闡釋本發(fā)明的范圍。
[0029]在圖1中示出了呈點陣模塊的形式的發(fā)光二極管(LED)模塊I的基本設(shè)計。LED模塊I包括罩10和光源裝置11。光源裝置11在本實施方式中包括多個LED封裝件12。LED封裝件12可以布置在印刷電路板(PCB)上。
[0030]這種類型的常規(guī)的罩一般由導(dǎo)熱率相對較低并且因此不適于高效導(dǎo)熱的材料例如塑料制成。然而，如將顯而易見的，根據(jù)本發(fā)明的罩10可以包括由其他材料、特別是導(dǎo)熱材料制成的一個或多個部件；與常規(guī)的罩材料相比，這些材料具有相對較高的導(dǎo)熱率。導(dǎo)熱材料的導(dǎo)熱率比常規(guī)罩的材料的導(dǎo)熱率高至少一個數(shù)量級(例如為常規(guī)罩的材料的導(dǎo)熱率的10倍)；在其他實施方式中，導(dǎo)熱材料的導(dǎo)熱率比常規(guī)罩的材料的導(dǎo)熱率高至少兩個數(shù)量級(例如為常規(guī)罩的材料的導(dǎo)熱率的100倍)
[0031]罩10布置在光源裝置11上。罩