照明設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種照明設(shè)備(100)，其中至少一個(gè)光源(121)被布置為產(chǎn)生光。該照明設(shè)備包括電絕緣散熱器元件(111)，導(dǎo)電層(120)利用機(jī)械緊固裝置(130)布置在所述電絕緣散熱器元件上。所述至少一個(gè)光源布置為與所述導(dǎo)電層相接觸。
【專利說(shuō)明】照明設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總地涉及照明設(shè)備和用于裝配照明設(shè)備的方法，所述照明設(shè)備和用于裝配照明設(shè)備的方法適合于改造LED燈泡的大規(guī)模生產(chǎn)。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于發(fā)光二極管照明設(shè)備(LED照明設(shè)備)的高市場(chǎng)滲透而言，改造燈是非常重要的?；贚ED的改造燈通常被用于替換傳統(tǒng)白熾燈，并且在下文中被稱為L(zhǎng)ED燈泡。用于在改造燈(例如Philips的Endura LED燈泡)中布置LED的典型方案是將LED布置在印刷電路板(PCB)上，然后所述PCB利用金屬螺釘被安裝到形成LED燈泡的基座的一部分的金屬散熱器上。金屬散熱器通常被準(zhǔn)備有預(yù)先鉆好的孔以使得PCB可以被安裝在預(yù)定的位置處。此外，LED燈泡通常包括被連接到基座的帽和被布置為包封LED的玻璃燈泡。
[0003]雖然上述系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)有效的LED燈泡時(shí)一般來(lái)說(shuō)是有效的，其中LED所產(chǎn)生的熱量經(jīng)由金屬散熱器被散出，但是需要一種替代方法用于將LED安裝在LED燈泡中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于至少提供ー種非常適合于大規(guī)模生產(chǎn)的改進(jìn)的照明設(shè)備和用于裝配這種照明設(shè)備的方法。
[0005]這個(gè)目的通過根據(jù)如所附獨(dú)立權(quán)利要求中所限定的本發(fā)明的概念的照明設(shè)備和方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選實(shí)施例在從屬權(quán)利要求中以及以下的描述和附圖中闡明。
[0006]因而，根據(jù)本發(fā)明的概念的第一方面，提供了ー種照明設(shè)備，該照明設(shè)備包括被布置為產(chǎn)生光的至少ー個(gè)光源、電絕緣散熱器元件和導(dǎo)電層。所述至少ー個(gè)光源被布置為至少與導(dǎo)電層熱接觸，但是還優(yōu)選地與導(dǎo)電層電接觸，并且導(dǎo)電層利用機(jī)械緊固裝置被安裝到散熱器元件。因而，為了實(shí) 現(xiàn)將導(dǎo)電層很好地固定到散熱器元件上，使用了機(jī)械緊固裝置，這與例如粘合或涂覆技術(shù)(例如利用厚層技術(shù))或薄膜處理相比是有好處的，所有這些粘合、涂覆或薄膜技術(shù)都需要昂貴的設(shè)備以及需要化學(xué)材料的固化和使用的復(fù)雜處理。此夕卜，利用對(duì)機(jī)械緊固裝置的適當(dāng)設(shè)計(jì)，其可以被用作ー種將ー個(gè)或多個(gè)光源對(duì)準(zhǔn)到散熱器元件上的預(yù)定位置上的有利方式。這可以例如通過為機(jī)械緊固裝置提供凹陷以接收光源來(lái)實(shí)現(xiàn)(光源通常被布置為使得其從導(dǎo)電層向上突出)。當(dāng)緊固導(dǎo)電層和光源時(shí)，光源由凹陷引導(dǎo)，以使得獲得散熱器元件上的預(yù)定位置以用于光源。此外，緊固裝置的設(shè)計(jì)可以被做成使得緊固裝置本身的對(duì)齊便于例如通過利用散熱器元件的形狀而實(shí)現(xiàn)。應(yīng)當(dāng)注意緊固裝置可以是摩擦鎖緊(非主動(dòng)的)類型的和形態(tài)鎖緊(主動(dòng)的)類型的。
[0007]在照明設(shè)備的優(yōu)選實(shí)施例中，導(dǎo)電層被布置在光源與電絕緣散熱器元件之間，從而在發(fā)熱光源與散熱器元件之間提供低熱阻。因而，實(shí)現(xiàn)從光源的高效熱傳遞和到散熱器元件的熱擴(kuò)散。低熱接觸阻抗例如在使用銅或銅合金形成導(dǎo)電層時(shí)實(shí)現(xiàn)，然后導(dǎo)電層被布置為例如與陶瓷散熱器元件直接接觸。這種布置與上述現(xiàn)有技術(shù)的PCB安裝的照明設(shè)備相比需要更少的部件。此外，緊固裝置可以被布置以使得允許預(yù)定的活動(dòng)自由度，降低熱膨脹系數(shù)不匹配的影響。這又意味著在高溫下(100°C以上)有較少的焊料裂紋。應(yīng)當(dāng)注意導(dǎo)電層可以是單塊的或者多層的，例如包括用于將光源連接到電源的被沉積在電絕緣導(dǎo)熱基板上的引線框架。
[0008]根據(jù)照明設(shè)備的實(shí)施例，緊固裝置被布置為在預(yù)定的位置處分配機(jī)械力。所述位置可以有利地選擇在導(dǎo)電層上并且與至少ー個(gè)光源緊鄰。從而，除了將導(dǎo)電層緊固到散熱器元件上以外，緊固裝置可以在熱臨界位置處(即直接在熱源處)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電層與散熱器元件之間充分的熱連接。這可以例如通過選擇對(duì)緊固裝置的上下接觸表面的合適設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。即，緊固裝置被設(shè)計(jì)以使得導(dǎo)電層和散熱器元件在預(yù)定位置處被緊固裝置按壓在一起。如上所述，這些位置被優(yōu)選地選擇為靠近每個(gè)光源，以使得靠近每個(gè)發(fā)熱光源提供良好的熱接觸。因而，在ー個(gè)裝配步驟中，與光源接觸的導(dǎo)電層被固定到散熱器元件上，同時(shí)來(lái)自緊固裝置的機(jī)械カ以一種有效的方式分布以在靠近光源(或者任何其它發(fā)熱組件)處提供充分的熱接觸。
[0009]此外，通過為每個(gè)光源應(yīng)用單獨(dú)的壓力點(diǎn)，照明設(shè)備對(duì)散熱器元件表面中的不規(guī)則或不平整的地方變得較不敏感。這將減少熱接觸表面的生產(chǎn)成本，因?yàn)樗枰膶?duì)平整度的關(guān)注變少。
[0010]根據(jù)照明設(shè)備的實(shí)施例，緊固裝置為夾鉗。該夾鉗可以用金屬制成，但是也可以用電絕緣材料制成。通過利用夾鉗，導(dǎo)電層與散熱器元件之間良好的熱接觸以ー種方便的方式實(shí)現(xiàn)。夾鉗可以有利地被布置為應(yīng)用預(yù)定的力來(lái)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電層與散熱器元件之間的充分的熱接觸，如上所述。夾鉗的安裝可以在ー個(gè)裝配步驟中完成。例如與現(xiàn)有技術(shù)中使用螺釘來(lái)將PCB固定到散熱器上相比，緊固裝置為夾鉗的優(yōu)點(diǎn)有很多。現(xiàn)有技術(shù)的方法需要多個(gè)步驟來(lái)完成安裝以及對(duì)例如螺釘?shù)木?xì)操縱。此外，對(duì)螺釘應(yīng)用正確大小的扭矩很關(guān)鍵，因?yàn)樘叩呐ぞ乜赡軐?dǎo)致PCB損壞，而太低的扭矩可能導(dǎo)致PCB與其散熱器(這里對(duì)應(yīng)于散熱器元件)之間熱接觸不充分。然而，使用根據(jù)本發(fā)明的概念的夾鉗允許提供非常準(zhǔn)確地定義的夾持カ和快速的裝配。
[0011]根據(jù)照明設(shè)備的實(shí)施例，導(dǎo)電層被布置有電引線，所述電引線被配置用于至少一個(gè)光源的供電。除了提供光源與散熱器元件之間的熱耦合以外，導(dǎo)電層還優(yōu)選地被設(shè)計(jì)用于提供被布置用于為光源供電的電引線，這是有利的。
[0012]根據(jù)照明設(shè)備的實(shí)施例，導(dǎo)電層是柔性的。柔性導(dǎo)電層是有利的，因?yàn)槠淇梢员徽郫B，例如圍繞散熱器元件。此外，柔性導(dǎo)電層在其自身與散熱器元件之間提供更大的接觸面積。
[0013]根據(jù)照明設(shè)備的實(shí)施例，還包括被布置在導(dǎo)電層處的絕緣層。該絕緣層可以被布置為支撐導(dǎo)電層，例如當(dāng)導(dǎo)電層具有刻出的/沖壓出的引線圖案吋。所述絕緣層還可以被布置為頂層，覆蓋除了光源被放置的區(qū)域以外的上表面的大部分。然后，在照明設(shè)備的包殼(玻璃燈泡)破裂等的情況下，該絕緣層可以通過隔絕帶電部件來(lái)提高照明設(shè)備的安全性。該絕緣層還可以被用于定位功能。應(yīng)當(dāng)注意所述絕緣層也可以是導(dǎo)電層的集成的一部分。
[0014]根據(jù)照明設(shè)備的實(shí)施例，絕緣層(如果存在的話)和/或緊固裝置是反射性的，這對(duì)于提供良好的光性能是有利的，即實(shí)現(xiàn)照明設(shè)備有高光效率。
[0015]根據(jù)照明設(shè)備的實(shí)施例，導(dǎo)電層被布置在緊固裝置中，導(dǎo)電層可以例如被布置為覆蓋塑料夾鉗的接觸表面，并且被用作被布置用于將光源連接到電源的電引線。從而，提供了ー種布置電引線到光源的方便方式，同時(shí)在光源與散熱器元件之間提供充分的熱連接。
[0016]根據(jù)照明設(shè)備的實(shí)施例，導(dǎo)電層和緊固裝置重合。緊固裝置可以例如是光源被安裝于其上的金屬夾鉗。這提供了光源與散熱器元件之間的良好的熱連接并且保持很少的組件數(shù)目。光源的供電可以通過導(dǎo)電層提供，但是也可以通過專用的電連接裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。光源可以是例如LED封裝或板上芯片(C0B)。這里，LED封裝可以指具有保護(hù)涂層或者某種機(jī)械加固的LED，而不主要指具有要被焊接到或者直接表面安裝到基板上的未被保護(hù)的面朝下的引線的LED。然而，光源也可以按形成導(dǎo)電層的裸片(即沒有專用的保護(hù)涂層)上的一個(gè)或多個(gè)LED的形式提供。裸片被直接安裝在散熱器元件頂部上，以使得在低熱阻下，熱通過裸片從LED被散出到散熱器元件。不管使用的是封裝還是裸片，連接光源的優(yōu)選方式是通過電線接合。注意即使裸片是不導(dǎo)電的，該實(shí)施例仍然是完全可以工作的；但是，裸片在橫向上具有良好的熱傳導(dǎo)性是很重要的。
[0017]根據(jù)照明設(shè)備的實(shí)施例，機(jī)械緊固裝置是散熱器元件中的凹陷，該凹陷具有與導(dǎo)電層的形狀相對(duì)應(yīng)的形狀。凹陷也指可以被用于幫助對(duì)齊光源的凹ロ、凹洞或孔。當(dāng)導(dǎo)電層在凹陷中被接收時(shí)，導(dǎo)電層在其自身平面內(nèi)的移動(dòng)被限制。此外，導(dǎo)電層被粘合到散熱器元件。光源可以是LED封裝或板上芯片(C0B)。該實(shí)施例具有少量組件，并且因?yàn)榘枷菘梢宰鳛樯崞髟闹圃斓囊徊糠直荒Ｖ苹蚩坛?，所以該?shí)施例容易裝配。如果需要，額外的夾子可以被布置以幫助將導(dǎo)電層固定到散熱器元件上。這促進(jìn)到散熱器的熱連接。
[0018]根據(jù)照明設(shè)備的實(shí)施例，柔性線狀電連接裝置被布置以使得它們一直延伸到光源以提供電功率。這是優(yōu)選的，因?yàn)閷?dǎo)電層不需要包括用于提供電功率的引線框架。線狀連接裝置可以例如是電線，被絕緣的或者未被絕緣的。此外，線狀連接裝置可以從燈帽的內(nèi)部一直延伸到光源或者將線狀連接裝置連接到光源的導(dǎo)電引線，驅(qū)動(dòng)電路或電源可以被置于燈帽中。電線接合是將線狀連接裝置連接到光源或其導(dǎo)電引線的當(dāng)前優(yōu)選的方式。使用柔性線狀電連接裝置是優(yōu)選的，因?yàn)榕c具有引線框架或者其它大的剛性組件的實(shí)施例相比，它提高了照明設(shè)備的抗震性。
[0019]根據(jù)照明設(shè)備的實(shí)施例，每個(gè)柔性線狀電連接裝置被置于散熱器元件的與這個(gè)線狀連接裝置延伸至光源相対的那ー側(cè)上。因而，線狀連接裝置不會(huì)模糊從光源發(fā)出的光。
[0020]根據(jù)照明設(shè)備的實(shí)施例，散熱器元件包括兩個(gè)重疊部件。這些部件被隔開正的距離，以使得重疊區(qū)域被形成在這兩個(gè)重疊部件之間，電連接裝置被置于重疊區(qū)域中。這是優(yōu)選的，因?yàn)榫€狀連接裝置被散熱器元件保持在適當(dāng)位置。重疊部件可以例如是被隔開基本固定的距離(例如1-10毫米)的平行的板。重疊區(qū)域優(yōu)選位于燈的中心區(qū)域。
[0021]根據(jù)照明設(shè)備的實(shí)施例，照明設(shè)備包括封圍光源和散熱器的包殼，這是有利的。
[0022]根據(jù)照明設(shè)備的實(shí)施例，散熱器元件被熱耦合到包売，提供ー種照明設(shè)備，該照明設(shè)備的光源被布置在包殼內(nèi)部并且在被熱連接到包殼的散熱器元件上。因而，實(shí)現(xiàn)從光源的高效熱傳遞和到散熱器元件和包殼的熱擴(kuò)散。
[0023]根據(jù)照明設(shè)備的實(shí)施例，散熱器元件的至少一部分和包殼是單個(gè)集成的部件。即，散熱器元件是包殼的一部分，所述包殼例如玻璃燈泡或燈泡。這樣只需要較少的部件，并且制造變得更簡(jiǎn)單，例如可以在ー個(gè)共用的模具中用相同的材料模制出散熱器元件和包売。
[0024]根據(jù)照明設(shè)備的實(shí)施例，散熱器元件包括陶瓷材料，這是有利的。優(yōu)選的材料是半透明的多晶氧化鋁PCA。該材料可以被提供用于燈泡的非常好的光學(xué)屬性，例如在提供需要的光散射以使得看不見像LED這樣的點(diǎn)光源的同時(shí)提供很高的總的光透射。此外，PCA提供非常好的電絕緣，并且具有35W/mK的熱傳導(dǎo)率。因而，對(duì)照明設(shè)備的熱管理得到改善。這允許設(shè)備的高級(jí)功能集成，從而減少利用傳統(tǒng)的金屬散熱器和塑料反射器和/或散射器的燈所需要的部件數(shù)量。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的概念的第二方面，提供了一種用于提供照明設(shè)備的方法，該方法包括:提供導(dǎo)電層；將至少ー個(gè)光源安裝在所述導(dǎo)電層的上表面上；將所述導(dǎo)電層緊固在電絕緣散熱器元件上，以使得所述導(dǎo)電層的下側(cè)被布置為與所述散熱器元件直接接觸，其中將所述導(dǎo)電層緊固在所述散熱器元件上的步驟利用機(jī)械緊固裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。因而，實(shí)現(xiàn)了一種非常簡(jiǎn)單的高度認(rèn)可的且只需要幾個(gè)組件的，用于將具有光源的照明設(shè)備安裝在例如燈泡中的機(jī)械方案。該方法非常適合于照明設(shè)備的大規(guī)模生產(chǎn)。
[0026]根據(jù)所述方法的實(shí)施例，該方法還包括向?qū)щ妼犹峁╇娨€圖案的步驟，這是有利的。提供電引線圖案的步驟可以有利地通過沖壓實(shí)現(xiàn)。沖壓是有利的，因?yàn)榇罅康碾娨€圖案可以被同時(shí)從導(dǎo)電層上被沖壓出來(lái)，所述導(dǎo)電層例如銅箔卷。然而，應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的是其它合適的方法可用于獲得適合于本發(fā)明的概念的引線圖案。
[0027]根據(jù)所述方法的實(shí)施例，該方法還包括提供電絕緣層，并且將該電絕緣層布置到導(dǎo)電層上。
[0028]參考下文中所描述的實(shí)施例，本發(fā)明的概念的這些及其它方面、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得清楚且被闡明。注意本發(fā)明涉及所有特征的組合，即使那些特征在不同的權(quán)利要求中引述。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0029]現(xiàn)在將參考附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的概念，在附圖中:
[0030]圖1是圖示了根據(jù)本發(fā)明的概念的照明設(shè)備的實(shí)施例的主要部件的剖開分解透視圖；
[0031]圖2是圖示了根據(jù)本發(fā)明的概念的照明設(shè)備的實(shí)施例的剖開透視圖；
[0032]圖3a_c是用于裝配根據(jù)本發(fā)明的概念的照明設(shè)備的方法的實(shí)施例中的步驟的示意性圖示。
[0033]圖4a_b圖示了根據(jù)本發(fā)明的概念的照明設(shè)備的實(shí)施例的部件；
[0034]圖5是根據(jù)本發(fā)明的概念的照明設(shè)備的實(shí)施例的透視圖；
[0035]圖6是根據(jù)本發(fā)明的概念的照明設(shè)備的實(shí)施例的透視圖；
[0036]圖7a_b和圖8圖示了根據(jù)本發(fā)明的概念的照明設(shè)備的實(shí)施例；以及
[0037]圖9是圖7a_b和圖8的實(shí)施例中的任一實(shí)施例的示意性橫截面的頂視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]現(xiàn)在將在下文中參考附圖更全面地描述本發(fā)明的概念。下面的實(shí)施例作為示例被提供以使得本公開將是全面且完整的，并且將全面地向本領(lǐng)域技術(shù)人員傳達(dá)本發(fā)明的概念的范圍。在整個(gè)描述中，相似的標(biāo)號(hào)表示相似的元件。此外，在下文中，本發(fā)明將參考作為光源的優(yōu)選實(shí)施例的發(fā)光二極管LED來(lái)描述。這包括單個(gè)LED、多色LED、磷光體LED、包括多個(gè)LED的LED封裝等。此外，本發(fā)明的概念適合于固態(tài)發(fā)光二極管和有機(jī)發(fā)光二極管OLED兩者。
[0039]圖1是根據(jù)本發(fā)明的概念的照明設(shè)備100的剖開透視圖，該圖示出了照明設(shè)備的一半，照明設(shè)備被分解以示出其主要部件。此外，在該圖中，為了簡(jiǎn)單起見，用于將照明設(shè)備連接到燈具的帽以及將電源連接到光源的電線被省略。照明設(shè)備100包括被布置為產(chǎn)生光的光源121，光源121被安裝在基板120上?；?20將在下文中參考圖3和圖4被更詳細(xì)地描述。
[0040]光源121在這里是被焊接到被布置在基板120上的電引線(未示出)上的單獨(dú)的白色或藍(lán)色、琥珀色、紅色、綠色LED。照明設(shè)備還包括下文中被稱為燈泡的包殼110。散熱器元件111被布置為從燈泡110的內(nèi)表面突出的部分，當(dāng)照明設(shè)備100被裝配時(shí)，基板120被置于散熱器元件111上。散熱器元件111在這里是平板狀的，具有符合燈泡110的內(nèi)部彎曲的內(nèi)部輪廓113和直的相対的外邊緣114。突出部分112被布置在外邊緣114上以便為基板120和用于將基板夾到散熱器元件111上的夾鉗130提供導(dǎo)引頭，所述夾鉗130在下文中被描述。散熱器元件111和燈泡110被熱耦合，并且在替代實(shí)施例中可以被形成為ー個(gè)集成的部件。
[0041]根據(jù)照明設(shè)備的實(shí)施例，包殼可以按單片形成制造，或者由結(jié)合在一起形成包殼的至少兩個(gè)部分形成(未被示出)。
[0042]根據(jù)照明設(shè)備的實(shí)施例，包殼包括陶瓷材料，并且可選擇地、散熱器元件也包括陶瓷材料。陶瓷材料可以例如基于從由A1203、AIN、SiO2, Y3Al5O12(YAG)、Y3Al5O12類似物、Y2O3和TiO2和ZrO2構(gòu)成的組中選出的ー種或多種材料。術(shù)語(yǔ)-Y3Al5O12類似物指具有與YAG基本相同的晶格結(jié)構(gòu)的石榴石系統(tǒng)，但是其中Y和/或Al和/或0 (尤其是Y和/或Al)至少部分地分別被另ー種離子替換，所述另ー種離子例如Sc、La、Lu和G中的ー個(gè)或多個(gè)。術(shù)語(yǔ)“基干”指制造陶瓷材料的起始材料基本由這里所指出的材料中的ー種或多種材料構(gòu)成，例如Al2O3或Y3Al5O12 (YAG)。然而，這并不排除存在少量(其余的)粘結(jié)劑材料或者摻雜物，例如針對(duì)Al2O3的Ti摻雜或者在實(shí)施例中的針對(duì)YAG的Ce摻雜。陶瓷材料可以具有相對(duì)較好的熱傳導(dǎo)率。優(yōu)選地，熱傳導(dǎo)率至少為大約5W/mK，例如至少大約15W/mK，甚至更優(yōu)選為至少大約100W/mK。YAG具有在大約6W/mK的范圍內(nèi)的熱傳導(dǎo)率，多晶氧化鋁(PCA)的熱傳導(dǎo)率在大約20W/mK的范圍內(nèi)，并且AlN(氮化鋁)的熱傳導(dǎo)率在大約150W/mK或者更大的范圍內(nèi)。
[0043]繼續(xù)參考圖1，散熱器元件111和燈泡110由ー種半透明材料Al2O3制成。當(dāng)Al2O3在大約1300-1700°C范圍內(nèi)(例如在大約1300-1500°C范圍內(nèi)，如1300-1450 °C )的溫度下被燒結(jié)時(shí)，Al2O3也可以被做成高反射性的。這種材料在現(xiàn)有技術(shù)中也被公知為“棕色” PCA (多晶氧化鋁)。
[0044]在照明設(shè)備100的裝配后的狀態(tài)下，如圖2中所示，燈泡110封圍封圍光源121和散熱器元件111。照明設(shè)備還包括被布置為在裝配時(shí)用于將基板120固定到散熱器元件111上的金屬夾鉗130?；?20在這里沿折疊軸被折疊以適合于安裝在散熱器元件111周圍，并且被提供有被布置在折疊軸處的開ロ 129以在被安裝時(shí)接收突出部分112，即散熱器元件111上的導(dǎo)引頭。夾鉗130是被切割下來(lái)的金屬箔，該金屬箔已沿折疊軸被成形和折疊以形成具有兩組相対的彈性?shī)A持部件的夾鉗。夾鉗130被布置為在這兩組相対的彈性?shī)A持部件之間接收散熱器元件111和基板120，從而提供壓緊基板120和散熱器元件111的機(jī)械力。夾鉗130的這兩組相対的彈性?shī)A持部件在圖1中被部分示出，其中一起形成用于保持光源121中的ー個(gè)光源的上面一組夾持部件的子部件121、131、133和134完全可以看到?？梢钥吹?，子部件131和134從夾鉗130的折疊軸向前的延伸比被布置在子部件131與134之間的子部件133向前的延伸要長(zhǎng)。子部件133的長(zhǎng)度限定了與折疊軸的預(yù)定距離。此外，子部件131與134之間的橫向間隔被選擇以使得光源有利地被夾鉗130接收。從而，依靠夾鉗130實(shí)現(xiàn)光源121在散熱器元件111上的兩個(gè)維度上的定位，即與背面軸的距離，以及通過對(duì)由子部件131與134的間隔形成的凹部的定位所實(shí)現(xiàn)的橫向位置。
[0045]夾鉗130的子部件131，132，133，134(以及在圖中看不到的其它子部件)的輪廓被布置有圓形部131a_134a，用于創(chuàng)建面向在被安裝的位置處的散熱器元件111的接觸表面，以使得來(lái)自?shī)A鉗的機(jī)械カ被分配到預(yù)定的位置，優(yōu)選為靠近光源121的位置。通過安排夾鉗130的預(yù)定設(shè)計(jì)、弾性和材料，預(yù)定的被分配的機(jī)械カ被應(yīng)用以固定基板120和散熱器元件111，并且確保它們有充分的熱連接。
[0046]在照明設(shè)備的實(shí)施例中，緊固裝置是包括可以借助于例如螺釘或彈簧被合在一起的兩個(gè)相対的夾持部件的夾鉗，以提供基板在散熱器元件上的固定(未被示出)。
[0047]繼續(xù)參考圖2，圖2還示出了針對(duì)照明設(shè)備100的供電細(xì)節(jié)。在燈泡110的入口處，供電板142被布置以使得接收連接器部分143面向散熱器元件111。因而，當(dāng)被安裝吋，散熱器元件111與供電板142被固定在一起。電引線(這里看不到，參見圖4a中的122)被布置在基板120上，基板120被放置以使得電引線在被安裝在基板120中時(shí)連接到連接器部分143。從而，光源121與驅(qū)動(dòng)器的電互連在基板120的邊緣處與連接器部分143中被提供，連接器部分143又通過電線141耦合到布置在帽140中的驅(qū)動(dòng)器電路(未示出)。
[0048]在參考圖5描述的照明設(shè)備500的實(shí)施例中，照明設(shè)備500包括中空的且基本呈圓筒形狀的陶瓷散熱器511，該散熱器511具有部分封閉的上表面511c并且被連接到在相對(duì)的下端上的帽540。散熱器511的圓筒形狀在兩個(gè)步驟511a和511b中設(shè)置成具有不同直徑，以使得該散熱器元件的上部511a具有比下部511b更小的直徑。在上部511a的上表面511c中，開ロ 543被提供。照明設(shè)備500還包括由多個(gè)矩形基板部分523構(gòu)成的柔性基板520，每個(gè)矩形基板部分在上端部分處被附接到形成一個(gè)圓的聯(lián)接帶524，匹配散熱器元件511的上部511a的外徑?；?20被布置有被布置在絕緣頂層的下面的電引線(圖中看不到)。在每個(gè)基板部分523處，相應(yīng)的光源121被焊接到未被絕緣頂層覆蓋的連接焊盤(這些連接焊盤在這里看不到，但是可對(duì)比圖4b中的用于電連接到光源的焊盤124)。在制造基板520時(shí)，基板部分523可以有利地由包括基板部分523和聯(lián)接帶524的矩形部分處理得到(在沖壓、提供絕緣層、安裝光源等期間)。之后，聯(lián)接帶524的外端被結(jié)合在一起以使得聯(lián)接帶形成一個(gè)圓。此外，用于連接到驅(qū)動(dòng)器的供電部分522被附接到聯(lián)接帶524。
[0049]基板520被布置在散熱器元件511的上部以使得上部511a突出穿過聯(lián)接帶524。基板部分523圍繞散熱器元件間隔放置，并且由于它們的柔性，它們被懸掛在聯(lián)接帶524上，基本覆蓋散熱器元件的下部511b的側(cè)壁。供電部分522被布置為經(jīng)由開ロ 543進(jìn)入散熱器元件511中，并且還被連接到驅(qū)動(dòng)器電路(未示出)。
[0050]為了將基板520固定到散熱器元件511，夾鉗530被布置在基板520上方。夾鉗530是環(huán)形金屬夾，具有被適配為適合安裝每個(gè)基板部分523的多個(gè)夾鉗部分533。因而，為了適應(yīng)相應(yīng)的基板部分523,夾鉗部分533圍繞聯(lián)接上邊緣534間隔布置。姆個(gè)夾鉗部分533中的凹陷由兩個(gè)相鄰布置的子部件531和532形成。該凹陷被提供給夾鉗530以將基板520的光源121固定在預(yù)定的位置中。上邊緣534被布置有開ロ，該開ロ的內(nèi)徑適合于允許散熱器元件511的上部511a從開ロ突出出來(lái)。夾鉗530的形狀被適配為在分配機(jī)械カ以固定基板部分523的同時(shí)接收散熱器的下部511b，由此在基板520與散熱器元件511之間提供充分的熱接觸。
[0051]根據(jù)照明設(shè)備的實(shí)施例，緊固裝置用電絕緣材料(例如塑料)布置。
[0052]根據(jù)照明設(shè)備的實(shí)施例，基板是包括例如具有間隙(未被示出)的被電分隔的兩個(gè)子部件的導(dǎo)電層。光源陽(yáng)極被電附接到子部件中的一個(gè)子部件上而光源陰極被電附接到另ー個(gè)子部件上?；灞恢苯又糜谏崞髟?，并且利用塑料夾鉗固定到散熱器元件上。
[0053]根據(jù)照明設(shè)備的實(shí)施例，如圖6中所示，這里光源為L(zhǎng)ED封裝621，其被布置在陶瓷散熱器元件611上，以使得其熱焊盤(圖中看不到)被直接放置在陶瓷表面上。被布置有電觸點(diǎn)(圖中看不到)的塑料夾鉗630被布置為將LED封裝布置在預(yù)定的位置中，并且電連接LED封裝。替代地，夾鉗可以完全由導(dǎo)電材料制成并且從而提供電觸點(diǎn)。
[0054]以上的對(duì)緊固裝置(例如夾鉗)的描述僅作為示例，并且應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)的是其它合適的設(shè)計(jì)也是可用的并且被認(rèn)為是落在本發(fā)明概念的范圍內(nèi)。
[0055]現(xiàn)在繼續(xù)參考圖3，用于裝配根據(jù)本發(fā)明的概念的照明設(shè)備的方法的實(shí)施例被更詳細(xì)地描述。該方法被形成以便于實(shí)現(xiàn)照明設(shè)備的大規(guī)模生產(chǎn)。為了形成用于根據(jù)本發(fā)明的概念的照明設(shè)備的大量基板，最初是提供銅箔(或銅薄片)或者其它合適的金屬箔。一卷銅箔301被饋送入沖壓機(jī)350中，其中用于多個(gè)基板的電引線圖案在每個(gè)處理步驟中被同時(shí)沖壓出來(lái)(即在前進(jìn)過程中逐步地或連續(xù)地被沖壓出來(lái))。用于每個(gè)基板的電引線圖案被優(yōu)選地設(shè)計(jì)為提供每個(gè)單獨(dú)的光源所需要的電連接，并且此外還提供足夠大的銅面積以在做好的基板與其相應(yīng)的散熱器元件之間提供足夠低的熱阻。參見圖4，該圖示出了用于基板120的做好的電引線圖案，其中如上所述用于連接到連接器部分143的焊盤122、用于電連接到光源的焊盤124以及用于提供熱連接表面的銅表面120a，120b被示出。在圖4中，電引線圖案被布置用于兩個(gè)LED封裝121的連接。折疊軸X在圖中被指示出，以說(shuō)明在光源121的安裝之后，做好的基板將被折疊。
[0056]根據(jù)該方法的實(shí)施例，并且再次參考圖3，做好的基板被優(yōu)選地提供有絕緣層。為了制造用于大量基板的絕緣層，這里提供了ー卷經(jīng)玻璃纖維強(qiáng)化的環(huán)氧樹脂箔(FR4)。用在PCB中的其它標(biāo)準(zhǔn)材料也可以用作絕緣層，例如PI和PA。
[0057]在圖3b中，ー卷絕緣箔302被饋送到?jīng)_壓機(jī)351中，其中與銅箔301中被沖壓的基板的數(shù)目相對(duì)應(yīng)并且被適配為安裝在相應(yīng)的基板上的多個(gè)圖案在每個(gè)處理步驟中被同時(shí)沖壓出來(lái)(即在前進(jìn)過程中逐步地或連續(xù)地被沖壓出來(lái))。圖案被適配為覆蓋每個(gè)基板的電引線圖案，優(yōu)選地覆蓋導(dǎo)電層120的除了以下區(qū)域以外的整個(gè)上表面，所述區(qū)域?yàn)閷Ｓ糜陔娺B接的區(qū)域以及光源被安裝于其上的區(qū)域，參見圖4b，其中絕緣層127被附接到圖4a的銅層，即基板120。絕緣層覆蓋導(dǎo)電層120的除了針對(duì)連接焊盤122和124的區(qū)域以及LED121被安裝于其上的區(qū)域126以外的整個(gè)表面。
[0058]現(xiàn)在繼續(xù)參考圖3c，被沖壓的銅箔301’和被沖壓的絕緣箔302’被修剪到位并且之后在粘合機(jī)352中被粘合在一起，從而形成一卷被連接的基板300。
[0059]在分開基板之前，光源被利用用于放置和安裝光源的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)布置在所述ー卷被連接的基板300的上表面上，所述標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)例如取放機(jī)器和回流焊接(未示出)。
[0060]基板隨后被分隔并且準(zhǔn)備緊固到照明設(shè)備包殼內(nèi)的散熱器元件上。最終的基板可以是剛性的或柔性的。柔性基板便于圍繞散熱器元件折疊基板以利用平坦散熱器元件的兩偵牝從而允許光源在散熱器元件的兩側(cè)上?；灞徊贾脼槠湎聜?cè)面向散熱器元件，即裸露的銅被直接布置到散熱器元件上。
[0061]根據(jù)該方法的實(shí)施例，將導(dǎo)電層緊固在散熱器元件上的步驟利用機(jī)械緊固裝置實(shí)現(xiàn)。
[0062]圖7a_b和圖9圖示了根據(jù)本發(fā)明的概念的照明設(shè)備100的實(shí)施例。在圖7a中，照明設(shè)備以拆解狀態(tài)圖示以顯示其主要部件，而圖7b以裝配狀態(tài)示出了照明設(shè)備。圖9是裝配狀態(tài)下的圖7b中所示的照明設(shè)備的簡(jiǎn)化橫截面頂視圖。
[0063]照明設(shè)備100包括被布置為產(chǎn)生光的光源121，光源121被安裝在兩個(gè)夾鉗130上。光源121例如是任意顔色的LED。應(yīng)當(dāng)注意在圖7a-b中看不到光源，因?yàn)樗鼈儽幻娉掳惭b在夾鉗130中的ー個(gè)上。在該實(shí)施例中，夾鉗130用作導(dǎo)電層，例如在某些位置處包括金屬顆粒或金屬元件，這些金屬顆?；蚪饘僭谀切┪恢脦椭档蛯?dǎo)電層的頂側(cè)和底側(cè)之間的熱阻。
[0064]夾鉗130和光源121被由兩個(gè)燈泡形狀的包封部件110構(gòu)成的包殼封圍。兩個(gè)散熱器元件111被布置為從包封部件110的內(nèi)表面突出來(lái)的部分。每個(gè)散熱器元件111是平板狀的，具有符合包封部件110的內(nèi)部形狀的內(nèi)部輪廓113和直的相対的外邊緣114。在該實(shí)施例中，包封部件110與散熱器元件111在照明設(shè)備被裝配之后全部保持熱接觸，使得它們可以被視為ー個(gè)大的散熱器元件。夾鉗130中的每個(gè)夾鉗被緊固到這些散熱器元件111中的一個(gè)散熱器元件上。通過適當(dāng)?shù)剡x擇夾鉗130的形狀、弾性和材料，預(yù)定的被分配的機(jī)械カ被應(yīng)用以固定夾鉗130并且確保夾鉗130與散熱器元件111之間有充分的熱連接。
[0065]照明設(shè)備110包括用于將照明設(shè)備連接到燈具的帽140，例如螺ロ基座。電線701被布置為優(yōu)選地通過被接合到光源121上面朝上的端子上與光源121電接觸，并且通過光源121被機(jī)械地附接到夾鉗130。電線701被布置為穿過在散熱器元件111中刻出的相應(yīng)的凹ロ 702，使得每個(gè)電線701被置于與散熱器元件111的電線701向光源121供電相對(duì)的那ー側(cè)上。
[0066]參考圖9，散熱器元件111被分隔開固定的距離。在散熱器元件之間，限定了重疊區(qū)域901。在穿過凹ロ 702之后，電線701被引導(dǎo)通過重疊區(qū)域901到達(dá)帽140。因而，當(dāng)帽140被連接到電源時(shí)，電線701可以向光源121提供電功率。
[0067]根據(jù)該實(shí)施例的照明設(shè)備100可以用兩個(gè)步驟裝配。一個(gè)步驟包括形成兩個(gè)半部，每個(gè)半部由一個(gè)包封部件110和一個(gè)散熱器元件111構(gòu)成，所述包封部件110和散熱器元件111可選地被模制成例如陶瓷材料的ー個(gè)共同件。在這些半部中的每個(gè)半部中，布置了夾鉗130、光源121和電線701。在第二個(gè)步驟中，這兩個(gè)半部被裝配在一起以形成照明設(shè)備100，并且也可以附接帽140。
[0068]圖8圖示了根據(jù)本發(fā)明的概念的照明設(shè)備100的實(shí)施例。照明設(shè)備以拆解狀態(tài)圖示以顯示其主要部件。圖9是圖8中所示的照明設(shè)備的橫截面頂視圖，但是是在裝配狀態(tài)下的。
[0069]照明設(shè)備100包括被布置為產(chǎn)生光的光源121，光源121被安裝在導(dǎo)電層120上，導(dǎo)電層120例如包括在某些位置處的金屬顆?；蚪饘僭?，這些金屬顆粒或金屬元件幫助降低導(dǎo)電層的上下側(cè)之間的熱阻。光源可以作為L(zhǎng)ED封裝被設(shè)置在導(dǎo)電層120上或者可以被安裝在用作導(dǎo)電層120的裸片上；當(dāng)需要在散熱/導(dǎo)電層界面上有非常好的熱傳導(dǎo)性吋，后面一種選擇是優(yōu)選的。在這樣的情況下，這ー層中的導(dǎo)電性不是強(qiáng)制必需的特征。應(yīng)當(dāng)注意在圖8中看不到光源，因?yàn)樗鼈儽幻娉掳惭b在導(dǎo)電層120中的ー個(gè)上。光源121例如是任意顏色的LED。光源121和導(dǎo)電層120被由兩個(gè)包封部件110構(gòu)成的包殼封圍。兩個(gè)散熱器兀件111被布置為從包封部件110的內(nèi)表面突出來(lái)的部分。姆個(gè)散熱器兀件111是板狀的，具有符合包封部件110的內(nèi)部形狀的內(nèi)部輪廓113和直的相対的外邊緣114。在該實(shí)施例中，包封部件110與散熱器元件111在照明設(shè)備被裝配之后將全部保持熱接觸，使得它們可以被視為ー個(gè)大的散熱器元件。
[0070]在每個(gè)散熱器元件111中，提供有具有與導(dǎo)電層120中的ー個(gè)導(dǎo)電層的形狀相對(duì)應(yīng)的形狀的凹陷703。導(dǎo)電層120被粘合到散熱器元件111上，由此凹陷703幫助對(duì)齊相應(yīng)的導(dǎo)電層120并且從而也對(duì)齊光源121。當(dāng)導(dǎo)電層120被接收在它們各自的凹陷703中吋，導(dǎo)電層120在其各自的平面內(nèi)的移動(dòng)被限制。
[0071]照明設(shè)備100包括用于將照明設(shè)備連接到燈具(例如螺ロ基座)的帽140。從帽140延伸的電線701在一端被附接到導(dǎo)電層120，更準(zhǔn)確地說(shuō)是與光源121電接觸。電線701被布置為穿過在散熱器元件111的邊緣中刻出的凹ロ 702，使得每個(gè)電線701被置于散熱器元件111的與電線701向光源121供電相對(duì)的那ー側(cè)上。
[0072]參考對(duì)于圖7和圖8而言通用的圖9，散熱器元件111被分隔開固定的距離。在散熱器元件111之間，限定了重疊區(qū)域901。在穿過凹ロ 702之后，電線701被引導(dǎo)通過重疊區(qū)域901到達(dá)帽140。因而，當(dāng)帽140被連接到電源時(shí)，電線701可以向光源121提供電功率。
[0073]根據(jù)該實(shí)施例的照明設(shè)備100可以用兩個(gè)步驟裝配。一個(gè)步驟包括形成兩個(gè)半部，每個(gè)半部由一個(gè)包封部件110和一個(gè)散熱器元件111構(gòu)成，所述包封部件110和散熱器元件111可選地被模制成例如陶瓷材料的ー個(gè)共同件。在這些半部中的每個(gè)半部中，可以布置導(dǎo)電層120、光源121和電線701。在第二個(gè)步驟中，這兩個(gè)半部被裝配在一起以形成照明設(shè)備100，并且也可以附接帽140。
[0074]在上文中，已經(jīng)描述了根據(jù)如所附權(quán)利要求中所限定的本發(fā)明的概念的照明設(shè)備和方法的實(shí)施例。這些實(shí)施例應(yīng)當(dāng)被看作僅僅是非限制性的示例。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在本發(fā)明的概念的范圍內(nèi)，很多修改和替代實(shí)施例也是可能的。要注意為了本申請(qǐng)的目的，并且具體針對(duì)所附權(quán)利要求而言，詞語(yǔ)“包括”不排除其它元件或步驟，并且詞語(yǔ)“ー個(gè)”不排除復(fù)數(shù)。
【權(quán)利要求】
1.ー種照明設(shè)備(100)，包括: 被布置為產(chǎn)生光的至少ー個(gè)光源(121)； 電絕緣散熱器元件(111);以及 導(dǎo)電層(120)； 其中所述至少ー個(gè)光源被布置為與所述導(dǎo)電層(120)相接觸，其中所述導(dǎo)電層利用機(jī)械緊固裝置安裝到所述散熱器元件上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明設(shè)備，其中所述緊固裝置被布置用于在預(yù)定的位置處分配機(jī)械カ。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明設(shè)備，其中所述緊固裝置為夾鉗。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明設(shè)備，其中所述導(dǎo)電層被布置有電引線，所述電引線被布置用于對(duì)所述至少ー個(gè)光源供電。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明設(shè)備，其中所述導(dǎo)電層是柔性的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明設(shè)備，還包括布置在所述導(dǎo)電層處的絕緣層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明設(shè)備，其中所述絕緣層如果存在的話則是反射性的，并且/或者所述緊固裝置是反射性的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述 的照明設(shè)備，其中所述導(dǎo)電層被布置在所述緊固裝置中。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的照明設(shè)備，其中所述導(dǎo)電層與所述緊固裝置重合。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明設(shè)備，其中 所述緊固裝置是所述散熱器元件中的凹陷(703)，該凹陷具有與所述導(dǎo)電層的形狀相對(duì)應(yīng)的形狀；并且 所述導(dǎo)電層被粘合到所述散熱器元件上。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的照明設(shè)備，還包括延伸至所述至少ー個(gè)光源的柔性線狀電連接裝置(701)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的照明設(shè)備，其中所述線狀連接裝置中的每ー個(gè)線狀連接裝置被置于所述散熱器元件的與該線狀連接裝置延伸至的所述光源相対的那ー側(cè)上。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的照明設(shè)備，其中所述散熱器元件包括兩個(gè)重疊部分，在這兩個(gè)重疊部分之間限定重疊區(qū)域(901)，所述線狀連接裝置被布置在所述重疊區(qū)域中。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明設(shè)備，還包括封圍所述光源和所述散熱器元件的包殼(110)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的照明設(shè)備，其中所述散熱器元件熱耦合到所述包売。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的照明設(shè)備，其中所述散熱器元件的至少一部分與所述包殼是ー個(gè)單個(gè)集成部件。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明設(shè)備，其中所述散熱器元件包括陶瓷材料。
18.一種用于提供照明設(shè)備的方法，包括: 提供導(dǎo)電層； 將至少ー個(gè)光源安裝在所述導(dǎo)電層的上表面上；并且 將所述導(dǎo)電層緊固在電絕緣散熱器元件上，以使得所述導(dǎo)電層的下側(cè)布置為與所述散熱器元件直接接觸， 其中所述將所述導(dǎo)電層緊固在所述散熱器元件上的步驟利用機(jī)械緊固裝置實(shí)現(xiàn)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，還包括提供去往或來(lái)自所述導(dǎo)電層的電引線圖案。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，還包括提供電絕緣層，并且將所述電絕緣層布置到所述導(dǎo)電層上 。
【文檔編號(hào)】F21V19/00GK103443537SQ201280012746
【公開日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2012年1月4日 優(yōu)先權(quán)日:2011年1月11日
【發(fā)明者】P·J·M·布克姆斯, A·A·M·瑪里紐斯, H·尼科爾, A·范德帕德 申請(qǐng)人:皇家飛利浦有限公司