具有表面安裝反射器的照明組件的制作方法
【專利摘要】公開了一種基于LED的照明組件。該照明組件包括安裝到印制電路板(10)的多個(gè)LED。此外，具有沖壓的反射器表面的金屬片材的表面安裝反射器(80)位于印制電路板上。表面安裝反射器在每個(gè)LED的相對(duì)側(cè)處形成至少兩個(gè)反射器，反射和/或遮蔽來(lái)自LED的光。表面安裝反射器和印制電路板被一起保持在框架內(nèi)。
【專利說(shuō)明】具有表面安裝反射器的照明組件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于LED(發(fā)光二極管)的照明組件以及該組件的組裝方法。其具體地涉及用于安裝到保持LED的印制電路板的反射器。
【背景技術(shù)】
[0002]LED照明系統(tǒng)相對(duì)于傳統(tǒng)白熾燈、HID (高壓氣體放電燈)燈和熒光燈提供顯著的優(yōu)點(diǎn)。LED尺寸更小，提供更高的可靠性、更長(zhǎng)的操作壽命以及更低的能耗。然而，當(dāng)使用LED時(shí)，存在具體要求。由于增加的操作溫度顯著減少了壽命，因此冷卻是很重要的。此夕卜，多數(shù)LED芯片是具有朗伯光分布的近似各向同性的光源，其必須適于照明系統(tǒng)的具體要求。
[0003]美國(guó)專利申請(qǐng)公開2008/027894181A1公開了一種印制電路板，其上焊接有LED。為了調(diào)整光分布，注塑成型反射器位于每個(gè)單獨(dú)LED之上。缺點(diǎn)在于，必須手動(dòng)地將反射器組裝到印制電路板。這是復(fù)雜且耗時(shí)的步驟。此外，反射器是相當(dāng)復(fù)雜并且昂貴的。因?yàn)榻M裝是不同的制造步驟，所以組裝工藝關(guān)于機(jī)械損壞的公差(tolerance)和風(fēng)險(xiǎn)的要求非常聞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明待解決的問(wèn)題在于提供用于冷卻并且調(diào)整安裝到載體(例如印制電路板)的LED的光分布的手段。此外，該解決方案應(yīng)該是不昂貴的并且適合于大量制造。
[0005]在獨(dú)立權(quán)利要求中描述了該問(wèn)題的解決方案。從屬權(quán)利要求涉及本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)。
[0006]優(yōu)選實(shí)施例涉及一種基于LED的照明組件，包括印制電路板和多個(gè)安裝在其上的LED。優(yōu)選地,反射器放置在印制電路板上。優(yōu)選地,反射器是表面安裝組件。這意味著,其為可應(yīng)用表面安裝技術(shù)的組件，其可以在印制電路板處安裝在焊盤上，或粘合到所述印制電路板的表面。通常，表面安裝組件不需要孔洞或另外穿透印制電路板。無(wú)論如何，可以存在具有待在印制電路板的孔內(nèi)受保持的柱體的表面安裝反射器的具體實(shí)施例。優(yōu)選地，表面安裝反射器是片材金屬，具有以其所形成的反射器表面。表面安裝反射器可以還包括耐受焊接工藝的任何陶瓷或塑料材料。優(yōu)選地，這些材料具有至少一個(gè)金屬化或至少反光的表面。反射器表面在印制電路板的表面上延伸。它們引導(dǎo)常常具有近似朗伯光分布的LED芯片的光。可以通過(guò)對(duì)由金屬片材限定的主平面的反射器表面進(jìn)行沖壓并且彎曲的簡(jiǎn)單工藝從片材來(lái)容易地制造表面安裝反射器。這允許高容量的表面安裝反射器的精確并且不昂貴的制造工藝。
[0007]如果表面安裝反射器具有至少一個(gè)安裝盤，則這是更優(yōu)選的。最優(yōu)選地，表面安裝反射器具有至少兩個(gè)、三個(gè)或四個(gè)安裝盤。表面安裝反射器可以通過(guò)優(yōu)選地將所述至少一個(gè)安裝盤膠合或焊接到印制電路板而被安裝到印制電路板。最優(yōu)選地，SMD拾放機(jī)將表面安裝反射器放置到印制電路板。優(yōu)選地，在與將LED和其它電子組件放置到印制電路板相同的工藝中完成該操作，因此減少了公差和組裝時(shí)間。
[0008]此外，印制電路板可以插入到框架中。為此，框架可以具有一個(gè)或兩個(gè)支架?？蚣苓€可以充當(dāng)組裝的機(jī)械支撐物、熱沉或絕緣體。框架可以是鑄還的(strand casted)、拉伸的(pultruded)或擠壓的(extruded)型材。其優(yōu)選地具有懸突物(overhang),以把表面安裝反射器向下保持到印制電路板，并且進(jìn)一步將反射器和印制電路板固定在框架內(nèi)。為了改進(jìn)在框架內(nèi)的固定，反射器可以具有彈簧。它們將預(yù)定力施加到反射器，并且因此施加到印制電路板。這可以進(jìn)一步將印制電路板按壓到框架，進(jìn)一步改進(jìn)到框架的熱傳遞。為了容易組裝，將印制電路板推送到在型材的末端處的開孔中。可以通過(guò)端蓋(end cap)或凸耳或螺釘來(lái)防止印制電路板在型材內(nèi)的滑動(dòng)。
[0009]根據(jù)另一優(yōu)選實(shí)施例，表面安裝反射器包括至少一個(gè)反射器表面。表面安裝反射器優(yōu)選地以金屬(可以是鋁或黃銅)制成，或任何其它材料制成，表面安裝反射器具有光反射表面。最優(yōu)選地，表面安裝反射器是金屬片材并且至少一個(gè)反射器表面從該金屬片材沖壓的。至少一個(gè)反射器表面可以是從金屬片材的主平面以某個(gè)角度彎曲的金屬片材的表面的一部分。優(yōu)選地，表面安裝反射器具有至少一個(gè)安裝盤，用于將表面安裝反射器安裝到印制電路板。最優(yōu)選的是，具有至少兩個(gè)、三個(gè)或四個(gè)安裝盤，以允許將表面安裝反射器穩(wěn)固定位在印制電路板上。
[0010]在另一實(shí)施例中，表面安裝反射器具有至少一個(gè)用于該至少一個(gè)LED的沖裁(blanking)或開孔，因此環(huán)繞所述印制電路板上的LED。表面安裝反射器可以還具有為印制電路板上的其它電子組件留下空間的沖裁。
[0011]在優(yōu)選實(shí)施例中，印制電路板具有位于LED的相對(duì)側(cè)處的第一表面安裝反射器和第二表面安裝反射器。在另一實(shí)施例中，印制電路板具有位于矩形LED的四側(cè)處的四個(gè)表面安裝反射器?？梢杂腥魏纹渌鼣?shù)量或任何其它形狀的表面安裝反射器。
[0012]雖然優(yōu)選的是，表面安裝反射器將來(lái)自LED的光反射到與光從LED被發(fā)射的方向不同的方向上，但表面安裝反射器可以還和/或替代地遮蔽來(lái)自LED的光，因此防止光照射到不想要的方向上。
[0013]另一優(yōu)點(diǎn)在于，表面安裝反射器可以充當(dāng)散熱器，用于消散來(lái)自LED的熱量。為此，如果表面安裝反射器包括導(dǎo)熱材料，則是優(yōu)選的。如果表面安裝反射器靠近LED而被安裝并且優(yōu)選地至少接觸與LED的熱接口相同的金屬化層以改進(jìn)熱傳遞，則是更優(yōu)選的。
[0014]在另一實(shí)施例中，表面安裝反射器可以安裝在印制電路板的LED的相對(duì)側(cè)處。在此情況下，印制電路板可以具有至少一個(gè)開孔或槽，各個(gè)表面安裝反射器表面可以通過(guò)開孔或槽而穿透印制電路板。
[0015]在另一實(shí)施例中，可以提供框架?？蚣芸梢猿洚?dāng)機(jī)械支撐物、散熱器、絕緣體中的至少一個(gè)?？蚣芘c表面安裝反射器上的彈簧相互作用，用于將印制電路板按壓到框架，并且因此改進(jìn)熱傳遞。優(yōu)選地，框架是可以通過(guò)鑄坯或拉伸或擠壓而被制造的型材?？蚣軆?yōu)選地以金屬或陶瓷制成，最優(yōu)選地以鋁制成。
[0016]在框架內(nèi)安裝印制電路板是十分簡(jiǎn)單的過(guò)程。第一步驟，把表面安裝反射器定位在或優(yōu)選地固定到印制電路板上。在下一步驟，通過(guò)將印制電路板推送到在框架的一端處的槽開孔中來(lái)將印制電路板插入到框架中。該框架可以進(jìn)一步支持表面安裝反射器和印制電路板的對(duì)準(zhǔn)。[0017]借助至少一個(gè)表面安裝反射器的板簧，印制電路板在相對(duì)于框架被保持在預(yù)定位置。
[0018]該實(shí)施例導(dǎo)致印制電路板(PCB)對(duì)框架的預(yù)定壓力，而無(wú)需任何附加元件(例如螺釘、膠水、……)。由于板簧的永久彈性形變，PCB與框架之間的熱阻將不隨著壽命而改變。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的方法包括至少以下步驟:將至少一個(gè)LED放置在印制電路板上，并且將至少一個(gè)表面安裝反射器放置到同一印制電路板，在所述至少一個(gè)LED附近。這些步驟的順序可以顛倒。優(yōu)選地在同一制造過(guò)程內(nèi)完成這兩個(gè)步驟。如果通過(guò)拾放機(jī)來(lái)完成這兩個(gè)步驟，則是優(yōu)選的。因此，不必進(jìn)行組件的手動(dòng)處理。因此，可以實(shí)現(xiàn)十分高的放置精度以及具體地至少一個(gè)LED和至少一個(gè)表面安裝反射器的相對(duì)位置的十分低的機(jī)械公差。這導(dǎo)致光學(xué)系統(tǒng)的低公差以及十分精確的照射圖案。此外，自動(dòng)處理防止了至少一個(gè)表面安裝反射器的損壞或至少失調(diào)。最優(yōu)選地，可以通過(guò)以同一拾放機(jī)來(lái)進(jìn)行這兩個(gè)步驟而進(jìn)一步提高精度。在將至少一個(gè)LED和至少一個(gè)表面安裝反射器放置到印制電路板之后，其可以通過(guò)回流爐和/或焊接波加熱，以將至少一個(gè)LED和至少一個(gè)表面安裝反射器焊接到印制電路板。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]在附圖 中，將參照附圖通過(guò)示例來(lái)描述本發(fā)明，而不是將本發(fā)明的普通構(gòu)思限制于實(shí)施例的示例。
[0021]圖1示出本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
[0022]圖2示出側(cè)視圖中的優(yōu)選實(shí)施例。
[0023]圖3示出截面圖中的優(yōu)選實(shí)施例。
[0024]圖4示出組裝到框架中的優(yōu)選實(shí)施例。
[0025]圖5示出本發(fā)明的第二實(shí)施例。
[0026]圖6示出側(cè)視圖中的第二實(shí)施例。
[0027]圖7不出具有四個(gè)反射器表面的另一實(shí)施例。
[0028]圖8示出表面安裝反射器的基本布置。
[0029]圖9示出圓形表面安裝反射器。A
[0030]圖10至圖14示出表面安裝反射器的不同實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0031]在圖1中，示出根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。LED20安裝到印制電路板10。此外，兩個(gè)表面安裝反射器80、90位于印制電路板上。這些表面安裝反射器均具有至少一個(gè)反射表面81、91。優(yōu)選地，表面安裝反射器80、90具有用于將表面安裝反射器安裝并且固定到印制電路板的表面的至少一個(gè)、優(yōu)選地三個(gè)或四個(gè)安裝盤82、83、84、92、93、94。這些安裝盤可以膠合和/或焊接到印制電路板。拾放機(jī)可以將表面安裝反射器放置在印制電路板處。此外，可以存在板簧85、86、95、96。通常，印制電路板上可以存在任何數(shù)量的LED和表面安裝反射器。
[0032]圖2示出側(cè)視圖中的優(yōu)選實(shí)施例。在此，表面安裝反射器80、90從它們通過(guò)安裝盤82、84、92、94立在印制電路板10上的那一側(cè)被示出。
[0033]在圖3中，示出截面圖。其具體地示出從安裝盤82和83延伸的板簧85和86。
[0034]在圖4中，示出具有所組裝的印制電路板和框架的實(shí)施例。印制電路板10與框架100 —起組裝?？蚣芫哂兄辽僖粋€(gè)懸突物101、102，優(yōu)選地具有兩個(gè)懸突物，以將印制電路板10連同表面安裝反射器80 —起保持在框架內(nèi)。至少一個(gè)懸突物100優(yōu)選地與至少一個(gè)板簧85、86相互作用，以將預(yù)定力施加到表面安裝反射器。框架100可以被設(shè)計(jì)為充當(dāng)用于組裝的機(jī)械支撐結(jié)構(gòu)和/或熱沉和/或電絕緣體。
[0035]在圖5中，示出根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例。至少一個(gè)LED20安裝到印制電路板10。此外，表面安裝反射器30位于印制電路板上。該表面安裝反射器具有用于LED的至少一個(gè)沖裁(blanking)或開孔36。其還具有至少一個(gè)反射器表面32。優(yōu)選地，至少存在第二反射器表面33，優(yōu)選地在LED的對(duì)于第一反射器32表面的相對(duì)側(cè)處。優(yōu)選地，反射器表面32、33從表面安裝反射器被沖壓(punch out)出來(lái)并且朝上彎曲。這可以產(chǎn)生至少一個(gè)附加沖裁37。在至少一個(gè)附加沖裁37內(nèi)可以存在印制電路板上放置的更多電子組件，例如LED驅(qū)動(dòng)器。
[0036]圖6示出側(cè)視圖中的該實(shí)施例。在此,表面安裝反射器30從反射器表面32、33從位于印制電路板10上的反射器底座31以某角度向上彎曲的那一側(cè)被示出。
[0037]圖7示出另一實(shí)施例，其中，提供四個(gè)反射器表面。第一反射器表面32、第二反射器表面33、第三反射器表面34和第四反射器表面35圍繞LED，LED被放置在印制電路板上并且四邊位于沖裁36內(nèi)。
[0038]圖8示出與LED20有關(guān)的表面安裝反射器40的基本布置。表面安裝反射器40是緊鄰LED20安裝的組件，其中，反射器40的反射表面41指向LED。可以存在其它表面安裝反射器40a，安裝反射器40a具有緊鄰LED20布置的反射表面41a。
[0039]圖9示出在LED20周圍具有反射表面41的圓形表面安裝反射器40。
[0040]圖10至圖14示出表面安裝反射器40、50、60、70的不同實(shí)施例，其中，它們的反射表面41、51、61、71指向印制電路板10上所安裝的LED20。
[0041]標(biāo)號(hào)列表
[0042]10 印制電路板
[0043]20 LED
[0044]30 表面安裝反射器
[0045]31 反射器底座
[0046]32、33、34、35 反射器表面
[0047]36 用于LED的沖裁
[0048]37 沖裁
[0049]40、50、60、70 表面安裝反射器
[0050]41、51、61、71 反射器表面
[0051]80 表面安裝反射器
[0052]81 反射器表面
[0053]82、83、84 安裝盤
[0054]85、86 板簧[0055]90 表面安裝反射器
[0056]91 反射器表面
[0057]92、93、94 安裝盤
[0058]95、96 板簧
[0059]100 框架
[0060]101、102 懸突物
【權(quán)利要求】
1.一種基于LED的照明組件，至少包括: 一至少一個(gè)LED (20)，被安裝到印制電路板(10)， 一至少一個(gè)表面安裝反射器(80)，位于所述印制電路板上，所述表面安裝反射器具有朝向所述至少一個(gè)LED的至少一個(gè)反射器表面(81)。
2.如權(quán)利要求1所述的基于LED的照明組件， 其特征在于， 所述至少一個(gè)表面安裝反射器包括金屬片材。
3.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的基于LED的照明組件， 其特征在于， 所述至少一個(gè)表面安裝反射器包括耐受焊接工藝的任何陶瓷或塑料材料。
4.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的基于LED的照明組件， 其特征在于， 所述至少一個(gè)表面安裝反射器包括至少一種導(dǎo)熱材料。
5.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的基于LED的照明組件， 其特征在于， 所述至少一個(gè)表面安裝反射器熱連接到至少一個(gè)LED，以充當(dāng)散熱器。
6.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的基于LED的照明組件， 其特征在于， 第一表面安裝反射器(80)和第二表面安裝反射器(90)位于所述至少一個(gè)LED (20)的相對(duì)側(cè)。
7.如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的基于LED的照明組件， 其特征在于， 所述組件包括用于保持所述印制電路板(10)的框架(100)。
8.如權(quán)利要求8所述的基于LED的照明組件， 其特征在于， 所述表面安裝反射器(80)具有至少一個(gè)彈簧(85，86)以與所述框架(100)相互作用，從而把所述表面安裝反射器(80)向下保持到所述印制電路板(10)。
9.一種用于制造如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的基于LED的照明組件的方法，包括以下步驟: a)將至少一個(gè)LED(20)定位并且固定在印制電路板(10)上，以及 b)將表面安裝反射器(80)定位并且固定在印制電路板(10)上。
10.如權(quán)利要求9所述的用于制造基于LED的照明組件的方法， 其特征在于， 通過(guò)同一拾放機(jī)來(lái)完成這兩個(gè)步驟。
【文檔編號(hào)】F21V7/00GK103975193SQ201280060784
【公開日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月28日
【發(fā)明者】A·克普 申請(qǐng)人:黑拉許克聯(lián)合股份有限公司