包括柔性印刷電路板的燈的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種包括柔性印刷電路板的燈，包括至少兩個(gè)固態(tài)光源(9)；包封，包括適于透射來(lái)自所述固態(tài)光源的光的光可透射表面(3)；散熱器(4)，從所述包封的內(nèi)部向所述包封的外表面延伸從而將所述包封分成至少兩個(gè)隔室(16)；以及安裝有固態(tài)光源的柔性印刷電路(7)。所述柔性印刷電路附接于所述散熱器，從而所述固態(tài)光源在兩個(gè)隔室內(nèi)分布。由于裝配的組件的數(shù)量得以減少，并且焊接(例如布線到電路板)的需求也得以減少，本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于有助于燈的制造特別是有助于燈的組裝。
【專利說(shuō)明】包括柔性印刷電路板的燈
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及包括固態(tài)光源的燈，例如改裝的發(fā)光二極管(LED)燈，并且特別地涉及叉指式(interdigitated)類型的LED燈。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的白熾燈泡類型的燈目前正被更低能耗的可選品所替代，例如LED燈。有關(guān)改裝LED燈的設(shè)計(jì)的重要問(wèn)題在于獲取如同白熾燈泡光線分布那樣的全向光線分布，并且為L(zhǎng)ED和驅(qū)動(dòng)電子器件產(chǎn)生的熱量提供足夠的散熱。
[0003]W02010/058325示出了一種具有安裝在燈座上的燈泡的燈泡型LED燈。在燈泡內(nèi)，數(shù)個(gè)LED安裝在連接到冷卻裝置的印刷電路板(PCB)上。冷卻裝置從燈泡內(nèi)部延伸到燈泡的外表面，其中燈泡的外表面由光可透射表面子區(qū)域和冷卻裝置兩者形成。子區(qū)域和冷卻裝置優(yōu)選布置成叉指式(交替的)配置。冷卻裝置和光可透射表面形成燈泡外表面，從而改善LED的散熱和全向光線分布。然而，由于驅(qū)動(dòng)電子器件和PCB之間相互定向所導(dǎo)致的更為復(fù)雜的互連，這種燈泡為制造帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種具有改善的光線分布和散熱能力的燈。本發(fā)明的目標(biāo)還在于提供一種有助于燈的制造的燈設(shè)計(jì)。
[0005]通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求中所限定的燈來(lái)達(dá)成這些和其他目標(biāo)。優(yōu)選實(shí)施例在從屬權(quán)利要求中限定。
[0006]根據(jù)本發(fā)明，該燈包括:至少兩個(gè)固態(tài)光源；包封，包括適于透射來(lái)自固態(tài)光源的光的光可透射表面；和散熱器(或冷卻裝置)，從包封內(nèi)部延伸到包封的外表面，從而將包封分成至少兩個(gè)隔室。所述燈進(jìn)一步包括安裝有固態(tài)光源的柔性印刷電路(FPC)。FPC附接到散熱器從而固態(tài)光源分布于(兩個(gè))隔室中。
[0007]利用本發(fā)明，(固態(tài)光源和驅(qū)動(dòng)電子器件之間的)互連結(jié)構(gòu)較不復(fù)雜，這有助于制造并且為驅(qū)動(dòng)電子器件提供更多空間。
[0008]由于FPC的柔性，進(jìn)一步地有助于該燈的制造(并且降低了制造成本)，這是因?yàn)榻档土四肽ド崞鞯陌惭b有FPC的表面的需要。在現(xiàn)有技術(shù)中，散熱器的表面需要非常高的平坦度公差(flatness tolerance),并且因此必須將該表面碾磨到一定的平坦度來(lái)避免安裝到該表面的PCB (通常包括陶瓷板)出現(xiàn)裂紋。陶瓷PCB硬且易碎，并且因此如果使用集中應(yīng)力(例如由螺釘施加)按壓在不平坦的表面上，則可能出現(xiàn)裂紋。
[0009]本發(fā)明進(jìn)一步的優(yōu)勢(shì)在于改善了光線分布，因?yàn)?在散熱器處的)隔室壁處的固態(tài)光源和該包封的光可透射表面的布置提供了更為全向的空間光線分布。在常規(guī)的LED燈中，期望的全向光線分布被安裝有LED的基板(下壁)所阻礙。
[0010]進(jìn)一步的，與常規(guī)LED燈相比，本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于改善了燈的散熱能力。散熱器到包封的外表面的延伸增加了散熱器暴露在環(huán)境氣氛的表面。另外，F(xiàn)PC的柔性允許它更好地貼合散熱器的形狀，由此可以具有增加的面積，因?yàn)樗梢愿采w散熱器的不平坦表面。FPC的增加的面積提供了從FPC到散熱器的增加的傳熱表面，這進(jìn)一步改善了從固態(tài)光源的散熱。進(jìn)一步地，F(xiàn)PC的增加的傳熱表面使得FPC和散熱器之間的界面更不關(guān)鍵，從而降低了FPC和散熱器之間的熱界面材料(TIM)的需要，從而減低制造成本。
[0011]本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)勢(shì)在于具有固態(tài)光源的電路、并且優(yōu)選為用于將固態(tài)光源與驅(qū)動(dòng)電子器件互聯(lián)的布線，可被集成到具有FPC的一個(gè)組裝件上。構(gòu)造FPC的形狀并且適配該FPC于燈的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使得FPC的包括至少一個(gè)固態(tài)光源的一部分可被附接到隔室中的一個(gè)隔室內(nèi)的散熱器，而FPC的包括至少一個(gè)固態(tài)光源的另一部分可被附接到另一個(gè)隔室內(nèi)的散熱器。該FPC的互連這兩部分的部分例如可彎過(guò)分隔隔室的散熱器的壁或部分。由于組裝的部件數(shù)目減少，并且焊接(例如布線到電路板)的需求減少，因此有助于燈的制造特別是組裝。焊接連接的數(shù)目減少也減少了焊接缺陷的風(fēng)險(xiǎn)。
[0012]本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)勢(shì)在于FPC比常規(guī)印刷電路類型(例如FP4或MS)更薄，從而允許固態(tài)光源放置地更遠(yuǎn)離光可透射表面，這有助于在使用不同顏色的固態(tài)光源時(shí)顏色的混合，并且使得角度內(nèi)的發(fā)光強(qiáng)度更均勻，因?yàn)楣饪赏干浔砻姹桓泳鶆虻剌椛洹?br> [0013]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，F(xiàn)PC可為單片的FPC，其優(yōu)勢(shì)在于燈內(nèi)的組裝件(或部件)的數(shù)量減少了。利用本實(shí)施例，具有固態(tài)光源的電路，并且優(yōu)選為將固態(tài)光源連接到驅(qū)動(dòng)電子器件的布線被集成到單個(gè)的FPC中。由于單個(gè)的FPC減少了固態(tài)光源和驅(qū)動(dòng)電子器件之間的焊接連接的需求，進(jìn)一步減少了焊接連接的數(shù)目。根據(jù)可替換的實(shí)施例，F(xiàn)PC可以包括兩塊或更多的FPC。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，F(xiàn)PC可包括從FPC的中間部分延伸的管腳部分(或延伸)，并且每個(gè)管腳部分可被布置在隔室中的一個(gè)隔室內(nèi)。如果燈包括三個(gè)隔室，那么FPC可例如包括三個(gè)管腳部分，這樣每個(gè)管腳布置在每一個(gè)隔室內(nèi)。FPC的柔性允許管腳部分向下彎入不同的隔室。中間部分可以形成來(lái)自每個(gè)管腳的固態(tài)光源的布線可匯聚的、管腳部分的聯(lián)結(jié)。本實(shí)施例為將FPC裝配入不同的隔室內(nèi)并且使得其能夠被單片制造，提供了 FPC的便利設(shè)計(jì)。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，F(xiàn)PC包括適于連接到燈的驅(qū)動(dòng)電子器件的互連管腳部分(或互連延伸)?；ミB管腳部分可形成FPC的一部分(即作為FPC的一部分)，并且包括連接固態(tài)光源的布線?；ミB管腳部分的端部可包括可焊接(或以另一方式連接)到驅(qū)動(dòng)電子器件的互連點(diǎn)。本實(shí)施例的優(yōu)勢(shì)在于其減少了對(duì)單獨(dú)布線的需要，從而減少了將固態(tài)光源連接到驅(qū)動(dòng)電子器件的焊接連接的數(shù)目。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，F(xiàn)PC可覆蓋包封內(nèi)的散熱器表面(或散熱器隔室壁)的主要部分，例如至少50%、優(yōu)選地至少80%、甚至更為優(yōu)選地至少90%，從而增加FPC的傳熱表面，并且因此增加FPC和散熱器之間的傳熱界面。這樣，燈的散熱能力得以改善，并且FPC和散熱器之間對(duì)TIM的需求也進(jìn)一步降低。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，光可透射表面被散熱器分成子區(qū)域。每個(gè)子區(qū)域與隔室中的一個(gè)隔室相關(guān)聯(lián)。利用本實(shí)施例，可以例如經(jīng)由子區(qū)域和相關(guān)聯(lián)的固態(tài)光源的子組的定位的設(shè)置來(lái)調(diào)諧燈的光線分布。進(jìn)一步地，子區(qū)域和散熱器可被布置成叉指式(或交替式)配置，其優(yōu)勢(shì)在于散熱器在包封外部表面上展開(優(yōu)選為連續(xù)地)，從而進(jìn)一步提高散熱能力。由于其有助于將光可透射表面安裝到散熱器，叉指式配置還有助于制造。另外，子區(qū)域可形成整體式光可透射表面，從而減少的燈部件的數(shù)量，這有助于燈的組裝。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，散熱器可包括向燈的縱軸延伸的凹槽(即向內(nèi)地朝向燈的中部)。將理解的是，燈的縱軸(或光學(xué)軸)穿過(guò)燈的燈座(或基座或下部)的中心端和包封的中心末端延伸。本實(shí)施例的優(yōu)勢(shì)在于散熱器的外表面面積得以增加，這改善了從散熱器的散熱?？商鎿Q的，散熱器可為實(shí)心的即沒有凹槽，這有助于散熱器的制造(機(jī)械加工和鑄造)。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，F(xiàn)PC可包括反射性阻焊劑，其優(yōu)勢(shì)在于隨著反射性阻焊劑然后將來(lái)自固態(tài)光源的光反射出燈外，它增加了從燈的光輸出。利用本實(shí)施例，減少了單獨(dú)的反射器部件的需求，這降低了燈的成本和復(fù)雜性。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，F(xiàn)PC可通過(guò)粘合劑附接于散熱器。例如，粘合劑層可涂覆在FPC和/或散熱器上用來(lái)將FPC附接到散熱器。本實(shí)施例的優(yōu)勢(shì)在于其降低了用于將FPC附接到散熱器的螺釘?shù)男枰?，從而有助于組裝。
[0021]值得注意的是，本發(fā)明涉及權(quán)利要求書記載的特征的所有可能組合。在研究下面的詳細(xì)公開內(nèi)容時(shí)，本發(fā)明進(jìn)一步的目標(biāo)、特征和優(yōu)勢(shì)將會(huì)更為明顯。本領(lǐng)域技術(shù)人員意識(shí)到本發(fā)明的不同特征可組合以創(chuàng)造出與下述描述的實(shí)施例不同的實(shí)施例。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]現(xiàn)在將參考示出本發(fā)明實(shí)施例的附圖，更加詳細(xì)地描述本發(fā)明的上述和其他方面。
[0023]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的燈。
[0024]圖2示出了圖1所示的燈的散熱器和FPC。
[0025]圖3示出了圖2的平面、未折疊狀態(tài)的FPC。
[0026]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的具有反射器的燈。
[0027]所有圖均為示意性，并不必定按比例，并且為了闡述發(fā)明一般僅示出必需的部分，其中其他部件可能省略或者僅僅暗示。
【具體實(shí)施方式】
[0028]參考圖1-4描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的燈I。首先參考圖1，燈I包括燈泡2，其中布置LED9 (圖1未示出，但圖2和3中示出)或其他類型的固態(tài)光源，并且燈座6適于安裝燈配件。燈座6安裝到燈泡2從而燈I的縱軸10 (或光學(xué)軸)穿過(guò)燈座6的中心端和燈泡2的中心末端延伸。燈I進(jìn)一步包括光可透射(或透光)表面3，其形成燈泡2的一部分，并且適于透射來(lái)自LED9的光。光可透射表面3可由例如玻璃(或任意其他陶瓷)或塑料的透明或半透明材料制成，并且可以優(yōu)選為漫射的(磨砂的)以便減少LED9的眩光風(fēng)險(xiǎn)并且改善混色(如果使用不同顏色的LED)、光的均勻度和光的角分布(1A)。在所描述的實(shí)施例中，包封為燈泡形狀并因此也稱為燈泡。然而，本發(fā)明并沒有限制為燈泡形狀的包封，每個(gè)具有所需功能的包封均落入本發(fā)明范圍之內(nèi)。
[0029]為了冷卻LED9和驅(qū)動(dòng)電子器件(未示出)，燈I包括從燈泡2的內(nèi)部延伸到燈泡2的外表面的散熱器4，從而將燈泡2分成數(shù)個(gè)隔室16 (如圖2所示)。相應(yīng)地，隔室16所限定空間的壁由散熱器4的表面和光可透射表面3形成。散熱器4，特別是散熱器4壁的外邊緣，將光可透射表面3分成子區(qū)域17，子區(qū)域17優(yōu)選可為整體并且形成單片材料。子區(qū)域17可從光可透射表面3的中間部分(位于燈泡2的頂部的中間部分)延伸。如圖1所示，子區(qū)域17和散熱器4可布置成為叉指式(或叉式)配置，其中子區(qū)域17和散熱器4 (或散熱器4的外邊緣)交替布置。散熱器4和光可透射表面3 —同形成燈泡2的外表面。
[0030]為了增加散熱器4的暴露于環(huán)境氣氛的散熱面積，散熱器4可包括向燈I的縱軸10延伸的凹槽8，該凹槽的縱向方向基本上與縱軸10平行。因此，凹槽8可形成具有燈泡2(的外表面)中的凹陷形狀的槽。
[0031]燈I可進(jìn)一步包括底部散熱器5，其優(yōu)選可由如同燈泡2的散熱器4的同一片材料形成，從而減少燈I的部件數(shù)量，并且增加從燈泡到底部散熱器5的熱傳遞?？商鎿Q的，底部散熱器5和燈泡2的散熱器4可做成分離的部件。散熱器4和底部散熱器5優(yōu)選由熱導(dǎo)率為70-200W/mK的金屬(例如鎂或鋁)或其他具有至少20W/mK的熱導(dǎo)率的材料制成。
[0032]燈I特別是關(guān)于散熱器4 (或冷卻裝置)、光可透射表面3、燈泡2和燈座6的設(shè)計(jì)可根據(jù)W02010/058325的公開內(nèi)容、特別是根據(jù)W02010/058325的圖2A-3B和說(shuō)明書的相應(yīng)部分來(lái)制作，其公開通過(guò)引用并入本文。
[0033]現(xiàn)參見圖2和3，燈I進(jìn)一步包括附接有LED9 (例如，通過(guò)焊接)的FPC(柔性印刷電路)。在圖2中，F(xiàn)PC7應(yīng)用于燈I的散熱器4，而在圖3中，示出FPC7為平面、未折疊并且未應(yīng)用的狀態(tài)，或者換句話說(shuō)，為展開狀態(tài)。FPC7包括在其處應(yīng)用電氣組件的、包括例如PET (聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)、PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)或PI (聚酰亞胺)的柔性基底，該電氣組件包括如圖2所示的布線14 (或銅跡線)和LED9。布線14適于將LED9連接到驅(qū)動(dòng)電子器件。優(yōu)選地，F(xiàn)PC包括厚度約為35-100 μ m、優(yōu)選約為70 μ m的銅涂層18 (如圖3所示)以便增強(qiáng)FPC的散熱。為了增加從LED9射出燈I的光的反射，F(xiàn)PC可包括反射性(例如白色)阻焊劑。
[0034]FPC7可優(yōu)選地由包括管腳部分12和從FPC7的中間部分11 (或聯(lián)結(jié)部分)延伸的互連管腳部分13的單片形成。LED9安裝在管腳部分12并且布線14從LED9經(jīng)由中間部分11延伸到互連管腳部分13。在互連管腳部分13的端部，布置有用于將FPC7連接到驅(qū)動(dòng)電子器件的互連點(diǎn)或墊15。
[0035]FPC優(yōu)選地通過(guò)粘合劑附接于散熱器4，從而每個(gè)管腳部分12布置在隔室16之一內(nèi)。因此，每個(gè)管腳部分12彎過(guò)散熱器4的上邊緣，并且互連管腳部分13向下彎折進(jìn)入散熱器4的隔室內(nèi)部(中部)中，該隔室內(nèi)布置有驅(qū)動(dòng)電子器件。FPC7可覆蓋燈泡2內(nèi)的散熱器表面的主要部分例如至少80%，并且優(yōu)選地，每個(gè)管腳部分12可具有與它所附接的(如圖2所示)對(duì)應(yīng)的散熱器隔室壁(或表面)大約相同的尺寸(面積)以便提供最大可能的傳熱表面。
[0036]根據(jù)實(shí)施例，燈I可包括至少一個(gè)(單獨(dú)的)布置在至少一個(gè)隔室內(nèi)的反射器20，優(yōu)選地使得該反射器覆蓋FPC7(帶有用于固態(tài)光源9的開口)，如圖4所示。因此，F(xiàn)PC7可布置在散熱器4和反射器20之間。本實(shí)施例的優(yōu)勢(shì)在于FPC7比常規(guī)的PCB類型(例如FR4或IMS)薄，并且因此在反射器和散熱器之間所需的空間更少。進(jìn)一步地，現(xiàn)有技術(shù)中使用常規(guī)PCB，焊接到PCB的布線吸收光線并且因此必須由反射器覆蓋，這從而向光學(xué)室內(nèi)凸出。凸出的反射器的劣勢(shì)在于其更加直接地由固態(tài)光源照射(由于其臨近固態(tài)光源)。然而，所期望的是僅從漫射的光可透射表面散射回的光才應(yīng)當(dāng)被反射器反射。利用本實(shí)施例，則這種反射器內(nèi)的凸出并非必需，因?yàn)镕PC7比常規(guī)的PCB的解決方案更薄和更平。因此，減少了對(duì)反射器20的直接照射，這樣的優(yōu)勢(shì)在于降低了反射損耗。
[0037]本領(lǐng)域技術(shù)人員意識(shí)到本發(fā)明絕不被上述的優(yōu)選實(shí)施例所限制。相反，在所附的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)可能有許多修改和變化。
【權(quán)利要求】
1.一種燈，包括: 至少兩個(gè)固態(tài)光源(9)； 包封(2)，包括適于透射來(lái)自所述固態(tài)光源的光的光可透射表面(3)； 散熱器(4)，從所述包封的內(nèi)部向所述包封的外表面延伸從而將所述包封分成至少兩個(gè)隔室(16);以及 安裝有所述固態(tài)光源的柔性印刷電路⑵； 其中所述柔性印刷電路附接于所述散熱器，從而所述固態(tài)光源在所述隔室內(nèi)分布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈，其中所述柔性印刷電路為單片柔性印刷電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈，其中所述柔性印刷電路包括從所述柔性印刷電路的中間部分(11)延伸的管腳部分(12)，并且其中每個(gè)管腳部分布置在所述隔室中的一個(gè)隔室內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈，其中所述柔性印刷電路包括適于連接到所述燈的驅(qū)動(dòng)電子器件的互連管腳部分(13)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈，其中所述柔性印刷電路覆蓋所述包封內(nèi)的所述散熱器表面的主要部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈，其中所述光可透射表面由所述散熱器分成子區(qū)域(17)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的燈，其中所述子區(qū)域和所述散熱器布置為叉指式配置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈，其中所述散熱器包括向所述燈的縱軸(10)延伸的凹槽⑶。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈，其中所述柔性印刷電路包括反射性阻焊劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燈，其中所述柔性印刷電路通過(guò)粘合劑附接于所述散熱器。
【文檔編號(hào)】F21V23/00GK103470970SQ201310225938
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年6月4日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月4日
【發(fā)明者】V·吉倫 申請(qǐng)人:皇家飛利浦有限公司