燈具模塊和車燈的制作方法

本發明涉及一種燈具模塊，特別是用于車輛的燈具模塊，包括燈具、電源板和散熱體，其中電源板包括用于外部電流信號供應的插接連接區域和用于燈具的電氣連接的燈具連接區域。此外，本發明涉及一種具有這種燈具模塊的車燈。

背景技術：

1、在車輛照明技術領域，非常看重的是標準化和簡單的可更換性。近來，人們熱衷于開發可更換的燈具模塊(exchangeable?light?engine-xle)，這些可更換的燈具模塊可特別地在前大燈范圍內用于近光燈、遠光燈或日間行車燈以及用作霧燈或用于車輛內的其他照明任務。在此，重點是開發一種成本優化、經久耐用、可更換的燈具模塊。

2、優選地，將led(light?emitting?diode，發光二極管)燈具用于可更換的燈具模塊。通常，這種燈具經由電源板和插頭耦合連接部與車載電子設備和電源連接，并且具有散熱體，以防止燈具過熱。

3、在此之前，在充當燈具與電源之間的接口的電源板上實施有作為所謂smd(surface?mounted?device，表面貼裝器件)連接插座的插頭耦合連接部。smd連接插座焊接在電源板上或電源板內，用于連接至車載電子設備，此外，燈具通常經由鍵合線與電源板連接。鍵合連接是熱穩定的，即使燈具余熱損失高，也能確保安全的電氣連接。

4、發光二極管(led)在運行過程中因其高性能而在緊湊的安裝空間內釋放高熱能。為了保護led避免過熱影響，并且因而避免其在運行過程中損壞，必須有效地排出所產生的熱量。為此，將熱能散發到熱阱中，熱阱可以是通常由鋁或銅制成的散熱體，也可以是環境，例如環境空氣。

5、迄今已知的可更換的燈具模塊的缺點在于：使用的smd連接插座相對昂貴，燈具模塊的制造過程耗時耗力，該燈具模塊應大量生產，并且應被實施成簡單、無故障、特別是無需工具即可更換的。

6、本發明的目的在于，提供一種成本低廉、制造簡單、優選可更換、散熱得以優化的燈具模塊，以及一種成本低廉、構造簡單、散熱得以優化且制造成本低的車燈。

7、該目的通過根據獨立權利要求的特征的燈具模塊和車燈來實現。

8、特別有利的實施方案可在從屬權利要求中找到。

技術實現思路

1、本發明提出了一種燈具模塊，特別是用于車輛的燈具模塊，包括燈具、電源板和散熱體，其中電源板包括用于外部電流信號供應的插接連接區域和用于燈具的電氣連接的燈具連接區域。

2、根據本發明，插接連接區域包括安裝在電源板上的接觸舌片，用于外部電流信號供應的電路板插接耦合器的電氣連接，并且燈具連接區域包括連接焊盤，用于燈具與電源板的導電鍵合連接。

3、換言之，本發明提出了一種燈具模塊，該燈具模塊可經由散熱體將燈具的余熱散發到環境中。電源板表現為燈具與外部電流信號供應之間的電氣連接，其中電源板既具有用于電路板插接耦合器的插接連接區域，又具有燈具連接區域，該燈具連接區域設置用于與燈具的導電鍵合連接。就此而言，可使用電路板插接耦合器(pcb-connector)，該電路板插接耦合器通常被實施為用于電流信號的塑料觸點插接元件，可插接在電源板(電源pcb/printed?circuit?board)的邊緣區域，該邊緣區域設有電接觸舌片。電路板插接耦合器可特別地出于節省空間之目的被實施為所謂的pcb板邊緣連接器(pcb-board?edgeconnector)，即有倒角的電路板插接耦合器。這樣可省掉相對昂貴的smd連接插座以及電源板上的焊接固定。

4、根據本發明，在電源板的插接連接區域上設置有接觸舌片。為了將接觸電阻降至最低，優選地可為接觸舌片鍍金，例如借助化學鍍金法(enig：electrol?ess?nickelimmersion，無電鍍鎳沉金，或類似方法)或借助在接觸舌片上的選擇性金沉積法。替代性地和優選地，由于成本低廉，可例如經由熱焊料施加在接觸舌片上鍍錫，這種方法制造起來更加容易，經濟上也更有吸引力。通過鍍錫，還可以更加低廉的方式來實施電路板插接耦合器的接觸彈簧，因為它們的表面設計優選地應與接觸舌片的材料特性相一致。與有利的鍍錫相反，電壓和濕度的共同作用可引發鎳鍍金和鍍錫銅接觸區域的電解。如果金層實施得太薄，這可導致很薄的金層揮發，最終剩下鎳，其中形成的釹鎳氧化物層起到絕緣和非導電的不利作用。

5、在另一側，燈具通常通過鍵合線與電源板的燈具連接區域連接。為了實施鍵合連接，優選地用鋁實施而成或實施為金鍵合線連接，需用相同的材料提供電源板的燈具連接區域的為此設置的連接焊盤。

6、在一種有利的改進方案中，燈具可以是led燈具。led燈具因其效率高、余熱低、功率密度大和使用壽命長的優點，在汽車照明領域以及在作為前大燈和遠光燈的應用中已證明了自己的價值。

7、在一種有利的改進方案中，燈具可利用帶狀(ribbon)鍵合連接，優選鋁帶狀鍵合連接，并且特別地通過超聲波焊接方法制造而成，與電源板的燈具連接區域導電連接。這種鍵合線連接是熱穩定的，并且使得在最低導線電阻下的高電流承載能力成為可能，從而確保燈具電源的長耐久性。

8、在一種有利的改進方案中，電源板可至少在插接連接區域的表面區域和燈具連接區域的表面區域中鍍錫，特別是連接焊盤可鍍錫。電路板的鍍錫，特別是pcb表面或其部分的單面或雙面鍍錫，是pcb制造中常見的加工步驟，該加工步驟可以預定的材料厚度成本低廉、穩定且簡單地實施。

9、制造這樣的電源板，即該電源板在燈具連接區域中具有可直接鍵合的連接焊盤，并且該電源板在另一側在插接連接區域中具有接觸舌片，接觸舌片可直接與電路板插接耦合器連接，并且優選地鍍錫，是相對昂貴的。這是因為，插接連接區域的設有焊料涂層的接觸舌片表面區域與燈具連接區域的為了鍵合過程而設置的連接焊盤不兼容。這個問題可通過對電路板插接耦合器處的插頭觸點進行附加的選擇性鍍金來解決，但會導致制造成本大大增加。就此而言，可為電源板的部分區域，特別是電路板插接耦合器的接觸舌片，設置焊料層，可為其他部分區域，特別是用于燈具的連接焊盤設置鋁或金層，這使得電源板的制造耗時耗力。因此，在一種有利的改進方案中，在電源板上，在燈具連接區域中，單獨的帶狀鍵合接觸元件可與連接焊盤電接觸，特別是可焊接在此處，該帶狀鍵合接觸元件可為帶狀鍵合連接，特別是鋁帶狀鍵合連接提供鍵合基座。帶狀鍵合接觸元件充當燈具的鍵合線連接與電源板的焊接連接焊盤之間的技術連接接口，焊接連接焊盤優選地可鍍錫，因此，可為整個電源板或其至少一部分，特別是插接連接區域和燈具連接區域，涂上一層沿著電流路徑的焊料涂層。這使得電源板的制造過程變得極為簡單和成本低廉。使用單獨的帶狀鍵合接觸元件，使得在電源板的上側面上，配合鍍錫的表面和具有鍍錫的接觸舌片的電路板插接耦合器，提供鋁線鍵合連接成為可能。這大大降低了xle燈具模塊的成本。

10、在上述實施方式的一種有利的改進方案中，帶狀鍵合接觸元件可被設計為多層的，并且具有鍵合材料涂層的上側面，特別是鋁涂層或鋁合金涂層的上側面，和錫涂層的下側面，特別是還包括銅芯或合金，如青銅或類似物。就此而言，帶狀鍵合接觸元件的上側面用于帶狀鍵合連接，特別是用鋁或金實施而成，并且下側面鍍錫或鍍金，用于與連接焊盤的焊接連接。為了提供帶狀鍵合接觸元件的高導電性，中間層可由導電性高的銅、鋁或銅合金制成，以保持低的接觸電阻。帶狀鍵合接觸元件可單獨制造，并且預先保持在條形料庫上，以便通過與電源板的燈具連接區域的連接焊盤的焊接或導電膠連接來進行機械裝配。

11、在帶狀鍵合接觸元件的一種進一步有利的實施方式中，上側面可具有厚度為10μm至30μm的alsi合金涂層。中間層可優選地是厚度為0.2mm至0.8mm的cusn6銅合金。下側面可優選地是厚度為5μm至20μm的錫層。

12、在一種有利的改進方案中，散熱體可包括用于電源板的電路板容納區域，和相對于該電路板容納區域升高的用于燈具的燈具容納區域，升高幅度至少是電源板的厚度。由于電源板在散熱體中的凹陷布置，鍵合線可被水平引導到燈具的升高位置，從而使得燈具模塊的結構盡可能緊湊且節省空間。因此，電源板的連接焊盤的高度與燈具的鍵合線的連接焊盤的高度基本一致。

13、在一種有利的改進方案中，散熱體可由導熱材料制成，特別是銅、銅合金或鋁，并且優選地，電源板可借助機械卡扣或鉚接元件固定在散熱體的電路板容納區域內，并且進一步優選地，電路板容納區域在電源板的插接連接區域周圍可具有空缺或凹陷部。通過卡扣或鉚接元件，無需工具即可快速、牢固地將電源板與散熱體連接，因此，例如在燈具壞掉時，散熱體可重復使用。

14、在一種有利的改進方案中，燈具以導熱方式，特別是利用導熱粘合劑，粘貼在散熱體的燈具容納區域上，特別是相對于散熱體的電源板的電路板容納區域升高的燈具容納區域上。通過使用導熱粘合劑，燈具的余熱可以低的熱阻直接排出至散熱體，其中粘合劑既用于散熱體的機械固定，又用于散熱體的熱耦合。

15、在一種有利的改進方案中，散熱體至少在某些區域，優選整個表面可帶有表面陽極氧化層，并且可具有燈具容納區域，該燈具容納區域至少在某些區域具有不帶陽極氧化層的暴露的表面區域，特別是其陽極氧化層借助激光燒蝕去除。散熱體的陽極氧化，優選地由鋁制成并被稱為eloxal工藝，防止氧化，并對散熱體進行絕緣處理，以防止出現不期望的短路電流路徑。此外，制造成本低廉的黑色陽極氧化層提高散熱性能，改善散熱體的對流性能。熱路徑從作為熱源的燈具(例如led)延伸到散熱體。位于中間的部件或層，例如漆層或陽極氧化層，例如由于其形狀和/或其材料等原因，表現為熱阻。通過隨后在燈具容納區域內選擇性地去除陽極氧化層，可改善燈具與散熱體的熱耦合，其中該選擇性去除可借助激光燒蝕自動且成本低廉地進行。

16、在第二方面，本發明提出了一種具有上述燈具模塊的車燈，該車燈特別地可用作前大燈或尾燈，也可用作霧燈、輔助尾燈或車內照明。配備上述燈具模塊的前大燈可成本低廉地配備高亮度和長使用壽命的燈具模塊，其中確保在燈具模塊損壞時，可簡單且無需工具地進行更換。這優化了前大燈或尾燈的整體制造成本及其技術功能。