發光二極管模塊的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及照明裝置，具體地，涉及改進的發光二極管模塊。
【背景技術】
[0002]諸如呈點陣模塊的形式的發光二極管(LED)模塊之類的發光二極管模塊是當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光的LED實現，其中一些光被轉化為黃光。因此，包括藍色成分和黃色成分的輸出光提供了總體白色印象。磷光體元件一般設置在光源裝置的LED部件上方。在一些構型中，替代性地，磷光體元件可以設置為與光源裝置的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熱率并且不適于用作熱導體，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、準直器或透鏡之類的光學裝置一般連接至LED模塊，例如用于設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區域中。
[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)兩者中產生熱。為了不使LED模塊過熱，理想的是盡可能多地消除產生的熱。對于光源裝置的LED部件，過熱可能導致LED的功效較低和壽命縮短。對于磷光體元件，過熱可能導致淬滅(quenching)效應，從而導致光轉化效率較差。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，使得由光源裝置產生的熱量經由熱沉通過光源裝置的背面消散至環境中。
[0007]為了增大散熱區域，反射器形式的光學裝置可以布置成直接連接至遠程的磷光體元件。因此，由磷光體元件產生的熱量可以經由反射器的外表面消散到環境中。可選地，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/或光學裝置的設計進行改動。另外，當將熱沉制造得較大時，LED模塊與熱沉的組合的總尺寸增大，這阻礙了保持結構較小的一般目標。
[0008]因此，需要具有改進的散熱而沒有上述缺點的LED模塊。
【發明內容】
[0009]鑒于散熱功能、特別是消散光源裝置產生的熱，本發明的目的是克服該問題并且提供改進的LED模塊。本發明的另一個目的是提供對該問題的解決方案，同時保持設計較小的并且可以滿足特定的標準、例如Zhaga標準的LED模塊的可能性。
[0010]根據本發明的第一方面，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，該罩設置成連接至光學裝置，其中該罩包括導熱部件，該導熱部件具有比罩的其余部分的導熱率高至少一個數量級的導熱率并且布置成將光源裝置與光學裝置熱連接。
[0011]因此，附接至LED模塊的光學裝置用作散熱構件。光學裝置可以例如是反射器、準直器或透鏡。
[0012]根據現有技術的罩通常由具有相對較低的導熱率的材料制成，該材料因此不適合用于導熱和高效的散熱。通過向罩設置導熱部件，LED模塊不需要任何顯著的改動以受益于通過罩的導熱部件實現的散熱的提高。導熱部件將光源裝置的一個或多個部件與光學裝置熱連接，從而鑒于設置了用于散熱的熱沉的已知方案，提供了附加的導熱路徑。
[0013]罩的導熱部件的導熱率比罩的其余部分的導熱率高至少一個數量級，例如是其余部分的導熱率的10倍。換言之，罩的導熱部件適合用于導熱和高效的散熱，而罩的具有相對較低的導熱率的其余部分不適合用于導熱和高效的散熱。在一些實施方式中，罩的導熱部件的導熱率比罩的其余部分的導熱率高至少兩個數量級，例如是其余部分的導熱率的100 倍。
[0014]由于在罩中結合導熱部件作為其一部分或單獨的部件以實現發熱光學裝置的導熱，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模塊設計時所遵循的任何標準。這種標準的一個示例為Zhaga標準，該Zhaga標準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程地布置。導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裝置熱連接。
[0017]在光源裝置包括遠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熱部件與罩之間，使得磷光體元件被固定。導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造中添加至LED模塊。在這種構造中，形成罩的可分開的部件的導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熱的緊固器件。導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，除了通向光學裝置的附加的導熱路徑之外，導熱部件還提供了光源裝置與熱沉之間的增強的導熱路徑。緊固器件可以例如包括螺釘或卡口聯接器件，并且優選地由金屬、導熱塑料、導熱陶瓷等制成，用于提供良好的導熱率。
[0019]導熱部件可以布置成圍繞導熱的緊固器件。導熱部件可以由具有與導熱的緊固器件的材料的導熱性能相當的導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]根據本發明的第二方面，通過用于發光二極管模塊中的光源裝置的罩實現了前面提到的目的和其他目的，其中該罩設置成連接至光學裝置，其中該罩包括導熱部件，該導熱部件設置成將光源裝置與光學裝置熱連接。
[0021]當應用時，前面提到的特征同樣應用于該第二方面。為了避免過度的反復描述，請參照前述內容。
[0022]注意，本發明涉及在權利要求中述及的特征的所有可能的組合。
【附圖說明】
[0023]現在將參照示出了本發明的實施方式的附圖對本發明的該方面和其他方面進行更詳細的描述。
[0024]圖1示出了發光二極管模塊的總體結構。
[0025]圖2和圖3是根據本發明的不同實施方式的發光二極管模塊的截面圖。
[0026]圖4是根據本發明的實施方式的發光二極管模塊的分解圖。
[0027]如圖所示，為了說明性的目的，層和區域的尺寸被放大并因此設置成示出了本發明的實施方式的總體結構。在所有附圖中，相同的附圖標記指代相同的元件。
【具體實施方式】
[0028]將在下文中參照附圖更充分地描述本發明，在附圖中示出了本發明的當前優選的實施方式。然而，本發明可以以多種不同的形式實施，并且不應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明透徹而完整，并且向本領域技術人員全面地闡釋本發明的范圍。
[0029]在圖1中示出了呈點陣模塊的形式的發光二極管(LED)模塊I的基本設計。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]這種類型的常規的罩一般由導熱率相對較低并且因此不適于高效導熱的材料例如塑料制成。然而，如將顯而易見的，根據本發明的罩10可以包括由其他材料、特別是導熱材料制成的一個或多個部件；與常規的罩材料相比，這些材料具有相對較高的導熱率。導熱材料的導熱率比常規罩的材料的導熱率高至少一個數量級(例如為常規罩的材料的導熱率的10倍)；在其他實施方式中，導熱材料的導熱率比常規罩的材料的導熱率高至少兩個數量級(例如為常規罩的材料的導熱率的100倍)
[0031]罩10布置在光源裝置11上。罩