專利名稱：用于模塊化發(fā)光二極管電路組件的裝置、方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施方式通常涉及一種提供照明的系統(tǒng)和方法，更特別地是，涉及一種用于模塊化發(fā)光二極管電路組件的裝置、方法和系統(tǒng)，該電路組件散熱性能更好，制造成本更低并且更易于制造。
背景技術(shù)：
從住宅或商用照明器具到手電筒，電光源可以以多種形式存在。傳統(tǒng)的白熾燈泡已經(jīng)被更加高效的熒光燈泡和節(jié)能燈泡(CFL)所取代，以在耗費(fèi)更少能源的同時(shí)能夠提供大致相似的光亮。盡管節(jié)能燈比同等發(fā)光強(qiáng)度的白熾燈高效，但發(fā)光二極管(LEDs)在產(chǎn)生同等光源強(qiáng)度下會(huì)更高效。
LED最初比白熾燈或節(jié)能燈更貴，并且不適合于許多應(yīng)用。此外，LED的低強(qiáng)度和 有限的顏色選擇也限制了它們的使用。LED領(lǐng)域最近的發(fā)展已使LED光源成為傳統(tǒng)光源普遍的替代品或補(bǔ)充品。甚至，LED可以包裝成比同等光照強(qiáng)度的白熾燈或節(jié)能燈更小的形式。但是，LED也容易過熱，從而導(dǎo)致過早損壞。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)上述背景，本發(fā)明的示范性實(shí)施例提供了一種改進(jìn)的用于提供模塊化LED電路組件的裝置、方法和系統(tǒng)。特別地，本發(fā)明的示范性實(shí)施例包括了以多種形式擴(kuò)展和應(yīng)用的模塊化LED電路。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例提供了一種用于支撐發(fā)光二極管的裝置，該發(fā)光二極管包括LED電路板,該電路板包括第一主表面和第二主表面。第一主表面包括第一接觸墊和第二接觸墊，該第一接觸墊和第二接觸墊中每個(gè)接觸墊都被配置為容置來自LED的各自連接頭。LED電路板的第二主表面包括第一區(qū)、第二區(qū)和第三區(qū)，其中基板經(jīng)過第三區(qū)連接至LED電路板上。LED電路板的第二主表面的第一區(qū)被配置為與LED驅(qū)動(dòng)電路的第一引腳接合，LED電路板的第二主表面的第二區(qū)被配置為與LED驅(qū)動(dòng)電路的第二引腳接合?；蹇砂ㄒ环N熱傳導(dǎo)率大于30瓦特每米每開爾文(W/(m*k))的材料。該基板通過粘結(jié)劑粘附在LED電路板上，該粘結(jié)劑的熱傳導(dǎo)率大于30瓦特每米每開爾文(W/ (m*k))。LED電路的第一接觸墊可與第二主表面的第一區(qū)電接觸，并且第二接觸墊可與第二區(qū)電接觸。第一接觸墊與第二接觸墊不能互相電接觸。LED驅(qū)動(dòng)電路的第一引腳包括第一接觸面，該第一接觸面具有第一接觸面區(qū)域，LED驅(qū)動(dòng)電路的第二引腳包括第二接觸面，該第二接觸面包括第二接觸面區(qū)域。第一引腳經(jīng)過第一接觸面區(qū)域與第一區(qū)連接，第二引腳經(jīng)過第二接觸面區(qū)域與第二區(qū)連接。LED電路板的第一區(qū)可能大于第一接觸面區(qū)域，LED電路板的第二區(qū)可能大于第二接觸面區(qū)域。在基板和LED驅(qū)動(dòng)電路之間可形成一空氣通道。本發(fā)明的實(shí)施例將提供一個(gè)用于校準(zhǔn)LED的裝置。該校準(zhǔn)裝置包括第一元件，該第一元件具有第一邊和第二邊，其中第一元件的第二邊設(shè)為容置其上有LED的LED電路板。第一元件具有貫穿的孔，該孔設(shè)為容置LED。第二元件具有第一邊和第二邊，該第二元件通過第一附屬部分粘附于第一元件。第二元件具有貫穿的孔，用于容置LED電路板。第一元件上的孔設(shè)為用于校準(zhǔn)其上具有LED的LED電路板?？椎拇笮『托螤钊Q于貫穿容置在該孔內(nèi)的LED。第一元件，第二元件和第一附屬部分由單個(gè)整塊件構(gòu)成。第一元件包括實(shí)質(zhì)上絕緣的材料。本發(fā)明的實(shí)施例將提供一種用于支撐LED的裝置。該裝置包括LED電路板，該LED電路板包括第一主表面和第二主表面，其中第一主表面包括第一接觸墊和第二接觸墊，第一接觸墊和第二接觸墊均設(shè)為容置來自LED的各個(gè)連接頭。第二主表面包括第一區(qū)、第二區(qū)和第三區(qū)。該裝置還包括具有校準(zhǔn)孔的校準(zhǔn)構(gòu)件，該校準(zhǔn)構(gòu)件設(shè)為容置LED電路板和校準(zhǔn)LED。該裝置還包括LED驅(qū)動(dòng)電路，所述LED驅(qū)動(dòng)電路包括第一引腳和第二引腳，其中第一引腳設(shè)為與第二主表面的第一區(qū)電接觸，并且第二引腳與第二主表面的第二區(qū)電接觸。LED驅(qū)動(dòng)電路的第一引腳與第二引腳分別包括筒和軸，而該軸將位于筒內(nèi)的偏向位置。第一引腳包括第一接觸面，該接觸面含有第一接觸面區(qū)域，第二引腳包括第二接觸面，該接觸面含有第二接觸面區(qū)域，經(jīng)過第一接觸面區(qū)域，在第一引腳和第一區(qū)之間建立 電接觸，經(jīng)過第二接觸面區(qū)域，在第二引腳和第二區(qū)之間建立電接觸。第一區(qū)的尺寸大于第一接觸面區(qū)域，第二區(qū)的尺寸大于第二接觸面區(qū)域。第一引腳與第二引腳可分別與第二主表面上的第一區(qū)和第二區(qū)協(xié)作，以使第一區(qū)和第一引腳及第二區(qū)和第二引腳在LED電路板和LED驅(qū)動(dòng)電路的任何正交三條軸線相對(duì)運(yùn)動(dòng)過程中保持電接觸。


現(xiàn)參照附圖，概括地描述本發(fā)明，這些附圖不需按比例繪制，其中圖I是可應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例的手電筒的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明示意性實(shí)施例的手電筒透鏡外殼和筒體的橫截面圖，其包括模塊化LED電路；圖3是為了更易于闡明圖2中手電筒而去掉透鏡外殼的橫截面圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明示意性實(shí)施例的用于LED的校準(zhǔn)裝置的透視圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明示意性實(shí)施例的LED電路板透視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明示意性實(shí)施例的LED電路板仰視圖；圖7是圖5和圖6中的LED電路板裝在圖4校準(zhǔn)裝置中的組合圖；圖8A是根據(jù)本發(fā)明示意性實(shí)施例的LED驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)引腳的透視圖；圖8B是圖8A的橫截面圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明示意性實(shí)施例的包括引腳的LED電路板的透視圖；圖10是應(yīng)用圖9所示LED電路板的LED電路組件的橫截面圖；圖11是根據(jù)本發(fā)明示意性實(shí)施例的包括引腳的LED電路板的透視圖；圖12是應(yīng)用圖10所示LED電路板的LED電路組件的橫截面圖；圖13是應(yīng)用本發(fā)明示意性實(shí)施例的LED電路組件的手電筒的橫截面圖；圖14是圖13實(shí)施例中的LED電路組件的剖視圖；圖15是根據(jù)本發(fā)明示意性實(shí)施例的LED電路組件的透視圖，其包括可容置LED的夕卜殼;圖16是圖15中LED電路組件的另一透視圖17是根據(jù)本發(fā)明的LED電路組件的另一個(gè)示意性實(shí)施例的橫截面圖；圖18是圖17帽子已固定好的實(shí)施例的橫截面示意圖；圖19是以本發(fā)明多種實(shí)施例應(yīng)用的LED電路板的示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明在下文中將結(jié)合附圖進(jìn)行更加全面的描述，在這些附圖中示出了本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以表現(xiàn)為多種不同的形式，且不應(yīng)該被解釋為僅限于本文中所體現(xiàn)的實(shí)施例；相反，提供這些實(shí)施例使得本發(fā)明公開得全面和完整，并且對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將完整地表現(xiàn)本發(fā)明的范圍。在全文中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件。本發(fā)明的示范性實(shí)施例通常被描述或描繪體現(xiàn)為手電筒的形式。盡管如此，很明顯，本發(fā)明的實(shí)施例可擴(kuò)展并應(yīng)用至幾乎任何形式中，如住宅和商用的照明器具，自動(dòng)化應(yīng)用(如前燈、信號(hào)燈、和/或室內(nèi)燈)、尤其是照明燈，室內(nèi)/室外照明，路燈。同樣地，本文 公開的內(nèi)容僅提供一個(gè)示范性實(shí)施例，而不局限于此?，F(xiàn)參考圖I中的實(shí)施例，本發(fā)明的實(shí)施例可應(yīng)用于手電筒，如圖I中手電筒100，其包括了筒體110，透鏡外殼120和透鏡130。透鏡外殼120還可包括反射鏡(例如實(shí)質(zhì)上為拋物面鏡)，通過反射從光源發(fā)散出的光束的一部分，該光源不直接朝向透鏡，從而放大光照強(qiáng)度?？蛇x擇地，透鏡可設(shè)置為折射光線，從而使得從光源發(fā)散出的光束可聚焦至理想焦距。反射鏡和/或折射透鏡都可以調(diào)節(jié)，從而調(diào)整來自手電筒100的光束的焦距。傳統(tǒng)的白熾燈泡可以從半球形的燈泡中散發(fā)出光圖像，這需要通過反射鏡和/或折射透鏡將光束聚焦為圓錐形，而LED燈不需要反射鏡或折射透鏡就能產(chǎn)生更加聚焦的圓錐光束。因此，LED手電筒或其它LED光源可不需要反射鏡和/或折射透鏡。但是，為了最大化LED光源的多樣性，可利用折射透鏡來加強(qiáng)和聚焦LED光束。與其它類型的光源相比，相對(duì)于它們的尺寸，LED可提供更強(qiáng)的光亮。由于它們緊湊的尺寸和結(jié)構(gòu)，LED也可以產(chǎn)生相對(duì)于它的尺寸而言大量的熱量。LED的過熱問題會(huì)導(dǎo)致過早損壞。正如此，本發(fā)明的示范性實(shí)施例將為L(zhǎng)ED和LED電路組件提供改進(jìn)的散熱特性，同時(shí)還提供模塊化的、可擴(kuò)展的設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)適用于任何大小和形狀的LED光源。圖2顯示了本發(fā)明以手電筒形式應(yīng)用的實(shí)施例的橫截面，包括透鏡外殼200和筒體270。透鏡外殼200在示出的實(shí)施例中包括折射透鏡210和散熱片220，該散熱片220位于透鏡外殼200的外圍。為了更好地消散來自LED的熱量，透鏡外殼采用較好導(dǎo)熱性能的材料。這些材料如鋁，具有比其它材料如塑料更好的導(dǎo)熱性能，塑料不能導(dǎo)熱。透鏡210可采用聚丙烯、玻璃或其它優(yōu)選地提供高透明度和高反射性能的材料。透鏡外殼200可從手電筒的筒體270中移除，并且，透鏡外殼200和筒體270之間的接口可進(jìn)行調(diào)節(jié)，以改變LED250和透鏡210之間的距離，從而改變手電筒光束的焦距。圖3顯示了圖2中手電筒移除透鏡外殼200的狀態(tài)。圖2和圖3描繪了一種支撐并驅(qū)動(dòng)LED的LED電路組件。圖中顯示，LED電路組件被封裝在筒體270之內(nèi)或連接至筒體270，示范性實(shí)施例也可以是設(shè)置于透鏡外殼200之內(nèi)。此外，其它示范性實(shí)施例的LED電路組件也可設(shè)置于，例如，螺紋基座之內(nèi)，該螺紋基座被設(shè)置為容置于用于住宅或商用照明器具的常見照明插座之內(nèi)。所示出實(shí)施例中的模塊化LED電路組件包括LED驅(qū)動(dòng)電路230,該LED驅(qū)動(dòng)電路230包括第一驅(qū)動(dòng)電路板232，第二驅(qū)動(dòng)電路板236，以及設(shè)于它們之間的間隔裝置234。所示出的LED驅(qū)動(dòng)電路顯示為兩塊單獨(dú)的電路板232和236，通過設(shè)于間隔裝置234之內(nèi)的引腳電接觸。然而，這種設(shè)置可被設(shè)計(jì)為小型化組件。兩塊電路板232和236在其它實(shí)施例中可以設(shè)置為單塊電路板。所示配置的一個(gè)優(yōu)勢(shì)是LED驅(qū)動(dòng)電路230的部件，例如設(shè)置于電路板232和236上的微芯片、電阻器、電容器等，可以設(shè)置在兩塊電路板之間，這種設(shè)置有利于散熱以及與手電筒中的其它元件的絕緣。從所示出實(shí)施例的LED驅(qū)動(dòng)電路中延伸出兩個(gè)引腳240和245，以提供驅(qū)動(dòng)LED的陽極和陰極。圖3實(shí)施例進(jìn)一步描繪了 LED的校準(zhǔn)裝置，該校準(zhǔn)裝置包括第一元件285和第二元件280。圖4描繪出該校準(zhǔn)裝置300的立體圖。值得注意的是，圖4和圖7中的校準(zhǔn)裝置300，和圖5及圖6中的電路板，相對(duì)于圖2和圖3中的圖示旋轉(zhuǎn)了 90度。校準(zhǔn)裝置300包括第一元件285內(nèi)的孔310，該孔310用于容置LED (圖3中250)?？?10的大小和形狀可根據(jù)容置于其內(nèi)的LED的大小和形狀進(jìn)行調(diào)整，以使得孔310可以與LED的從LED散發(fā)出的光束的合適投影對(duì)齊。第一元件285可通過連接部320連接至第二元件280。雖然所示出的實(shí)施例描繪了兩個(gè)連接部分320，但可以圍繞第一元件設(shè)置僅一個(gè)連接部分320或多個(gè)連接部分320，用于連接第一元件285和第二元件280。然而，值得認(rèn)同的是根據(jù)下文所 描述的，理想地是在第一元件285和第二元件280之間區(qū)域的一大部分沒有連接部，以便散熱。在所示出的實(shí)施例中，第一元件285、第二元件280及連接部320組合，在它們之間形成一個(gè)空氣間隙340。第一元件285、第二元件280及連接部320可制成單個(gè)的一體化塊，例如模塊化單元。為了將校準(zhǔn)裝置安裝至手電筒筒體270上，校準(zhǔn)裝置可設(shè)置連接孔330或類似的技術(shù)特征。如下文中將提到的，校準(zhǔn)裝置可被用來將LED電路安裝至外殼中，如手電筒的筒體 270。如上所述，校準(zhǔn)裝置300包括第一元件285上的孔310，該孔310用于容置LED250。圖5描述了這樣一個(gè)連接至LED電路板255上的LED 250。電路板可包括第一主表面256，該第一主表面256上為第一和第二接觸墊254。LED 250包括兩個(gè)連接頭252，每個(gè)連接頭可以被安裝至LED電路板255的各自的接觸墊254上。這些連接頭可通過導(dǎo)電性粘結(jié)劑焊在或其它方式安裝至各自的接觸墊上。所示出實(shí)施例的LED電路板255包括第二主表面，其設(shè)置于電路板255的第一主表面256的反面?；?60可以連接至第二主表面的一部分上?；?60由熱導(dǎo)材料組成，如銅或鋁，等等，并可以被安裝至電路板255的第二主表面的區(qū)域。基板260通過熱導(dǎo)粘結(jié)劑粘附于電路板255上，從而使LED產(chǎn)生的熱量可通過所附基板260散出。圖5中還進(jìn)一步顯示出基板260的切斷部分，使得電路板255的第二主表面的一部分是暴露并可接入的。類似的切斷部分設(shè)置在基板260的反面，如圖6中所示。電路板255的第二主表面上的兩個(gè)暴露并可接入的部分,可包括電路板255的第二主表面的第一區(qū)和電路板255的第二主表面的第二區(qū)。第一區(qū)和第二區(qū)中每個(gè)區(qū)都可以是導(dǎo)電區(qū)域，可設(shè)為容置引腳(如圖2和圖3中的240及245)。第一引腳和第二引腳可分別與電路板255的第二主表面的第一區(qū)和第二區(qū)中的單獨(dú)一個(gè)形成電接觸。第一區(qū)和第二區(qū)中每個(gè)區(qū)可進(jìn)一步與電路板255的第一主表面上的各自的接觸墊254形成電接觸。因此，LED驅(qū)動(dòng)電路的每個(gè)引腳240和245都與LED 250的連接頭252電接觸，基于引腳240和245與電路板255上的第一區(qū)和第二區(qū)連接。圖6顯示的是從第二主表面方向看電路板的平面圖。如圖所示，基板260上的切斷部分410暴露于電路板上第二主表面的第一區(qū)258和第二區(qū)259，這兩區(qū)被配置為分別與LED驅(qū)動(dòng)電路上的單獨(dú)的引腳接觸。基板260連接至電路板的第二主表面的第三區(qū)，從而將熱量從LED 250和電 路板255中散出。圖7所示，描繪了電路板400與校準(zhǔn)器300接合在一起的情形，電路板255的第一主表面256接收第一元件285的第一側(cè)面，使LED 250可容置于第一元件285的孔310中。電路板255和基板260設(shè)置于第一兀件285和第二兀件280之間，基板260的一部分通過校準(zhǔn)器300中的空氣間隙340可見?；?60通過空氣間隙340的暴露部分改善了基板260的散熱，并允許熱量散發(fā)到校準(zhǔn)器上方的區(qū)域，而不是將熱量密封在手電筒筒體270內(nèi)的校準(zhǔn)器下方。參照回圖3，組裝時(shí)，LED電路組件包括LED驅(qū)動(dòng)電路230，用以接收來自電源(例如電池)的電量，并通過引腳240和245為L(zhǎng)ED電路板255供電。圖8A顯示了根據(jù)示范性實(shí)施例的引腳的立體圖，而圖8B顯示了其橫截面圖。每個(gè)引腳包括筒520，底部530和軸510。軸510置于筒520之內(nèi)，并且通過偏置元件540使該軸被彈簧偏置至延伸位置，在本實(shí)施例中，該偏置元件540為螺旋彈簧。軸510可在筒520內(nèi)的完全回縮位置和完全伸展位置之間移動(dòng)。該移動(dòng)范圍允許LED驅(qū)動(dòng)電路和LED電路板之間對(duì)齊，以改變筒520內(nèi)軸510的移動(dòng)范圍。由于校準(zhǔn)器的制造誤差，當(dāng)該校準(zhǔn)器，包括LED電路板和LED，置于所示實(shí)施例中的筒體270時(shí)，彈簧加載的引腳240和245可以消除一定程度的制造誤差。如圖8A和圖8B所述，每個(gè)引腳的軸510的頂部(如引腳240和245)包括具有接觸區(qū)域的接觸面。引腳的接觸面被配置為，與經(jīng)過接觸區(qū)域的LED電路板的第二主表面的第一或第二區(qū)中的一個(gè)區(qū)接觸。這就建立了引腳與第一區(qū)或第二區(qū)之間的電通性。如圖6所示，第一區(qū)258和第二區(qū)259中的每個(gè)區(qū)都具有面積大于引腳接觸面550的接觸區(qū)的區(qū)域。此外，切斷部分410的尺寸會(huì)超過軸510的直徑。因此，引腳的接觸面將經(jīng)過其接觸面區(qū)域，與第一區(qū)258和第二區(qū)259的任何位置建立電連接。這允許引腳相對(duì)于電路板255的對(duì)齊的容錯(cuò)性。由于引腳可在切斷部分410內(nèi)運(yùn)動(dòng)，并且可在引腳和第一區(qū)258或第二區(qū)259之間接觸，該對(duì)準(zhǔn)可沿電路板255平面一定程度地改變(也就是，在兩個(gè)正交方向的自由度)。在由電路板255、基板260和切斷部分410的配置提供的對(duì)準(zhǔn)容差與筒520內(nèi)引腳240，245中的軸510的彈簧加載運(yùn)動(dòng)之間，設(shè)有對(duì)準(zhǔn)容差，其在LED驅(qū)動(dòng)電路230和LED電路板255之間的相互正交的三軸運(yùn)動(dòng)中，允許制造容差中有較大的變化。通過增加該容差，從而降低制造成本。盡管引腳240和245已表現(xiàn)出對(duì)制造容差的靈活性有所貢獻(xiàn)，但引腳也為L(zhǎng)ED電路板提供額外的空間，該額外的空間改進(jìn)了模塊化LED電路組件的散熱屬性。再次參考圖3，從LED驅(qū)動(dòng)電路230延伸出的引腳240和245，允許LED驅(qū)動(dòng)電路和電路板255之間隔開。這將在LED驅(qū)動(dòng)電路230和電路板255之間產(chǎn)生空氣間隙560，從而允許基板260更好地散熱。這個(gè)額外的空間更好地抗衡了模塊化LED電路組件內(nèi)熱量的堆積，從而延長(zhǎng)LED和電路元件的壽命。為了上述說明書和前述權(quán)利要求的目的，術(shù)語“發(fā)光二極管”或“LED”可以包括但不限于高亮度的白色LED，藍(lán)色LED，紅色LED，橙色LED，琥珀色LED，黃色LED，綠色LED，雙色或三色LED，多色LED，紅外線LED，和紫外線LED。這些LED的優(yōu)勢(shì)是，與傳統(tǒng)白熾燈泡或電阻燈泡相比，僅需要較少的電量但能產(chǎn)生較高的照明度。圖2-7顯示了用于模塊化發(fā)光二極管電路組件的系統(tǒng)的第一實(shí)施例，在此也描述了其他實(shí)施例，進(jìn)一步提供校準(zhǔn)和改善發(fā)光二極管電路組件。圖9顯示出包括與與圖8A和8B類似引腳的實(shí)施例。在圖9所示的實(shí)施例中，引腳，包括筒630和接收該筒630的彈簧加載軸640，在墊板620處連接至LED電路板600上。每個(gè)墊板620分別通過LED電路板600上的跡線625與LED 610的各自的連接頭電接觸。圖10是圖9中的LED電路板600和引腳配置到LED電路組件中的橫截面圖。電路板600支撐在外殼655內(nèi)，該外殼設(shè)有孔660以容置LED 610。包括筒630和軸640的引腳被置于與LED驅(qū)動(dòng)電路板650電接觸。在一些實(shí)施例中，LED驅(qū)動(dòng)電路板將被安裝至手電筒的筒體內(nèi)，如圖2中筒體270，并且包括孔653，該孔653用來放置外殼655的鎖定片657。這樣，外殼655可容置LED電路板600，包括LED 610和引腳。外殼655隨后將通過鎖 定片657安裝至LED驅(qū)動(dòng)電路板650上。軸640在引腳的筒630中運(yùn)動(dòng)，將允許手電筒的筒體內(nèi)外殼655的制造容差和LED驅(qū)動(dòng)電路板650的位置發(fā)生一定程度的變化。 正如圖2-7實(shí)施例所描述的，LED電路板600與LED驅(qū)動(dòng)電路板650之間的空間可用于改善LED電路板的散熱。當(dāng)LED電路板600與LED驅(qū)動(dòng)電路650之間的區(qū)域保持開放，以使空氣從中流過時(shí)，可將熱傳導(dǎo)材料連接至LED電路板上，如圖10所述的材料665。這些材料將有助于LED電路板600的熱量消散。圖11顯示了本發(fā)明另一個(gè)示范性實(shí)施例的LED電路板，該LED電路板700包括LED710和通過墊板720附著在電路板700上的引腳730。圖11中實(shí)施例的引腳730為固定長(zhǎng)度，這對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員很常見。圖12顯示了一個(gè)應(yīng)用圖11中LED電路板的LED電路組件的示范性實(shí)施例。LED電路板700容置于外殼740上，引腳730容置于開口 745中。通過帽750，將LED電路板700固定在外殼740上，該帽750設(shè)有用于容置LED710的貫穿的孔。每一根引腳730可設(shè)為與電線755連接，該電線755從引腳730和LED驅(qū)動(dòng)電路板760之間延伸出來。引腳可利用任何傳統(tǒng)方法固定在LED驅(qū)動(dòng)電路板上。圖13顯示了 LED組件的另一個(gè)示范性實(shí)施例。所示出實(shí)施例包括透鏡外殼830的橫截面，與圖2所示類似，包括散熱片835。LED驅(qū)動(dòng)電路板825將被置于如圖所示的透鏡外殼830中；而其他實(shí)施例可包括LED驅(qū)動(dòng)電路板置于手電筒筒體內(nèi)。LED驅(qū)動(dòng)電路板825可包括引腳插座820，該引腳插座820設(shè)為容置連接至LED電路板800上的引腳。LED電路板可以容置在外殼815之內(nèi)。如圖14所示，該外殼包括用于容置LED 810的孔，以及包括兩個(gè)導(dǎo)電跡線817，該導(dǎo)電跡線817適用于與LED 810的各自的連接頭電連接。每個(gè)導(dǎo)電跡線817都包括引腳819，其貫穿從外殼815延伸出，并設(shè)于LED驅(qū)動(dòng)電路板825上的插座820內(nèi)。如圖13所示，外殼進(jìn)一步包括具有高導(dǎo)熱性的散熱器805，其至少部分地填充于LED電路板800和LED驅(qū)動(dòng)電路825之間的空隙內(nèi)，該空隙由本發(fā)明的示范性實(shí)施例產(chǎn)生。只要LED電路板800和LED驅(qū)動(dòng)電路板825之間有足夠的空氣間隙，用于散發(fā)由LED電路板800產(chǎn)生的熱量時(shí)，所示出的散熱器805在實(shí)施例中可以省略。圖15示出了 LED組件的另一個(gè)示范性實(shí)施例。在所示實(shí)施例中，外殼940包括導(dǎo)電叉股920和930。叉股920，930可成型至外殼940中。外殼940配置為將LED電路板900容置至外殼940之內(nèi)的空腔中。LED 910安裝至LED電路板900上，設(shè)置于外殼940的孔915之內(nèi)。導(dǎo)電叉股920，930分別配置為與LED 910的各自連接頭電接觸。現(xiàn)參照?qǐng)D16，每個(gè)導(dǎo)電叉股920和930延伸穿過外殼至終端950，在該處導(dǎo)電叉股與電線960連接。電線960隨后連接至LED驅(qū)動(dòng)電路板。外殼940的內(nèi)部區(qū)域925可配置為有助于LED電路板900散熱。內(nèi)部區(qū)域925可以是空氣間隙，通過該間隙的空氣可以將來自LED電路板900的熱量帶走，或可替代地是，內(nèi)部區(qū)域925可包括一種具有高導(dǎo)熱性的材料，以用作散熱片。圖17顯示了本發(fā)明的另一個(gè)示范性實(shí)施例，描繪了用于支撐LED電路的組件的橫截面圖。正如所示出的，LED電路板1000包括LED 1010，其放置于從外殼1003延伸出的突起1007的頂部。為了使LED電路板1000有效地散熱，突起1007及可能地外殼1003，可以由一種高導(dǎo)熱性材料制成。從外殼中延伸出的可以是兩個(gè)外殼連接頭1040，它們被配置為傳導(dǎo)LED電路板1000和LED驅(qū)動(dòng)電路板(未示出)之間的電流。例如，LED驅(qū)動(dòng)電路板可以位于外殼1003之內(nèi)。蓋子1009可放置在LED電路板1000的頂部并貼附至突起1007。在該 蓋子1009之內(nèi)可以是第一和第二導(dǎo)電叉股1020。每個(gè)導(dǎo)電叉股1020可設(shè)置為與LED1010的單個(gè)連接頭連接。導(dǎo)電叉股1020包括跡線1030，該跡線1030沿突起1007向下延伸并將該叉股1020電連接至外殼連接頭1040。圖18顯示出突起1007和其上所放置的蓋子1009的橫截面圖，而未顯示出叉股1020。如圖所示，蓋子1009放置于突起1007上，并通過齒1045與突起連接，從而將蓋子1009固定至突起1007并將LED電路板1000固定至二者之間。圖19顯示出根據(jù)本發(fā)明的LED電路板的示范性實(shí)施例的示意圖。圖19的實(shí)施例可用于一些或所有上文所述的組件的實(shí)施例中。所示出的實(shí)施例包括LED 1110,其在焊接點(diǎn)1130處電連接至LED電路板1100，兩個(gè)LED連接頭中每個(gè)連接頭設(shè)有一個(gè)焊接點(diǎn)。每個(gè)焊接點(diǎn)1130都連接至布線層1140，其為每個(gè)LED連接頭安排路線至傳導(dǎo)跡線。絕緣材料1150的熱傳導(dǎo)率約為2. 5瓦特每米每開爾文(W/ (m*k))，被設(shè)置于布線層1140和核心層1160之間，由熱傳導(dǎo)材料如銅制成。高導(dǎo)熱材料的散熱片1120可設(shè)置在LED 1110和核心層1160之間，不被絕緣層1150所分隔開。與通過絕緣層1150將LED與核心層1160分隔開相比，散熱片1120促使熱量直接從LED 1110散發(fā)至核心層1160的速率約為前者的20倍。核心層的另一側(cè)設(shè)有第二絕緣材料層1170，其具有另一設(shè)置于LED電路板1100底部的布線層1180。該布線層1180可提供介于LED電路板1100底部和LED電路板頂部布線層1140之間的傳導(dǎo)跡線。設(shè)置引腳1090與單個(gè)傳導(dǎo)跡線電連接，以在單個(gè)焊接墊1130和單個(gè)引腳1090之間傳導(dǎo)電流。機(jī)械結(jié)構(gòu)1190被配置為連接核心層1160，以進(jìn)一步散發(fā)來自LED電路板1100的熱量，和/或支撐LED支撐組件之內(nèi)的LED電路板。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，很容易想到本發(fā)明的多種修改和其他實(shí)施方式，本發(fā)明在前述說明書和相關(guān)的附圖中所示出的內(nèi)容具有有益的技術(shù)啟示。因此，應(yīng)當(dāng)理解為，本發(fā)明不局限于所公開的特定實(shí)施例及其變形，還意圖包括權(quán)利要求范圍之內(nèi)所請(qǐng)求保護(hù)的其他實(shí)施方式。盡管本文中使用了一些特定術(shù)語，但它們是僅用于通用和描述性的意義，并且不構(gòu)成限制。
權(quán)利要求
1.一種用于支撐發(fā)光二極管的裝置，包括 LED電路板，包括第一主表面和第二主表面，所述第一主表面包括第一接觸墊和第二接觸墊，第一接觸墊和第二接觸墊中的每個(gè)都設(shè)為接收來自發(fā)光二極管的單個(gè)連接頭，所述第二主表面包括第一區(qū)、第二區(qū)和第三區(qū)；以及 基板，其經(jīng)過第二主表面的第三區(qū)連接至LED電路板； 其特征在于，所述LED電路板的第二主表面的第一區(qū)設(shè)為連接發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路的第一引腳，所述LED電路板的第二主表面的第二區(qū)設(shè)為連接所述發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路的第二引腳。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述基板包括熱傳導(dǎo)率大于30瓦特每米每開爾文(30W/(m*k))的材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，用熱傳導(dǎo)率大于30瓦特每米每開爾文(30W/(m*k))的粘結(jié)劑，將所述基板粘附于所述LED電路板。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述第一接觸墊與所述第二主表面的第一區(qū)電接觸，其中，所述第二接觸墊與所述第二主表面的第二區(qū)電接觸，并且其中，所述第一接觸墊和所述第二接觸墊互相之間無電接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，所述發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路的所述第一引腳具有第一接觸面，該第一接觸面具有第一接觸面區(qū)域，其中，所述第一接觸面經(jīng)過所述第一接觸面區(qū)域與所述電路板的第一區(qū)連接，所述發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路的第二引腳具有第二接觸面，該第二接觸面具有第二接觸面區(qū)域，并且，所述第二接觸面經(jīng)過第二接觸面區(qū)域與所述電路板的第二區(qū)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述LED電路板的第一區(qū)大于所述第一接觸面區(qū)域，并且，所述LED電路板的第二區(qū)大于所述第二接觸面區(qū)域。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于，在所述基板和所述發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路之間設(shè)置空氣通道。
8.用于校準(zhǔn)發(fā)光二極管的裝置，包括 第一兀件，包括第一邊和第二邊， 其中，所述第一元件的所述第二邊設(shè)置為接收其上設(shè)有發(fā)光二極管的LED電路板； 其中，所示第一元件設(shè)有貫通其中的孔，所述孔設(shè)置為容置發(fā)光二極管； 第二元件，包括第一邊和第二邊，其中，所述第一元件通過第一附屬部分連接至所述第二元件； 其中，在所述第一元件和所述第二元件之間設(shè)有空氣間隙，該空氣間隙鄰近所述第一附屬部分。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述第二元件設(shè)有貫通其中的孔，所述孔被設(shè)置為容置所述LED電路板。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述第一元件的孔設(shè)為對(duì)準(zhǔn)其上設(shè)有發(fā)光二極管的LED電路板。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述孔根據(jù)容置于其內(nèi)的所述發(fā)光二極管設(shè)置大小和尺寸。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述第一元件、所述第二元件和所述第一附屬部分均由單個(gè)整塊材料制成。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述第一元件包括實(shí)質(zhì)上不導(dǎo)電的材料。
14.一種用于支撐發(fā)光二極管的裝置，包括 LED電路板，包括第一主表面和第二主表面，所述第一主表面包括第一接觸墊和第二接觸墊，所述第一接觸墊和所述第二接觸墊中的每個(gè)都設(shè)為接收來自發(fā)光二極管的單個(gè)連接頭，所述第二主表面包括第一區(qū)、第二區(qū)和第三區(qū)； 對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件，包括對(duì)準(zhǔn)孔，其中，所述對(duì)準(zhǔn)構(gòu)件被設(shè)置為容置所述LED電路板，并且所述對(duì)準(zhǔn)孔被設(shè)置為容置和對(duì)準(zhǔn)所述發(fā)光二極管； 發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路，包括第一引腳和第二引腳，其中，所述第一引腳被設(shè)置為與所述第二主表面的第一區(qū)電連接，以及所述第二引腳被設(shè)置為與所述第二主表面的第二區(qū)電連接。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，所述發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)電路的所述第一引腳和所述第二引腳中的每個(gè)引腳都包括筒體和軸，其中，所述軸在所述筒體內(nèi)沿延伸位置偏移。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述第一引腳包括具有第一接觸面區(qū)域的第一接觸面，所述第二引腳包括具有第二接觸面區(qū)域的第二接觸面，其中，所述第一引腳和所述第一區(qū)之間經(jīng)過所述第一接觸面區(qū)域建立電接觸，其中，所述第二引腳和所述第二區(qū)之間經(jīng)過所述第二接觸面區(qū)域建立電接觸，所述第一區(qū)的尺寸大于所述第一接觸面區(qū)域的尺寸，所述第二區(qū)的尺寸大于所述第二接觸面區(qū)域的尺寸。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，所述第一引腳和所述第二引腳分別與所述第二主表面的第一區(qū)和第二區(qū)協(xié)作，以使所述第一區(qū)和所述第一引腳、所述第二區(qū)和所述第二引腳在LED電路板和LED驅(qū)動(dòng)電路的任何正交三條軸線相對(duì)運(yùn)動(dòng)過程中保持電氣接觸。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種改進(jìn)的用于提供模塊化LED電路組件的裝置、方法及系統(tǒng)。特別是，本發(fā)明的實(shí)施例包括模塊化LED電路，其可以多種廣泛的形式擴(kuò)展和應(yīng)用。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例可提供一種用于支撐發(fā)光二極管的裝置，其包括LED電路板，包括第一主表面和第二主表面。第一主表面可包括第一接觸墊和第二接觸墊，其中，第一接觸墊和第二接觸墊中的每個(gè)都設(shè)為接收來自LED的單個(gè)連接頭。LED電路板的第二主表面可包括第一區(qū)、第二區(qū)和第三區(qū)，其中基板經(jīng)過第三區(qū)連接至LED電路板上。
文檔編號(hào)F21V23/00GK102927540SQ20121043474
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月2日
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