Led模塊和包括所述模塊的照明設(shè)備的制作方法
【專利摘要】一種LED模塊，該LED模塊包括至少一個(gè)被安裝在熱傳導(dǎo)平坦基板上的LED，所述LED模塊適于與TIM和散熱片一起使用，所述熱傳導(dǎo)平坦基板適于將熱量從所述LED模塊通過(guò)所述TIM散布至所述散熱片，所述熱傳導(dǎo)平坦基板包括多個(gè)緊固件眼，所述緊固件眼中的每一個(gè)均用于接收緊固件，諸如螺釘或鉚釘，所述緊固件用于將所述熱傳導(dǎo)平坦基板安裝到所述散熱片，其中所述熱傳導(dǎo)平坦基板包括在所述多個(gè)緊固件眼中的每一個(gè)附近的一體形成的可變形區(qū)，所述一體形成的可變形區(qū)與所述熱傳導(dǎo)平坦基板結(jié)合在一起。
【專利說(shuō)明】LED模塊和包括所述模塊的照明設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種LED模塊，尤其涉及一種在螺釘孔附近具有可變形區(qū)的LED模塊，該螺釘孔用于接收將LED模塊安裝到散熱片的螺釘。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在市場(chǎng)上有很多LED驅(qū)動(dòng)的照明設(shè)備和系統(tǒng)。這些系統(tǒng)中許多都配備有LED模塊。
[0003]在大多數(shù)這樣的應(yīng)用中，LED模塊抵靠系統(tǒng)或照明設(shè)備的金屬安裝表面被固定。當(dāng)被使用時(shí)，除了光，LED模塊還產(chǎn)生熱量。為了確保LED模塊的長(zhǎng)的使用壽命，將產(chǎn)生的熱量引走是很重要的。通常，產(chǎn)生的熱量被引導(dǎo)至系統(tǒng)或照明設(shè)備的金屬安裝表面，并且然后被引導(dǎo)到周圍環(huán)境中。因此，該金屬安裝表面起散熱片的作用。
[0004]確保LED模塊和散熱片之間良好的熱接觸是很重要的。US2008/0158822A1公開(kāi)了一種功率半導(dǎo)體模塊，其包括被配置成將功率半導(dǎo)體模塊熱連接至散熱片的熱消散接觸區(qū)域。為了進(jìn)一步改善熱接觸，該功率半導(dǎo)體模塊還包括外殼和壓緊元件。壓緊元件包括錨定區(qū)域，并被受約束地錨定在外殼中。固定眼與錨定區(qū)域彈性地相耦合。
[0005]US2008/0158822A1所公開(kāi)的技術(shù)似乎有改善的余地。制造包括其中一個(gè)元件被錨定在另一個(gè)元件中的若干個(gè)元件的模塊是復(fù)雜的。由于壓緊元件被注塑到塑料外殼中，因此它們由與塑料外殼相比具有不同的熱傳導(dǎo)特性的材料制成，這會(huì)導(dǎo)致問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服這個(gè)問(wèn)題，并且在于提供一種改進(jìn)的LED模塊，該LED模塊包括至少一個(gè)被安裝在熱傳導(dǎo)平坦基板上的LED。具體而言，本發(fā)明的目的在于提供一種便于從產(chǎn)生熱量的LED到散熱片的熱傳輸?shù)腖ED模塊。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，這個(gè)和其他目的通過(guò)提供一種LED模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，該LED模塊包括至少一個(gè)被安裝在熱傳導(dǎo)平坦基板上的LED，所述LED模塊適于與熱界面材料(--Μ)和散熱片一起使用，所述熱傳導(dǎo)平坦基板適于將熱量從所述LED模塊通過(guò)所述TIM散布至所述散熱片，所述熱傳導(dǎo)平坦基板包括多個(gè)緊固件眼，所述緊固件眼中的每一個(gè)均用于接收用于將所述熱傳導(dǎo)平坦基板安裝到所述散熱片的緊固件，其中所述熱傳導(dǎo)平坦基板包括在所述多個(gè)緊固件眼中的每一個(gè)緊固件眼附近的一體形成的可變形區(qū)，所述一體形成的可變形區(qū)與所述熱傳導(dǎo)平坦基板結(jié)合在一起。 [0008]術(shù)語(yǔ)“緊固件”旨在包括任何合適的緊固件，諸如螺釘或鉚釘。同樣，術(shù)語(yǔ)“緊固件眼”旨在包括螺釘眼以及鉚釘眼。
[0009]在一個(gè)實(shí)施例中，熱傳導(dǎo)平坦基板可以是印刷電路板，并且LED模塊是LED印刷電路板(pcb)。當(dāng)LED模塊產(chǎn)生低量的熱量時(shí)，該實(shí)施例是有利的。
[0010]在另一個(gè)實(shí)施例中，熱傳導(dǎo)平坦基板是散熱器，LED pcb已被接合在該基板上。有利的是，散熱器是片狀金屬散熱器，通常其最大厚度為4_。通常，散熱器由鋁制成。[0011]有利的是，一體形成的可變形區(qū)比熱傳導(dǎo)平坦基板的其余部分更薄和/或剛性更差。尤其有利的是，一體形成的可變形區(qū)的厚度至多是熱傳導(dǎo)平坦基板的其余部分的厚度的一半。
[0012]根據(jù)第二方面，本發(fā)明的目的通過(guò)提供一種LED單元來(lái)實(shí)現(xiàn)，該LED單元包括根據(jù)第一方面的LED模塊以及散熱片，其中通過(guò)將緊固件(諸如螺釘或鉚釘)穿過(guò)所述緊固件目艮(諸如螺釘眼或鉚釘眼)施加到所述散熱片中的相應(yīng)的緊固件孔(諸如螺釘孔或鉚釘孔)中，LED模塊被附接至所述散熱片。
[0013]有利的是，TM被布置在LED模塊的熱傳導(dǎo)平坦基板和散熱片之間。尤其有利的是，TIM從熱墊、熱油灰或熱膏的組中選擇。
[0014]根據(jù)第三方面，本發(fā)明的目的通過(guò)提供一種照明設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)，該照明設(shè)備包括根據(jù)本發(fā)明的第一方面的LED模塊或根據(jù)本發(fā)明的第二方面的LED單元。
[0015]要注意的是，本發(fā)明涉及權(quán)利要求書(shū)中所述特征的所有可能的組合。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]現(xiàn)在將參照示出了本發(fā)明的實(shí)施例(多個(gè)實(shí)施例)的附圖，更加詳細(xì)地描述本發(fā)明的這個(gè)和其他方面。
[0017]圖1示出了將要被接合到散熱片的LED模塊的剖視圖；
[0018]圖2示出了已經(jīng)被接合到散熱片的LED模塊的剖視圖；以及
[0019]圖3示出了從包括螺釘眼的散熱器的上方看到的視圖，并且其中在所述多個(gè)螺釘眼中的每一個(gè)螺釘眼附近均具有一體形成的可變形區(qū)。
【具體實(shí)施方式】
[0020]如權(quán)利要求書(shū)中所限定的本發(fā)明提供了 LED模塊和散熱片之間的可靠的機(jī)械以及熱連接，該散熱片諸如是照明設(shè)備外殼，其與作為熱界面材料的熱墊或高粘性熱油灰結(jié)合。從機(jī)械的觀點(diǎn)來(lái)看，當(dāng)使用熱墊或熱油灰作為熱界面材料(TIM)時(shí)實(shí)現(xiàn)了高可靠性。安裝螺釘能被上緊，而無(wú)特殊措施或特殊扭矩限制，并且沒(méi)有由扭矩隨著時(shí)間的推移而減小導(dǎo)致的螺釘松動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)。從熱的觀點(diǎn)來(lái)看，因?yàn)榇_保了散熱器保持平坦的熱界面處的受控且受限的壓力，因此實(shí)現(xiàn)了 LED模塊和散熱片之間良好的熱接觸。
[0021]現(xiàn)在參照附圖并且具體而言參照?qǐng)D1，描繪了將要被接合到起散熱片118作用的安裝表面的LED模塊的剖視圖。LED模塊包括被安裝在LED印刷電路板(LED pcb) 104上的多個(gè)LED102。在所示的實(shí)施例中，LED pcbl04被接合到散熱器106，該散熱器106通常由諸如鋁的金屬制成。然而，在LED pcb的LED的發(fā)熱能力受限的情況，也可以不包括任何這樣的單獨(dú)的散熱器。下面描述的用于將散熱器106緊固到散熱片118的特別適應(yīng)然后被包括在LEDpcb中。該實(shí)施例未在圖中示出。
[0022]散熱器106包括多個(gè)適于接收螺釘114的螺釘眼108。螺釘眼108中的每一個(gè)均位于散熱片118中相應(yīng)的螺紋螺釘孔120的上方。在每個(gè)螺釘眼108的附近，均具有在散熱器106中一體形成的可變形區(qū)112。這些可變形區(qū)112被設(shè)計(jì)成使得:當(dāng)超過(guò)一定的力限制時(shí)它們將開(kāi)始變形。在散熱器106和散熱片118之間，存在熱界面材料(TIM) 116。
[0023]現(xiàn)在參照?qǐng)D2，描繪了已經(jīng)被接合到起散熱片218作用的安裝表面的LED模塊的剖視圖。LED模塊與圖1中的模塊類型相同，并且包括被安裝在LEDpcb204上的多個(gè)LED202。散熱器220包括多個(gè)適于接收螺釘210的螺釘眼208。螺釘眼208中的每一個(gè)均位于散熱片218中相應(yīng)的螺紋螺釘孔216的上方。在每個(gè)螺釘眼208的附近，均具有在散熱器106中一體形成的可變形區(qū)206。在散熱器220和散熱片218之間，存在熱界面材料(--Μ)214。圖2所描繪的螺釘210已經(jīng)被擰入散熱片218的螺釘孔216中。因此，在螺釘眼208附近的可變形區(qū)206已經(jīng)變形，并且通過(guò)--Μ214已經(jīng)建立了散熱器220和散熱片218之間良好的熱接觸。
[0024]現(xiàn)在參照?qǐng)D3，示出了具有三個(gè)單獨(dú)的螺釘眼302的散熱器300或LED pcb (在pcb也起散熱器的作用的情況下)，該螺釘眼302包括螺釘孔304和可變形區(qū)306。
[0025]已進(jìn)行了關(guān)于上緊螺釘?shù)膶?shí)驗(yàn)，該螺釘將散熱器接合到散熱片，其中散熱器和散熱片通過(guò)熱墊被分離。在這些實(shí)驗(yàn)中，將圖3所示的散熱器與相同尺寸的傳統(tǒng)散熱器作了比較，其中傳統(tǒng)散熱器具有規(guī)則的螺釘孔，并且既沒(méi)有螺釘眼也沒(méi)有可變形區(qū)。結(jié)果證明，根據(jù)本發(fā)明的散熱器保持平坦，僅在螺釘眼的附近獲得熱墊的變形。與此相反，在將接合傳統(tǒng)散熱器的螺釘上緊相似的量之后，該散熱器彎曲，熱墊在側(cè)面被壓出并且大體上變形。
[0026]本領(lǐng)域技術(shù)人員了解本發(fā)明決不限于上述優(yōu)選實(shí)施例。相反，許多修改和變化在所附權(quán)利要 求書(shū)的范圍之內(nèi)是可能的。
【權(quán)利要求】
1.一種 LED 模塊(100,200)，所述 LED 模塊(100,200)包括至少一個(gè) LED (102，202)，所述至少一個(gè)LED (102，202)被安裝在熱傳導(dǎo)平坦基板(104，204)上，所述LED模塊適于與TIM(116,214)和散熱片(118，218) —起使用，所述熱傳導(dǎo)平坦基板適于將熱量從所述LED模塊通過(guò)所述TM散布至所述散熱片，所述熱傳導(dǎo)平坦基板包括多個(gè)緊固件眼(108，208)，所述緊固件眼中的每一個(gè)均用于接收用于將所述熱傳導(dǎo)平坦基板安裝到所述散熱片的緊固件(114，210)，其中所述熱傳導(dǎo)平坦基板包括在所述多個(gè)緊固件眼中的每一個(gè)附近的一體形成的可變形區(qū)(112，206)，所述一體形成的可變形區(qū)與所述熱傳導(dǎo)平坦基板結(jié)合在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED模塊，其中所述熱傳導(dǎo)平坦基板是印刷電路板，并且所述LED 模塊是 LED pcb。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED模塊，其中所述熱傳導(dǎo)平坦基板是散熱器，LEDpcb已被接合到所述散熱器上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的LED模塊，其中所述散熱器是通常具有4_的最大厚度的片狀金屬散熱器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的LED模塊，其中所述一體形成的可變形區(qū)比所述熱傳導(dǎo)平坦基板的其余部分更薄和/或剛性更差。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的LED模塊，其中所述一體形成的可變形區(qū)的厚度至多是所述熱傳導(dǎo)平坦基板的所述其余部分的厚度的一半。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED模塊，其中所述緊固件是螺釘或鉚釘。
8.—種LED單元，所述LED單元包括根據(jù)權(quán)利要求1_7中任一項(xiàng)所述的LED模塊以及散熱片，其中通過(guò)將緊固件穿過(guò)所述緊固件眼布置到所述散熱片中的相應(yīng)的緊固件孔中，所述LED模塊被附接至所述散熱片。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的LED單元，其中TIM被布置在所述LED模塊的所述熱傳導(dǎo)平坦基板和所述散熱片之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的LED單元，其中所述TIM從熱墊、熱油灰或熱膏的組中選擇。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的LED單元，其中所述緊固件是螺釘或鉚釘。
12.—種照明設(shè)備，所述照明設(shè)備包括根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的LED模塊或根據(jù)權(quán)利要求8-11中任一項(xiàng)所述的LED單元。
【文檔編號(hào)】F21V19/00GK103998863SQ201380004336
【公開(kāi)日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2013年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月25日
【發(fā)明者】W·E·J·范岡佩爾, W·H·A·M·弗里德里希斯 申請(qǐng)人:皇家飛利浦有限公司