具有襯底本體的照明設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有襯底本體和光電子器件的照明設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]目前研發(fā)的光電子光源相對于傳統(tǒng)的白熾燈或者還有熒光燈能夠通過改進(jìn)的能效來表征。術(shù)語“光電子器件”和“LED”在本公開文本的范圍中涉及一種由半傳導(dǎo)的材料構(gòu)成的、發(fā)射福射的光電子器件，例如涉及一種無機(jī)的或者有機(jī)的發(fā)光二極管。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明基于如下技術(shù)問題:提出一種具有光電子器件的尤其有利的照明設(shè)備。
[0004]根據(jù)本發(fā)明，所述目的通過一種具有帶有表面的成形的襯底本體和光電子器件的照明設(shè)備實(shí)現(xiàn)，其中襯底本體在覆層表面區(qū)域中設(shè)有覆層，所述光電子器件設(shè)置在覆層表面區(qū)域中，其中襯底本體由襯底本體塑料材料提供，并且所述襯底本體在此是能導(dǎo)電的并且具有至少5W/mK的熱導(dǎo)率，并且其中設(shè)有由覆層塑料材料構(gòu)成的覆層并且所述覆層在此是電絕緣的并且具有至多0.5_的覆層厚度，以便不阻擋從器件到襯底本體中的散熱。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的照明設(shè)備的襯底本體由塑料材料“成形”(詳見下文)，也就是說，其例如能夠是擠出件或者注塑成型件。相比于金屬材料，塑料材料的使用在此例如能夠具有如下優(yōu)點(diǎn):所述塑料材料簡單來說能夠更容易地成形。與用于制造金屬熔融物相比例如能夠耗費(fèi)更少的能量或者更多的形狀樣式是可供使用的。另外，塑料材料也能夠在成本方面提供優(yōu)勢。
[0006]當(dāng)然，在照明設(shè)備運(yùn)行時(shí)會引起損耗功率的耗散，使得器件變熱。就此而言，塑料材料的缺點(diǎn)能夠在于其相對低的熱導(dǎo)率。因此發(fā)明人的第一次試驗(yàn)是:通過填充物質(zhì)提高襯底本體的熱導(dǎo)率，所述填充物質(zhì)應(yīng)當(dāng)不影響襯底本體的電絕緣特性。
[0007]就此而言例如可以考慮六方氮化硼作為添加物;然而其制造會是耗費(fèi)的并且其作為填充物質(zhì)的使用由此是成本密集的，這尤其在批量生產(chǎn)中意味著不可承受的額外成本。
[0008]發(fā)明人已經(jīng)確認(rèn):另一附加物由此在全局中提供優(yōu)勢，即使其最終需要附加的絕緣覆層。也就是說，能導(dǎo)電的填充物質(zhì)，例如能導(dǎo)電的、由例如碳構(gòu)成的填充顆粒被嵌入到襯底本體的塑料材料中。由此能導(dǎo)電的襯底本體(相對于基體材料)在其熱特性方面也得以改進(jìn)并且應(yīng)具有至少lW/mK的熱導(dǎo)率，以如下順序遞增優(yōu)選地具有至少3W/mK、5W/mK、7W/mK、9ff/mK、I Off/mK、I Iff/mK、12ff/mK、13ff/mK、13ff/mK、14ff/mK、15W/mK 的熱導(dǎo)率。
[0009]在此存在不同的能導(dǎo)電的填充物質(zhì)，所述填充物質(zhì)相對而言例如是可易于制造的或者是廣泛的進(jìn)而能夠低成本地獲得的，尤其是基于碳的結(jié)構(gòu)。
[0010](至少局部地)設(shè)置在襯底本體上的覆層用于器件的電絕緣，使得在所述覆層上例如能夠設(shè)有用于電接觸器件的印制導(dǎo)線結(jié)構(gòu)。覆層厚度相對薄地選擇為，使得不阻擋(完全中斷)到襯底本體中的散熱，而是在理想情況下僅輕微變差。與此相應(yīng)地，覆層厚度至多為0.5mm，以如下順序遞增優(yōu)選地為至多0.45mm.0.4mm、0.35mm、0.3mm、0.25mm、0.2mm或0.15mm0
[0011]覆層厚度分別沿著到襯底本體表面上的法線(在厚度方向上)并且優(yōu)選在覆層表面區(qū)域之上是恒定的；在其它情況下，“覆層厚度”涉及覆層的在覆層表面區(qū)域之上形成的層厚度的平均值。沿垂直于厚度方向的面方向確定覆層的面擴(kuò)展。
[0012]覆層是“電絕緣的”，即例如應(yīng)具有至少101()Ω.mmVm的比電阻，以如下順序遞增優(yōu)選地為至少111 Ω.mm2/niN 112 Ω.ηιηι2/ηι、1013Ω.ηιηι2/ηι或 1014Ω.ηιηι2/ηι;與此不相關(guān)地，可能的上限例如能夠?yàn)橹炼?25 Ω.mm2/m，以如下順序遞增優(yōu)選地為至多1024Ω.mm2/ηι、1023 Ω.ι?πι2/πι、1022 Ω.ι?πι2/πι、1021Ω ^mmVmSlO20Q.mm2/m。
[0013]在襯底本體的情況下，“能導(dǎo)電的”另一方面能夠具有例如至多106Ω.mm2/mU05Ω.mm2/m.1 O4 Ω.mm2/m.1 O3 Ω.mm2/m.1 O2 Ω.mm2/m或11Q.mm2/m的比電阻(可能的下限:5.10—2Ω.mmVm或10—1Q.mm2/m)。襯底本體的“導(dǎo)電性”涉及所述襯底本體的整體、即涉及體積材料(Volumenmaterial)。
[0014]由于根據(jù)本發(fā)明的襯底本體/覆層組合，能夠放棄成本密集的電絕緣的且同時(shí)良好導(dǎo)熱的填充物質(zhì)；由于電絕緣的覆層，這在設(shè)置/接觸器件時(shí)不引起任何限制。
[0015]通常也能夠在襯底本體上設(shè)置多個器件，例如至少2、3、4、5、6、7、8、9或10個器件。這樣的多個器件隨后優(yōu)選設(shè)置在關(guān)于面方向連續(xù)的、即不中斷的覆層上。一個或多個器件“設(shè)置”在覆層表面區(qū)域中，也就是說，器件的沿著厚度方向落到襯底本體表面上的投影應(yīng)完全地由覆層覆蓋。器件關(guān)于厚度方向不是強(qiáng)制性地直接設(shè)置在覆層上，而是能夠在器件和覆層之間例如也設(shè)置有附加的、用于安裝器件的面狀的層和/或印制導(dǎo)線結(jié)構(gòu)(參見下文)。
[0016]作為(襯底本體的和/或覆層的)“塑料材料”，例如能夠提供聚丙烯(PP，尤其是輻射交聯(lián)的)、聚酰胺(例如?46、？466、？410、？411、？412)、尤其耐高溫的聚酰胺如??六或?六46、聚酯(例如PBT、PET、PBT/PET、PCT、ABS、ABS/PC)、聚苯硫醚、LCP和/或PEEK。塑料材料尤其能夠在襯底本體作為基體材料的情況下提供，填充物質(zhì)嵌入到所述基體材料中(使得襯底本體變得能導(dǎo)電)。
[0017]只要在本公開文本的范圍中涉及輻射或光的傳播，這顯然不應(yīng)意味著:為了滿足所述目標(biāo)也必須進(jìn)行相應(yīng)的傳播；照明設(shè)備僅應(yīng)針對相應(yīng)的傳播而設(shè)計(jì)。術(shù)語“輻射”和“光”在本公開文本的范圍中同義地使用并且通常例如也能夠包括紫外或者紅外光;優(yōu)選地，所述術(shù)語涉及光譜的可見范圍。
[0018]其它優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案在從屬權(quán)利要求和接下來的描述中得到，其中此外也不在不同的權(quán)利要求類別之間進(jìn)行詳細(xì)區(qū)分并且本公開文本在照明設(shè)備方面而且在其制造或使用方面能夠相關(guān)地閱讀。
[0019]—個優(yōu)選的實(shí)施方式涉及通過覆層來覆蓋襯底本體表面的程度、即襯底本體表面(總面積)和覆層表面區(qū)域的面積比值。在此，覆層表面區(qū)域的面積應(yīng)確定為總面積的至少30 %，以如下順序遞增優(yōu)選地為至少40 %、50 %、60 %、70 %、80 %或90;尤其優(yōu)選地，襯底本體表面完全用覆層覆蓋，這必要時(shí)能夠簡化覆層的施加，例如在浸在池中時(shí)(參見下文)。
[0020]在另一優(yōu)選的實(shí)施方式中，覆層厚度為至少5μπι，以如下順序遞增優(yōu)選地為至少
7.5μηι、ΙΟμπι、12.5ym、15ym、17.5ym、20ym、22.5μηι、25μηι、27.5μηι或30μηι。只要覆層厚度由于熱力學(xué)原因向上受限，那么由于電絕緣的原因最小厚度是優(yōu)選的。
[0021]同樣地，在該方面感興趣的是覆層材料的擊穿強(qiáng)度，所述擊穿強(qiáng)度優(yōu)選應(yīng)為至少30kV/mm,以如下順序遞增優(yōu)選地為至少40kV/mm、50kV/mm、60kV/mm、70kV/mm、80kV/mm、90kV/mm或95kV/mm。作為具有相應(yīng)的擊穿強(qiáng)度的覆層材料，例如能夠提供之前公開的“塑料材料”中的一種。
[0022]結(jié)合之前所提到的最小厚度，覆層因此例如能夠直至至少0.51^、0.61^、0.71^、
0.8kV、0.9kV 或 IkV 抗擊穿。
[0023]在優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，覆層具有不大于2W/mK的熱導(dǎo)率，以如下順序遞增優(yōu)選地為不大于I.8W/mK、1.6ff/mK、1.4W/mK、1.2W/mK或I.lW/mK。也就是說，在這種情況下，對于覆層而言不必特意設(shè)定提高的導(dǎo)熱率，而是根據(jù)覆層塑料材料本身的特性確定所述導(dǎo)熱率。換句話說，因此能夠棄用用于提高導(dǎo)熱能力的附加的填充物質(zhì)，這在成本方面提供優(yōu)勢(并且由于小的層厚度散熱不會顯著惡化)。
[0024]根據(jù)本發(fā)明設(shè)置的襯底本體是“成形”的或被“成形”，即是固體，所述固體由之前通常至少暫時(shí)無形狀的物質(zhì)形成并且在成形的過程中基本上已進(jìn)入/進(jìn)入其最終形狀，例如作為擠出件或者優(yōu)選作為注塑成型件?！白罱K形狀”例如不因去除毛邊而改變；“基本上”大致是指:形狀90 %,95%或98 %保持不變。
[0025]在優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，覆層設(shè)置為電路載體，也就是說，在覆層上設(shè)置有印制導(dǎo)線結(jié)構(gòu)。
[0026]印制導(dǎo)線結(jié)構(gòu)例如能夠在多組分注塑成型期間施加，其中將覆層作為一個組分并且例如將可金屬化的塑料作為另一組分注塑成型，所述可金屬化的塑料隨后電子地和/或無電流地在池中覆層。也能夠?qū)⒕哂杏≈茖?dǎo)線結(jié)構(gòu)的載體置入到注塑成型工具中并且與覆層和優(yōu)選襯底本體一起以雙組分注塑成型法或優(yōu)選三組分注塑成型法進(jìn)行后注塑。
[0027]印制導(dǎo)線結(jié)構(gòu)在這種模內(nèi)工藝中例如也能夠通過沖壓或噴涂被引入到注塑成型工具中。通常優(yōu)選不僅覆層而且襯底本體被注塑成型，也就是說這兩者模制在一起。
[0028]印制導(dǎo)線結(jié)構(gòu)例如也能夠以熱壓印法壓印到之前施加(參見下文)/注塑成型到襯底本體上的覆層上，大致從在沖壓機(jī)中同時(shí)被沖壓的金屬薄膜起來壓印。
[0029]也可行的是，通過激光直接結(jié)構(gòu)化來施加印制導(dǎo)線結(jié)構(gòu)，其中激光射束在覆層的表面上“寫”印制導(dǎo)線結(jié)構(gòu)并且在此露出嵌入在覆層中的、用于后續(xù)的金屬化的種子。
[0030]另一方面，印制導(dǎo)線結(jié)構(gòu)也能夠借助于從半導(dǎo)體制造中已知的方法來施加，即通過相應(yīng)的掩模，其中在大面積施加的(漆)掩模的露出的區(qū)域中例如能夠生長印制導(dǎo)線結(jié)構(gòu)或者能夠去除之前沉積的金屬層(在(漆)掩模下方)，例如通過刻蝕去除。同樣可行的是，再與掩模結(jié)合的等離子沉積。
[0031]在任何情況下印制導(dǎo)線結(jié)構(gòu)優(yōu)選直接施加到覆層上或是施加到覆層上的，即例如直接沉積或生長到覆層上。也就是說，沒有其它材料要預(yù)先施加到覆層上，這能夠幫助簡化制造并且降低成本。
[0032]印制導(dǎo)線結(jié)構(gòu)例如能夠具有沿著厚度方向?yàn)橹辽佴│苔笑傻挠≈茖?dǎo)線結(jié)構(gòu)厚度，以如下順序遞增優(yōu)選為 2μηι、3μηι、4μηι、5μηι、6μηι、7μηι、8μηι、9μηι、I Ομπι、11 μπι或 12μηι;可能