专利名称：照明装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种照明装置、尤其是照明模块、尤其是LED模块，其具有光源基底，在所述光源基底的前侧处安装有尤其是发光二极管的至少一个半导体光源，并且所述光源基底的后侧安装在导电的载体处。
背景技术：
至今没有成功的是实现将LED模块作为通用件或者在通用件概念的范围内实现。
发明内容
因此，本发明的目的是，至少部分地消除现有技术的缺点并且尤其提供一种尤其 可普遍使用的照明装置，尤其是LED模块。该目的根据独立权利要求的特征来实现。优选的实施形式尤其能够从从属权利要求中得出。该目的通过一种照明装置来实现，其具有光源基底，在所述光源基底的前侧安装有尤其是发光二极管的至少一个半导体光源，并且所述光源基底的后侧安装在导电的载体处，其中在光源基底旁，至少两个导电的接触销穿过载体，并且接触销与至少一个半导体光源电连接，并且其中接触销分别引入到电绝缘的衬套中并且每个衬套插入到载体的相关的切口中。照明装置能够借助于接触销简单地、机械地并且电地接触背离光源基底的一侧(后侧)，以便引入电源电压。接触销能够以大的设计可变性来设置。此外，得到对于同样地、例如标准化地接触照明装置而言的优点，即接触销的布置很大程度上与光源基底的布置和构成分开。因此，能够将多个不同的(具有相关的半导体光源的)光源基底连接到相同的和相同设置的接触销处。这也实现极其不同地成形的照明装置的通用性。因此，能够在照明装置的侧向上或者发光区域中弃用插头，这节约了结构空间并且尤其实现低的结构高度。小的结构空间同样支持标准化。有利地，相关的接触销穿过衬套的中部。为了侧向均匀的材料特性和电特性，衬套优选构成圆柱形或环形。此外，接触销优选是金属的接触销、例如由尤其可镀铜或者镀锌的不锈钢制成，以便低成本地制造。通过导电的载体实现极其良好的热传导性，使得将由至少一个半导体光源产生的废热能够有效地通过光源基底流到载体上并且能够从那里排出。为了加强散热，载体尤其在其前侧和/或在其侧向的边缘处具有至少一个结构化部，例如至少一个冷却凸起，如至少一个冷却销、至少一个冷却肋等。电绝缘的衬套用于保持爬电路径并且使得能够从后部接触照明装置。能够根据期望的照明装置，例如所需要的爬电路径的长度来选择衬套的直径。接触销能够以不同的方式与至少一个半导体光源电连接。对于在变化的距离上的尤其简单的电连接而言有利的是，所述电连接借助于有线连接或者借助于引线键合(“Wirebonding”)来实施。接触销优选间接地与至少一个半导体光源连接，即经由光源基底来连接。因此，接触销能够与光源基底的接触区连接，所述接触区又与半导体光源电连接，必要时，经由如驱动器的连接在中间的逻辑装置(电子装置)来连接。因此，逻辑装置或者电子装置优选设置在光源基底上。至少一个半导体光源的数量和特性不被限制。优选地，至少一个半导体光源包括至少一个发光二极管。在存在多个发光二极管的情况下，所述发光二极管能够以相同的颜色或者不同的颜色发光。颜色能够是单色的(例如，红色、绿色、蓝色等)或者多色的(例如白色)。由至少一个发光二极管辐射的光也能够是红外光(IR-LED)或者紫外光(UV-LED)。多个发光二极管能够产生混合光；例如白色的混合光。至少一个发光二极管能够包含至少一个波长转换的发光材料(转换LED)。至少一个发光二极管能够以至少一个单独封装的发光二极管的形式或者以至少一个LED芯片的形式存在。多个LED芯片能够装配在共同的基底(“底座”)上。光源载体能够是底座。至少一个发光二极管能够配设有至少一个专用的和 /或共同的光学装置以进行射束引导，例如至少一个菲涅尔(Fresnel)透镜、准直仪等等。代替或者除了例如基于InGaN或者AlInGaP的无机发光二极管之外，通常也能够使用有机LED (0LED或者聚合物0LED)。替选地，至少一个半导体光源能够具有例如至少一个二极管激光器。一种扩展方案是，衬套由玻璃制成。玻璃具有极其良好的电绝缘性，能够简单地大规模制造并且以简单的方式实现接触销的密封的包围。特别地，包围能够气密地构成。在制造时，在将接触销引入到导电的载体中之前，玻璃衬套优选熔化到接触销上。特别地，如果玻璃衬套由粉末状的原材料制成，那么，所述玻璃衬套能够在熔化到接触销上之后通过另一烧结步骤与载体连接。由此，实现在部件之间的尤其可靠和气密的连接。然而，代替或者附加于烧结工艺，也还能够考虑其他的热工艺以用于固定玻璃衬套，例如热缩(Einschrumpfen)或者钎焊。然而，也能够使用其他的电绝缘材料，例如塑料或者陶瓷。再一扩展方案是，光源基底的后侧与载体经由导热粘结剂连接。这改进从半导体光源中的散热。然而，又一扩展方案是，接触销相邻于光源基底的同一侧穿过载体。另一扩展方案是，照明装置具有至少部分导电的盖，所述盖安置在载体上并且将衬套和光源基底拱盖起来，其中盖在至少一个光源之上具有透光的嵌件。盖用于保护免于接触所连接的照明装置的电流引导部件、尤其是逻辑装置/电子装置。此外，照明装置能够因此能够光密封地、灰尘密封地、水密封地和/或气密封地构成并且因此例如适合于外部应用和特殊应用。在基底上不需要高成本的保护覆层。此外，获得更好的EMV(电磁兼容性)保护，并且由于扩大的热辐射面而得到更好的热性能。盖也能够作为全金属的盖体存在，透光的嵌件插入到所述盖体中。全金属的盖体能够简单地制造并且实现尤其好的散热和尤其有效的EMV保护。又一扩展方案是，透光的嵌件借助于支承台阶固持在盖处。由此，能够简单地装配并且精确地定位透光的嵌件。又一扩展方案是，透光的嵌件借助于粘合连接或者粘合机构(持久地)固定在盖上。由此，透光的嵌件能够可靠地、密封地并且没有扩大结构高度地进行装配。特别地，结合支承台阶实现限定地、并且空间上精确界定地引入粘合机构。粘合机构例如能够是胶分配器。一个改进形式是，透光的嵌件构成为盘形或者板形，这有助于小的结构高度和简单的制造。透光的嵌件例如能够是圆形的。又一改进形式是，透光的嵌件是光学元件或者具有光学功能。因此，透光的嵌件例如能够构成为扩散器或者构成为引导射束的元件(例如透镜等)。此外，一个改进形式是，透光的嵌件是覆层的，例如用抗划伤的层和/或反射IR(红外线)的层在外侧覆层。透光的嵌件例如能够由玻璃、塑料和/或陶瓷制成。 此外，一个改进形式是，盖具有至少一个侧向的装配凹进部和/或至少一个侧向的切口。装配凹进部具有保持盖的密封性的优点。一般地，该扩展方案得到下述优点尤其能够简单地、特别还自动地装配或者定位和/或拆卸盖。又一扩展方案是，盖具有基本上环形的支撑元件，所述支撑元件在光源基底处支撑盖，其中支撑元件包围至少一个半导体光源并且在透光的嵌件之外侧向地延伸。支撑元件构成为光密封的、尤其构成为漫反射的或者镜面反射的，以提高光输出。此外，通过支撑元件能够实现在至少一个半导体光源和逻辑装置或者电子装置之间的热隔离，使得尤其逻辑装置或者电子装置没有过热。此外，支撑元件能够将按压力施加到盖上，例如以便将盖保持在载体上(例如，如果盖没有材料接合地与载体连接)，而盖没有不期望地向内拱起。为此并且为了使按压力均匀地分布，盖也能够足够机械刚性地构成，例如通过相应大的壁厚度或者加强筋。盖例如能够经由至少一个弹簧元件和/或夹紧元件按压或者压紧在载体上。在应用支撑元件时能够有利的是，光源基底具有一个或多个如下区域，所述区域没有构件装配部和/或带状导线布线，并且在所述区域中支撑元件机械地接触光源基底。因此，能够避免在接触面的区域中光源基底的损伤。为此，支撑元件，尤其连同带状导线基底，能够具有中断的接触线，使得能够将带状导线无损伤地引导至至少一个半导体光源处。支撑元件为此能够在支承侧具有至少一个切口。此外，一个改进形式是，盖焊接或者粘接在载体处。特别地，如果盖体和载体由金属、优选相同的金属制成，那么，所述两个元件能够彼此焊接。尤其环绕地焊接、尤其激光焊接。由此，在同时抵抗两个元件分离的极其高的机械阻力的情况下能够实现极其高的密封性。因此，照明装置能够以精确的和可简单操作的方式尤其坚固并且密封地构成。替选地，盖能够按压到载体上。为了提高密封性，盖和/或载体能够具有至少一个密封元件。压紧力或者按压力例如能够经由至少一个弹簧和/或夹子来实施，由此，为了简单的操作能够放弃螺栓，使得例如小部件或者螺丝刀不是必需的。此外，载体因此不需要再加工、例如引入螺丝孔。由此，在浇注载体的情况下又获得简单的模具和少量的焊接，而在挤压成型冷却体的情况下不需要钻孔、加工螺纹和去毛刺。当然，盖替选地也能够与载体旋紧，例如手动地或者借助于压缩空气或者电动螺丝刀来旋紧。此外，一个扩展方案是，光源基底是陶瓷基底。陶瓷的应用具有下述优点所述陶瓷标准上被认为是加强的绝缘部。特别地，在陶瓷基底上能够毫无问题地实施直至250伏特的电压范围。这提供下述优点例如以低压(例如12伏特至26伏特，例如24伏特)直至高压(例如110伏特至300伏特之间，例如以230伏特至250伏特)驱动光源和/或必要时相关的逻辑装置。但是，替选于陶瓷基底，也能够使用其他的基底，例如商用的电路板，如金属芯印刷电路板或者如具有FR4基本材料的简单的印刷电路板。电路板能够是刚性的或者柔性的(“柔性板”)，柔性的电路板具有下述优点所述柔性的电路板也能够平面地安置在局部不平坦的载体上。电路板能够是多层的或者单层的，然而，为了平面的安装在载体上优选仅进行单侧的装配。基底能够具有尤其是电阻器的集成的构件。所述构件优选设置在基底的下侧上以 及在多层的基底中也设置在内层中。因此，实现紧凑的结构并且简化了制造。如果将电阻器设置在下侧上，那么能够经由激光补偿，即通过借助于激光束改变电阻器的几何形状，以例如O. 1%的极其精确的公差调节电阻值。其他的电子器件也能够构成为集成的构件，例如电容器、线圈或者集成电路。基底也能够设有所谓的多芯片模块，所述多芯片模块能够构成为独立的构件，但是也能够构成为集成的结构。基底能够在上侧上(即设有半导体光源的一侧)设有光学机构、尤其设有反射器。由此提高光输出。特别地，光学机构为此具有大于90%的反射率。优选地，反射器构成为漆层、银层或者用如二氧化钛的高反射性的颗粒填充的层。集成的构件优选能够经由膏印刷法施加，因为所述膏印刷法实现尤其简单的制造，但是对于本领域技术人员而言也已知其他的方法。尤其碳膏能够作为膏施加到基底上。碳膏具有高导热性的优点，因此也能够用于冷却目的。又一扩展方案是，衬套在载体的后侧由相应的密封件包围。由此，在连接区域中确保电的和机械的外部保护。为此，衬套优选由相应的密封件环绕，例如由O形环状的密封件环绕。此外，一个扩展方案是，载体以板的形式存在。这实现尤其平的构型。板优选是金属板，这实现良好的散热和高的稳定性。此外，板形状具有下述优点载体、进而照明装置能够简单地借助于夹紧连接或者弹簧连接固定在例如连接座的构件处，所述载体或者所述照明装置经由接触销插入到所述构件中或者经由插接/旋转连接固定。特别地，为了实现插接/旋转连接，接触销能够在载体的后面的区域中具有头部、尤其是蘑菇状的头部，使得能够将照明装置引入到并保持在构件的锁孔中。所述构件例如能够是冷却体或者连接座。座例如能够具有至少一个锁孔，以借助于插接/旋转连接固定照明装置。再一扩展方案是，照明装置是照明模块。照明模块的特征例如能够在于其不具有专用的电源接口而是典型地固定在照明系统或者照明器处进而与照明系统或者照明器电接触，以用于运行。照明系统或者照明器还设置用于连接到电源上。照明模块具有下述优点能够将多种不同构造的照明模块插到照明系统或者照明器的相同的接口处，并且因此实现模块化的并且在接口方面标准化的进而在光学技术上灵活的照明解决方案。然而，照明装置不局限于此，而是也能够构成为灯或者照明器。
在下面的附图中，借助实施例示意详细地描述本发明。在此，为了清晰性，相同的或者起相同作用的元件能够设有相同的附图标记。图I以示出根据第一实施形式的照明装置的侧视图作为剖面图；图2示出根据第一实施形式的照明装置的俯视图；图3示出根据第二实施形式的照明装置的侧视图作为剖面图；图4示出根据第二实施形式的照明装置中的断面的侧视图作为剖面图；图5示出用于容纳照明装置的座的俯视图；和
图6示出图5中的座的侧视图。图7示出根据第三实施形式的照明装置的侧视图作为剖面具体实施例方式图I示出呈LED模块I形式的照明装置。照明模块I具有光源基底2，所述光源基底构成为陶瓷基底，并且所述光源基底至少在其(在此指向上方的)前侧2a处配设有导体结构(带状导线、接触区等)(未示出)。此外，光源基底2在其前侧2a处具有多个发光二极管3，所述发光二极管辐射到上部或者前部的半空间中。光源基底2还在其前侧2a处装配有多个电子器件4 (例如逻辑模块、电容器和电阻器，例如利用表面贴装技术(SMD))。光源基底2的(在此向下指向的)后侧2b经由导热粘结剂5平面地安装在用作为载体的金属板6处。金属板6以低成本的方式实现LED模块I机械稳定地(例如通过避免扭曲或者其他的弯曲)以及热学上有利地构成，因为金属板6能够将由发光二极管3产生的废热有效地发散和排出。为了接触光源基底2或者发光二极管3和电子器件4，金属板6在此具有两个圆形的切口 7，电绝缘的衬套8分别插入到所述切口中。导电的接触销9分别竖直穿过衬套8。借助于两个接触销9(然而不同数量的接触销9也是可能的，例如一个接触销9或者多于两个接触销9)，LED模块I能够在其后侧机械地固定并且电接触，更确切地说通过简单的插接运动来固定并且电接触。替选地，接触销9在其背面的端部处能够具有(虚线示出的)头部9a，借助于所述头部能够将接触销引入到例如座的锁孔中并且在其中转动。接触销9在其相邻于光源基底2的区域处分别借助于例如由铜或者金铜合金制成的导电线10 (“键合线”)与相应相关的接触区11 (见图2)连接。两个接触销9例如能够连接到电压源的不同的极。为了简单的制造和良好的导电性，接触销9优选由金属制成。衬套8在此还由玻璃制成(替选地，例如由陶瓷制成)，由此在保持之前描述的爬电路径的情况下得到引导电压的接触销9相对于金属板6的极其良好的电绝缘。此外衬套8具有的优点是，其能够简单且非常好地密封地制成。此外，LED模块I具有下述优点具有固定在上面的元件3、4的光源基底2能够可变地构造，而无需将金属板与衬套8和接触销9在构造方面相匹配。由此能够将LED模块I的高的设计多样性与标准化的支承面和电的及机械的接触相组合。图2示出LED模块I的俯视图。在此，光源基底2基本上构成为正方形，但是替选地也能够具有其他的形状，例如矩形或者圆形。相对地，金属板6相反地构成为圆形或圆圈形，但是也能够具有任意其他形状，例如具有η (η >4)边形的形状或者自由形状。在此，接触销9和相关的衬套8在光源基底2的共同的直的一侧设置在金属板6的侧边缘12附近，使得提供大的面积来定位光源基底2。图3示出根据第二实施形式的LED模块13的侧视图作为剖面图，所述LED模块应用LED模块I并且提供附加的元件。详细地，LED模块13现在附加地具有盖14，所述盖具有金属基体15和玻璃板16形式的透光的嵌件。盖14环绕地安置到金属板6上并且将衬套8和接触销9以及光源基底2拱盖起来。因此，盖14允许对在LED模块13的前侧的引导电流的部分进行保护并且允许赋予IP防护等级。盖14能够例如借助于至少一个(没有示出的)弹簧元件压紧到金属板6上或者说在所述金属板处压紧。替选地，尤其当金属基体15由与金属板6相同的金属制成或者所述两个元件6、14具有适合于焊接的材料组合时，盖14能够与金属板6焊接。替选地，盖14也与金属板6粘接、旋紧或者卡锁。
盖14或者金属基体15在其侧向边缘处具有凹进部17，盖14借助所述凹进部能够可靠地接合以用于装配和/或拆卸。凹进部17也能够称作为槽。在金属板6的后侧存在两个分别配属于玻璃衬套8的密封环18，所述密封环用于将接触销9在LED模块13已安置的状态下例如针对灰尘或者湿气进行密封。LED模块13还具有环形的、透光的支撑元件19，所述支撑元件安置在光源基底2上并且用作为相对于盖14的支撑部。为此，支撑元件19 (“不透明的环”)的尺寸确定为，使得其直径大于玻璃板16的直径，以便支撑元件19没有使玻璃板16升高。支撑元件19提高光输出，因为其避免光入射到通过金属基体15形成的空间内。光输出还能够进一步通过如下方式来提高，即支撑元件19的朝向发光二极管3的内侧反射地构成。通过支撑元件19还防止，盖14在压力施加到盖的上侧的情况下或者必要时甚至通过重力影响而向内(这就是说，在朝金属板6和发光二极管3的方向上)弯曲。如果盖14通过至少一个挤压元件(弹簧和/或夹等)按压到金属板6上，这能够是尤其有意义的。支撑元件19还避免通过发光二极管3加热的空气的自由热交换，从而在热学上更好地保护电子构件4免受由发光二极管3产生的废热。图4示出在图3中表示的断面A的放大图。断面A示出在盖14的从金属基体15到玻璃板16的过渡部中的区域中的LED模块13。金属基体15在其插入有玻璃板16的中央切口处在边缘侧具有支承台阶20，玻璃板16能够置于所述支承台阶上。支承台阶20在朝向电路板基底2的方向上构造成，使得玻璃板16能够以其上侧基本上与金属基体15面齐平的方式装配。为了将玻璃板16持久地固定在金属的基体15处，应用粘合机构21。支承台阶20同时用作为侧向的止挡部或者用作为支撑元件19的定位辅助装置。因此，支撑元件19的内直径优选与在此同样环形构成的支承台阶20的直径相比略微更大地(带有小间隙地)构成。一般情况下，不限制玻璃板16的基本形状并且因此玻璃板16能够除圆盘形的基本形状之外也具有其他的基本形状，例如多边形的基本形状。图5示出用于通过放置到支承面23上来容纳例如I或13的照明装置的座22的俯视图。图6示出座22的侧视图。照明装置I能够借助金属板6的后侧安置到支承面23上，其中接触销9首先引入到锁孔24的孔区域25中并且然后通过照明装置I的旋转运动移动到锁孔24的收窄区域(Bartbereich) 26中。加宽的头部9a将照明装置I保持在座22处。锁孔24在支承面23 (或者支承板)的后方分别与接触插口 27电连接并机械连接，所述接触插口具有侧向的接触孔以用于与电连接导线28接触。座22例如能够借助多个螺纹孔29来装配。在支承面23的后方存在壳体30，所述壳体相比接触插口 27更向下突出，并且强化例如用于壁装配或顶板装配的座。在图5和图6中示出的锁孔连接也能够称作为GU连接或者构成为这种连接。图7示出呈LED模块I形式的照明装置，其原则上相当于图I中示出的模块I。不同于图I中示出的模块1 ，在该实施例中，光源基底2构成为是多层的，并且集成的构件31不仅设置在光源基底2的下侧2b上而且还设置在各个层2c、2d之间。显然地，本发明不局限于所示出的实施例，并且能够考虑这些实施例的任意的组
入
口 ο附图标记列表ILED 模块2光源基底2a光源基底的前侧2b光源基底的后侧3发光二极管4电子器件5导热粘结剂6金属板7切口8玻璃衬套9接触销9a头部10线11接触区12侧边缘13LED 模块14盖15基体16玻璃板17凹进部18密封环19支撑元件20支承台阶21粘合机构22座23支承面24锁孔25孔区域26收窄区域
27接触插口28连接导线29螺纹孔30壳体 31集成的构件A断面。
权利要求
1.照明装置(I；13), -具有光源基底(2)，在所述光源基底的前侧(2a)安装有至少一个半导体光源(3)、尤其是发光二极管(3 )，并且所述光源基底的后侧(2b )安装在导电的载体(6 )处， -其中在所述光源基底(2)旁，至少两个导电的接触销(9)穿过所述载体(6)，并且所述接触销(9)与所述至少一个半导体光源(2)电连接，并且 -其中所述接触销(9)分别被引入到电绝缘的衬套(8)中，并且相应的所述衬套(8)被插入到所述载体(6)的相关的切口(7)中。
2.根据权利要求I所述的照明装置(I;13)，其中所述衬套(8)由玻璃制成。
3.根据上述权利要求之一所述的照明装置(I;13)，其中所述光源基底(2)的所述后侧(2b)与所述载体(6)经由导热粘结剂(21)连接。
4.根据上述权利要求之一所述的照明装置(I;13)，其中所述接触销(9)相邻于所述光源基底(2)的相同侧穿过所述载体(6)。
5.根据上述权利要求之一所述的照明装置(13)，其中所述照明装置(I;13)还具有至少部分导电的盖(14)，所述盖安置在所述载体(6)上并且将所述衬套(8)和所述光源基底(2)拱盖起来，并且其中所述盖(14)在所述至少一个半导体光源(3)之上具有透光的嵌件(16)。
6.根据权利要求5所述的照明装置(13)，其中所述透光的嵌件(16)借助于支承台阶(20)固持在所述盖(14)处。
7.根据权利要求5或6所述的照明装置(13)，其中所述透光的嵌件(16)借助于粘合连接(21)固定在所述盖(14)处。
8.根据权利要求5至7之一所述的照明装置(13)，其中所述盖(14)具有至少一个侧向的装配凹进部(17)和/或至少一个侧向的切口。
9.根据权利要求5至8之一所述的照明装置(13)，其中所述盖(14)具有环形的支撑元件(19)，所述支撑元件将所述盖(14)支撑在所述光源基底(2)处，其中所述支撑元件(19)包围所述至少一个半导体光源(3)并且在所述透光的嵌件(16)之外侧向延伸。
10.根据上述权利要求之一所述的照明装置(I;13)，其中所述光源基底(2)是陶瓷基。
11.根据上述权利要求之一所述的照明装置(I;13)，其中所述衬套(8)在所述载体(6)的后侧由相应的密封件(18)包围。
12.根据上述权利要求之一所述的照明装置(I;13)，其中所述载体(6)以板的形式存在。
13.根据上述权利要求之一所述的照明装置(I;13)，其中所述照明装置(I ;13)是照明模块。
14.根据上述权利要求之一所述的照明装置(I;13)，其中所述照明装置(I ;13)具有至少一个集成的构件(31)。
15.用于制造根据上述权利要求之一所述的照明装置(I;13)的方法，其中在一个步骤中将至少一个接触销(9)引入到电绝缘的衬套(8)中，并且在另一步骤中将相应的所述衬套(8)插入到载体(6)的相关的切口(7)中。
16.根据权利要求15所述的用于制造照明装置(I;13)的方法，其中所述衬套(8)借助于热工艺、尤其是烧结工艺固定在所述载体·(6)中。
全文摘要
照明装置(1；13)具有光源基底(2)，在所述光源基底的前侧(2a)安装有尤其是发光二极管(3)的至少一个半导体光源(3)，并且所述光源基底的后侧(2b)安装在导电的载体处，其中在光源基底(2)旁，至少两个导电的接触销(9)穿过载体，并且接触销(9)与至少一个半导体光源(2)电连接，并且其中接触销(9)分别被引入到电绝缘的衬套(8)中，并且相应的衬套(8)被插入到载体的相关的切口(7)中。
文档编号F21K99/00GK102906486SQ201180024754
公开日2013年1月30日 申请日期2011年5月13日 优先权日2010年5月21日
发明者托马斯·普罗伊施尔 申请人:欧司朗股份有限公司