具有柔性热界面的LED设备的制作方法

本发明涉及一种LED设备，其包括LED模块，LED模块具有安装在载体上的一个或几个发光二极管（LED）、散热器和在载体和散热器之间的热界面，所述载体经由热界面热连接到散热器。

背景技术：

发光二极管现在广泛应用于汽车照明。LED光源在汽车灯中的应用包括低光束和高光束功能、日间行车灯、转向指示器以及后组合灯。为了最大限度地利用造型灵活性，通常针对每个平台单独开发汽车LED解决方案，导致了复杂的产品到灯具内的集成。LED模块的使用允许简单和成本高效的LED光源的集成。除了LED功能，这些模块提供接口和参考点以与它们被安装于的设备（例如灯具）的热和光学部件对齐。

热扩散器或散热器上的LED模块代表必须与在灯具中的光学设备对齐的相对大和刚性的设备。散热器或热扩散器相对于LED模块的位置由模块的热界面限定。这限制了设计灵活性，并且因此影响灯具的外观。该缺点也适用于US2010/0302777Al，其公开了典型的LED模块，该LED模块具有安装在载体上的一个或几个LED，载体经由热界面热连接到散热器。热界面由导热粘接剂形成，导热粘接剂含有玻璃小球以维持载体和散热器之间的定义的小距离。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种LED设备，其至少包括LED模块和散热器或热扩散器，所述LED设备允许更灵活设计。

这个目的是利用根据权利要求1的LED设备来实现的。该设备的有利实施例是从属权利要求的主题或者在说明书的随后部分和优选实施例中描述。

所提出的LED设备至少包括具有安装在载体上的一个或几个LED的LED模块，散热器或热扩散器以及在载体和散热器之间的热界面，其中载体是经由热界面热连接到散热器。在所提出的LED设备中，热界面由导热材料的构件形成，该构件至少在设备的组装期间是可延展的并且允许基本上与载体独立地在取向和位置方面布置散热器或热扩散器。为此目的，构件不仅必须在组装设备的时间是可延展的，但还必须允许散热器或热扩散器被定位具有相对于载体的，即在载体与散热器或热扩散器的相应表面之间的，不规则间隔或倾斜，并且相应地还处于与利用现有技术的粘合剂所可能的相比更大的与载体的距离。

这样的LED设备允许散热器或热扩散器几乎与模块的位置和取向独立地被定位和取向，仅取决于个体应用和该应用的空间条件。散热器或热扩散器与LED模块的载体相对的定位不是由模块限定，而是可以个体地调整。这允许热部件以及总体设计的灵活的设计方案。散热器或热扩散器对齐与应用的光学系统到LED模块的机械参照分离，从而使更复杂的散热器或热扩散器的设计变得可能，而不会影响光学系统的精度。它提供了即使在其中散热器或热扩散器相对于LED模块的载体移位的情况下的良好的热界面。在有利的实施例中，形成热界面构件的材料还被选择成使得构件适应于散热器或热扩散器的表面粗糙度。

在优选的实施例中，形成热界面的构件是由在组装过程中是可延展并且然后在组装后变得刚性（或被使得变刚性，例如通过固化）的材料制成。为此目的，构件优选由一次性可成形的材料制成， 该材料在形成后保持其形状。

可被用于所提出的LED设备的热界面的构件或材料的示例是柔性金属材料，例如金属网，特别是铜网，固体泡沫或被组装后固化的块状材料，例如导热灌封化合物，或使用弹簧状部件的构造。用这样的构件，一旦当组装整个系统以便将LED设备适配到该设备将被安装于的设施时，散热器或热扩散器与具有一个或几个LED的模块或载体可以被对齐。散热器与具有LED的载体相对的定位不是由LED模块定义，而是可在这个时候被个体调整。

散热器或热扩散器本身优选由致密材料，例如金属材料的块形成。

这样的具有LED模块的LED设备的应用是用于汽车灯的照明及信令功能，例如高光束、低光束、日间行车灯、前转向指示器、前和后雾灯和后组合灯。然而这样的LED设备还可以在需要设备的灵活总体设计的其他应用中使用。

附图说明

所提出的LED设备在下面通过示例结合附图来描述。附图示出：

图1根据本发明的散热器上的LED模块的第一示例;

图2根据本发明的散热器上的LED模块的第二示例;

图3根据本发明的散热器上的LED模块的第三示例;

图4根据本发明的散热器上的LED模块的第四示例;和

图5示出从a)至d)的在汽车灯中的根据本发明的LED设备的组装的示例。

具体实施方式

图1示出所提出的LED设备的第一示例的横截面示意图，其中LED模块1经由热界面4热连接到散热器5。虽然在图中未示出，这样的LED模块还包括用于电连接LED的一个或几个电连接焊盘。在这个例子中，热界面4由在模块1的载体3（其上安装LED 2）与散热器5之间的弹簧状金属构件8形成。这样的弹簧状构件8用于热界面4的使用具有适当弯曲此构件以使载体3和散热器5可以被相互灵活定位并取向并且仍然保持相互之间的良好的热连接的可能性。

图2的例子示出了第二示例的横截面示意图，其中导热金属网9被放置在载体3和散热器5之间。该灵活的网9允许模块1或载体3与散热器5彼此独立的定位和取向。网9填充在两个部件之间的体积，以实现适当的热连接。

图3和4示出另外的示例，其中热界面4由宽松的材料形成，该材料特别是固体的导热泡沫10，其在该设备的组装期间是可延展的。在组装时，导热可延展泡沫被放置在载体3和散热器5之间。这还允许模块1或载体3和散热器5彼此独立的定位和取向。该泡沫填充这两个部件之间的体积，以实现适当的热连接。在施加泡沫并且适当调整两个部件之后，在组装后，该泡沫然后自动变得刚性或被固化，例如通过UV固化。如在图3和4中示出的，这样的泡沫由于其在施加时的可延展性适应于散热器5的粗糙表面。

图5示出在汽车灯的反射体6中组装四个LED模块1的示例。在这种情况下，如图5a所示，由载体3和LED 2形成的四个模块1必须被安装在对应的四个反射体部件中。共同的散热片5必须被热连接到四个LED模块1。散热器5具有其自身的机械固定，并且可以与LED模块1在反射体部件中的机械固定和参照独立地被安装。在图5b中，LED模块1到反射体部件的安装被作出以获得良好的光学参照。在该安装后散热器5必须连接到LED模块1。图5c示出了散热器5靠近LED模块1的定位。在没有任何另外的热界面的情况下，如在图5c中所示，空气间隙7将在模块中的一个和散热器5之间产生。使用根据本发明的柔性热界面4，如图5d所示，散热器5可以独立于散热器5相对于LED模块1的实际位置和取向，利用良好的热连接连接到所有LED模块1。热界面4只形成一次，例如它将在汽车灯的组装后变得刚性并保持其位置和形状以便提供热接触。因为散热器对齐与光学系统到LED模块1的机械参照分离，没有在造型自由和热性能之间的折衷必须被作出。

虽然在附图和前面的描述中已经图示并详细描述本发明，但是这样的图示和描述将被认为是说明性或示例性而不是限制性的。本发明不局限于所公开的实施例。公开的实施例的其他变型可以由本领域的技术人员在实践所要求保护的发明中根据附图、公开内容和所附权利要求的研究而理解和实现。在权利要求书中词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一种”并不排除多个。某些措施被记载在相互不同的从属权利要求中这一起码事实并不表示这些措施的组合不能被有利地使用。权利要求中的任何附图标记不应当被解释为限制本发明的范围。

附图标记列表

1 LED模块

2 LED

3 载体

4 热界面

5 散热器

6 反射体

7 空气间隙

8 弹簧状金属构件

9 金属网

10固体泡沫