带有相互连接的部分的发光装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种发光装置（11）、尤其是半导体发光装置，具有至少一个第一部分（12）和至少一个固定在第一部分（12）上的第二部分（13），利用填料（21）、尤其是硬化的粘合剂将至少一个第一部分和至少一个第二部分相互连接，其中，部分（12，13）通过填料（21）形状配合地相互连接。
【专利说明】带有相互连接的部分的发光装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种发光装置、尤其是半导体发光装置，其具有至少一个第一部分、尤其是玻璃部分以及至少一个固定在第一部分上的第二部分、尤其是非玻璃部分，第一部分和第二部分彼此连接。本发明尤其可以应用于改型灯、尤其是LED改型灯。
【背景技术】
[0002]在传统的以及以作为光源的发光二极管(LED)为基础的灯具中使用的是玻璃部分，该玻璃部分分别根据功能和设计必须与非玻璃部分连接，例如，玻璃泡壳带有由铝制成的冷却体；玻璃管带有由塑料等制成的端盖。塑料、陶瓷以及铝经常用作为非玻璃部分的材料。用于进行这种连接的已知的技术是利用粘合剂或密封材料将相对布置的表面相互粘合。粘合技术中最为不保险的问题是经过多年之后的使用寿命稳定性。在相应的粘合应用方面分别根据负载、所使用的粘合剂以及粘合设计则使用寿命稳定性可能极为不同。在质量保障方面直接导致产生费用高昂的测试、长质量鉴定时间以及高费用支出。粘合的使用寿命稳定性主要在两种故障机制之间进行区别，即，一种是粘结失效或附着失效，而另一种是内聚失效或粘合剂强度失效。迄今为止所用于克服粘结失效的措施包括例如，更好地清洁待进行粘合的表面，利用特殊的预处理方法(等离子体处理、火焰处理等)激活待进行粘合的表面，扩大待进行粘合的表面，使用所谓的底漆(Primern)或使用专门形成的粘合剂。所有这些辅助方法均费用高昂。
[0003]降低内聚失效危险的措施基于寻找适合的粘合剂成分以及粘合剂处理。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于至少部分地克服现有技术的缺陷并且特别提供一种改进的可能来克服尤其是在发光装置的玻璃部分和非玻璃部分之间的连接材料的粘合失效。
[0005]根据独立权利要求的特征来实现该目的。尤其在从属权利要求中则可以获悉优选的实施方式。
[0006]通过一种发光装置来实现该目的，该发光装置具有至少一个第一部分和至少一个固定在第一部分上的第二部分，第一部分和第二部分利用填料相互连接，其中，这些部分通过填料形状配合地相互连接。这明显减小了填料与部分连接的机械应力并且以价格低廉的方式预防粘合失效。基于填料的较小的机械应力还推迟了粘合失效的出现或在典型的使用寿命内甚至可能阻止出现粘合失效。在此情况下将充分利用与传统的粘合层相比典型地更大量的填料并且由此将应力更好地分配到填料中。填料可以在可施用的状态下被简单地置入到发光装置中并且在硬化的状态下产生两个部分的、建立形状配合的连接机构。
[0007]基本上每种可涂装加料的、可硬化的材料均可以被理解为填料。填料例如可以是由硅树脂、环氧树脂、丙烯酸盐、聚氨酯或另一种塑料体构成的或具有硅树脂、环氧树脂、丙烯酸盐、聚氨酯或另一种塑料体粘合剂或密封材料。但基于例如，水泥、陶瓷或金属的无机化学材料也能够以粘合剂的形式或作为泡沫表示这种材料或填料。[0008]尤其可以通过在两个部分之间置入作为材料体积(不仅仅作为层)的填料来实现形状配合(以及使两个部分接触)。
[0009]根据一个改进方案，发光装置是半导体发光装置。为此该半导体发光装置可以具有至少一个半导体光源。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，这些发光二极管可以相同的颜色或不同的颜色发光。颜色可以是单色的(例如，红的、绿的、蓝的等)或复色的(例如，白的)。由至少一个发光二极管发射出来的光还可以是红外光(IR-LED)或紫外光(UV-LED)。多个发光二极管可以产生混合光；例如，白色的混合光。至少一个发光二极管可以包括至少一种转换波长的发光材料(转换LED)。至少一个发光二极管可以至少一个单独带外壳的发光二极管的形式或以至少一个LED芯片的形式存在。多个LED芯片可以安装在共同的衬底上(“Submount次黏着基台”)。至少一个发光二极管可以配备有各自的和/或共同的用于进行射线引导的镜头，例如，至少一个菲涅尔透镜、准直仪等。通常也可以使用有机的LED (0LED，例如，聚合物LED)来替代或辅助例如，基于InGaN或AlInGaP的无机发光二极管。可替换地至少一个光源例如可以具有至少一个二极管激光器。
[0010]半导体发光装置尤其可以是改型灯，也就是构造用于替代传统的灯。
[0011]一种设计方案是对部分的基本材料进行区别。由于现有的材料配合的连接对此尤其具有优点，其原因在于这种连接尤其良好地经受住了在热交变负荷(例如，在打开和关闭发光装置时尤其明显地产生热交变负荷)的情况下的不同的热膨胀影响。
[0012]第一部分和第二部分尤其是分离地制造的部分。
[0013]还有一种设计方案是使得部分中的一个是玻璃部分，而部分中的另一个是非玻璃部分。尤其玻璃部分可能是能透光的泡壳。
[0014]另外一种设计方案提出，部分中的、尤其是两个部分中的至少一个具有至少一个至少部分地埋入填料中的侧凹部(Hinterschnitt)。由此可以特别简单地通过形状配合固定住这个部分。
[0015]还有一种设计方案提出，部分中的至少一个具有至少一个填充有填料的凹槽(Ruecksprung)。该凹槽由此构成建立形状配合的侧凹部。
[0016]还有另一种设计方案提出，凹槽构造成侧凹部断面收缩部。由此能够以简单的方式产生环绕的或至少纵向延伸的侧凹部，更确切地还是在薄壁部分中。
[0017]此外，一种设计方案提出，部分中的至少一个具有至少一个伸入到填料中的突起部。由此也以简单的方式，尤其是通过侧凹部实现形状配合。
[0018]例如，如果部分在轮廓方面具有非直线的，例如，弯曲的壁，那么这个部分通常可以既具有至少一个凹槽又具有至少一个突起部。
[0019]另外一种设计方案提出，部分中的至少一个具有构造成隆起部的自由边缘。由此可以实现尤其稳定、全方位的形状配合。此外，一种设计方案提出，隆起部埋入到填料中，尤其是完全埋入到填料中。与此相关的设计方案是将隆起部插入到另一个部分的相应的凹槽中并且利用填料至少部分地填充凹槽。
[0020]还有一种设计方案提出，部分中的至少一个具有在轮廓方面弯曲的(壁状的)边缘区域，该边缘区域至少部分地埋入到填料中。通过这种弯曲以尤其简单和节省材料的方式产生至少一个用于建立形状配合的侧凹部。[0021]还有另一种设计方案提出，发光装置是管状的改型灯，以及第一部分构造成长形的(直线的和/或弯曲的)、透光的泡壳，其中，在泡壳的至少一个端部上将端盖构造成第二部分。这种发光装置例如可以是用于传统的荧光灯、管形灯等的改型灯或替换灯。
[0022]还有一种设计方案提出，玻璃部分具有带有缩小的截面的断面收缩的端部区域，该端部区域由端盖遮盖，并且其中断面收缩部填充有粘合剂。由此能够以可以通过传统的玻璃加工方法简单地实现的方式实现玻璃部分、特别是作为第一部分的侧凹部或形状配
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[0023]还有一种设计方案是，发光装置是白炽灯改型灯并且第一部分构造成透光的泡壳，其中，在泡壳的边缘处构造有作为第二部分的灯座部分。尤其可以将泡壳的(自由的)边缘嵌入到灯座部分的环绕的槽中。第一部分尤其可以嵌入到灯座部分的冷却体或冷却体区域中。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]结合下面与附图相关联的实施例的示意性说明可以更为清楚、明确和易懂地详细阐述本发明的前述特性、特征、优点以及实现它们的方法和方式。在此情况下，清楚起鉴相同的或作用相同的元件具有相同的参考标号。
[0025]图1示出了根据第一实施例的管形发光装置的侧视截面图；
[0026]图2示出了根据第一实施例的发光装置在端盖区域中的局部图；
[0027]图3示出了与图2类似的根据第二实施例的管形发光装置在端盖区域中的局部图；
[0028]图4作为纵向延伸截面图示出了根据第三实施例的管形发光装置；
[0029]图5作为纵向延伸截面图示出了根据第四实施例的管形发光装置；
[0030]图6作为纵向延伸截面图示出了根据第五实施例的管形发光装置；
[0031]图7作为侧视截面图示出了根据第六实施例的白炽灯形发光装置；
[0032]图8作为纵向延伸截面图示出了根据第六实施例的白炽灯形发光装置；
[0033]图9作为侧视截面图示出了根据第七实施例的白炽灯形发光装置的的局部图；
[0034]图10作为侧视截面图示出了根据第八实施例的白炽灯形发光装置的的局部图。
【具体实施方式】
[0035]作为侧视截面图，图1示出了例如，用于替换荧光灯或管形灯等的LED改型灯形式的管形发光装置11。发光装置11具有作为玻璃部分的透光的玻璃泡壳12，该玻璃泡壳带有的圆柱形的基本形状，作为非玻璃部分的圆柱形的端盖13分别安置在玻璃部分的端部区域上。在玻璃泡壳12中具有电路板14,在其上布置有多个用于产生光的发光二极管15(虚线示出)。端盖13例如可以由金属和/或塑料构成并且在端侧具有接触销16形式的电接触件。在端盖13之一中布置有用于运行发光二极管15的驱动器(无图示)。
[0036]如图2中放大地示出的那样，为了与端盖13连接，玻璃泡壳12在端侧上分别具有端部区域17，该端部区域带有缩小的直径。端部区域17可以如所示的那样是单部分的，或与其余的玻璃泡壳12整合在一起，或可替换地分离地制造而成，并且随后可拆卸地与其余的玻璃泡壳12连接，例如，滚压或模制。[0037]端部区域17和剩余的、玻璃泡壳12的容纳发光二极管15的部分构成环绕着纵轴线L的、具有还更为小的截面(在此:直径)的断面收缩部18，也被称为“收缩的端部区域”。断面收缩部18相应于玻璃泡壳12中的凹槽。
[0038]端盖13以其敞开的端部在玻璃泡壳12的各个端部区域17之上盖住或遮住各个端部区域并且同时将端部区域容纳到其自身中。端盖13在其内侧面19上具有至少一个突起部20，该突起部在玻璃泡壳12的端部区域17的方向上指向。至少一个突起部20可以例如，是环形的突起部或由多个彼此有间隔的突起部构成的组。
[0039]在端盖13和玻璃泡壳12之间存在首先在可流动状态下填充且随后硬化的填料21，例如，硅树脂、粘合剂、环氧树脂等。填料21填充断面收缩部18并且至少一个突起部20埋入到填料21中。由此以简单的方式在玻璃泡壳12和端盖13之间建立了特别长时间稳定的形状配合的连接。断面收缩部18和至少一个突起部20为此构成相应的侧凹部。在圆周方向上具有多个围绕着纵向轴线具有间距的突起部20具有以下优点:与玻璃泡壳12和端盖13的旋转的形状配合围绕着纵轴线延伸并且由此不仅防止端盖13从玻璃泡壳中被抽出，而且还防止其围绕着玻璃泡壳12旋转。
[0040]图3示出了与图2类似的管形发光装置31在端盖13的区域中的局部图。
[0041]尽管此时的玻璃泡壳32具有不同地成形的端部区域33。更确切地说在端部区域33和剩余的玻璃泡壳32之间不再存在断面收缩部，而是端部区域33在端侧上具有侧面突出的隆起部34，该隆起部充当侧凹部或止挡。可替换地可以在端部区域33端侧安装相应地侧面竖起的板，该板是事先分离地制造的。该板优选地由与在其上固定的泡壳相同的材料构成。
[0042]作为纵向延伸中的截面图(也就是说沿着纵轴线L观看)，图4示出了端盖13的区域中的管形的发光装置41。在此，为了制造形状配合还有阻止围绕着纵轴线L旋转，玻璃泡壳42在轮廓方面没有构造成环形的，而是构造成椭圆形的。
[0043]作为纵向延伸中的截面图，图5示出了端盖13的区域中的管形的发光装置51。所属的玻璃泡壳在轮廓方面具有环形的基本形状。在此，为了制造形状配合还有阻止围绕着纵轴线L旋转，玻璃泡壳52具有侧面立起的突起部53，该突起部伸入到玻璃泡壳52和端盖13之间的填料21中或被填料掩埋。
[0044]作为纵向延伸中的截面图，图6示出了管形的发光装置61。所属的玻璃泡壳62在轮廓方面具有环形的基本形状并且为了制造形状配合还有阻止围绕着纵轴线L旋转该玻璃泡壳与发光装置51相反具有侧面的凹槽63，该凹槽填充有填料21。
[0045]作为侧视截面图，图7示出了 LED白炽灯改型灯形式的白炽灯形的发光装置71。发光装置71具有多个发光二极管15，其被透光的、球形的或梨形的、例如由玻璃或塑料构成的泡壳72形成穹顶(ueberwoelbt)。发光二极管15至少间接地安置在灯座区域73上，尤其是在作为冷却体和在可能的情况下作为驱动器壳体的上部分74上。上部分74例如可能由铝构成。在其相对于其纵轴线L的后端处，灯座区域73具有实际意义上的灯座75，例如,爱迪生灯座。
[0046]与迄今为止的泡壳和灯座部分平面地相粘合的情况相比，如图8中的沿着纵轴线L的俯视图所示的那样，灯座区域73此时在其上侧76上具有环绕的槽77，在该槽中插入有泡壳72的下边缘区域78。为了建立形状配合，槽77填充有填料21。为了构成侧凹部，下边缘区域78具有多个在圆周方向上围绕着纵轴线L具有间距的、向外指向的突起部79。为了相同的目的槽77具有多个在圆周方向上围绕纵轴线L有间距的、向外指向的凹槽80，这些凹槽填充有填料21。
[0047]图9示出了白炽灯形的发光装置81的作为侧视截面图的局部图，该发光装置具有与发光装置71类似的结构，更确切的说，其带有泡壳82和灯座区域83的上部段84。槽85在其内侧壁86中和其外侧壁87中分别具有多个彼此有间距的凹槽88，这些凹槽填充有填料21。泡壳82的边缘区域78具有至少部分地环绕的隆起部89，该隆起部尤其构成了泡壳82的自由边缘。泡壳82通过完全埋置在填料21中的隆起部89形状配合地以及在可能的情况下材料配合地固定在填料21中，另一方面该隆起部形状配合地固定在槽85中。当一方面在泡壳82和/或灯座区域83以及另一方面在填料21之间不再存在附着的连接时，那么该形状配合也还是存在的。填料21还无需展示出粘合或附着作用。
[0048]图10示出了另一个白炽灯形的发光装置91的作为侧视截面图的局部图，该发光装置具有与发光装置71类似的结构，更确切地说带有泡壳92和灯座区域93的上部段94。槽95与槽85相反不具有凹槽，而是在至少一个壁部段96上向内指向，使得通过该壁部段96提供用于位于槽95中的填料21的侧凹部，该侧凹部防止填料21从槽95中滑出。为了构成泡壳92的边缘区域78上的侧凹部，潜入且由此埋置在填料21中的边缘区域78在轮廓方面是弯曲的并且由此同时构成(在此向外指向的)突起部97和(向内指向的)凹槽98。
[0049]尽管通过所示的实施例详细地说明和描述了发明细节，但本发明并不局限于此并且在不脱离本发明的保护范围的条件下技术人员可以从中推导出其他变型。
[0050]通常可以将“ 一个”等理解成单数或复数，尤其是在“至少一个”或“ 一个或多个”的情况下，如没有明确地例如，通过表达“仅一个”等进行排除的话均理解成单数或复数。
[0051]如果没有明确地排除的话，数字说明可以包括确切地给出的数字以及普遍的公差范围。
[0052]附图标记列表
[0053]11发光装置
[0054]12玻璃泡壳
[0055]13 端盖
[0056]14电路板
[0057]15发光二极管
[0058]16接触销
[0059]17端部区域
[0060]18断面收缩部
[0061]19内侧面
[0062]20突起部
[0063]21 填料
[0064]31发光装置
[0065]32玻璃泡壳
[0066]33端部区域
[0067]34隆起部[0068]41发光装置
[0069]42玻璃泡壳
[0070]51发光装置
[0071]52玻璃泡壳
[0072]53突起部
[0073]61发光装置
[0074]62玻璃泡壳
[0075]63 凹槽
[0076]71发光装置
[0077]72 泡壳
[0078]73灯座区域
[0079]74 部段
[0080]75 灯座
[0081]76 上侧
[0082]77 槽
[0083]78下边缘区域
[0084]79突起部
[0085]8O 凹槽
[0086]81发光装置
[0087]82 泡壳
[0088]83灯座区域
[0089]84上部段
[0090]85 槽
[0091]86内侧壁
[0092]87外侧壁
[0093]88 凹槽
[0094]89隆起部
[0095]91发光装置
[0096]92 泡壳
[0097]93灯座区域
[0098]94上部段
[0099]95 槽
[0100]96壁部段
[0101]97突起部
[0102]98 凹槽
[0103]L纵轴线
【权利要求】
1.一种发光装置(11 ;31 ；41 ；51 ；61 ；71 ；81 ;91 )、尤其是半导体发光装置，具有至少一个第一部分(12 ；32 ；42 ；52 ；62 ；72 ；82 ；92)和至少一个固定在所述第一部分(12 ；32 ；42 ；52 ；62 ；72 ；82 ；92)上的第二部分(13 ；73 ；83 ;93)，所述第一部分和所述第二部分利用填料(21)、尤其是硬化的粘合剂相互连接，其中，所述部分(12，13 ;32，13 ;42，13 ;52，13 ;62，13 ；72，73 ;82，83 ;92，93)通过所述填料(21)形状配合地相互连接。
2.根据权利要求1所述的发光装置(11；31 ；41 ；51 ；61 ；71 ；81 ;91)，其中，所述部分(12，13 ;32，13 ;42，13 ;52，13 ;62，13 ;72，73 ;82，83 ;92，93)中的至少一个具有至少一个至少部分地埋入所述填料(21)中的侧凹部(18，20 ；34 ；53 ；63 ;79，80 ;86_89 ;96_98)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的发光装置(11；61 ;71)，其中，所述部分(12 ；62 ；72)中的至少一个具有至少一个填充有所述填料(21)的凹槽(18 ；63 ;80)。
4.根据权利要求3所述的发光装置(11)，其中，所述凹槽(18)构造成断面收缩部。
5.根据前述权利要求中任一项所述的发光装置(11；31 ；41 ；51 ；61 ；71 ；81 ;91)，其中，所述部分(13 ；52 ；72 ；82 ；92)中的至少一个具有至少一个伸入到所述填料(21)中的突起部(20 ；53 ；79 ；87 ;97)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的发光装置(31;81)，其中，所述部分(32 ;82)中的至少一个具有构造成隆起部(34 ；89)的边缘。
7.根据权利要求6所述的发光装置(81)，其中，所述隆起部(89)埋入到所述填料(21)中。
8.根据前述权利要求中任一项所述的发光装置(71；81 ;91)，其中，所述部分(72 ；82 ；92)中的至少一个在轮廓方面具有弯曲的边缘区域，所述边缘区域至少部分地埋入所述填料(21)中。
9.根据前述权利要求中任一项所述的发光装置(11；31 ；41 ；51 ;61)，其中，所述发光装置(11 ；31 ；41 ；51 ；61)是管形的改型灯，所述第一部分构造成长形的、透光的泡壳(12 ；32 ；42 ；52 ;62)并且在所述泡壳(12 ；32 ；42 ；52 ;62)的至少一个端部上将端盖(13)构造成所述第二部分。
10.根据权利要求9所述的发光装置(11)，其中，所述泡壳(12)具有带有缩小的截面的断面收缩的端部区域(18)，所述端部区域由所述端盖(13)遮盖，并且其中所述断面收缩部(18)填充有所述填料(21)。
11.根据权利要求1至8中任一项所述的发光装置(71；81 ;91)，其中，所述发光装置(71 ；81 ;91)是白炽灯改型灯并且所述第一部分(72 ；82 ;92)构造成透光的所述泡壳，其中，在所述泡壳的边缘上灯座部分构造成所述第二部分(73 ；83 ;93)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的发光装置(11；31 ；41 ；51 ；61 ；71 ；81 ;91)，其中，所述部分(12，13 ;32，13 ;42，13 ;52，13 ;62，13 ;72，73 ;82，83 ;92，93)的基本材料是不同的。
13.根据权利要求12所述的发光装置(11；31 ；41 ；51 ；61 ；71 ；81 ;91)，其中，所述部分(12 ；42 ；52 ；62 ；72 ；82 ；92)中的一个是玻璃部分，以及所述部分(13 ；73 ；83 ；93)中的另一个是非玻璃部分。
【文档编号】F21V15/01GK103851547SQ201310636914
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年12月2日 优先权日:2012年12月3日
【发明者】托马斯·比特曼 申请人:欧司朗有限公司