包括电路板的照明装置的制作方法

1.本公开涉及包括至少一个散热器和/或引线框架以及二次成型件（overmould）的照明装置，尤其是在机动车的外部或内部照明的领域。


背景技术：

2.用作机动车外部或内部的照明器的照明装置通常包括二次成型的散热器。照明模块附接到散热器，使得来自正在工作的照明模块的热量可以安全地消散，而不使照明装置遭受损坏。附接到散热器的照明模块通过连接到照明模块的电线连接到电接口，使得该照明模块能够被外部控制，尤其是开启或关闭。
3.典型地，第一模型被使用，该第一模型至少部分地包封电线，并且在模塑过程中，在该第一模型中形成插座连接器。该第一模型然后被插入到散热器中并且在第二模塑步骤中二次成型。然而，由于连接器在二次成型过程中形成，因此连接器的后期适配或者例如完全不同的连接器形状，都需要用于二次成型的模塑工具的适配。这样的适配是昂贵的，不灵活的，并且阻碍了快速的产品增长。
4.wo 2018/069231 a1中公开了已知的二次成型技术的示例。


技术实现要素：

5.来自现有技术的照明装置需要在二次成型件中形成连接器，并且在两个分开的二次成型步骤的第一个中二次成型电线。因此，用于生产这样的照明装置的方法是不灵活的，并且适配是昂贵的。而且，照明装置是不易于适配的，并且部件的可替换性能够被改善。
6.因此，本发明的目的是提供具有灵活设计的照明装置，其允许在生产过程中以及优选在照明装置的寿命的后期阶段进行廉价的适配。本发明还涉及一种在照明装置的生产中所采用的方法，该照明装置可以廉价地适配不同的用户需求，并且在适配的情况下能够改善快速的产品增长。
7.根据本发明的第一方面，上述的目的得到了解决，这是因为提出了一种照明装置，该照明装置包括：至少一个散热器和/或引线框架；至少一个照明模块，该至少一个照明模块与至少一个散热器和/或引线框架热连接；二次成型件，该二次成型件被配置成至少部分地包封至少一个散热器和/或引线框架，其中二次成型件包括至少一个接收部，该至少一个接收部被配置成接收至少一个电路板；安装在至少一个接收部中的至少一个电路板，该至少一个电路板包括用于建立连接的至少两个结合垫，优选是到至少一个照明模块的电连接。
8.根据本发明的第二方面，提供了一种用于生产照明装置、尤其是根据第一方面的照明装置的方法，该方法包括：提供至少一个散热器和/或引线框架；对至少一个散热器和/或引线框架进行二次成型，使得该至少一个散热器和/或引线框架至少部分地被包封在二次成型件中，并且提供该至少一个散热器和/或引线框架的安装表面区域，其中，在二次成型件中形成至少一个接收部，该至少一个接收部被配置成接收至少一个电路板；将至少一
个电路板布置在该至少一个接收部中。
9.根据本发明的第三方面，提供了一种根据第一方面的照明装置的用途，以提供机动车的外部照明器、机动车的内部照明器或者航空航天的内部或外部照明器。
10.本发明的第一、第二和第三方面的示例性实施例可以具有以下描述的特性中的一个或多个。
11.散热器被理解为被动式热交换器，该被动式热交换器将照明模块（例如，包括至少一个led管芯、优选包括两个或三个led管芯的led单元）产生的热量传输到气体或流体介质，优选是空气或液体冷却剂，其中热量可以从照明模块消散。散热器因此可以允许将照明模块的温度调节在最佳水平。该散热器由导热材料制成，优选地，由金属材料制成。更优选地，该散热器包括铝、铜、铝基合金和/或铜基合金，或者由它们构成。例如，一块铝或铝合金可以被挤压成具有例如基本上为h形横截面的形状，其中基本上为板形的中心部分与两个基本上为板形的侧面部分连接，这些侧面部分布置成与中心部分基本上垂直。可以从挤压的块中切下适合于要消散的热量的片段作为散热器，该片段例如具有1 mm至1000 mm的厚度，优选具有20 mm至200 mm的厚度。
12.引线框架通常由导电的和优选导热的材料制成，并且用作接触照明模块，尤其是用于接触led管芯，以及将信号从照明模块运输到外面，或反之亦然。因此，引线框架优选包括金属材料或由其构成，更优选地，其包括铝、铜、铝基合金和/或铜基合金，或由它们构成。
13.为了生产照明装置，提供了至少一个散热器和/或引线框架的安装表面区域。至少对于例如照明模块的安装，表面安装区域是从外面可达的，即在生产方法的这个步骤的阶段，安装表面区域至少部分地暴露给外面。
14.至少一个照明模块与至少一个散热器和/或引线框架连接，尤其是热连接。例如，照明模块可以是单个led管芯，或者它可以是led单元或可以包括led单元。led单元可以包括至少一个半导体元件，诸如p
‑
n结、二极管、和/或晶体管，尤其是它可以包括至少一个led管芯、优选包括两个或三个led管芯。至少一个照明模块被配置成朝着照明装置的发光侧发光。该发光侧可以表示照明装置的或照明装置周围的一个或多个的区域，其中要被照明装置照亮的对象可以被带到发光侧以便进行照明。照明模块可以旨在用于需要强烈明亮的光的照明应用中，例如机动车的前灯。在这种情况下，在产生光时可能产生大量的热量，使得照明模块可以达到135℃和更高的温度，从而可能损坏照明模块。该热量可以通过到散热器的热连接而从照明模块消散。例如，使用诸如热膏、热胶或热垫的导热材料将照明模块安装在散热器上，例如，通过粘接。可替代地，照明模块可以被焊接到散热器。照明模块也可以安装在引线框架上，尤其是通过焊接来安装，并且引线框架可以与散热器热接触。
15.二次成型件被配置成至少部分地包封至少一个散热器和/或引线框架，其中二次成型件包括至少一个接收部，该至少一个接收部被配置成接收至少一个电路板。二次成型件可以由任何合适的材料制成。优选地，二次成型件包括合适的塑料材料，诸如导热和/或电绝缘的塑料材料。优选地，二次成型件包括热塑性材料或由其组成，尤其是耐高温的高性能的热塑性材料，例如聚苯硫醚（pps）。塑料材料可以以非常成本有效的方式被模塑成期望的二次成型件的形状。
16.在二次成型件中形成至少一个接收部，该至少一个接收部被配置成接收至少一个电路板。例如，接收部可以是二次成型件中的开口，电路板可以放置或已经放置在其中。接
收部，尤其是开口，可以包括接触区域，尤其是电路板可以被容易地安装在其上的接触平面，例如其中接收部的接触平面对应于（例如在它的尺寸上）电路板的平面。为了接收至少一个电路板，接收部可以是从外面可达的，其中，在将至少一个电路板布置到照明装置的至少一个接收部中的过程中，该接收部至少部分地暴露给外面。
17.照明装置包括至少一个电路板，该至少一个电路板包括用于与至少一个照明模块建立连接的至少两个结合垫，该至少一个照明模块安装在至少一个接收部中。电路板可以是具有任何预先定义的几何形状的电路。电路板可以是箱形的或球形的，具有三维的导电轨迹系统，电子部件可以被机械地支撑和/或电连接在该三维的导电轨迹系统上和/或该三维的导电轨迹系统中。优选地，电路板是板形的。电路板尤其可以是印刷电路板（pcb）。例如，电路板提供了结合垫和诸如连接器之类的电接口之间的电连接。
18.将具有预先定义的几何形状的至少一个电路板安装在至少一个接收部中是特别地有利的，因为电路板可以容易地与具有相同形状的另一个电路板互换，然而，该另一个电路板可以包括完全不同的电子部件。例如，电路板可以包括用于将信号从照明装置的外面传输到照明模块的连接器。这样的连接器可以是din连接器，诸如例如一般在din 41612中描述的矩形连接器，或者诸如在din 41524中描述的圆形连接器。然而，除了这些大量的各种可能的标准连接器外，连接器也可以是定制连接器，例如根据机动车制造商的内部标准。根据本发明，这样的连接器形状不需要在二次成型件中成形，即在二次成型件中形成。作为替代，可以利用电路板来支撑连接器。然而，该电路板可以简单地安装在接收部中。因此，尽管有大量可能的连接器，尤其是连接器的形状，但是相同的照明装置能够容易地被定制成用于不同的应用或用户，而不需要使用不同的模塑工具。这使得照明装置特别地灵活，允许以减少的生产成本进行高度的定制。
19.由于在接收部中安装电路板只要求电路板具有一定的形状，因此对电路板的材料和可以放置在电路板上或电路板中的部件不存在附加的要求。例如，不同的连接器设计、多个连接器、或像用于测量温度的热敏电阻器、二进制编码电阻器、保护电容器和瞬时电压抑制二极管之类的附加部件都可以被放置在电路板上和/或电路板中。在一些实施例中，电路板不包括照明模块，然而，状态led或类似物也可以存在于电路板上。尤其地，电路板基于cu
‑
ims、al
‑
ims、cem3、fr4板和/或任何其他合适的材料。
20.结合垫可以被理解为电触头，该电触头由至少一个电路板上存在的导电材料制成。然而，结合垫是指用于建立与至少一个照明模块的连接，尤其是电连接或电子连接，的任何措施。可以存在至少两个电触头，并且因此存在至少两个结合垫，以操作至少一个照明模块。例如，通过利用引线结合或带结合产生的线或带的结合，照明模块能够经由结合垫被连接到电路板。优选地，照明模块与至少一个电路板电连接，尤其是通过带结合或引线结合。
21.在本发明的示例性实施例中，二次成型件还包括至少一个对准销，优选至少两个对准销，其中至少一个对准销与电路板接合。通过对至少一个电路板使用对准销，可以以简单和工艺可靠的方式将电路安装在二次成型件的至少一个接收部中，使得照明装置的适配甚至是更加成本有效的。在散热器和/或引线框架的二次成型的过程中，该至少一个对准销可以成本有效地与二次成型件整体地形成。在这种情况下，对准销优选由与二次成型件相同的材料构成。然而，可以期望的是，该至少一个对准销由不同的材料构成，例如，它可以由
金属材料制成而且可以附加地用来散热。例如，电路板可以包括通孔或对准孔，对准销被插入该通孔或对准孔中，或者电路板包括特殊成形的边缘区域，该边缘区域具有例如凹部，该凹部被配置成接收对准销，优选以形状锁定或刚性连接（positive connection）的方式。在该示例性实施例中，电路板的接合例如只需要电路板包括合适的对准孔或凹部，使得电路板仍然能够容易地被定制。
22.根据本发明的另一个示例性实施例，至少一个电路板被热堆叠到二次成型件，尤其是通过至少一个对准销。用热堆叠的方式，至少一个电路板可以容易且廉价地固定到二次成型件。热堆叠一般是通过熔化材料直到电路板被固定来执行的。例如，如果二次成型件由塑料材料制成，则该塑料材料可以最终被部分地熔化，使得再凝固后，电路板被牢牢地固定到二次成型件。尤其是，如果提供由塑料材料制成的对准销，则这些对准销中的一个或多个可以被至少部分地熔化，使得材料再凝固后，在电路板和二次成型件之间形成牢固连接。例如，在热堆叠中，至少一个对准销可以从顶部熔化，尤其是至少一个对准销的从电路板延伸的部分。例如，如果至少一个对准销由二次成型件的材料制成，在再凝固之后，在至少一个对准销的开放侧上形成二次成型件的材料的更厚的部分，而至少一个对准销的另一侧被牢牢地固定到二次成型件（例如通过材料连接），使得电路板被固定就位并且防止电路板的进一步移动。
23.在本发明的再一个示例性实施例中，至少一个电路板被粘接到二次成型件。
24.根据本发明的另一示例性实施例，至少一个电路板被拧接到二次成型件，优选使用自攻螺钉。
25.在本发明的再一个示例性实施例中，至少一个电路板至少部分地暴露。在这个实施例中，至少一个电路板没有或者至少没有完全地被二次成型件和/或照明装置的其他元件包封。在组装照明装置之后，仍然可以容易地达到该至少一个电路板，从而提供了一种快速和简单的方法来使所生产的照明装置适配于不同的用户需求。
26.根据本发明的另一示例性实施例，至少一个电路板包括至少一个连接器，其中优选地，至少一个连接器和至少两个结合垫位于电路板的使用过孔连接相反侧上。由于构造的原因，通常期望具有放置在与照明模块建立接触的一侧相反的一侧的连接器。即使利用大的连接器，这仍允许将照明模块放置成接近照明装置的表面，从而增加了照明装置的灵活性。
27.过孔用来在电路板的一个表面和电路板的另一个表面之间建立电连接，例如过孔可以是充当穿过绝缘衬底，例如fr4板的衬底，的电隧道的镀铜孔。
28.根据本发明的另一示例性实施例，至少一个连接器是用于连接外部连接器插头的表面结构。尤其是，至少一个连接器是在电路板的一侧或两侧上的表面可达的导线的结构，尤其是与电路板中的切口和/或孔和/或缝联合，以连接外部直接连接器插头，优选是侧面连接器插头，尤其是rast直接连接器插头。例如，标准的连接器系统，尤其是rast 2.5或rast 5连接器系统可以被用来将照明装置连接到外部装置，例如电源和/或例如机动车的光控制单元。尤其是rast 2.5连接器插头既可以例如间接地插入到引脚条上，也可以直接地插入到印刷电路板的边缘上。
29.在本发明的示例性实施例中，至少一个电路板包括至少两个连接器，其中优选地，与第一连接器相比，第二连接器位于电路板的相反侧。具有在电路板的相反侧上的两个连
接器，允许非常灵活地配置连接器。如果恰好两个连接器存在而且放置在例如板形电路板的相反侧上，则该连接器中的每一个可以被配置成在电路板的顶部占用最大空间，所以例如可以将连接器的更多的引脚放置成排，从而允许特别扁平的连接器。连接器也可以具有不同的功能，使得可以取决于预期的应用而选择这些连接器中的一个。
30.根据本发明的另一示例性实施例，至少一个电路板是印刷电路板（pcb）。印刷电路板使用导电轨迹、焊盘和从导电材料的一个或更多个片层蚀刻的其他特征来机械地支撑和电连接电子或电部件，所述导电材料例如是层叠在非导电衬底（例如fr4）的片层之上或之间的铜。pcb可以是单面的（一个导电层）、双面的（在一个衬底层两侧上的两个导电层）、或多层（导电材料的外层和内层，与衬底层交替）。pcb可以被大量生产并且是高度可定制的，使得它们代表了用于照明装置中的非常廉价和灵活的电路板。
31.在本发明的再一个示例性实施例中，照明装置包括至少两个照明模块，其中该至少两个照明模块是单一可寻址的。然后，该至少两个照明模块也可以是单独寻址的。尤其是，如果使用至少两个led管芯，则电路板需要包括至少三个结合垫，即电路板可以包括的接合结合垫的数目比led管芯的数目多至少一个。因此，如果只使用一个连接器，则连接器可以包括比使用的led管芯的数目多至少一个的引脚。优选地，至少一个电路板包括比使用的led管芯的数目恰好多一个的结合垫。
32.根据本发明的另一示例性实施例，照明装置包括：至少两个电路板，优选安装在二次成型件的分开的接收部中。两个或更多个电路板允许照明装置的高级功能，并且因此提高了灵活性。例如，可以使用两个电路板来配置用于机动车应用的双功能远光/近光前灯。
33.在本发明的再一个示例性实施例中，照明装置，尤其是至少一个电路板包括：至少一个热敏电阻器，尤其是至少一个负温度系数热敏电阻器（ntc）和/或至少一个正温度系数热敏电阻器（ptc）和/或至少一个二进制编码电阻器和/或至少一个保护电容器和/或至少一个瞬时电压抑制（tvs）二极管。热敏电阻器可以被用来，例如，监控至少一个照明模块的温度，所以例如控制电路可以被形成为，如果测量的温度可能造成照明装置损坏，则该控制电路关闭该照明模块。优选地，热敏电阻器位于至少一个照明模块的附近，例如离照明模块或led管芯的边缘少于10 mm，或少于5 mm 或少于2 mm。尤其地，热敏电阻器面朝二次成型件的内侧。
34.根据本发明，上面所描述的本发明的特征和示例性实施例可以等同地属于不同的方面。尤其是，随着与根据第一方面的照明装置相关的特征的公开，也公开了与根据第二方面的用于生产的方法和根据第三方面的用途相关的对应特征。
35.应当理解，本部分中对本发明的实施例的陈述仅仅是示例性的和非限制性的。
36.从以下结合附图考虑的详细描述中，本发明的其他特征将变得明显。然而，应当理解，附图仅仅是为例示的目的而设计，而不是作为对本发明的限制的定义，对于本发明的限制，应当参考所附权利要求。还应当理解，附图不是按比例绘制的，并且它们仅旨在概念性地示出本文描述的结构和过程。
附图说明
37.现在将参照附图来详细描述本发明的示例，其中：图1以透视图的形式示出了用于根据本发明的照明装置的二次成型的散热器；
图2以透视图的形式示出了用于根据本发明的照明装置的带有pcb的二次成型的散热器；图3以透视图的形式示出了根据本发明的照明装置的一个实施例；以及图4以透视图的形式示出了根据本发明的照明装置的一个实施例。
具体实施方式
38.图1以透视图的形式示出了用于照明装置1的二次成型的散热器。基本上为h形的散热器2被提供并且被二次成型，使得散热器2被二次成型件3部分地包封，同时散热器2的安装表面区域25被提供。安装表面区域25被暴露，并且能够从外面到达。两个对准销32与二次成型件3整体地形成，并且在二次成型件中形成了开口形式的接收部34，接收部34限定了印刷电路板（pcb）4的接触平面。
39.图2以透视图的形式示出了用于照明装置1的带有pcb 4的二次成型的散热器。pcb 4被布置和安装在接收部34中，其中两个对准销32通过pcb 4的两个合适的对准孔与pcb 4接合。pcb 4部分地暴露，并且可以从外面到达。
40.图3以透视图的形式示出了照明装置1的实施例。照明装置1包括基本上为h形的散热器2，与至少一个散热器和/或引线框架热连接的照明模块5，配置成至少部分地包封至少一个散热器2的二次成型件3，其中二次成型件3包括被配置成接收电路板4的至少一个接收部34，并且电路板4包括两个结合垫41，以与安装在接收部34中的照明模块5建立连接45。该连接45通过带结合45而建立。照明模块5包括三个led管芯51，并且被布置和安装在散热器2的安装表面部分25上。电路板4是包括连接器42的pcb 4。pct 4经由两个对准销32通过热堆叠安装在接收部34中，对准销32与二次成型件3整体地形成，对准销32与pcb 4接合。由于热堆叠，对准销32的开放顶部被熔化和再凝固成半球形，从而将pcb 4固定到二次成型件3。此外，pcb 4包括连接器42，其中连接器42和两个结合垫41位于pcb 4的使用过孔（未示出）连接的相反侧上。
41.图4以从底部视角的透视图示的形式示出了照明装置1的一个实施例。连接器42安装在pcb 4上，该pcb 4被安装在二次成型件3的接收部34中，二次成型件3至少部分地包封散热器2。