具有衬底本体的照明设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有衬底本体和光电子器件的照明设备。
【背景技术】
[0002]目前研发的光电子光源相对于传统的白炽灯或者还有荧光灯能够通过改进的能效来表征。术语“光电子器件”和“LED”在本公开文本的范围中涉及一种由半传导的材料构成的、发射福射的光电子器件，例如涉及一种无机的或者有机的发光二极管。
【发明内容】
[0003]本发明基于如下技术问题:提出一种具有光电子器件的尤其有利的照明设备。
[0004]根据本发明，所述目的通过一种具有带有表面的成形的衬底本体和光电子器件的照明设备实现，其中衬底本体在覆层表面区域中设有覆层，所述光电子器件设置在覆层表面区域中，其中衬底本体由衬底本体塑料材料提供，并且所述衬底本体在此是能导电的并且具有至少5W/mK的热导率，并且其中设有由覆层塑料材料构成的覆层并且所述覆层在此是电绝缘的并且具有至多0.5_的覆层厚度，以便不阻挡从器件到衬底本体中的散热。
[0005]根据本发明的照明设备的衬底本体由塑料材料“成形”(详见下文)，也就是说，其例如能够是挤出件或者注塑成型件。相比于金属材料，塑料材料的使用在此例如能够具有如下优点:所述塑料材料简单来说能够更容易地成形。与用于制造金属熔融物相比例如能够耗费更少的能量或者更多的形状样式是可供使用的。另外，塑料材料也能够在成本方面提供优势。
[0006]当然，在照明设备运行时会引起损耗功率的耗散，使得器件变热。就此而言，塑料材料的缺点能够在于其相对低的热导率。因此发明人的第一次试验是:通过填充物质提高衬底本体的热导率，所述填充物质应当不影响衬底本体的电绝缘特性。
[0007]就此而言例如可以考虑六方氮化硼作为添加物;然而其制造会是耗费的并且其作为填充物质的使用由此是成本密集的，这尤其在批量生产中意味着不可承受的额外成本。
[0008]发明人已经确认:另一附加物由此在全局中提供优势，即使其最终需要附加的绝缘覆层。也就是说，能导电的填充物质，例如能导电的、由例如碳构成的填充颗粒被嵌入到衬底本体的塑料材料中。由此能导电的衬底本体(相对于基体材料)在其热特性方面也得以改进并且应具有至少lW/mK的热导率，以如下顺序递增优选地具有至少3W/mK、5W/mK、7W/mK、9ff/mK、I Off/mK、I Iff/mK、12ff/mK、13ff/mK、13ff/mK、14ff/mK、15W/mK 的热导率。
[0009]在此存在不同的能导电的填充物质，所述填充物质相对而言例如是可易于制造的或者是广泛的进而能够低成本地获得的，尤其是基于碳的结构。
[0010](至少局部地)设置在衬底本体上的覆层用于器件的电绝缘，使得在所述覆层上例如能够设有用于电接触器件的印制导线结构。覆层厚度相对薄地选择为，使得不阻挡(完全中断)到衬底本体中的散热，而是在理想情况下仅轻微变差。与此相应地，覆层厚度至多为0.5mm，以如下顺序递增优选地为至多0.45mm.0.4mm、0.35mm、0.3mm、0.25mm、0.2mm或0.15mm0
[0011]覆层厚度分别沿着到衬底本体表面上的法线(在厚度方向上)并且优选在覆层表面区域之上是恒定的；在其它情况下，“覆层厚度”涉及覆层的在覆层表面区域之上形成的层厚度的平均值。沿垂直于厚度方向的面方向确定覆层的面扩展。
[0012]覆层是“电绝缘的”，即例如应具有至少101()Ω.mmVm的比电阻，以如下顺序递增优选地为至少111 Ω.mm2/niN 112 Ω.ηιηι2/ηι、1013Ω.ηιηι2/ηι或 1014Ω.ηιηι2/ηι;与此不相关地，可能的上限例如能够为至多125 Ω.mm2/m，以如下顺序递增优选地为至多1024Ω.mm2/ηι、1023 Ω.ι?πι2/πι、1022 Ω.ι?πι2/πι、1021Ω ^mmVmSlO20Q.mm2/m。
[0013]在衬底本体的情况下，“能导电的”另一方面能够具有例如至多106Ω.mm2/mU05Ω.mm2/m.1 O4 Ω.mm2/m.1 O3 Ω.mm2/m.1 O2 Ω.mm2/m或11Q.mm2/m的比电阻(可能的下限:5.10—2Ω.mmVm或10—1Q.mm2/m)。衬底本体的“导电性”涉及所述衬底本体的整体、即涉及体积材料(Volumenmaterial)。
[0014]由于根据本发明的衬底本体/覆层组合，能够放弃成本密集的电绝缘的且同时良好导热的填充物质；由于电绝缘的覆层，这在设置/接触器件时不引起任何限制。
[0015]通常也能够在衬底本体上设置多个器件，例如至少2、3、4、5、6、7、8、9或10个器件。这样的多个器件随后优选设置在关于面方向连续的、即不中断的覆层上。一个或多个器件“设置”在覆层表面区域中，也就是说，器件的沿着厚度方向落到衬底本体表面上的投影应完全地由覆层覆盖。器件关于厚度方向不是强制性地直接设置在覆层上，而是能够在器件和覆层之间例如也设置有附加的、用于安装器件的面状的层和/或印制导线结构(参见下文)。
[0016]作为(衬底本体的和/或覆层的)“塑料材料”，例如能够提供聚丙烯(PP，尤其是辐射交联的)、聚酰胺(例如?46、？466、？410、？411、？412)、尤其耐高温的聚酰胺如??六或?六46、聚酯(例如PBT、PET、PBT/PET、PCT、ABS、ABS/PC)、聚苯硫醚、LCP和/或PEEK。塑料材料尤其能够在衬底本体作为基体材料的情况下提供，填充物质嵌入到所述基体材料中(使得衬底本体变得能导电)。
[0017]只要在本公开文本的范围中涉及辐射或光的传播，这显然不应意味着:为了满足所述目标也必须进行相应的传播；照明设备仅应针对相应的传播而设计。术语“辐射”和“光”在本公开文本的范围中同义地使用并且通常例如也能够包括紫外或者红外光;优选地，所述术语涉及光谱的可见范围。
[0018]其它优选的设计方案在从属权利要求和接下来的描述中得到，其中此外也不在不同的权利要求类别之间进行详细区分并且本公开文本在照明设备方面而且在其制造或使用方面能够相关地阅读。
[0019]—个优选的实施方式涉及通过覆层来覆盖衬底本体表面的程度、即衬底本体表面(总面积)和覆层表面区域的面积比值。在此，覆层表面区域的面积应确定为总面积的至少30 %，以如下顺序递增优选地为至少40 %、50 %、60 %、70 %、80 %或90;尤其优选地，衬底本体表面完全用覆层覆盖，这必要时能够简化覆层的施加，例如在浸在池中时(参见下文)。
[0020]在另一优选的实施方式中，覆层厚度为至少5μπι，以如下顺序递增优选地为至少
7.5μηι、ΙΟμπι、12.5ym、15ym、17.5ym、20ym、22.5μηι、25μηι、27.5μηι或30μηι。只要覆层厚度由于热力学原因向上受限，那么由于电绝缘的原因最小厚度是优选的。
[0021]同样地，在该方面感兴趣的是覆层材料的击穿强度，所述击穿强度优选应为至少30kV/mm,以如下顺序递增优选地为至少40kV/mm、50kV/mm、60kV/mm、70kV/mm、80kV/mm、90kV/mm或95kV/mm。作为具有相应的击穿强度的覆层材料，例如能够提供之前公开的“塑料材料”中的一种。
[0022]结合之前所提到的最小厚度，覆层因此例如能够直至至少0.51^、0.61^、0.71^、
0.8kV、0.9kV 或 IkV 抗击穿。
[0023]在优选的设计方案中，覆层具有不大于2W/mK的热导率，以如下顺序递增优选地为不大于I.8W/mK、1.6ff/mK、1.4W/mK、1.2W/mK或I.lW/mK。也就是说，在这种情况下，对于覆层而言不必特意设定提高的导热率，而是根据覆层塑料材料本身的特性确定所述导热率。换句话说，因此能够弃用用于提高导热能力的附加的填充物质，这在成本方面提供优势(并且由于小的层厚度散热不会显著恶化)。
[0024]根据本发明设置的衬底本体是“成形”的或被“成形”，即是固体，所述固体由之前通常至少暂时无形状的物质形成并且在成形的过程中基本上已进入/进入其最终形状，例如作为挤出件或者优选作为注塑成型件。“最终形状”例如不因去除毛边而改变；“基本上”大致是指:形状90 %,95%或98 %保持不变。
[0025]在优选的设计方案中，覆层设置为电路载体，也就是说，在覆层上设置有印制导线结构。
[0026]印制导线结构例如能够在多组分注塑成型期间施加，其中将覆层作为一个组分并且例如将可金属化的塑料作为另一组分注塑成型，所述可金属化的塑料随后电子地和/或无电流地在池中覆层。也能够将具有印制导线结构的载体置入到注塑成型工具中并且与覆层和优选衬底本体一起以双组分注塑成型法或优选三组分注塑成型法进行后注塑。
[0027]印制导线结构在这种模内工艺中例如也能够通过冲压或喷涂被引入到注塑成型工具中。通常优选不仅覆层而且衬底本体被注塑成型，也就是说这两者模制在一起。
[0028]印制导线结构例如也能够以热压印法压印到之前施加(参见下文)/注塑成型到衬底本体上的覆层上，大致从在冲压机中同时被冲压的金属薄膜起来压印。
[0029]也可行的是，通过激光直接结构化来施加印制导线结构，其中激光射束在覆层的表面上“写”印制导线结构并且在此露出嵌入在覆层中的、用于后续的金属化的种子。
[0030]另一方面，印制导线结构也能够借助于从半导体制造中已知的方法来施加，即通过相应的掩模，其中在大面积施加的(漆)掩模的露出的区域中例如能够生长印制导线结构或者能够去除之前沉积的金属层(在(漆)掩模下方)，例如通过刻蚀去除。同样可行的是，再与掩模结合的等离子沉积。
[0031]在任何情况下印制导线结构优选直接施加到覆层上或是施加到覆层上的，即例如直接沉积或生长到覆层上。也就是说，没有其它材料要预先施加到覆层上，这能够帮助简化制造并且降低成本。
[0032]印制导线结构例如能够具有沿着厚度方向为至少Ιμπι的印制导线结构厚度，以如下顺序递增优选为 2μηι、3μηι、4μηι、5μηι、6μηι、7μηι、8μηι、9μηι、I Ομπι、11 μπι或 12μηι;可能