光源组件及灯的制造方法

专利名称：光源组件及灯的制造方法
技术领域：
本发明涉及光源组件、灯的制造方法和光源组件的阵列。 本发明是国际专利No. PCT/AU03/00724的主题上的改进，在此 引入其全部内容作为参考。
背景技术：
经常将发光二极管(LED)等的固态光源看作将来用于专有和普 通照明应用的光源。这些器件在效率、颜色和照度方面的最新改进已 使得其被越来越多地用于各种照明应用中。虽然LED的效率还不如荧 光光源那样高，但它们极长的寿命使得它们被广泛应用在非家庭照明 应用中。
为了使许多应用得到足够的光强度，已开发了包含集合在一起的 大量单个LED的灯，以提供具有单个光源产生的外观的高强度光束。 如国际专利No. PCT/AU03/00724中所述，由于由各单个LED产生的 光束的散度相对较小，因此各LED可以被配置为具有轻微差异的方向 (例如，在非平面表面上)，以提供适于一般照明应用的具有相对较 大的角散度(angular divergence)的复合光束。
很不幸，这些灯的现有制造方法费时、难制造，因此成本较高。 特别地，在这些灯中建立与单个光源的电连接可能包含可能十分麻烦 的非标准组装过程。例如，在现有技术中，通过使用导线接合(wire bonding)机器建立与LED的电连接。但是，当要在不同水平面的连接 点之间建立这些连接时，例如，在非平面表面上安装LED时，这样做 十分困难，这是因为不容易使导线接合机器适于建立这种连接。
现有的加入固态光源的灯的另一难点是这些器件产生的热量，该
热量在标准LED的情况下是1W/mm2的量级。标准LED —般产生约 100毫瓦的热量，当单个地进行封装时，这种热量是易于处理的。即 使在大量的这种LED的密排阵列中，也可以容易地对散热事宜进行处 理。但是，现在面积超过一平方毫米的更大的LED已十分常见，这些 LED的每一个都可以产生大于一瓦的热量。由于该热量是在较小的物 理体积中产生的，并且各LED的表面积较小，因此在该热量有效散掉 之前，各LED的温度会显著上升。 一般地，随着作用区的温度上升， LED的工作效率降低。并且大量证据表明，高温长时工作会使LED 劣化。
希望提供减小现有技术中的一种或更多种困难或至少提供有用的 替代方案的光源组件的制造方法、灯的制造方法和光源组件的阵列。

发明内容
根据本发明，提供了一种灯的制造方法，该方法包括以下步骤 形成具有基本上平整的基座和基本上平整的周边区域的导电接受
器；
在基本上平整的周边区域上形成基本上平整的电绝缘体； 在基本上平整的电绝缘体上形成基本上平整的导电接点； 在接受器的基座上安装光源；
在基本上平整的导电接点和光源的第一接点之间建立第一电连 接，在导电接受器和光源的第二接点之间建立第二电连接；和
封装光源和电连接器，以提供用于安装在导电支座上的光源组件， 其中，基本上平整的导电接点的未封装部分向安装在接受器中的光源 提供第一电接点，导电接受器向光源提供第二电接点。
本发明还提供一种灯的制造方法，该方法包括以下步骤 形成由接受器结合部分互连的导电接受器的阵列，接受器的每一 个包含基本上平整的基座和基本上平整的周边区域；
在接受器的周边区域上形成基本上平整的电绝缘体的阵列； 在电绝缘体上形成基本上平整的导电接点的阵列； 在接受器的阵列的基座上安装光源；
在各光源的第一接点和相应的接受器的导电接点之间建立第一电 连接，在各光源的第二接点和相应的接受器之间建立第二电连接；和
封装光源和电连接器，以形成光源组件的阵列，其中，各接受器 的基本上平整的导电接点的未封装部分向安装在接受器中的光源提供 第一电接点，导电接受器向光源提供第二电接点。
本发明还提供由上述方法中的任一种制造的光源组件。
本发明还提供由上述方法中的任一种制造的灯组件。
本发明还提供由上述方法中的任一种制造的灯。
本发明还提供具有用于实施上述方法中的任一种的步骤的部件的 灯制造系统。
本发明还提供一种光源组件的阵列，该光源组件的阵列包括 用于容纳各光源的导电接受器的阵列，接受器由接受器结合部分
互连，接受器的每一个具有基本上平整的基座和基本上平整的周边区
域；
导电接受器的周边区域上的基本上平整的电绝缘体的阵列； 电绝缘体上的基本上平整的导电接点的阵列； 安装在导电接受器的阵列的基座上的光源； 导电接点与光源的第一接点之间的第一电连接，和导电接受器和 光源的笫二接点之间的第二电连接；和
被封装的光源和电连接，其中，各接受器的基本上平整的导电接 点的未封装部分向安装在接受器中的光源提供第一电接点，导电接受 器向光源提供第二电接点。
本发明还提供了一种光源组件，包括
具有基本上平整的基座和基本上平整的周边区域的导电接受器；
在所述基本上平整的周边区域上的基本上平整的电绝缘体； 在所述基本上平整的电绝缘体上的基本上平整的导电接点； 在所述接受器的所述基座上安装的光源；和 在所述基本上平整的导电接点和所述光源的第一接点之间的第一
电连接，在所述导电接受器和所述光源的第二接点之间的第二电连接； 其中所述光源和所述电连接器被封装，所述基本上平整的导电接 点的未封装部分向安装在所述接受器中的所述光源提供第一电接点， 所述导电接受器向所述光源提供第二电接点。


以下，参照附图仅通过例子说明本发明的优选实施例，其中， 图1 3分别是根据本发明的 一个优选实施例的灯组件的透视图、 侧视图和平面图4是根据本发明的一个优选实施例的灯制造方法的流程图5是图4的灯制造方法的杯组件方法形成部分的流程图6是图1 3中所示的类型的灯组件中使用的杯的阵列的平面图7是杯阵列的单个杯的平面图8表示从阵列分离的杯的平面图和截面侧视图9是灯组件的杯接触环的阵列的平面图IO是杯接触环阵列的单个杯接触环的平面图11表示从杯接触环阵列分离的杯接触环的平面图和截面侧视
图12是灯组件的杯组件的平面图13是杯组件的侧视截面图14是灯的杯支座引线框架的平面图15是弯曲部分被分成三个部分且在各部分中切割三个开口后 的杯支座引线框架的平面图，并示出安装在左手边部分中的开口中的 三个杯组件；
图16是灯的环形连接器对的阵列的平面图； 图17是环形连接器阵列的单个环形连接器对的平面图； 图18和图19分别是环形连接器对的内环形连接器和外环形连接 器的平面图20是封装在光学封装内的杯支座引线框架的侧视图21是夹在外部封装的盖子和基座部件之间的封装的杯支座引
线框架的侧视图22表示外部封装的盖子的平面图和侧视图23表示外部封装的基座的平面图和侧视图24表示外部封装内的封装的灯组件的平面图和侧视图25是引线形成后的封装和组装的灯组件的侧视图26和图27分别是去除引线框架板的多余部分之前的组装和封
装的杯支座引线框架的平面图和侧视图； 图28是灯的侧视图29是具有替代性配置的接点引线的灯的替代性实施例的侧视
图30和图31分别表示具有圆形封装剂的替代性杯组件的平面图 和截面侧视图32 34分别是另一替代性灯组件的透视图、侧视图和平面图35是被分成用于支撑各杯组件的十二个部分并使用代替性接 点构造的又一替代性杯支座引线框架的平面图36是支撑十二个杯组件的又一替代性、未分割的杯支座引线框 架的平面图，该杯支座引线框架具有使得可以单独地对各杯组件进行 控制的接点构造。
具体实施例方式
灯包括图1 3中所示的灯组件100，该灯组件包含安装在导电光 源支座(support) 1406上的九个光源组件1200。各光源组件1200包 含光源，该光源是发光二极管(LED)，当电流通过LED时，其表 面发射光束。各LED优选是需要可达350 400mA的工作电流的具有 相对较大有效面积(例如，0.5~1.5mm2)的类型；但是，也可以使用 面积较小的LED。
各LED被安装在各光源组件1200的凹侧上，因此在图1~3中是 看不到的。在所示的配置中，在支座1406的凸形外表面上安装光源组 件1200，使得其基座部朝向光源支座1406的凹形内侧。结果，由LED
产生的光束指向不同方向，由此在适于许多照明应用的相对较宽的发 射角上提供均匀的照度。
通过执行图4中所示的灯制造方法，制造灯100。灯制造方法是 批量方法，由此以阵列的形式同时制成灯100的许多样品(instance). 该方法从通过使用图5中所示的杯组件方法402形成以下称为杯组件 1200的光源组件1200开始。该方法从形成图6中所示的以下称为杯 602的杯状或碗状接受器602的阵列600开始。用相对较厚(例如， 至少0.3mm)的金属板制造杯阵列600，以提供允许大量热流过杯602 的导电杯。但很显然，也可以用具有良好的导电性、导热性和机械刚 度的任何其它材料制造杯602。可以如说明的那样用适当材料的板以 连续轧制的形式或以离散的长度制造阵列600。
如图7所示，通过使用标准沖压技术使板变形以产生杯凹槽和孔 洞并去除板的部分702,形成各个杯602。杯602通过结合部分704 保持与板连接。如下所述，通过沿路径706切割结合部分704，在下 面的步骤中使杯602与阵列600分离。为了进行说明，图8提供分离 的杯602的平面图和侧视截面图。杯602 —般具有碗状或浅杯状的形 状，该碗状或浅杯状的形状具有由通过斜边806结合的平坦基座802 和外缘804限定的凹座。该杯包含结合部分704的残留部分808和从 外缘804向外突出的接触区域或接头(tab) 801。
在形成杯阵列600后，通过沖压、蚀刻、激光切割或其它形式的 加工，或者，因为接触环902不需要导热，因此，除了形成接触环902 的金属板比杯602中使用的金属板薄以外，使用用于形成杯阵列600 的任意方法，在步骤504中形成接触环或圏902的阵列900。如图10 所示，通过从板中去除部分1002，形成各接触环902，使得接触环通 过环结合部分1004固定在阵列900上。通过用切割工具沿切割路径 1006切割结合部分1004，在后面的步骤中使接触环902从阵列900 分离。切割工具还沿第二切割路径1008从接触环902去除中心部分， 以限定具有中心孔的环形环或圏结构。图11示出切割后的接触环902 的平面图和侧视截面图。接触环902在环902的平面中包含向外突出 的接触区域或接头1102。
各接触环902的外部尺寸与各杯602的外缘804和接头810的相 同。虽然示出的杯外缘804和接触环或圏902 —般具有包含圃环的钥 匙孔状的形状，该圆环具有锐利地限定的向外突出的接触区域810、 1102,但是也可以采用其它形状，但是，优选杯外缘与接触环具有至 少相同的外形，使得可以容易地将它们相互对准。例如，可以设计其 中环状杯外缘和接触环的形状不是圆形，而是例如椭圆形、正方形或 矩形的环的替代性实施例。并且，虽然优选环为闭合环，但也可设想 各环可以是包含较小的间隙的开式环。
在步骤506中，用聚酰亚胺等的电绝缘材料的板形成尺寸(可能 除了厚度)和取向与接触环602相同的环状或圏状绝缘体1302的阵列 (未示出)。作为替代方案，绝缘板可以形成为直径与接触环602的 内径相同的圆孔的阵列。在任一种情况中，如下所述在后面的操作中 从组件微调过量的绝缘。
图12和图13分别是由杯组件方法的后面的步骤508-518制造的 杯组件1200的阵列的一个杯组件1200的平面图和侧视截面图。与图 6~11不同，示出的杯外缘804绝缘体1302和接触环或圏902具有相 同的泪滴状外形作为图6~11中所示的钥匙状形状的替代形状。
用于从杯阵列600、接触环阵列900和绝缘体阵列制造杯组件1200 的步骤如下。在步骤508中，将绝缘体阵列的绝缘体1302永久固定到 杯阵列600的各外缘804上，在步骤510中，将接触环阵列900的接 触环902永久固定到绝缘体阵列的绝缘体1302上。通过使用压敏热固 化型等的标准粘接剂，实现这些固定。结果是，接触环902位于杯602 的外缘804之上，并与其电绝缘。
作为替代方案，可以通过用用适当的液相绝缘体浸透的盘(pad) 擦拭杯的外缘804，或通过直接丝网印刷，形成绝缘体。适当的绝缘 材料包含可在相对较低的温度聚合的未固化的环氧树脂或半固化的热 固化环氧树脂。在这种情况下，可以当它们处于未固化或半固化状态 时将接触环阵列900施加到绝缘体上，使得固化过程将接触环卯2经
由绝缘接合到杯602的外缘804上。
在步骤512中，切割接触环阵列900的结合部分1004,以将接触 环902从阵列900中分离出去。在步骤514中，通过导电性粘接剂， 将LED 1202固定到各杯602的基座802上。各LED 1202包含用于向 LED 1202提供电流的两个端子或接点。在步骤516中，第一极性的一 个或更多个电接点通过第一金导线1204与相应接触环902的接头 1102电连接。第二极性的一个或更多个接点通过第二金导线1206与 相应杯602的内表面连接。通过标准的导线接合方法形成金导线连接 1204、 1206。将这些步骤的结果称为中间杯组件。
作为替代方案，如果LED 1202在其下侧包含接触盘，那么很显 然不需要LED芯片和杯之间的第二接合导线1206,这是因为，在这 种情况下，将LED片(die) 1202固定到杯602上的导电性粘接剂提 供第二极性的电连接。
在步骤518中，将LED 1202和相应的接点导线(contact wire ) 1204、 1206封入光透明介质1208中，以保护LED 1202和接合导线 1204、 1206。如图12所示，封装剂1208在平面图中呈泪滴状，以包 含所有的第一金导线1204。
使用热固化封装剂通过转移成型(transfer moulding)、书成型 (book moulding)或板成型(plate moulding)等的标准成型方法形 成封装1208。用于形成封装剂1208的模型(未示出)包含大小可容 纳杯602、绝缘体1302和接触环902的复合阵列以及固定的LED 1202 和接合导线1204、 1206的模腔的阵列。
在替代性实施例中，如图30和图31所示，接触环3000形成为具 有不是完整圆形、接触环3000的接触区域3002附近的开口的部分被 截去的内开口。结果，当将接触环3000固定到绝缘体1302上时，接 触环3000向杯外缘804的内径内突出，以稍稍伸出杯凹槽。这使得接 合导线3004终止于杯外缘的内径内，这反过来使封装3006在平面图 中具有圆形形状，从而与图12中所示的泪滴状封装1208不同。
在任一种情况下，选择的封装材料应具有较高的热导率、较高的
电阻率、较低的热膨胀系统、较高的可见光透过率、较高的折射率、
较高的对于近uv辐射的耐受性、良好的热稳定性和较低的吸水率。
出于各种原因， 一般不希望使用热固化材料以外的材料的成型方法。 特别地，热塑成型会通过使精密部件受到过大的压力和/或热衡算
(thermal budget)(即，温度/时间组合)导致其失效。为了解决这 种困难，可以替代性地预形成封装剂1208的阵列，并然后将其固定到 各中间杯组件上。由于这样可以通过更宽范围的材料和需要高温和/ 压力的方法制造预形成的模块，因此大大增加了适当封装剂材料的范 围。
然后，在步骤520中，通过沿切割路径706切割杯阵列900的金 属板结合部分704、接触环结合部分1004和任何过量的绝缘体 (insulation )，将得到的杯组件1200的阵列的各杯组件1200从阵列 中分离。然后，在步骤522中，将单个杯组件1200固定到带(tape) 处理系统上。这样就完成了杯组件方法402。
各杯组件1200分别构成易于操作且可以用于除这里所述的灯以 外的各种应用中的可操作光源。由于LED 1202的两个接触区域分别 与杯体602和接触环902电连接，因此，可以通过将电接点应用于杯 体602和接触环902中，很容易地进一步进行向LED 1202供电所需 要的电连接。与形成的与LED 1202的接触区域的电连接不同，这些 接点可以由宏观连接器制成且不需要较高的位置精度。由于通过封装 剂1208保护金接点导线(gold contact wire )1204、 1206和LED 1202， 因此杯组件1200较为牢固。
当电流通过LED 1202时，杯组件1200提供光。这是通过在接触 环24的接头1102上施加适当的第一极性的电能同时向导电杯602施 加第二、相反极性的电能实现的。
杯组件1200提供通过杯602的本体同时导电和导热的有效手段。 出于许多原因，将流过杯组件1200的电流产生的热从LED1200传导 出去是很重要的。例如，LED1202的发光效率随温度增加而降低。并 且，高温还可以导致灯组件部件的失效；例如，通过由于热膨胀率不
同导致的接合导线1204、 1206的断裂或LED芯片1202从杯基座802 的脱离。即使不存在杯组件1200的严重失效，LED 1202也会由于在 过高的温度下工作而导致效率永久劣化。
鉴于此，希望在这样一种支座上安装杯组件1200,即，该支座具 有导热性，以提供将过量的热量传导出去的导热路径，并且，为了简 化与杯组件1200的电连接，还具有导电性。
参照图4，在灯制造方法的步骤404中形成包含非平面支座的灯 引线框架(lead frame)的阵列。图14是灯引线框架1402的一维阵 列1400的一部分的平面图，示出单个灯引线框架1402。通过加工金 属板以如图所示去除二十四个部分1404，或作为替代性引线框架配置 去除等同数量的部分，作为连续条带或作为离散长度的板，制成阵列 1400。作为替代方案，可以用具有良好的导电性和导热性的其它材料 制造阵列1400。
引线框架1402包含中心部分或支座1406,该中心部分或支座由 阵列1400的平面变形得到，使得中心部分1406呈非平面状并象圆丘 那样或作为球壳的一部分弯曲。可以与部分1404的去除(例如，通过 沖击)同时或在分开的步骤中进行这种变形。
在步骤406中，如图15所示，穿过圆丘形中心部分或支座1406 切出两个间隔1500，以将其分成三个支座部分1502、 1504、 1506。各 支座部分1502、 1504、 1506的任一端上的延长的电接点引线1508、 1510、 1512提供与支座部分1502、 1504、 1506电连接的方便手段。 在在后面的步骤中将引线框架1402从阵列1400分开之前，由于存在 将各接点引线1508 1512的尖端固定到包围的板材料上的横向结合部 分1514和纵向结合部分1516,因此接点引线1508没有相互电隔离。 如下所述，横向接点引线1518提供用于与端子1520电接触的手段。
通过使用激光束或其它精密切割方法进行加工，实施两个间隔 1500和九个孔1522的切割。各灯引线框架1402位于配有多轴转位 (indexing)系统的台面上，并且，与转位系统同步操作、移动或旋 转切割工具，以制成与灯引线框架1402的接点引线构造对应的间隔
1500。
在步骤408中，还将三个圆形开口或孔1522切入各支座部分 1502、 1504、 1506中，以用于如图15中的左手边支座部分1502那样 容纳(receive)各杯组件1200。通过使用导电性粘接剂(例如，加入 胶态银粒子的糊剂)、锡焊、焊接或建立良好的电连接和热连接的任 何其它手段，将杯组件1200固定到支座部分1502、 1504、 1506上。
在所说明的实施例中，杯组件1200具有这样的取向，即该取向使 得各杯602被直接固定和电连接到支座部分1502、 1504、 1506上且从 杯组件1200发射的光朝向上方(即，在图15中大致向观察者发射)。 但是，也可以以相反的取向安装杯组件1200，使得接触环902被直接 固定和电连接到支座部分1502、 1504、 1506上，从而，从杯组件1200 发射的光向支座部分1502、 1504、 1506的凹面朝向后面(即，在图 15中大致沿远离观察者的方向发射)。
通过使用导电性固定介质将杯组件1200直接安装到支座部分 1502、 1504、 1506上，在各支座部分和安装在该支座部分上的杯组件 1200的杯602 (或者接触环602，如果如上所述取向相反的话)之间 建立电连接。由此，经由与上面安装相应的杯组件1200的支座部分所 用的接点引线的任意一个的第一电连接，并经由与该杯组件1200的接 触环602的第二电连接，向各LED 1202供给电流。作为替代方案， 可以以相反的取向安装杯组件1200,使得接触环602与支座部分1502、 1504、 1506建立电连接，然后，与杯602建立第二电连接。
如国际专利No. PCT/AU03/00724中所述，可以使用导线接合器 (wire bonder )建立第二电连接，以将较细(直径"25nm )的金导线 接合到杯1200上。但是，虽然这种导线足以承载小面积LED所需要 的相对较小的电流(例如，20~50mA)，但是如果在灯中使用大面积 LED 1202，那么这种大面积LED的每一个所需要的更大的电流(例 如，300~400mA)需要截面面积增加至少8 20倍或直径等同地增加 至少3 5倍的金导线，或需要并联使用的等同数量的金导线，以完成 各连接。但是，每项使用较多的金是很昂贵的。另一方面，铝没有金
昂贵，但作为导体没有金好，使得铝接合导线比承载相同的电流的金
接合导线需要更大的直径。当与大面积LED 1202 —起使用时，具有 足够的电流承载能力的铝导线的直径可能会大到难以实现有效的接 合。多个并联的导线的安装耗时、不方便且成本较高。
在所说明的实施例中，通过具有预定形状的电连接器建立第二电 连接，以建立与安装在弯曲的支座部分1502、 1504、 1506上的杯组件 1200的杯602的电连接。在步骤412中，如图16所示，用金属板形 成电连接器1602、 1604的阵列1600。作为连续条带制造阵列1600。
如图17所示，通过从金属板去除部分1700以形成第一环形内连 接器1702和第二环形连接器1704,形成电连接器1602、 1604。第一 环形连接器1702比第二环形连接器1704小，使得两个连接器1602、 1604的连接器对与阵列1600同心配置，并通过径向朝向连杆1706结 合在一起。因此，以下，将第一环形连接器1702称为内环形连接器 1702，将第二环形连接器1704称为外环形连接器1704。外环形连接 器1704通过周围板材料的各外部结合部分1708在三个固定点与阵列 1600连接。
在步骤414中，通过去除连杆1706并剪断外部结合部分1708， 使环形连接器1602、 1604与阵列中分离，并使其相互分离。如图18 所示，内环形连接器1702在与3点的模拟钟面时间对应的角形位置上 包含一个向内突出的接头1802，在约12、 2、 4和6点的各角形位置 包含四个向外突出的接头1804、 1806。
如图19所示，外环形连接器1704包含
(i) 与约7:30、 9:00和10:30的模拟钟面时间对应的各角形位 置上的第一组三个向内突出的接头l卯2;
(ii) 约1:30、 3:00和4:30的各角形位置上的第二组三个向内 突出的接头1904;
(iii) 12:00和6:00的各角形位置上的向外突出的第一对接头 1906;和
(iv) 1:30和4:30的各角形位置上的向外突出的第二对接头1908。
在步骤415中，如下所迷，使环形连接器1602、 1604的接头 1804-1908 (除向内突出的接头1802以外)向连接器1602、 1604的平 面外变形。在步骤416中，在固定杯组件1200后，在灯引线框架1402 的弯曲支座部分1406之上同心放置环形连接器1602、 1604,且变形 的接头1804-1908如下所述建立电连接。
如图1所示，在步骤410中，在弯曲支座部分1502、 1504、 1506 上安装杯组件1200,使得
(i) 安装在两个最外面的弯曲支座部分1502、 1506上的杯组件 1200的接头810、 1102从弯曲支座引线框架1406沿径向朝向外面；
(ii) 安装在中心弯曲支座部分1504上的杯组件1200的接头 810、 1102沿径向朝向里面；以及
(iii) 中心杯组件的接头810、 1102朝向右手边弯曲支座部分
1506。
将2:00和4:00的角形位置上的内环形连接器1702的向外突出的 接头1804向下变形，使其与内环形连接器1702的平面呈直角，以使 其与右手边外部弯曲支座部分1506接触。以较小的角度(《30°)向下 变形12点和6点上的其它向外突出的接头1806,且这些和未变形的 向内突出的接头1802被定位为使得它们与固定在中心弯曲支座部分 1504上的三个杯组件1200的杯接头810的三维空间中的位置、取向 和位置对应。
现在说明外环形连接器1704的接头1902~1908，将六个向内突出 的接头1902、 1904的每一个向上变形，以形成台阶状，并且它们分别 与安装在两个最外面的弯曲支座部分1502 、 1506上的六个杯组件的朝 向外面的杯接头810连接。
使12:00和6:00的各角形位置上的第一对向外突出的接头1906 向下变形，以与外环形连接器1704的平面形成直角，以与与中心弯曲 支座部分1504连接的接点引线接触。
最后，也使1:30和4:30的各角形位置上的第二对向外突出的接
头1908向下变形，以与外环形连接器1704的平面形成直角，但它们 与端子1520接触。
通过导电性粘接剂、锡焊、焊接或可建立可靠的电连接的其它适 当的手段，使接头1802 1908与它们各自的目标电连接。
为了在灯组件100中完成希望的电连接，在步骤418中，通过使 用激光工具去除间隔部分102，将外环形连接器1704切成两部分，以 形成左手边部分104和右手边部分106。
从以上可以清楚地看出，灯组件100的部件被电连接如下，但应 记住，如图1 3中所示的接点引线结合部分1514将在后面的步骤中被 去除。参照图l，通过横向接点引线1518供给的电流可以向上流过外 环形连接器1704的向下突出的触针(contact pin)1908，经过向内突出 的接头1904到达安装在右手边弯曲支座部分1506上的杯组件1200 的杯602。该电流将流过安装在这些组件1200中的LED，并流出到导 电的右手边弯曲支座部分1506本身。
从那里，电流经由两个接头1804进入内环形连接器1702的右手 边部分106中。然后电流流过内环形连接器1702的该部分106并进入 安装在中心弯曲支座部分1504上的杯组件1200的杯602中。电流再 一次流过安装在这些杯组件1200中的LED，并经过导电弯曲的支座 部分1504本身流出。通过相应的接点引线1510提供到达中心弯曲支 座部分1504的电通路，并且电流流过它们并经由变形的接头1906流 出到外环形连接器1704的左手边部分104中。然后电流流过外环形连 接器1704的该部分104、流入安装在左手边弯曲支座引线框架1502 上的杯组件1200中、流过这些杯组件，流过导电的左手边弯曲支座引 线框架1502，并最终从左手边接点引线1508离开灯组件100。很显然， 电流的方向取决于哪一个LED接点与各杯组件1200的杯602连接。
因此，灯组件100包含配置为三组串联连接的三个并联连接的组 件1200的九个杯组件1200，其一个终端(termination)在端子接点 1518,另一个在左手边弯曲支座部分1502的左手边接点引线1508。 对于并联连接并与弯曲支座部分1502、 1504、 1506中的一个连接的三
个杯组件1200的每一组，可以通过向各接点引线1508、 1510、 1512 供给适当的电位，以独立于另两个组的方式加以控制。
在替代性实施例中，使用如图32~34所示的具有与上述环形连接 器类似的相对较大的截面面积的导线或薄板金属的预切割件3202、 3204作为电连接器，代替上述环形接点。通过使用激光切割工具、冲 压、蚀刻或其它手段预切割为希望的长度，然后变形为希望的形状， 以预定的形状形成这些连接器3202、3204。然后将得到的连接器3202、 3204的每一个定位，使得两端位于用于固定到灯组件的联合位置上。 通过激光点焊或其它适当的手段，进行这种固定。
如图32 34所示，通过安装三个长导体3202,实现供给端子1510 与固定在右手边弯曲支座部分1512上的三个杯组件的连接。这些长导 体3202建立与由图1~3中所示的向外突出的接头1908和向内突出的 接头1904建立的连接等同的连接。类似地，安装六个短导体3204， 以连接固定到左手边弯曲支座部分1508上的杯组件1200与中心弯曲 支座部分1510，该六个短导体3204在电学上分别与接头1902、 1906 和1802、 1804、 1806等同。因此这两个实施例在电学上是相同的。
在制备由图1~3中所示的单个灯组件IOO代表的灯组件100的阵 列后，如图20所示，在步骤420中，将光学封装(optical package) 2000应用到各灯组件100的弯曲支座引线框架1406和杯组件1200上。 图20是穿过光学封装的灯组件的侧视截面图，该图示出灯引线框架 1402的弯曲支座引线框架1406的半径和封装的下侧的球面半径r。为 了清楚起见，省略环形连接器1702、 1704和杯组件1200。以最终的 变形的状态示出接点引线1508、 1510、 1512，以说明它们与光学封装 2000之间的空间关系。光学封装2000在灯引线框架1402之上、之下 和穿过灯引线框架1402被成型，并包含物理性能与在上述杯组件1200 之上成型的光学透明材料类似的光学透明材料，并且，优选由通过相 同或类似的方法形成。
在步骤422中，使各灯组件100及其光学封装2000与阵列分开， 并且，接点引线1508、 1510、 1512通过去除结合部分1514而被分开，
并以与引线框架1402垂直的方式形成。在步骤424中，如图21 27 所示，将各灯组件100的接点引线1508、 1510、 1512夹在外部封装 2100的盖子2102和基座2104之间。外部封装2100由其它方法预形 成，并如图21所示被放置在灯引线框架1402和光学封装组件2000 周围。
回到图20，半径r代表光学封装2000下面的部分球形体积，该 部分球形体积可被用于改善来自各灯的传热路径，以避免灯部件过热。 可以用热导率比光学封装材料的热导率高的材料填充由此形成的空 腔，以提高来自灯的散热效果。例如，可以以与光学封装2000和外部 封装2100的基座2104同时接触的方式放置定形为适于空腔的金属嵌 入物(metallic insert)。在替代性实施例中，外部封装的基座可以包 含与光学封装2000的下侧接触的部分球形部分，以提供有效的传热路 径。
用于制造外部封装2100的材料和方法主要由封装2100需要的物 理性能决定。本质上说，制成外部封装2100的材料可以为陶瓷；氮化 铝(A1N)提供优良的导热性，因此是优选的，但它难以加工。作为 替代方案，可以才艮据热要求，使用二氧化铝(aluminium dioxide) (A1203)或塑性材料。例如，对于各个只使用需要50毫安的LED的 灯，由于要散失相对少量的热，因此只需要一般的散热方法。对于上 述实施例，这可能等于约一瓦的电能，并且塑性成型应提供满意的外 部封装。但是，使用更大的LED芯片，那么要散失的热量可能等于约 十瓦，因此需要具有诸如由陶瓷材料提供的热导率的热导率的传热路 径。
用密封材料2106将外部封装2100的盖子2102和基座2104密封 在一起，以在它们之间牢固地保持灯引线框架1402。密封材料可以为 半固化的环氧树脂，但也可以使用通常使用的保护陶乾封装的其它材 料。
图22提供盖子2102的平面图和侧视图，图23提供基座2104的 平面图和两个侧视图。基座2104在其四个侧壁2304的三个中包含七
个凹槽2302。凹槽2302具有这样的位置和尺寸，即，当将外部封装 2100的盖子2102和基座2104密封在一起时，该位置和尺寸使得可以 恰当地容纳灯引线框架1402的接点引线1508~1512。作为替代方案， 可以在盖子2102而不是在基座2104中设置相应的凹槽，或者同时省 略这种凹槽。但是，不管灯引线框架1402及其接点引线1508-1512 的配置如何，在任何情况下，盖子2102和基座2104都与接点引线 1508-1512紧密接触。
图24和图25提供组装的灯的其它视图，为了清楚起见，仅示出 灯引线框架1402的轮廓而忽略各种细节。图26和图27分别提供施加 到灯引线框架1402上的外部封装2100的平面图和侧视图，示出后者 的细节。图28和图29是灯引线框架和相应的接点引线的替代性配置 的侧视图。
在替代性实施例中，如图35所示，灯引线框架3500包含切成十 二个分开的部分的导电弯曲支座3508，每个部分具有用于容纳相应的 杯组件1200的开口。灯引线框架3500包含与各弯曲支座部分电连接 的十二个接点引线3502和与每个杯组件1200连接的八个共用的接点 引线3504。因此，对于十二个杯组件1200的每一个，可以通过控制 穿过共用的接点引线3504和与该杯组件连接的相应接点引线的任一 个的电流的流动，单独地加以控制。
通过接点支架3510将共用的接点引线3504固定到共享的圓环接 点3506上。也将圆环接点3506固定到各杯组件1200的接触环902 上，由此在共用接点引线3504和各个杯组件1200内的LED芯片1202 上的第一极性的接点之间建立电连接。笫二极性的LED接点盘与杯 602连接，该杯602反过来与其各接点盘3502电接触。
在另一替代性实施例中，如图36所示，灯引线框架3600包含具 有用于容纳各个杯组件1200的十二个开口的导电弯曲支座3602。在 该实施例中，弯曲支座3602没有被分割，作为替代，杯组件接点引线 3604与其分离。杯602与共用的接点引线3606连接，该接点引线3606 还与弯曲支座3602连接。
因此这种配置在第一极性的LED接点盘和共用的接点引线3606 之间建立电连接。通过包含部分3608、 3610、 3612的第一接点引线框 架和包含部分3614、 3616、 3618,在杯组件1200的接触环902和各 接点引线3604之间建立第二各极性的连接。这两个接点引线框架开始 以单个零件的方式形成，其形状和形成使得在各杯组件的相应接触区
域的三维空间中与相对位置匹配。为了为各杯组件1200建立分开的电 路，在固定接点引线框架后，通过用激光切割工具切割接点引线框架， 制成隔开部3620。
如上所述，这里所述的杯组件1200不仅在与这里所述的灯组件一 起使用时是有用的，而且也可被用于各种应用中。例如，可以在金属 芯(core)印刷电路板(MCPCB)中安装杯组件1200。 MCPCB在板 的一侧具有轨道电路，该轨道与金属芯电绝缘并可以通过标准装置与 接触环卯2的接触区域1102电连接以建立第一连接。在MCPCB上 的所有杯602和MCPCB的金属芯之间建立第二电连接。金属芯执行 两种功能不仅提供与杯组件1200电接触的手段，而且用作与其紧密 热接触的LED 1202的散热器。
在不背离这里参照

的本发明的范围的情况下，许多变更 方式对于本领域技术人员是很显然的。
权利要求
1.一种灯的制造方法，该方法包括以下步骤形成具有基本上平整的基座和基本上平整的周边区域的导电接受器；在所述基本上平整的周边区域上形成基本上平整的电绝缘体；在所述基本上平整的电绝缘体上形成基本上平整的导电接点；在所述接受器的所述基座上安装光源；在所述基本上平整的导电接点和所述光源的第一接点之间建立第一电连接，在所述导电接受器和所述光源的第二接点之间建立第二电连接；和封装所述光源和所述电连接器，以提供用于安装在导电支座上的光源组件，其中，所述基本上平整的导电接点的未封装部分向安装在所述接受器中的所述光源提供第一电接点，所述导电接受器向所述光源提供第二电接点。
2. 如权利要求21所述的方法，包括以下步骤在导电支座上安装所述光源组件，由此，所述光源的所述第一接点和所述第二接点中 的一个与所述导电支座电连接。
3. 如权利要求2所述的方法，其中，所述基本上平整的周边区域 和所述基本上平整的导电接点中的一个与所述导电支座建立电连接。
4. 如权利要求3所述的方法，其中，多个光源组件被安装到所述导电支座上并与其电连接。
5. 如权利要求4所述的方法，包括以下步骤 将具有限定非平面表面的预定形状的电连接器固定到所述多个光源组件上，以在所述光源组件的对应位置上建立电连接。
6. 如权利要求l所述的方法，其中，所述形成电绝缘体的步骤包含以下步骤形成所述绝缘体并将所 述形成的绝缘体固定到所述周边区域上。
7. 如权利要求6所述的方法，其中，通过加工电绝缘衬底，形成所述绝缘体。
8. 如权利要求l所述的方法，包括以下步骤在导电支座上安装所述接受器或固定到绝缘体上的导电接点，以 与所述支座建立电连接。
9. 如权利要求l所述的方法，包括以下步骤 在金属芯印刷电路板的开口中安装所述接受器，其中，所述板的金属芯与所述接受器电连接。
10. —种灯的制造方法，该方法包括以下步骤 形成由接受器结合部分互连的导电接受器的阵列，所述接受器的每一个包含基本上平整的基座和基本上平整的周边区域；在所述接受器的所述周边区域上形成基本上平整的电绝缘体的阵列；在所述电绝缘体上形成基本上平整的导电接点的阵列；在所述接受器的阵列的所述基座上安装光源；在各光源的第 一接点和相应的接受器的所述导电接点之间建立第 一电连接，在各光源的第二接点和相应的接受器之间建立第二电连接； 和封装所述光源和所述电连接器，以形成光源组件的阵列，其中， 各接受器的所述基本上平整的导电接点的未封装部分向安装在该接受 器中的所述光源提供第一电接点，所述导电接受器向所述光源提供第 二电接点。
11. 如权利要求10所述的方法，其中， 通过使用导线接合，制成所述第一和第二电连接。
12. 如权利要求10所述的方法，其中，所述封装的步骤包含以下步骤形成封装剂的阵列，并将所述封 装剂的阵列固定到所述多个光源组件上。
13. 如权利要求IO所迷的方法，包括以下步骤 通过去除所述接受器结合部分以使所述光源组件与所述阵列分开，形成多个单个光源组件。
14. 如权利要求13所述的方法，包括以下步骤 可逆地将所述单个光源组件固定到处理用衬底上。
15. 如权利要求14所述的方法，其中， 所述衬底包含带或巻盘处理系统。
16. 如权利要求IO所述的方法，其中，所述形成所述导电接点的阵列的步骤包含形成所述由接点结合部 分互连的导电接点的阵列并将所述阵列的所述接点固定到所述电绝缘 区域上的步骤，并且所述方法包括去除所述接点结合部分以使所述接 点与所述阵列分离。
17. 如权利要求16所述的方法，其中，部分互连的所述电绝缘体的阵列并将所述阵列的所述电绝缘体固定到 所述接受器的各个区域上的步骤，并且所述方法包括去除所述绝缘体 结合部分以使所述绝缘体与所述阵列分开。
18. 如权利要求17所述的方法，包括以下步骤 在非平面支座上安装两个或更多个所述光源组件，以增加由所述两个或更多个光源产生的光的散度。
19. 如权利要求IO所述的方法，包括以下步骤 形成非平面支座的阵列，所述支座的每一个包含用于容纳各光源组件的孔或凹槽。
20. 如权利要求19所述的方法，其中，所述形成非平面支座的阵列的步骤包含形成平面支座的阵列并使 所述平面支座变形以形成所述非平面支座的阵列的步骤。
21. 如权利要求18所述的方法，其中，所述非平面支座具有导电性，并且所述方法包含在所述支座和所 述接受器或固定于各光源组件的所述绝缘体上的所述导电接点之间建 立电连接的步骤。
22. 如权利要求18所述的方法，其中，在所述导电支座上各光源组件的安装建立与所述接受器或固定于 所述光源组件的所述绝缘体上的所述导电接点的电连接。
23. 如权利要求22所述的方法，其中，所述非平面支座被分成至少两个支座部分，以使得可以单独控制 与各支座部分电连接的一个或更多个光源。
24. 如权利要求19所述的方法，其中，所述形成非平面支座的阵列的步骤包含以下步骤形成包含所述 支座和用于向所述支座提供电流的接点引线的支座引线框架的阵列。
25. 如权利要求24所述的方法，其中， 所述非平面支座具有圆丘形形状。
26. 如权利要求18所述的方法，包括以下步骤 在光学透明封装剂内封装所述两个或更多个光源组件和其上安装所述两个或更多个光源组件的所述支座的至少一部分。
27. 如权利要求18所述的方法，包括以下步骤 在与包含所述支座的支座引线框架的接点引线直接接触的导热性良好的电绝缘封装中安装所述支座。
28. 如权利要求27所述的方法，其中，所述接点引线包含于所述封装的盖子部分和基座部分之间。
29. 如权利要求28所述的方法，其中，所述盖子部分和所述基座部分的至少一个包含可以容纳所述接点 引线的凹槽。
30，如权利要求18所述的方法，其中， 所述建立电连接的步骤包含以下步骤形成多个电连接器，每个电连接器具有预定形状，以将各光源组 件的一个或更多个相应部分连接到所述支座上；和将所述电连接器固定到所迷光源组件和所述支座上，以建立所述 电连接。
31.如权利要求30所述的方法，包括以下步骤 在将电连接器的至少一个固定到所述光源组件和所述支座上后， 将所述电连接器的至少一个分成两个或更多个部分。
32. 如权利要求30所述的方法，其中，所述电连接器的每一个包含用于接触所述光源组件和所述支座的 多个突出部和使所述突出部互连的环形部分。
33. 如权利要求32所述的方法，其中，所述环形部分基本上为平面状，并且所述突出部远离所述环形部 分的平面而突出。
34. 如权利要求32所述的方法，其中， 所述环形部分基本上为圆形。
35. 如权利要求30所述的方法，其中，所述形成多个电连接器的步骤包含形成由连接器结合部分互连的 所述电连接器的阵列的步骤，并且所述方法包括去除所述连接器结合 部分以使所述电连接器与所述阵列分离的步骤。
36. 如权利要求35所述的方法，其中，所述电连接器的阵列包含用于在所述支座附近建立电连接的多个 内环形接点、和用于在所述支座的周边区域附近建立电连接的多个外 环形接点。
37. 如权利要求36所述的方法，其中，所述环形接点的每一个包含用于接触所述光源组件和所述支座的 多个突出部和使所迷突出部互连的环形部分。
38. 如权利要求37所述的方法，其中，所述环形部分基本上为平面状，并且所述方法包括以下步骤使 使所述环形接点的一个或更多个突出部远离所述环形部分的平面而变 形，以使所述环形接点与所述光源组件和所述支座的相应部分配对。
39. 如权利要求36所述的方法，其中， 所述环形接点基本上是圆形。
40. 如权利要求l所述的方法，其中， 所述导电接点适于与所述周边区域相配。
41.如权利要求IO所述的方法，其中， 所述导电接点适于与所述周边区域相配。
42. —种由如权利要求1 41中的任一个所述的方法制成的光源组件。
43. —种由如权利要求1 41中的任一个所述的方法制成的灯组件。
44. 一种由如权利要求1 41中的任一个所述的方法制成的灯。
45. —种具有用于执行如权利要求1~44中的任一个的步骤的部件 的灯制造系统。
46. —种光源组件的阵列，该光源组件的阵列包括 用于容纳各光源的导电接受器的阵列，所述接受器由接受器结合部分互连，所述接受器的每一个具有基本上平整的基座和基本上平整 的周边区域；所述导电接受器的所述周边区域上的基本上平整的电绝缘体的阵列；所述电绝缘体上的基本上平整的导电接点的阵列； 安装在所述导电接受器的阵列的所述基座上的光源； 所述导电接点与所述光源的第一接点之间的第一电连接，和所述 导电接受器和所述光源的第二接点之间的第二电连接；和被封装的所述光源和所述电连接，其中，各接受器的所述基本上 平整的导电接点的未封装部分向安装在该接受器中的所述光源提供第 一电接点，并且所述导电接受器向所述光源提供第二电接点。
47. 如权利要求46所述的光源组件的阵列，其中， 选择所述接受器的厚度，以充分传导由所述光源产生的热，以将所述光源保持在希望的工作温度范围。
48. —种光源组件，包括具有基本上平整的基座和基本上平整的周边区域的导电接受器； 在所述基本上平整的周边区域上的基本上平整的电绝缘体； 在所述基本上平整的电绝缘体上的基本上平整的导电接点； 在所述接受器的所述基座上安装的光源；和 在所述基本上平整的导电接点和所述光源的第一接点之间的第一 电连接，在所述导电接受器和所述光源的第二接点之间的第二电连接;其中所述光源和所述电连接器被封装，所述基本上平整的导电接 点的未封装部分向安装在所述接受器中的所述光源提供第一电接点， 所述导电接受器向所述光源提供第二电接点。
全文摘要
一种光源组件，包括具有基本上平整的基座和基本上平整的周边区域的导电接受器；在所述基本上平整的周边区域上的基本上平整的电绝缘体；在所述基本上平整的电绝缘体上的基本上平整的导电接点；在所述接受器的所述基座上安装的光源；和在所述基本上平整的导电接点和所述光源的第一接点之间的第一电连接，在所述导电接受器和所述光源的第二接点之间的第二电连接。所述光源和所述电连接器被封装，所述基本上平整的导电接点的未封装部分向安装在所述接受器中的所述光源提供第一电接点，所述导电接受器向所述光源提供第二电接点。
文档编号F21V19/00GK101098576SQ20071013739
公开日2008年1月2日 申请日期2004年3月5日 优先权日2003年3月12日
发明者柏录·杰格纳森, 约翰·A.·蒙塔格纳特 申请人:莱尼股份有限公司