封装led模块的制作方法

专利名称：封装led模块的制作方法
封装LED模块本发明涉及用于包括集成电路的发光二极管(LED)的封装LED模块，它实现了 LED或者说模块的灵活安装并且提供了相应的防潮保护。本发明还涉及制造封装LED模块的方法、封装LED模块系统以及具有至少两个本发明封装LED模块的LED灯带。从现有技术中公开了 LED模块，其基本上由一个具有至少一个安装于其上的LED的模块构成。LED灯带的若干模块此时最好相互并联。DE202009013278示出了一种具有由多个部分构成的可封闭壳体的封装LED模块，其中该壳体在一端面上具有至少两个从壳体壁外伸出的硬导线，该导线设计用于通过在至少两个基本垂直引入的导线的绝缘中切出开口而达成电接触，在这里，电接触可利用附加的安装适配接头来免除拉伸载荷。US2006/0284199A1示出一种LED模块，具有壳体、可分离地与壳体相连的且封闭该壳体的导热板、与导热板热耦合且具有LED元件的导板以及多个引线接线电缆。DE20200900236也示出一种封装LED模块，它具有由多个部分构成的可封闭壳体，壳体具有用于电接触至少两个模块的接线电缆的、多个侧向的接线导引机构作为张力卸载件。该壳体具有用于接线电缆的侧向缺口，其中，接线导引机构是两个基本平行的空腔，它们通过连通腔相连通。在连通腔与安放有LED模块的中央空腔之间的连通是不存在的。与此相应，连通腔与中央空腔和因而也与LED模块隔离。连通腔以及接线导引机构可以通过一个开口填充有液态的和/或可固化的封装填料。但是，常见的LED灯带模块具有对机械载荷以及对防潮的不强的保护而且柔性差，这限制了其应用可能性。因此，本发明的目的是提供一种封装LED模块，其允许有效保护以免对LED和模块的外界影响，同时获得紧凑稳固的结构，以及可以简单快速地制造。在这里，免受外界影响是指一方面防潮防尘，而且保护LED模块免受机械载荷的影响。该任务将过独立权利要求的特征来完成。从属权利要求通过有利的方式改进本发明的中心构想。在本发明范围内，LED模块是指载体或板，其包括位于其上的至少一个LED芯片和至少一个LED芯片所需的控制电路。此外，所述至少一个LED芯片例如可以COB (Chip OnBoard)安装或者 SMD(Surface-Mounted Device)安装。本发明涉及一种封装LED模块，具有包括位于其上的LED的模块、包括用于该模块的容腔、允许LED的光向外发出的基本透光部分和开口的一体式壳体和浇注封挡机构，它设置或安置在模块和壳体之间，其中，浇注封挡机构如此构成，即，它通过消除在模块和壳体之间的毛细管作用，阻止了经该开口被注入配装有模块的壳体中的封装填料(例如借助双组分注射系统或多组分注射系统)进入在LED和基本透光部分之间的区域。在本发明范围内，LED表示LED芯片。它可以面朝上或面朝下地安置在模块上。另夕卜，LED封装填料可以(与被注入壳体的封装填料不同)设置在模块上，其包围LED芯片。与此相应，LED芯片可以由LED封装填料封装起来。LED封装填料优选由液态塑料构成并且借助投放法被施加到模块上。代替LED封装填料或者除此之外，还可以设有LED的机械防护机构。它可以直接施加在LED模块上。例如设有所谓的球顶，即通过分散(Dispensen)施加的LED封装填料，其包围LED。LED封装填料可以包含变色颗粒和/或散光颗粒。LED模块的LED优选发出波长在420 490nm的光。通过包围LED的LED封装填料所含的变色颗粒，光至少部分转换成波长更高的光。本发明不局限于特定波长的LED。在本发明范围内，任何一种单色LED可以设置在LED模块上。例如也可以将一个发红光的LED设置在LED模块上，其用含有或没有变色颗粒的LED封装填料被包围。另外，用包含不同的变色颗粒的LED封装填料包围的LED可以安置在LED模块上。LED封装填料最好呈球缺形或半球形地被施加到LED芯片上。但也可行的是，变色机构被单独安置在模块的壳体内。与此相应，包含变色机构的LED封装填料可以在空间上与LED芯片分隔开地设置。LED芯片的控制电路优选设置在模块背面。但或者，它也可以设置在与模块的LED芯片相同的表面。它也可以至少部分位于该模块的底座或电路板上。该模块的控制电路此时优选包括晶体管电路或其它电路和用于通讯机构或者说通讯总线的接口。另外，它可具有集成电路，优选是ASIC (专用集成电路)。还可以想到，它具备用于监视LED模块的传感器装置例如像温度传感器、亮度传感器或颜色传感器。根据本发明，LED模块的壳体是一体构成的并具有开口。该封装LED模块最好至少朝向一侧敞开或在一侧敞开地构成，其中不仅可以通过壳体的开口将封装填料注入该壳体，并且可以将LED模块简单置入该壳体。根据本发明如此构成该壳体，可以在将LED模块置入容腔后立即从后面即通过该开口浇注。浇注封挡机构尤其是获得了置入该壳体中的模块和壳体之间的毛细管作用的破坏或消除，从而被浇入的封装填料没有因为毛细管作用进入在LED和基本透光部分之间的区域。因此，还可以实现LED光对外定向射出。该浇注封挡机构的使用以特别简单的方式实现了 LED模块以及可与模块相连的接线电缆在壳体内在不采用附加材料例如像单独的密封件被对外密封并且被注满，而封装填料没有朝前进入LED和基本透光部分之间。也可以放弃附加的分隔壁或将会导致整个构件增大的类似机构。因为封装LED模块可被注满，所以也不需要附加底部件来封闭该壳体，除非是附加盖子或者与壳体一体形成的例如可转动的盖子。因为装有模块的壳体可以紧接在模块置入后被灌注，所以也可以放弃使用旨在固定模块的双面安装胶带。因为封装体不仅包封接线电缆，而且包封接线电缆和LED模块之间的连接，所以通过这种方式也提供了用于接线电缆的可靠的张力卸载。作用于电缆的拉力因此被可靠地传入封装体并进而传入壳体。因此，利用本发明的装置，不仅减少制造步骤和安装步骤，而且降低制造成本，在这里，同时允许有效阻止对LED和LED模块的外界影响，同时获得紧凑而稳固的结构。通过这种方式如此构成LED模块，它将超过60%的驱动电压投入用于发光。例如在以12V使用串联的3个LED时，它们在工作电流下具有大约10 IlV正向电压。因此，通过此布线连接，83 91%的电功率被投入用于发光，由此可以得到最佳发光效率(lm/W)。注入的封装填料(硬化后)有利地构成封装体，它因为有该浇注封挡机构而完全充满该壳体，除了 LED和基本透光部分之间的区域，并且它将该壳体、该模块以及可与模块相连的接线电缆以对外密封方式连接起来。包括模块以及可与模块相连的接线电缆的一体式壳体可以被完全注满，该模块以及相应设置在壳体里的接线电缆部分因此能以对外密封的方式被集成在壳体内而免受环境影响，在这里，该浇注封挡机构还是阻止封装填料填充LED和基本透光部分之间的区域。优选地，该浇注封挡机构是模块和/或壳体的一体式组成部分。浇注封挡机构尤其优选地具有槽，槽在壳体的内表面且围绕基本透光部分地形成。通过这种方式，在LED和壳体的基本透光部分之间的区域未填充有封装填料，因为在壳体和模块之间的毛细管作用通过该槽被破坏或者说被消除，并且封装填料不会进入该区域。经过该开口被注入装有模块的壳体中的封装填料因此整个壳体内铺展开，但没有进入LED和壳体基本透光部分之间区域，因为流入该区域因为该环绕的槽和进而毛细管作用的消除而被破坏。因此利用特别简单的手段并以小的材料成本和劳动成本阻止封装填料进入LED的光发出区域。优选地，该模块平放在具有该槽的壳体侧面上。为此，模块和相应的壳体侧面都优选呈平面状。通过这种方式，还是可以有效阻止封装填料进入LED和基本透光部分之间的所述区域。优选地，该壳体或者说基本透光部分具有多个基本透光的区域。此时，能围绕整个基本透光部分地形成该槽。或者，各基本透光部分分别或分组单独配设有自己独立的浇注封挡机构，其例如呈环槽状地分别围绕一个基本透光部分或相应一组基本透光部分地形成。优选地，该基本透光部分呈直线状布置，或者至少其中一个基本透光部分可以相对于至少另一个所述基本透光部分错开。该壳体优选还具有作为用于模块容腔的定位机构，其如此与模块的定位机构合作，即它在壳体内固定和/或对中该模块。壳体的定位机构为此具有至少一个安装销，其与模块插入方向相反地延伸入该壳体中，并且模块通过作为定位机构的相应的安装孔被插套在安装销上。通过这种方式，模块可简单地在壳体内被对中并且该定位机构同时用作将模块固定在壳体内的固定机构，从而它在封装填料注入前都被可靠且位置固定地安置。为了产生在壳体和模块之间的传力形状配合连接和为了改善并保证模块的位置固定，壳体的定位机构即例如安装销可以与插装的模块敛缝接合。因此可靠避免了设于壳体内的模块脱离其预定位置。作为替代或补充，壳体的定位机构例如上述的安装销可以提供在“模块”与“用于导电接触模块的、至少一个且优选至少两个接线电缆”之间的电连接。对此，该定位机构优选具有导电表面或由导电材料制成。与定位机构接触的模块安装孔区域为此也具有导电连接。为了实现与这个或这些接线电缆的接通，或是安装销在其靠近接线电缆的一端具有绝缘位移触点，或是接线电缆在相应部位被剥去绝缘，从而通过简单的接触导通来产生电连接。该连接最后通过封装体来定位，封装体填充该壳体并且密封连接带有模块和接线电缆的壳体。该壳体优选还具有带有缺口的侧向的接线导引机构，用于导电接触模块的至少一个且优选至少两个接线电缆在该缺口中延伸。该缺口优选具有缩口部，缩口部局部减小缺口的直径。缩口部尤其优选以缺口的密封唇形式来构成，这个或这些接线电缆被压入该密封唇中，用于将所述接线电缆密封固定在接线导引机构中。因此可以省掉附加的密封件。因此，仅该封装体以及也在密封唇的帮助下实现了 LED模块被密封且可靠固定地安装在该壳体里，无需采用附加材料。另外，缩口部用作附加的张力卸载机构，从而作用在所述接线电缆上的拉力能被可靠传递至壳体。模块还可以例如在其背对LED的一侧具有接触元件，用于使模块与接线电缆导电接通。尤其是当安装销未用于模块和接线电缆之间的导电接通。该接触元件为此优选是导电的并且能由金属或金属合金构成。该接触元件优选呈绝缘位移触点、刺透触点、压接触点等已知接触元件的形式。绝缘位移触点一般如此构成，其具有相应的导线被移入其中的缝隙。该缝隙具有这样的尺寸，即当移入时导线绝缘被切割开。因此，可以实现与导线的导电接通。此时该缝隙优选具有这样的宽度，即导体例如金属丝或绞合线没有被切开。因此，可以通过接线电缆的简单插合或插接来建立导电连接或插头接点。尤其优选地，封装填料含有高导热性材料，例如像聚氨酯、硅树脂、环氧树脂等材料。优选该封装填料具有高导热性材料，其中该导热性优选高于0.3W/(m*K)，尤其优选高于
0.5W/(m*K)。这样的封装填料允许在壳体内的LED温度虽然壳体的几何形状尺寸小但仍能保持在预定极限内，由此可以最佳地调节出封装LED模块的使用寿命。因此，尤其是利用上述材料作为封装填料能提供这样的材料，其显示出良好的耐紫外线性能，具有相对高的导热性并且具有用于浇注带有模块的壳体的短作业时间。上述的树脂和其它的封装填料能够例如借助双组分注射系统或多组分注射系统来注入或喷入。本发明还包括一种制造封装LED模块的方法、一种封装LED模块系统以及一种LED灯带，该LED灯带包括至少两个安装在接线电缆且优选是柔性接线电缆上的本发明封装LED模块。以下将结合附图来描述本发明LED模块的实施例。

图1示出了本发明LED模块的第一实施例的分解视图；图2是根据图1的LED模块的壳体的透视仰视图；图3示出根据图1的壳体的俯视图；图4A示出通过图3的线A-A的壳体剖视图；图4B示出通过图3的线B-B的壳体剖视图；图4C示出通过图3的线C-C的壳体剖视图；图5示出根据图1的壳体的仰视图；图6示出通过图5的线D-D的壳体局剖视图；图7示出根据图1的壳体的侧视图；图8示出图7的壳体的局部X的局部视图；和图9示出根据第二实施例的本发明壳体的透视图。图1以分解视图示出本发明的封装LED模块I的第一实施方式。本发明的封装LED模块I包括LED模块2 (以下也称为模块)，在该模块上安置或设置有至少一个LED3。但是可以有任何数量的LED3例如三个LED3。LED3于是最好并联。模块2此外具有晶体管电路或其它开关调节器和用于通讯机构的接口。LED3所在的模块2表面4优选反光构成。为此，可以例如将白色涂料或白漆涂在模块2上。也可行的是，发光层如预制膜被施加到模块2上。模块2优选是平面模块。模块2的电子设备优选只施加在模块2的一个表面上。该电子设备优选在与LED芯片相同的一侧施加到模块2上。LED芯片能够面朝上或面朝下地安放在模块2上。此外，LED芯片可以被半球形或者球缺形的LED封装填料包围，该封装填料中看含有变色颗粒。变色层此时优选以液态形式借助分散过程(Dispensvorgang)被施加到LED芯片上。代替LED封装填料或除此之外，可以在每个LED芯片上设置机械保护结构例如所谓的球顶。球顶优选由透明塑料构成。LED3可以包含任何类型的单色LED芯片，或者含有变色机构或荧光变换LED。尤其是可以在LED模块2上安置变换为蓝色或红色的LED。LED3的变色颗粒此时将LED芯片所发出的光至少部分变换成波长更高的光。通过由LED芯片和由变色颗粒发出的光辐射，优选通过添加色混合产生白色光。封装LED模块I还具有一体式壳体10。优选壳体10在至少一侧完全或至少部分敞开地构成，以允许将模块2简单可靠地置入壳体10容腔中。于是，壳体10是一个敞开的一体式壳体。壳体10优选由塑料借助注塑法来制成。壳体10具有基本透光部分11，其允许LED3对外发出光。根据此实施例，壳体10为此至少在LED3区域内透明地构成。在一个实施方式，整个壳体10可以透明地构成。但最好只是在至少一个LED3上方的区域是透明的，而壳体10的其它区域由通过选择其它材料、通过表面加工(粗糙化等)或涂漆而不透明地构成。因此，在模块2上的电子设备是无法从上方看见的。基本透光部分11优选能以透镜12或塑料透镜的形式构成，尤其如此构成，至少一个LED3的区域隆起超过壳体10的表面轮廓，例如如图4A-4C和图7所示。透光部分11优选与LED3同轴设置。透镜12此时可以具有散射和/或衍射功能。基本透光部分11优选可以具有改变LED3的光线特性的功能。在一个优选实施方式中，透光部分11具有散射作用、反射作用和/或变色作用，其改变LED3的光放射特性。例如，透光部分11为此至少在其外表面和/或内表面上结构化地构成，因此起到漫射作用。模块2还包括定位机构5，其允许模块2在壳体10内的正确定位即对中和固定。定位机构5优选如此与壳体10的作为模块2容腔的定位机构13合作(参见图2)，即它在壳体10内可靠固定和/或对中模块2。因此，阻止模块2在壳体10内移动。在一个优选实施方式中，这些定位机构13被喷注在壳体10上并且插入模块2的缺口或者凹槽中。定位机构13为此包括优选至少一个安装销14 (该安装销与模块2插入方向E相反地伸入或突入壳体10),例如一个芯或轴颈,其在作为模块2的定位机构5的相应安装孔6或者缺口中延伸或插入并且最好保持就位。安装销13此时优选在形状和/或尺寸方面是不同的，因此模块2可以不会混淆地定位在壳体10里。与此相应，安装孔6为此可以呈相应的特殊形状(如矩形或三角形)或尺寸。当定位机构5、13以相互对应的异型件形式构成时，模块2可被限制到壳体10中并且处于正确方位，因此，允许模块2精确正确地就位在壳体10内。因而，避免在将模块2装入壳体10时出错。这些定位机构5、13例如设置在壳体10的完全对置的两侧。在一个优选实施方式中，壳体10的定位机构13在模块2被相应插装上后例如能以机械方式或通过超声波被敛缝接合。通过这种方式，可以可靠建立在壳体10和模块2之间的传力形状配合连接，从而模块2已经在以下还将详述的浇注前安装就位。壳体10还优选具有用于至少一个优选至少两个模块2导电接通用接线电缆20的侧向的接线导引机构15，接线电缆在接线导引机构15中导引延伸。当以下为简明起见以复数形式提到接线电缆20时，则借此可表示单独一条接线电缆，或也表示多条接线电缆；这适用于以单数形式提到接线电缆20的相反情况下。根据本发明，实施例交叉地总是包括一条或多条接线电缆。为了产生在模块2和接线电缆20之间的电连接，模块20优选在其背对LED3的一侧具有接触元件(未示出)，用于使模块与接线电缆20导电接通。但是，接触元件的布置不受本发明的限制。在一个优选实施方式中，接触元件包括绝缘位移触点，从而接线电缆20可以在模块2被装入壳体10之前或之后通过简单插装而与模块2导电接通。绝缘位移触点一般如此构成，它具有相应的导线21被移入其中的缝隙。该缝隙具有这样的尺寸，导线21的绝缘22在移入时被切割开。因此可以实现与导线21的导电接通。此时，该缝隙优选具有这样的宽度，导线21例如金属丝或绞合线未被切割，但实现在绝缘位移触点和导线21之间的夹紧接通，从而接线电缆20可靠保持在接触元件之间。除了绝缘位移触点外，也可以提供其它已知类型的触点，例如像刺透触点(Piercingkontakt)或压接触点(Crimpkontakte)。代替在模块2上的接触元件(例如绝缘位移元件)，也可以借助在壳体10上的接触元件即优选借助壳体10的定位件来获得模块2和接线电缆20之间的电连接。为此，这些定位件13优选呈安装销14状，例如涂覆有导电层或者以由导电材料构成的独立件形式来制成，并且固定在壳体10的相应位置上。于是，可以如此产生与模块2的导电接通，在安装销14和模块2的安装孔6之间的接触区域内例如在安装孔6内设置相应的导电接通区或触点。与接线电缆20的导电接通可以如此产生，或是安装销14例如在其朝向接线电缆20的端面具有接触元件(例如绝缘位移元件等)，接线电缆20可以被插装到其上。或者，接线电缆20也可以在相应部位被剥去绝缘并与安装销14的端面接触，随后封装填料被注入壳体10，以下还将对此详述。如上所述，壳体10具有一个或优选多个接线导引机构15，借此引导接线电缆20从壳体10伸出。尤其参见图5-8，以下将详述接线导引机构15。接线导引机构15优选与壳体10 —体构成,优选在注塑过程中与之注塑在一起。为了容纳和导引接线电缆20，接线导引机构15各自有至少一个接线电缆缺口150，以下也称为缺口。这些缺口 150优选具有缩口部151，其局部缩小缺口 150的直径。突出的部分即缩口部151允许在与壳体10组装在一起时的在接线电缆20和缺口 150之间的夹紧连接。优选至少一个缩口部151设置在每个优选呈半圆形的缺口 150里。但也可以在每个优选呈半圆形的缺口 150内设置多个缩口部151。这些缩口部151形成密封唇152，它们在其接触面处可靠密封电缆。为保证将接线电缆20可靠压入缺口 150中，缩口部151不仅沿缺口 150呈纵缩口部153状延伸，而且沿其半圆形表面轮廓呈轮廓缩口部154形式延伸。通过这种方式，这些接线电缆20可被压入缺口 150的密封唇152中，以便将接线电缆20可靠密封地固定在接线导引机构15上。另外，壳体10具有如此定位的开口 16，它在壳体10与模块2以及与之相连的接线电缆20的组装状态下允许接近壳体10内部。通过开口 16，可以在组装状态中将浇注材料或者说封装填料(例如借助双组分注射系统或多组分注射系统)注入配装有模块20的壳体10。壳体10最好至少在一侧至少部分敞开。根据这些图的实施例(参见例如图2、4A和5)，壳体10具有五个限定壳体10内腔的侧壁，而在一侧是完全敞开的。敞开侧形成开口16，装有模块2和接线电缆20的壳体10可通过该开口从后面被灌注。通过此开口，优选也可将模块2置入壳体10中。但也可想到，设有不同的开口用于置入模块2和注入封装填料和/或开口 16在另一侧和/或只在一个侧壁区域内例如以孔或缝的形式来形成。尤其是，用于注入封装填料的开口 16和或许还有用于将模块2置入壳体10的开口优选在与基本透光部分11对置的壳体10侧设置在壳体10中。通过这种方式，该封装填料可以在如以下还将详述的壳体10浇注时通过所注入的封装填料从后面被压到其安设位置并被可靠压到壳体10上。作为封装填料，可以采用例如液态塑料或环氧材料。尤其优选使用高导热性的材料，其中导热性优选高于0.3W/(m*K)，尤其优选高于0.5W/(m*K)。尤其优选聚氨酯、硅树月旨、环氧树脂或其它已知的其导热性最好高于封装填料的材料。随着封装填料经过开口 16被注入组装的壳体10，所注入的封装填料散布在壳体10里，其因而被充满。被置入壳体10中的模块2和接线电缆20与此相应地被所注入的封装填料包围。通过注入材料的干燥或者说固化，由封装填料产生了封装体30 (见图1)，因而在壳体10、模块2以及模块的接线电缆之间出现与封装体30的形状配合连接。通过这种方式，不仅借助封装体30，也借助密封唇152可靠且密封地保护壳体10内部，免受外界影响例如像潮气。另外，可放弃用于封闭壳体10且用于在壳体10内设置或安装模块2的附加部件。另外，除了接线导引机构15的缺口 150的缩口部151外，由封装填料构成的封装体30本身也作为用于接线电缆20的张力卸载机构，因为它稳固固定地包围接线电缆20。因此，作用于接线电缆20的拉力被更好地传递给壳体10以及封装体30，这提高了 LED模块2和整个封装LED模块I的机械耐受能力。注入材料的干燥或固化因此允许唯一的一体式敞开壳体10的密封。因为由此可靠封闭了所有的开口，所以封装LED模块I的壳体10被保护而免受外径影响如灰尘、脏东西和潮气。因此，通过按照本发明构成该壳体10，获得根据标准IP67的防尘防潮保护。另外，可放弃附加地或一体且活动地与壳体形成的构件，例如像用于封闭壳体的盖子。通过接线电缆20的张力卸载，还允许多个本发明LED模块结实耐用地链结成一条LED灯带。根据本发明，封装LED模块I具有浇注封挡机构17，其设置或者说安置在模块2和壳体10之间。此时,烧注封挡机构17可以是模块2和/或壳体10的一体组成部分。尤其如图2和图5的优选实施方式所示，壳体10具有浇注封挡机构17。但根据另一个实施方式也可行的是，浇注封挡机构17设置在模块2上的相应位置上或者也与壳体10和/或模块2分开地设置它们之间。根据又一个实施方式，可以分别在壳体10和模块2上设置浇注封挡机构17，在这里，浇注封挡机构可以相互对应，或者在空间上彼此分隔开。还可以想到的是，多于一个的浇注封挡机构17设置在壳体10或模块2上。如此构成浇注封挡机构17，即，它破坏了模块2和壳体10之间的毛细管作用。为此，浇注封挡机构17优选具有槽18，该槽优选在壳体10的内表面并围绕基本透光部分11来形成。此时，浇注封挡机构17尤其形成环绕的槽18。如果设有多于一个的浇注封挡机构17，则每个浇注封挡机构围绕基本透光部分11以及围绕其它浇注封挡机构17来形成，优选相互同心布置。这个或这些浇注封挡机构17优选同轴环绕基本透光部分11以及或许也彼此环绕布置，其中对称轴线优选位于基本透光部分11的中心或壳体10的中心。通过浇注封挡机构17实现了，当经开口 16注入封装填料时，在此区域内破坏模块2和壳体10之间的毛细管作用且封装填料因而未流展到LED3和基本透光部分11之间的区域19。区域19此时对应于LED模块I的光发出区域。为此，模块2有利地平放在壳体10的内表面上。因而，除了 LED3和基本透光部分11之间的区域19外，壳体10内部被完全充满，在这里，封装填料也未进入上述区域19。通过这种方式，可以放弃附加的分隔壁和由此引起的壳体10增大，从而封装LED模块I总体上可以小巧构成。另外，壳体10可以紧接在模块2装入后马上从后面被灌注。将槽18用于模块2以及将密封唇152用于接线电缆20因此有以下优点，无需使用其它材料就能完全充满壳体，其中可靠避免了进入该区域19。因为模块2可被完全充满，所以也可放弃附加的用于模块2用双面安装胶带安装的底部件。如果开口 16设置用于在与基本透光部分11对置的壳体10侧将封装填料灌入壳体10，则模块2尤其是在其以及相应壳体侧面是平面构成时可以在注入封装填料时在模块2插入方向E上受压并因此被压到壳体10上。模块2被压到壳体10的设有基本透光部分11和浇注封挡机构17的侧面上。因此，由于模块2被压到上述的壳体10侧面上，所以，除了浇注封挡机构17起到破坏在模块2和壳体10之间的毛细管作用的作用外，还抑制或者说阻挠了封装填料进入LED3和基本透光部分11之间的区域。另外，可以放弃在浇注之前将模块附加固定在壳体10上，从而壳体10紧接在模块2连同接线电缆20装入后从后面可靠且快速简单地被灌注。如果作为封装填料优选采用聚氨酯，则该封装LED模块I可以总体上非常小巧地构成，因为聚氨酯具有很高的导热性，这实现了 LED3或模块2的良好散热，结果，可以选择非常小的壳体10几何形状尺寸，而还是能保持对于模块2可靠的温度范围。聚氨酯还具有良好的耐UV射线性能并且还允许在浇注过程中的相对短的作业时间。由封装填料构成的封装体30因而以对外密封且位置固定的方式连接壳体10、模块2和与模块2相连的接线电缆20，由此，无需附加构件就能以特别简单的方式提供一种结构紧凑且稳定的、可靠免受外界影响的密封保护型封装LED模块I。在图1中示出了封装体
30。在此能清楚看到，封装体30是包括置入的模块2和接线电缆20的壳体10的内部空腔的“映像”。例如可以看到包围接线电缆20区域31和该安装销所经过的区域32。也能看至IJ，在对应于区域19的一个区域33内没有封装填料。这归结于浇注封挡机构17，它通过抑制在模块2和壳体10之间的毛细管作用阻止封装填料进入，从而在LED3和基本透光部分11之间的区域19内没有封装填料。如图2和4A所示，壳体10具有结构化表面。根据这些图，它例如借助连条50或者凹槽51来获得。这种结构化可以如此构成，即，封装体30在变硬之后或是不可分离地与壳体10连接，例如通过在壳体10内开设侧凹口。另一方面可想到的是，封装体30因为该结构化和随之而来的表面增大而一方面被可靠保持在壳体10内，因为该结构化设计构造例如借助斜面，封装体30还能比较简单地又与壳体分离。尤其如图1、图3和图5所示，壳体10还优选具有固定止挡40，其有利地借助注塑方法被喷注到壳体10上。固定止挡40具有中央孔41，该中央孔允许壳体10借助螺钉被固定在外表面上。固定止挡尤其优选对应于接线导引机构15，由此，壳体10还是能结构紧凑地构成。在此情况下，孔41优选在缺口 150之间延伸穿过接线导引机构15，但至少按照这样的方式，即它没有与缺口 150相交。图9示出本发明封装LED模块、确切说是本发明壳体100的另一个实施方式。根据第二实施例的本发明封装LED模块此时包括根据第一实施例的所有特征，因此为避免重复参见以上描述的全部内容。相同的附图标记此时对应于相同的特征。以下，应描述与第一实施例的主要不同之处。如上所述，在一个LED模块上可以设置或安置任何数量的LED。现在，图9示出一个实施例本发明封装LED模块的开放的一体式壳体100的一个实施例，其设计用于具有三个LED的LED模块。但本发明如上所述不局限于该数量。壳体100或者壳体100的基本透光部分11具有其数量也对应于预定LED数量的基本透光部分I la、I lb、11c，它们尤其优选能呈透镜12a、12b、12c或者说塑料透镜的形式，尤其是如此构成，即，各LED的部分隆起超出壳体100的表面轮廓。各透光部分lla、lib、Ilc优选与相应的LED同轴布置。根据一个实施方式，这些基本透光部分lla、llb、llc可以直线排列，优选沿在接线导引机构15中导引的接线电缆20设置。但也如从图9的实施例中得到的那样，在有多个基本透光部分lla、llb、llc时，也可以使其中的至少一个相对于另一个侧向错开布置。如何形成错开(方向、尺寸等)此时是任意的。根据图9，例如两个光斑或基本透光部分lla、I Ib相对于第三光斑或基本透光部分Ilc错开布置，从而这三个基本透光部分I la、I lb、I Ic呈三角形形成在壳体100上。但本发明既不局限于基本透光部分lla、llb、llc的数量，也不局限于其大小或相互排列。另外例如可以想到，每个基本透光部分lla、llb、llc对应于一个不同颜色的LED和/或这些基本透光部分lla、llb、llc就散射作用、反射器作用和/或变色作用而言具有不同功能，其相应改变对应的LED的光发出特性。还可以想到，给基本透光部分lla、lib、Ilc分配相同颜色或不同颜色的多个LED。这同样适用于第一实施例。如图9所不,壳体100具有用于破坏在模块和壳体100之间的毛细管作用的烧注封挡机构17，其优选具有槽18，该槽还优选在壳体100的内表面且围绕整个基本透光部分lla、llb、llc形成。因此，没有在LED和基本透光部分lla、llb、llc之间的光发出区域内铺展开。在所示实施例的改进放方案中也能想到，各基本透光部分lla、llb、llc分别或者分组各自具有自己独立的浇注封挡机构17，其例如呈环行的槽18状地按照上述方式分别包围一个或相应一组基本透光部分lla、lib、11c。同样，根据图9的实施例的壳体100也具有定位机构13，其按照上述的方式与该模块的相应的定位机构合作。这些定位机构13能够如图所示呈安装销14状，而模块的定位机构能够以安装孔或开孔形式来设置。所示的例子中设有三个安装销14，它们相对于基本透光部分lla、llb、llc呈镜反像地按照三角形布置，因而优选设置在没有基本透光部分lla、llb、llc的区域内。但是，定位机构5、13或者说安装孔6和安装销14的数量和位置不受本发明限制，因此可以根据壳体或者说封装LED模块的尺寸和形状来任意设定。根据本发明，优选可以如此形成LED灯带，能在接线电缆20上的任意位置简单设置并安装根据本发明的封装LED模块I。在封装LED模块I之间的接线电缆20是连续的导线，其在触点位置或是被剥去绝缘，或是绝缘位移触点导通，不用断开连续电缆。此解决方案实现了连续地结成链并且在LED灯带也采用可预先计划的且可任意变化的模块间距。通过使用柔性接线电缆20，与刚性导线相比，可以扩大应用范围。因此，在接线电缆20上出现了本发明LED模块I的数量无穷的可能间距(等间距，不等间距，重复的)，其可通过封装体浇注来简单产生。因为可以采用连续电缆而可以实现任意的链长，其还在柔性接线电缆情况下也能呈任何一种形状。以下将描述制造封装LED模块I的方法。在第一步骤中，具有至少安置在其上的LED3的模块2被置入优选至少在一侧敞开的一体式壳体10、100的容腔中。壳体10、100此时具有基本透光部分11、I la、I Ib、I Ic和开口 16。模块2可以或通过开口 16或者通过一个单独的开口被置入壳体10、100或其容腔。壳体10、100的容腔此时可以如上所述由模块2和壳体10、100的相应定位机构5、13构成，其中例如壳体10、100的定位机构13能呈安装销14状形成，其被插入模块2的安装孔6中用于在壳体10、100内固定和/或对中模块2。通过定位机构5、13的异型构造，可以保证模块2的正确定向。另外，可以在壳体10、100内设置多个异型件，它们也保证模块2在壳体10、100内的准确就位和无位移安装。为了将模块2可靠固定在壳体10、100内，壳体10、100的安装销14能在模块2被置入壳体10、100后被敛缝接合，以在壳体10、100和模块2之间形成传力形状配合连接。在另一步骤中，这些接线电缆20 (此时可以是一根或多根接线电缆)与模块2相连。为此，模块2优选可以在其背对LED3的侧面(或者任何其它期望的侧面)具有接触元件例如绝缘位移触点，接线电缆20内被简单地插入其中并因而建立电连接。或者，这些安装销14也能被设计用于按照上述方式的模块2和接线电缆20之间的电连接。也可以想到，多个安装销14被插入安装孔6内，其中一部分安装销14在模块2置入后被敛缝接合，而另一部分安装销14具有接通元件，用于建立模块2和接线电缆20之间的导电接触。另外，这些接线电缆20可以被置入壳体10、100的侧向的接线导引机构15的多个缺口 150中，在这里，缺口 150具有例如呈密封唇状的缩口部151，接线电缆20在封装填料注入前可被压入该缩口部中。通过这种方式，这些接线电缆20能以密封方式被固定在壳体10、100上，在这里，这些缩口部151还形成用于接线电缆20的张力卸载机构。另外，这些接线电缆20也可以相对模块2的接触元件或者安装销4被定位。在另一步骤中，随后经过壳体10、100的开口 16将封装填料引入配装有模块2的壳体10、100。为此，封装填料优选通过开口利用注射系统被注入。注射系统优选是双组分注射系统或多组分注射系统，其中要混合的封装填料组分或是在注入前被混合并随后通过唯一喷嘴被注入，或是通过两个或更多的喷嘴被注入，在这里，两股射流汇合并且优选在到达目标即在壳体10、100之前或者在其确定位置处混合。但本发明不局限于所述的封装填料注入系统。相反，本发明涵盖所有已知的封装填料注入方法。开口 16此时可以是与用以将模块2置入壳体10、100的开口相同的。开口 16可以由壳体10、100的完全或部分敞开的侧面构成。因为壳体10、100还配设有上述在模块2和壳体10、100之间的浇注封挡机构17，所以包括模块2和接线电缆20的整个壳体10、100被内部完全充满或者说注满，但除了在LED3和基本透光部分ll、lla、llb、llc之间的区域
19。优选呈在壳体10、100的内表面且围绕基本透光部分ll、lla、llb、llc来形成的槽18状的浇注封挡机构17为此在相应的地点破坏壳体10、100和模块2之间的毛细管作用，从而封装填料充满整个壳体10、100，但除了 LED3和基本透光部分ll、lla、llb、llc之间的上述区域19。由此保证该封装填料没有进入LED3和基本透光部分11、lla、lib、Ilc之间，结果，保证了在壳体10、100的结构非常简单紧凑的同时LED不受阻碍地对外发光。模块2最好平放在壳体10、100的浇注封挡机构17所处的内表面上。因而，封装填料的进入变得更困难了。任何情况下，能以非常简单的方式紧接在模块2被置入壳体10、100后来注满壳体
10、100，不用特别固定该模块2，在此，还是没有封装填料进入该区域19。所注入的封装填料形成封装体30，该封装体可靠且对外密封地包围并连接壳体10、100、模块2和接线电缆
20。封装体30此时还用作接线电缆20的另一张力卸载机构。本发明不局限于以上的实施例。在该实施例中描述的特征和特性的每种组合是可以任意组合的。
权利要求
1.一种封装LED模块，其具有: -模块(2)，具有至少一个设于其上的LED (3)； -一体式壳体(10，100)，所述壳体具有用于所述模块(2)的容腔、开口(16)和允许该LED(3)的光向外发出的基本透光部分(11，11a, Ilb, He);和 -浇注封挡机构(17)，它设置在该模块(2)和该壳体(10，100)之间， 其中，该浇注封挡机构(17)如此构成，即，通过消除在该模块(2)和该壳体(10，100)之间的毛细管作用，该浇注封挡机构阻止了经由该开口(16)注入到配装有所述模块(2)的壳体(10，100)中的封装填料进入到在该LED(3)与该基本透光部分(11，11a, Ilb, He)之间的区域(19)中。
2.根据权利要求1所述的封装LED模块，其中， 被注入的封装填料构成了封装体(30)， 因为有该浇注封挡机构(17)，所以除了在该LED(3)与该基本透光部分(11，11a, Ilb, He)之间的区域(19)之外，该封装体完全充满该壳体(10，100)，并且 该封装体按照对外密封的方式连接该壳体(10，100)、该模块(2)以及能够与该模块(2)相连的接线电缆(20)。
3.根据前述权利要求之一所述的封装LED模块，其中，该模块(2)能够经过该开口(16)被置入该壳体(10，100)中。
4.根据前述权利要求之一所述的封装LED模块，其中，该浇注封挡机构(17)是该模块(2)和/或该壳体(10)的一体组成部分。
5.根据前述权利要求之一所述的封装LED模块，其中，该浇注封挡机构(17)具有槽(18)，该槽形成在该壳体(10，100)的内表面上且围绕该基本透光部分(11，11a, Ilb, He),以便破坏在该壳体(10，100)与该模块(2)之间的毛细管作用。
6.根据前述权利要求之一所述的封装LED模块，其中，该基本透光部分(11)具有多个基本透光部分(lla, Ilb, He)。
7.根据权利要求5和6所述的封装LED模块，其中，该槽(18)围绕全部的所述多个基本透光部分(lla, Ilb, He)来形成。
8.根据权利要求6所述的封装LED模块，其中，各个基本透光部分(11a，lib,lie)分别或分组地配设有自己的独立的浇注封挡机构(17)，该浇注封挡机构例如呈环槽(18)状地分别围绕一个或者相应一组基本透光部分(lla, Ilb, He)来形成。
9.根据权利要求6至8之一所述的封装LED模块，其中，这些基本透光部分(lla, Ilb, He)直线排列设置，或者至少其中一个所述基本透光部分(11a，lib)相对于至少其中另一个所述基本透光部分(He)错开设置。
10.根据权利要求3至9之一所述的封装LED模块，其中，该模块(2)平放在该壳体(10，100)的具有该槽(18)的侧面上。
11.根据前述权利要求之一所述的封装LED模块，其中，该壳体(10，100)还具有作为用于该模块(2)的容腔的定位机构(13)，所述定位机构如此与该模块(2)的定位机构(5)合作，使得它们在所述壳体(10，100)内固定和/或对中该模块(2)。
12.根据权利要求11所述的封装LED模块，其中，该壳体(10，100)的定位机构(13)具有至少一个安装销(14)，所述安装销与该模块(2)的插入方向(E)相反地伸入该壳体(10，100)，并且该模块(2)通过作为定位机构(5)的相应的安装孔(6)插装在该安装销(14)上以便固定和/或对中。
13.根据权利要求12所述的封装LED模块，其中，该定位销(14)与插装上的模块(2)被敛缝接合，以在该壳体(10，100)和该模块(2)之间产生传力及形状配合的连接。
14.根据权利要求12或13所述的封装LED模块，其中，该定位销(14)提供了在该模块(2)与至少一个用于电接触该模块(2)的接线电缆(20)之间的电连接。
15.根据前述权利要求之一所述的封装LED模块，其中，该壳体(10，100)还具有各有至少一个缺口(150)的侧向的接线引导机构(15)，在该缺口中穿引至少一个用于电接触该模块⑵的接线电缆(20)。
16.根据权利要求15所述的封装LED模块，其中，该缺口(150)具有缩口部(151)，该缩口部局部缩小该缺口(150)的直径。
17.根据权利要求16所述的封装LED模块，其中，该缩口部(151)构成为该缺口(150)的密封唇(152)，该接线电缆(20)被压入该密封唇中，以将该接线电缆(20)密封地固定在该接线导引机构(15)中。
18.根据前述权利要求之一所述的封装LED模块，其中，该模块(2)或该壳体(10，100)具有用于使该模块(2)与该接线电缆(20)导电接通的接触元件。
19.根据权利要求18所述的封装LED模块，其中，该接触元件是绝缘位移触点、刺透触点或者压接触点。
20.根据前述权利要求之 一所述的封装LED模块，其中，该封装填料含有高导热性材料，例如像聚氨酯、硅树脂或环氧树脂。
21.根据前述权利要求之一所述的封装LED模块，其中，该封装填料含有高导热性材料，该导热性优选高于0.3ff/ (m*K)，更优选高于0.5ff/ (m*K)。
22.—种制造封装LED模块的方法，其具有以下步骤: -将其上设有至少一个LED (3)的模块(2)置入一体式壳体(10，100)的容腔中，该壳体具有开口(16)和允许该LED(3)的光对外发出的基本透光部分(11，11a，11b，11c)， -将该模块⑵与接线电缆(20)导电接通， -经过该开口(16)将封装填料注入配装有该模块(2)的该壳体(10，100)中，其中，通过消除在该模块(2)和该壳体(10，100)之间的毛细管作用，设置在该模块(2)与该壳体(10，100)之间的浇注封挡机构(17)阻止了该封装填料进入到在该LED(3)与所述基本透光部分(11，lla, Ilb, He)之间的区域(19)中。
23.根据权利要求22所述的方法，其中， 所注入的封装填料形成了封装体(30)， 因为有该浇注封挡机构(17)，所以除了在该LED(3)与该基本透光部分(11，lla, Ilb, He)之间的区域(19)之外，该封装体完全充满该壳体(10，100)，并且 该封装体按照对外密封的方式连接该壳体(10，100)、该模块(2)以及该接线电缆(20)。
24.根据权利要求22或23所述的方法，其中，该模块(2)是经由该壳体(10，100)的该开口(16)被置入该壳体(10，100)中的。
25.根据权利要求22至24之一所述的方法，其中，该浇注封挡机构(17)具有槽(18)，该槽形成在该壳体(10，100)的内表面上且围绕该基本透光部分(11，lla, lib, 11c)，其中，该槽(18)在封装填料注入时破坏了在该壳体(10，100)与该模块(2)之间的毛细管作用。
26.根据权利要求22至25之一所述的方法，其中，该壳体(10，100)具有作为定位机构(13)的至少一个安装销(14)，所述安装销与该模块⑵的插入方向(E)相反地伸入该壳体(10，100)中，并且 其中，该模块(2)通过作为定位机构(5)的相应的安装孔(6)插装在该安装销(14)上，以便在该壳体(10，100)内固定和/或对中该模块(2)。
27.根据权利要求26所述的方法，其中，该定位销(14)在该模块(2)插装后被敛缝接合，以便在该壳体(10，100)与该模块(2)之间建立传力及形状配合的连接。
28.根据权利要求22至27之一所述的方法，其中，该壳体(10，100)还具有各有至少一个缺口(150)的多个侧向的接线导引机构(15)，在该缺口中穿引至少一个用于导电接触该模块⑵的接线电缆(20)， 其中，该缺口(150)具有缩口部(151)，该缩口部局部缩小该缺口(150)的直径， 其中，在封装填料注入前，该接线电缆(20)被压入该缺口(150)的呈密封唇(12)状的缩口部(151)中，以将该接线电缆(20)密封地固定在该接线导引机构(15)中。
29.根据权利要求22至28之一所述的方法，其中，该模块(2)在其背对该LED(3)的一侧具有绝缘位移触点，通过该绝缘位移触点使该模块(2)与一个或多个接线电缆(20)电连接。
30.根据权利要求22至29之一所述的方法，其中，该封装填料是借助双组分注射系统或多组分注射系统被注入或喷射进入的。
31.一种封装LED系统，其具有: -模块(2)，其具有至少一个设于其上的LED(3);和 -一体式壳体(10，100)，该壳体具有用于该模块(2)的容腔、开口(16)和允许该LED(3)的光对外发出的基本透光部分(11，lla, Ilb, He)； -浇注封挡机构(17)，其设置在该模块(2)和该壳体(10，100)之间；和 -接线电缆(20)，其与该模块(2)导电接触， 其中，该浇注封挡机构(17)如此构成，即，通过消除在该模块(2)与该壳体(10，100)之间的毛细管作用，该浇注封挡机构阻止了经由该开口(16)注入到配装有所述模块(2)的壳体(10，100)中的封装填料进入到在该LED(3)与该基本透光部分(11，lla, Ilb, He)之间的区域(19)中。
32.—种LED灯带，其具有至少两个根据权利要求1至21所述的封装LED模块(1)，其中，所述封装LED模块(I)安装在接线电缆(20)的任一位置上。
33.根据权利要求32所述的LED灯带， 其中，所述接线电缆(20)是柔性构成的。
全文摘要
本发明涉及一种封装LED模块(1)，具有模块(2)，具有至少一个设于其上的LED(3)；一体式壳体(10,100)，具有用于模块(2)的容腔、允许该LED(3)的光向外发出的基本透光部分(11,11a,11b,11c)和开口(16)以及浇注封挡机构(17)。该壳体(10,100)如此构成，即，封装填料经由开口(16)注入到配装有所述模块(2)的壳体(10,100)中。所注入的封装填料构成了封装体(30)，因为有该浇注封挡机构(17)，所以除了在该LED(3)与该基本透光部分(11,11a,11b,11c)之间的区域之外，该封装体完全充满该壳体(10,100)；并且该封装体按照对外密封的方式连接该壳体(10,100)、该模块(2)以及能够与该模块(2)相连的接线电缆(20)。
文档编号F21V27/02GK103154599SQ201180049750
公开日2013年6月12日 申请日期2011年8月17日 优先权日2010年8月20日
发明者彼得·帕克勒, J·多波斯, R·佩恩斯皮 申请人:赤多尼科詹纳斯多夫有限公司, 赤多尼科两合股份有限公司