具有集成热沉的led照明设备的制作方法
【专利摘要】本发明涉及具有集成热沉（2）的LED（L）照明设备（D），包括：PCB（印刷电路板）或MCPCB（金属芯印刷电路板）型的印刷电路（C），配置用于电力地或机械地支撑LED（L）矩阵，形成所述设备（D）的照明源；热沉（2），可以将其与所述印刷电路（C）在结构上相关联，包括多个散热片（3，8，13，14），其特征在于，配置所述散热片（3，8，13，14）将其与所述LED（L）直接接触放置，并且将每个单个散热片（3，8，13，14）配置用于只散除附着其上的特定LED（L）产生的热量。热沉（2）包括具有圆柱形状的散热片（3），其具有薄片结构，或具有正方形基座（13）或矩形基座（14）的棱柱形状，或者具有其他规则的形状，提供有端子（4），配置用于允许附着LED（L），并且该端子（4）由高导热金属或复合合金制成。
【专利说明】具有集成热沉的LED照明设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及照明技术。
[0002]更具体地，本发明涉及LED照明设备，其包括与所述设备在结构上相关联的热沉(heatsink)。
【背景技术】
[0003]众所周知，与最优的光学性能和颜色性能以及极其低的功率消耗相比，高功率LED照明设备的负面特性在于形成照明源的单个LED产生的高温。
[0004]此外可知，为了避免过热以及随后对所述LED的不可逆的损坏，一定要通过合适的热沉补助上面提到的照明设备，以确保正确地冷却所述组件。
[0005]适合执行所述功能的热沉，其工作基于通过传导来吸收LED产生的热量，以及基于进一步将所述热量向多个不同形式和大小的散热片传递，在一个或多个通风设备的帮助下，所述散热片确保将热量散到周围的空气中。
[0006]此外，所述热沉一般是从照明设备分离出来的自主组件，并且通常通过合适的导热粘合剂的方式，将其附着(applied)到印刷电路板的背面，该印刷电路板电力地和机械地支撑形成其照明源的LED。
[0007]同样为人所知的是，也采用MCPCB型(金属核心印刷电路板)的印刷电路板，而不是更普通和廉价的印刷电路板PCB来实现上述提到的照明设备。
[0008]这种类型的印刷电路板由位于金属基座上的绝缘层组成，该金属基座作为形成该设备的组件的支座，并且作为相对电连接的支座，并且具有利于散除所述组件产生的热量的功能。
[0009]此外，多个微穿孔的实现是已知的，所述微穿孔与位于所述印刷电路板PCB上的单个LED的定位相对应,穿过相同的结构。
[0010]所述微穿孔用铜做内衬，用于实现所述单个LED和关联到同样作为支座的该印刷电路的热沉之间的直接接触，此外，所述微穿孔可以包含合适的导热物质，该物质进一步利于上面提到的组件之间的热量交换。
[0011]在以上所述的基础上，通常本领域公知的LED照明设备具有以下缺陷:
[0012]-承载该LED的印刷电路板必须放置在LED和相对的热沉之间，因此形成阻止热量通过的元件，并且能够阻碍所述组件之间的热量交换；
[0013]-该热传导粘合剂通常放置在所述印刷电路板和所述热沉之间，以便确定相互耦合(reciprocal coupling),并且也形成进一步阻碍LED和提到的热沉之间的热量交换的电阻元件；
[0014]-该热沉具有适合利于将来自单个源的热量散除的结构形状，该热沉均匀分布在所述印刷电路板的整个表面上，同时所述LED放置为与相应的在所述印刷电路板上的定位点高度集中的同样的结构形状，而不是会形成大量热源的离散型；
[0015]-生产方法需要对印刷电路板进一步处理，并且引起整个照明设备的最终成本的比例增加。
【发明内容】
[0016]本发明的目的在于克服上面列出的缺陷。
[0017]本发明的目的在于实现包括集成热沉的LED照明设备，该集成热沉配置用于预防对形成所述设备的光源的单个LED的过分加热和随后的损坏。
[0018]通过具有集成热沉的LED照明设备达到提出的目的，包括:
[0019]-PCB (印刷电路板)或MCPCB (金属芯印刷电路板)型的印刷电路，配置用于电力地以及机械地支撑LED矩阵，形成所述设备的照明源；
[0020]-热沉，配置用于与所述印刷电路在结构上相关联，包括多个散热片，
[0021]其特征在于，将所述散热片配置放置与所述LED直接接触，并且配置每个单个散热片只散除由附着其上的特定LED产生的热量。
[0022]从属权利要求限定了本发明的进一步的特征。
[0023]本发明具有以下多个优点:
[0024]-由于该热沉，其散热片被放置为与形成该设备的照明源的单个LED直接接触，其消除由承载所述LED的印刷电路表征(represented)的热阻抗(thermal resistance),通常所述LED放置在印刷电路和该相对热沉之间。
[0025]-由于该热沉，将其散热片放置与形成该设备的照明源的单个LED直接接触，其消除通常呈现在该印刷电路和该相对热沉之间的接触热阻抗；
[0026]-由于该热沉与所述印刷电路在结构上相关联，其消除由导热粘合剂表征的热阻抗，通常将该导热粘合剂置于所述热沉和所述印刷电路之间以确定该相互耦合；
[0027]-通过消除上面提到的热阻抗，其利于该单个LED和该相对热沉之间的热交换，因此产生其中整个热效率的有利增长；
[0028]-其包括热沉，提供优化用于管理多个离散热源的结构形状；
[0029]-通过利用PCB或MCPCB型的印刷电路板，使整个照明设备的最终成本降低，该PCB或MCPCB型的印刷电路板不需要进一步的处理步骤。
【专利附图】
【附图说明】
[0030]根据本发明，在示出优选实施例的附图的帮助下，将在下文详细描述该设备的进一步特征和优点，优选实施例通过象征的和非限制示例形成，其中:
[0031]-图1示出了根据本发明的具有集成热沉的LED照明设备的分解轴测图；
[0032]-图2示出了将所述照明设备和将所述照明设备耦合到该相对热沉的系统的结构形状的局部竖直截面；
[0033]-图3和图4分别示出了根据本发明的照明设备的可能实施例的结构形状的分解轴测图和局部竖直截面；
[0034]-图5和图6示出了可能与根据本发明的该设备相关联的热沉的一些可能的实施例的轴测图；
【具体实施方式】[0035]根据图1和图2的细节，本发明的该照明设备主要包括:
[0036]-PCB (印刷电路板)或MCPCB (金属芯印刷电路板)型的印刷电路C，具有驱动和控制LED L矩阵的功能，形成该设备D的照明源，包括壳体1，具有圆孔形或任何其他规则几何形状的灯的形状，配置用于容纳特定热沉2的散热片；
[0037]-热沉2可以与所述印刷电路C相关联，包括多个散热片3，具有象征性地圆柱形状，提供有上端子4，可以将其插入所述印刷电路C的相应的壳体I，将形成该设备D的照明源的该LED直接附着到所述印刷电路C上；
[0038]-连接板5，包括在所述热沉2的结构中，将其配置用于相互地集中散热片3，并且通过栓、螺丝钉、夹子或相似类型的机械耦合构件6，也配置用于允许所述热沉2和所述印刷电路C之间的相互装配(reciprocal assembling)。
[0039]根据本发明，图1和图2中示出的该照明设备D包括LED L矩阵，其中将所述LED优选地以圆形或矩形排序(order)或者以其他任何规则的排序，放置在PCB (印刷电路板)或MCPCB (金属芯印刷电路板)的印刷电路C上，该印刷电路C具有驱动和控制LED的功能。
[0040]该印刷电路C具有多个壳体1，垂直穿过其结构，将其配置用于接收特定的热沉2的散热片3的上端子4，该特定的热沉2与所述印刷电路C在结构上相关联，以确保正确冷却形成所述设备D的照明源的LED L0
[0041]所述热沉2由多个散热片3组成，由具有高导热率的金属或复合合金制成，具有近似圆柱形，并且通过连接板5以与呈现在印刷电路C上的LED L之一相对应的顺序相互集
入
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[0042]通过栓、螺丝钉、夹子或相似类型的机械耦合构件，该连接板5允许所述热沉2和所述印刷电路2之间的相互装配。
[0043]此外，这样的连接板5帮助确定具有印刷电路C的上平面P的散热片3的上端子4的正确排列，接着将他们插入到上端子4的相应的外壳I。
[0044]因此可以将形成设备D的照明源的LEDs L连接到所述印刷电路C的电气组件上，并且在有限数量的导热粘合剂的帮助下，继续直接将其应用到该相对热沉2的散热片3的上端子4。
[0045]因此，所述散热片3的每个将能够以极高的效率散除由相应的单个LEDL产生的热量，使该热沉2具有以极其优化的方式管理的能力，该LED L矩阵产生的离散型的多个热源形成设备D的热源。
[0046]通过去除通常放置在热沉和LED L之间的热阻元件，热沉2的总效率将有利地增力口，这通过直接对应所述组件的散热片3的应用方式获得。
[0047]上述使得LED L的工作温度包含在制造企业确定的安全限度内，预防由于可能的灼烧弓I起的过分加热和随后的损坏。
[0048]如图1和图2所示的，所述热沉2可以提供有附加散热片7，其具有薄片结构并且相对于所述散热片3具有横向位置，将其配置用于提高该热沉2的表面的热量交换，从而使所述组件的散热能力适应照明设备D产生的特定的热量数量。
[0049]散热片3、连接板5和附加散热片7可以形成分离的元件，可以通过焊接或涂胶工艺将他们相互装配，或者机械地通过熔融工艺实现将他们组合在单个金属体中。
[0050]在图3和图4所示的可能的实施例中，集成在照明设备D中的该热沉2包括多个散热片8，其具有薄片结构，将其从圆盘形连接板9放射排列。
[0051]所示连接板9具有壳体10，将其配置用于包含印刷电路C，其负责驱动和控制形成设备D的照明源的LED L,其中的结构包括多个通口(passing through openings)ll,其与包含在所述印刷电路C的该结构中的壳体I在数量和顺序上一致。
[0052]所述连接板9优选地由适于利于该印刷电路C和热沉2的散热片8的电绝缘的塑料材料制成，并且将连接板9配置用于作为照明设备D的附件元件如透镜、扩散器(diffusers)、通风扇V及其他图中未显示元件的支座,可以通过已知的机械连接构件将附件元件关联到所述连接板9上。
[0053]散热片8提供有特定的端子12，其穿过所述通口 11并且插入印刷电路C的壳体1，在少量导热粘合剂的帮助下，能够将LED L附着到与散热片8的上端4相对应。
[0054]所述散热片8优选地由高导热金属或复合合金制成。
[0055]散热片8也和相对的连接板9 一样可以形成单独的元件，可以通过焊接或涂胶工艺或者机械地将他们相互装配，或者通过熔融工艺实现将他们组合在单个金属体中。
[0056]在图5和图6所示的进一步可能的实施例中，集成在照明设备D中的该热沉2包括具有棱柱形状(prismatic shape)的散热片，分别具有正方形基座13或矩形基座14,可能提供有端子结构15，将其配置用于形成利于正确排列具有印刷电路C的上平面P的上端子4的承击面(striking surfaces) 16,接着将他们插入散热片的壳体I中。
[0057]所述散热片13和14与平板底座17是整体，将其配置用于允许热沉2和印刷电路C之间的相互装配，以及通过栓、螺丝钉、夹子或相似类型的机械耦合构件6承载LED。
【权利要求】
1.具有集成热沉(2)的LED照明设备(L)，包括: -PCB (印刷电路板)或MCPCB (金属芯印刷电路板)型的印刷电路(C)，配置用于电力地以及机械地支撑LED (L)矩阵，形成所述设备(D)的照明源； -热沉(2)，配置用于与所述印刷电路(C)结构上相关联，包括多个散热片(3，8，13，14)， 其特征在于，配置所述散热片(3，8，13，14)使其与所述LED (L)直接接触放置，并且配置每个单个散热片(3，8，13，14)只散除由特定的附着其上的LED (L)产生的热量。
2.根据权利要求1所述的设备(D)，其特征在于，所述散热片(3，8，13，14)包括端子(4)，配置用于允许LED (L)的附着与所述端子(4)直接接触。
3.根据权利要求1所述的设备(D)，其特征在于，所述印刷电路(C)包括壳体(1)，配置用于包含热沉(2)的散热片(3，8，13，14)的端子(4)。
4.根据权利要求1所述的设备(D)，其特征在于，所述散热片(3)具有圆柱形状。
5.根据权利要求1所述的设备(D)，其特征在于，所述散热片(8)具有薄片结构。
6.根据权利要求1所述的设备(D)，其特征在于，所述散热片(13，14)具有棱柱形状，并且分别具有正方形或矩形基座，或具有其它规则形状的基座。
7.根据权利要求1所述的设备(D)，其特征在于，所述热沉(2)包括具有薄片结构的附加散热片(7)，配置在与所述散热片(3，13，14)横向的位置，配置用于增加其中的热交换表面。
8.根据权利要求1所述的设备(D)，其特征在于，所述热沉(2)包括连接板(5，9)，配置用于相互集合所述散热片(3，8，13，14)，并且用于支撑已知类型的功能性附件元件，如透镜、扩散器、换气扇(V)。
9.根据权利要求8所述的设备(D)，其特征在于，所述散热片(3，8，13，14)的所述连接板(5，9)包括栓、螺丝钉、夹子或相似类型的机械耦合构件(6)，用于允许所述热沉(2)和所述印刷电路(C)之间的相互装配。
10.根据权利要求8所述的设备(D)，其特征在于，所述散热片(3，8，13，14)的所述连接板(5，9)具有为了确定具有所述印刷电路(C)的上平面(P)的端子(4)对齐的形状。
11.根据权利要求8所述的设备(D)，其特征在于，所述散热片(8)的所述连接板(9)包括配置用于包含所述印刷电路(C)的壳体(10 )，其提供有通口( 11)。
12.根据权利要求11所述的设备(D)，其特征在于，所述散热片(8)提供有端子(12)，其中所述端子(12)配置用于穿过所述壳体(10)的通口(11)，将所述壳体(10)配置用于包含所述印刷电路(C)，以及将所述端子(12)插入所述印刷电路(C)的所述壳体(10)。
13.根据权利要求1或2所述的设备(D)，其特征在于，所述散热片(14)包括端子结构(15)，其上形成承击面(16)，配置用于利用所述印刷电路(C)的上平面(P)确定所述端子(4)的对齐。
14.根据权利要求1所述的设备(D)，其特征在于，所述热沉(2)包括平面基座(17)，配置用于相互集合所述散热片(3，8，13，14)。
15.根据权利要求14所述的设备(D)，其特征在于，所述平面基座(17)包括栓、螺丝钉、夹子或相似类型的机械耦合构件(6)，以允许所述热沉(2)和所述印刷电路(C)之间的相互装配。
【文档编号】F21V29/00GK103874884SQ201280050923
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2012年9月13日 优先权日:2011年9月16日
【发明者】文森佐·达拉斯科 申请人:文森佐·达拉斯科