将发光二极管模块连接于散热器组件、反光件以及电路的制作方法
【专利说明】将发光二极管模块连接于散热器组件、反光件以及电路
[0001]本申请是申请号为 201080043009.0 (PCT//US2010/042442)，申请日为 2010 年 07月19日，发明名称为“将发光二极管(LED)模块连接于散热器组件、反光件以及电路”的发明专利申请的分案申请。
_2] 相关专利申请
[0003]本申请要求在2010年5月7日提交的并且题为“Systems, Methods and Devicesfor a Modular LED Light Engine”的美国临时专利申请系列号61/332，731以及在2009年7 月 21 日提交的并且题为 “LED Module Interface for a Heat Sink and a Reflector”的美国临时专利申请系列号61/227，333的优先权。为了所有目的，将这两个专利文献以参见的方式纳入本文。
技术领域
[0004]本发明涉及用于制造发光二极管(“LED”)装置的设备和方法。更确切地说，本发明涉及用于使散热器、反光件以及电连接件与LED装置模块连接起来的设备和方法。
【背景技术】
[0005]LED作为光源提供优于白炽灯和荧光灯的益处。这些益处包括较高的能量效率和较长的使用寿命。为了产生给定的光输出，LED比白炽灯或荧光灯消耗更少的电力，并且平均下来，LED在需要替换之前会延续更长的时间。
[0006]典型的LED输出的光亮度取决于供给LED的电流量并且取决于LED的工作温度。也就是说，由LED发出的光强度根据电流和LED温度而变化。工作温度还影响大多数LED的可用寿命。
[0007]作为将电力转换成光的副产品，LED产生热量，而如果该热量积聚起来的话会使工作温度升高，致使效率降低和过早损坏。可用于对该热量进行处理和去除的传统技术通常在性能和整体性方面受到限制。例如，LED和散热器之间的传统热界面通常通过将LED模块附连于散热器的平坦表面或者使用螺纹和装配环来实现。虽然此种传统设计可在LED模块的底部和散热器的平坦表面之间提供充分的冷却，但无法对LED模块的侧部和顶部进行冷却。
[0008]因此，为了解决本领域的这些代表性缺陷，需要一种用于管理LED的热量和光产出的改进技术，该技术使LED模块和散热器之间的接触表面增大，并且提供背侧和前侧交界面以提供热量管理。还存在对于集成系统的需求，该集成系统可在基于LED的照明装置中对热量和光进行管理。还存在对于如下技术的需求:该技术经由对流、传导和/或辐射来去除热量，同时利用合适的手段来对光进行控制。还存在对于集成系统的需求，该集成系统提供热量管理、机械支承以及光学定位和控制。存在对于紧凑照明系统的附加需求，该紧凑照明系统具有支持低成本制造的设计。解决前述需求中的一个或多个的能力会促进LED照明的接受和实施。
【发明内容】
[0009]根据本发明的教示，利用一种发光二极管(LED)模块来解决前述缺陷和需求，该LED模块与用于从该LED模块散除热量的正面散热器和背面散热器热连通。LED模块至少与背面散热器物理地保持就位。装配环和锁定环也可用于将LED模块保持就位并且与背面散热器热连通。键销和键孔用于防止高功率LED模块与如下背面散热器一起使用:该背面散热器具有不足以满足高功率LED模块需要的散热能力。键销和键孔允许较低生热(功率)的LED模块与较高散热的散热器一起使用，而较高生热(功率)的LED模块无法与较低散热的散热器一起使用。
[0010]根据本发明的一特定示例实施例，用于照明的设备包括:发光二极管(LED)模块，该LED模块包括:导热背面，基底，该基底在其上具有多个发光二极管以及联接于多个发光二极管的电连接件，以及至少一个第一键装置和至少一个第一定位装置；背面散热器，该背面散热器具有散热性能并且具有导热表面、至少一个第二键装置和至少一个第二定位装置，其中至少一个第一和第二键装置和至少一个第一和第二定位装置分别协配在一起，使得LED模块无法用于如下背面散热器:该背面散热器并不具有用于从该LED模块的导热背面去除热量所需的充分散热能力；装配环，其中该装配环附连于背面散热器；以及锁定环，其中该锁定环将LED模块固定于装配环，使得该LED模块位于锁定环和装配环之间，且LED模块的背面和背面散热器的表面热连通。
[0011]根据本发明的另一特定示例实施例，用于照明的设备包括:发光二极管(LED)模块，该LED模块包括:导热背面，基底，该基底在其上具有多个发光二极管以及联接于多个发光二极管的电连接件，以及渐缩侧部，这些渐缩侧部围绕导热背面的周缘延伸并且与该导热背面热连通，其中这些渐缩侧部的背面周缘大于渐缩侧部的正面周缘；背面散热器，其中该背面散热器的正面附连于LED模块的导热背面并且与该导热背面热连通；正面散热器，该正面散热器具有背面和空腔，且该空腔具有突入正面散热器的侧部，并且空腔在正面散热器中居中并且朝向正面散热器的正面敞开，其中LED模块装配到正面散热器中的空腔中，使得该LED模块的渐缩侧部与空腔的相对应渐缩侧部热连通；以及该正面散热器附连于背面散热器，其中LED模块保持在背面散热器和正面散热器之间的空腔中，并且背面散热器的正面和正面散热器的背面热连通。
[0012]根据本发明的又一特定示例实施例，用于照明的设备包括:发光二极管(LED)模块，该LED模块包括:导热背面，基底，该基底在其上具有多个发光二极管以及联接于多个发光二极管的电连接件，以及渐缩侧部，这些渐缩侧部围绕导热背面的周缘延伸并且与导热背面热连通，其中渐缩侧部的背面周缘小于渐缩侧部的正面周缘；背面散热器，其中该背面散热器的正面附连于LED模块的导热背面并且与该导热背面热连通；正面散热器，该正面散热器具有背面和空腔，且该空腔具有突入正面散热器的侧部，并且空腔在正面散热器中居中并且朝向正面散热器的正面敞开，其中LED模块装配到正面散热器中的空腔中，使得该LED模块的渐缩侧部与空腔的相对应渐缩侧部热连通；以及该正面散热器附连于背面散热器，其中LED模块在空腔中并且将正面散热器保持于背面散热器，并且背面散热器的正面和正面散热器的背面热连通。
[0013]根据本发明的又一特定示例实施例，用于照明的设备包括:发光二极管(LED)模块，该LED模块包括:导热背面，基底，该基底在其上具有多个发光二极管以及联接于多个发光二极管的电连接件，正面，渐缩第一侧部，这些渐缩第一侧部围绕导热背面的周缘延伸并且与导热背面热连通，其中渐缩第一侧部的背面周缘小于渐缩第一侧部的正面周缘，以及渐缩第二侧部，这些渐缩第二侧部围绕LED模块的正面的周缘延伸，其中渐缩第二侧部的正面周缘小于渐缩第二侧部和渐缩第一侧部相遇处的周缘；背面散热器，该背面散热器具有正面；中置散热器，该中置散热器具有正面和背面以及开口，且该开口具有突入通过中置散热器的渐缩侧部，并且开口在中置散热器中居中，其中LED模块的渐缩第一侧部装配到中置散热器的开口中，使得LED模块的渐缩第一侧部与中置散热器中开口的相对应渐缩侧部热连通；正面散热器，该正面散热器具有背面和空腔，且该空腔具有突入正面散热器的侧部，并且空腔在正面散热器中居中并且朝向正面散热器的正面敞开，其中LED模块装配到正面散热器中的空腔中，使得LED模块的渐缩第二侧部与空腔的相对应渐缩侧部热连通；以及正面散热器、中置散热器以及背面散热器附连在一起并且热连通，其中正面散热器和中置散热器将LED模块保持于背面散热器。
[0014]根据本发明的另一特定示例实施例，用于照明的设备包括:发光二极管(LED)模块，该LED模块包括:导热背面，基底，该基底在其上具有多个发光二极管以及联接于多个发光二极管的电连接件，以及渐缩侧部，这些渐缩侧部围绕导热背面的周缘延伸并且与导热背面热连通，其中渐缩侧部的背面周缘小于渐缩侧部的正面周缘；背面散热器，该背面散热器具有正面和空腔，且该空腔具有突入所述背面散热器的侧部，并且空腔在背面散热器中居中、在背面散热器的正面敞开而在该空腔远离背面散热器正面的背面处闭合，其中，LED模块装配到背面散热器中的空腔中，使得LED模块的渐缩侧部与空腔的相对应渐缩侧部热连通，且背面散热器中空腔的背面与LED模块的导热背面热连通；以及正面散热器，该正面散热器具有背面以及通过其中的开口，其中背面散热器的正面和正面散热器的背面热连通。
【附图说明】
[0015]为了更完整地理解本发明及其优点，现参照下文结合以下简要说明附图的描述。
[0016]图1示出根据本发明一特定示例实施例的模块化LED装置的示意分解立体图，该LED装置包括散热器、装配环、具有电引线的LED光引擎模块以及锁定环；
[0017]图2示出图1所示的具有电引线的LED光引擎模块的示意立体图；
[0018]图3不出图1和2所不的具有电引线的LED光引擎|旲块的不意图；
[0019]图4示出根据本发明另一特定示例实施例的模块化LED装置的示意分解立体图，该LED装置包括散热器、装配环、具有集成电触件的LED光引擎模块以及锁定环；
[0020]图5示出图4所示的具有集成电触件的LED光引擎模块的示意立体图；
[0021]图6不出图4和5所不的具有集成电触件的LED光引擎I旲块的不意图；
[0022]图7示出图4所示的模块化LED装置的总体示意分解视图；
[0023]图8示出根据本发明特定示例实施例的高流明封装光引擎的示意平面图；
[0024]图9示出根据本发明另一特定示例实施例的中等流明封装光引擎的示意平面图；<