装配在散热器上的半导体构件装置、装配方法及照明装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及装配在散热器上的半导体构件装置，半导体构件与电连接元件连接。
[0002]本发明还涉及用于装配上述装置的方法，并且涉及包含该装置的用于机动车辆的照明装置。
[0003]本发明具体地希望用在机动车辆灯中的光源的装配中。
【背景技术】
[0004]在机动车辆照明的领域中，当使用发光二极管(LED，其为半导体构件)作为光源时，已知的是在例如印刷电路板(PCB)的电连接元件上装配这些LED以在装配在其上的构件之间提供电连接，并且随后在散热器(通常地，冷却肋片)上定位如此获得的LED/PCB组件。该散热器在工作时用于冷却LED (并且用作灯的冷却肋片)，随后在支撑元件上被装配在灯中，所述支撑元件诸如为灯的反光镜。
[0005]特别地，将构件焊接到印刷电路板上要求一种方法，所述方法包括焊剂的施加、构件的定位和穿过回流焊炉，在回流焊炉中焊剂融化并且然后固化以连接电子构件。这些电子构件可以包括例如一个或多个LED、连接器、电容器和电阻器。此外，为了确保构件与车辆的其余部分的电连接，连接器的第一部分(凹部分)还被焊接到板。装配的板然后放置在散热器上，所述散热器随后被放置在灯的支撑元件上。
[0006]一旦散热器已经被放置在相关的支撑元件上，则通过连接器的第二部分(凸部分)与第一部分的连接，将印刷电路板电连接到车辆的其余部分上，第二连接器部分电连接到用于操作所述连接的一组电线上。
[0007]因此，散热器在支撑元件上的布置不被未固定的电线妨碍，因为这些电线自由移动并且占据形成在散热器和支撑元件之间的连接空间，因此所述未固定的电线可能阻碍迅速装配。
[0008]然而，虽然现有技术中已知的方法使装配半导体构件的操作员在将散热器定位在相关的支撑元件上时免于必须执行额外的电线管理步骤，但是该方法呈现较大的问题:首先，成本较高的是，用于制作第一连接器部分的材料的选择由印刷电路板的安装要求确定，即由第一连接部分必须能够经受的(在约200°C-300°C的范围中)高温确定。这些温度是在装配在印刷电路板上的第一连接部分的焊接步骤过程中形成的温度。其次，因为一旦散热器已经被定位在相关的照明支撑元件上，则此后必要的是将被连接到一组电线上的第二连接器部分与印刷电路板上的第一连接器部分连接，这在有限的并且由此相对难访问的形成在支撑元件和散热器之间的空间中完成，而这可能是困难的，因此现有技术中已知的装配方法是特别耗时的。该困难被未固定的电线的存在进一步恶化，当连接两个连接器部分时，所述未固定电线阻碍操作员的视线，并且在方法的该步骤中或在紧接的步骤中，所述未固定电线还易于位于待装配的机械元件之间。
[0009]随后，现有技术中已知的方法要求在连接两个连接器部分之后的额外操作，所述额外操作包含使用专用硬件执行检测以检查两个连接器部分之间的连接已经被正确地实现。
[0010]现有技术中已知的方法的持续时间无疑导致盈利能力的损失，因为涉及大规模地执行该方法(即，在生产线上的一系列灯上执行该方法)。
【发明内容】
[0011]本发明旨在通过提供用于照明装置的装配方法以克服现有技术中的缺陷，所述装配方法成本更低廉，同时确保令人满意的可靠性和所述照明装置的不同元件的容易的以及因此迅速的装配。
[0012]为克服该问题，本发明提出一种装置，包括连接到电连接元件上的至少一个半导体构件，所述电连接元件连接到散热器上并且与电线组连接，该组通过单个连接器被机械地以及电气地连接到电连接元件上，该组通过保持装置被连接到散热器上。
[0013]本发明还涉及一种用于将半导体构件装配在散热器上的方法，所述半导体构件连接到电连接元件上，所述方法包括:
[0014]-第一步骤，在所述第一步骤中将电线组附接和连接到电连接元件上，
[0015]-第二步骤，在所述第二步骤中将该组连接到散热器上，和
[0016]-第三步骤，在所述第三步骤中将电连接元件连接到散热器上。
[0017]因此，关于涉及光源在机动车辆灯中的装配的本发明的特定应用，操作员随后在将散热器放置在灯的支撑元件上之前可以将该组连接到电连接元件(例如印刷电路板)上，将该组连接到散热器上，将印刷电路板连接到散热器上，以首先排除操作员在连接板和散热器时处理该组的需要并且其次防止在装配照明装置时该组的自由运动。
[0018]因而，因为操作员可以首先在装配板和散热器时在将该组连接和引导进入非限制性位置处之前将该组容易地连接到印刷电路板上，因此根据本发明的半导体构件在散热器上的装配不仅导致减少的装配时间，而且因为不再需要定位在卡上并且被设置为与第二连接部分(第二连接部分与电线组连接)连接的第一连接部分，因此还导致降低的印刷电路板的制造成本。
[0019]甚至，本发明能使操作员使用可以连接到印刷电路板上的单个的整体式连接器。该连接器被插入印刷电路板中的金属孔中，以通过选择性波峰焊接被连接。连接器的壳体经历完全在200°C和300°C之间的用于常规回流焊炉中的温度以下的温度。
[0020]因此，该单个连接器不再必须用具体地被设计成经受在常规回流焊炉中形成的高温的材料制成。
[0021]另外地，因为由于该电线组被保持在预定位置处，所以该电线组不再受由机动车辆的运转导致的振动的影响而自由移动，因此该电线组连接到散热器上的步骤在操作中防止该组由与散热器或支撑元件的表面或边缘摩擦产生的任何磨损。
[0022]根据本发明的装置的不同实施例，所述不同实施例可以一起或分别地被采用:
[0023]-半导体构件包括至少一个半导体的发射器芯片，优选地为发光二极管，
[0024]-散热器连接到机动车辆灯的支撑元件上，优选地连接到机动车辆灯的反光镜上，或在车辆尾灯支撑元件内侧，
[0025]-电连接元件是印刷电路板，
[0026]-该组通过至少包括从散热器的表面突出的第一凸耳的保持装置连接到散热器上，该电线组被保持在所述凸耳和该表面之间，
[0027]-保持装置包括从散热器的表面突出的第二凸耳，该电线组被保持在第一凸耳和第二凸耳与该表面之间，
[0028]-该组通过保持装置被机械地连接到散热器上，所述保持装置包括由夹紧环形成的第一部分和由脚部形成的第二部分，所述组穿过夹紧环，所述脚部由绝热材料制成，将所述夹紧环连接到散热器上，散热器大致为L形，
[0029]-保持装置在散热器的L形的分支部中的一个上，
[0030]-散热器具有开口。
[0031]根据本发明的方法的不同实施例，所述不同实施例可以一起或分别地被采用:
[0032]-第一步骤包括附接和电连接连接器，所述连接器被电气地和机械地连接到该组以及电连接元件上，
[0033]-第二步骤包括将该组定位在从散热器的表面突出的至少一个第一凸耳和散热器的表面之间，使得该组被保持在所述凸耳和散热器的表面之间，
[0034]-第二步骤还包括将该组定位在从散热器的表面突出的第二凸耳和散热器的表面之间，使得该组被保持在第一凸耳和第二凸耳与散热器的表面之间，
[0035]-第二步骤包括将该组移动通过夹紧环，由绝热材料制成的脚部在所述环上延伸，所述环经由所述脚部被连接到散热器上，
[0036]-在第三步骤之前或之后执行该组的第二连接步骤，在第三步骤中电连接元件被连接到散热器上，并且
[0037]-根据本发明的方法还包括第四步骤，在第四步骤中散热器被装配在机动车辆灯的支撑元件上。
[0038]最后，本发明涉及用于机动车辆的照明装置，所述机动车辆包含根据本发明的装置。
【附图说明】
[0039]在下文给出的非限制性描述中阐述本发明的其它特征和优点。
[0040]图la至le示出了根据本发明的用于将半导体构件装配在散热器上的方法的第一实施例。
[0041]图2a和2b示出了根据本发明的用于将半导体构件装配在散热器上的方法的第二实施例。
[0042]图3a和3b示出了由根据本发明的方法的第一实施例得到的装置。
[0043]图4a和4b示出了在灯中的根据图3a和3b的装置。
[0044]在这些图中，使用相同的附图标记指示类似的元件。
【具体实施方式】
[0045]图la至le图示了根据本发明的方法的第一实施例的用于将电子半导体构件1装配在散热器上的步骤。
[0046]上述装配方法包括第一步骤la，在第一步骤la中电线组3连接到电连接元件5的后表面上，所述电连接元件是印刷电路板(PCB)，所述电连接元件的前表面6带有半导体构件，例如发光二极管(LED) 1 (图la)。实施例(其中LED装配在PCB5上的)的变化例包括将LED直接地装配在散热器上，然后例如通过焊线连接到PCB上。
[0047]在该第一步骤中，该电线组3借助于电地和机械地连接到该组3上的整体式连接器7 (或单个连接器)被连接到PCB5上，使得PCB5物理地和电地与该组3中的每个电线连接。
[0048]通过将存在于整体式连接器7上的多个接触件7a从PCB5的后表面插入形成在PCB5中的金属连接孔7b中，然后将连接器7直接地波峰焊接到PCB5上以进行连接。
[0049]图lb示出第二步骤lb，在第二步骤lb中使用用于保持该组3的装置8将该组3连接到散热器2上。
[0050]通过第一部分P:和第二部分P 2形成散热器2，所述第一部分P:和第二部分P 2直接地连接到一起并且例如成大致L形状，即被定向成使得与第一部分相切的第一平面和与第二部分相切的第二平面形成大致直角。
[0051]优选地，散热器2具有开口以使空气流通。
[0052]在根据本发明的方法的第一实施例中，第二步骤lb包括将该组3移动通过保持装置8的第一部分，所述第一部分是夹紧环8a，保持装置8的第二部分在环8a上延伸，所述第二部分是卡合脚部8b。
[0053]脚部8b具有卡