专利名称：生产灯的方法
技术领域：
本发明的领域本发明涉及生产灯、特别是LED灯及供灯中使用的引线框的方法。
本发明的概述根据本发明，提供了生产灯的一种方法，包括在一支撑结构上安装发光结，使得结采用三维阵列。
该方法最好还包括在支撑结构中形成的各凹陷中使结定位，该凹陷的功能是作为光导向器，用于控制从相关结输出的光的方向。
该支撑结构最好包括多个导体，且该方法还包括在一弯曲结构中形成导体，该弯曲的结构最好部分是球形结构。
导体最好以引线框的形式装设。
该方法最好还包括使引线框相对于形成台移动，并使冲头和冲模从引线框相反侧啮合，以形成凹陷。这些凹陷可以在单独的行动中形成，或另外可顺序地形成，使每一凹陷形成行动之后冲头和冲模相对于引线框移动，使得对于顺序的凹陷形成行动冲头和冲模适当地定位。
框架最好支撑在一托架上，且该方法包括移动托架，使得在结安装到导体处每一凹陷朝向安装台。托架最好可围绕第一和第二相互垂直的轴旋转，以便使各凹陷与安装台对准，并通过使结与相关导体沿第三轴彼此相对前进，结安装在各凹陷中，第三轴对第一和第二轴最好是相互垂直的。
每一结最好通过中间导体电连接到两个导体。中间导体可被连接，以便通过控制流过每一结与其连接的相关导体的电流，允许至少两个结的独立控制。结还可成组电连接到可分开控制的导体。
该方法最好包括至少在两个相邻结之上施加共用磷，并更好是在球形部分中密封支撑结构和结。
在另一方式中，提供了包括在弯曲的构型中形成的多个导体的引线框，用于把发光结支撑在三维阵列。引线框最好包括分别容纳一个结的凹陷。
在另一方式中，提供了根据以上所述方法形成的灯。
在另一方式中，提供了操纵以上所述以导体和电连接在其间的发光结形成的灯的一种方法，包括控制通过各导体的电流，以便独立控制从与其连接的结输出的光。
附图的简要说明将参照附图更为详细说明本发明，其中
图1是一LED灯的侧视图；图2是图1的灯的平面视图；图3是对于图1和2的灯的平面视图；图4是第二个LED灯的示意剖视图；图5是图4的灯的电路图；图6是图4的灯的剖视图；图7是图4的灯的平面视图；图8是图4到7的灯照明模式的表示；图9是第三个灯的平面视图；图10是图9的灯的电路图；图11是图9的灯的前视图；图12是图9的灯的侧视图；图13是适配在图9的灯上的透镜的侧视图；图14是沿图11中所示线X-X所取的剖视图；图15是沿图12中所示线Y-Y所取的剖视图；图16是由图9到12的灯产生的照明模式的的表示；图17是表示用于生产灯的步骤的流程图；图18是对于凹陷形成操作排布的引线框的示意透视图；图19是托架上引线框的透视图20是引线框的剖视图；图21a)是附有结与中间导体的引线框的平面视图；图21b)是沿图21a)所示线A-A所取的引线框的剖视图；图22附有结的另一引线框的平面视图；图23是另一种引线框构成的平面视图；图24是从图23引线框形成的灯的透视图；以及图25是另一灯的透视图。
优选实施例的详细说明如图1所示，灯1包括球形部分2，带有圆柱基座3和抛物线形的末端4，配置为提高在灯的轴向输出的亮度。灯还包括第一和第二端子，其最好为嵌入到球形部分2内的导体5，6的形式。端子5具有支撑平台7，其上安装有集成电路晶片8。在给出的例子中，晶片包含两个彼此基本上相邻排布的结，使得荧光材料共用层，诸如磷层，可施涂在结上。中间导体9到12把结电连接到各端5，6，使得如电路图3中所指出，LED结14，15以相反极性排布。一个电阻元件16装设在又一导体13(连接中间导体11和12)与端子5之间。
导体5，6，中间导体9到13，及晶片8都嵌入在球形部分2，使得灯呈现为一个坚固的整体结构。结的相反极性允许灯连接到电源，与传统的LED结构相比不必考虑极性。对于每一结使用共同的单一磷层简化了制造，并提供了美学上的优点，即来自两个结任何之一的光感觉上是来自单个的光源。
在LED灯的一种优选形式中，使用以下规范标称尺寸-9.5mm直径光色-白色球形颜色-水清光强-超亮 典型光输出＞500Cd@20mA保证寿命-30,000小时聚焦-半角15° typ.
基座型 -与楔形类型灯可互换引线尺寸 -6mm nom.基座楔形外供电电压 -12伏特nom.{＞11.5＜14伏特AC或DC}正向电流 -20+8/-3mA@12伏特正向电压 -3.6nim(typ)4.0max.@20mA反向电压 -5伏特nim.
功率耗散 -LED结120Mw电阻 170mW反向电流 -50×10-3mA max.@5V内部电阻 -430ohms nom然而应当理解，灯的任何部件尺寸的配置和工作参数可按需要改变，且LED结的数目也可增加以适合照明需要。
现在参照图4到8说明第二个灯20。就装设第一和第二端子21和22范围而言，以与附加导体26，27一同嵌入球形部分25的导体23，24的形式，灯20在结构上类似于图1到3。每一导体23，26和27具有各自的凹陷28，提供支撑结构，用于容纳由标号29，30，31指示的相关结。结由磷35共用层覆盖，并通过中间导体32，33，34连接在它们被安装在的各每一导体23，26，27及相邻的导体之间。在所示的例子中，如图5的电路图表示，结是被串联的。
所有所导体23，24，26，27最好形成为如图6所示的二维引线框结构40，以便在内部施涂磷层35之前以及施加球形部分25之前，允许在直接定位结29，30，31中易于制造及可靠性。如从图6和7两图可见，结29，30，31排布在一般为直线的阵列，导体23，27凸起在导体26之上，使得由结产生的全部亮度将在轴向某种程度上被强化，如图8曲线A所示。
灯20还可装设一透镜41，该透镜适配在球形部分25，并成形为修改由灯产生的光，以便例如产生由图8中的曲线B表示的亮度模式，从而使输出的亮度某种程度更均匀地分布。现在参见图9至16，指示一个第三灯50。就多个导体51，52，53和54嵌入在整体的球形部分55，并具有安装在各凹陷57中并由共用的荧光材料层覆盖的发光结56的范围，灯50一般类似于以前灯的结构。每一结还通过中间导体58电连接到其安装的各导体及相邻的导体，以便形成图10所示的电路。然而在这例子中，导体51到54的每一个带有三个结56。
导体51到54在球形部分55内是弯曲，以便把结支撑在虚线的诸如球面弯曲面上，并以这种方式，由灯50产生的照明将好象是从一个小的一般为球形点光源发出的。透镜60的装设还为了修改结的输出，以产生诸如由图16曲线C所示更为均匀的分布模式，该模式是从灯50的一平面图观察的亮度输出，即当灯是从图9中所观察的相同方向所见时。
除了使用透镜60修改光的输出之外，还能够以任何所需的构型排布导体，且凹陷57的结构还可用来帮助控制从各结发出的光的定向输出。具体来说，每一凹陷的构型例如可以是这样，即凹陷侧壁的作用是作为光导向器控制从每一结发出的光散射的方向和/或角度。
更具体来说，现在将参照图14和15更为详细地说明每一凹陷的形状及其对从结输出的光的效果，这两个图分别示出沿图11和12中线X-X和Y-Y所取的相关导体的剖视图。
包含LED结的凹陷57在导体51，52，53中定位并成形，使得从凹陷发出的光束可在灯50之外的自由空间以可预测的模式被组合，该模式是由以由虚线部分球面‘R’的半径从凹陷中LED结到凹陷侧面虚线延伸相交的距离-标记为‘r’，及灯50的中心线61与通过垂直于任何其它LED结的中心线62之间的角度‘A’确定的。
虚线球面的半径‘R’是从那些中心线的交叉点到凹陷内的LED结的距离。凹陷侧面之间的角度确定了‘r’的值。
在‘r’等于或大于‘R’限制的情形下，不论角度‘A’的值如何，来自每一LED结的光将由凹陷成形为不交叉的光束。对于‘r’所有小于‘R’的值将能够使来自每一LED结的光束与来自相邻LED结的光束的边缘重合。这一例子中准确的定位将由比值R/r与角度‘A’的值确定。
可以看到，上述的灯允许相当范围使用面结型二极管获得光源，带有各种预定的输出亮度模式之一，同时保持一般简单的结构。一个特别的优点在于，各个结尺寸小，并可配置为产生肉眼可感觉是从单个点光源发出的光输出。
现在参照图17到24说明生产灯的一种方法。该方法包括三个主要阶段阶段100形成适当的引线框；阶段101是把结附加到引线框；阶段102是最终的封装阶段。
阶段100包括在步骤103提供一扁平引线框，在步骤104引线框的导体形成为部分球面，以及在步骤105在导体中形成凹陷，随后在步骤106作表面处理。
图18示出在步骤104和105之间的一引线框110。引线框110装设在一般伸长的条带111中，该条带被划分为最终被分开而形成各灯的部分112。每一部分112包括形成最好为部分球形的弯曲构型的多个导体113，114，115。导体可通过任何适当的过程诸如通过把条带111插入压力机等，以这样的构型形成。
为了形成凹陷，引线框的部分球形部分适配在形成台处的对应形状的工具116上，其中冲头(未示出)从引线框对冲模侧的相反侧与导体113，114，115啮合，通过冲头的作用把导体变形为工具116中提供的相关冲模117，以便在导体中形成凹陷。凹陷可顺序地形成，并为此，工具最好相对于引线框可旋转移动，使得冲模能够被驱转到要求凹陷所在的任何所需的位置。这样，被协调驱转的单个的冲头与冲模117可用来形成任何所需的阵列中所有凹陷。另外，工具116可具有一预定的适当配置的冲模117和冲头的阵列，使得所有凹陷在单次行动中形成。由于如以上针对图9到16所讨论，凹陷的作用是作为光导向器，可选择凹陷特定的定位和构型，以便按需要优化输出，以便规定定向输出，同时凹陷的数目将确定最大输出强度。
在任何情形下，如图19所示，对于阶段101引线框110能够安装在托架119上，其中发光结安装在凹陷120中。托架119本身可围绕转轴121转动，以围绕x-轴作枢轴运动，并绕转轴122转动，以围绕y-轴作枢轴运动。这样，引线框可在安装台(未示出)处就位，并相对于安装台围绕x，y轴转动，以使每一凹陷120顺序呈现以接收相关的结。图20示出台112之一的剖面，并特别是导体114的部分球形构型。曲线123表示导体114的球形转换可能的通路，该导体可通过绕轴121，122旋转引线框110获得。线124表示工具116离开z-轴等价的旋转，该旋转又规定了凹陷120可在其内被形成的操作角度125。
当每一凹陷适当呈现在安装台时，如图21中所示的相关的发光装置或冲模，为了简单称为结130，沿最好在z-轴方向的第三轴被插入到凹陷，并根据处理阶段101的步骤107粘合就位。这时，或随后，可在步骤108附加中间导体131，以便把结电连接到相邻的导体。图21中所示的结以电平行的构型排布，然而结的定位和连接可以是任何所需的构型，诸如图22中所示，其中每一结连接到一共用的中心导体114及径向分开排布的导体132，以便允许来自每一结的光强可通过独立控制提供给导体的电能而被分开控制。图23中示出凹陷120的另一种可能的构型。在任何构型中，各种结可成组电连接，使得来自每一组的光强能够被独立控制。
一旦LED结已安装就位且连接了中间导体，则在阶段101的处理步骤109向结施涂磷。磷最好施涂到至少两个相邻的LED结。
然后引线框110转移到处理的最终阶段102，以便形成图24所示的灯140。阶段102包括分开部分112，去除多余的引线框材料，并或在步骤135压模，或在步骤136围绕导体112，114，115环氧模制球形部分137(参见图24)。然后导体的自由端可被弯曲为端子或针138，插入到一般的印刷电路板(PCB)等相关通孔。然后在步骤139测试所得的灯140，并如果需要进行包装。
另一完成的灯示于图25，附加的模制体151在球形部分137之下形成。在这一例子中，为了简化球形部分内的导体没有示出，然而导体可具有与图22所示类似的构型，虽然提供了更多的结和相关的凹陷。具体来说，提供了18个分开的连线的结，带有18个相关的针138并还有针152，以便向球形部分137内的共用导体提供电流。这样，在灯150内形成18个不同的电路，并可通过针138分别寻址并控制这些电路，它们又适配到PCB等。
然后正如所理解的那样，本发明提供了生产LED灯的一种方法，该方法通过使结以三维阵列定位并使用用于光学导向的凹陷，优化LED结的输出。进而，该结构允许各结或结的组不同的输出被独立控制，以改变发射光的强度。最后，再次提及，结的三维阵列和弯曲的导体的构型本身允许来自灯的光更显现从单个点或小球形光源发射，这可认为是胜过传统的离散结的光发射结装置。
只是以非限制性例子的方式说明了以上方法和LED灯，并在不背离以上所述本发明的精神和范围之下，可对其作出许多改型和变形。
权利要求
1.生产灯的一种方法，包括在一支撑结构上安装发光结，使得结采用三维阵列。
2.如权利要求1中所述的方法，其中支撑结构包括多个导体，且该方法还包括在一弯曲结构中形成导体。
3.如权利要求2中所述的方法，其中导体以部分球形构型形成。
4.如权利要求1中所述的方法，还包括使结定位在支撑结构中形成的各凹陷中，该凹陷的功能是作为光导向器，用于控制从相关结输出的光的方向。
5.如权利要求4中所述的方法，其中支撑结构导体以引线框的形式装设，以包含多个导体。
6.如权利要求5中所述的方法，其中导体是以部分球形构型形成的。
7.如权利要求5或6中所述的方法，还包括使冲头和冲模与引线框啮合，以形成凹陷。
8.如权利要求5中所述的方法，其中凹陷在单独的行动中形成。
9.如权利要求5中所述的方法，其中凹陷顺序地形成，并在每一凹陷形成行动之后冲头和冲模相对于引线框移动，使得对于顺序的凹陷形成行动冲头和冲模适当地定位。
10.如权利要求7到9任何之一中所述的方法，还包括把框架支撑在一托架上，并移动托架，使得每一凹陷出现在安装台，在该安装台结安装到导体上。
11.如权利要求10中所述的方法，其中托架可围绕第一和第二相互垂直的轴旋转，以便使各凹陷与安装台对准，并通过使结与相关导体沿第三轴相对每一前进，结被安装在各凹陷中。
12.如权利要求5到11任何之一中所述的方法，其中每一结通过中间导体电连接到两个导体。
13.如权利要求12中所述的方法，其中中间导体可被连接，以便通过控制流过每一结与其连接的相关导体的电流，允许至少两个结的独立控制。
14.如权利要求13中所述的方法，其中结还可成组电连接到可分开控制的导体。
15.如权利要求1到14任何之一中所述的方法，还包括至少在两个相邻结之上施加共用磷。
16.如权利要求1到15任何之一中所述的方法，还包括在球形部分中密封支撑结构和结。
17.一种引线框，包括以弯曲的构型形成的多个导体，用于把发光结支撑在三维阵列。
18.如权利要求17中所述的引线框，还包括分别容纳一个结的凹陷。
19.根据权利要求1到16任何之一的方法形成的灯。
20.操纵如权利要求19中所述的灯的一种方法，所述灯以导体和电连接在其间的发光结形成，该方法包括控制通过各导体的电流，以便独立控制从与其连接的结输出的光。
全文摘要
一种生产灯的方法，包括安装在支撑结构(52)上使结采用三维阵列的发光结。支撑结构可以是弯曲的引线框架，该框架也属权利要求的。该导体可以部分是球形构型。发光结可安装在弯曲导体的凹陷处(57)，该凹陷是作为控制从结输出光的方向的光导向器。
文档编号H01L23/31GK1526169SQ02812023
公开日2004年9月1日 申请日期2002年6月14日 优先权日2001年6月15日
发明者巴路·耶甘纳丹, 巴路 耶甘纳丹, A 蒙塔纳特, 约翰·A·蒙塔纳特 申请人:莱尼股份有限公司