CN101806402B - Led灯组件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种结实耐用的LED灯组件，该LED灯组件可通过形成热沉夹层结构来组装，即将两个金属热沉定位在电路板周围并且与导热元件销接在一起。该组件通过压入基座来定位，该基座提供了电连接。该结实耐用的组件是快速组装的，在将热量从电路板排出和扩散方面是热有效的，并且能容易地适应于各种应用的照明。为了适应消费者的审美，可对该热沉进行修饰、着色或者以其他方式改善美观性。
Description
技术领域
本发明涉及电灯，具体地涉及LED电灯。更具体地，本发明涉及具有热沉的LED灯，以便快速制造。
背景技术
LED灯目前正被开发用作车辆的外部灯源。经常遇到的问题是如何处理过多的热量而同时能够保护LED灯源或芯片。一种方法是使用挠性衬底并且将LED支撑件弯曲地安装在热沉主体上。弯曲的衬底在制造和实际使用中并不一定可靠。衬底的挠性和定位方式在制造中带来了形成构造误差的可能。另一种方法是将基座的部分或全部与热沉元件例如金属芯或类似的传热元件形成在一起。热沉延伸到的最佳位置是外部和周围空间。这导致了具有封闭热沉的基座结构，或者热沉经过基座到达外部。这要求使用共同模制(co-molding)或者某些其他建构多组分基座的方法，而这些方法花费很大。与此形成对比的是具有模制塑料基座、用桩柱安装在灯源和电连接中的汽车用白炽灯。人们需要一种结实耐用、易于制作并且能够将一个或多个LED发出热流的实质部分散布开的LED灯结构。
发明内容
LED灯组件可由平面电路板来制造，该平面电路板的长度和宽度明显大于其厚度，从而限定了第一主侧面和第二主侧面。将至少一个LED安装在电路板的主侧面上。滑动电接触件在电路板的端部上延伸，或者从电路板的端部延伸出去。电路支撑在电路板上，并将该至少一个LED连接到滑动电接触件。具有平坦表面的第一热沉在尺寸和形状上设置成基本并排地跨越和安装到电路板的主侧面。热沉包括一个或多个凹进或开口，该凹进或开口的尺寸和形状足以机械地容纳任何形成在电路板上的相邻电子部件，热沉还包括至少一个凹进来接收该至少一个LED，以允许该至少一个LED发射的光传输到灯组件的外部。第一热沉的平坦侧面机械地定位成与电路板的主侧面紧密热接触。电路板和热沉组件形成了轴向延伸主体，该主体的长度和宽度明显(或称实质性地)大于其厚度，滑动电接触件延伸超出第一热沉的边界以便被暴露出来用于电连接。基座机械地连接到电路板和热沉组件，基座具有至少一个闩锁表面以便将灯组件机械地连接到灯插座内。
附图说明
图1示出了LED灯组件优选实施例的透视图；图2示出了LED灯组件优选实施例的分解图。
具体实施方式
图1示出了LED灯组件10优选实施例的透视图。LED灯组件10通常形成有至少一个LED 12、电路板14、第一热沉16和基座18，以及任选的第二热沉20。优选的LED可以是封装在托架中的LED(TOPLED，即顶部发光LED)，或者是开放的LED芯片(板上芯片，即chip on board)。
图1示出了LED灯组件10的优选实施例的分解图。电路板14是平坦电路板14，其具有第一主侧面22和第二主侧面24。优选的电路板14由导热材料制造，例如铝，需要时在其一侧或两侧镀制电绝缘层。优选的电路板14的长度和宽度大于其厚度，具有伸长矩形的总体形式。电路板14可以是一个典型的LED灯支持电路，其具有导热层、电绝缘层、或图案、以及用于将电能传送到LED的导电图案，和/或其他安装到电路板的电子装置。在一个实施例中，电路板14的长度大约为5.7cm，宽度大约为2.6cm，厚度大约为1.57mm。
至少一个LED 12电连接到电路板14。优选地，多个LED 12安装在电路板14的第一主侧面22和第二主侧面24上以大致地面向两个方向。LED 12可以是安装在电路板14上的LED芯片组件(TOPLED)，或者是直接安装在电路板14上的LED芯片(板上芯片)。优选的LED 12全部发射白光，然而应当理解的是LED也可具有不同颜色(红色、蓝色、绿色、白色)并且电路36可以选择性地使得独立发光或者同时发光，各种LED 12可用于不同用途。例如，一组LED可仅发射白光(备用灯)，任选的一组LED可仅发射红光(刹车灯)，另外一组LED可发射具有发信号或者闪烁功能的琥珀色光(转向或警示)，诸如此类。
可插入舌状部26形成在电路板14的端部上并具有至少一个滑动电接触件28。滑动电接触件28可以是从电路板14的边缘轴向延伸的金属垫或金属条，并且应当足够厚以可靠地与相应的插座元件形成滑动电接触，从而与电源或任意相关的信号控制输入形成电连接。滑动电接触件28可包括形成在电路板14表面的铜迹线。
电路36可形成在电路板14上，其可能包括支撑在电路板14上的其他有关部件38，并将至少一个LED 12连接到滑动电接触件28。在一个实施例中，从多数车辆通常所用的12伏电压中向电路36和部件38提供一个简单压降。
第一热沉16具有平坦表面，该平坦表面基本邻接电路板14的第一主侧面22。优选的第一热沉16由金属(例如铜、铝或其他金属)制造，而且在尺寸和形状上具有类似于电路板14的伸长矩形的总体形式，但较短或者在基座端部处有缺口，以便舌状部26的部分或全部以及形成在舌状部26之上的滑动电接触件28暴露出来用于电接触。在一个实施例中，第一热沉16由铝制造，其长度为4.9cm，宽度为2.6cm，厚度为1.74mm，使得电路板14的舌状部26留下大约0.8cm(5.7cm减去4.9cm)的长度没有被覆盖从而暴露出来以便电接触。第一热沉16的形状以另外的方式设置为包括一个或多个凹进或开口，该一个或多个凹进或开口跨越或匹配形成在电路板14上的相应的LED 12和电子部件38。第一热沉16包括至少一个开放凹进42以便接收至少一个LED 12。开放凹进42允许至少一个LED 12发射的光传输到灯组件的外部。内壁54限定了用于至少一个LED的凹进，且可成形为或设置有反射表面以按照优选方式导引LED发射的光，例如通过使该反射表面具有旋转抛物线、旋转椭圆或类似形状并且具有镜面。第一热沉16的平坦侧面机械地定位成与电路板14的主侧面紧密热接触。来自电路板14和至少一个LED 12的热量基本传导到热沉16上，在那里分散到一个较大的面积上，受到了更好的辐射或冷却效果，从而有效地从电路板14和/或LED 12上移除。电路板14和热沉16形成轴向延伸的主体，延伸自滑动电接触件28。滑动电接触件28延伸出热沉16、20的边界以暴露出来以便电连接。
类似的第二热沉20可机械地连接到电路板14的第二主侧面24。第二热沉20具有类似的平坦表面，该平坦表面基本邻接电路板14的第二主侧面24。第一热沉16和第二热沉20从而将电路板14夹在中间，使电路板14被捕获在第一热沉16和第二热沉20的中间。在优选实施例中，定位在电路板14和第一热沉16中间的是一个绝缘层50，以防止电路板14到热沉16的电导通。中间绝缘层50可以是形成在电路板表面或热沉16表面的任意已知的绝缘涂层。已经使用了漆。替代性地，可在电路板14和热沉16之间放置电绝缘材料的中间片，以防止从电路板14的第一主侧面22到热沉16的平坦侧面的电导通。绝缘至少在如下区域的中间延伸：电路板14和热沉16的直接互相面对的区域，且这些区域都是导电的。优选的热沉16(或热沉20)进一步形成有闩锁元件52，例如邻近舌状部26和滑动电接触件28部分的插接连接(snap connection)。闩锁元件52可成形为与已知插座元件相配合。在优选实施例中，热沉元件16、20形成有腔或压痕(indentations)，该腔或压痕垂直于滑动电接触件28的插入方向延伸以与相应的插座元件卡扣配合。
优选的第一热沉16和第二热沉20以穿过或围绕电路板14的方式互相机械地连接在一起。第一热沉16和第二热沉20然后压靠中间的电路板14以获得与电路板14的良好热接触。优选的第一热沉16和第二热沉20由铆钉46而互相铆接在一起以压靠中间的电路板14。电路板14，或者第一热沉16和第二热沉20可具有其他邻近于基座及组件舌状部26的成形的端部特征，以增强电路板14和热沉16、20组件与基座18的连接和对准。为了额外的热扩散，热沉16、20暴露的外表面可修改成具有肋、翅片或类似特征，或者可设置颜色或纹理以帮助热辐射、改进光发射、降低眩光、降低反射或改善外观(黑色的、真彩的、白色的、银色的、镜面反射的、波纹状的、喷砂的，等等)。
基座18可机械地连接到电路板14和热沉组件。基座18可由模制塑料制造，该模制塑料具有足够的耐热性以适应于向LED电路板14和热沉16、20组件提供支撑。优选的基座18整体形成为热沉的一部分，提供进一步的吸热容量(heat sinking capacity)。优选的基座18具有平板的总体形式，该平板具有邻近于电路板14的舌状端部26部分的可楔入端部以及横向于滑动接触件28的闩锁槽52。整体形成的金属基座18部分可成形为或定位成偏移于与电路板的直接接触，在这种情况下绝缘层不需要延伸或超过热沉16、20的边缘。相应的插座包括槽形凹进以接收电路板14端部处的舌状部26以及热沉16、20组件，例如基座部分18。舌状部26或基座部分18(这在本例中可能的)以及槽形凹进可包括成形的闩锁或对准特征以接收并机械地连接电路板14和热沉16、20组件。在一个实施例中，电路板14和热沉16、20组件具有形成为平坦舌状部的基座端部，而插座凹进相应地形成有稍大的矩形槽以在插座内获得电路板14和热沉16、20组件的紧贴插入(snug insertion)或连接。闩锁式安装可根据不同灯的结构和用途来设置尺寸、形状或锁闭方式，使得尾翼灯可构造成与转向信号灯组件类似，但是两种类型的灯被区别地设置锁闭方式以防止实际应用中使用上的混乱。
尽管已经示出并描述了当前想到的本发明的优选实施例，对于本领域技术人员而言，显然能够于此作出各种变化和修改而不偏离由所附权利要求限定的本发明的范围。
Claims (10)
1.一种LED灯组件，包括：
平坦电路板，其长度和宽度明显大于其厚度，并且具有第一主侧面和第二主侧面以及舌状端部；
至少一个LED，其安装在所述电路板的主侧面上；
滑动电接触件，其在所述舌状端部上延伸；
电路，其被支撑在所述电路板上，并且将所述至少一个LED连接到所述滑动电接触件；
第一热沉，其具有平坦表面并且在尺寸和形状上设置成基本并排地跨越和安装到所述电路板的第一主侧面，所述第一热沉包括凹进或开口，所述凹进或开口的尺寸和形状足以机械地容纳任何形成在所述电路板上的相邻电子部件，所述第一热沉还包括至少一个凹进来接收所述至少一个LED并且允许所述至少一个LED发射的光传输到所述灯组件的外部，所述第一热沉的平坦表面机械地定位成与所述电路板的第一主侧面紧密热接触；
所述电路板和所述第一热沉形成轴向延伸主体，所述主体的长度和宽度明显大于其厚度；以及
所述舌状端部和所述滑动电接触件延伸超出所述第一热沉的边界以便被暴露出来用于电连接；
所述第一热沉形成有基座部分，所述基座部分具有闩锁特征以便与所述灯组件的插座配合。
2.如权利要求1所述的LED灯组件，其特征在于，进一步包括类似的第二热沉，所述第二热沉机械地连接到所述电路板的第二主侧面，所述第一热沉和第二热沉将所述电路板捕获在所述第一热沉和第二热沉中间。
3.如权利要求2所述的LED灯组件，其特征在于，所述第一热沉和第二热沉互相机械地连接到一起以压靠中间的电路板。
4.如权利要求3所述的LED灯组件，其特征在于，所述第一热沉和第二热沉互相铆接到一起以压靠中间的电路板。
5.如权利要求1所述的LED灯组件，其特征在于，所述滑动电接触件包括金属垫并且开放地暴露出来以便延伸进入插座空腔，所述金属垫连接到所述电路板的舌状端部。
6.如权利要求1所述的LED灯组件，其特征在于，所述第一热沉形成有壁，所述壁限定了凹进以接收所述至少一个LED，所述壁形成为反射所述至少一个LED发射的光。
7.一种LED灯组件，包括：
平坦电路板，其长度和宽度明显大于其厚度，并且具有第一主侧面和第二主侧面；
至少一个LED，其安装在所述电路板上；
滑动电接触件，其从所述电路板延伸，所述滑动电接触件包括电连接到所述电路板的接线片；
电路和部件，其支撑在所述电路板上并将所述至少一个LED连接到所述滑动电接触件；
第一热沉，其长度和宽度明显大于其厚度并且具有平坦表面，所述第一热沉包括凹进或开口，所述凹进或开口足以机械地容纳任何相应的形成在所述电路板上的电子部件，所述第一热沉还包括至少一个凹进来接收所述至少一个LED并且允许所述至少一个LED发射的光传输到所述灯组件的外部，所述第一热沉的平坦表面机械地定位成与所述电路板的第一主侧面紧密热接触，所述电路板和第一热沉形成轴向延伸的主体，所述主体的长度和宽度明显大于其厚度；
类似的第二热沉，其机械地连接到所述电路板的第二主侧面，所述第一和第二热沉将所述电路板捕获在所述第一热沉和第二热沉之间；
所述第一热沉和所述第二热沉互相机械地连接到一起以压靠中间的电路板；并且
其中，所述滑动电接触件延伸出所述第一热沉和第二热沉的各边界，从而暴露出来以便电连接；
所述第一热沉和第二热沉的每一个均形成有各自的基座部分，所述基座部分的每一个均具有闩锁特征以便与所述灯组件的插座配合。
8.如权利要求7所述的LED灯组件，其特征在于，所述第一热沉和第二热沉的每一个均由金属形成，并且均与各自的金属基座部分整体形成。
9.如权利要求7所述的LED灯组件，其特征在于，所述第一热沉形成有壁，所述壁限定了凹进以接收所述至少一个LED，所述壁形成为反射所述至少一个LED发射的光。
10.如权利要求7所述的LED灯组件，其特征在于，所述第一热沉和第二热沉互相铆接到一起以压靠中间的电路板。
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