CN102089578A - 将led模块安装到散热器的方法 - Google Patents

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Abstract

一种将发光二极管(LED)模块(100)安装到散热器(102)的方法，该方法包括以下步骤：将LED模块(100)安置在散热器(102)中的孔洞(120)之中；并且扩大LED模块(100)的一部分，使LED模块(100)固定到散热器(102)。该方法提供将LED模块固定到散热器的节约成本的方式，其中所述安装具有很高的随时间推移的可靠性。

Description

将LED模块安装到散热器的方法
技术领域
本发明涉及将LED模块安装到散热器的方法。
背景技术
为了便于LED封装体的安装，人们提出了将LED封装体布置在可被螺纹固定和/或粘合到散热器的LED模块中。
WO 2007/075143A1公开了一种高功率LED壳体，其包括一个或多个LED以构成LED组装件，该组装件装入在具有上部和下部的金属体中。LED壳体的下部在其外表面具有螺纹用于将LED壳体螺纹固定到成形于散热器中的承口之中。
然而，LED模块被螺纹固定到散热器的布置由于散热器和LED壳体必须具有螺纹，所以需要额外的制造步骤。此外，使用胶粘剂通常会降低器件随时间推移的可靠性，因为由LED封装体所产生的温度会影响胶粘剂。因此，存在对于将LED模块安装到散热器的改进的方法的需求。
发明内容
本发明的一个目标是至少部分地解决这些问题，并且提供用于将LED模块安装到散热器的改进的方法，该方法在保持节约成本的同时实现增强的随时间推移的可靠性。
根据本发明的一个方面，提供了一种将发光二极管(LED)模块安装到散热器的方法，该方法包括如下步骤：将LED安置在散热器中的孔洞之中；并且扩大LED模块的一部分使得LED模块固定到散热器。
一个优点是，可以在无需首先在LED模块和散热器上制备螺纹的情况下将LED模块安装到散热器。此外，该安装不依赖于用于将LED模块连接到散热器的胶粘剂，从而因该安装对于温度的改变(以及对于由温度变化所造成的应力)较不敏感而产生增强的随时间推移的可靠性。因此，所述方法提供将LED模块固定到散热器的节约成本的方式，其中该安装具有很高的随时间推移的可靠性。此外，所述方法可以手动地执行或者作为自动化制造过程的一部分。
扩大LED模块的一部分的步骤可以包括使LED模块的一部分变形，使得变形的部分的圆周扩大超过孔洞的圆周。其结果是，扩大的部分无法穿过孔洞，LED模块据此可以固定到散热器。
所述方法还包括在散热器中制备孔洞的步骤。
扩大LED模块的一部分的步骤可以使用如下工具执行，该工具适合用于接合LED模块并且使LED模块的一部分变形，使得变形的部分的圆周得以扩大。该工具提供手动地或者在自动化过程中使LED模块变形的方便和可重复的方式，从而提供将LED模块安装到散热器的可靠的方式并且降低制造缺陷的风险。
LED模块可包括环形末端部分，将LED模块安置于散热器中的孔洞之中的步骤可以包括将LED模块的环形末端部分插入孔洞，并且扩大LED模块的一部分的步骤可以包括使环形部分变形从而使环形部分的直径增大。这样做的一个优点是，环形末端部分实现了LED模块的对称变形，从而由于应力在环形部分上均匀分布而导致更为可靠的安装。此外，散热器中的相关联的圆形孔洞很容易制造并且可以容易地将末端部分装入孔洞。在此，所述工具可适合接合环形末端部分的内侧并将环形末端部分强制向外，从而使环形部分的直径增大。
另外，散热器中的孔洞可以是从散热器的一侧延伸到散热器的相对一侧的贯通孔洞，其中LED模块可以从所述两侧中的一侧插入到孔洞，而工具从所述两侧中的另一侧接合LED模块。
并且，LED模块可以包括停止元件，其圆周比孔洞的圆周更大。这提供了在扩大末端部分之前将LED模块布置在合适位置中的方便和可重复的方式，从而降低制造缺陷的风险。
在一个优选实施方式中，LED模块包括具有环形末端部分的圆柱形主体，散热器中的孔洞为直径基本上对应于圆柱形主体的圆形，圆柱形主体的高度大于孔洞的高度，并且停止元件为环形元件，其布置在圆柱形主体外部上离环形末端部分基本上对应于孔洞的高度的距离处。
根据本发明的另一方面，提供有根据上述方法安装到散热器的发光二极管(LED)模块。
附图说明
本发明的以上以及额外目标、特征和优点将通过参考随附附图的本发明的优选实施方式的示例说明性和非限制性详细描述而得到更好的理解，在附图中相同附图标记将用于相同元件，其中：
图1a示出了一个布置在散热器中的LED模块。
图1b从不同视角示出了所述LED模块。
图1c示出了所述散热器。
图1d为所述LED模块的横截面图。
图2a-图2b示出了可用于将LED模块安装到散热器的工具。
图3a-图3e示出了根据本发明将LED模块安装到散热器的步骤。
具体实施方式
现在参考附图，并且特别是参考图1a-图1d，其描绘了具有圆柱形主体108的LED模块100。LED模块布置在散热器102上，其可以作为灯罩的一部分，该灯罩包括插座(未示出)，LED模块100可以与该插座连接。LED模块100包括安装于印刷电路板(PCB)106之上的四个LED封装体104a-104d，该印刷电路板106布置在圆柱形主体108的顶部。LED封装体可以是标准封装体，如，例如来自Philips的
Figure BPA00001290671300031
REBEL。圆柱形主体108覆盖有导热外壳110，其由具有高热导率的材料(比如金属，例如铝)制成。根据外壳中的材料，外壳的厚度范围在0.5毫米到1.5毫米之间。通过在各LED封装体104a-104d与PCB 106之间布置由具有高热导率的材料制成的电绝缘散热垫112，并且将PCB金属化的底部连接到圆柱主体108的导热外壳110，可以建立从LED封装体104a-104d经由导热外壳110到散热器102的散热路径。
LED模块100还具有电接触114a-114d，在此为布置在圆柱形主体108的基底的外插头。这样使得LED模块100可以连接到提供于灯罩中的插座(未示出)之中的相应的孔式接口。在此，各LED封装体104a-104d经由电导体116连接到其各自的电接触114a-114d。电导体116被引导经由PCB 106和导热外壳110中的开口118，通过圆柱形主体108，至电接触114a-114d。通过让四个LED封装体104a-104d共享公共阴极，需要五个电接触来驱动四个LED封装体104a-104d(四个阳极和一个阴极)。然而，在所示实施方式中，将外壳作为阴极使用，这就是只描绘出了四个阳极114a-114d的原因。导热外壳110可以通过塑料嵌件成型与电导体116电绝缘。因此，内部材料119通常为(非导电性)塑料，比如聚丙烯或者聚酰胺。散热器102具有圆形贯通孔洞120。圆柱形主体108的直径d1基本上对应于散热器102中孔洞120的直径d2，使得圆柱形主体108可以插入到孔洞120中。此外，由于圆柱形主体108布置在孔洞中，这使得导热外壳110可以与孔洞的侧壁相接触，从而提供到散热器102的高效散热路径。
形式为环形元件124的停止元件124布置在圆柱形主体108的外侧，其中停止元件的直径大于孔洞120的直径。停止元件124布置在距圆柱形主体108的底部距离为h1之处，该距离h1大于孔洞120的高度h2。圆柱形主体108的当LED模块100布置在孔洞120之中时将在散热器102之下延伸的部分被称为环形末端部分122并且具有高度h3。
LED模块的尺寸例如根据LED管芯的数量可能有所不同，但直径通常为大约1厘米，而高度通常为大约1.5厘米。
图2a-图2b示出了工具200，其适合于接合LED模块100的末端部分并且使其中的一部分变形，使得变形的部分扩大。该工具在此为顶部202适合与LED模块100的末端部分122相接合的可胀式心轴200。在此具有圆形横截面的顶部202包括多个扩张件204a-204c。可胀式心轴被配置使得当在中心件206上施力时，扩张件204a-204c被(径向地)向外压。该工具与末端部分122接合的部分通常由金属或者某种其他坚固材料制成。本领域中技术人员认识到，该工具可具有不同设计，并且可以手动或自动操作。例如，在其最简单的形式中，该工具可以是由金属制成的具有略呈锥形的顶部的圆柱形件，其中工具的顶部与环形末端部分的内侧接合，并且例如通过用锤头敲打而向工具施力，据此可将环形末端部分(径向地)向外压，使得环形部分的直径增大。
参考图3，现在将描述一种根据本发明的将LED模块安装到散热器102的方法。
提供了具有预钻的圆形贯通孔洞的散热器102，以及具有圆柱形主体的LED模块100。散热器102和LED模块100优选地为上述类型。
首先(如图3a-3b中所示)，将圆柱形主体108的末端部分122从散热器102的第一侧安置在孔洞120中。停止元件124阻止LED模块100穿过孔洞120，并且确保末端部分122的合适长度在散热器的第二侧上突出。随后(如图3c中所示)，比如上述可胀式心轴的工具，从散热器102的第二侧接合圆柱形主体108的末端部分122的内侧。
随后(如图3d中所示)，将心轴的扩张件向外压，据此使末端部分122的一部分变形并且从其之前的常规状态扩大。在此该变形围绕末端部分的周长基本上是对称的。由于末端部分扩大，所以其将具有比孔洞的直径大的圆周，LED模块100据此将固定到散热器，并且可以移除所述工具(如图3e中所示)。外壳应当由表现出塑性变形(即，不可逆的变形)的材料制成。一个例子可以是铝，其由于它的导热性质而可以被有利地使用。
此外，由可胀式心轴所施加的力通常也将在孔洞内在一定程度上扩张导热外壳110，使导热外壳被压向孔洞的内侧。这进一步促进导热外壳与散热器之间的热传递，并从而有利于从LED封装体到散热器的散热路径。
本领域中技术人员认识到，本发明绝不是仅限于上述优选实施方式。恰恰相反，在随附权利要求的范围内许多修改和变形都是可能的。例如，即使对LED封装体、相关电路以及/或者如何建立到散热器的散热路径的设计作出了修改，所述安装方法仍然可以同样适用。此外，LED模块的形状可能有所不同。例如，除了使用圆柱形主体，也可以使用具有横截面为多边形(比如，矩形或者六边形)的主体的LED模块。
此外，停止元件并不限于沿LED模块的周长布置的连续环形元件，而是例如可以是一系列不连续元件，比如分布在圆周上的四个独立元件。
尽管安装方法是关于LED描述的，但该方法也可以用于需要散热器来摆脱所产生的热量的其他光源，比如，例如有机LED。

Claims (10)

1.一种将发光二极管(LED)模块(100)安装到散热器(102)的方法，所述方法包括以下步骤：
将所述LED模块(100)安置在所述散热器(102)中的孔洞(120)之中；并且
扩大所述LED模块(100)的一部分，使得所述LED模块(100)固定到所述散热器(102)。
2.根据权利要求1的方法，其中扩大所述LED模块(100)的一部分的步骤包括使所述LED模块的一部分变形，使得变形的部分的圆周被扩大到超过所述孔洞(102)的圆周。
3.根据权利要求1或者2的方法，其中扩大所述LED模块(100)的一部分的步骤是使用工具(200)来执行的，该工具(200)适合于接合所述LED模块(100)并使所述LED模块(100)的一部分变形，使得变形的部分的圆周被扩大。
4.根据任一前述权利要求的方法，其中所述LED模块(100)包括环形末端部分(122)，将所述LED模块(100)安置在所述散热器(102)中的所述孔洞(120)之中的步骤包括将所述LED模块(100)的所述环形末端部分(122)插入到所述孔洞(120)中，并且扩大所述LED模块(100)的一部分的步骤包括使所述环形部分(122)变形，使得所述环形部分(122)的直径增大。
5.根据当从属于权利要求3时的权利要求4的方法，其中所述工具(200)适合于接合所述环形末端部分(122)的内侧，并且将所述环形末端部分(122)强制向外，使得所述环形部分(122)的直径增大。
6.根据任一前述权利要求的方法，其中所述散热器(102)中的所述孔洞(120)是从所述散热器的一侧延伸到所述散热器的相对侧的贯通孔洞。
7.根据当从属于权利要求3时的权利要求6的方法，其中所述LED模块(100)从所述两侧中的一侧插入所述孔洞(120)，并且所述工具(200)从所述两侧中的另一侧接合所述LED模块(100)。
8.根据权利要求6或者7的方法，其中所述LED模块包括停止元件(124)，其具有比所述孔洞(120)的圆周更大的圆周。
9.根据当从属于权利要求4时的权利要求8的方法，其中所述LED模块(100)包括具有所述环形末端部分(122)的圆柱形主体(108)，所述散热器(102)中的孔洞(120)为具有基本上与所述圆柱形主体(108)的直径相对应的直径的圆形，所述圆柱形主体(108)的高度大于所述孔洞(120)的高度，并且所述停止元件(124)是布置在所述圆柱形主体(108)的外侧上、离所述环形末端部分(122)的距离基本上对应于所述孔洞的高度之处的环形元件。
10.如权利要求1-9中的任一项所述安装到散热器(102)的发光二极管(LED)模块(100)。
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