CN103307572A

CN103307572A - 模块及其制造方法和配有该模块的照明装置

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Publication number: CN103307572A
Application number: CN2012100587755A
Authority: CN
Inventors: 罗亚斌; 黄邹亚; 卢元; 杨灿邦; 冯耀军
Original assignee: Osram Co Ltd
Current assignee: Osram GmbH; Osram Co Ltd
Priority date: 2012-03-07
Filing date: 2012-03-07
Publication date: 2013-09-18

Abstract

本发明涉及一种模块(1)，包括：基底(3)、散热体(2)以及设置在基底(3)上的电路(4)和至少一个光源(5)，该散热体(2)和基底(3)由镁铝合金一体制成。根据本发明的这种模块重量轻、散热特性良好、制造简单、成本低廉，而且在基底和散热体之间无需附加的连接件。此外，本发明还涉及一种制造这种模块的方法和一种配有这种模块的照明装置。

Description

模块及其制造方法和配有该模块的照明装置

技术领域

本发明涉及一种模块和一种制造这种模块的方法以及一种配有该模块的照明装置。

背景技术

在当今高功率LED模块与照明装置中，LED通常放置在印制板上。为了获得良好的散热效果，这样的印制板通常需要通过螺钉固定在金属散热体、特别是铝合金散热体上。

参考图1中所示出的一个实例，这种传统结构的模块存在的缺点在于，需要将基底3通过螺钉9固定在例如铝制的散热体2上，因此在钻孔时很容易对基底3和印制在其上的电路4及光源5造成损坏或引起短路。此外，也可以将电路直接印制在例如陶瓷制成的散热体的端面上，由此避免使用固定件和导热材料，但是由于陶瓷的密度较大，因此导致这种散热体重量过大，大大限制了其应用范围。

发明内容

因此本发明的目的在于，提供一种模块。根据本发明的这种模块重量轻、散热特性良好、制造简单、成本低廉，而且在基底和散热体之间无需附加的连接件。

本发明的该目的由一种模块来实现，该模块包括：基底、散热体以及设置在基底上的电路和至少一个光源，该散热体和基底由镁铝合金一体制成。在本发明的范畴中，光源可以为LED。

本发明的构思突破了先前分别制作印制板和散热体、随后进行组装的传统方法，从而实现用于承载电路的基底和散热体一体地由镁铝合金制成。通过将散热体和用于承载印制板电路的基底设计为一体，有利地避免了在两者之间使用附加的固定件，例如现有技术中的粘合剂、紧固螺钉或类似物。由于没有介质以及固定件，因此不会增加模块的热阻。由于散热体通常具有较大的结构轮廓，因此由镁铝合金制成的散热体的重量相对较轻。根据本发明的模块不仅减少了制造成本和工艺流程，而且具有良好的散热特性。

根据本发明的一个优选的实施方式，电路印制在基底上。优选地，该基底是散热体的一个端面。将散热体的一个端面用作基底，有利于印制电路，并且便于安装。

根据本发明的一个优选的实施方式，散热体通过模制和/或压铸工艺制成。由此有利地简化了制造过程，制成的散热体具有和基底集成为一体的构型。

优选地，镁铝合金包括：89.7％-92.15％的镁，7.5％-9％的铝，0.2％-0.8％的锌和0.15％-0.5％的杂质。

在本发明的一个优选的实施方式中提出，电路通过丝网印刷印制在基底上。丝网印刷技术可以很好地把电路印刷到作为镁铝合金基底的端面上，从而仍然实现丝网印刷的优点。

根据本发明的一个优选方案，至少一个光源以SMT工艺安装在基底上。

此外，本发明的另一个目的在于，提出一种制造上述模块的方法，其中该方法包括以下步骤：A)制造端面作为基底的镁铝合金散热体，B)在基底上印制电路，C)将至少一个光源安装在基底上。

在本发明的另一个优选的方案中提出，在步骤A)中将镁铝合金模制和/或压铸成所述散热体。由此可以以低成本高效地生产，这样制成的散热体具有和基底集成为一体的构型。根据本发明，散热体的导热率优选地在80-100W/(m*K)之间。根据步骤A)制成的集成有基底的散热体具有良好的热导率，由此能实现用户所希望的散热效果。

在本发明的另一个优选的方案中提出，所述步骤B)还包括以下子步骤：

b1)提供导热银浆，印制在所述基底上相应于所述光源的散热区域上，提供绝缘浆体，印制在所述基底上的、除所述散热区域以外的其他区域上，所述绝缘浆体和导热银浆的厚度相同，为50-100μm；

b2)利用丝网印刷工艺在基底上印制电路，其中电路的厚度为8-10μm；

b3)将焊料掩膜印制在基底上。

在此有利的是，通过成熟的丝网印刷技术高效率地实现将电路印制在镁铝合金基底上。

在本发明的另一个优选的方案中提出，所述步骤C)还包括以下子步骤：

c1)利用固体焊膏将至少一个光源安装在印制有电路的基底上，其中固体焊膏中锡、银、铜的比例为96.5∶3.00∶0.5；

c2)对安装有至少一个光源的基底进行回流焊接和清洗。

由此可以将光源牢固地安装在基底上。

此外本发明提出一种照明装置，该照明装置具有灯头、反射体以及根据本发明的模块。由于根据本发明的模块由镁铝合金制成，从而降低了该照明装置的制造成本。

应该理解，以上的一般性描述和以下的详细描述都是列举和说明性质的，目的是为了对要求保护的本发明提供进一步的说明。

附图说明

附图构成本说明书的一部分，用于帮助进一步理解本发明。这些附图图解了本发明的实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。在附图中相同的部件用相同的标号表示。图中示出：

图1是根据现有技术的模块的一个实例，

图2根据本发明的模块的立体图，

图3是图2中的模块的局部侧视图，

图4是根据本发明的照明装置的立体分解图。

具体实施方式

图2示出了根据本发明的模块1的立体图。其中通过模制和/或压铸工艺将散热体2和基底3以一体的制成，在此柱形散热体2的一个端面设计为基底3。和基底3集成为一体的散热体2完全由镁铝合金制成，优选这种镁铝合金包括：89.7％-92.15％的镁，7.5％-9％的铝，0.2％-0.8％的锌和0.15％-0.5％的杂质。由此制成的散热体2具有所期望的高导热率，例如可以有利在80-100W/(m*K)之间。根据这种一体设计，无需将基底和散热体进行组装，并且进而无需使用附加的部件，例如金属散热片、螺钉、粘合剂等。因此同时也避免了可能在附加的部件和电路之间的短路情况。由此可以使模块的热阻最小化，并且在实际应用中特别体现了镁铝合金散热体的重量较轻的优点。

此外可以从图3中看出，电路4印制在基底3上，并且安装有光源5。首先利用导热银浆和绝缘浆体覆盖至少部分基底3。为了确保对光源5进行有效的散热，在基底3上设置相应于光源5的散热区域，将导热银浆涂覆在该区域上；为了确保绝缘效果，在基底3上除了散热区域以外的区域涂覆绝缘浆体。导热银浆和绝缘浆体的厚度相等，为50-100μm。随后在导热银浆和绝缘浆体的层面上利用丝网印刷工艺印制厚度为8-10μm的电路4；最后将焊料掩膜印制在基底3上。其中可以通过丝网层的厚度来控制导热银浆的厚度。

光源5在基底3上的安装过程以SMT工艺来实现，即首先利用固体焊膏将光源5安装在印制有电路4的基底3上，其中固体焊膏中锡、银、铜的比例优选的为96.5∶3.00∶0.5，当然也可以选用其它具有类似特性或比例的固体焊膏。随后对安装有光源5的基底3进行回流焊接和清洗，从而使光源5和基底3固定连接。

通过以上步骤可以低成本高效率地制造根据本发明的模块。由于这种模块无需单独的印制板，并且也不需要以螺钉固定印制板，因此可以被广泛应用。

图4是根据本发明的照明装置的立体分解图。该照明装置具有灯头6、反射体7和图2中的根据本发明的模块1。在该实施例中，灯头6和反射体7彼此固定连接，利用设置在灯头6上的锁定机构8、在此为锁定夹，和根据本发明的模块1固定地组装在一起。或者灯头6和反射体7也可以一体集成地设计，并且同样和模块1固定地组装在一起。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

参考标号

1 模块

2 散热体

3 基底

5 4 电路

5 光源

6 灯头

7 反射体

8 锁定机构

10 9 螺钉

Claims

1.一种模块(1)，包括：基底(3)、散热体(2)以及设置在所述基底(3)上的电路(4)和至少一个光源(5)，其特征在于，所述散热体(2)和所述基底(3)由镁铝合金一体制成。

2.根据权利要求1所述的模块(1)，其特征在于，所述电路(4)印制在所述基底(3)上。

3.根据权利要求1或2所述的模块(1)，其特征在于，所述基底(3)是所述散热体(2)的一个端面。

4.根据权利要求1或2所述的模块(1)，其特征在于，所述散热体(2)通过模制和/或压铸工艺制成。

5.根据权利要求1或2所述的模块(1)，其特征在于，所述镁铝合金包括：89.7％-92.15％的镁，7.5％-9％的铝，0.2％-0.8％的锌和0.15％-0.5％的杂质。

6.根据权利要求1或2所述的模块(1)，其特征在于，所述电路(4)通过丝网印刷印制在所述基底(3)上。

7.根据权利要求1或2所述的模块(1)，其特征在于，所述至少一个光源(5)以SMT工艺安装在所述基底(3)上。

8.一种制造根据权利要求1-7中任一项所述的模块的方法，所述方法包括以下步骤：A)制造端面作为基底(3)的镁铝合金散热体(2)，B)在所述基底(3)上印制电路(4)，C)将至少一个光源(5)安装在所述基底(3)上。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征还在于，在所述步骤A)中，将镁铝合金模制和/或压铸成所述散热体(2)。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述散热体(2)的导热率位于80-100W/(m*K)的范围中。

11.根据权利要求8所述的方法，其特征还在于，所述步骤B)还包括以下子步骤：

b1)提供导热银浆，印制在所述基底(3)上相应于所述光源(5)的散热区域上，提供绝缘浆体，印制在所述基底(3)上的、除所述散热区域以外的其他区域上，所述绝缘浆体和导热银浆的厚度相同，为50-100μm；

b2)利用丝网印刷工艺在所述基底(3)上印制所述电路(4)，其中所述电路(4)的厚度为8-10μm；

b3)将焊料掩膜印制在所述基底(3)上。

12.根据权利要求8所述的方法，其特征还在于，所述步骤C)还包括以下子步骤：

c1)利用固体焊膏将所述至少一个光源(5)安装在印制有所述电路(4)的所述基底(3)上，其中所述固体焊膏中锡、银、铜的比例为96.5∶3.00∶0.5；

c2)对安装有所述至少一个光源(5)的所述基底(3)进行回流焊接和清洗。

13.一种照明装置，其特征在于，具有灯头(6)、反射体(7)以及根据权利要求1-7中任一项所述的模块(1)。