CN104221484A - Led网格装置以及led网格装置的制造方法 - Google Patents

Led网格装置以及led网格装置的制造方法 Download PDF

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Abstract

一种LED网格装置，包括LED网格和布置所述LED网格的板状构件。所述LED网格具有数条并排布置的电导线和数个LED模块，每个LED模块具有LED封装，其中，每个LED封装耦合至所述电导线中的至少两条线。每个LED模块还具有位于所述LED封装所耦合的线中的两条相邻线之间的导热元件。导热元件承载LED封装，并从LED封装伸出，导热元件附着至板状构件。

Description

LED网格装置以及LED网格装置的制造方法
技术领域
本发明涉及一种LED网格装置以及LED网格装置的制造方法。
背景技术
一般而言，通过采用一组的数条平行线将数行LED模块连接起来以制造LED网格，其中，该组线具有第一宽度，之后将该组线展宽到更大的宽度，由此形成网格。在US-7942551中公开了这样的现有技术LED网格的一个例子。
LED网格通常布置在由某种材料形成的板上或者被布置为非常接近所述板，或者将LED网格布置为夹在两板之间并且所述板的至少其中之一是透光的，由此形成了LED网格装置。LED的主要问题是热量的抽出。LED的效率取决于它们的温度。在LED网格中，通过所述线抽出大部分热量。这限制了能够施加到LED的功率，尤其是在将LED网格布置到板上或者布置到两板之间时。
发明内容
本发明的目的在于提供减轻现有技术中的上述问题并且允许向LED提供比现有技术LED网格中更高的功率的LED网格装置和LED网格装置的制造方法。
本发明基于这样一种认知，即，有可能且可有效地将冷却元件添加到LED封装。
在本发明的第一方面中，所述目的是通过一种LED网格装置实现的，所述LED网格装置包括布置在板状构件上的LED网格，其中，所述LED网格包括多条并排布置的电导线和多个LED模块，每个LED模块包括耦合至所述电导线中的至少两条线的LED封装，以及置于所述LED封装所耦合的所述线中两条相邻线之间的导热元件，其中，导热元件承载LED封装并从LED封装伸出，并且其中，所述导热元件附着至所述板状构件。由此提供了作为散热器工作的额外的元件。
根据LED网格装置的实施例，每个导热元件包括承载LED封装的中间部分以及第一和第二伸出物，所述伸出物从所述中间部分朝相反方向伸出。这一实施例为LED模块提供了增强的支撑。
根据LED网格装置的实施例，每个导热元件至少在附着到LED封装的一侧是带状扁平的。将导热元件的一侧附着到LED封装上，所述导热元件的相反侧面向所述板状构件。
根据LED网格装置的实施例，每个导热元件的所述第一和第二伸出物中的每一个的至少第一部分相对于所述中间部分以一定角度延伸。由此获得了灵活的安装条件。
根据LED网格装置的实施例，所述第一和第二伸出物中的每一个的所述至少第一部分在所述板状构件内延伸。换言之，每个伸出物的至少一部分已插入到板状构件内。这是一种将LED网格安装到板状构件上的有利方式。
根据LED网格装置的实施例，每个导热元件的所述第一和第二伸出物中的每一个的第二部分相对于设置所述中间部分的一侧在所述板状构件的相反侧从所述板状构件伸出。这一实施例可用于将热量传导到板状构件的外面，尤其是在板状构件由隔离材料(isolating material)制成的情况下。
根据LED网格装置的实施例，每个导热元件的第一和第二伸出物中的每一个的至少第一部分延伸经过LED封装。每个导热元件的第一和第二伸出物中的每一个的末端部分平行于所述中间部分延伸并且附着至所述板状构件的表面，其中，LED封装的发光表面面向板状构件的所述表面。这一实施例提供了一种控制从LED到板状构件的距离的简单方式，所述板状构件在这种情况下通常是透光的。
在本发明的第二方面中，所述目的是通过一种LED网格装置的制造方法实现的，该方法包括步骤：并排布置数条电导线，由此形成具有第一宽度的一组线；将数个LED封装耦合至该组线，从而使得每个LED封装耦合至该组线中的至少两条线，并且使得形成LED封装的数个平行系列；将相应的导热带附着到每个系列的LED封装；对每个带进行修整，从而为每个LED封装形成单独的导热元件；使该组线展宽至大于所述第一宽度的第二宽度；以及将该组线安装到板状构件上，并使每个导热元件附着到所述板状构件上。
也可以通过所述方法实现上文阐述的本发明的目的。所述方法的实施例提供了与上文结合LED网格装置的实施例阐述的优点相对应的优点。
本发明的这些和其他方面及优点将从下文描述的实施例变得显而易见并且将参考其加以阐述。
附图说明
现在将参考附图更加详细地描述本发明，其中：
图1a和1b示意性地示出了根据本发明的LED网格装置的第一实施例；
图2a到2c示意性地示出了LED网格装置的第二实施例；
图3a和3b示意性地示出了LED网格装置的第三实施例的一部分；
图4示意性地示出了根据本发明的LED网格装置的制造方法的实施例。
具体实施方式
参考图1a和1b，本发明的LED网格装置100的第一实施例包括LED网格102以及LED网格102所附着的板状构件104。在这一实施例中，所述板状构件104是LED网格装置100的底板。在图1a中，从下面，即从板状元件104的那侧示出了LED网格装置100，但是仅通过矩形虚线示出了所述板状元件104。图1b是从上面斜着看的透视图。LED网格102包括数条并排布置的电导线106和数个LED模块108。每个LED模块包括LED封装110，其中，将每个LED封装110耦合至所述电导线106中的至少两条线106。每个LED模块还包括位于LED封装110所附着的所述线中的两条相邻线106之间的导热元件112。导热元件112承载着所述LED封装并且附着至所述板状构件104。所述导热元件112从所述LED封装112伸出。更具体而言，在这一实施例中，导热元件112呈扁平带状，其具有承载LED封装110的中间部分114，以及从所述中间部分114朝相反方向伸出的第一和第二伸出物116、118。恰好在LED封装110的顶面提供发光表面120，而导热元件112则附着至LED封装110的底面。可选地，将通常具有光学特性的额外的板状构件设置在LED模块108的顶部，其与形成LED网格装置100的底部的板状构件104平行并与之相对。
将导热元件112电隔离，它们已经通过适当的附着方法附着到了板状构件104上，所述附着方法可以取决于板状构件104的材料。例如，通过（例如）粘合剂将导热元件112附着到板状构件104上，通过焊接接头、热粘胶或者任何热生效互连将导热元件112附着到LED封装110上。导热元件112充分提高了LED模块108的表面积并且充分提高了向周围环境的散热。优选地，板状构件104也是导热的，但这不是必须的。
图2a到2c示出了第二实施例，其在很多方面都与第一实施例类似。因而，LED网格装置200的第二实施例包括LED网格202以及LED网格202所附着的形成了底板的板状构件204。LED网格202包括数条并排布置的电导线206以及数个LED模块208，每个模块包括耦合至线206的LED封装210以及置于两条相邻线206之间的导热元件212。导热元件212承载着LED封装210，并且附着至板状构件204。所述导热元件具有中间部分214以及第一和第二伸出物216、218。
但是，导热元件212的形状和附着与第一实施例不同。可以认为每个伸出物具有从中间部分214延伸的第一部分220、222以及从第一部分220、222延伸的作为末端部分的第二部分224、226。使导热元件212弯曲，从而使所述第一和第二伸出物216、218中的每一个的第一部分220、222相对于中间部分214以一定角度延伸。更具体而言，所述角度约为90度。第二部分224、226大致平行于中间部分214延伸。第一和第二伸出物216、218中的每一个的第一部分220、222在板状构件204内延伸，第二部分224、226相对于设置中间部分214的一侧在板状构件204的相反侧、即在板状构件204的背面或底面从板状构件204伸出。替换性地，第二部分224、226相对于第一部分220、222并不弯曲，而是平行于第一部分220、222延伸。也就是说，导热元件212呈订书钉型。
在板状构件204被热隔离时，LED网格装置200的第二实施例尤其有用，其中，使所生成的热量沿导热元件212通过板状构件204传输，并在板状构件204的背面散发至周围环境中。
弯曲的末端部分224、226确保了LED模块208很好地锚固在板状构件204上，因而没有必要使用粘合剂。但是，根据板状构件204的材料，LED模块208也能够利用订书钉形导热元件被很好地附着。
参考图3a和3b，LED网格装置300的与第一和第二实施例共享很多特征的第三实施例包括LED网格302以及LED网格302所附着的板状构件304。但是，在这一实施例中，板状构件304是顶板，下文中将对此做进一步描述。LED网格302包括数条并排布置的电导线306以及数个LED模块308，每个模块包括耦合至线306的LED封装310以及置于两条相邻线306之间的导热元件312。但是，出于简单的原因，只示出了一个LED模块308。导热元件312承载着LED封装310并且附着至板状构件304。所述导热元件312具有中间部分314以及第一和第二伸出物316、318。
与第二实施例类似，每个伸出物具有相对于中间部分314以一定角度延伸的第一部分320、322以及与所述中间部分平行延伸的作为末端部分的第二部分324、326。但是，所述角度优选小于90度，并且所述第一部分320、322中的每一个延伸经过LED封装310。第一和第二伸出物316、318中的每一个的末端部分324、326平行于中间部分314延伸，并且附着至板状构件304的底表面，其中，LED封装310的发光表面328面向板状构件304的所述底表面。换言之，导热元件312的作用就像一个杯子，其中，将LED模块308布置在杯子的底部，而板状构件304则是杯子的盖。在这一第三实施例中，板状构件304是透光的，并且具有光学特性，例如，简单的透明性或者更通常而言具有漫射性。但是，作为替代，板状构件304可以具有反射性，从而使光在相反方向上射出。
导热元件312可以设置有光反射顶表面，从而将光朝向板状构件304反射。
参考图4，通过一系列说明制造过程的相继步骤的图像示出了一种LED网格装置的制造方法的实施例。所述方法包括并排布置数条电导线406，由此形成具有第一宽度D1的一组线407；将数个LED封装410耦合至该组线407，使得每个LED封装410耦合至该组线407中的至少两条线406并且使得形成LED封装410的数个平行系列(parallel series)；以及为每个LED封装提供导热元件412，由此获得LED网格402。应当指出，能够按照这些步骤在文中的出现顺序执行这些步骤，也可以根据所述组件是如何制作的而按照不同的顺序执行这些步骤。例如，可以将LED封装置于固定装置内，并提供线406和导热元件412。
所述方法还包括将LED网格402展宽至第二宽度D2，其中，D2大于D1；以及将LED网格402安装到板状构件404上，包括将每个导热元件412附着到板状构件404上。由此制造出LED网格装置400。
为每个LED封装410提供导热元件412的操作包括将相应的导热带409附着至每个系列的LED封装410；以及对每个带409进行修整，从而为每个LED封装410形成单独的导热元件412。替换性的但是不太优选的是，各导热元件412被预先修整并分别附着到LED封装410。此外，作为替代，首先并排布置线406，之后将导热带409置于线406之间，之后将LED封装410安装到所述线上以及所述导热带409上。作为另一替代，将所述LED封装底朝上置于固定装置内，之后将导热带409安装到所述LED封装上，最后将线406安装到LED封装上。不同的替代方案提供了不同的优点。
就LED封装410的放置而言，将它们布置为使得它们在所述展宽之后按照规则的间隔分布，并且使得展宽后的LED网格402在与线406的长度方向垂直的方向上包括至少一行LED封装410，所述LED封装410每隔一个相邻线406之间的间隙进行跨置。
在对导热带409进行修整时，将第一和第二伸出物留在每个导热元件412上，其中，所述伸出物从导热元件的中间部分伸出，所述中间部分承载着LED封装410。
将每个导热元件412形成为预定形状，这意味着形成了所述伸出物中的至少一个。为了得到上文所述的LED网格装置200的第二实施例，使所述第一和第二伸出物216、218弯曲从而相对于中间部分214以一定角度延伸，所述角度通常为直角。在将LED网格402安装到板状构件404上时，驱使每个导热元件412穿过板404，从而在板404的背面从板404伸出。在板404的所述背面，使每个伸出物216、218的末端部分224、226相对于伸出物216、218的其余部分弯曲，以确保该组线407的安装。
为了得到LED网格装置300的第三实施例，使导热元件412的每个伸出物316、318弯曲，从而相对于中间部分314以一定角度延伸并经过LED封装410；并且使每个伸出物316、318的末端部分弯曲，从而平行于所述中间部分314延伸。使这些末端部分例如通过粘合剂或焊料附着至板404的背面。
为了得到LED网格装置100的第一实施例，使导热元件保持扁平，并简单地将其胶粘或焊接到板404的顶表面上。
可选地，上述实施例中的任何一个的LED网格装置还设置有额外的板状构件，其在相对于所述板状构件的相反侧附着到所述LED网格。
已经描述了所附权利要求中限定的根据本发明的LED网格装置和LED网格装置的制造方法的上述实施例。只应将这些实施例视作仅仅是非限制性的例子。本领域技术人员应当理解，在所附权利要求限定的本发明的范围内，很多修改和替代实施例都是可能的。
应当注意的是，出于本申请的目的，尤其是就所附权利要求而言，“包括”一词不排除其他元件或步骤，词语“一”不排除复数，这本身对于本领域技术人员而言就是显而易见的。

Claims (15)

1.一种LED网格装置，包括布置在板状构件上的LED网格，其中，所述LED网格包括多条并排布置的电导线以及多个LED模块，每个LED模块包括：
-   耦合至所述电导线中的至少两条线的LED封装，以及
-   置于所述LED封装所耦合的线中两条相邻线之间的导热元件，
其中，所述导热元件承载所述LED封装，并且从所述LED封装伸出，并且
其中，所述导热元件附着至所述板状构件。
2.根据权利要求1所述的LED网格装置，其中，每个导热元件包括承载LED封装的中间部分以及第一和第二伸出物，所述第一和第二伸出物从所述中间部分朝相反的方向伸出。
3.根据权利要求1或2所述的LED网格装置，其中，每个导热元件是带状扁平的，并且其中，所述导热元件的一侧附着至所述LED封装，所述导热元件的相反侧面向所述板状构件。
4.根据权利要求2所述的LED网格，其中，每个导热元件的所述第一和第二伸出物中的每一个的至少第一部分相对于所述中间部分以一定角度延伸。
5.根据权利要求4所述的LED网格装置，其中，所述第一和第二伸出物中的每一个的至少第一部分在所述板状构件内延伸。
6.根据权利要求4或5所述的LED网格装置，其中，每个导热元件的所述第一和第二伸出物中的每一个的第二部分相对于设置所述中间部分的一侧在所述板状构件的相反侧从所述板状构件伸出。
7.根据权利要求4所述的LED网格装置，其中，每个导热元件的第一和第二伸出物中的每一个的至少第一部分延伸经过所述LED封装，并且其中，每个导热元件的第一和第二伸出物中的每一个的末端部分平行于所述中间部分延伸并且附着至所述板状构件的表面，其中，所述LED封装的发光表面面对所述板状构件的表面。
8.一种LED网格装置的制造方法，包括步骤：
-   并排布置多条电导线，由此形成具有第一宽度的一组线；
-   将数个LED封装耦合至该组线，使得每个LED封装耦合至该组线中的至少两条线，并且使得形成LED封装的数个平行系列；
-   为每个LED封装提供导热元件，由此形成LED网格；
-   将所述LED网格展宽至第二宽度，所述第二宽度大于所述第一宽度；以及
-   将所述LED网格安装到板状构件上，并将每个导热元件附着到所述板状构件上。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，为每个LED封装提供导热元件的步骤包括步骤：
-   将相应的导热带附着到每个系列的LED封装上；以及
-   对每个带进行修整，从而为每个LED封装形成单独的导热元件。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，对每个带进行修整从而为每个LED封装形成单独的导热元件的步骤包括保留从承载LED封装的中间部分朝相反方向伸出的第一和第二伸出物的步骤。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括将每个导热元件形成为预定形状的步骤。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，将每个导热元件形成为预定形状的步骤包括使所述第一和第二伸出物中的每一个的至少第一部分发生弯曲从而相对于所述中间部分以一定角度延伸的步骤。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，将所述LED网格安装到板状构件上的步骤包括将所述第一和第二伸出物中的每一个的第一部分引入到所述板状构件内的步骤。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，将每个导热元件形成为预定形状的步骤包括执行将所述第一和第二伸出物中的每一个的第一部分引入到所述板状构件内从而使得每个伸出物的末端部分相对于设置所述中间部分的一侧在所述板状构件的相反侧从所述板状构件伸出的步骤。
15.根据权利要求11所述的方法，其中，将每个导热元件形成为预定形状的步骤包括步骤：
-   使所述第一和第二伸出物中的每一个的至少第一部分弯曲，从而相对于所述中间部分以一定角度延伸经过所述LED封装；以及
-   使每个导热元件的所述第一和第二伸出物中的每一个的末端部分弯曲，从而使其平行于所述中间部分延伸；
其中，使每个导热元件附着至所述板状构件的步骤包括使所述末端部分附着到所述板状构件的表面上的步骤，其中，LED封装的发光表面面向所述板状构件的所述表面。
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