CN105408684B - Led照明组件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

一种发光二极管照明组件，该发光二极管照明组件具有一个基底，该基底具有布置在其上的多个发光二极管并且该基底被固定到一个散热器上。在其上具有多个电子部件以驱动这些发光二极管的一个狭长的扁平印刷电路板被布置成穿过该散热器，并在一个第一端处与该基底电连接，并且具有一个头部，该头部带有在第二端处与螺帽的螺纹相接合的有槽的导电元件，从而无需焊点即可提供从螺帽到该基底的电连接。

Description

LED照明组件及其制造方法

本申请要求由Z.Grajcar于2013年6月10日提交的标题为“LED照明组件及其制造方法(LED Lighting Assembly and Method of Manufacturing the Same)”的美国临时专利申请序列号61/833,139的优先权的权益，该申请的全部内容通过引用结合在此。

背景

本发明涉及一种发光二极管(LED)照明组件。更具体地讲，本发明涉及一种被设计成在制造过程中省去钎焊的LED照明组件。

在过去旳几年里，LED照明组件已经作为白炽灯泡的一种节能替代而获得普及。不像典型的白炽灯泡，对于LED照明组件，必须产生光电路以操作LED。这种电路通常是非常复杂的，其错综复杂的制造工艺包括用于电气部件的电连接的钎焊。这种复杂的电路和错综复杂的制造工艺导致这类LED照明组件昂贵并易出现故障。

申请人在美国专利号8,373,363和USSNs 12/824,215、13/585,806和13/715,884中通过提出具有最少的电气部件的电路而提出了对于这种复杂电路的解决方案。这些申请中的每一个申请都完全结合在此。这些参考文献教导了通过调节可以使当前的电子部件减至最少，从而使得制造商能够将所有部件放置在单个基底上，以减少散热器的需求并且大大降低成本。还有，对于这些申请中的每一个申请，所提出的解决方案导致了通常需要钎焊的制造工艺，这可能是有问题的。

具体地讲，钎焊可在制造过程中造成许多问题。确切地讲，钎焊是一种将金属熔融以在电气部件之间提供电连接的工艺。这是一种需要熟练工人的工艺，当不能正确完成时会具有空缺，电流会“突升”而造成了包括极电阻和由此发热的危险情况。这样可为电路中的故障提供条件，造成电流的流动不一致，导致不想要的闪烁或在极端情况下可能造成火灾。因此，在本领域中存在对消除复杂制造工艺(如钎焊)的设计的需要。

因此，本发明的主要目的是提供一种使制造误差最小、使产品故障最少的LED照明组件。

还有，本发明的另一个目的是要使产品和制造成本最小化。

这些目的与其他目的、优点和特征将会由本说明书和权利要求书变得清楚。

发明概述

一种发光二极管照明组件及其制造方法。该组件具有一个基底，该基底带有多个发光二极管(LED)，这些发光二极管是围绕一个居中定位的插座布置的，该插座是在与这些LED相反的一侧上。该基底被固定到一个散热器上，并且该插座延伸进入该散热器的一个通道中。印刷电路板被布置成穿过接纳该印刷电路板的底座元件，该印刷电路板上具有用于驱动这些发光二极管的多个电子部件。该底座元件特别地具有一个环状凸缘和一个止挡构件，该环状凸缘的大小和形状使其以摩擦的方式插入该散热器中，该止挡构件接合该散热器的外部。该螺纹构件在与该环状凸缘相反的一侧上从该止挡构件延伸，并且在其中具有一个狭槽，该狭槽接纳与该狭槽接合的印刷电路板的头部。该印刷电路板从该头部逐渐变细通过该底座元件、通过该散热器的通道、并终止在带有电引线的舌片元件中，这些电引线插入该基底的插座中以在该基底与印刷电路板之间提供电联通路径。螺帽与该底座元件和印刷电路板均以螺纹方式连接，因而造成该印刷电路板的导电元件与该螺帽接合以提供从该螺帽到这些发光二极管的电连接。

附图的简要说明

图1是LED照明组件的印刷电路板的平面图；

图2是LED照明组件的截面图；

图3是LED照明组件的平面侧视图；

图4是LED照明组件的底座元件的透视图；

图5是LED照明组件的底座元件的平面顶视图；

图6是LED照明组件的分解透视图。

优选实施方式的详细说明

这些附图示出了在一个优选实施例中具有形状因数A-19的LED照明组件10。照明组件10包括散热器12，该散热器具有被布置成穿过其中的一个通道14，在一个实施例中该通道是有槽的。散热器12以本领域中已知的任何方式接纳一个灯泡组件16，并且在接纳一个平台组件20的第一端处具有一个表面18。散热器12和灯泡组件16可以具有任何类型或形状，并且没有落在本披露的范围之外。

平台组件20包括一个基底22，该基底包含发射光线穿过灯泡组件16的多个发光二极管(LED)24。穿过一个中心开口26布置一个导电装置28，该导电装置在一个实施例中可以在其中具有多个开口30，这些开口用于将灯泡组件16接纳在其中、在其中定中心并且将其固定在其中。导电装置28在接纳印刷电路板32的插座31中具有引线，并且优选地具有同样有电引线33b的舌片元件33a。以此方式，装置28被电连接到印刷电路板32上。

印刷电路板32具有一个狭长本体34，该本体是扁平的并且被成形匹配地适合穿过通道14从而被布置成穿过散热器12。狭长本体34从印刷电路板32与导电装置28电连接的第一端36延伸至具有多个电子部件40的第二端38。

该多个电子部件40包括一个整流器42、多个晶体管44和多个电阻器46，以便对交流电源的电流进行调节，并且在实施例中呈现了在美国专利号8,373,363以及在美国申请序列号12/824,215、13/585,806和13/715,884中所示出的和完整描述的电路。虽然描述为印刷电路板32的一部分，但如在其中一些附图中所提供的，可选地可以使电子部件40位于平台组件20的带有LED 24的基底22上，而没有落在本披露的范围之外。

这些部件40与导电元件48、50和52是电连接的。如在这些附图所示的一个实施例中，在第二端38处，第一导电元件和第二导电元件48和50是在印刷电路板32的头部54的相反的侧面上的，并且成形有多个肋元件56。在一个实施例中第三导电元件52在其中具有一个狭槽58，并且在一个优选实施例中具有一个从该狭槽58延伸的销钉元件60。

呈现了一个底座元件62，该底座元件具有一个带第一环状凸缘66的本体64，该第一环状凸缘在其中具有一个用于接纳电路板32的狭槽67。第二环状凸缘68是远离第一环状凸缘66来叠套(telescoping)的，也在其中具有一个用于接纳电路板32的狭槽70。在一个实施例中，第二环状凸缘68的直径大于第一环状凸缘66的直径，在此该电路板的宽度与这些环状凸缘66和68的直径相符。

止挡元件72从第二环状凸缘68延伸并且具有一个外周缘74，该外周缘被成形为与散热器12的外部对齐，来为最终用户提供美观的外观。止挡元件72具有一个用于接纳电路板32的中心开口75，这样使得电路板32可被布置成穿过该中心开口。在一个优选实施例中，邻近这些环状凸缘66和68的表面具有多个间隔开的凹槽76，这些凹槽可匹配地接纳散热器12上的类似的凹槽，以在底座元件62与散热器12之间提供固定的连接而提供不希望的旋转。

螺纹段78从止挡元件72延伸，其直径小于止挡元件72的直径。螺纹段78包括：在与止挡元件72相反的端部处的螺纹80，以及穿过此螺纹端部的狭槽82(部分地穿过螺纹段78)。螺纹段78另外具有一个开口84，该开口被布置在该螺纹段中用于接纳该印刷电路板，并且该螺纹段具有用于部分地接纳印刷电路板32的头部54的大小和形状。具体地讲，第一导电元件和第二导电元件48和50被布置成穿过该螺纹段的狭槽82并与该狭槽接合，使得当被拉靠到该螺纹段78上时，第一导电元件和第二导电元件48和50的肋元件56与螺纹段78的螺纹80的一部分对齐并且成为其的一部分。

如在附图中所示，呈现的螺帽86具有一个开口88以用于接纳底座元件62的螺纹段78。该螺帽包括一个螺纹段90和电气连接器92，如本领域已知的用于将螺帽86以螺纹方式固定到一个插座上，因而将组件10螺纹固定在该插座上。以此方式，当螺帽86的螺纹段90被螺纹拧接到底座元件62的螺纹段78中时，第一导电元件和第二导电元件48和50与螺帽86接合以提供电连接。

当拧紧螺帽86时，螺帽86与止挡元件72接合从而防止继续移动并且旋紧。此时，电路板32的销钉元件60与螺帽86的电气连接器92接合。虽然在一个实施例中销钉元件60不需要钎焊，但在另一个实施例中为了呈现甚至更好的电连接，可以进行钎焊。因此，提供另外的电连接，使得在完全组装的组件10被完全拧入插座中时，电连接件具有三个点，而在电气部件之间只需要一个点钎焊或不需要钎焊，替代地只呈现压入配合。

在操作中，一旦散热器12制造好，将平台组件20固定在其上，导电装置28与该平台组件及其上的LED 24进行电连接并且被布置成穿过该平台组件中的开口26。然后将该灯泡组件固定在该导电装置的开口30内，并压入配合到散热器12上。

接下来，将印刷电路板32插入到底座元件62中，舌片元件33a首先被布置成通过螺帽86的开口88、随后通过螺纹段78的开口84......直到头部54在滑动通过并位于螺纹段78的狭槽82之后而与底座元件62的螺纹段78接合。螺帽86然后可被螺纹拧接在底座元件62的螺纹段78上，直到与底座元件62的止挡元件72接合。此时，第一导电元件和第二导电元件48和50与螺帽86接合，销钉元件60与电气连接器92接合。

此时，电路板32的舌片元件33a随后被插入到该导电装置的插座31中并且卡扣入位。这样引起了插座31的引线与舌片元件33a的引线33b之间的电连接，以便使这些LED 24与印刷电路板32进行电连接。随后，因为销钉元件60以及第一导电元件和第二导电元件48和50是与螺帽86电连接的，当组件10被拧入插座和电输入端(如具有AC输入，甚至是调光电路的AC输入)中时，将该输入传送通过电气部件40以使这些LED 24发光。这样做无需钎焊或者使钎焊步骤最少。

因此，一旦组装，无需采取另外的制造步骤。具体地讲，在组装过程中进行电连接时对于钎焊的需要被消除或者最少化，从而通常完全不需要钎焊。这还提出了更易自动化的、更快的、并且因而更便宜的制造工艺。因此，至少所有陈述的目的已经实现。

Claims (11)

1.一种发光二极管照明组件，包括：

一个基底，该基底具有多个布置在其上的发光二极管，并且具有一个插座，该插座是从该基底的与这些发光二极管相反的一侧延伸的；

一个散热器，该散热器与该基底接合，使得该基底的热量从该基底被传送通过该散热器；

所述的散热器从与该基底相邻的第一端延伸至一个第二端，并且具有一个通道，该通道从该第一端延伸至该第二端以用于接纳该插座，使得该插座被布置成穿过该通道；

一个印刷电路板，该印刷电路板在其上具有用于驱动布置在该基底上的发光二极管的多个电子部件，并且具有一根电引线，该电引线穿过一个底座元件，直到该印刷电路板的一个头部与该底座元件的一个螺纹段接合，并且该电引线被布置在该插座内以在该印刷电路板与该基底之间提供电连接；

一个用于插入电插座中的螺帽，该螺帽通过接合该印刷电路板的头部的导电元件而与该印刷电路板进行电连接，从而形成一个发光二极管照明组件。

2.如权利要求1所述的发光二极管照明组件，其中，该印刷电路板的底座以螺纹方式接合到该螺帽上并且与其相连接。

3.如权利要求1所述的发光二极管照明组件，该发光二极管照明组件还包括一个底座元件，该底座元件具有一个环状凸缘，该环状凸缘具有用于在其中接纳该印刷电路板的一个狭槽，所述的环状凸缘被布置成穿过并且延伸进入该散热器的通道。

4.如权利要求3所述的发光二极管照明组件，其中，该底座元件具有一个止挡元件并且与该散热器接合，该止挡元件的直径大于该环状凸缘的直径。

5.如权利要求4所述的发光二极管照明组件，其中，该底座元件具有一个螺纹段，该螺纹段从该止挡元件、在与该环状凸缘相反的方向上延伸，并且该螺纹段具有一个狭槽，该狭槽被布置在其中而用于接纳该印刷电路板的头部。

6.如权利要求5所述的发光二极管照明组件，其中，该印刷电路板的头部的导电元件是螺纹拧接的以与该螺纹段的螺纹匹配地配合，从而该螺帽同该底座元件和该印刷电路板的导电元件同时以螺纹方式接合，以便在该螺帽与该印刷电路板之间提供螺纹电连接。

7.如权利要求1所述的发光二极管照明组件，其中，该基底是一个印刷电路板。

8.一种用于制造发光二极管照明组件的方法，该方法包括以下步骤：

将一个基底固定到一个散热器上；

所述基底具有多个布置在其上的发光二极管，并且具有一个插座，该插座是从该基底的与该多个发光二极管相反的一侧延伸的；

所述的散热器从与该基底相邻的第一端延伸至一个第二端，并且具有一个通道，该通道从该第一端延伸至该第二端以用于接纳该插座，使得在该基底被固定到该散热器上时将该插座布置成穿过该通道；

布置一个印刷电路板，该印刷电路板在其上具有用于驱动布置在该基底上的发光二极管的多个电子部件，并且具有一根电引线，该电引线穿过一个底座元件，直到该印刷电路板的一个头部与该底座元件的一个螺纹段接合；

将该印刷电路板的电引线插入该基底的插座中，以在该印刷电路板与该基底之间提供电连接；并且

将一个螺帽螺纹拧接到该底座元件的螺纹段和该印刷电路板的头部上，以在该螺帽与该多个发光二极管之间提供电连接，以形成一个发光二极管照明组件。

9.如权利要求8所述的方法，其中，该底座元件具有一个止挡元件并且与该散热器接合。

10.如权利要求8所述的方法，其中，当该印刷电路板的头部与该底座元件接合时，该印刷电路板的该头部的导电元件的肋元件与该底座元件的螺纹段的螺纹的一部分对齐。

11.如权利要求10所述的方法，其中，该印刷电路板的该头部的导电元件是在该螺帽与该印刷电路板之间提供电气通路的导电元件。