CN107642752A - 陆地车辆发光模块 - Google Patents

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Abstract

本发明特别涉及一种陆地车辆的发光模块，所述发光模块包括至少一个半导体光源，所述至少一个半导体光源主要包括半导体材料基板(21)，所述基板具有第一面和第二面，所述光源还包括从基板的第一面延伸的具有亚毫米尺寸的电致发光元件(22)；至少一个散热器(28)，所述至少一个散热器与基板的第二面协作，以排出由光源产生的热。因此，本发明提供了用于陆地车辆的改进的发光模块。

Description

陆地车辆发光模块
技术领域
本发明涉及陆地车辆发光模块的领域，即可以集成到车辆的发光装置中的模块，并且当使用车辆时，所述模块能够投射照亮道路或车厢的光和/或使车辆变得更可见。这种发光装置的示例是位置灯或近光灯和/或远光灯(通常称为“前灯”)。
背景技术
陆地车辆配备有旨在在夜间或在亮度降低的情况下照亮车辆前方的道路的发光装置，特别是照明和/或信号装置，例如头灯或尾灯。它们也可以用于照亮车辆的车厢。这些发光装置可以包括一个或多个发光模块。每个照明功能可以由一个或多个模块提供。此外，在这些陆地车辆发光模块中，与常规光源相比，特别是为了整体尺寸和使用寿命的优点，光源越来越多地是发光二极管(LED)。
然而，LED技术涉及对由发光模块的各种构件产生的热的特定管理。实际上，所产生的热导致在构件的水平上可能退化构件和/或妨碍其最佳使用的温度升高。
用于管理这种热的现有解决方案对于发光模块中的(特别是大于25W的)高耗散功率不是最佳的。例如，现有的解决方案通常在发光模块和/或包含发光模块的发光装置的水平上具有各种缺点。这些缺陷可以包括管理热以提供冷却和光学性能所需的相对较大的总体尺寸的构件，无论是通过自然或强制对流进行冷却，和/或所述构件的制造是相对冗长、复杂和/或昂贵的。
发明内容
因此，提出了一种陆地车辆的发光模块，包括具有基板的至少一个半导体光源。基板主要由半导体材料组成。基板具有第一面和第二面。光源还包括具有从基板的第一面延伸的亚毫米尺寸的电致发光元件。该模块还包括与基板的第二面协作的至少一个散热器，以排出由光源产生的热。
在各种实施例中，发光模块可以具有彼此组合的以下特征中的一个或多个：
-电致发光元件具有杆形状；
-杆正交于基板延伸；
-杆具有圆柱形整体形状，特别是多边形截面的圆柱形整体形状；
-每个杆具有在0.5μm和2.0μm之间，包括0.5μm和2.0μm，优选地为1μm的直径；
-每个杆具有在1μm和10μm之间，包括1μm和10μm，优选地为8μm的高度；
-两个直接相邻的杆之间的距离在3μm和10μm之间，包括3μm和10μm；
-两个直接相邻的杆之间的距离是恒定的或可变的；
-杆的亮度为至少60Cd/mm2，优选地至少为80Cd/mm2；
-杆适于沿着杆(即，在垂直于基板的大部分延伸平面的方向上)发射光线和在其端部发射光线；
-第一面和第二面基本上彼此平行；
-半导体材料包括硅；
-电致发光元件在不同的和可选择性激活的发光区域之间划分；
-基板通过印刷电路供电，印刷电路围绕基板；
-通过印刷电路直接向基板供应电，或通过由印刷电路供电并且向基板供电的中间构件向基板供应电；
-中间构件由印刷电路直接供电；
-电气构件是用于控制电致发光元件的电子装置；
-经由引线键合通过印刷电路为基板供电；
-引线键合在印刷电路和基板之间和/或印刷电路和中间电气构件之间；
-通过焊接接头经由印刷电路为基板供电；
-焊接接头位于印刷电路和基板之间和/或印刷电路与中间电气构件之间；
-焊接接头位于印刷电路的导电层上；
-通过用于控制电致发光元件的电子装置经由印刷电路向基板供电，该模块包括印刷电路和电子装置之间的引线键合以及电子控制装置和基板之间的焊接接头；
-印刷电路是挠性的；
-所述散热器经由中间构件抵靠所述基板的第二面布置；
-所述中间构件形成由一组一种或多种连续材料组成的从所述基板到所述散热器的热桥，热桥的每个材料具有大于1W/(m.K)的导热率；；
-所述一种或多种材料包括一个或多个热胶；
-所述一种或多种材料包括一种或多种导电金属；
-所述一种或多种材料包括铜；
-中间构件包括一层或多层热胶；
-中间构件包括一层或多层铜；
-中间构件包括热胶；
-热胶是电绝缘的；
-中间构件包括一层铜；
-该层铜覆盖散热器的至少一部分；
-一层铜覆盖第二面的至少一部分；
-光源固定或焊接到散热器；
-光源与散热器直接接触；
-光源经由中间构件与散热器接触；
-模块进一步包括用于控制电致发光元件的电子装置；
-电子装置包括至少一个电力变换器和/或一个集成电路；
-集成电路包括ASIC和/或ASSP；
-所述电子装置布置在所述基板的第二面上；
-所述中间构件包括一个或多个电子控制装置，每个电子控制装置被构造为通过其各自的导电迹线来控制相应的一组发光半导体元件以确保操作；
-散热器包括一个或多个有散热片的冷却器；
-散热器具有大于或等于0.2W/(m.K)、优选地大于等于1W/(m.K)、更优选地大于或等于5W/(m.K)的导热率。。。；
-散热器包括镁和/或铝和/或铜和/或热传导聚合物；
-散热器包括能够接收至少电子装置的腔；
-腔具有底部；
-底部与散热器接触；
-腔是通过散热器的孔；
-电子装置至少部分通过散热片；
-包括与所述电子装置协作的第二散热器；
-其中所述第二散热器具有与所述腔基本上互补的形状；
-散热器包括板；
-板包括第一侧和第二侧；
-第一侧与基板协作并且第二侧包括冷却散热片；
-冷却散热片从第二侧突出；
-模块进一步包括整体形成至基板中的热分配系统；
-热分配系统具有与携载电致发光元件的区域的面积相等或比其大的面积；和/或。
-热分配系统包括一个或多个微热管。
还提出了一种发光装置，特别是优选地用于陆地车辆的照明和/或信号装置，其包括如上文所提出的至少一个发光模块。
该装置可以包括如上所述的第一发光模块和如上所述的第二发光模块，第一发光模块与第二发光模块分开。
第一发光模块的散热片可以与第二发光模块的散热片在一个部件中。
该装置可以被构造成实现光度，特别是法定功能。
发光装置可以是机动车辆前灯。
附图说明
本发明的其它特征和优点将在阅读通过实施例和参考附图给出的本发明的以下详细描述后将变得显而易见，其中：
-图1示意性地示出了现有技术的发光模块；
-图2示意性地表示根据本发明的发光模块的一个示例的光源的一部分；
-图3-12示意性地示出了根据本发明的发光模块和/或发光装置的各种示例。
具体实施方式
提出了一种陆地车辆的发光模块和包括这种发光模块的一个或多个变体的发光装置。发光装置可以构成或集成到投光器中。发光装置可以是用于车厢的前灯、尾灯或发光装置。还提出了一种包括这种发光装置的一个或多个变体的陆地车辆(例如在前部处的一对或多对变体和/或用于四轮车辆的位于后部处的一对或多对变体或在前部处的一对或多对变体和/或用于两轮或三轮车辆的位于后部处的一个或多个变体)。
发光模块包括至少一个半导体光源，所述至少一个半导体光源包括主要由半导体材料制成的基板。因此，基板可以被称为“半导体基板”。基板可以包括一种或多种其它材料，例如非半导体材料。
光源还包括从基板的第一面延伸的一组或多组电致发光元件。因此，发光模块包括从基板的第一面延伸的至少一个多个这样的元件。每组由从基板的第一面的相应部分延伸的多个元件构成。因此，电致发光元件可以在不同的发光区域之间分配。在一个示例中，可以选择性地激活那些各个区域。元件可以具有杆的整体形状，因此被称为“杆”。
类似于基板，电致发光元件可以各自是半导体，即每个可以包括至少一种半导体材料。电致发光元件可以主要由半导体材料组成。该半导体材料可以与基板的半导体材料相同或不同。更一般地，电致发光元件都可以以相同的材料或多个材料制造。电致发光元件可以是相同种类的，例如基本相同或相似的。相同组的所有电致发光元件可以是平行的并且在相同方向上延伸。所有的组可以沿相同的方向延伸。方向可以与基板正交。
元件发光。这表示当电致发光元件的材料被供电时它们发光。相同组的电致发光元件可以形成协作以实现光度功能的组。电致发光元件可以经由基板(例如基板形成阴极)在一侧并且在另一侧通过电互连电致发光元件的导电材料层(导电材料层形成例如阳极)提供电。因此，每个发光元件的半导体材料与基板的半导体材料之间的接触可以适合于导电。导电材料层可以覆盖电致发光元件。导电材料层还可以覆盖电致发光元件从其延伸的基板的每个表面部分或一组电致发光元件从其延伸的基板的所有表面或面。导电材料层可以通过任何方式与基板的半导体材料电绝缘。这使得电致发光元件22能够被基板供电。因此，电致发光元件可以简单地被供电，即通过向基板的导电材料提供一个极性，并且向该层导电材料提供另一极性。
因此，光源可以形成发光构件，这里根据陆地车辆的规格和性能配置。该构件不同于从一个或多个大致平面或至少凸面或规则表面(例如小于十个这样的表面，例如大约五个这样的表面)发出光的常规LED。光源显着地能够减小总体尺寸。此外，例如在直径方面，即跨越构件的最大部段的长度方面，光源可以形成大于常规LED的单独尺寸的整个构件。这简化了发光模块的生产，因为所需的光度功能需要更少的构件。光源还能够实现相对较高的亮度。
发光模块可以包括多个这样的光源，或者包括这种光源的多个发光模块可以集成到发光装置中。
光源可以通过包括至少一个如下步骤的方法生成，所述方法包括采购基板的步骤，然后是通过从基板生长而与基板一体地形成杆的步骤。导电材料层可以通过沉积用于控制杆的金属(例如铜)成品步骤来制备。该步骤可以同样地包括在基板的表面上形成铝或铜焊盘，用于在源和控制构件之间进行引线键合。引线键合或“桥接”(也称为引线键合或带状键合)是用于形成光源和源的电源装置之间的电连接的一种技术。引线键合简单地由在每个元件上为此目的提供的两个连接区域之间焊接的线(或桥)产生。焊接可以是超声波焊接。导线材料可以是铝，金或铜。导线的直径可以约是20μm。也可以使用矩形截面的导线。
光源也能够简单地生产发光模块。实际上，传统LED的有限发光效率通常通过增加输入功率或通过乘以LED和/或包含LED的光学模块的数量来补偿。后两种形式的补偿相应地增加了发光模块的总体尺寸。此外，上述补偿的形式在包含常规LED的模块中具有增加产生的热量的缺点，由于必须提供额外的冷却系统，这可能导致整体尺寸的进一步增加。
图2示出了这种光源的示例。
这里以部段形式示出的光源S包括基板210，杆211、212从该基板210沿优选的方向延伸。
在该示例中，特别地，该基板210由硅构成，硅具有比其中基板由蓝宝石组成的常规LED的基板低得多的成本。杆211、212可以通过在该基板210上的晶体生长而产生。
杆211、212适于形成发光半导体材料的杆。杆211、212可以例如基本由氮化镓组成。
例如，这些杆211、212包括可以掺杂有电子的半导体材料芯，并且半导体材料芯周围形成有可以具有空穴的第一层半导体材料，在这种情况下，有时将第一层半导体材料称为掺杂有“空穴”或正电荷的层。在该芯的界面处，该第一层形成电子和空穴复合的中间层。因此，每个杆211、212是半导体发光元件。
成核层219形成在基板210上并且围绕杆211、212。
这里，杆211、212彼此间隔大约30μm，每个杆都具有从成核层219到其顶部为2.5μm的高度。它们的直径为1.5μm。
因此，光源S基本上包括基板210，该基板210形成具有发光并且具有亚毫米尺寸的多个竖立的小杆211、212的板，其最大尺寸小于1毫米。
光源S被分成多个发光区域201、202，这些发光区域201、202由对应于所有杆211、212的分布的壁221分隔开。
在相同区域201、202的杆211、212之间沉积电连接这些杆的导电层，从而为每个发光区域201、202形成单独的阳极225、226。
以这种方式形成的四个阳极225、226与成核层219接触，成核层本身与由基板210形成的阴极接触。
通过将阳极225、226和阴极210连接到电源，因此可以为多个发光区域201、202中的每一个独立地供应电。
根据一个实施例，每个阳极连接到旨在连接到车辆的电源(未示出)的正极端子的连接机构220的一个或多个正极端子。类似地，阴极210连接到连接机构220的负极端子。因此，激活机构能够向这些发光区域201、202中的每一个供电。
因此，可以通过激活机构220选择性地激活其发光区域201、202来控制该光源S。
可以通过与发光装置分离的专用机构来提供控制，或者在该示例中，通过集成到发光装置中的控制装置229来提供控制。
在该示例中，使用由控制装置229进行的直接控制。控制装置229一方面连接到连接机构220，另一方面连接到连接器C。连接机构220通过电导体连接到每个阳极225、226。
控制装置229和光源S安装在未示出的相同印刷电路板上。电导体由该印刷电路板的电子迹线形成。类似地，其它电子迹线将连接机构220连接到控制装置229。
可以通过在成核层219上沉积反射层217、218来改善发光区域201、202的光输出。例如，在生长杆之前，将反射层217、218沉积在成核层219上，例如在此之后，在基板10上生长杆211、212之前，在该反射层217、218和成核层中产生空穴。
为了获得更高的光输出，发光区域的杆可以具有以下特征：
在1.4μm和1.6μm之间并且包括1.4μm和1.6μm的直径，例如1μm的直径，
在2μm和10μm之间并且包括2μm和10μm的高度，例如8μm的高度，
杆之间的在3μm和10μm之间并且包括3μm和10μm的距离。
光源S可以包括布置在杆211、212上方的光转换器223。光转换器包括至少一种发光材料，所述至少一种发光材料被设计成吸收由光源发射的至少一些激励光并且将至少一些所述吸收的激励光转换成具有与激励光的波长不同的波长的发射光。该材料可以是例如掺杂有铈或铕的YAG。
发光模块还包括与光源的基板相关联的至少一个散热器。当使用发光模块时，特别是在陆地车辆的情况下，散热器能够从光源的基板或多个基板传输热。因此，光源和散热器与所述光源的基板之间的协作使得能够生成易于制造和安装在车辆发光装置中的陆地车辆发光模块，从而导致紧凑的相对小的总体尺寸和高散热能力。
散热器能够通过与基板协作来散热，即散热器接收由发光模块产生并且存储在基板中的热。散热器因此与基板热连通。在一个示例中，散热器直接或间接地布置在衬底的第二面上。这意味着第二面将基板中存在的热传递到散热器。然后散热器可以至少部分地将该热散发到发光模块外部。
例如，基板可以具有板的整体形状，具有两个相反的面。然后，例如，发光杆可以例如从两个面中的一个延伸，并且所有这些发光杆都可以这样做。然后可以将散热器布置成抵靠板的另一个面。这使得能够优化热界面的数量，散热的空间和总体尺寸，发光模块保持紧凑。
为了最佳地散热，散热器可以包括用于每组杆的、从板的另一侧朝向该组散热的区域。散热器可以包括这种类型的所有组杆共用的区域或每组杆具有的一个区域。在一个示例中，每个区域的特征在于抵靠由基板形成的板的、基本上等于或大于承载该组杆的基板表面部分的面。
可以通过以下事实确保传输：散热器在一个示例中直接抵靠基板布置。这意味着散热器与基板物理(即材料)接触。
然而，散热器可以可选地经由中间元件抵靠基板布置。中间元件布置在基板和散热器之间。中间元件可以具有两个相反的面，一个直接抵靠基板，另一个直接抵靠散热器。中间元件可以包括没有材料的空间(即完全由空气间隙形成)，或者可选地包括一种或多种材料(例如，没有形成空气间隙的层)或由一种或多种材料(即基本上不含空气)组成。为了改善热传递，中间元件例如可以包括热油脂或相变材料。中间元件可以不包含印刷电路板(PCB)。这是通过使用的特定光源实现的。中间元件可以不包含构成PCB基板的材料层，该材料层形成从基板到散热器的热通道的屏障。例如，中间元件可以不具有树脂(例如环氧树脂)和/或聚合物层。与PCB的使用相比，通过减少热界面的数量，可以更好地散热。
在所有情况下，从基板到散热器的热传递的热系数可以大于或等于1W/m/K。因此，发光模块有效地散热。
在基板和散热器之间具有中间元件的情况下，中间元件可以包括在基板和散热器之间的材料的热桥。换句话说，中间元件使得来自基板的热沿着材料连续设置的路径的传导传递到散热器。路径没有空气间隙。与存在绝热空气间隙的情况相比，这种热桥能够实现更好的传导。
热桥可以由从基板到散热器连续的一组一种或多种材料组成，即所述一种或多种材料都将热从基板相继传递到散热器。在一个示例中，该组的材料各自具有大于或等于1W/m/K、10W/m/K、50W/m/K或100W/m/K的热导率。中间元件的总厚度可以在1μm至500μm之间。这组材料可以不包括树脂，例如，环氧树脂和/或聚合物和/或陶瓷。热桥可以在其构成材料中包括一个或多个热胶。这种材料通过在电绝缘的同时确保两个构件之间的良好接触来改善从基板到散热器的热传导。此外，热胶可以是黏合剂。热胶可以包括胶(例如环氧胶)和/或黏合胶。除了改善热传导之外，还可以通过粘合或胶合进行固定。可替代地或另外通过焊接实现任何固定，然后热桥包括焊接材料，例如金属。热桥可以可选地或另外地包括一种或多种导电金属，例如铜。这使得实现良好的热分布和导电。
发光模块可以包括用于控制电致发光元件的一个或多个电子装置。例如，这种电子装置可以是集成电路或电力变换器。
电力变换器是如下的装置，所述装置用于将来自车辆的电源网络的电力供应转换成适于生产所需照明功能的电力供应，并且可能为光源提供所述适当的电力供应以执行所需的照明功能。
也称为电子微芯片的集成电路是例如以较小的体积(即，在较小的管芯上)再生成一个或多个电子功能并且能够集成多个类型的基本电子构件的电子构件。这使得电路容易实现。
集成电路可以例如是ASIC或ASSP。
ASIC(专用集成电路)是为至少一个特定应用(即客户端)开发的集成电路。因此，ASIC是专用集成(微电子)电路。它通常结合了大量独特或定制的功能。
ASSP(应用专用标准产品)是一种集成(微电子)电子电路，其组合了大量功能以满足普遍标准化的应用。以比ASSP更具体(特殊)的要求设计ASIC。
如果热桥包括一个或多个导电金属，则导电能够将这种电子装置集成在中间元件中，然后可以经由导电金属来为电子装置供电。
基板可以通过印刷电路直接或经由电子装置供电，电子装置本身通过印刷电路供电，然后电子装置例如直接向基板供电。例如，可以通过印刷电路经由能够控制电致发光元件的电子装置向基板供电。模块可以包括在印刷电路和电子装置之间的引线键合以及电子控制装置和基板之间的焊接部。
因此，中间元件可以尤其地包括一个或多个这样的电子控制装置。这些电子器件可以被配置为与发光模块的构件相互作用。特别地，每个电子控制装置可以被配置为控制发光模块的一组或多组杆。因此，发光模块的控制电子器件尽可能靠近散热器。这些电子器件还产生热，这一解决方案可以优化散热。此外，主要是通过避免使用与发光模块分离的电子控制装置以及因此提供额外的空间和添加必要的连接器，该解决方案能够提高发光模块的紧凑性。
例如，每个电子控制装置可以被配置为控制相应的一组杆。携载电子控制装置的中间元件然后可以面对该组杆。这使得能够优化发光模块的散热和紧凑性，同时使控制电子器件尽可能靠近受控构件。
在这种情况下或在其他情况下，中间元件可以由完全地围绕或保持在电子控制装置的任一侧上的叠层组成。层可以，例如每层可以，由上述材料之一组成，从而提供良好的热传导。
发光模块可以可选地或另外地包括由基板承载的如上所述的一个或多个电子控制装置。这种电子控制装置例如可以焊接到基板上，并且使用标准工艺经由基板被供电。这也能够提高发光模块的紧凑性。实际上，在现有技术中，固定到LED模块的构件的驱动器通过驱动器引起LED的自加热，这可以降低通量方面的性能。同样，驱动器由LED自加热，因此是更加热敏的。在现有技术中，这可以导致给定冷却目标的散热器的尺寸增加。
接着参照示出现有技术解决方案的图1说明发光模块在散热方面的优点。
图1示意性地示出了现有技术的发光模块。图1表示包括光源12(例如LED)、PCB14、包括油脂的热界面16和散热器18的机动车辆发光模块10。装置19控制光源12并且提供模块10的照明和/或信号功能。从图中可以看出，散热器18与PCB14协同工作。PCB14具有热阻，因此阻止从LED12到散热器18的热传导。这减少了在系统的情况下冷却的有效性，需要在一个或多个管芯或“芯片”上的大于单独的LED的较大的发光和消散面积和/或需要更高的性能，因此源的工作温度低于常规模块。
相比之下，光源使得PCB被排除并且散热器被抵靠基板布置。然后，基板具有可能通过中间元件固定到散热器的支撑件的功能。
下面讨论光源的特性的各种例子。这些示例特别地使得可以简化散热器的支撑功能和/或改善发光和/或散热。
光源可以具有能够产生严格大于50μm×50μm，例如大于75μm×75μm或甚至大于或约为100μm×100μm的单独尺寸的发光源的结构。基板可以例如采用具有对应值的宽度和长度的管芯的形式。这些尺寸使得基板能够承载有效的散热器，即使在单组杆的情况下也是如此。发射源的尺寸和其紧密的间距使比传统的LED源(例如多芯片型)具有更好的热分布，其尺寸通常小于50μm×50μm。基板的尺寸和传导特性可以用于可能通过中间元件将LED胶合或焊接至散热器。
这样可以消除PCB。用于连接电源的技术可以包括将导电层集成到基板中。
每个杆的尺寸是亚毫米尺寸。这意味着每个杆的每个尺寸基本上都小于1毫米。杆例如可以具有大于1μm、3μm或5μm，和/或小于50μm、25μm或15μm的高度，例如大约8μm的高度。杆可以具有恒定或变化的截面直径(即截面的最大长度)。最大直径或(恒定)直径可以小于15μm、10μm或3μm，和/或最小直径或(恒定)直径可以大于0.05μm、0.1μm或0.5μm，例如约1μm。杆可以具有任何形状的截面，例如圆形或多边形，例如五边形或六边形的整体形状。从一个杆到最近的杆或多个杆的间距或距离(即，两个紧邻的杆之间的距离)可以是非零的，即杆之间存在间隙。这个间距可以是可变的。它可以在如下范围中改变，即所述范围的下限大于0.5μm或1μm和/或小于5μm或4μm，例如基本上等于或约为3μm，和/或所述范围的上限小于50μm、25μm或15μm，和/或大于5μm或7μm，例如基本上等于10μm或大约为10μm。
基板的半导体材料可以包括硅和/或碳化硅。半导体材料(分别地基板)可以主要由硅组成，即半导体材料(分别地基板)的硅含量大于50％。硅是特别经济的，并且能够很好地导热。
发光杆的亮度可以大于40Cd/mm2、50cd/mm2或60cd/mm2。每个杆可以沿其高度(即，沿垂直于基板的大部分延伸平面的方向)和在其端部处发射光线。基板可以具有通过其发射光的第一面和与散热器协作的第二面。杆可以由第一面承载。第一面和第二面可以基本上彼此平行。散热器可以完全或仅部分覆盖光源。
下面参照图3-6描述发光模块的两个示意性示例，附图不按比例。
根据图3和4的示例的模块20和根据图5和6的示例的模块40中的每个包括两个光源。每个光源包括基板21和从基板21延伸的单组杆22。在两个示例中，模块20、40包括抵靠基板布置并且覆盖两个光源21、22的散热器28。每个基板21成管芯的形式。杆22从第一面(图中向上)延伸。并且散热器28布置成抵靠第二面。在这些示例中，散热器28以与两个基板21一体形成并且协作的单个有散热片的冷却器的形式表示。因此，散热器28由两个子散热器形成在一个部件中，并且各自与单独的基板21协作。但是，该模块可以可选地包括多个有散热片的冷却器(例如每个基板21和/或每组杆22一个冷却器)和/或其它类型的散热器。
在两个示例中，散热器28经由中间元件(32-34)抵靠每个基板21布置。来自图3的示例的模块20的中间元件通过放大图4所示的模块20的区域35来示出。类似地，图5的示例的模块40的中间元件通过放大图6所示的模块40的区域45而被示出。
模块20的中间元件从散热器28到基板21连续地包括一层黏合剂热胶32和一层铜34。模块20的区域35的一层铜34能够从基板21输出电流。
模块40的中间元件从散热器28至基板21连续地包括一层黏合剂热胶32、一层铜34、ASIC33和另一层铜34。一层铜34使得ASIC33能够被供电。每个ASIC33可以被配置为控制相应的光源21-22。每个ASIC33可以布置成面对受控光源。因此，控制是特别有效的。解决方案是紧凑的。ASIC33受益于散热器28的散热。在两个示例中，基板21经由印刷电路板(PCB)24被供电。与在图1中表示的现有技术不同，PCB24不与散热器28形成中间元件的一部分。实际上，PCB24围绕基板21，这意味着PCB24不面对基板21的第二面。由于光源21-22的构造并且特别是通过从导电基板21外部的访问，这使得成为可能并且容易地实现。
例如，PCB24被制成多个部件，这些部件被组装以在它们之间留下间隙(例如孔或孔口)或者具有孔的单个部件，并且基板21经由间隙或孔与散热器28协作。因此PCB24限定了中间元件32-34能够抵靠散热器28操作的区域。中间元件32-34至少部分地布置在该空间或孔中。在图中所示的例子中，基板21布置在该孔的水平高度处，高于孔。半导体电致发光元件从PCB24的一侧(图中向上)延伸，散热器28在PCB24的另一侧(图中向下)被布置抵靠基板21的第二面。
在图中的例子中，PCB24固定在散热器28上，如图4和6所示。因此PCB24和由每个光源21-22及其协作的中间元件32-34组成的组件抵靠着散热器28，并且PCB24围绕所述组件。在附图的示例中，基板21经由引线键合27经由PCB24被供电。基板21又向杆22供电。可选地，基板21可以经由PCB24经由在基板和PCB的导电层之间的焊接部被供电。电流可以例如经由基板21的前面(具有杆22的一侧)进送。在这种情况下，光源可以串联或并联，并通过引线键合被提供电。
根据至此描述的各种实施例中的任何一个，发光装置可以包括在相同基板上的一个或多个光源。该装置共用相同的散热器，如参考图3-6所讨论的。在相同基板上具有多个发光源的情况下，源可以相对于彼此偏移。一个优点是能够单独控制源。
发光装置可以被配置用于在陆地车辆，例如机动车辆中进行照明和/或发信号。发光装置可以被配置成实现光度功能。光度功能例如是人眼可见的照明和/或信号功能。在汽车领域，这种光度功能可以符合其被使用并且然后被称为法定的该国的现行规则。法定光度功能包括例如在提交本申请的日期时：日间行车灯(DRL)，UNECE规则087，位置灯，UNECE规则007，近光灯，UNECE规则87，远光灯，倒车灯，UNECE规则023，停车灯，UNECE规则007，转向指示灯，UNECE规则006，雾灯，UNECE条例019和038。该规则可以包含对根据所谓的测光网络或发出的光的能见度区域的色度、强度、空间分布的要求。
如参考示例所示，散热器通常可以包括一个或多个有散热片的冷却器。散热器可以例如包括具有第一侧和第二侧的板。第一侧与基板协作并且第二侧包括冷却散热片。冷却散热片从第二侧突出。散热器可以由具有大于或等于5W/(mK)、大于或等于50W/(mK)或大于或等于100W/(mK)的热导率的材料制成，以用于照明功能。。。。散热器可以例如由金属或导电塑料制成或由复合材料制成。散热器可以例如包括镁和/或铝和/或铜和/或导热聚合物。这些特征有助于实现简单但确保良好的冷却的技术方案。这些散热器可以根据需要通过自然或强制对流进行冷却。
为了改善散热，发光模块的基板可以集成整体形成至基板中的热分配系统。热分配系统在与散热器协作的基板的部分中基本上均匀地分配热。散热器的功能因此被全部使用，并且散热被优化。热分配系统可以具有等于或大于携载电致发光元件的区域的面积。热分配系统可以例如包括微热管。这使得特别有效地散热，特别是在中间元件包括一个或多个电子控制装置的结构中。
热分配系统可以被配置为通过将一个或多个微热管集成到例如硅构成的基板的结构中将热正确地分配到散热器，以最大化其有效性。微热管可以由毛细管网络形成，所述毛细管网络能使液体能够从源和ASIC的热区域排出到冷区域。可以使用标准的微芯片制造工艺刻蚀微热管。集成在光源中的这些智能冷却装置能够通过将热点扩散到散热器来更好地控制热。
微热管由几毫米的网络组成，其中流体蒸发并且在汽相中朝向冷区域输送。由于短的长度(例如小于20厘米)，毛细管效应使得无需重力辅助操作。图7示出了微热管66的工作原理。流体由箭头表示。液体形式64的流体在微热管60的毛细管网络62中循环，在形成蒸发器的区域中成为汽相66，穿过绝热区域68，然后在形成冷凝器的区域67中返回液体形式等。
微热管的内部可以包括具有通过烧结粉末或沟槽产生的不规则结构的材料。平坦形状的微热管可以插入到直接限定在基板中的成品中，或者可选地插入到导电材料中以使得热能够扩散。微热管可以包括填充有流体的平行沟槽。图8示出了一个这样的微热管70的示例。毛细管网络被限定在微热管70的壁72之间。冷凝发生在侧面相接烧结沟槽76和蒸气空间74的区域67中。
图9-10示出了集成到发光装置中并且包括微热管的发光模块的其他示意性示例，图未按比例。
图9示出了集成发光模块80和透镜85的发光装置的示例。发光模块80包括基板21和杆22连同ASIC33。散热器28成两个部件，每个部件被布置成抵靠发光装置80下方的基板21(图中所示的定向)。散热器可以是一个部件，并且覆盖模块的所有下面。基板21集成了两组微热管72。如上所述，通过利用热区域92和冷区域94，微热管82能够在热传递到散热器之前良好地分布在基板中。
图10示出了在如下方面与图9的发光装置不同的发光装置，即发光模块90的ASIC33布置在基板21的上方(图中所示的定向)。在这种情况下，与图5-6和9的实施例相比。ASIC可以例如通过引线键合电连接。ASIC可以同样很好地位于散热器28和基板21之间的中间元件的水平高度处，并且因此位于图中所示定向上的热管82的下方，如参照图5-6所述。
用于向基板供电的印刷电路板(PCB)可以是刚性的。在可选的示例中，PCB可以是挠性印刷电路板(FPCB)。因此，发光模块能够同时减少固有散热限制以及实现灵活供电。在另一示例中，模块包括代替刚性PCB或FPCB的可变几何构造互连装置，特别是MID(模制装置)类型的可变几何构造互连装置。
挠性PCB应用上的LED源可能用于对复杂的产品形状或复杂的光分布，例如头灯周围的DRL，尾灯功能或室内照明的照明构件轮廓功能。然而，特别因为散热板上最后的一层铜的粘合层，所以挠性PCB会散热不良。该层具有机械加强件功能。
如通过参考图3.6所示的实施例所描述的，其中通过围绕基板的PCB被供电的基板的发光装置配置，实现了良好的散热，同时保持了挠性PCB的优点。实际上，利用不同部件之间的连接的灵活性，但是挠性PCB和加强黏合层不会妨碍与照明功能相关联的热耗散。
图11-12示出了集成挠性PCB的发光模块的其它示意图，图中未按比例。
图11的发光模块100和图12的模块110中的每个都包括光源21-22和布置成抵靠基板21的散热器108、128。例如，散热器108、128可以如上述任何示例中的方式布置成抵靠基板21，例如通过如上所述的中间元件，例如参考图3-6，中间元件未示出在图11-12中。光源21-22可以例如通过包括胶(例如导热胶)或焊接部的固定件固定到散热器108、128。
模块100和110各自包括挠性印刷电路板124。挠性PCB124包括胶合到一层铜134的黏合剂聚酰胺层126。任何其它类型的挠性PCB都是合适的。挠性PCB124通过例如可以是胶或焊接部的固定件132固定到散热器。挠性PCB124向每个光源21-22供电。如图所示，挠性PCB124围绕光源21、22，因此保持其挠性。这通过在未穿过PCB的情况下散热器28可以与基板21协作以冷却基板21的事实成为可能。因此，根据需要什么，散热器28和挠性PCB124之间的固定件132可以根据现有技术规则进行调节，以确保通过辅助机械连接件(例如铆接或螺纹连接)在可靠性方面不存在FLEX的失效。
在图11的示例中，挠性PCB124通过引线键合27向光源21、22提供电，如图3-6所示。在图12的示例中，挠性PCB124通过基板21和PCB的导电层(即本实施例中的一层铜134)之间的焊接部127向光源21-22供电。
此外，图12的模块110与其他模块的不同之处在于，散热器128包括空腔140。空腔140形成用于基板21的壳体，所述壳体例如具有与基板21互补的形状。
一般来说，散热器可以包括例如互补形状的这种类型的形成壳体的空腔，以用于模块的任何构件，例如基板或中间元件，特别是电子控制装置。
一般来说，散热器可以用塑料二次成型，以便对外打开。特别是对于较薄结构，这提供了有效的冷却。

Claims (15)

1.一种陆地车辆的发光模块(20)，包括：
至少一个半导体光源，所述至少一个半导体光源主要包括半导体材料基板(21)，所述基板具有第一面和第二面，所述光源还包括从所述基板的第一面延伸的具有亚毫米尺寸的电致发光元件(22)；和
至少一个散热器(28)，所述至少一个散热器与基板的第二面协作，以排出由光源产生的热。
2.根据权利要求1所述的发光模块，其中：
所述半导体材料包括硅。
3.根据权利要求1或2所述的发光模块，其中：
所述电致发光元件分布在不同的可选择性激活的发光区域中。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的发光模块，其中：
所述基板经由印刷电路(24)供电，所述印刷电路板(24)围绕所述基板(21)。
5.根据权利要求4所述的发光模块(100、110)，其中：
所述印刷电路板(124)是挠性的。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的发光模块，其中：
所述散热器(28)经由中间元件(32-34)抵靠所述基板(21)的第二面布置。
7.根据权利要求6所述的发光模块，其中：
所述中间元件包括热胶。
8.根据权利要求6或7所述的发光模块，其中：
所述中间元件包括一层铜。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的发光模块，其中：
所述光源被胶合或焊接到所述散热器。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的发光模块，还包括能够控制所述电致发光元件的电子装置。
11.根据权利要求10所述的发光模块，其中：
所述电子装置包括至少一个电力变换器和/或一个集成电路。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的发光模块(80)，其中：
所述散热器(28)包括一个或多个有散热片的冷却器。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的发光模块(80)，还包括整体形成至基板中的热分配系统。
14.根据权利要求13所述的发光模块，其中：
所述热分配系统包括一个或多个微热管(82)。
15.一种特别用于照明和/或信号的、优选地在陆地车辆中的发光装置(80-85、90-95)，包括根据权利要求1-14中的任一项所述的发光模块。
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