CN113875320A - 针对固态光源应用的稳定pcb - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种照明装置(1000)，包括：(i)光源(100)，被配置为生成光源光(101)，其中光源(100)包括固态光源；以及(ii)支撑件(200)，被配置为支撑光源(100)，其中支撑件(200)包括金属基导热材料(201)，其中照明装置(1000)还包括：(iii)分层元件(300)，被配置为与支撑件(200)物理接触，其中分层元件(300)包括一个或多个层(310)，其中分层元件(300)至少包括电绝缘的第一层(311)，其中分层元件(300)的至少一部分被配置在光源(100)与支撑件(200)之间，使得在操作期间，光源光(101)的一部分照射分层元件(300)，其中分层元件(300)包括光反射颗粒(410)，其中颗粒中的至少50wt.％具有片状形状。

Description

针对固态光源应用的稳定PCB
技术领域
本发明涉及照明装置，包括：(i)被配置为生成光源光的光源以及(ii)被配置为支撑光源的支撑件。本发明还提供了包括这样的照明装置的灯或灯具。
背景技术
在印刷线路板中涂覆并形成保护膜的绝缘膜是本领域已知的。US2009/0141505关于这样的膜指出，除阻焊膜中通常需要的诸如耐溶剂性、硬度、耐焊性和电绝缘性等特性之外，还期望能够有效利用LED发射的优异光反射率。US2009/0141505描述了例如包括金红石型氧化钛的白色热固化树脂组合物；以及热硬化树脂。
发明内容
由于其坚固的结构和有吸引力的价格，芯片级封装(CSP)LED正越来越多地用于各种应用。与经封装的LED不同，CSP LED被直接放置在印刷电路板(PCB)的顶部上。在经封装的LED的情况下，封装的存在可能会阻止蓝光到达PCB。在这种情况下，来自CSP的CSP高强度光可能会到达PCB的表面。具有高导热性的PCB具有金属(铝)基部，金属基部的顶部上具有位于铜轨道之下的环氧树脂介电层。在CSP LED操作期间，来自LED的(蓝)光落在PCB上，光穿过阻焊层并到达介电层。通过高强度光，阻焊层和最重要的介电层都可能退化。作为介电层退化的结果，金属衬底和铜迹线之间可能发生短路。
因此，本发明的一个方面是提供备选的照明系统，照明系统优选地还至少部分地避免了上述的一个或多个缺点。本发明的目的可以是克服或改善现有技术的至少一个缺点，或者提供有用的备选方案。
在第一方面，本发明提供了照明装置(“装置”)，包括：(i)被配置为生成光源光的光源以及(ii)被配置为支撑光源的支撑件。具体地，在实施例中，光源和支撑件被配置为使得在操作期间，光源光的一部分被引导至支撑件。此外，在实施例中，支撑件包括金属基导热材料。具体地，照明装置还包括(iii)分层元件，其被配置为与支撑件物理接触。在实施例中，分层元件包括一个或多个层。具体地，分层元件可以至少包括电绝缘的第一层(在本文中也被指示为“介电层”)。分层元件的至少一部分可以被配置在光源和支撑件之间，使得在操作期间，光源光的(所述)部分可以照射分层元件。具体地，分层元件包括光反射颗粒。在特定实施例中，颗粒的至少30wt.％(更具体地至少50wt.％，甚至更具体地至少70wt.％)具有片状形状(诸如薄片)。因此，在实施例中，本发明提供了照明装置，包括：(i)被配置为生成光源光的光源以及(ii)被配置为支撑光源的支撑件，其中支撑件包括金属基导热材料，其中照明装置还包括(iii)分层元件，其被配置为与支撑件物理接触，其中分层元件包括一个或多个层，其中分层元件至少包括电绝缘的第一层，其中分层元件的至少一部分被配置在光源和支撑件之间，使得在操作期间，光源光的(所述)部分照射分层元件，其中分层元件包括光反射颗粒层，其中颗粒的至少30wt.％(更具体地至少50wt.％，甚至更具体地至少70wt.％)具有片状形状并且其中层是经对准的片状颗粒的基本闭合层。因此，在实施例中，光源和支撑件可以被配置为使得在操作期间，光源光的一部分被引导至支撑件。
使用这样的照明装置，支撑件上的层可以接收来自光源的光源光，但是由于大部分光源光被反射(被薄片反射)而基本上不会劣化。似乎使用例如TiO2颗粒，上述问题可能不容易解决，而使用薄片，诸如氧化铝薄片，可以解决上述问题。
如上所述，照明装置具体地包括(i)被配置为生成光源光的光源；以及(ii)被配置为支撑光源的支撑件。
术语“光源”可以指代半导体发光装置，诸如发光二极管(LED)、谐振腔发光二极管(RCLED)、垂直腔激光二极管(VCSEL)、边缘发射激光器等。术语“光源”还可以指代有机发光二极管，诸如无源矩阵(ΜMOLED)或有源矩阵(AMOLED)。在特定实施例中，光源包括固态光源(诸如LED或激光二极管)。在一个实施例中，光源包括LED(发光二极管)。术语LED也可以指代多个LED。此外，在实施例中，术语“光源”还可以指代所谓的板载芯片(COB)光源。术语“COB”具体指代半导体芯片形式的LED芯片，其既不被包封也不被连接，而是被直接安装到衬底(诸如PCB)上。因此，多个半导体光源可以被配置在同一衬底上。在实施例中，COB是一起被配置为单个照明模块的多LED芯片。术语“光源”还可以涉及多个(基本上相同(或不同))光源，诸如2-2000个固态光源。术语“光源”也可以指代芯片级封装(CSP)。CSP可以包括其上提供有包括发光材料的层的单个固态裸片。术语“光源”也可以指代中等功率封装。中等功率封装可以包括一个或多个固态裸片。(多个)裸片可以被包括发光材料的层覆盖。裸片尺寸可以等于或小于2mm，诸如在例如0.2-2mm的范围内。因此，在实施例中，光源包括固态光源。此外，在特定实施例中，光源包括芯片级封装的LED。在本文中，术语“光源”还可以具体指代诸如具有迷你尺寸或微型尺寸的小型固态光源。例如，光源可以包括小型LED和微型LED中的一个或多个。具体地，在实施例中，光源包括微型LED或“microLED”或“μLED”。在本文中，术语小型尺寸或小型LED具体指示具有选自100μm-1mm范围的尺寸(诸如裸片尺寸，具体是长度和宽度)的固态光源。在本文中，术语μ尺寸或微型LED具体指示具有选自100μm和更小范围的尺寸(诸如裸片尺寸，具体是长度和宽度)的固态光源。
在实施例中，短语“不同的光源”或“多个不同的光源”以及类似的短语可以指代从至少两个不同的仓中选择的多个固态光源。同样，短语“相同的光源”或“多个相同的光源”以及类似的短语在实施例中可以指代从相同的仓中选择的多个固态光源。
光源是其光源光的一部分沿远离支撑件的方向传播，但光源光的一部分也到达支撑件的光源类型。例如，固态光源可以具有裸片，光源光的一部分也从裸片从边缘逸出。在另一示例中，光源可以是具有覆盖有发光材料的裸片的固态光源，其中来自发光材料的发光材料光也可以到达支撑件。因此，在实施例中，光源和支撑件被配置为使得在操作期间光源光的一部分被引导至支撑件。
被引导到支撑件的光源光部分可以小于不被引导到支撑件的光源光部分。例如，只有一小部分可以被引导到支撑件(并到达分层元件)。在实施例中，未被引导到支撑件的光源光部分可以小于从光源逸出的光源光的总功率的20％，诸如特别是小于10％。因此，在操作期间，照射分层元件的光源光部分可以小于从光源逸出的光源光的总功率的20％，诸如特别是小于10％。光源(光)可以具有基本上垂直于支撑件的光轴。此外，从光源逸出的光源光的总功率的大部分，诸如基本上所有的光源光，诸如至少约80％，例如特别是至少90％，可以在远离光源和支撑件的方向上传播。
在至少部分光源光被引导到支撑件的上下文中，注意，特别是由于光源(特别是固态光源)的空间光分布并且可能不存在(远程)光学器件。当然，用于例如对光源光进行光束整形的光学器件可能是可用的，然而，在实施例中仍有一部分光源光可以被引导到支撑件。另一(实质)部分可以使用(远程)光学器件进行光束整形(并且将被引导远离支撑件)。
术语“远程”具体指示光学器件不与光源的发光表面光学接触，因此也不物理接触。光源的发光表面可以例如是固态裸片或这样的固态裸片上的发光材料的表面。术语“远程”可以具体地指示在光源光的至少一个波长的距离处，诸如在等于或大于光源光的峰值最大值的波长处的距离，诸如这样的值的至少1.5倍。在实施例中，距离是至少1μm，诸如至少2μm，例如至少5μm。
支撑件被配置为支撑光源。因此，在实施例中，光源在功能上被耦合到支撑件。例如，光源可以被焊接到支撑件。因此，在实施例中，支撑件可以包括一个或多个导电轨道，光源可以在功能上被耦合(诸如物理地和/或导电地耦合)到导电轨道。导电轨道可以包括电极或者可以与电极导电地耦合。
在特定实施例中，支撑件包括金属基导热材料。除了诸如铜的导电材料之外，还可以使用该导热材料。导电材料具体可用于提供光源作为其一部分的电路。
这样的具有导热材料的支撑件可以被用于经由支撑件，将热能从光源引导至例如散热器。
导热材料可以具体地具有至少约20W/m/K，例如至少约30W/m/K，诸如至少约100W/m/K，具体例如至少约200W/m/K的热导率(另见下文)。
在实施例中，支撑件包括铝基导热材料。在实施例中，支撑件包括铝基导热材料。备选地或附加地，在实施例中，支撑件包括铜基导热材料。附加地或备选地，也可以使用其他金属(室温下为固体)。
如本领域中已知的，印刷电路板可以使用导电轨道、焊盘以及从层压到非导电衬底的片层上和/或之间的一个或多个铜片层蚀刻的其他特征(简称为“轨道”或“导电轨道”)来机械地支撑和电连接电子组件。
因此，在实施例中，PCB可以包括在衬底和导电层之间布置的绝缘层(或介电层)。
(电子)组件(诸如固态舞台光源)通常可以被焊接到PCB上，以将其电连接和机械紧固到PCB。例如，基本的PCB可以由被层压到衬底的绝缘材料片层和铜箔层组成。化学蚀刻将铜划分为被称为轨道或电路迹线的单独导线、用于连接的焊盘、在铜层之间传递连接的通孔以及用于EM屏蔽或其他目的的固体导电区域等特征。轨道用作固定到位的导线，并且通过空气和电路板衬底材料而彼此绝缘。PCB的表面可以具有涂层，涂层可以保护铜免受腐蚀并且减少迹线之间出现焊锡短路或与杂散裸线发生不良电接触的可能性。由于其有助于防止焊料短路的功能，涂层被称为阻焊剂。
因此，PCB的形状通常可以是板状的。具体地，在实施例中，PCB可以具有长度和宽度和高度，其中长度和高度的纵横比至少为5，例如在5-5000的范围内，例如10-2500，并且其中宽度和高度的纵横比至少为2，例如纵横比至少为5，例如在5-5000的范围内，例如10-2500。术语“长度”、“宽度”和“高度”还可以分别指代“最大长度”、“最大宽度”和“最大高度”。PCB具体地可以具有矩形截面(诸如方形截面)。
在实施例中，PCB的高度(或厚度)可以选自0.2-10mm的范围，诸如0.5-5mm，例如1-2mm。在实施例中，PCB的宽度可以选自5-200mm的范围，诸如5-50mm。在实施例中，单个印刷电路板面积的长度可以例如选自10-50mm的范围，诸如15-40mm。在实施例中，包括多个(连接的)PCB面积的PCB的长度可以选自例如20-2000mm的范围，诸如20-1500mm。其他尺寸也是可能的。
在进一步的实施例中，功能组件可以包括电子组件，特别是从包括固态光源、驱动器、电子模块或传感器的组中选择的电子组件。具体地，电子组件可以包括固态光源。
在实施例中，板可以包括刚性板或半刚性板，特别是刚性板。在其他实施例中，板可以包括半刚性板。这可以适用于板面板布置中的所有板。
在实施例中，板可以包括金属，特别是选自包括铜铝、锡、铁、银和铅的组的金属，更特别是选自包括铜和铝的组的金属。
在另外的实施例中，支撑件，诸如(印刷电路)板，可以具有至少200W/(m*K)，特别是至少250W/(m*K)，诸如至少300W/(m*K)的热导率。
在特定实施例中，板可以包括印刷电路板。具体地，板可以包括CEM-1PCE、CEM-3PCE、FR-1PCE、FR-2PCB、FR-3PCB、FR-4PCB和铝金属芯PCB中的一个或多个，特别是CEM-1PCB、CEM-3PCB、FR-1PCB和FR4 PCB以及铝金属芯PCB中的一个或多个，更特别是CEM-1PCB、CEM-3PCB，FR-1PCB中的一个或多个。
具体地，PCB包括金属芯PCB。
因此，在实施例中，印刷电路板包括导热材料，诸如铝。
在实施例中，导热但电绝缘的电介质薄层可以被层压在金属基部和铜箔之间。铜箔可以被蚀刻为所需的电路图案，并且金属基部记者薄电介质而将热量从电路中带走。因此，在实施例中，支撑件可以是基于金属的PCB(有时也被指示为金属芯PCB)。
具体地，照明装置可以(因此)还包括(iii)分层元件，分层元件被配置为与支撑件物理接触。分层元件包括一个或多个层。支撑件可以具有与光源相关联的支撑表面。在至少部分或甚至基本上整个支撑表面上，可以使用分层元件。当两个或更多个层可用时，这些层具体地可以被堆叠。以这种方式，堆叠可以由支撑件和(多个)层(堆叠)形成。
分层元件至少包括电绝缘的第一层。该电绝缘层可以被配置为将电导体(诸如例如铜轨道)与热导体绝缘，热导体也可以是导电的。电绝缘的第一层可以是导热的。然而，电绝缘的第一层也可以包括基本上不导热的材料。电绝缘层还可以包括改进热导率而基本上不增加电导率的颗粒。
热绝缘体可以例如具有等于或小于1W/m/K的热导率。
电绝缘体可以具有等于或小于1·10-10S/m，特别是等于或小于1·10-13S/m的电导率。
分层元件的至少一部分可以被配置在光源和支撑件之间。因此，在操作期间，光源光的一部分可以照射分层元件。
如上所述，分层元件包括光反射颗粒。在特定实施例中，至少30wt.％(更特别地至少50wt.％，甚至更特别地至少70wt.％)的颗粒具有片状形状。在更具体的实施例中，颗粒的至少90wt.％，更特别地至少95wt.％，甚至更特别至少98wt.％，甚至更特别地约100wt.％，具有片状形状(诸如薄片)。片状形状颗粒的重量百分比越高，片状结构的堆积越好，并且因此保护越好。
使用反射颗粒，至少部分光源光不会在支撑件的方向上传播，因为光源光被反射。然而，如果光反射颗粒是球形，例如在示例中可以是TiO2颗粒，部分光源光仍会在支撑件的方向上传播。以这种方式，至少部分分层元件可能劣化。这可能导致电气短路的风险。然而，利用薄片，经对准的薄片的基本闭合层看起来是可能的。因此，被引导到分层元件的基本上所有光源光在远离支撑件的方向上被反射回来。因此，利用本发明，可以显著减少由于分层元件的基于光的劣化引起的电短路。
如上所述，至少30wt.％，诸如约至少50wt.％的颗粒可以具有片状形状。
在实施例中，层包括至少70wt.％的光反射颗粒。在实施例中，分层元件可以包括含有最多约98wt.％、诸如最多约95wt.％、例如最多约90wt.％的光反射颗粒的层。
在特定实施例中，层可以具有至少50vol.％，诸如至少70vol.％，更特别地在实施例中至少90vol.％的颗粒浓度。因此，分层元件的一部分可以具有相对高浓度的片状颗粒。在实施例中，层可以具有最大约98vol.％，诸如最大约95vol.％，诸如最大约90vol.％，或者甚至更低的颗粒浓度。
出于反射目的，(片状)颗粒的含量越高越好。
如上所述，在实施例中，分层元件可以包括包含反射颗粒的环氧化物层。
环氧树脂可以包括两个组分，诸如具有环氧基团的分子和具有胺基团的分子。也可以使用具有酸酐基团的分子来获得交联。还可以使用使用光酸发生剂的可光聚合环氧树脂。作为环氧树脂的附加或备选，也可以使用其他可交联聚合物，诸如丙烯酸酯、聚酯和聚氨酯中的一个或多个。备选地或附加地，可以使用有机-无机材料，诸如溶胶-凝胶系统。所有这些材料均可以被用作颗粒(诸如薄片)的基质材料。
在其中分层元件可以包括电绝缘的第一层和具有第二层的阻焊剂的特定实施例中，绝缘层可以被配置在支撑件和包括阻焊剂的第二层之间。在这样的实施例中，包括阻焊剂的第二层可以包括光反射颗粒。阻焊剂层可以例如包括填充有反射颗粒的环氧树脂，诸如本文所述的颗粒(和/或例如TiO2颗粒)。
备选地或附加地，电绝缘的第一层可以包括光反射颗粒。
如本领域技术人员所知，绝缘层和阻焊剂层的材料成分具体不同。
绝缘层和/或阻焊剂层可以各自包括热硬化树脂组合物，其中特别是它们中的一个或两者包括本文所述的片状颗粒。
因此，在实施例中，电绝缘的第一层可以包括光反射颗粒总数的至少一部分。备选地或附加地，包括阻焊剂的第二层可以包括光反射颗粒总数的至少一部分。更具体地，在实施例中，电绝缘的第一层包括光反射颗粒。备选地，在实施例中，包括阻焊剂的第二层包括光反射颗粒。当光反射颗粒在不同层中可用时，这些颗粒可以基本相同，或者可以不同(在颗粒尺寸和/或颗粒材料方面)。
反射率的方面在光源周围的区域中可能尤其相关。因此，在实施例中，分层元件包括与光源相邻配置的分层元件部分，其中分层元件部分包括颗粒总数的至少一部分，诸如具有片状形状的颗粒总数的至少一部分(至少30wt.％)。这样的元件部分可以例如具有至少4mm2、例如至少25mm2、例如在100mm2或更大的范围内的等效圆形截面。因此，在实施例中，光反射颗粒可以被配置为与光源相邻。
在实施例中，即，在光源的至少一部分以及与光源物理连接的层之间存在空间的实施例中，反射率的方面在光源下方的区域中也可能相关。例如，光源可以被物理连接到绝缘层(具体是电绝缘的第一层)。该物理耦合可以例如经由来自分别具有两个(或更多个)电极接触的光源的两个(或更多个)电极接触。这可以提供空间，空间例如(基本上)在实施例中由光源和分层元件以及电极(和电极接触)来限定。因此，照明装置还可以包括两个或更多个电极。光源和两个或更多个电极可以在功能上耦合。在两个或更多个电极之间存在空间，特别是包括基本上不导电的材料。因此，在实施例中，一个或多个层的至少一部分占据空间的至少一部分。一个或多个层的该部分可以(也)包括光反射颗粒。因此，在实施例中，照明装置还可以包括两个或更多个电极，其中光源和两个或更多个电极在功能上耦合，其中两个或更多个电极之间存在空间，其中一个或多个层的至少一部分占据空间的至少一部分，其中占据空间的至少一部分的一个或多个层的至少一部分包括光反射颗粒总数的至少一部分。
因此，在实施例中，绝缘的第一层(诸如例如电极和支撑件之间的层)可以包括光反射颗粒。备选地或附加地，阻焊剂层可以包括光反射颗粒。备选地或附加地，具有光反射颗粒的层可以被施加在固态光源周围的电极(部分)的顶部上和/或作为底部填充物施加；这样的层可以例如是绝缘的第一层。
如上所述，颗粒被指示为光反射颗粒。具体地，颗粒对于至少一部分光源光是反射性的。因此，光源光的一个或多个波长可以被薄片反射。
光源可以被配置为生成(至少)可见光和/或UV光源光。术语“UV”或“UV光”以及类似术语在本文中可以指代选自100-380nm范围的波长。代替术语“UV光”和类似术语，还可以应用术语“UV辐射”。术语“光”和“辐射”在本文中可以指代相同。术语“可见”、“可见光”或“可见光发射”和类似术语指代具有在约380-780nm范围内的一个或多个波长的光。
因此，在实施例中，光源可以被配置为生成具有选自100-780nm范围的波长的光源光，诸如选自200-7800nm的范围，特别是具有选自100-500nm范围的波长，诸如选自200-500nm的范围，例如选自230-500nm的范围。
在实施例中，颗粒对于可见光和/或UV光的至少一部分是反射性的。因此，在实施例中，颗粒可以反射具有选自100-780nm范围，诸如200-780nm的一个或多个波长的光。在实施例中，颗粒反射至少一部分红外光、特别是具有选自780-1400nm范围(基本上近红外)的一个或多个波长的光的至少一部分。在实施例中，颗粒反射光源光的一个或多个波长。
在实施例中，术语“反射”可以指示光的至少25％，特别是至少40％，例如至少50％，诸如至少60％被反射。例如，对于每个波长的平均(即，平均波长)，反射可以是至少25％，诸如至少40％，例如至少50％，诸如至少60％，或者甚至更高。
由于颗粒具有片状形状并且可以被对准，所以反射可以是至少部分的，或者甚至是基本上镜面的。
具有片状形状的颗粒在本文中也被指示为片状颗粒。具有片状形状的颗粒可以基本上是片状的。
在实施例中，颗粒可以具有颗粒长度(L1)、颗粒高度(L2)和颗粒宽度(L3)。
颗粒(具有片状形状)的至少30wt.％(更特别地至少50wt.％，甚至更特别地至少70wt.％，甚至至少90wt.％)可以特别具有第一纵横比AR1，第一纵横比AR1被定义为颗粒长度(L1)与颗粒高度(L2)的比值，其中AR1≥50，诸如AR1≥100，甚至AR1≥200。例如，在实施例中，AR1≥250，例如甚至AR1≥500。在实施例中，AR1≤10,000。比率越大，具有镜面反射性质的闭合层的对准和/或形成可能越好。
备选地或附加地，颗粒(具有片状形状)的至少30wt.％(更特别地至少50wt.％，甚至更特别地至少70wt.％)可以特别地具有颗粒长度(L1)和颗粒宽度(L3)的第二纵横比AR2，其中1≤AR2≤5，诸如1≤AR2≤3，甚至1≤AR2≤2。因此，颗粒的长度和宽度可以在相同范围内，或者甚至基本相同，而高度远小于长度或宽度。
在实施例中，对于至少30wt.％(更特别地至少50wt.％，更特别地至少70wt.％)，长度(L1)和宽度(L3)可以分别选自10-1000μm的范围，例如30-500μm的范围，特别是40-400μm，更特别是50-500μm。
备选地或附加地，在实施例中，对于至少30wt.％(更特别地至少50wt.％，还更特别地至少70wt.％)，颗粒高度(L2)可以选自20-500nm的范围，特别是40-300nm，甚至更特别地50-200nm，诸如在特定实施例中为60-150nm。
在实施例中，对于颗粒的至少30wt.％，特别是片状颗粒的至少30wt.％，AR1≥50。在实施例中，对于颗粒的至少30wt.％，特别是片状颗粒的至少30wt.％，1≤AR2≤5。在实施例中，对于颗粒的至少30wt.％，特别是片状颗粒的至少30wt％，长度(L1)和宽度(L3)可以单独选自10-1000μm的范围。在实施例中，对于颗粒的至少30wt.％，特别是片状颗粒的至少30wt.％，颗粒高度(L2)可以选自20-500nm的范围。
本上下文中的短语“单独选择”和类似短语指示长度和宽度可以相同，但也可以不同，但仍然可以从相同(指示)范围中选择。具体地，使用这些尺寸可以获得相对致密的层。此外，特别是对于这些尺寸，颗粒可以以期望的方式(“叶状”)堆积。
在实施例中，颗粒，特别是薄片，可以具有选自约50-200nm范围的厚度、选自约50-500μm范围的长度和选自约50-500μm范围的宽度。
在特定实施例中，颗粒具有选自硬币形状和薄片形状中的一个或多个的形状。具体地，片状颗粒可以提供比硬币形颗粒更好的漂浮性。
使用具有氧化外层的铝颗粒获得了良好的结果。层减少或设置防止这样的薄片的导电并且还提供反射性。因此，在实施例中，颗粒的至少30wt.％(更特别地至少50wt.％，甚至更特别地至少70wt.％)包括具有氧化铝外层的铝颗粒。
在实施例中，至少30wt.％的颗粒包括具有氧化铝外层的铝颗粒，特别是至少30wt.％的片状颗粒包括具有氧化铝外层的铝颗粒。
如上所述，术语“光源”也可以指代多个光源。因此，在实施例中，照明装置还可以包括具有多个光源的支撑件，这些光源均在功能上被耦合到支撑件。基本上相同的基本连续的分层元件可以在(多个)光源的发光表面和支撑件之间配置的支撑件上。
在又一方面，本发明提供包括照明装置的灯或包括照明装置的灯具。这样的灯或灯具可以包括多个光源。这样的灯或灯具可以包括多个照明装置。
照明装置可以是或可以应用于例如办公室照明系统、家庭应用系统、商店照明系统、家庭照明系统、重点照明系统、聚光灯系统、剧院照明系统、光纤应用系统、投影系统、自发光显示系统、像素化显示系统、分段显示系统、警告标志系统、医疗照明应用系统、指示标志系统、装饰照明系统、便携式系统、汽车应用、(室外)道路照明系统、城市照明系统、温室照明系统、园艺照明或LCD背光。
在备选实施例中，代替包括基于金属的导热材料的支撑件，支撑件可以包括(PCB包括)FR-2、酚醛纸或酚醛棉纸、使用酚醛树脂FR-4浸渍的纸、使用环氧树脂浸渍的编织玻璃纤维布、Kapton、UPILEX或聚酰亚胺箔。在又一备选实施例中，代替包括基于金属的导热材料的支撑件，支撑件可以包括(PCB包括)陶瓷体，诸如氧化铝或石榴石(例如Y3Al5O12)。
附图说明
现在将仅通过示例的方式、参考附图来描述本发明的实施例，其中对应的附图标记指示对应的部分，并且其中：
图1示意性地描绘了本发明的一些方面和所描述的问题；
图2a-图2f示意性地描绘了颗粒的实施例的一些方面，其中描绘了一些形状以供参考；
图3示意性地描绘了本发明的一些方面；
图4a-图4d示意性地描绘了一些方面；以及
图5示意性地描绘了灯或灯具。示意图不一定按比例绘制。
具体实施方式
图1示意性地描绘了光源光可能对与光源相邻的层产生的影响。在下文中，图1关于芯片级封装(CSP)LED来描述。然而，本发明不限于CSP光源。
由于其坚固的结构和有吸引力的价格，芯片级封装(CSP)LED正越来越多地用于各种应用。与经封装的LED不同，CSP LED被直接放置在印刷电路板(PCB)的顶部上。在经封装的LED的情况下，封装的存在会阻止蓝光到达PCB。在这种情况下，来自CSP的CSP高强度光到达PCB的表面。具有高热导率的PCB具有金属(铝)基部，在金属基部的顶部上具有位于铜轨道下方的环氧树脂介电层。除了为焊接LED保留的面积，包含反射颗粒的反射阻焊剂层存在于PCB的表面上。在CSP LED操作期间，来自LED的蓝光落在PCB上，光穿过阻焊剂层并到达介电层。通过高强度光，阻焊剂层但最重要的是介电层劣化。作为介电层劣化的结果，金属衬底和铜迹线之间发生短路。
为了解决该问题，我们建议在环氧树脂中使用高纵横比的金属薄片(铝、银、铜等)。与目前使用的包含TiO2的材料相反，铝薄片在重叠时可以完全屏蔽光，防止光到达下面的介电层。通过这种方式，可以生产出与CSP LED结合使用的可靠金属芯PCB。铝薄片还表现出比TiOx薄层更好的反射率。
图1在上部部分中示意性地示出了例如焊接有CSP的金属芯PCB的构建体的实施例。图1的下部部分示出了抗蚀剂和电介质劣化的位置。
图1示意性地描绘了照明装置1000的实施例，照明装置1000包括被配置为生成光源光101的光源100和被配置为支撑光源100的支撑件200。在实施例中，光源100可以包括固态光源。
如示意性描绘的，光源100和支撑件200被配置为使得在操作期间，光源光101的一部分可以被引导到支撑件200。
在特定实施例中，支撑件200可以包括基于金属的导热材料201。
具体地，照明装置1000可以进一步包括分层元件300。分层元件300被配置为与支撑件200物理接触。分层元件300包括一个或多个层310。当两个或更多个层310可用时，这些层可以被堆叠。
分层元件300可以至少包括电绝缘的第一层311，特别是用于将光源与支撑件200电隔离。分层元件300的至少一部分可以被配置在光源100和支撑件200之间，使得在操作期间，光源光101的一部分照射分层元件300。
附图标记222指示电极，而附图标记221指示光源100的电极接触。因此，照明装置1000还可以包括两个或更多个电极222，其中光源100和两个或更多个电极222在功能上被耦合(经由电极接触221)。如示意性指示的，在两个或更多个电极222之间存在空间223。
附图标记312指示第二层，诸如例如包括阻焊剂的第二层。
附图标记111指示例如固态光源裸片(例如LED裸片)的表面。固态光源光可以从该裸片逸出。可选地，可以提供发光材料，发光材料在固态光源裸片的表面111的至少一部分和发光材料的表面112之间可用。从后者的表面112，光源光可以逸出并且发光材料光可以逸出，或者基本上只有发光材料光可以逸出。发光材料可以将诸如LED的固态光源的光转换为发光材料光。因此，附图标记112实际上指示(光源100的)发光表面。如果发光材料不可用，则附图标记111将是光源100的发光表面。
因此，本文建议在支撑件200上的层中使用光反射颗粒，特别是薄片。在下文中，首先讨论颗粒的一些方面。
为了理解，图2a示意性地描绘了颗粒及其一些方面。注意，参见例如图2c和图2e，本发明中使用的颗粒具体相对扁平。
颗粒包括材料411，或者可以基本上由这样的材料411组成。颗粒410具有第一尺寸或长度L1。在左边示例中，L1基本上是球形颗粒的直径。在右侧描绘了具有非球形形状的颗粒，诸如细长颗粒410。此处，作为示例，L1是颗粒长度。L2和L3可以被看作是宽度和高度。当然，颗粒可以包括不同形状颗粒的组合。
图2b-图2f示意性地描绘了颗粒410的一些方面。一些颗粒410具有最长尺寸长度L1的最长尺寸A1和最短尺寸长度L2的最短尺寸A2。从图中可以看出，最长尺寸长度L1和最短尺寸长度L2具有大于1的第一纵横比。
图2b示意性地描绘了3D中的颗粒410，其中颗粒410具有长度、高度和宽度，颗粒(或薄片)基本上具有细长形状。因此，颗粒可以具有另外的轴(短轴或主轴)，在本文中被指示为另外的尺寸A3。
本质上，颗粒410是细颗粒，即，L2＜L1，特别是L2＜＜L1和L2＜＜L3。
图2c示意性地描绘了具有较不规则形状的颗粒，其中实际上最小的长方体包围着颗粒。
请注意，符号L1、L2和L3以及A1、A2和A3仅用于指示轴及其长度，并且数字仅用于区分轴。此外，请注意颗粒基本上不是椭圆形或长方体。颗粒可以具有至少最长尺寸明显长于最短尺寸或短轴的任何形状，并且其可以基本上是平坦的。具体地，使用相对规则地形成的颗粒，即，包围颗粒的虚构的最小长方体的剩余体积很小，例如小于总体积的50％，例如小于25％。
图2d以截面图示意性地描绘了包括涂层412的颗粒410。涂层可以包括光反射材料。例如，涂层可以包括(白色)金属氧化物。在其他实施例中，涂层可以基本上由金属组成，诸如Ag涂层。在其他实施例中，涂层可以仅在大表面中的一个或两个上而不在颗粒的薄侧表面上。
在实施例中，颗粒410可以是具有氧化铝外层412的铝颗粒。因此，在实施例中，颗粒410的至少30wt.％、诸如至少50wt.％包括具有氧化铝外层412的铝颗粒。
如上所述，颗粒410对于可见光和/或UV光的至少一部分可以是反射性的。具体地，颗粒因此可以对选自100-780nm，比特是200-780nm范围的一个或多个波长具有反射性。
图2e示意性地描绘了形状相对不规则的颗粒。
颗粒材料可以包括广泛分布的颗粒尺寸。
长方体可以被用于限定长度为L1、L2和L3的(正交)尺寸。
图2f示意性地描绘了圆柱形、球形和不规则形状的颗粒，它们在本文中通常不使用(也参见上文)。
如图2b-图2f所述，术语“第一尺寸”或“最长尺寸”具体指代包围不规则形状的最小矩形长方体(长方体)的长度L1。当颗粒基本上是球形时，最长尺寸L1、最短尺寸L2和直径基本相同。
如上所述，颗粒410具有颗粒长度L1、颗粒高度L2和颗粒宽度L3。颗粒的至少30wt.％可以具有片状形状，片状形状具有第一纵横比AR1和第二纵横比AR2，第一纵横比AR1被定义为颗粒长度L1和颗粒高度L2的比率，并且第二纵横比AR2是颗粒长度L1和颗粒宽度L3的比率。在实施例中，其中AR1≥50和/或1≤AR2≤5。
在实施例中，对于至少30wt.％，诸如至少50wt.％，长度L1和宽度L3单独从10-1000μm的范围中选择。此外，在实施例中，颗粒高度L2选自20-500nm的范围。
如上所述，具体地，颗粒410的形状选自硬币形状和片状形状中的一个或多个，更特别是片状形状。
图3示意性地描绘了具有片状颗粒410的分层元件300的实施例，片状颗粒410被包括在层315中。此处，分层元件300包括层315，层315可以包括至少30wt％、特别是至少50wt.％，例如至少70wt.％的光反射颗粒410。例如，层315可以具有至少50vol.％(诸如至少70vol.％)的颗粒浓度。
在实施例中，层315包括含聚合物键合剂的层，含聚合物键合剂的层包括反射颗粒410。具体地，层315包括环氧化物层，环氧化物层包括反射颗粒410。
图4a-图4d(实际上还有图1)示意性地描绘了照明装置1000的实施例，照明装置1000包括被配置为生成光源光101的光源100。光源100包括固态光源。如上所述，光源100可以包括芯片级封装的LED。此外，照明装置1000包括被配置为支撑光源100的支撑件200。具体地，支撑件200包括铝基导热材料201。例如，支撑件200可以包括(金属基)印刷电路板。因此，在实施例中，支撑件200可以包括基于金属的导热材料201。
光源100和支撑件200被配置为使得在操作期间，光源光101的一部分可以被引导到支撑件200。
此外，照明装置1000包括分层元件300，分层元件300被配置为与支撑件200物理接触。分层元件300包括一个或多个层310。
在实施例中，分层元件300至少包括电绝缘的第一层311，其中分层元件300的至少一部分被配置在光源100和支撑件200之间。因此，在操作期间，光源光101的一部分可以照射分层元件300。如示意性描绘的(参见图4a-图4c)，分层元件300可以包括光反射颗粒410，其中颗粒的至少30wt.％，诸如至少70wt.％，例如至少90wt.％具有片状形状。
如图4b-图4d(和图1)示意性描绘的，分层元件300可以包括电绝缘的第一层311以及包括阻焊剂的第二层312，其中绝缘层311被配置在支撑件200和包括阻焊剂的第二层312之间。
在实施例中，包括阻焊剂的第二层312包括光反射颗粒410，参见图4b。然而，在其他实施例中，电绝缘的第一层311包括光反射颗粒410。在另外的实施例中，两个层均可以包括光反射颗粒。
如图4a中示意性地描绘的，分层元件300可以包括与光源100相邻配置的分层元件部分320。分层元件部分320包括具有片状形状的颗粒总数的至少一部分。附图标记d1指示光源100的(等效圆形)直径，并且附图标记d2指示分层元件部分320的圆形等效直径。对于d1和d2的值，可以特别应用d2>d1。通常，层可以包括贯穿整个层的反射颗粒。
在图4d中，示意性地描绘了一个实施例，其中一个或多个层310的至少一部分占据空间223的至少一部分，并且其中一个或多个层310的该部分包括光反射颗粒410的总数的至少一部分。此处，空间223可以包括包括阻焊剂的第二层312的一部分，但是其他变型也是可能的。
图5示意性地描绘了发光元件50，诸如灯或灯具，其中灯或灯具包括照明装置1000。此处，作为示例，发光元件50包括多个照明装置100。发光元件被配置为生成发光元件光51，发光元件光51可以主要由光源光组成。
在实施例中，包括板状颗粒的阻焊层可以诸如通过丝网印刷方法而被图案化。备选地或附加地，也可以使用光刻方法(使用光掩模)对其进行图案化。
术语“多个”指代两个或更多个。
本领域技术人员将理解本文中的术语“基本上”或“大致”以及类似术语。术语“基本上”或“大致”还可以包括具有“全部”、“完全地”、“所有”等的实施例。因此，在实施例中，形容词基本上或大致也可以被去除。在适用的情况下，术语“基本上”或术语“大致”还可涉及90％或更高，诸如95％或更高，特别是99％或更高，甚至更特别是99.5％或更高，包括100％。
术语“包括”还包括其中术语“包括”意为“由…组成”的实施例。
术语“和/或”特别地涉及在“和/或”之前和之后提到的一个或多个项。例如，短语“第1项和/或第2项”和类似短语可以涉及第I项和第2项中的一个或多个。术语“包括”在一个实施例中可以指代“由…组成”，但在另一实施例中也可以指代“至少包含所定义的物质和可选的一个或多个其他物质”。
此外，说明书和权利要求中的术语第一、第二、第三等被用于区分相似的元件，并且不一定用于描述顺序或时间顺序。应当理解，如此使用的术语在适当的情况下是可互换的，并且本文中描述的本发明的实施例能够以不同于本文描述或图示的其他顺序进行操作。
设备、装置或系统在本文中可以在操作期间进行描述。本领域技术人员将清楚，本发明不限于操作方法，或操作中的设备、装置或系统。
需要注意，上述实施例是对本发明的例示而非限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求范围的情况下，能够设计出多个备选实施例。
在权利要求中，置于括号之间的任何附图标记不应被解释为限制权利要求。
动词“包括”及其变型的使用不排除存在权利要求中陈述的元件或步骤之外的元件或步骤。除非上下文另有明确要求，否则在整个说明书和权利要求书中，词语“包括”、“包含”等应被解释为包含性意义，而不是排他性或穷尽性意义；也就是说，“包括但不限于”的意义。
元件前面的冠词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。
本发明可以通过包括若干不同元件的硬件以及通过适当编程的计算机来实现。在设备权利要求、或装置权利要求或系统权利要求中，列举了若干方式，这些方式中的若干可以由相一个硬件项来体现。在相互不同的从属权利要求中记载某些措施的事实并不表示这些措施的组合不能被有利地使用。
本发明还提供了控制系统，控制系统可以控制设备、装置或系统，或者可以执行本文中描述的方法或过程。此外，本发明还提供了计算机程序产品，计算机程序产品在功能上耦合到设备、装置或系统或者由设备、装置或系统包括的计算机上运行时，控制这样的设备、装置或系统的一个或多个可控元件。
本发明还适用于包括在说明书中描述和/或在附图中示出的一个或多个特征的设备、装置或系统。本发明还涉及方法或过程，方法或过程包括在说明书中描述和/或在附图中示出的一个或多个特征。
本专利中讨论的各个方面可以被组合来提供附加优点。此外，本领域技术人员将理解，实施例可以被组合，多于两个的实施例也可以被组合。此外，某些特征可以构成一个或多个分案申请的基础。

Claims (15)

1.一种照明装置(1000)，包括(i)光源(100)以及(ii)支撑件(200)，所述光源(100)被配置为生成光源光(101)，其中所述光源(100)包括固态光源，所述支撑件(200)被配置为支撑所述光源(100)，其中所述支撑件(200)包括金属基导热材料(201)，其中所述照明装置(1000)还包括(iii)分层元件(300)，所述分层元件(300)被配置为与所述支撑件(200)物理接触，其中所述分层元件(300)包括一个或多个层(310)，其中所述分层元件(300)至少包括电绝缘的第一层(311)，其中所述分层元件的至少一部分(300)被配置在所述光源(100)与所述支撑件(200)之间，使得在操作期间，所述光源光(101)的一部分照射所述分层元件(300)，其中所述分层元件(300)还包括光反射颗粒(410)的层(315)，其中所述颗粒的至少30wt.％具有片状形状，并且其中所述层(315)是经对准的片状颗粒的基本闭合层。
2.根据权利要求1所述的照明装置(1000)，其中所述光源(100)包括芯片级封装的LED。
3.根据前述权利要求中任一项所述的照明装置(1000)，其中所述层(315)包括至少80wt.％的所述光反射颗粒(410)，其中所述层具有至少50vol.％的颗粒浓度。
4.根据前述权利要求中任一项所述的照明装置(1000)，其中所述层(315)包括含聚合物键合剂的层，所述含聚合物键合剂的层包括所述反射颗粒(410)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的照明装置(1000)，其中所述分层元件(300)包括所述电绝缘的第一层(311)以及包括阻焊剂的第二层(312)，其中所述绝缘层(311)被配置在所述支撑件(200)和所述包括阻焊剂的第二层(312)之间，并且其中所述包括阻焊剂的第二层(312)包括所述光反射颗粒(410)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的照明装置(1000)，其中所述电绝缘的第一层(311)包括所述光反射颗粒(410)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的照明装置(1000)，还包括两个或更多个电极(222)，其中所述光源(100)和所述两个或更多个电极(222)在功能上耦合，其中在所述两个或更多个电极(222)之间存在空间(223)，其中所述一个或多个层(310)的至少一部分占据所述空间(223)的至少一部分，其中占据所述空间(223)的至少一部分的所述一个或多个层(310)的至少一部分包括所述光反射颗粒(410)的总数的至少一部分。
8.根据前述权利要求1至7中任一项所述的照明装置(1000)，其中所述颗粒(410)对于可见光和/或UV光的至少一部分是反射性的，其中所述颗粒(410)具有颗粒长度(L1)、颗粒高度(L2)和颗粒宽度(L3)，其中所述颗粒的至少50wt.％具有第一纵横比AR1和第二纵横比AR2，所述第一纵横比AR1被定义为所述颗粒长度(L1)和所述颗粒高度(L2)的比率，其中AR1≥50，所述第二纵横比AR2被定义为所述颗粒长度(L1)和所述颗粒宽度(L3)的比率，其中1≤AR2≤5。
9.根据前述权利要求1至7中任一项所述的照明装置(1000)，其中所述颗粒(410)具有颗粒长度(L1)、颗粒高度(L2)和颗粒宽度(L3)，其中对于至少50wt.％，所述长度(L1)和所述宽度(L3)分别选自10μm-1000μm的范围，并且其中所述颗粒高度(L2)选自20nm-500nm的范围。
10.根据前述权利要求中任一项所述的照明装置(1000)，其中所述颗粒(410)具有选自硬币形状和薄片形状中的一者或多者的形状。
11.根据前述权利要求中任一项所述的照明装置(1000)，其中所述颗粒(410)的至少50wt.％包括具有氧化铝外层(412)的铝颗粒。
12.根据前述权利要求中任一项所述的照明装置(1000)，其中所述支撑件(200)包括铝基导热材料(201)。
13.根据前述权利要求中任一项所述的照明装置(1000)，其中所述支撑件(200)包括印刷电路板。
14.根据前述权利要求中任一项所述的照明装置(1000)，其中所述分层元件(300)包括邻近所述光源(100)配置的分层元件部分(320)，其中所述分层元件部分(320)包括具有片状形状的所述颗粒(410)的总数的至少一部分。
15.一种灯或灯具，包括所述照明装置(1000)。
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