EP2783153B1 - Kühlkörper für halbleiterleuchtvorrichtung mit kunststoffteilen - Google Patents

Kühlkörper für halbleiterleuchtvorrichtung mit kunststoffteilen Download PDF

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EP2783153B1
EP2783153B1 EP12784475.1A EP12784475A EP2783153B1 EP 2783153 B1 EP2783153 B1 EP 2783153B1 EP 12784475 A EP12784475 A EP 12784475A EP 2783153 B1 EP2783153 B1 EP 2783153B1
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EP
European Patent Office
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plastic part
heat sink
insert
cup
receiving space
Prior art date
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EP12784475.1A
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EP2783153A1 (de
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Steffen Tegethoff
Moritz Engl
Carolin MÜHLBAUER
Peter Lipowsky
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Osram GmbH
Original Assignee
Osram GmbH
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/85—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems characterised by the material
    • F21V29/87—Organic material, e.g. filled polymer composites; Thermo-conductive additives or coatings therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/20—Light sources comprising attachment means
    • F21K9/23—Retrofit light sources for lighting devices with a single fitting for each light source, e.g. for substitution of incandescent lamps with bayonet or threaded fittings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the invention relates to a heat sink for a semiconductor light-emitting device, wherein the heat sink has a first plastic part, which has a rear-side receiving space, and a second plastic part, which is connected to the first plastic part at the front side and is provided for arranging at least one semiconductor light source the first plastic part has a lower thermal conductivity than the second plastic part.
  • the invention further relates to a semiconductor luminescent device with such a heat sink.
  • the invention can be used particularly advantageously for retrofit lamps.
  • DE 10 2010 030 702 A1 discloses a semiconductor lamp having a driver cavity for receiving driver electronics and a light source substrate equipped with at least one semiconductor light source.
  • the light source substrate closes the driver cavity.
  • the housing parts of the semiconductor lamp are constructed as heat sinks with different thermal conductivities.
  • DE 10 2009 024 904 A1 discloses a heat sink for cooling a semiconductor light-emitting element.
  • the heat sink has a mounting recess for partially receiving a control electronics.
  • the heat sink is composed of several heat sink parts.
  • DE 10 2009 022 071 A1 discloses a heat sink for a lighting device composed of a plurality of heat sink parts, wherein at least two of the heat sink parts are made of a different heat sink material.
  • the lighting device which can be configured in particular as a retrofit lamp, is equipped with at least one such heat sink.
  • At least one light source may be attached to at least a first heat sink portion of a first heat sink material, and at least one second heat sink portion of a second heat sink material may not have a light source attached thereto.
  • the second heat sink material may have a lower thermal conductivity than the first heat sink material.
  • a heat sink for a semiconductor luminescent device wherein the heat sink has a first plastic part, which has a receiving space open at the rear, and a second plastic part, which is connected to the first plastic part at the front side and is provided for arranging at least one semiconductor light source wherein the first plastic part has a lower thermal conductivity than the second plastic part and in the heat sink at least one insert is present, which has a higher thermal conductivity than the second plastic part.
  • This heat sink has the advantage that due to the lower thermal conductivity of the first plastic part, an object located in the receiving space is thermally insulated from the at least one semiconductor light source. This can be particularly advantageous when the at least one semiconductor light source generates waste heat to a considerable extent and the article is sensitive to heat, in particular if the article itself is electrically operable and generates waste heat.
  • an at least largely made of plastic heat sink can be particularly easy and inexpensive and easy to manufacture.
  • a heat spread in and heat removal from the plastic of one of the plastic parts or both plastic parts can be improved, in particular into or out of the thermally less conductive first plastic part. This in particular improves heat removal from the receiving space and prevents overheating of an object accommodated in the receiving space.
  • the at least one insert may comprise (exactly) one or more inserts.
  • the first plastic part may in particular have a thermal conductivity of not more than 1 W / (m ⁇ K), in particular not more than 0.6 W / (m ⁇ K).
  • the second plastic part in particular may have a thermal conductivity of up to about 5 W / (m ⁇ K), in particular of up to about 10 W / (m ⁇ K) (in particular for an electrically non-conductive plastic part) and in particular up to about 20 W / (m ⁇ K) (especially for an electrically conductive plastic part), or even more.
  • the at least one insert may in particular have an insert whose thermal conductivity is more than 10 W / (m.K), in particular more than 20 W / (m.K), especially more than 50 W / (m.K), and in particular more than 100 W / (m ⁇ K).
  • the insert may be partially surrounded by plastic (thus also partially exposed) or completely surrounded by plastic (core insert).
  • At least one insert may consist in particular of metal or ceramic.
  • the metal may in particular comprise aluminum, copper, magnesium, steel or a mixture or alloy thereof.
  • the metal insert may in particular be a deep-drawn sheet metal, a section of a metal tube and / or a die-cast part.
  • the material of the ceramic for example SiC, AlN or SiN come into question.
  • the receiving space is limited or formed in particular only by the first plastic part.
  • the second plastic part has in particular at least one bearing surface for fastening at least one semiconductor light source.
  • the support surface may in particular be a frontally oriented support surface.
  • the at least one semiconductor light source can be applied directly to a support surface, for example a housed one Semiconductor light source.
  • the at least one semiconductor light source may alternatively rest on a support surface via a carrier (ceramic substrate, printed circuit board, etc.).
  • connection of the two plastic parts is in particular a thermal, mechanical and possibly also electrical connection.
  • thermoplastic in particular thermoplastic can be used, for example PMMA, PC, ABS, PA, PP, PBT, PPS, PEEK, silicone or a mixture thereof.
  • the first plastic part is preferably made of PC or PBT.
  • both plastic parts have the same plastic as the base material, but one of them has a heat conductivity increasing filler.
  • both plastic parts may have a mutually different heat conductivity increasing filler.
  • graphite or carbon fibers can be used as filling material for an electrically conductive second plastic part.
  • boron nitride particles can be used as filling material for an electrically non-conductive second plastic part.
  • the receiving space is a receiving space for a driver, by means of which the at least one semiconductor light source is operable.
  • the object may thus be a driver, and the receiving space may be at least part of a driver cavity.
  • At least one insert is at least partially inserted between the first plastic part and the second plastic part.
  • At least one insert may also be attached at least partially to (including in) the first plastic part or to (including in) the second plastic part.
  • the receiving space has a cup-shaped basic shape. This allows an effective and circumferentially sealed recording of an object, in particular driver, in the receiving space, and also a simple production.
  • a cup shape may in particular be a circumferentially closed mold.
  • the receiving space may in particular have a basic shape without undercut in order to enable simple production by injection molding.
  • the receiving space may in particular have a cylindrical, cuboid or dome-shaped basic shape or cup shape.
  • the receiving space may in particular be connected to an outer side by means of a channel (“cable channel”) passing through both plastic parts, in particular for carrying out at least one electrical line to the at least one semiconductor light source.
  • a channel passing through both plastic parts, in particular for carrying out at least one electrical line to the at least one semiconductor light source.
  • At least one insert is arranged circumferentially around the receiving space. This further supports heat dissipation from the receiving space.
  • the second plastic part has a cup-shaped region which opens on the front side, the bottom of which forms a contact surface for the at least one semiconductor light source. This enables a beam direction of the light emitted from the front in the cup-shaped region semiconductor light source (s), in particular if an inside of the cup-shaped region (diffuse or specular) is designed reflective, for example by means of a reflective layer.
  • the floor is in particular surrounded by a front side upstanding side wall, in particular of a circumferentially closed side wall.
  • the side wall allows increased heat dissipation from the heat sink, in particular by serving as a heat dissipation surface outside.
  • the front cup-shaped portion has the further advantage that a translucent cover (piston or cover plate, etc.), e.g. made of glass or plastic, easily attachable to it.
  • a translucent cover e.g. made of glass or plastic
  • the front-side cup-shaped region in particular at its front free edge of the side wall, have at least one recess for receiving the cover, in particular from a lower edge of a piston, e.g. a circumferential annular groove.
  • the heat sink has an insert, which has a front-opening cup-shaped basic shape.
  • This insert may in particular (only) be arranged on the second plastic part and follow a shape of the front cup-shaped region of the second plastic part.
  • the heat sink has an insert, which has a rear-opening cup-shaped basic shape and the side wall is arranged annularly around the receiving space circumferentially.
  • At least one insert is exposed at least at the bottom of the cup-shaped region and forms at least part of the support surface. This further reduces a heat transfer resistance between at least one semiconductor light source arranged there and the second plastic part.
  • the second plastic part at least substantially completely surrounds the first plastic part laterally.
  • a particularly large heat dissipation surface formed by a lateral, outside surface of the second plastic part is provided.
  • This heat dissipation surface may have a heat dissipation structure, e.g. Cooling ribs, cooling pins, etc.
  • the second plastic part can surround the first plastic part, for example, completely or up to a small support edge.
  • the heat sink may in particular have a cylindrical, in particular circular cylindrical, outer contour.
  • the first plastic part may have a reverse "U" -shaped basic shape in longitudinal section and the second plastic part in longitudinal section "H" -shaped basic shape.
  • the "H" -shaped basic shape of the second plastic part this has a front-side (front-opening) cup-shaped region and a rearward (rearwardly opening) cup-shaped region, the rear cup-shaped region receiving the first plastic part.
  • Such a heat sink is particularly simple and manufactured.
  • first plastic part and the second plastic part are integrally connected to each other. This allows for a special firm connection of the plastic parts.
  • the plastic parts are in particular (large) surface to each other.
  • first plastic part and the second plastic part have been produced together by means of a two-component injection molding process. This gives the advantage of a simple and accurate production.
  • the first plastic part is electrically insulating.
  • the advantage is achieved that the receiving space with respect to an environment (eg to maintain air and creepage distances) and also with respect to the second plastic part (in particular for easy electrical isolation against the at least one semiconductor light source) is electrically isolated, which parts, assembly costs and consequently Saves costs.
  • the second plastic part is electrically conductive.
  • a simple electrical contacting of the second plastic part is made possible, in addition a particularly high thermal conductivity of up to 20 W / (m ⁇ K) or even more.
  • the electrical conductivity of the second plastic part can be achieved in particular by adding an electrically conductive filler material to the plastic base material, e.g. of carbon, electrically conductive metal particles, etc.
  • the second plastic part is electrically insulating. This avoids contact with potential-carrying parts (especially in the presence of a translucent cover such as a piston) and lengthens creepage distances and clearances.
  • the object is also achieved by a semiconductor luminescent device with a heat sink as described above.
  • the semiconductor luminescent device is a lamp, in particular a retrofit lamp.
  • the invention can be used particularly advantageously for a lamp, in particular a retrofit lamp, since in this case a particularly compact design with effective heat dissipation is required at a simultaneously low price and low weight.
  • the retrofit lamp may be, for example, an incandescent retrofit lamp or a halogen lamp retrofit lamp.
  • the semiconductor light-emitting device may have a rear-side socket for electrical supply, e.g. an Edison socket or a bipin socket, by means of which the rear opening of the receiving space can be closed.
  • the driver can be supplied with electrical signals via the base, which the driver converts into operation of the at least one semiconductor light source.
  • the semiconductor light-emitting device may have a front-side transparent cover (e.g., a bulb or a cover plate) through which light emitted from the at least one semiconductor light source passes.
  • the cover may in particular be attached to the second plastic part, e.g. through an essay.
  • the semiconductor luminescent device is in particular equipped with at least one semiconductor light source.
  • the at least one semiconductor light source comprises at least one light-emitting diode. If several LEDs are present, they can be lit in the same color or in different colors. A color can be monochrome (eg red, green, blue, etc.) or multichromic (eg be white).
  • the light emitted by the at least one light-emitting diode can also be an infrared light (IR LED) or an ultraviolet light (UV LED).
  • IR LED infrared light
  • UV LED ultraviolet light
  • Several light emitting diodes can produce a mixed light; eg a white mixed light.
  • the at least one light-emitting diode may contain at least one wavelength-converting phosphor (conversion LED).
  • the phosphor may alternatively or additionally be arranged remotely from the light-emitting diode ("remote phosphor").
  • the at least one light-emitting diode can be in the form of at least one individually housed light-emitting diode or in the form of at least one LED chip. Several LED chips can be mounted on a common substrate (“submount").
  • the at least one light emitting diode may be equipped with at least one own and / or common optics for beam guidance, for example at least one Fresnel lens, collimator, and so on.
  • the at least one semiconductor light source may, for example, comprise at least one diode laser.
  • Fig.1 shows a heat sink 11 for a semiconductor light fixture H in the form of a filament retrofit lamp.
  • the heat sink 11 has a first plastic part 12 which has a receiving space 13 which is open on the rear side, and a second plastic part 14 which is connected to the first plastic part 12 on its front side 15.
  • the first plastic part 12 may consist of PC or PBT and have a thermal conductivity of less than 0.6 W / (m ⁇ K) and the second plastic part 14 has a thermal conductivity of at least 1 W / (m ⁇ K), in particular more than 5 W / (m ⁇ K).
  • the first plastic part 12 is electrically insulating
  • the second plastic part 14 may be designed to be electrically conductive or electrically insulating.
  • the first plastic part 12 has a basic shape which is "U" -shaped in a longitudinal section (along the longitudinal axis L), as a result of which the receiving space 13 adopts a cup-shaped, more precisely cylindrical, basic shape which opens backwards or rearwards.
  • the second plastic part 14 has a longitudinal shape "H" -shaped basic shape, wherein the second plastic part 14, the first plastic part 12 laterally to a rear, laterally projecting support edge 16 completely surrounds.
  • the second plastic part 14 forms a cup-shaped region 17a which opens at the front side (in the direction of the longitudinal axis L) and a cup-shaped region 17b which opens at the rear (against the direction of the longitudinal axis L) and receives the first plastic part 12.
  • a metal insert 18 e.g. a deep-drawn aluminum sheet metal part, which has a higher thermal conductivity (of eg at least 180 W / (m ⁇ K)) than the second plastic part 14.
  • the insert 18 has a reversed in the longitudinal section "U" -shaped, cup-like basic shape, which thus at least approximately the shape of the first plastic part 12 and the cup-shaped portion 17b of the second plastic part 14 follows.
  • the insert 18 lies with its transverse section 19 of the "U" (which is circular disk-shaped or disk-shaped in space) in a planar manner and essentially exposed on the outside on a base 20 of the cup-shaped region 17a.
  • the transverse section 19 and thus also the bottom 20 form a support surface for at least one semiconductor light source (in this case several light emitting diodes 22 arranged on a common carrier 21).
  • Legs 23 of the "U" are directed vertically downwards and form in space a circular ring around the longitudinal axis L circulating band.
  • the legs 23 and thus also the insert 19 are thus at least partially or in regions arranged annularly around the receiving space 13.
  • the legs 23 extend substantially between the first plastic part 12 and the second plastic part 14.
  • the legs 23 form a side wall of the cup-shaped insert 18th
  • the first plastic part 12 and the second plastic part 14 are integrally connected to each other, namely, they have been made together by means of a two-component injection molding process, wherein the insert 18 has been partially encapsulated as shown.
  • the insert 18 is thus firmly anchored in the plastic parts 12 and 14.
  • the insert 18 may have holes or other recesses for the passage of plastic in order to facilitate in particular a production of the heat sink 11.
  • annular groove 26 for use of a translucent piston B is provided in an upper side 24 of a circumferential side wall 25 of the front-side cup-shaped region 17a of the second plastic part 14.
  • the piston B vaulted the cup-shaped portion 17a and thus the light emitting diodes 22nd
  • the receiving space 13 can be closed by a base part S, which here has an Edison socket E as a supply connection.
  • a driver T is housed, which is the input side to the Edison socket E and the output side connected to the light emitting diodes 22 electrically.
  • the driver T is connected to the LEDs 22 in particular by electrical lines M, which are guided by a concentric to the longitudinal axis through the plastic parts 12 and 14 and through the insert 18 leading (cable) channel 27 and contact the carrier 21, which in turn the LEDs 22 electrically connects to each other.
  • the semiconductor light emitting device H the light emitting diodes 22 are operated via the driver T and thereby waste heat from.
  • the driver T also generates waste heat, albeit to a much lesser degree.
  • the waste heat of the LEDs 22 is largely transmitted with a low thermal resistance to the transverse portion 19 of the insert 18 and forwarded to the legs 23. This results in a large contact surface to the second, good heat-conducting plastic part 14, through which the heat can be further guided on the outside 28 and delivered there to the environment.
  • the outer side 28 here corresponds essentially to the outer lateral side surface of the second plastic part 14, which may have a cooling structure (o.Fig.).
  • the heat generated in the receiving space 13 or in the driver cavity K can (with a correspondingly higher Thermal resistance) are delivered to the insert 18. At least is prevented by the first plastic part 12 that waste heat from the light emitting diodes 22 of the receiving space 13 and the driver cavity T further heated.
  • A likewise through the light emitting diodes 22 warming piston chamber R, which is arched by the piston B, can be discharged through the piston B and through the good heat conducting side wall 25 of the cup-shaped portion 17 a therethrough.
  • Fig.2 shows in one too Fig.1 analogous view of a heat sink 31 according to a second embodiment with two plastic parts 32 and 34 and now two inserts 38 a and 38 b.
  • the heat sink 31 is constructed similarly to the heat sink 11 and, in particular, can be used in a similar manner in a semiconductor light fixture H.
  • the two inserts 38a and 38b namely a first insert 38a and a second insert 38b of, for example, aluminum, are spaced from each other and thus thermally more decoupled from one another than a one-piece insert.
  • the first insert 38 a is arranged in a ring around the receiving space 13 and can in particular serve to transfer heat in the receiving space 13 from the first plastic part 32 to the second plastic part 34. Due to the separation from the second insert 38 b, a heat flow from the light emitting diodes 22 to a region of the heat sink 31 is reduced laterally of the receiving space 13, without deteriorating a heat dissipation from the receiving space 13 to the outside, which improves a heat dissipation of the receiving space 13.
  • the second insert 38b also covers the bottom 20 of the cup-shaped region 17a here, but is only in contact with the second plastic part 34.
  • the second insert 38b points one of the shape of the front cup-shaped portion 17a following, now upwardly opening, cup-shaped basic shape and thereby extends into the side wall 25 of the cup-shaped portion 17a.
  • the first plastic part 32 now has no laterally projecting support edge, so that the second plastic part 34 completely surrounds the first plastic part 32 laterally. This is particularly advantageous if the second plastic part 34 is electrically insulating.
  • Figure 3 shows in one too Fig.1 analogous view of a heat sink 41 with two plastic parts 42 and 44 without deposits.
  • the plastic parts 42 and 44 are formed similarly to the plastic parts 12 and 14.
  • the second, better heat-conducting plastic part 44 surrounds the first, poorer heat-conducting plastic part 42 laterally substantially (except for the rear support edge (16)).

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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Kühlkörper für eine Halbleiterleuchtvorrichtung, wobei der Kühlkörper einen ersten Kunststoffteil, welcher einen rückseitig offenen Aufnahmeraum aufweist, und einen zweiten Kunststoffteil, welcher mit dem ersten Kunststoffteil an dessen Vorderseite verbunden ist und zur Anordnung mindestens einer Halbleiterlichtquelle vorgesehen ist, aufweist, wobei der erste Kunststoffteil eine geringere Wärmeleitfähigkeit aufweist als der zweite Kunststoffteil. Die Erfindung betrifft ferner eine Halbleiterleuchtvorrichtung mit einem solchen Kühlkörper. Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft einsetzbar für Retrofitlampen.
  • DE 10 2010 030 702 A1 offenbart eine Halbleiterlampe mit einer Treiberkavität zur Aufnahme einer Treiberelektronik und ein mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle bestücktes Lichtquellensubstrat. Das Lichtquellensubstrat verschließt die Treiberkavität. Die Gehäuseteile der Halbleiterlampe sind als Kühlkörper mit unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeiten aufgebaut.
  • DE 10 2009 024 904 A1 offenbart einen Kühlkörper zur Kühlung eines Halbleiterleuchtelements. Der Kühlkörper weist eine Montageaussparung zur teilweisen Aufnahme einer Ansteuerelektronik auf. Der Kühlkörper ist aus mehreren Kühlkörperteilen zusammengesetzt.
  • DE 10 2009 022 071 A1 offenbart einen Kühlkörper für eine Leuchtvorrichtung, welcher aus mehreren Kühlkörperteilen zusammengesetzt ist, wobei mindestens zwei der Kühlkörperteile aus einem unterschiedlichen Kühlkörpermaterial bestehen. Die Leuchtvorrichtung, die insbesondere als eine Retrofit-Lampe ausgestaltet sein kann, ist mit mindestens einem solchen Kühlkörper ausgerüstet. Mindestens eine Lichtquelle kann an mindestens einem ersten Kühlkörperteil aus einem ersten Kühlkörpermaterial angebracht sein, und an mindestens einem zweiten Kühlkörperteil aus einem zweiten Kühlkörpermaterial mag keine Lichtquelle angebracht sein. Das zweite Kühlkörpermaterial mag eine geringere Wärmeleitfähigkeit aufweisen als das erste Kühlkörpermaterial.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten, insbesondere einfach herzustellenden und effektiveren, Kühlkörper für Halbleiterleuchtvorrichtungen bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch einen Kühlkörper für eine Halbleiterleuchtvorrichtung, wobei der Kühlkörper aufweist: einen ersten Kunststoffteil, welcher einen rückseitig offenen Aufnahmeraum aufweist, und einen zweiten Kunststoffteil, welcher mit dem ersten Kunststoffteil an dessen Vorderseite verbunden ist und zur Anordnung mindestens einer Halbleiterlichtquelle vorgesehen ist, wobei der erste Kunststoffteil eine geringere Wärmeleitfähigkeit aufweist als der zweite Kunststoffteil und in dem Kühlkörper mindestens eine Einlage vorhanden ist, welche eine höhere Wärmeleitfähigkeit aufweist als der zweite Kunststoffteil.
  • Dieser Kühlkörper weist den Vorteil auf, dass durch die geringere thermische Leitfähigkeit des ersten Kunststoffteils ein in dem Aufnahmeraum befindlicher Gegenstand thermisch gut gegenüber der mindestens einen Halbleiterlichtquelle isoliert ist. Dies kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn die mindestens eine Halbleiterlichtquelle Abwärme in erheblichem Ausmaß erzeugt und der Gegenstand wärmeempfindlich ist, insbesondere falls der Gegenstand selbst elektrisch betreibbar ist und Abwärme erzeugt. Zudem kann ein zumindest größtenteils aus Kunststoff gefertigter Kühlkörper besonders leicht sowie preiswert und einfach herstellbar sein.
  • Durch die Einlage kann eine Wärmespreizung in und Wärmeabfuhr aus dem Kunststoff eines der Kunststoffteile oder beider Kunststoffteile verbessert werden, insbesondere in oder aus dem thermisch geringer leitfähigen ersten Kunststoffteil. Dies verbessert insbesondere eine Wärmeabfuhr aus dem Aufnahmeraum und beugt einer Überhitzung eines in dem Aufnahmeraum untergebrachten Gegenstands vor.
  • Die mindestens eine Einlage kann (genau) ein Einlage oder mehrere Einlagen umfassen.
  • Der erste Kunststoffteil mag insbesondere eine Wärmeleitfähigkeit von nicht mehr als 1 W/(m·K), insbesondere von nicht mehr als 0,6 W/(m·K) aufweisen. Der zweite Kunststoffteil mag insbesondere eine Wärmeleitfähigkeit von bis zu ca. 5 W/(m·K), insbesondere von bis zu ca. 10 W/(m·K) (insbesondere für ein elektrisch nichtleitendes Kunststoffteil) und insbesondere bis zu ca. 20 W/(m·K) (insbesondere für ein elektrisch leitendes Kunststoffteil) aufweisen, oder sogar noch mehr. Die mindestens eine Einlage kann insbesondere eine Einlage aufweisen, deren Wärmeleitfähigkeit mehr als 10 W/(m·K), insbesondere mehr als 20 W/(m·K), speziell mehr als 50 W/(m·K) und insbesondere mehr als 100 W/(m·K) beträgt.
  • Die Einlage kann teilweise von Kunststoff umgeben sein (also auch teilweise freiliegen) oder ganz von Kunststoff umgeben sein (Kerneinlage).
  • Mindestens eine Einlage kann insbesondere aus Metall oder Keramik bestehen. Das Metall kann insbesondere Aluminium, Kupfer, Magnesium, Stahl oder eine Mischung oder Legierung davon aufweisen. Die Metalleinlage kann insbesondere ein tiefgezogenes Blech, ein Abschnitt eines Metallrohrs und/oder ein Druckgussteil sein.
  • Als Material der Keramik kommen beispielsweise SiC, AlN oder SiN in Frage.
  • Der Aufnahmeraum wird insbesondere nur durch den ersten Kunststoffteil begrenzt bzw. gebildet.
  • Der zweite Kunststoffteil weist insbesondere zumindest eine Auflagefläche zur Befestigung mindestens einer Halbleiterlichtquelle auf. Die Auflagefläche kann insbesondere eine vorderseitig orientierte Auflagefläche sein. Die mindestens eine Halbleiterlichtquelle kann direkt auf einer Auflagefläche aufgebracht sein, z.B. eine gehäuste Halbleiterlichtquelle. Die mindestens eine Halbleiterlichtquelle kann alternativ über einen Träger (Keramiksubstrat, Leiterplatte usw.) auf einer Auflagefläche aufliegen.
  • Die Verbindung der beiden Kunststoffteile ist insbesondere eine thermische, mechanische und ggf. auch elektrische Verbindung.
  • Als Kunststoff kann insbesondere Thermoplast verwendet werden, beispielsweise PMMA, PC, ABS, PA, PP, PBT, PPS, PEEK, Silikon oder eine Mischung davon. Der erste Kunststoffteil besteht bevorzugt aus PC oder PBT.
  • Es ist eine Weiterbildung, dass die beiden Kunststoffteile einen gleichen Kunststoff als Basismaterial aufweisen, einer davon aber ein die Wärmeleitfähigkeit erhöhendes Füllmaterial aufweist. Alternativ können beide Kunststoffteile ein zueinander unterschiedliches die Wärmeleitfähigkeit erhöhendes Füllmaterial aufweisen. Als Füllmaterial für einen elektrisch leitfähigen zweiten Kunststoffteil können beispielsweise Graphit oder Kohlefasern verwendet werden. Als Füllmaterial für einen elektrisch nicht leitfähigen zweiten Kunststoffteil können beispielsweise Bornitrid-Partikel verwendet werden.
  • Es ist eine Weiterbildung, dass der Aufnahmeraum ein Aufnahmeraum für einen Treiber ist, mittels dessen die mindestens eine Halbleiterlichtquelle betreibbar ist. Der Gegenstand kann also ein Treiber sein, und der Aufnahmeraum kann zumindest ein Teil einer Treiberkavität sein.
  • Es ist eine Ausgestaltung, dass mindestens eine Einlage zumindest teilweise zwischen den ersten Kunststoffteil und den zweiten Kunststoffteil eingebracht ist. So wird eine besonders einfache Herstellung, insbesondere bei einem Zwei-Komponenten-Spritzguss, und eine effektive Wärmespreizung an dem und Ableitung aus dem ersten Kunststoffteil erreicht.
  • Alternativ oder zusätzlich mag mindestens eine Einlage aber auch zumindest teilweise an (einschließlich in) dem ersten Kunststoffteil oder an (einschließlich in) dem zweiten Kunststoffteil angebracht sein.
  • Es ist noch eine Ausgestaltung, dass der Aufnahmeraum eine becherförmige Grundform aufweist. Dies ermöglicht eine effektive und umlaufend dichte Aufnahme eines Gegenstands, insbesondere Treibers, in dem Aufnahmeraum, und zudem eine einfache Herstellung. Eine Becherform kann insbesondere eine umlaufend geschlossene Form sein.
  • Der Aufnahmeraum kann insbesondere eine Grundform ohne Hinterschnitt aufweisen, um eine einfache Herstellung im Spritzgussverfahren zu ermöglichen. Der Aufnahmeraum kann insbesondere eine zylinderförmige, quaderförmige oder kalottenförmige Grundform bzw. Becherform aufweisen.
  • Der Aufnahmeraum kann insbesondere mittels eines durch beide Kunststoffteile durchlaufenden Kanals ("Kabelkanal") mit einer Außenseite verbunden sein, insbesondere zur Durchführung mindestens einer elektrischen Leitung zu der mindestens einen Halbleiterlichtquelle.
  • Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass mindestens eine Einlage ringförmig um den Aufnahmeraum umlaufend angeordnet ist. Dies unterstützt eine Wärmeableitung aus dem Aufnahmeraum noch weiter.
  • Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass der zweite Kunststoffteil einen sich vorderseitig öffnenden becherförmigen Bereich aufweist, dessen Boden eine Auflagefläche für die mindestens eine Halbleiterlichtquelle bildet. Dies ermöglicht eine Strahlrichtung des von in dem becherförmigen Bereich angeordneten Halbleiterlichtquelle(n) nach vorne abgestrahlten Lichts, insbesondere falls eine Innenseite des becherförmigen Bereichs (diffus oder spekular) reflektierend ausgestaltet ist, z.B. mittels einer reflektierenden Schicht.
  • Der Boden ist insbesondere von einer vorderseitig hochstehenden Seitenwand umgeben, insbesondere von einer umlaufend geschlossenen Seitenwand. Die Seitenwand ermöglicht eine erhöhte Wärmeabfuhr von dem Kühlkörper, insbesondere durch eine als Wärmeableitfläche dienende Außenseite.
  • Der vorderseitige becherförmige Bereich weist den weiteren Vorteil auf, dass eine lichtdurchlässige Abdeckung (Kolben oder Abdeckplatte usw.), z.B. aus Glas oder Kunststoff, auf einfache Weise daran befestigbar ist. Dazu kann der vorderseitige becherförmige Bereich insbesondere an seinem vorderen freien Rand der Seitenwand mindestens eine Aussparung zur Aufnahme der Abdeckung, insbesondere von einem unteren Rand eines Kolbens, aufweisen, z.B. eine umlaufende Ringnut.
  • Es ist auch eine Ausgestaltung, dass der Kühlkörper eine Einlage aufweist, welche eine sich vorderseitig öffnende becherförmige Grundform aufweist. Diese Einlage kann insbesondere (nur) an dem zweiten Kunststoffteil angeordnet sein und einer Form des vorderseitig becherförmigen Bereichs des zweiten Kunststoffteils folgen. Dies ergibt den Vorteil, dass eine effektive und großflächige Wärmeableitung von der mindestens einen Halbleiterlichtquelle auf den zweiten Kunststoffteil, insbesondere die Seitenwand des vorderseitigen becherförmigen Bereichs, ermöglicht wird, während gleichzeitig ein Wärmefluss auf den ersten Kunststoffteil gering gehalten werden kann.
  • Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass der Kühlkörper eine Einlage aufweist, welche eine sich rückseitig öffnende becherförmige Grundform aufweist und dessen Seitenwand ringförmig um den Aufnahmeraum umlaufend angeordnet ist. Dadurch können gleichzeitig eine effektive und großflächige Wärmeableitung von der mindestens einen Halbleiterlichtquelle und eine Wärmeableitung aus dem Aufnahmeraum unterstützt werden.
  • Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass mindestens eine Einlage zumindest an dem Boden des becherförmigen Bereichs freiliegt und zumindest einen Teil der Auflagefläche bildet. Dies verringert einen Wärmeübergangswiderstand zwischen mindestens einer dort angeordneten Halbleiterlichtquelle und dem zweiten Kunststoffteil weiter.
  • Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass das zweite Kunststoffteil das erste Kunststoffteil seitlich zumindest im Wesentlichen vollständig umgibt. Dadurch wird eine besonders große, durch eine seitliche, außenseitige Fläche des zweiten Kunststoffteils gebildete Wärmeableitfläche bereitgestellt. Diese Wärmeableitfläche kann eine Wärmeableitstruktur aufweisen, z.B. Kühlrippen, Kühlstifte usw. Das zweite Kunststoffteil kann das erste Kunststoffteil beispielsweise ganz oder bis auf einen kleinen Auflagerand umgeben.
  • Der Kühlkörper kann für eine einfache Herstellung insbesondere eine zylinderförmige, insbesondere kreiszylinderförmige, Außenkontur aufweisen. Insbesondere mag der erste Kunststoffteil eine im Längsschnitt umgekehrt "U"-förmige Grundform aufweisen und der zweite Kunststoffteil eine im Längsschnitt "H"-förmige Grundform. Durch die "H"-förmige Grundform des zweiten Kunststoffteils weist dieser einen vorderseitigen (sich nach vorne öffnenden) becherförmige Bereich und einen rückseitigen (sich nach hinten öffnenden) becherförmige Bereich auf, wobei der rückseitige becherförmige Bereich den ersten Kunststoffteil aufnimmt. Ein solcher Kühlkörper ist besonders einfach aufgebaut und herstellbar.
  • Es ist zudem eine Ausgestaltung, dass der erste Kunststoffteil und der zweite Kunststoffteil einstückig miteinander verbunden sind. Dies ermöglicht eine besonders feste Verbindung der Kunststoffteile. Die Kunststoffteile liegen insbesondere (groß)flächig aufeinander auf.
  • Es ist noch eine Ausgestaltung, dass der erste Kunststoffteil und der zweite Kunststoffteil mittels eines Zwei-Komponenten-Spritzgussverfahrens gemeinsam hergestellt worden sind. Dies ergibt den Vorteil einer einfachen und präzisen Herstellung.
  • Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass der erste Kunststoffteil elektrisch isolierend ist. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass der Aufnahmeraum gegenüber einer Umgebung (z.B. zur Einhaltung von Luft- und Kriechstrecken)und auch gegenüber dem zweiten Kunststoffteil (insbesondere zur einfachen elektrischen Isolierung gegenüber der mindestens einen Halbleiterlichtquelle) elektrisch isoliert ist, was Teile, Montageaufwand und folglich Kosten einspart.
  • Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass der zweite Kunststoffteil elektrisch leitfähig ist. So wird eine einfache elektrische Kontaktierung des zweiten Kunststoffteils ermöglicht, außerdem eine besonders hohe thermische Leitfähigkeit von bis zu 20 W/(m·K) oder sogar noch mehr. Die elektrische Leitfähigkeit des zweiten Kunststoffteils kann insbesondere durch eine Zugabe eines elektrisch leitfähigen Füllmaterials zu dem Kunststoff-Grundmaterial erreicht werden, z.B. von Kohlenstoff, elektrisch leitfähigen Metallpartikeln, usw.
  • Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass der zweite Kunststoffteil elektrisch isolierend ist. So wird eine Berührung von potenzialführenden Teilen vermieden (insbesondere bei Vorhandensein einer lichtdurchlässigen Abdeckung wie eines Kolbens) und Kriech- und Luftstrecken verlängert.
  • Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Halbleiterleuchtvorrichtung mit einem Kühlkörper wie oben beschrieben.
  • Es ist eine Ausgestaltung, dass die Halbleiterleuchtvorrichtung eine Lampe, insbesondere Retrofitlampe, ist. Die Erfindung ist für eine Lampe, insbesondere Retrofitlampe, besonders vorteilhaft einsetzbar, da hierbei eine besonders kompakte Bauform mit einer effektiven Wärmeableitung bei einem gleichzeitig günstigen Preis und niedrigen Gewicht verlangt wird.
  • Die Retrofitlampe kann beispielsweise eine Glühlampen-Retrofitlampe oder eine Halogenlampen-Retrofitlampe sein.
  • Die Halbleiterleuchtvorrichtung kann insbesondere einen rückseitig angeordneten Sockel zur elektrischen Versorgung aufweisen, z.B. einen Edison-Sockel oder einen Bipin-Sockel, mittels dessen die rückseitige Öffnung des Aufnahmeraums verschließbar ist. Über den Sockel kann insbesondere der Treiber mit elektrischen Signalen versorgt werden, welche der Treiber zum Betrieb der mindestens einen Halbleiterlichtquelle umwandelt.
  • Die Halbleiterleuchtvorrichtung kann insbesondere eine vorderseitig angeordnete lichtdurchlässige Abdeckung (z.B. einen Kolben oder eine Abdeckplatte) aufweisen, durch welche von der mindestens einen Halbleiterlichtquelle ausgestrahltes Licht läuft. Die Abdeckung kann insbesondere an dem zweiten Kunststoffteil befestigt sein, z.B. durch einen Aufsatz.
  • Die Halbleiterleuchtvorrichtung ist insbesondere mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle bestückt. Bevorzugterweise umfasst die mindestens eine Halbleiterlichtquelle mindestens eine Leuchtdiode. Bei Vorliegen mehrerer Leuchtdioden können diese in der gleichen Farbe oder in verschiedenen Farben leuchten. Eine Farbe kann monochrom (z.B. rot, grün, blau usw.) oder multichrom (z.B. weiß) sein. Auch kann das von der mindestens einen Leuchtdiode abgestrahlte Licht ein infrarotes Licht (IR-LED) oder ein ultraviolettes Licht (UV-LED) sein. Mehrere Leuchtdioden können ein Mischlicht erzeugen; z.B. ein weißes Mischlicht. Die mindestens eine Leuchtdiode kann mindestens einen wellenlängenumwandelnden Leuchtstoff enthalten (Konversions-LED). Der Leuchtstoff kann alternativ oder zusätzlich entfernt von der Leuchtdiode angeordnet sein ("Remote Phosphor"). Die mindestens eine Leuchtdiode kann in Form mindestens einer einzeln gehäusten Leuchtdiode oder in Form mindestens eines LED-Chips vorliegen. Mehrere LED-Chips können auf einem gemeinsamen Substrat ("Submount") montiert sein. Die mindestens eine Leuchtdiode kann mit mindestens einer eigenen und/oder gemeinsamen Optik zur Strahlführung ausgerüstet sein, z.B. mindestens einer Fresnel-Linse, Kollimator, und so weiter. Anstelle oder zusätzlich zu anorganischen Leuchtdioden, z.B. auf Basis von InGaN oder AlInGaP, sind allgemein auch organische LEDs (OLEDs, z.B. Polymer-OLEDs) einsetzbar. Alternativ kann die mindestens eine Halbleiterlichtquelle z.B. mindestens einen Diodenlaser aufweisen.
  • Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
    • Fig.1
    zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht einen Kühlkörper einer Halbleiterleuchtvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel mit zwei Kunststoffteilen und einer Einlage;
    Fig.2
    zeigt in einer zu Fig.1 analogen Ansicht einen Kühlkörper gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel mit zwei Kunststoffteilen und zwei Einlagen; und
    Fig.3
    zeigt in einer zu Fig.1 analogen Ansicht einen Kühlkörper mit zwei Kunststoffteilen ohne Einlagen.
  • Fig.1 zeigt einen Kühlkörper 11 für eine Halbleiterleuchtvorrichtung H in Form einer Glühlampen-Retrofitlampe.
  • Der Kühlkörper 11 weist einen ersten Kunststoffteil 12 auf, welcher einen rückseitig offenen Aufnahmeraum 13 aufweist, sowie einen zweiten Kunststoffteil 14, welcher mit dem ersten Kunststoffteil 12 an dessen Vorderseite 15 verbunden ist. Der erste Kunststoffteil 12 weist eine geringere Wärmeleitfähigkeit auf als der zweite Kunststoffteil 14. Beispielsweise mag der erste Kunststoffteil 12 aus PC oder PBT bestehen und eine Wärmeleitfähigkeit von weniger als 0,6 W/(m·K) aufweisen und der zweite Kunststoffteil 14 eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 1 W/(m·K), insbesondere von mehr als 5 W/(m·K). Während der erste Kunststoffteil 12 elektrisch isolierend ist, mag der zweite Kunststoffteil 14 elektrisch leitfähig oder elektrisch isolierend ausgebildet sein.
  • Der erste Kunststoffteil 12 weist eine im Längsschnitt (entlang der Längsachse L) umgekehrt "U"-förmige Grundform auf, wodurch der Aufnahmeraum 13 eine sich rückseitig bzw. nach hinten öffnende becherförmige, genauer gesagt zylinderförmige, Grundform annimmt.
  • Der zweite Kunststoffteil 14 weist eine im Längsschnitt "H"-förmige Grundform auf, wobei der zweite Kunststoffteil 14 den ersten Kunststoffteil 12 seitlich bis auf einen rückseitigen, seitlich vorspringenden Auflagerand 16 vollständig umgibt. Der zweite Kunststoffteil 14 bildet einen sich vorderseitig (in Richtung der Längsachse L) öffnenden becherförmigen Bereich 17a und einen sich rückseitig (gegen die Richtung der Längsachse L) öffnenden becherförmigen Bereich 17b, welcher den ersten Kunststoffteil 12 aufnimmt.
  • In dem Kühlkörper 11 ist eine Einlage 18 aus Metall vorhanden, z.B. ein tiefgezogenes Aluminium-Blechteil, das eine höhere Wärmeleitfähigkeit aufweist (von z.B. mindestens 180 W/(m·K)) als der zweite Kunststoffteil 14. Die Einlage 18 weist eine im Längsschnitt umgekehrt "U"-förmige, becherartige Grundform auf, welche somit zumindest annähernd der Form des ersten Kunststoffteils 12 bzw. des becherförmigen Bereich 17b des zweiten Kunststoffteils 14 folgt.
  • Die Einlage 18 liegt mit ihrem Querabschnitt 19 des "U" (welcher im Raum kreisscheibenförmig oder kreisscheibenförmig ausgeformt ist) flächig und im Wesentlichen außenseitig freiliegend auf einem Boden 20 des becherförmigen Bereichs 17a auf. Der Querabschnitt 19 und damit auch der Boden 20 bilden eine Auflagefläche für mindestens eine Halbleiterlichtquelle (hier: mehrere auf einem gemeinsamen Träger 21 angeordnete Leuchtdioden 22).
  • Schenkel 23 des "U" sind senkrecht nach unten gerichtet und bilden im Raum ein kreisringförmig um die Längsachse L umlaufendes Band. Die Schenkel 23 und damit auch die Einlage 19 sind somit zumindest abschnittsweise oder bereichsweise ringförmig um den Aufnahmeraum 13 angeordnet. Die Schenkel 23 verlaufen im Wesentlichen zwischen dem ersten Kunststoffteil 12 und dem zweiten Kunststoffteil 14. Die Schenkel 23 bilden eine Seitenwand der becherförmigen Einlage 18.
  • Der erste Kunststoffteil 12 und der zweite Kunststoffteil 14 sind miteinander einstückig verbunden, und zwar sind sie mittels eines Zwei-Komponenten-Spritzgussverfahrens gemeinsam hergestellt worden, wobei die Einlage 18 wie gezeigt teilweise umspritzt wurde. Die Einlage 18 ist also fest in den Kunststoffteilen 12 und 14 verankert. Die Einlage 18 kann Löcher oder andere Aussparungen zum Durchlass von Kunststoff aufweisen, um insbesondere eine Herstellung des Kühlkörpers 11 zu erleichtern.
  • In einer Oberseite 24 einer umlaufenden Seitenwand 25 des vorderseitigen becherförmigen Bereichs 17a des zweiten Kunststoffteils 14 ist eine Ringnut 26 zum Einsatz eines lichtdurchlässigen Kolbens B vorgesehen. Der Kolben B überwölbt den becherförmigen Bereich 17a und damit die Leuchtdioden 22.
  • Rückseitig kann der Aufnahmeraum 13 durch einen Sockelteil S verschlossen werden, welche hier einen Edison-Sockel E als Versorgungsanschluss aufweist. In einer durch den Aufnahmeraum 13 und den Sockelteil S gebildeten Treiberkavität K ist ein Treiber T untergebracht, welcher eingangsseitig mit dem Edison-Sockel E und ausgangsseitig mit den Leuchtdioden 22 elektrisch verbunden ist. Der Treiber T ist mit den Leuchtdioden 22 insbesondere durch elektrische Leitungen M verbunden, welche durch einen konzentrisch zu der Längsachse durch die Kunststoffteile 12 und 14 sowie durch die Einlage 18 führenden (Kabel-)Kanal 27 geführt sind und den Träger 21 kontaktieren, welcher wiederum die Leuchtdioden 22 miteinander elektrisch verbindet.
  • Im Betrieb der Halbleiterleuchtvorrichtung H werden die Leuchtdioden 22 über den Treiber T betrieben und sondern dabei Abwärme ab. Auch der Treiber T erzeugt Abwärme, wenn auch in einem weit geringeren Maß. Die Abwärme der Leuchtdioden 22 wird größtenteils mit einem geringen thermischen Widerstand auf den Querabschnitt 19 der Einlage 18 übertragen und auf deren Schenkel 23 weitergeleitet. Es ergibt sich somit eine große Kontaktfläche zu dem zweiten, gut wärmeleitenden Kunststoffteil 14, durch welchen die Wärme weiter an dessen Außenseite 28 geführt und dort an die Umgebung abgegeben werden kann. Die Außenseite 28 entspricht hier im Wesentlichen der außenseitigen, seitlichen Mantelfläche des zweiten Kunststoffteils 14, welche eine Kühlstruktur (o.Abb.) aufweisen kann.
  • Auch die in der Aufnahmeraum 13 bzw. in der Treiberkavität K erzeugte Wärme kann (mit einem entsprechend höheren Wärmewiderstand) an die Einlage 18 abgegeben werden. Zumindest wird durch den ersten Kunststoffteil 12 verhindert, dass Abwärme von den Leuchtdioden 22 der Aufnahmeraum 13 bzw. die Treiberkavität T weiter erwärmt.
  • Ein sich durch die Leuchtdioden 22 ebenfalls erwärmender Kolbenraum R, welcher durch den Kolben B überwölbt wird, kann durch den Kolben B hindurch und durch die gut wärmeleitende Seitenwand 25 des becherförmigen Bereichs 17a hindurch abgegeben werden.
  • Fig.2 zeigt in einer zu Fig.1 analogen Ansicht einen Kühlkörper 31 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel mit zwei Kunststoffteilen 32 und 34 und nun zwei Einlagen 38a und 38b. Der Kühlkörper 31 ist ähnlich zu dem Kühlkörper 11 aufgebaut und kann insbesondere auf eine analoge Weise in einer Halbleiterleuchtvorrichtung H verwendet werden.
  • Die zwei Einlagen 38a und 38b, nämlich eine erste Einlage 38a und eine zweite Einlage 38b aus beispielsweise Aluminium sind voneinander beabstandet und folglich thermisch stärker voneinander entkoppelt als eine einstückige Einlage.
  • Die erste Einlage 38a ist ähnlich zu den Schenkeln 23 der Einlage 18 ringförmig um den Aufnahmeraum 13 angeordnet und kann insbesondere dazu dienen, eine Wärme in dem Aufnahmeraum 13 verstärkt von dem ersten Kunststoffteil 32 auf den zweiten Kunststoffteil 34 zu übertragen. Aufgrund der Trennung von der zweiten Einlage 38b ist vorteilhafterweise ein Wärmefluss von den Leuchtdioden 22 zu einem Bereich des Kühlkörpers 31 seitlich des Aufnahmeraums 13 verringert, ohne eine Wärmeableitung von dem Aufnahmeraum 13 nach außen zu verschlechtern, was ein Entwärmung des Aufnahmeraums 13 verbessert.
  • Die zweite Einlage 38b bedeckt auch hier den Boden 20 des becherförmigen Bereichs 17a, ist jedoch nur in Kontakt mit dem zweiten Kunststoffteil 34. Die zweite Einlage 38b weist eine der Form des vorderseitigen becherförmigen Bereichs 17a folgende, sich nun nach oben öffnende, becherförmige Grundform auf und erstreckt sich dadurch bis in die Seitenwand 25 des becherförmigen Bereichs 17a. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Seitenwand 25 verstärkt zur Wärmeabgabe nutzbar ist und insgesamt eine erhöhte Entwärmung erreicht wird.
  • Der erste Kunststoffteil 32 weist nun keinen seitlich vorspringenden Auflagerand mehr auf, so dass der zweite Kunststoffteil 34 den ersten Kunststoffteil 32 seitlich vollständig umgibt. Dies ist insbesondere vorteilhaft, falls der zweite Kunststoffteil 34 elektrisch isolierend ist.
  • Fig.3 zeigt in einer zu Fig.1 analogen Ansicht einen Kühlkörper 41 mit zwei Kunststoffteilen 42 und 44 ohne Einlagen. Die Kunststoffteile 42 und 44 sind ähnlich zu den Kunststoffteilen 12 und 14 ausgeformt. Insbesondere umgibt der zweite, besser wärmeleitende Kunststoffteil 44 den ersten, schlechter wärmeleitenden Kunststoffteil 42 seitlich im Wesentlichen (bis auf den rückseitigen Auflagerand (16) vollständig.
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch die gezeigten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht darauf eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
    • Bezugszeichenliste
    • 11
    Kühlkörper
    12
    erster Kunststoffteil
    13
    rückseitig offener Aufnahmeraum des ersten Kunststoffteils 12
    14
    zweiter Kunststoffteil
    15
    Vorderseite des ersten Kunststoffteils 12
    16
    Auflagerand
    17a
    sich vorderseitig öffnender becherförmiger Bereich des zweiten Kunststoffteils 14
    17b
    sich rückseitig öffnender becherförmiger Bereich des zweiten Kunststoffteils 14
    18
    Einlage
    19
    Querabschnitt der Einlage 18
    20
    Boden des becherförmigen Bereichs 17a
    21
    Träger
    22
    Leuchtdiode
    23
    Schenkel
    24
    Oberseite der umlaufenden Seitenwand 25
    25
    umlaufende Seitenwand des becherförmigen Bereichs 17a
    26
    Ringnut
    27
    Kanal
    28
    Außenseite des zweiten Kunststoffteils 14
    31
    Kühlkörper
    32
    erster Kunststoffteil
    34
    zweiter Kunststoffteil
    38a
    erste Einlage
    38b
    zweite Einlage
    41
    Kühlkörper
    42
    erster Kunststoffteil
    44
    zweiter Kunststoffteil
    B
    lichtdurchlässiger Kolben
    E
    Edison-Sockel
    H
    Halbleiterleuchtvorrichtung
    K
    Treiberkavität
    L
    Längsachse
    M
    elektrische Leitung
    R
    Kolbenraum
    S
    Sockelteil
    T
    Treiber

Claims (14)

  1. Kühlkörper (11; 31) für eine Halbleiterleuchtvorrichtung (H), wobei der Kühlkörper (11; 31) mindestens aufweist:
    - einen ersten Kunststoffteil (12; 32), welcher einen rückseitig offenen Aufnahmeraum (13) aufweist; und
    - einen zweiten Kunststoffteil (14; 34), welcher mit dem ersten Kunststoffteil (12; 32) an dessen Vorderseite (15) verbunden ist und zur Anordnung mindestens einer Halbleiterlichtquelle (22) vorgesehen ist, wobei
    - der erste Kunststoffteil (12; 32) eine geringere Wärmeleitfähigkeit aufweist als der zweite Kunststoffteil (14; 34)und
    - in dem Kühlkörper (11; 31) mindestens eine Einlage (18; 38a, 38b) vorhanden ist, welche eine höhere Wärmeleitfähigkeit aufweist als der zweite Kunststoffteil(14; 34), dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Einlage aus Metall oder Keramik besteht und eine Wärmeleitfähigkeit von mehr als 20W/(mK) aufweist, und,
    - dass der erste Kunststoffteil (12; 32) und der zweite Kunststoffteil (14; 34) einstückig miteinander verbunden sind.
  2. Kühlkörper (11; 31) nach Anspruch 1, wobei mindestens eine Einlage (18; 38a) zumindest teilweise zwischen den ersten Kunststoffteil (12; 32) und den zweiten Kunststoffteil (14; 34) eingebracht ist.
  3. Kühlkörper (11; 31) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Aufnahmeraum (13) eine becherförmige Grundform aufweist.
  4. Kühlkörper (11; 31) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eine Einlage (18; 38a) ringförmig um den Aufnahmeraum (13) umlaufend angeordnet ist.
  5. Kühlkörper (11; 31) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Kunststoffteil (14; 34) einen sich vorderseitig öffnenden becherförmigen Bereich (17a) aufweist, dessen Boden (20) eine Auflagefläche für die mindestens eine Halbleiterlichtquelle (22) bildet.
  6. Kühlkörper (31) nach Anspruch 5, wobei an dem zweiten Kunststoffteil (34) mindestens eine Einlage (38b) angeordnet ist, welche eine der Form des becherförmigen Bereichs (17a) des zweiten Kunststoffteils (34) folgende becherförmige Grundform aufweist.
  7. Kühlkörper (11) nach den Ansprüchen 4 und 5, wobei eine Einlage (18) eine sich rückseitig öffnende becherförmige Grundform aufweist und deren Seitenwand (23) ringförmig um den Aufnahmeraum (13) umlaufend angeordnet ist.
  8. Kühlkörper (11; 31) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei die Einlage (18; 38b) zumindest an dem Boden (20) des becherförmigen Bereichs (17a) freiliegt und zumindest einen Teil der Auflagefläche bildet.
  9. Kühlkörper (11; 31) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Kunststoffteil (14; 34) den erste Kunststoffteil (12; 32) seitlich zumindest im Wesentlichen vollständig umgibt.
  10. Kühlkörper (11; 31) nach Anspruch9, wobei der erste Kunststoffteil (12; 32) und der zweite Kunststoffteil (14; 34) mittels eines Zwei-Komponenten-Spritzgussverfahrens gemeinsam hergestellt worden sind.
  11. Kühlkörper (11; 31) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Kunststoffteil (12; 32) elektrisch isolierend ist.
  12. Kühlkörper (11; 31) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Kunststoffteil (14; 34) elektrisch leitfähig oder elektrisch isolierend ist.
  13. Halbleiterleuchtvorrichtung (H) mit einem Kühlkörper (11; 31) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  14. Halbleiterleuchtvorrichtung (H) nach Anspruch 13, wobei die Halbleiterleuchtvorrichtung (H) eine Lampe, insbesondere Retrofitlampe, ist.
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