FR3107752A1 - Dispositif d'éclairage automobile - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un dispositif d'éclairage automobile (10) comprenant une base métallique commune (1) avec une première face et une seconde face opposée à la première face, une première couche diélectrique (7) déposée sur la première face de la base métallique commune, une première couche de cuivre (2) déposée sur la première couche diélectrique, une deuxième couche diélectrique (8) déposée sur la deuxième face de la base métallique commune, une deuxième couche de cuivre (4) déposée sur la deuxième couche diélectrique (8) et au moins une première source lumineuse à semi-conducteurs (3) disposée dans la première couche de cuivre (2) et au moins une deuxième source lumineuse à semi-conducteurs (3) disposée dans la deuxième couche de cuivre (4).Figure pour l'abrégé : figure 1

Description

Dispositif d'éclairage automobile
Cette invention est liée au domaine des dispositifs d'éclairage automobile, et plus particulièrement à la gestion de la température de ces dispositifs.
Le marché de l'éclairage automobile peut être considéré comme l'un des plus compétitifs et de nouvelles fonctionnalités d'éclairage sont constamment requises.
Certains modules d'éclairage sont nécessaires pour assurer plusieurs fonctions différentes. Pour atteindre cet objectif, plusieurs cartes de circuits imprimés sont généralement collées à une base de dissipateur thermique, et des ailettes sont souvent rivetées ou collées à la base du dissipateur thermique pour assurer une bonne dissipation de la chaleur.
En outre, les LED doivent être montées selon le même procédé sur des circuits imprimés différents, tandis que tous ces procédés doivent être suivis, pour éviter les problèmes de couleur et de flux dans le projecteur.
Le nombre de pièces et d'étapes impliquées dans cet assemblage est souvent une source de problèmes et d'erreurs, qui pourraient être résolus avec un arrangement plus simple.
Ce problème a été acceptée jusqu'à présent, mais une solution reste donc à trouver.
L'invention apporte une solution alternative à ce problème par un dispositif d'éclairage automobile comprenant
  • une base métallique commune avec une première face et une seconde face opposée à la première ;
  • une première couche diélectrique déposée sur la première face de la base métallique commune ;
  • une première couche de cuivre déposée sur la première couche diélectrique ;
  • une seconde couche diélectrique déposée sur la seconde face de la base métallique commune ;
  • une deuxième couche de cuivre déposée sur la deuxième couche diélectrique
  • au moins une première source lumineuse à semi-conducteurs disposée dans la première couche de cuivre et au moins une deuxième source lumineuse à semi-conducteurs disposée dans la deuxième couche de cuivre.
Ainsi, il n'est pas nécessaire de fixer une carte de circuit imprimé de chaque côté d'un dissipateur thermique commun, mais seules les couches de cuivre doivent être déposées. Cela permet d'économiser beaucoup de processus et de matériaux, ce qui réduit les possibilités de problèmes et permet également d'économiser du poids dans l'ensemble de l'assemblage.
Le terme "semi-conducteur" fait référence à la lumière émise par l'électroluminescence, qui utilise des semi-conducteurs pour convertir l'électricité en lumière. Par rapport à l'éclairage à incandescence, l'éclairage à semi-conducteur crée de la lumière visible avec une production de chaleur réduite et une dissipation d'énergie moindre. La masse généralement faible d'un dispositif d'éclairage électronique à l'état solide offre une plus grande résistance aux chocs et aux vibrations que les tubes/ampoules en verre cassant et les longs fils à filaments fins. Ils éliminent également l'évaporation des filaments, ce qui peut augmenter la durée de vie du dispositif d'éclairage. Certains exemples de ces types d'éclairage comprennent les diodes électroluminescentes (LED) à semi-conducteurs, les diodes électroluminescentes organiques (OLED) ou les diodes électroluminescentes à polymère (PLED) comme sources d'éclairage plutôt que les filaments électriques, le plasma ou le gaz.
En particulier, les sources lumineuses à semi-conducteurs sont disposées au moyen de masques de soudure.
Cette façon de fixer les sources lumineuses à semi-conducteurs à la couche de cuivre de chaque côté de la base peut également être utilisée avec la présente invention, puisque l'économie de pièces est située dans les côtés non visibles de chaque couche de cuivre. Les côtés visibles, où les sources lumineuses sont fixées, peuvent être utilisés de la même manière que dans les appareils actuels.
Dans certaines réalisations particulières, la base métallique est en aluminium.
Ce matériau s'est avéré adapté à la dissipation de la chaleur et à la fixation du reste des éléments de la présente invention.
Dans certaines réalisations particulières, la base métallique a une épaisseur comprise entre 1 mm et 5 mm, plus particulièrement entre 1 et 3 mm et plus particulièrement entre 1 et 2 mm.
Cette épaisseur est adaptée pour dissiper la chaleur provenant des deux couches de cuivre. Il n'est pas nécessaire de prévoir deux noyaux séparés pour les circuits imprimés, mais une seule base commune avec cette épaisseur suffit.
Dans certaines réalisations particulières, les couches diélectriques sont déposées directement sur la face correspondante du support métallique commun.
Cette disposition permet d'économiser de l'espace et du poids par rapport à l'utilisation de couches et de composés supplémentaires.
Dans certaines réalisations particulières, le dispositif d'éclairage automobile comprend en outre un dissipateur thermique en contact thermique avec l'une des faces de la base métallique commune. Dans des réalisations plus particulières, le dissipateur est directement fixé à l'une des faces du socle métallique commun au moyen d'une colle thermique ou d'une fixation mécanique, telle que le rivetage ou la soudure.
Ce dissipateur utilise un mécanisme de convection pour dissiper la chaleur générée dans la base commune, qui à son tour reçoit la chaleur générée dans les sources de lumière par conduction thermique. La colle thermique est un exemple de fixation thermique, mais tout autre élément qui convient à la fixation et à la conduction thermique convient également à cette fin. De même, le rivetage ou la soudure sont de simples exemples d'assemblage mécanique, mais toute autre méthode appropriée serait également acceptable dans ce cas.
Dans certaines réalisations, la première source de lumière à semi-conducteurs est configurée pour faire partie d'un faisceau de faible intensité et la seconde source de lumière à semi-conducteurs est configurée pour faire partie d'un faisceau de forte intensité.
Cette invention est particulièrement adaptée dans le cas d'un module offrant deux fonctionnalités différentes. Certaines sources lumineuses (celles du premier côté) sont chargées de la fonctionnalité des feux de croisement et les autres (celles du second côté) sont chargées de la fonctionnalité des feux de route. Elles partagent un noyau commun et le module qui en résulte peut être plus petit.
Dans certaines réalisations particulières, le dispositif d'éclairage automobile comprend en outre un élément optique adapté pour recevoir la lumière émise par la source lumineuse et pour modeler la lumière en un motif lumineux projeté à l'extérieur du dispositif d'éclairage.
Un élément optique est un élément qui possède certaines propriétés optiques lui permettant de recevoir un faisceau lumineux et de l'émettre dans une certaine direction et/ou sous une certaine forme, comme le ferait une personne compétente en matière d'éclairage automobile sans aucune réflexion supplémentaire. Les réflecteurs, collimateurs, guides de lumière, lentilles de projection, etc., ou leur combinaison, sont quelques exemples de ces éléments optiques.
Sauf définition contraire, tous les termes (y compris les termes techniques et scientifiques) utilisés dans le présent document doivent être interprétés conformément aux usages de la profession. Il est également entendu que les termes d'usage courant doivent être interprétés comme étant usuels dans l'art concerné et non dans un sens idéalisé ou trop formel, à moins qu'ils ne soient expressément définis comme tels dans le présent document.
Dans ce texte, le terme "comprend" et ses dérivés (tels que "comprenant", etc.) ne doivent pas être compris dans un sens excluant, c'est-à-dire que ces termes ne doivent pas être interprétés comme excluant la possibilité que ce qui est décrit et défini puisse inclure d'autres éléments, étapes, etc.
Pour compléter la description et pour permettre une meilleure compréhension de l'invention, un ensemble de dessins est fourni. Ces dessins font partie intégrante de la description et illustrent un mode de réalisation de l'invention, qui ne doit pas être interprété comme limitant la portée de l'invention, mais simplement comme un exemple de la manière dont l'invention peut être réalisée. Les dessins comprennent les figures suivantes :
montre une vue d'ensemble en perspective d'une réalisation particulière d'un dispositif d'éclairage automobile selon l'invention.
montre une vue latérale en coupe d'un tel dispositif d'éclairage.
montre un véhicule automobile comprenant un dispositif d'éclairage automobile tel que décrit dans les figures précédentes.
Les éléments des exemples de réalisation sont systématiquement désignés par les mêmes chiffres de référence dans tous les dessins et une description détaillée le cas échéant :
1 Base commune en aluminium
2 Première couche de cuivre
3 LED
4 Seconde couche de cuivre
5 Dissipateur de chaleur
6 Réflecteur
7 Première couche diélectrique
8 Seconde couche diélectrique
10 Dispositif d'éclairage automobile
11 Premier masque de soudure
12 Deuxième masque de soudure
100 Véhicule automobile
Les exemples de réalisation sont décrits de manière suffisamment détaillée pour permettre à ceux qui ont des compétences ordinaires dans cet art de réaliser et mettre en œuvre les systèmes et les processus décrits ici. Il est important de comprendre que ces exemples peuvent être fournis sous de nombreuses formes différentes et ne doivent pas être considérés comme se limitant aux exemples présentés ici.
En conséquence, bien que le mode de réalisation puisse être modifié de diverses manières et prendre diverses formes alternatives, des réalisations spécifiques de celui-ci sont montrées dans les dessins et décrites en détail ci-dessous à titre d'exemple. Il n'y a aucune intention de se limiter aux formes particulières divulguées. Au contraire, toutes les modifications, équivalents et alternatives entrant dans le champ d'application des revendications annexées doivent être inclus. Les éléments des exemples de réalisation sont systématiquement désignés par les mêmes chiffres de référence dans les dessins et une description détaillée le cas échéant.
La figure 1 montre une réalisation particulière d'un dispositif d'éclairage automobile 10 selon l'invention.
Ce dispositif d'éclairage automobile 10 comprend
  • une base commune en aluminium 1 ;
  • une première couche de cuivre 2 déposée sur une première face de la base commune d'aluminium 1 ;
  • une pluralité de LED 3 qui sont installées sur la première couche de cuivre 2 ;
  • une deuxième couche de cuivre 4 déposée sur une deuxième face du support commun en aluminium 1 ;
  • une pluralité de LEDs 3 installées sur la deuxième couche de cuivre 4 ;
  • un dissipateur de chaleur 5 disposé en contact avec le socle commun en aluminium 1
  • un réflecteur 6 disposé de manière à projeter la lumière émise par les LED 3.
Cette figure 1 montre une vue d'ensemble de cette réalisation particulière d'un dispositif d'éclairage automobile 10 selon l'invention, mais ce dispositif d'éclairage automobile 10 comprend en outre d'autres éléments qui ne sont pas visibles dans cette figure.
Le dispositif d'éclairage 10 comprend des LED 3 qui sont destinées à fournir une fonctionnalité de feux de croisement et des LED 3 qui sont destinées à fournir une fonctionnalité de feux de route. L'assemblage de ces LED 3 doit être particulièrement précis, car les fonctionnalités de feux de croisement et de feux de route sont soumises à la réglementation en matière d'éclairage.
La figure 2 montre une vue latérale en coupe d'un tel dispositif d'éclairage 10. Dans cette section, on voit les éléments suivants
  • la base commune en aluminium 1 ;
  • la première couche de cuivre 2 déposée sur une première face de la base commune d'aluminium 1 ;
  • une première couche diélectrique 7 située entre la base commune en aluminium 1 et la première couche de cuivre 2 ;
  • la pluralité de LED 3 qui sont installées sur la première couche de cuivre 2 ;
  • un premier masque de soudure 11 disposé entre la première couche de cuivre 2 et les LED 3 ;
  • la deuxième couche de cuivre 4 déposée sur une deuxième face de la base commune d'aluminium 1 ;
  • une deuxième couche diélectrique 8 située entre la base commune en aluminium 1 et la deuxième couche de cuivre 4 ;
  • une pluralité de LED 3 installées sur la deuxième couche de cuivre 4 ;
  • un deuxième masque de soudure 12 disposé entre la deuxième couche de cuivre 4 et les DEL 3, et
  • le dissipateur 5 disposé en contact direct avec la base commune en aluminium 1 par l'interposition d'une colle thermique.
Les couches de cuivre 2, 4 ne sont pas des circuits imprimés complets, mais seulement les couches où le circuit est défini par les pistes de cuivre. Sur chacune des couches de cuivre 2, 4, un masque de soudure 11, 12 est déposé pour réaliser les connexions électriques avec les LED 3.
Les deux couches de cuivre 2, 4 communiquent la chaleur générée par les LED directement à la base commune en aluminium 1 par conduction thermique. Cette chaleur est communiquée au dissipateur thermique, puis dissipée par convection.
L'assemblage de ce dispositif d'éclairage est beaucoup plus simple, puisque les deux couches de cuivre peuvent être directement assemblées sur la base commune en aluminium, au lieu d'être assemblées sur des bases séparées et ensuite assemblées à la plaque de dissipateur de chaleur par rivetage ou tout autre mécanisme de fixation.
La base commune en aluminium 1 a une épaisseur de 1,3 mm, bien que dans d'autres réalisations, cet élément puisse avoir une épaisseur comprise entre 1 et 2 mm.
Les première et deuxième couches diélectriques 7, 8 ont une épaisseur de 0,12 mm, bien que dans d'autres réalisations, ces éléments puissent avoir une épaisseur comprise entre 0,1 et 0,2 mm.
Les première et deuxième couches de cuivre 2, 4 ont une épaisseur de 0,035 mm, bien que dans d'autres réalisations, ces éléments puissent avoir une épaisseur comprise entre 0,03 et 0,04 mm.
Ces épaisseurs donnent une épaisseur totale d'environ 1,6 mm, ce qui est très faible par rapport aux doubles circuits imprimés standard.
La figure 3 montre un véhicule automobile 100 comprenant un dispositif d'éclairage automobile 10 tel que décrit dans les figures précédentes.
L'assemblage de ce dispositif d'éclairage 10 est plus facile et plus précis, ce qui réduit le volume et le poids du dispositif d'éclairage et offre plus de possibilités de conception au constructeur automobile.

Claims (9)

  1. Dispositif d'éclairage automobile (10) comprenant
    • une base métallique commune (1) avec une première face et une seconde face opposée à la première ;
    • une première couche diélectrique (7) déposée sur la première face de la base métallique commune ;
    • une première couche de cuivre (2) déposée sur la première couche diélectrique ;
    • une seconde couche diélectrique (8) déposée sur la seconde face de la base métallique commune ;
    • une deuxième couche de cuivre (4) déposée sur la deuxième couche diélectrique (8) ; et
    • au moins une première source lumineuse à semi-conducteurs (3) disposée dans la première couche de cuivre (2) et au moins une deuxième source lumineuse à semi-conducteurs (3) disposée dans la deuxième couche de cuivre (4).
  2. Dispositif d'éclairage automobile (10) selon la revendication 1, dans lequel les sources lumineuses à semi-conducteurs (3) sont disposées au moyen de masques de soudure (11, 12).
  3. Dispositif d'éclairage automobile (10) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la base métallique (1) est en aluminium.
  4. Dispositif d'éclairage automobile (10) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la base métallique (1) a une épaisseur comprise entre 1 mm et 5 mm, plus particulièrement entre 1 et 3 mm et plus particulièrement entre 1 et 2 mm.
  5. Dispositif d'éclairage automobile (10) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les couches diélectriques (7, 8) sont déposées directement sur la face correspondante de la base métallique commune (1).
  6. Dispositif d'éclairage automobile (10) selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre un dissipateur de chaleur (5) en contact thermique avec l'une des faces de la base métallique commune (1).
  7. Dispositif d'éclairage automobile (10) selon la revendication 6, dans lequel le dissipateur de chaleur (5) est directement fixé à l'une des faces du socle métallique commun (1) au moyen d'une colle thermique ou au moyen d'une fixation mécanique, telle que le rivetage ou la soudure.
  8. Dispositif d'éclairage automobile (10) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la première source lumineuse à semi-conducteurs (3) est configurée pour faire partie d'une fonctionnalité de feux de croisement et la seconde source lumineuse à semi-conducteurs (3) est configurée pour faire partie d'une fonctionnalité de feux de route.
  9. Dispositif d'éclairage automobile (10) selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre un élément optique (6) adapté pour recevoir la lumière émise par la source de lumière (3) et pour former la lumière en un motif lumineux projeté à l'extérieur du dispositif d'éclairage (10).
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