RU2464671C2 - Беспаечный встроенный соединитель светодиодной сборки и теплоотвод для светодиода - Google Patents

Беспаечный встроенный соединитель светодиодной сборки и теплоотвод для светодиода Download PDF

Info

Publication number
RU2464671C2
RU2464671C2 RU2010101426/28A RU2010101426A RU2464671C2 RU 2464671 C2 RU2464671 C2 RU 2464671C2 RU 2010101426/28 A RU2010101426/28 A RU 2010101426/28A RU 2010101426 A RU2010101426 A RU 2010101426A RU 2464671 C2 RU2464671 C2 RU 2464671C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
core
led assembly
led
housing
holes
Prior art date
Application number
RU2010101426/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2010101426A (ru
Inventor
Франклин УОЛЛ (US)
Франклин УОЛЛ
Питер СТОРМБЕРГ (US)
Питер СТОРМБЕРГ
Джеффри КМИТЕК (US)
Джеффри КМИТЕК
Мина ФАРР (US)
Мина ФАРР
Ли ЧЖАН (US)
Ли Чжан
Original Assignee
Конинклейке Филипс Электроникс, Н.В.
ФИЛИПС ЛЬЮМИЛДЗ ЛАЙТИНГ КОМПАНИ, ЭлЭлСи
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Конинклейке Филипс Электроникс, Н.В., ФИЛИПС ЛЬЮМИЛДЗ ЛАЙТИНГ КОМПАНИ, ЭлЭлСи filed Critical Конинклейке Филипс Электроникс, Н.В.
Publication of RU2010101426A publication Critical patent/RU2010101426A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2464671C2 publication Critical patent/RU2464671C2/ru

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/64Heat extraction or cooling elements
    • H01L33/642Heat extraction or cooling elements characterized by the shape
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H01L25/0753Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00 the devices being arranged next to each other
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
    • H05K3/306Lead-in-hole components, e.g. affixing or retention before soldering, spacing means
    • H05K3/308Adaptations of leads

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

Конструкция светодиодной сборки содержит, по меньшей мере, один светодиодный кристалл; вспомогательную головку, имеющую электроды, при этом, по меньшей мере, один светодиодный кристалл установлен на вспомогательной головке; отформованный корпус светодиодной сборки, сформированный из электроизоляционного материала; металлический сердечник, проходящий через корпус и заделанный при формовании в корпус, причем верхняя и нижняя поверхности сердечника открыты через корпусную часть, а вспомогательная головка установлена на верхней поверхности сердечника таким образом, что, по меньшей мере, один светодиодный кристалл электрически изолирован от сердечника и термически связан с сердечником; беспаечные металлические соединительные выводы, заделанные при формовании в корпус, при этом соединительные выводы электрически связаны с электродами вспомогательной головки для подачи энергии, по меньшей мере, к одному светодиодному кристаллу, причем соединительные выводы конфигурированы для соединения с источником энергии без использования пайки; отверстия для зажимных винтов, образованные конструкцией светодиодной сборки, конфигурированные для прочного прижатия корпуса и сердечника к теплопроводной монтажной конструкции посредством зажимных винтов, так что между нижней поверхностью сердечника и монтажной конструкцией имеет место термическая связь, причем отверстия для зажимных винтов проходят, по меньшей мере, вдоль двух противоположных краев отформованного пластикового корпуса, при этом сердечник находится между отверстиями для зажимных винтов; металлические ушки на металлической пластине, проходящей к

Description

Область техники
Настоящее изобретение относится к заключенным в корпус светодиодам и, в частности, к светодиодной сборке, которая обеспечивает отвод тепла от светодиода к внешнему теплоотводу и использует стандартный соединитель, не требующий пайки, для подачи энергии.
Предшествующий уровень техники
Светодиоды высокой мощности, используемые для освещения, создают большое количество тепла, которое необходимо отвести к внешнему теплоотводу. Обычно светодиодная сборка согласно известному уровню техники, например, такая как показана на фиг.1, включает в себя светодиодный кристалл 10, керамическую вспомогательную головку 12 с электродами, подсоединенными к электродам кристалла светодиода, металлический теплопроводный сердечник 14, отражательную полость 16, монтажные выводы 18 с паяемой поверхностью, соединенные с электродами вспомогательной головки для припаивания к печатной плате, отформованный пластиковый корпус 20 и линзу 22, приклеиваемую к корпусу.
Печатная плата (не показана) может иметь металлическую корпусную часть с электроизоляционной поверхностью, поверх которой образованы металлические дорожки. Металлические дорожки могут связывать друг с другом большое количество светодиодных сборок, при этом металлические выводы обычно заканчиваются в соединителях у края печатной платы для крепления к выводам, служащим для подачи энергии. Металлический сердечник 14 проводит тепло от светодиода к корпусной части печатной платы, которая затем будет охлаждена воздухом.
Обычно выводы светодиодной сборки припаивают к печатной плате для жесткого крепления светодиодной сборки к отводящей тепло печатной плате. Создание светодиодной сборки с припаиваемыми выводами также обеспечивает возможность выполнения обработки светодиодной сборки как интегральной схемы, поэтому могут быть использованы обычные способы монтажа и пайки интегральной схемы, когда происходит установка светодиодной сборки на печатные платы. По существу светодиодная сборка со светодиодом высокой мощности является следующим этапом сборки интегральной схемы высокой мощности.
Вследствие соединений, предполагающих использование пайки, изготовители оборудования, которые закупают и монтируют светодиодные сборки со светодиодами высокой мощности, должны вкладывать средства в технологии, касающиеся пайки, например, отдельно в системы с ванной для припоя или в оборудование, которое выполняет пайку соединений. Разные изготовители в разной степени компетентны в отношении припаивания светодиодных сборок к печатным платам, что вызывает у некоторых изготовителей трудности в отношении манипуляций с корпусами со светодиодами высокой мощности.
Кроме того, точное расположение светодиодной сборки на печатной плате трудно обеспечить в том отношении, что светодиодная сборка может незначительно отклониться от ее положения поверх контактных площадок на печатной плате, не будучи надлежащим образом припаянной к контактным площадкам печатной платы. Следовательно, источник света не будет точно расположен по отношению к печатной плате.
Изложение существа изобретения
Задачей настоящего изобретения является создание светодиодной сборки высокой мощности, выделяющей значительное количество тепла, которая упрощает электрическое соединение с источником энергии и обеспечивает превосходный отвод тепла от светодиода без использования пайки.
Здесь описаны разные светодиодные сборки, которые позволяют изготовителям оборудования, выполняющим работы со светодиодными сборками, использовать только стандартные соединители, не требующие пайки, для электрического соединения с корпусом, а также использовать простые способы зажима для монтажа корпуса на теплопроводной монтажной панели. Варианты осуществления изобретения также обеспечивают возможность точного расположения светодиодных сборок на монтажной панели. Кроме того, варианты осуществления изобретения обеспечивают возможность легкого крепления к светодиодной сборке заказываемых линз без использования клеящего вещества.
В одном из вариантов осуществления конструкции стандартные плоские охватываемые наконечники с отверстиями для крепежного винта, предназначенные для анодного и катодного электродов, жестко проходят от отформованного пластикового корпуса. Это позволяет изготовителю просто обеспечить охватываемые плоские соединители у концов проводов для подачи энергии к светодиоду. Охватывающие соединители легко скользят поверх охватываемых соединителей. Светодиодная сборка включает в себя относительно большой металлический сердечник, полностью проходящий через сборку. Светодиод устанавливают у верхней поверхности металлического сердечника с обеспечением электроизоляционной керамической вспомогательной головки между светодиодом и металлическим сердечником. Электроды на верхней части вспомогательной головки соединяют с охватываемыми плоскими наконечниками с отверстиями для крепежного винта. Зажимные средства, позволяющие обойтись без пайки, например отверстия для винтов, обеспечивают на светодиодной сборке для надежного закрепления светодиодной сборки на теплоотводе или на теплоотводящей панели. Далее как теплоотвод, так и теплоотводящую панель называют в описании панелью. Панель может представлять собой печатную плату, но может и не быть ею. Сердечник в светодиодной сборке термически контактирует с панелью для отвода тепла от светодиода. Установочные структуры в светодиодной сборке (например, отверстия) обеспечивают точное расположение светодиодной сборки на соответствующих установочных структурах, имеющихся на панели.
Поскольку соединители на светодиодной сборке сопрягаются со стандартными соединителями, имеющимися в продаже, любой изготовитель, использующий светодиодные сборки, может легко соединить и смонтировать светодиодные сборки, не вкладывая средства в системы, касающиеся пайки. Светодиодные сборки устанавливают с более точным допуском на размеры, чем в случае типичных светодиодных сборок, предназначенных для монтажа на поверхности, при этом тепловое соединение с теплопроводящей панелью будет улучшено, поскольку зажатие обеспечивает прижим корпуса к светодиодной сборке.
На корпусе созданы углубления и направляющие для захождения единой конструкционной линзы. Линза может быть полностью образована из отформованного прозрачного пластика с установочными пальцами, которые вставляют в установочные отверстия в корпусе для точного расположения линзы. Линза имеет упругие зажимные плечи, которые прижимаются к углублениям в корпусе для жесткого крепления линзы к корпусу без использования клеящего вещества.
Еще в одном варианте осуществления конструкции корпус представляет собой плоскую металлическую деталь (например, из Cu), при этом сердечник (например, из CuW) приваривают к центральной зоне металлического корпуса. Сердечник в сочетании с металлическим корпусом проводит тепло от светодиода к монтажной панели. К металлическому корпусу крепят небольшую печатную плату. Электроды вспомогательной головки и не требующие пайки выводы светодиодные сборки электрически соединяют посредством печатной платы. Выводы светодиодной сборки механически удерживают посредством печатной платы.
Описаны многие другие стандартные электрические соединители, предназначенные для использования в светодиодной сборке, включая пальцевые соединители и завинчивающиеся соединители, которые зажимают неизолированный провод посредством винтов.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 представлен разнесенный вид известной светодиодной сборки;
на фиг.2 - вид спереди одного из вариантов осуществления светодиодной сборки с использованием стандартных соединителей, не требующих пайки, согласно одному из вариантов осуществления изобретения;
на фиг.3 - вид сбоку светодиодной сборки на фиг.2 согласно изобретению;
на фиг.4 - общий вид спереди светодиодной сборки на фиг.2 согласно изобретению;
на фиг.5 - вид сзади в перспективе светодиодной сборки на фиг.2 согласно изобретению;
на фиг.6 - вид сбоку линзы, имеющей единую конструкцию, которая защелкивается на верхней части светодиодной сборки, на фиг.2 согласно изобретению;
на фиг.7А - вид спереди панели, на которой монтируют светодиодную сборку (создавая модуль) совместно с соединителями, подсоединенными к источнику энергии, согласно изобретению;
на фиг.7В - частичное поперечное сечение по двум винтам на фиг.7А, иллюстрирующее сердечник, показанный сплошной контурной линией, согласно изобретению;
на фиг.8, 9 и 10 - соответственно вид спереди, первый вид сбоку и второй вид сбоку светодиодной сборки согласно второму варианту осуществления изобретения;
на фиг.11 и 12 - соответственно вид спереди и вид сбоку светодиодной сборки согласно третьему варианту осуществления изобретения;
на фиг.13 и 14 - соответственно вид спереди и вид сбоку светодиодной сборки согласно четвертому варианту осуществления изобретения;
на фиг.15 и 16 - соответственно частичный вид спереди и частичный вид сбоку светодиодной сборки согласно пятому варианту осуществления изобретения;
на фиг.17, 18 и 19 - соответственно вид спереди, первый вид сбоку и второй вид сбоку светодиодной сборки согласно шестому варианту осуществления изобретения.
на фиг.20, 21 и 22 - соответственно вид спереди, первый вид сбоку и второй вид сбоку светодиодной сборки согласно седьмому варианту осуществления изобретения;
на фиг.23, 24 и 25 - соответственно вид спереди, первый вид сбоку и второй вид сбоку светодиодной сборки согласно восьмому варианту осуществления изобретения;
на фиг.26, 27 и 28 - соответственно вид спереди, первый вид сбоку и второй вид сбоку светодиодной сборки согласно девятому варианту осуществления изобретения;
на фиг.29 и 30 - соответственно общие виды сверху и снизу сердечника, который заменяет сердечник, представленный на фиг.1-28, согласно изобретению;
на фиг.31 и 32 - соответственно виды сверху и сбоку светодиодной сборки, при этом ее корпус выполнен не из отформованного пластика, а представляет собой плоскую металлическую деталь, удерживающую прямоугольный сердечник, печатную плату и не требующие пайки выводы светодиодной сборки, согласно изобретению.
Описание предпочтительных вариантов воплощения изобретения
На фиг.2 представлен вид спереди светодиодной сборки 26, содержащей светодиодные кристаллы 28. В этом примере для того, чтобы добиться желаемого светового выхода при определенном входном токе, электрически соединены друг с другом четыре отдельных светодиодных кристалла 28, однако в одной и той же светодиодной сборке может быть связано друг с другом любое количество светодиодных кристаллов.
В одном из вариантов осуществления конструкции каждый светодиодный кристалл 28 представляет собой светодиод на основе GaN, испускающий голубой свет. Тонкая пластина люминофора алюмоиттриевого граната поверх каждого кристалла испускает желто-зеленый свет при возбуждении голубым светом. Сочетание желто-зеленого и голубого света, протекающего сквозь него, создает белый свет. Могут быть использованы любые другие типы светодиодов высокой мощности, при этом могут быть созданы любые другие цвета. Подходящие светодиоды могут быть получены от Philips Lumileds Lighting Company.
Светодиодные кристаллы 28 устанавливают на вспомогательную головку 30, показанную на фиг.3 и 4. Вспомогательная головка 30 связывает светодиодные кристаллы 28 со слоем с металлическими дорожками, обеспечивает относительно большие и прочные катодные и анодные контактные площадки электродов для подсоединения к выводам светодиодной сборки, создает дополнительную цепь (например, устройство управления электронной системой) и облегчает выполнение операций. Вспомогательная головка 30 может представлять собой изолированный алюминий, керамику, изолированный кремний или любой другой приемлемый материал, который является теплопроводным, а еще и электроизоляционным. Светодиодные кристаллы 28 представляют собой перевернутые кристаллы с обоими электродами на донной поверхности, поэтому не требуется никакого соединения посредством проводов для подсоединения к электродам вспомогательной головки. Донные электроды светодиодных кристаллов 28 либо припаяны к электродам вспомогательной головки, либо приварены к ним посредством термоультразвуковой сварки, используя известные технологии. Светодиоды с перевернутыми кристаллами и вспомогательные головки хорошо известны и более полно описаны в патентах США 6844571 и 6828596, права на которые принадлежат правопреемнику данной заявки на патент и которые введены сюда посредством ссылки на них.
Вспомогательная головка 30 имеет верхний металлический слой, формирующий большую анодную контактную площадку 32 и большую катодную контактную площадку 34. Контактные площадки 32 и 34 связаны металлическими лентами 40 с концами соответствующих охватываемых плоских выводов 36 и 38, проходящих от корпуса. Связывание лентами 40 обычно выполняют посредством термоультразвуковой сварки, но оно может быть выполнено посредством припоя, проволочного соединения или любых других средств. Плоские выводы 36 и 38 представляют собой стандартные выводы, обычно используемые для многих случаев применения в электрике. Для гарантии соединения с источником энергии, обеспечивающего надлежащую полярность, используют широкие и узкие плоские выводы. Изготовитель оборудования, использующий светодиодную сборку 26, заталкивает соответствующие охватывающие соединители (или наконечники) поверх плоских выводов 36 и 38 для подачи энергии к светодиодам. Такие охватывающие соединители могут быть получены от Tyco Electronics и многих других изготовителей.
Корпус 42 светодиодной сборки образован из любого формуемого материала, предпочтительно пластика, при этом плоские выводы 36 и 38 жестко заделаны в корпус при формовании. В одном из вариантов осуществления конструкции формовочный материал представляет собой жидкий кристаллический полимер для обеспечения низкого коэффициента теплового расширения и обеспечения возможности выполнения обработки и эксплуатации при высоких температурах.
Кроме того, в корпус 42 при формовании заделан металлический сердечник 44, например, образованный из соединения меди и вольфрама (CuW), Cu и другого подходящего электропроводного материала, который полностью проходит через отформованный корпус 42. Сердечник 44 имеет отличительные признаки (показанные на фиг.7В), которые обеспечивают его жесткое удерживание внутри корпуса 42. Верхняя поверхность и нижняя поверхность сердечника 44 предпочтительно выполнены прямоугольными, чтобы, в общем, они сопрягались с вспомогательной головкой 30 и чтобы довести до максимума площадь их поверхности при термической связи с монтажной панелью. Сердечник, который должен быть вставлен, может быть круглым, шестиугольным или иметь другие конфигурации.
Нижняя поверхность вспомогательной головки 30 металлизирована, при этом вспомогательную головку 30 припаивают к верхней поверхности сердечника 44, чтобы обеспечить максимальную термическую связь.
Металлическую пластину 46 (например, медную) (фиг.5), как вариант, при формовании заделывают в нижнюю поверхность корпуса 42, чтобы придать корпусу дополнительную прочность.
В корпусе 42 выполнены имеющие разную конфигурацию установочные отверстия 48 и 50 (фиг.1), предназначенные для зацепления с соответствующими направляющими пальцами на монтажной панели. Это обеспечивает точную установку светодиодной сборки на панели с надлежащей ориентацией перед ее жестким прижатием к панели посредством винтов. Направляющие пальцы, когда они вставлены в отверстия 48, также предотвращают поворот светодиодной сборки при завертывании винтов для прижатия светодиодной сборки к монтажной панели, вследствие чего будет гарантирована точная ориентация светодиодов.
Отформованные отверстия 52 и 54 для винтов выполнены с уступами (наилучшим образом показанными на фиг.4), при этом головки винтов проталкивают вниз на уступы, чтобы жестко прижать светодиодную сборку к панели.
Установочные отверстия 56 на верхней части светодиодной сборки 26 предназначены для расположения линзы 58 (фиг.6) поверх светодиодов с целью формирования луча каким-либо способом, определяемым конфигурацией линзы. Линза 58 имеет пальцы 60, которые жестко устанавливают в отверстия 56 (фиг.2) для точного центрирования линзы 58 поверх светодиодов. Корпус 42 имеет углубления 62 (фиг.5), в которых будут зафиксированы с защелкиванием ушки 64 на линзе 58, когда линзу наталкивают на корпус после установки светодиодной сборки на панель.
Как показано на фиг.7А, светодиодная сборка 26 расположена на монтажной панели 66 с помощью винтов 68. В одном из вариантов осуществления конструкции панель 66 имеет металлическую сердцевину (например, из алюминия) для проводимости тепла от сердечника 44 и для захождения винтов. В одном из вариантов открытый сердечник 44 проходит номинально на 25 микрон за нижнюю поверхность пластикового корпуса, чтобы обеспечить прочный тепловой контакт между сердечником 44 и панелью. Допуск на удлинение сердечника может составлять плюс или минус 25 микрон. Еще в одном варианте податливый теплопроводный материал (например, металлическую пасту) осаждают на панель под светодиодной сборкой 26 для обеспечения прочного теплового контакта между сердечником 44 и панелью.
С задней стороны панели 66 могут быть обеспечены гайки для винтов, либо непосредственно в панели 66 может быть образована резьба для винтов. Еще в одном варианте осуществления конструкции светодиодная сборка 26 прижата к панели 66 посредством использования не винтов, а, например, пружин, скоб, заклепок, либо иных механизмов фиксации или закрепления.
На фиг.7В представлен частичный вид в поперечном сечении, демонстрирующий, что сердечник 44 имеет полки 69 (или ушки), которые проходят с двух сторон. Для простоты отформованный корпус 42 (фиг.7А) не показан. Полки 69 обеспечивают прочное крепление сердечника 44 в отформованном корпусе 42, а также прижимаются винтами 68 для обеспечения прочного теплового контакта между сердечником 44 и монтажной панелью 66.
Панель 66 может иметь по ее поверхности электроизоляционный слой и удерживать значительно больше компонентов. Металлические дорожки (не показаны) на панели 66 могут связывать друг с другом различные электрические компоненты.
После прикрепления светодиодной сборки 26 к панели 66, наконечники 70 и 72 соединяют с плоскими выводами 36 и 38, и крепят выбранную линзу 58 (фиг.6). На фиг.7А показаны наконечники 70 и 72, подсоединенные к источнику подачи энергии 73. Большое количество светодиодных сборок может быть подсоединено последовательно или параллельно.
Как показано, светодиодная сборка 26 обеспечивает весьма надежное электрическое соединение с источником энергии без пайки, при этом тепло от светодиодов будет эффективно подведено к внешнему теплообменнику через сердечник 44. Светодиодная сборка может быть использована для предполагаемых светодиодов высокой мощности вследствие надежной тепловой связи с панелью.
На фиг.8-10 представлены разные виды светодиодной сборки 76, идентичной светодиодной сборке 26 согласно фиг.2-5, за исключением того, что плоские выводы 78 и 79 перпендикулярны верхней поверхности светодиодной сборки. Это позволяет уменьшить пространство, требуемое для светодиодной сборки на панели, а также уменьшить напряжение, когда происходит наталкивание наконечников на выводы.
На фиг.11 и 12 представлены разные виды светодиодной сборки 80, идентичной светодиодной сборке 26 на фиг.2-5, за исключением того, что выводы 82 и 84 представляют собой выводы с зажимом проводов, при этом провода 90/92 зажимают винтами 86/88.
На фиг.13 и 14 представлены разные виды светодиодной сборки 94, идентичной светодиодной сборке 26 на фиг.2-5, за исключением того, что выводы 96 и 98 представляют собой пальцы, проходящие перпендикулярно верхней поверхности светодиодной сборки. Соединители для пальцев 96 и 98 стандартизованы и могут быть получены от Tyco Electronics.
На фиг.15 и 16 представлены разные частичные виды светодиодной сборки 100, идентичной светодиодной сборке 94 на фиг.13 и 14, за исключением того, что выводы 102 и 104 представляют собой пальцы, проходящие от боковой стороны и параллельные верхней поверхности светодиодной сборки.
На фиг.17-19 представлены разные виды светодиодной сборки 106, идентичной светодиодной сборке 94 согласно фиг.13 и 14, за исключением того, что выводы 108 и 110 представляют собой пальцы, установленные в корпусе ниже, чтобы уменьшить высоту корпуса и защитить пальцы.
На фиг.20-22 представлены разные виды светодиодной сборки 112, идентичной светодиодной сборке 106 согласно фиг.17-19, за исключением того, что выводы 114 и 116 представляют собой пальцы, устанавливаемые внутри светодиодной сборки и параллельные верхней поверхности корпуса.
На фиг.23-25 представлены разные виды светодиодной сборки 120, которая выполнена круглой. Сердечник 44 при формовании заделывают в корпус 121 светодиодной сборки, и он проходит из верхней части. Сердечник 44 поддерживает вспомогательную головку с кристаллами светодиодов (не показано). Печатная плата или другой соединитель (не показаны) соединяет электроды вспомогательной головки с плоскими выводами 122 и 124, которые проходят с противоположных сторон светодиодной сборки. Светодиодная сборка расположена на монтажной панели с выравниванием с охватывающим гнездом для плоских выводов 122 и 124. Впадины 125 используют для выравнивания светодиодной сборки по отношению к гнезду и упругого блокирования корпуса в его конечном положении. После этого светодиодную сборку поворачивают таким образом, что плоские выводы 122 и 124 скользят в охватывающие гнезда.
На фиг.26-28 представлены разные виды светодиодной сборки 126, подобной светодиодной сборке 120, показанной на фиг.23-25, за исключением того, что плоские выводы 128 и 130 проходят от нижней части светодиодной сборки для их заталкивания в соединители, образованные в монтажном корпусе.
На фиг.29 и 30 представлен сердечник 140, который может быть использован вместо сердечника 44, показанного на фиг.1-28. Сердечник 140 может быть изготовлен из CuW или из другого металла, обладающего высокой теплопроводностью. Сердечник 140 при формовании заделывают в пластиковый корпус (не показан), наружные размеры которого (известные как отпечаток) и установочные отверстия фактически идентичны наружному диаметру и установочным отверстиям корпуса 42, показанного на фиг.1, так чтобы представлять собой непосредственную замену светодиодной сборки 26, показанной на фиг.1. В корпус при формовании также заделывают соединители, не требующие пайки, которые были описаны ранее. Сердечник 140 имеет удлинения 142 с отверстиями 144 для винтов, так что при движении головки винта вниз происходит ее непосредственный контакт с удлинением и надавливание на него. Вся нижняя поверхность сердечника 140 открыта через пластиковый корпус для обеспечения значительного теплового контакта с монтажной панелью. Вспомогательная головка 30 (фиг.1) со светодиодами установлена на верхнюю поверхность сердечника 140.
Могут быть использованы многие другие типы конструкций светодиодных сборок, имеющих заделанные в них при формовании стандартные соединители и в которых применены описанные здесь конструкции теплоотвода.
На фиг.31 и 32 представлена светодиодная сборка 148, в которой не используют отформованный пластиковый корпус. На фиг.31 представлен вид спереди, а на фиг.32 вид сбоку. Отпечаток светодиодной сборки 148, включающий в себя установочные отверстия 150 для совпадения, может быть идентичен отпечатку светодиодной сборки 26, показанной на фиг.1, так чтобы он обеспечивал непосредственную замену. Плоская металлическая (например, из Cu) пластина 152 имеет приваренный или припаянный на ее поверхности твердым припоем сердечник 154 (например, из CuW). Вспомогательную головку 30 со светодиодными кристаллами 28 припаивают к верхней поверхности сердечника 154. Печатную плату 156 крепят к металлической пластине 152. Печатная плата 156 имеет соединительные контактные площадки, которые связаны (термоультразвуковым способом или пайкой) с лентами 40 и плоскими выводами 36 и 38. Это исполнение обеспечивает наилучший теплоотвод для любого из вариантов конструкции.
Хотя описаны и показаны конкретные варианты осуществления настоящего изобретения, квалифицированным специалистам в этой области будет понятно, что без отклонения от этого изобретения в его широких аспектах могут быть выполнены изменения и модификации, при этом прилагаемые пункты формулы изобретения должны заключать в себе все такие модификации и изменения, находящиеся в пределах существа и объема этого изобретения.

Claims (15)

1. Конструкция светодиодной сборки, содержащая:
по меньшей мере, один светодиодный кристалл;
вспомогательную головку, имеющую электроды, при этом, по меньшей мере, один светодиодный кристалл установлен на вспомогательной головке;
отформованный корпус светодиодной сборки, сформированный из электроизоляционного материала;
металлический сердечник, проходящий через корпус и заделанный при формовании в корпус, причем верхняя и нижняя поверхности сердечника открыты через корпусную часть, а вспомогательная головка установлена на верхней поверхности сердечника таким образом, что, по меньшей мере, один светодиодный кристалл электрически изолирован от сердечника и термически связан с сердечником;
беспаечные металлические соединительные выводы, заделанные при формовании в корпус, при этом соединительные выводы электрически связаны с электродами вспомогательной головки для подачи энергии, по меньшей мере, к одному светодиодному кристаллу, причем соединительные выводы конфигурированы для соединения с источником энергии без использования пайки;
отверстия для зажимных винтов, образованные конструкцией светодиодной сборки, конфигурированные для прочного прижатия корпуса и сердечника к теплопроводной монтажной конструкции посредством зажимных винтов, так что между нижней поверхностью сердечника и монтажной конструкцией имеет место термическая связь, причем отверстия для зажимных винтов проходят, по меньшей мере, вдоль двух противоположных краев отформованного пластикового корпуса, при этом сердечник находится между отверстиями для зажимных винтов;
металлические ушки на металлической пластине, проходящей к отверстиям для зажимных винтов, так что движение зажимных винтов вниз приводит к надавливанию на ушки для увеличения термического контакта между открытым сердечником и монтажной конструкцией.
2. Конструкция по п.1, в которой нижняя поверхность сердечника проходит за нижнюю часть корпуса светодиодной сборки, при этом нижняя поверхность сердечника соприкасается непосредственно с монтажной конструкцией, когда светодиодная сборка прижата к монтажной конструкции посредством зажимных винтов.
3. Конструкция по п.1, в которой конструкция светодиодной сборки имеет установочные отверстия для вхождения центровочных пальцев, образованных на монтажной конструкции, при этом установочные отверстия имеют различную форму для выравнивания конструкции светодиодной сборки на монтажной конструкции только в одной ориентации.
4. Конструкция по п.1, в которой сердечник объединен с металлической пластиной, так что движение зажимных винтов вниз приводит к надавливанию на ушки, непосредственным образом толкающие сердечник к монтажной конструкции.
5. Конструкция по п.1, в которой сердечник фактически представляет собой параллелепипед.
6. Конструкция по п.1, в которой сердечник имеет прямоугольную верхнюю поверхность, причем его нижняя поверхность больше, чем верхняя поверхность.
7. Конструкция по п.1, в которой как верхняя поверхность сердечника, так и нижняя поверхность вспомогательной головки прямоугольные.
8. Конструкция по п.1, в которой нижняя поверхность вспомогательной головки припаяна к верхней поверхности сердечника.
9. Конструкция по п.1, в которой соединительные выводы представляют собой плоские выводы, которые проходят от боковой стороны корпуса светодиодной сборки фактически параллельно верхней поверхности корпуса светодиодной сборки.
10. Конструкция по п.1, в которой соединительные выводы представляют собой плоские выводы, которые проходят перпендикулярно верхней поверхности корпуса светодиодной сборки.
11. Конструкция по п.1, в которой соединительные выводы представляют собой пальцы, которые проходят от боковой стороны корпуса светодиодной сборки фактически параллельно верхней поверхности корпуса светодиодной сборки.
12. Конструкция по п.1, в которой соединительные выводы представляют собой пальцы, которые проходят перпендикулярно верхней поверхности корпуса светодиодной сборки.
13. Конструкция по п.1, в которой соединительные выводы представляют собой выводы в виде зажатой проволоки.
14. Конструкция светодиодной сборки, содержащая:
по меньшей мере, один светодиодный кристалл;
вспомогательную головку, имеющую электроды, при этом, по меньшей мере, один светодиодный кристалл установлен на вспомогательной головке;
металлический сердечник, при этом вспомогательная головка установлена на верхней поверхности сердечника таким образом, что, по меньшей мере, один светодиодный кристалл электрически изолирован от сердечника и термически связан с сердечником;
электроизолирующий опорный элемент, при этом металлический сердечник открыт через нижнюю поверхность опорного элемента;
беспаечные металлические соединительные выводы, прикрепленные к опорному элементу, причем соединительные выводы электрически соединены с электродами вспомогательной головки для подачи энергии, по меньшей мере, к одному светодиодному кристаллу, причем соединительные выводы конфигурированы для подсоединения к источнику энергии без использования пайки;
отверстия для зажимных винтов, образованные конструкцией светодиодной сборки, сконфигурированной для термической связи нижней поверхности сердечника с монтажной конструкцией, при этом отверстия для зажимных винтов проходят, по меньшей мере, вдоль двух противоположных кромок опорного элемента, с сердечником, находящимся между отверстиями для зажимных винтов;
металлические ушки на металлической пластине, проходящие к отверстиям для зажимных винтов, так что движение вниз зажимных винтов приводит к надавливанию на ушки для увеличения термического контакта между открытым сердечником и монтажной конструкцией.
15. Конструкция по п.14, в которой сердечник и металлическая пластина представляют собой единую деталь, так что движение вниз зажимных винтов приводит к надавливанию на ушки с непосредственным подталкиванием сердечника к монтажной конструкции.
RU2010101426/28A 2007-06-19 2008-06-13 Беспаечный встроенный соединитель светодиодной сборки и теплоотвод для светодиода RU2464671C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/765,291 US7638814B2 (en) 2007-06-19 2007-06-19 Solderless integrated package connector and heat sink for LED
US11/765,291 2007-06-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010101426A RU2010101426A (ru) 2011-07-27
RU2464671C2 true RU2464671C2 (ru) 2012-10-20

Family

ID=39739412

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010101426/28A RU2464671C2 (ru) 2007-06-19 2008-06-13 Беспаечный встроенный соединитель светодиодной сборки и теплоотвод для светодиода

Country Status (9)

Country Link
US (1) US7638814B2 (ru)
EP (1) EP2160771B1 (ru)
JP (1) JP5714899B2 (ru)
KR (1) KR101460008B1 (ru)
CN (1) CN101790797B (ru)
BR (1) BRPI0813238B1 (ru)
RU (1) RU2464671C2 (ru)
TW (1) TWI455348B (ru)
WO (1) WO2008155700A1 (ru)

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9754926B2 (en) 2011-01-31 2017-09-05 Cree, Inc. Light emitting diode (LED) arrays including direct die attach and related assemblies
US9640737B2 (en) 2011-01-31 2017-05-02 Cree, Inc. Horizontal light emitting diodes including phosphor particles
US9660153B2 (en) 2007-11-14 2017-05-23 Cree, Inc. Gap engineering for flip-chip mounted horizontal LEDs
TWI372918B (en) * 2007-12-27 2012-09-21 Everlight Electronics Co Ltd Edge lighting light-emitting diode backlight module
JP5839992B2 (ja) * 2009-07-06 2016-01-06 株式会社東芝 Ledランプ及びヘッドライト
TW201112449A (en) * 2009-09-30 2011-04-01 Star Reach Corp AC driven light emitting diode light apparatus, and its AC driven light emitting diode package element therein
US8235549B2 (en) * 2009-12-09 2012-08-07 Tyco Electronics Corporation Solid state lighting assembly
US8241044B2 (en) 2009-12-09 2012-08-14 Tyco Electronics Corporation LED socket assembly
US8878454B2 (en) 2009-12-09 2014-11-04 Tyco Electronics Corporation Solid state lighting system
US8210715B2 (en) * 2009-12-09 2012-07-03 Tyco Electronics Corporation Socket assembly with a thermal management structure
US8845130B2 (en) 2009-12-09 2014-09-30 Tyco Electronics Corporation LED socket assembly
DE102010033092A1 (de) * 2010-08-02 2012-02-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Leuchtmodul und Kfz-Scheinwerfer
TWI420714B (zh) * 2010-08-16 2013-12-21 Moreco Engineering Inc The thermally conductive structure of light - emitting diodes
US9673363B2 (en) 2011-01-31 2017-06-06 Cree, Inc. Reflective mounting substrates for flip-chip mounted horizontal LEDs
US9401103B2 (en) 2011-02-04 2016-07-26 Cree, Inc. LED-array light source with aspect ratio greater than 1
US9249955B2 (en) 2011-09-26 2016-02-02 Ideal Industries, Inc. Device for securing a source of LED light to a heat sink surface
US9423119B2 (en) 2011-09-26 2016-08-23 Ideal Industries, Inc. Device for securing a source of LED light to a heat sink surface
US9429309B2 (en) 2011-09-26 2016-08-30 Ideal Industries, Inc. Device for securing a source of LED light to a heat sink surface
US10043960B2 (en) 2011-11-15 2018-08-07 Cree, Inc. Light emitting diode (LED) packages and related methods
US8568001B2 (en) 2012-02-03 2013-10-29 Tyco Electronics Corporation LED socket assembly
KR20140123976A (ko) * 2012-02-10 2014-10-23 크리,인코포레이티드 리드 상에 전극 마크를 갖는 발광장치, 패키지, 및 관련 방법
SG11201405931PA (en) * 2012-03-26 2014-10-30 Advanpack Solutions Pte Ltd Multi-layer substrate for semiconductor packaging
US9239135B2 (en) 2012-07-25 2016-01-19 Tyco Electronics Corporation LED connector
US9480141B1 (en) 2012-09-20 2016-10-25 Junis Hamadeh Heat sink device or heat sink assembly
TWI512229B (zh) 2012-12-07 2015-12-11 Ind Tech Res Inst 照明裝置
AT513747B1 (de) 2013-02-28 2014-07-15 Mikroelektronik Ges Mit Beschränkter Haftung Ab Bestückungsverfahren für Schaltungsträger und Schaltungsträger
JP6519123B2 (ja) * 2013-08-30 2019-05-29 日亜化学工業株式会社 発光素子搭載用基板及び該基板の固定方法
EP3074694B1 (en) 2014-03-27 2017-05-17 Philips Lighting Holding B.V. Lighting device and method of assembling thereof
US9748723B2 (en) 2014-12-12 2017-08-29 Peter Sussman Solder-less board-to-wire connector
US10041657B2 (en) 2016-06-13 2018-08-07 Rebo Lighting & Electronics, Llc Clip unit and edge mounted light emitting diode (LED) assembly comprising a clip unit
US10194495B2 (en) 2016-12-21 2019-01-29 Lumileds Llc Method for addressing misalignment of LEDs on a printed circuit board
US10765009B2 (en) 2016-12-21 2020-09-01 Lumileds Llc Method for addressing misalignment of LEDs on a printed circuit board
US11769862B2 (en) 2020-03-26 2023-09-26 Nichia Corporation Light emitting device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6274924B1 (en) * 1998-11-05 2001-08-14 Lumileds Lighting, U.S. Llc Surface mountable LED package
RU2258979C1 (ru) * 2004-06-02 2005-08-20 Уральский государственный университет путей сообщения (УрГУПС) Светодиодное устройство
US20070063213A1 (en) * 2005-09-21 2007-03-22 Lighthouse Technology Co., Ltd. LED package

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS584836B2 (ja) * 1978-08-04 1983-01-27 富士通株式会社 光半導体素子パッケ−ジ
US4731693A (en) * 1986-09-29 1988-03-15 Tektronix, Inc. Connection apparatus for integrated circuit
US6441943B1 (en) * 1997-04-02 2002-08-27 Gentex Corporation Indicators and illuminators using a semiconductor radiation emitter package
KR100991829B1 (ko) * 2001-12-29 2010-11-04 항조우 후양 신잉 띠앤즈 리미티드 Led 및 led램프
JP3960053B2 (ja) 2002-01-18 2007-08-15 松下電器産業株式会社 半導体発光装置及びこれを用いた照明用発光装置
JP2004055229A (ja) * 2002-07-17 2004-02-19 Mitsubishi Electric Lighting Corp Led光源装置及び照明器具
JP2004146870A (ja) * 2002-10-21 2004-05-20 Nippon Sheet Glass Co Ltd ライン照明装置およびこのライン照明装置を組み込んだ画像読取装置
JP2004355869A (ja) * 2003-05-28 2004-12-16 Toshiba Lighting & Technology Corp 発光ダイオード照明装置
US7211835B2 (en) 2003-07-09 2007-05-01 Nichia Corporation Light emitting device, method of manufacturing the same and lighting equipment
JP4274032B2 (ja) * 2003-07-09 2009-06-03 日亜化学工業株式会社 照明装置
US7321161B2 (en) 2003-12-19 2008-01-22 Philips Lumileds Lighting Company, Llc LED package assembly with datum reference feature
TWM258416U (en) * 2004-06-04 2005-03-01 Lite On Technology Corp Power LED package module
KR100623024B1 (ko) * 2004-06-10 2006-09-19 엘지전자 주식회사 고출력 led 패키지
JP2006093470A (ja) * 2004-09-24 2006-04-06 Toshiba Corp リードフレーム、発光装置、発光装置の製造方法
US20060082315A1 (en) * 2004-10-20 2006-04-20 Timothy Chan Method and system for attachment of light emmiting diodes to circuitry for use in lighting
CN1812143A (zh) * 2005-01-24 2006-08-02 史杰 Led发光二极管
JP4711715B2 (ja) * 2005-03-30 2011-06-29 株式会社東芝 半導体発光装置及び半導体発光ユニット

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6274924B1 (en) * 1998-11-05 2001-08-14 Lumileds Lighting, U.S. Llc Surface mountable LED package
RU2258979C1 (ru) * 2004-06-02 2005-08-20 Уральский государственный университет путей сообщения (УрГУПС) Светодиодное устройство
US20070063213A1 (en) * 2005-09-21 2007-03-22 Lighthouse Technology Co., Ltd. LED package

Also Published As

Publication number Publication date
EP2160771A1 (en) 2010-03-10
US20080315214A1 (en) 2008-12-25
TW200919785A (en) 2009-05-01
US7638814B2 (en) 2009-12-29
WO2008155700A1 (en) 2008-12-24
BRPI0813238B1 (pt) 2018-12-11
BRPI0813238A2 (pt) 2014-12-23
CN101790797B (zh) 2012-09-19
JP5714899B2 (ja) 2015-05-07
KR20100034018A (ko) 2010-03-31
JP2010530631A (ja) 2010-09-09
TWI455348B (zh) 2014-10-01
EP2160771B1 (en) 2017-11-15
KR101460008B1 (ko) 2014-11-10
RU2010101426A (ru) 2011-07-27
CN101790797A (zh) 2010-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2464671C2 (ru) Беспаечный встроенный соединитель светодиодной сборки и теплоотвод для светодиода
TWI482927B (zh) 安裝在散熱器的發光二極體
CN102159885B (zh) 发光二极管互连组件
JP3744531B1 (ja) 太陽電池モジュール用端子ボックス及び整流素子ユニット
EP2430361B1 (en) Lighting device
US7919854B2 (en) Semiconductor module with two cooling surfaces and method
JP2020515068A (ja) 平坦なキャリア上へのled素子の取り付け
US20110069502A1 (en) Mounting Fixture for LED Lighting Modules
JP4798632B2 (ja) ソケット型led装置
KR20160070667A (ko) Led 패키지를 실장하는 조명장치용 패널
TW201243225A (en) Light-emitting device with spring-loaded LED-holder
JP2009130349A (ja) 発光構造体および発光ダイオードチップ固定装置
JP2011519148A (ja) ヒートシンクに取り付ける発光ダイオード

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
PD4A Correction of name of patent owner
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20190111

PD4A Correction of name of patent owner