[發明專利]包覆模制的LED照明組件及其制造方法

有效

• 申請號: 201080047114.1
• 申請日: 2010-10-22
• 公開（公告）號: CN102640581A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: E·米哈伊爾·薩加爾
• 申請（專利權）人: 瑟莫爾解決方案資源有限責任公司
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 蘇蕾;李冬梅

背景技術

本披露總體上涉及LED燈和照明設備的設計、組件以及制造。在一個方面，本披露涉及一種具有包覆模制的LED電路板的改進的LED燈或照明設備。在另一方面，本披露涉及在注塑包覆模制過程中采用其所用的部件中的一個或多個來進行自動控制以及模具內組裝技術的一種制造方法。

LED照明正快速成為商業應用、市政和政府應用(如道路和停車場結構照明)以及零售應用(如局部照明和方向性照明)中所希望的照明裝置選擇。與傳統光源如白熾的和熒光的照明裝置相比，它們具有許多優點，如功率效率更低、壽命更長(例如，50,000小時)并且在它們之中沒有汞或其他有害材料。

消費者家用的替代照明是希望LED的一個領域，但由于較高的制造和部件成本以及與可靠性和制造重現性有關的問題而難以采用。LED替代燈的主要成本仍然在傳統白熾的和熒光的燈泡的10倍以上。另外，受組裝技術和部件及材料的選擇的驅使仍然留下了品質的問題。此外，壽命長和功率消耗低的優點僅在保持LED光源足夠涼時才可獲得。

LED光源產生了顯著的熱能，這個熱能如果不去除或進行管理的話可能阻止光源的適當的功能、或限制其壽命。產生熱量的LED光源與設計用于散熱的LED燈的散熱片之間的熱連接和結電阻可以在任何地方將1-10攝氏度或更大的攝氏度增加到LED接合溫度上。將這個接合溫度維持在或低于LED光源制造商的規格以下對于LED的壽命是關鍵的，并且這個溫度越低，壽命越長。根據已接受的電子設計規范，對于每10攝氏度的溫度降低，電子壽命是加倍的。

此外，LED燈的組裝可以顯著影響裝置性能、產品壽命和產品成本。在常規的手動組裝和半自動過程中，部件到部件的一致性難以維持并且部件到部件的可靠性受損，尤其是當熱性能是任何LED燈成功和壽命長的關鍵并且采用了差的熱設計以及熱量管理時。今天的LED燈是以部件和機械上密集的方法制造的，因為對LED照明設備的部件(LED、驅動器/電源、散熱片和熱管理、光學器件和透鏡)或對于將它們設計并組裝在一起用于可靠的產品利用的最佳實踐總體上不熟悉。在一種LED燈中，一般需要以下制造步驟和部件：將來自LED光源以及其他的電子設備的熱量進行耗散的散熱片是必須進行制造的。在LED燈和照明設備中，該散熱片總體上是該產品的殼體的一部分。該LED電路板組件必須用其所有的部件(包括LED光源)進行制造。這一般是通過將LED光源和任何其他部件焊接在一個PCB上的跡線上來進行的。在高功率LED照明中，一般該PCB是一種金屬內芯的印刷電路板(MCPCB)；然而，也使用了其他材料并且在幾乎所有情況下這些材料被附連到散熱片上并且被用來將來自LED光源的熱量經一個熱接口而引導至該散熱片。該LED電路板組件必須安裝到該散熱片上。熱接口必須置于散熱片與LED電路板之間。該驅動器板和電子設備必須進行制造和組裝并且接著安裝在這個LED燈中。該驅動器板和電子設備通過恒定電流對LED供電并且確保了LED光源的運行。將該驅動器板裝上電線并通過焊接和其他連接件而組裝到LED電路板組件上(在某些情況下這些驅動電子設備和部件被安裝在與這些LED照明裝置相同的電路板組件上)。必須制造一個透鏡并將其安裝到該LED電路板的頂部且在該燈的前方以便將來自該LED光源的光聚焦成所希望的射束角度和強度。必須將一個GU或螺口或其他照明行業標準的連接件裝上電線并組裝到這些驅動電子設備上以便將該LED裝置連接到電源上。所有這些組裝步驟和技術都涉及到螺釘、膠液、電線、焊接步驟、用于將部件保持在一起的另外的部件并且需要手動勞力來將每樣東西放在一起。

圖1展示了一種示例性的現有技術LED照明燈，它采用了與該LED電路板和LED光源熱連通的一個散熱片/殼體從而通過將熱量耗散到周圍空氣中而提供冷卻。連接到該LED電路板上并組裝在該LED裝置中的在一側上的是驅動電子板和連接件以及在另一側上的是LED透鏡。