提供了一种具有改进的热特性的发光二极管（ＬＥＤ）。该模块包括ＬＥＤ、第一电路板、第二电路板、下绝缘体、上绝缘体、下接触部、上接触部、和散热器。优选地，散热器包括外壳体和接触环。所述ＬＥＤ和散热器通过焊料附接到第一电路板。除了用作用于ＬＥＤ的基板之外，第一电路板（其包含经由过孔连接的多个导热层）便于热从ＬＥＤ传输到散热器。该模块还具有改进的机械和电性质，包括冗余的电连接、稳定的机械连接、和吸收冲击的下接触部。当该模块用在手电筒或其他照明设备中时，下绝缘体还可以被配置为防止电源与下接触部的失准。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的领域涉及一种发光二极管(LED)模块，并且具体地涉及一种用在诸如手电筒和头灯的手持和其他便携式照明设备中的LED模块。
技术介绍
LED已被用在多种应用中，包括照明手表，从远程控制传送信息以及在巨型电视屏幕上形成图像。最近，由于(除其他之外)LED较之常规的手电筒和头灯中普遍使用的白炽灯可以持续更长时间，更高效地产生光并且更耐用，因此LED已被用在便携式照明设备(诸如手电筒和头灯)中。然而，LED的亮度和预期寿命典型地随着温度的增加而降低。因此，需要有效热消散以将LED的温度维持在其设计限制内。此外，对许多LED模块的限制是用于将LED固定到其支撑基板的介质。当前的LED 模块使用热导环氧树脂(thermal epoxy)或者其他类似的物质。热导环氧树脂难于一起工作并且需要延长的固化时间。使用热导环氧树脂的LED附接还具有增加的过早故障的发生率。对许多LED模块(特别是预期用在手电筒和其他便携式照明设备中的LED模块) 的另一限制是它们不能防止照明设备在电源(例如，一个或更多个电池)未被正确对准时的操作。对已知LED模块，诸如美国专利公开2007/0058366A1 (2007年3月15日公开)中描述的LED模块，另一限制是它们相对复杂的组装或制造。最后，对用在便携式照明设备中的许多LED模块的另一限制是它们易于因电中断和/或来自外力的冲击而发生故障。考虑到前面的对当前的LED模块的限制，本专利技术的一个目的在于提供一种改进的 LED模块，其至少部分地改善了一个或更多个前面的现有技术的问题。
技术实现思路
为此目的，在优选实施例中，提供了 LED模块，其包括LED、第一电路板、由下接触部和下绝缘体形成的下组件、第二电路板、由上绝缘体和上接触部形成的上组件、以及由外壳体和接触环形成的散热器。LED和散热器优选地经由焊料连接固定到第一电路板。具有通过热导过孔(thermal via)连接的多个导热层的第一电路板促进热从LED到散热器的迅速且高效的传输。在优选实施例中，LED模块还提供了 LED和第一电路板之间的接合以及第一电路板和散热器之间的接合，这呈现出改进的热、电和机械特性，并且不易于发生过早的故障。在优选实施例中，LED模块还提供针对向LED提供能量的电源的不正确的插入或对准的保护，以及改进的机械稳定性和对外力的抗冲击性。在优选实施例中，LED模块还提供部件之间的电连通的通道中的冗余，由此使模块不太易于因电中断而引起故障。在优选实施例中，LED模块还提供了改进的组件，其容忍较大的机械容差，消除了固化时间，并且在其构成部件的取向上具有增加的灵活性。结合其中以示例的方式图示了 LED模块的优选实施例的附图考虑下面的描述，将更好地理解LED模块的另外的方面、目的、期望的特征和优点。然而，应当明确地理解，附图仅用于说明的目的，而并非意图限制本专利技术。附图说明图1是LED模块的透视图。图2是LED模块的侧视图。图3是示出组装之前的LED模块的部件的分解视图。图4是如沿图1中的平面4-4看到的图1的LED模块的纵向截面视图。图5是如沿图1中的平面5-5看到的图1的LED模块的纵向截面视图。图6是图3的第一电路板的透视图。图7是图3的第一电路板的底视图。图8是第一电路板、LED和接触环的多平面横截面视图。图9是图3的接触环的透视图。图10是图3的下接触部的透视图。图11是图3的下绝缘体的透视图。图12是图3的下绝缘体的顶视图。图13是下绝缘体和下接触部的底视图。图14是图3的第二电路板的透视图。图15是图3的第二电路板的侧视图。图16是图3的上组件的透视图。图17是图3的上组件的侧视图。图18是图3的上组件的顶视图。图19是配备有具有根据本专利技术的特征的LED模块的手电筒的横截面视图。图20是配备有具有根据本专利技术的特征的LED模块的手电筒的放大的横截面视图。具体实施例方式图1至5中示出了根据优选实施例的LED模块10。在图示实施例中，LED模块10 包括LED 20，第一电路板30，由下接触部50和下绝缘体60形成的下组件55，第二电路板 70，由上绝缘体80和上接触部90、91形成的上组件85，以及由外壳体100 (优选地由金属制成)和接触环40形成的散热器101。LED 20可以是任何可以被焊接到印刷电路板的发光二极管。优选地，可以使用丝网施加的焊料膏和回流炉将LED 20焊接到第一电路板30。更优选地，LED 20是可从 Philips Lumileds Lighting Company, LLC 商业上获得的LUXEON Rebel 产品。LED 20具有上表面200和下表面210。上表面200具有二极管220，其能够在远离上表面200的方向上发射可见光。下表面210具有以常规方式与二极管220电连通的正接触部和负接触部(未示出)。下表面210还具有热衬垫(heat pad)(未示出)，其与二极管220热连通。图6至8图示了第一电路板30的一个实施例。在本实施例中，第一电路板30通常是圆形的。第一电路板30具有上表面300和下表面305。第一电路板30的直径优选地约5/16”，厚度小于1/16”，并且优选地由金属包覆印刷电路板形成。第一电路板30提供三个主要功能。首先，其用作用于支撑LED 20的基板。其次，其用作用于使热从LED20传输到散热器101的接触环40的热导体。第三，其用作手电筒的电路的一部分。特别地，第一电路板30的一个导体将LED 20的一个端子(优选地，正端子)经由上接触部91和第二电路板70电连接到下接触部50，并且第一电路板30的第二导体将LED 20的第二端子(优选地，负端子)经由接触环40电连接到外壳体100。如图6中所示，非电传导基板310部分地限定了上表面300。此外，在优选实施例中，上表面300包括相对小的且矩形的正端子315、相对小的且矩形的负端子320、以及相对大的且矩形的热衬垫(thermal pad) 325。其他衬垫形状也是可能的。上表面300还包括第一和第二通常“L”形的台面(landing) 330、335，其围绕接近第一电路板30的外缘340的外围安置。占据略低于外周一半的第一台面330具有宽区域 345和窄区域350。也占据略低于外周一半的第二台面335也具有宽区域355和窄区域360。 宽区域345、355彼此相对安置。类似地，窄区域350、360彼此相对安置。第一和第二台面 330,335与负端子320和热衬垫325电连通。正端子315与上表面300的其余部分电隔离。如图7中所示，非电传导基板365部分地限定了下表面305。此外，在优选实施例中，下表面305包括矩形的正端子370。正端子370位于下表面305的中心附近，其纵轴对准在与上表面300上的热衬垫325的纵轴相同的方向上。正端子370没有任何部分到达第一电路板30的外边缘340。下表面305还包括两个另外的衬垫区域。第一衬垫区域是外边缘340附近的占据略低于外周一半的通常“C”形的负端子375。第二衬垫区域是外边缘340附近的也占据略低于外周一半的另一通常“C”形的负端子380。下表面305上的非电传导基板365的延伸到外边缘340的部分被安置在上表面300上的通常“L”形的台面本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种发光模块，包括：ａ）电路板；ｂ）发光二极管，通过焊料附接到所述电路板；以及ｃ）散热器，通过焊料附接到所述电路板；ｄ）其中所述散热器包括外壳体。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·马格利卡，
申请(专利权)人：美光工具公司，
类型：发明
国别省市：US
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