汽车专用LED照明模块.pdf

本发明涉及一种汽车专用LED照明模块，其整体从多元件-注塑中直接获取，从模具中取下后无需进行补充的调整。在耐热的支承板上压力注塑包封LED及其电路布线结构，支承板还连接一个光学板，光学板上带有偏转凹镜、形成快门的遮光板，以及可能的话还带有用于安装投影用透镜的支架，并且在此优选嵌入式的透镜，安装在透镜支架中。

1、  一种汽车专用LED照明模块(11)，具有注塑形成的装配主体(12)，所述装配主体(12)包括安装LED(13)的支承板(15)和设置在从LED(13)发射出的光路(24)中的光学板(19)，其特征在于：所述光学板(19)上形成有用于偏转光线的镜子支架(22)和遮光板(25)，LED(13)的电路布线结构嵌入支承板(15)中，包封LED连接导线的支承板(15)上还连接一个散热体(18)。

2、  根据权利要求1所述的LED照明模块，其特征在于：所述光学板(19)与支承板(15)用耐高温塑料注塑构成装配主体(12)。

3、  根据权利要求1或2所述的LED照明模块，其特征在于：散热体(18)以注塑方式连接到支承板(15)上。

4、  根据权利要求1或2所述的LED照明模块，其特征在于：装配主体(12)最少由两种耐高温塑料注塑而成，以减少热损耗对产品整体产生的影响。

5、  根据权利要求1所述的LED照明模块，其特征在于：所述镜子支架(22)上覆盖镜面反射材料。

6、  根据权利要求1所述的LED照明模块，其特征在于：注塑后的光学板(19)上形成立体的弧形的反射镜和镜子支架(22)。

7、  根据权利要求1所述的LED照明模块，其特征在于：所述光学板(19)上注塑形成遮光板(25)。

8、  根据权利要求7所述的LED照明模块，其特征在于：在光线反射方向上，遮光板(25)的前方设置有透镜支架(28)。

9、  根据权利要求8所述的LED照明模块，其特征在于：在透镜支架(28)上装夹透镜(27)。

10、  根据权利要求1、2、5—9中之一所述的LED照明模块，其特征在于：LED连接导线用导电性能良好的塑料喷塑在支承板(15)上。

11、  根据权利要求1、2、5—9中之一所述的LED照明模块，其特征在于：在支承板(15)上LED的通电电路中压力注塑包封有栅格状的冲压金属弹片(14)。

12、  根据权利要求11所述的照明模块，其特征在于：所述冲压金属弹片(14)的尾端具有插接元件(16)，该插接元件(16)从支承板(15)中伸出，该插接元件(16)还被模制在支承板(15)上的插接筐(17)包围。

汽车专用LED照明模块
技术领域
本发明涉及一种发光主体为LED的照明模块，常用于汽车齿轮箱信号灯和刹车灯。
背景技术
LED(Light-Emitting-Diode)，中文意思为发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的半导体，它改变了白炽灯钨丝发光与节能灯三基色粉发光的原理，而采用电场发光。根据众所周知的统计分析，LED的寿命长、光效高、无辐射与低功耗的特点非常明显。在对应的封装测试基础线路板中，嵌入一个由非序列行发光部件组成的成型照明模块，并使之在指定范围内达到照明效果，发光部件的光路由安装在印刷电路板上的可控制的LED灯提供，这种高性能LED灯组组成的部件，由于其耐高温的特性，可被装在汽车头灯的齿轮箱内。
因此，按照DE 42 43 175 B4，刹车信号灯上也可以装载具有很多LED灯的发光齿轮箱。这种装配技术，是通过在塑料封装体里内建超薄金属电子连接片实现的，连接片是薄的抛光冲压金属片。通过这种具有反射作用的金属片来锁定芯片LED，在带反射板的塑料封装体内形成金属支架和电子绝缘设计，可减少高光率下产生的热屏障和热损耗。
作为照明体，例如，装在车头灯上的发光半导体二极管(大功率LED)，它本身不会发热，但是与之相关的高工作电流，会产生热损耗，因此必须通过LED引导冷却体实现降温，解决热传导引发的自损。如果车头灯的近光灯上安装有180°半球形LED和根据不同LED出射光的角度设计配光曲线并通过增加光学反射来减少光损、提高光效而设定的非球面光学透镜(参见公开的DE 10 2005 025 481 A1或DE 2 02 06 833 U1)，以此来调节照射距离。灯的外壳由PC注塑成型，PC为聚碳酸酯(Polycarbonate)的缩写，是一种无色透明的无定性热塑性材料，具有耐热、抗冲击、阻燃的物理特点，在普通使用温度内都有良好的机械性能，耐冲击性能好，折射率高，加工性能好，在外壳内自动插入由高导电性尼龙6制成的三根发光二极管和电阻器，三个透镜由透明PA注塑成型，PA是聚酰胺(polyamide，俗称尼龙)，软化点高，耐热，摩擦系数低，耐磨损，电绝缘性好。
由于照明模块(类似DE20 2007 000 456 U1中图6所述)是通过交叉配置照明模块实现不同的亮度要求，以达到近光灯与远光灯所需的照明效果，因此，对于单个照明模块的精确度要求较高，安装费用也会较贵，在装配聚光镜时必须借助调节螺母进行精校。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车专用LED照明模块，在着手提供精度和耐磨性的同时，可降低LED的生产安装成本，且具有正常的精校调解功能。
为此，本发明的技术方案是首先提供一种汽车专用LED照明模块，具有注塑形成的装配主体，所述装配主体包括安装LED的支承板和设置在从LED发射出的光路中的光学板，所述光学板上形成有用于偏转光线的镜子支架和遮光板，LED的电路布线结构嵌入支承板中，包封LED连接导线的支承板上还连接一个散热体。
进一步地，所述光学板与支承板用耐高温塑料注塑构成装配主体。
又，散热体也以注塑方式连接到支承板上。
装配主体最少由两种耐高温塑料注塑而成，通过两种塑料不同的热传导性和收缩率，最大限度地减少热损耗对产品整体产生的影响。
镜子支架实现偏转光线的功能主要通过两种构造方式完成，一种构造方式为在镜子支架的表面上覆盖镜面反射材料，使镜子支架的表面形成反射镜面，另一种构造方式为在注塑后的光学板上形成立体的弧形反射镜和安装弧形反射镜的镜子支架，通过弧形反射镜来实现反射。
进一步地，所述光学板上还注塑形成遮光板，使得在LED发射出的光路中形成快门。
更进一步地，在光线经过镜子支架后被反射的方向上，遮光板的前方设置有透镜支架。
在透镜支架上装夹透镜，这样，成型后的照明模块面板透光性强，后盖反射率高，以此来平衡前后面板的收缩率。
LED连接导线用导电性能良好的塑料喷塑在支承板上。
在支承板上LED的通电电路中压力注塑包封有栅格状的冲压金属弹片，所述冲压金属弹片的尾端具有插接元件，该插接元件从支承板中伸出，该插接元件还被模制在支承板上的插接筐包围。
本发明与现有技术相比，具有下列优点：无论如何，可以从压铸工艺中最后脱模出所需的成品，即不再需要重新调节的照明模块，减少了工序，特别对于光学元件，对公差链具有宽松要求，这就是本项发明的优势。
附图说明
附图1是根据本发明实施的LED照明模块的剖视结构图；
其中：11、照明模块；12、装配主体；
15、支承板；19、光学板；18、散热体；
13、LED；14、冲压金属弹片；16、插接元件；17、插接筐；
20、L形弯脚；21、L形弯脚；22、镜子支架；23、凹镜；24、光路；
25、遮光板；26、自由端尾端；27、透镜；28、透镜支架。
具体实施方式
下面结合附图、举例详细说明本发明的具体内容，并陈述其优点，仅用一个图来举例描述本专利发明的构造实施例。
根据本发明思想，在多元件-注塑中制作的照明模块11，主体为一个纵剖面呈不对称的U字形装配主体12，装配主体12由后面叙述的支承板15和光学板19构成。一个有外壳的、经过过滤或光谱重叠后发白光的LED13(发光二极管)借助自动的传输工具准确定位地放入注塑模具(没有画出)中，LED13的通电电路连接管道，可以通过在一个冲压金属弹片14的模具中放入注塑模具并使冲压金属弹片14与LED13的端子接线片相接触，然后借助激光进行点焊来实现。与一般用于SMD(Surface Mounted Devices，表面贴装器件)封装所需相比较，这里的LED13需配备更长的端子接线片。无论如何，LED13及其接线在冲压金属弹片14的模具中被一个由热膨胀性低和导电性尽可能低的热塑性塑料制成的支承板15用压力注塑包封。作为冲压金属弹片14尾端的插接元件16的管道，可以同时封装一个环绕的插接筐17，其终端从装配主体12中伸出。
用于使LED 13通电的连接导线，也可以采用在其他的路线中作为导电性好的用金属元件填充的热塑性塑料制成的线路，其与LED 13的端子接线片相接触地喷涂在槽中，这个槽是在压塑包封LED-发光二极管13的时候在支承板15中形成。
如果散热器没有和支承板15整体封装在一起的话，就在支承板15上LED-发光二极管13的旁边大面积地喷射导热性能好的塑料，形成作为降温之用散热体18。
可能的话，就如纵向剖面图中所绘制的那样，在支承板15上封装一个大致呈L形的光学板19。考虑到照明模块11的紧凑结构，带外壳的LED13和它的散热体18根据需要从支承板15的同一边突出来，就如所绘制的一样，这样实现了机械稳定地大面积地将较短的L形弯脚20连接到支承板15上，同时也连接到与之相邻的散热体18上。
大约在光学板19的较长的第二个L形弯脚21的过渡区域中，设计了一个三维的弯曲的安装凹镜用的镜子支架22，可以通过凹形的镜子支架22自己实现补充的金属电镀。根据目的，可以舍弃金属电镀的单独工艺过程，比如：作为凹镜23的一个壳模中的一个金属电镀的凹口，放入注塑模具中，大约在光学板19的喷注之后，在支承板15上，用镜子支架22进行粉浆注射。如果以在模具中粉浆注射一种相应的发射器薄膜制成的空心物体作为凹镜23，必须考虑该镜子支架22至光学板19在较低的温度系数之后的形状稳定性，而优选一个带高灌注塑料的路线。
在凹镜23上，在发亮几何形状的反射影响下，使得LED13的正常的自支承板15出发的光路24延着与平行于支承板15的方向成90度偏转角的方向行进。
作为照明模块11前面照明的几何定义的明暗界线，在偏转凹镜23后面有一个适度弯曲的遮光板25，一个所谓的快门便伸入了光路24中，就如内部所绘制的那样，即快门朝向支承板15延伸，在光学板19的长L形弯脚21上形成。
在长L形弯脚21的自由端尾端26，即短L形弯脚20的对面，光学板19的较长L形弯脚21最后还配备了一个决定光路24的发亮特征的喷注的透镜27，或者至少为其配备一个透镜支架28，如果这样的透镜27不安装在照明模块11以后装夹的探照灯罩壳上的话。
由多元件—注塑方法整体铸造的带装配主体12的照明模块11，将连接在一个散热体18和LED 13上的支承板15和一个连接在散热体18上的光学板19融合在一起，要承载LED 13的布线结构的支承板15由耐热材料注塑而成。光学板19上在由LED 13中发射出的光路24中配备有一个偏转凹镜23和一个遮光板25以及可能的话配备有一个投影用透镜27。如果注塑模中已经完成装配，因此不再需要调节，就可以直接应用在一个照明罩壳中。可以根据需要配备支承各种此类的、允许摆动的定向的照明模块11的支座，通过它们的遮光板25定义的几何空间上有限的和聚焦照射的叠加之后产生的一个预定的空间照明(参照DE 10 2006 008 188 Al的图片3中作为汽车的近光灯)。
根据以上阐述实施的照明模块11大体由以下方式和步骤形成。
首先，将壳体中的LED 13精确定位(本文中为了简化说明，始终描述单个发光部件，尽管根据本发明思想实施的照明模块常会配备多个并联或优选以串联的方式排布在电路中的LED)，LED 13要由至少一种塑料材料制成的支承板通过压力注塑固定承载，这里所说的塑料材料在加热强、导热性能好的前提下，还具有热膨胀性低且寿命长的特点。
其次，为了给LED 13通电，在壳体中需嵌入栅格状的冲压金属弹片14，并使之尽可能远地离开LED 13、伸出包封LED通电线路的罩壳，用以连接LED 13与电源；然后通过注塑，用导电性好的塑料，把LED 13和冲压金属弹片14封装在一起，以便在照明模块11中确保机械功能正常；或者作为连接管道，在LED 13连接到电源的线路上，以一个特别的路径，将导电性能好的塑料制成的绳索注塑在支承板15上形成的槽中。
最后，还在支承板15上形成一个散热体18(如果未曾在支承板上面预先成型)和一个光学板19，随后通过注塑技术另外成型一个安装偏转凹镜23的镜子支架22和一个遮光板25，并根据投影照明的需要，做一个透镜支架28，在可能的情况下将注塑的透镜27通过透镜支架28安装在光学板19上。
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