照明模块的载体基座模块的制作方法

1.本发明涉及用于照明模块的载体基座模块、照明模块、以及用于制造可定制照明模块的方法。特别地，本发明涉及一种用于照明模块的载体基座模块，该照明模块具有用于汽车照明和/或发信号的至少一个led元件。


背景技术：

2.led元件经常用于照明应用，诸如例如汽车照明。
3.led模块通常包括至少一个led元件以及固定在led模块的模块主体内的另外的电子部件。通常，电子部件首先被组装和安装到引线框架，并且之后被粘合到模块主体和/或嵌入模块主体的材料中。因此，照明模块是独立的（self
‑
contained）、不可修改的单元，其不能容易地定制。
4.参考文献wo 2018/069231 a1描述了一种热自支撑led照明单元，其包括散热器和安装到散热器上的led模块，其中led模块包括载体，该载体具有安装在载体上的许多led管芯以及形成在载体上的许多led电极触点。散热器被包封在外模中，其中散热器的安装表面区域暴露，led模块安装在该安装表面区域上。最后，电接口也被包封在外模中，并被布置成将led模块与电源电连接。


技术实现要素：

5.可以认为期望提供一种用于照明模块的载体基座模块以及一种允许根据客户的需求或要求修改照明模块的方法。
6.可以认为特别期望提供一种可以在产品周期期间容易地被修改以支持正在进行的开发的照明模块。
7.最后，可以期望提供一种可以容易地适应新规格的照明模块。
8.这些目的中的一个或若干可以通过根据权利要求1的用于照明模块的载体基座模块、根据权利要求7的照明模块、和根据权利要求13的方法来解决。从属权利要求涉及本发明的优选实施例。
9.根据本发明的一方面，一种用于照明模块、特别是用于汽车照明和/或发信号、并且最优选地用于汽车前灯的载体基座模块包括模块主体、嵌入安装主体的聚合物材料中的至少两个引线框架元件、作为安装在模块主体的安装表面上的光源的led元件，其中安装表面布置在模块主体中和/或上的部件灌封区域中，或邻近模块主体中和/或上的部件灌封区域。根据本发明，至少两个引线框架元件具有布置在安装表面上或在部件灌封区域中以电连接led元件的第一端子侧，和至少两个第二端子侧——优选为一个引线框架元件中的每一个——布置在安装表面上或在部件灌封区域中，使得至少一个附加电子部件可以在载体基座模块的机械组装之后被安装以构建照明模块。
10.根据本发明的另一方面，提供了一种照明模块，特别是用于汽车照明和/或发信号、并且最优选地用于具有根据本发明的载体基座模块的汽车前灯，其中至少一个电子部
件安装在安装表面上和/或在部件灌封区域中。
11.根据（根据本发明的）方法的一个方面，基于标准化载体基座模块的照明模块可以适应不同的规格。根据权利要求13的用于制造用于汽车照明和/或发信号的可定制照明模块的方法，首先，模块主体由聚合物材料构建，模块主体具有部件灌封区域以及嵌入该聚合物材料中的至少两个引线框架元件，其中用于电连接led元件的至少一个端子侧和用于电连接至少一个电子部件的第二端子侧布置在模块主体上，并且之后通过将led元件安装在（电连接到至少两个引线框架元件中的每一个的端子侧的）模块主体的安装表面上来构建载体基座模块。最后，为了构建最终的照明模块，至少一个电子部件安装在部件灌封区域中，并将电子部件电连接到引线框架元件。
12.根据另外的方面，本发明还可以涉及一种用于制造照明模块、特别是用于汽车照明和/或发信号的方法，包括以下步骤：构建具有用于led元件的安装表面的模块主体，用于至少一个电子部件的模块主体的表面上的部件灌封区域，以及布置在安装表面和/或部件灌封区域处的、具有至少两个端子侧的至少两个引线框架元件。在模块主体、特别是载体基座模块完全完成之后，至少一个电子部件（诸如led元件）安装在安装表面上，并且电子部件电连接到引线框架元件。最后，至少一个另外的电子部件——诸如tvs二极管、热敏电阻器、或电容器——被安装在部件灌封区域和/或安装区域中，并且电连接到第二端子侧的引线框架元件或两个另外的引线框架元件，从而使照明模块适应客户的规格。
13.发明人已经认识到，能够将单独的电子部件、特别是除了led元件之外的至少一个电子部件安装到标准化载体基座模块是有利的，以使照明模块持续适应正在进行的开发和持续的改进。另外地，通过将不同的电子部件安装到相同的载体基座模块，能够在产品周期期间容易地修改照明模块是有利的，以支持正在进行的开发、特别是led和/或对应电子电路的效率。例如，可能期望能够在已经开发出具有有利特性——诸如以相同通量驱动led所需要的较低电流——的这个部件的变体之后，立即将用于保护、操作或驱动led的电路板安装到除此以外未修改的照明模块。
14.进一步，发明人已经认识到，根据本发明，通过将不同的光源、特别是不同的或若干led与基于现有照明模块的一个或若干不同的另外的电子部件相组合，并且特别是没有照明模块的载体基座模块的任何修改的必要，产生各种各样的产品可以是可能的。
15.照明模块是被提供以安置在车辆中的组件，特别是用于汽车照明和/或发信号，并且优选地是led头灯模块并且更优选地是led头灯灯泡单元。进一步，照明模块优选地是完整的和/或独立的单元，其最优选地作为单部分单元安置在车辆照明系统中。优选地，照明模块也被构建为照明系统的可替换部分。
16.载体基座模块是照明模块的一部分，其包括由聚合物材料制成的模块主体、以及引线框架元件，并且优选地还包括led元件。因此，载体基座模块是照明模块的基座部分，另外的部分、特别是除了led元件之外的至少一个电子部件被安装到该基座部分以构建照明模块。载体基座模块有利地是用于不同电子部件的通用和/或标准化模块，并且因此，载体基座模块的制作可能不被所用电子部件的变化影响。
17.载体基座模块、并且特别是模块主体具有允许照明模块的其他部分相对于彼此固定布置和/或提供用于安装照明模块的其他部分、特别是至少一个电子部件和/或led元件的基座的功能。因此，模块主体包括用于led元件的安装表面和优选地至少一个、更优选地
另外的电子部件，其中安装表面优选地是照明模块的外表面、特别是正面的一部分。安装表面可以具有任何尺寸和形状。优选地，安装表面是平坦的和/或适应至少一个led元件的形状。在照明模块上可以有多于一个的安装表面，并且特别是对于照明模块的每个led元件可以有一个安装表面。替代地，多于一个的led元件可能布置在一个安装表面处，并且特别地，若干led元件可能并联或串联布置在一个安装表面处。
18.led元件可以包括单个led或若干led和/或另外的部件。术语“led”在这里用于指明任何类型的固态照明元件，诸如发光二极管（led）、激光二极管、有机发光二极管（oled）等，或者若干相同或不同的固态照明元件的组。led元件可以包括一个或若干封装的led。特别优选的led元件可以是导线接合或带状接合的led，其中led最优选可以具有平面发光表面。发光表面可以优选具有矩形形状。另外优选地，led元件可能包括顶部触点和/或led元件发射光的一侧上的触点。
19.部件灌封区域是至少部分地、特别是完全地在模块主体中用于容纳至少一个电子部件的区域、并且更优选地是腔体。最优选地，部件灌封区域由模块主体的表面中的凹槽形成。优选地，载体基座模块的部件灌封区域不被模块主体的任何材料封闭。特别优选的是，电子部件可以插入和/或安装在部件灌封区域中，而不嵌入任何材料中，尤其是不嵌入聚合物材料和/或金属部分中。优选地，在至少一个电子部件已经被安装之后，部件灌封区域被构建成由灌封材料灌封，其中特别地，除了led元件之外的所有电子部件可以被灌封材料完全覆盖。安装表面可以部分或全部布置在部件灌封区域中。
20.为了促进定制照明模块的能力，另外的电子部件可以机械地安装到模块主体和/或载体基座模块的另外的部分。这可以包括任何类型的安装装置，诸如例如夹持装置、卡口连接、卡扣连接等。因此，部件灌封区域中的电子部件可能通过形状配合和/或力封闭来紧固，然而最优选地，不完全或至少部分地结合到模块主体或照明模块的另一部分的材料中。另外地或替代地，电子部件可以粘合到模块主体和/或粘合到载体基座模块的另外的部分，特别是利用导热和/或导电黏合剂。电子部件也可以焊接或熔接到模块主体和/或载体基座模块的另外的部分，特别是引线框架元件的端子侧。
21.为了能够将电子部件插入和安装在载体基座模块的部件灌封区域中，部件灌封区域可以具有至少一个、优选精确地一个灌封区域开口。灌封区域开口可以布置在部件灌封区域的任何位置处。然而，优选地，部件灌封区域具有至少一个开口侧、并且特别是仅一个开口侧，其中所有其他侧由模块主体的材料封闭。
22.另外的电子部件可以是任何单个电子部分，诸如单个电阻器、单个电容器、或单个二极管，或者可以是任何电子电路。特别地，电子部件是除了led元件之外的至少一个电子部件。可能有若干电子部件安装在部件灌封区域中和/或安装表面上。优选地，包括多于一个单个电子部分的每个电子部件被构建为电子模块，其中电子部分更优选地安装在至少一个电路板上、并且最优选地精确地安装在一个单个电路板上。优选地，在规格内和/或如照明模块最初预期的，所有电子部件被构建和/或布置在照明模块中，以由未修改的驱动电路、特别是照明系统的驱动电路驱动。
23.至少两个引线框架元件布置在载体基座模块中，以提供到照明模块的电气部件的电连接和/或在照明模块的电气部件之间、尤其是在部件灌封区域内和/或安装表面上的部件之间的电连接。每个引线框架元件可能由任何导电材料制成。优选地，所有引线框架元件
由相同的材料、特别是金属或合金制成。引线框架元件也可以是印刷电路板的一部分。最优选地，两个引线框架元件并联布置和/或彼此相同。优选地，两个引线框架元件、特别是所有引线框架彼此电隔离。可以有多于两个的引线框架元件，并且特别是可以有至少一个、优选两个另外的引线框架元件，以能够安装与led元件电隔离的至少一个电子部件和/或另一个电子部件。
24.每个引线框架包括至少一个端子侧和/或布置在一个端子侧处，用于安装至少一个led元件和/或至少一个另外的电子部件，其中优选地，一个端子侧布置在用于led元件的安装表面上或旁边。进一步，两个引线框架元件和/或至少一个、优选两个另外的引线框架元件包括至少两个第二端子侧，用于电连接至少一个另外的电子部件。每个第二端子侧可以布置在引线框架元件之一处，和/或两个第二端子侧可以形成两个触点以连接一个或若干另外的电子部件。
25.进一步优选的是，至少一个、更优选地所有端子侧布置在部件灌封区域和/或安装表面内和/或表面处。每个端子侧可以是平坦表面，以提供与照明模块的电子部件的电接触，并且优选地用于将电子部件、led元件、和/或电连接器熔接、粘合、或焊接到端子侧，特别是用于将电子部件、led元件、和/或电连接器带状接合到端子侧。因此，尤其优选的是，每个端子侧是接合焊盘。更优选地，在每个端子侧处，提供用于电连接——最优选地通过电插头连接或通过插件板连接——至少一个电子部件的装置。引线框架元件的至少两个端子侧可能直接布置成邻近彼此，和/或可能由一个单个平坦表面制成。因此，术语“端子侧”可能指引线框架元件的较大表面上的至少两个位置之一。
26.在载体基座模块的机械组装之后安装至少一个电子部件一般意味着首先完成（特别是包括模块主体和引线框架的）载体基座模块的机械部件的组装，并且之后将电子部件安装在优选机械完成的载体基座模块中。最优选地，首先组装载体基座模块的所有机械、非电子部件。最后，通过向安装表面和/或部件灌封区域添加具体选择的电子部件和/或至少一个led元件，已经完成的载体基座模块可以适应客户的规格。
27.为了帮助散发由led元件和/或特别是直接邻近led元件安装的电子部件生成的热量，在载体基座模块和/或照明模块的优选实施例中，散热器元件布置在模块主体上、特别是在安装表面的区域中、并且最优选地直接在模块主体和led元件之间，并且尤其优选地，led元件直接安装到散热器元件的表面。优选地，散热器元件至少覆盖模块主体的安装表面上的led元件的区域，并且特别优选地比led元件的区域大至少25%、更优选地50%、并且最优选地100%。进一步优选地，散热器元件不与引线框架接触和/或邻近引线框架布置。散热器元件可以放置在模块主体的表面上或中。特别优选的是，散热器元件至少部分地、优选地完全嵌入模块主体的聚合物材料中。
28.散热器应该由具有良好热传导的材料——优选金属、特别是包括铝和/或铜——制成。散热器可以制成一体，或者可以包括联结在一起的若干零件。
29.在优选实施例中，每个引线框架元件的第二端子侧在部件灌封区域中和/或第二端子侧布置在部件灌封区域中，该部件灌封区域直接邻近同一引线框架元件的第一端子侧和/或直接邻近led元件，有利地允许将至少一个电子部件布置成被安装成与led元件电并联连接和/或紧邻led元件。另外地，照明模块的若干电子部件可以串联和/或并联布置在部件灌封区域中。
30.led元件可以通过电连接器电连接到照明模块的至少两个引线框架（并且优选地为精确地两个引线框架）的第一和/或第二端子侧，其中两个电连接器中的每一个最优选地允许通过导线或带状接合的连接。特别优选的是，led元件和/或至少一个电子部件经由带状接合电连接到引线框架元件。因此，优选地，电连接器电连接——优选粘合、熔接、或焊接——到两个引线框架中的每一个，用于将led元件和/或电子部件电连接到每个引线框架。特别优选的是，led元件的两个引脚或其他连接点各自通过一个电连接器连接到一个引线框架。
31.照明模块的电子部件——其可以安装在部件灌封区域中和/或安装表面上和/或引线框架的一个端子末端处——可以是任何电子部分或任何电子电路。优选地，电子部件包括并且更优选地是bin码电阻器和/或热敏电阻器和/或tvs二极管和/或电容器，其最优选地安装在两个引线框架之间和/或邻近led元件。bin码电阻器可以用于确定用于驱动led元件的电流。tvs二极管是瞬态电压抑制二极管，其可以用于保护led元件免受静电放电（esd）的影响。tvs二极管优选安装成邻近led元件和/或与led元件电并联。tvs二极管最优选是双向tvs二极管。电子部件也可以是电容器，其也优选地安装成邻近led元件和/或另一电子部件，和/或与led元件和/或另一电子部件电并联。电容器可以与led元件和/或电子元件并联布置在同一端子侧上或者在同一引线框架元件的其他端子侧上间隔开布置。热敏电阻器是热敏电阻，并且可以具有负的或正的温度系数。最优选地，热敏电阻器是ntc。热敏电阻器优选安装在照明模块的安装表面上，更优选紧邻led元件，并且最优选紧靠led元件。进一步优选的是，热敏电阻器和/或tvs二极管和/或bin码电阻器被安装到两个另外的引线框架元件和/或被安装成与led元件电独立和电隔离。一般地，另外的引线框架元件优选地也各自具有至少一个端子侧，最优选地直接邻近led元件布置。
32.根据另外的优选实施例，照明模块的部件灌封区域具有涂层、覆盖和/或封包在保护材料中，以保护部件灌封区域中和/或安装表面上的电子部件免受环境和/或免受人接触电子部件的影响。最优选地，电子部件和/或完整的照明模块被密封。优选地，灌封除了led元件和/或led元件的开口之外的模块主体。灌封区域、并且特别是模块主体中的凹槽的灌封优选用聚合物材料、特别是硅树脂材料来完成。
33.进一步优选的是，至少两个第二端子侧布置在至少两个不同引线框架元件上的部件灌封区域中，有利地允许连接至少一个另外的电子部件，更优选地与led元件和/或另一个电子部件电独立。
34.根据优选实施例，模块主体和/或照明模块包括围绕用于led元件的安装表面的凹槽。进一步优选的是，两个引线框架中的每一个的至少一个端子侧、优选所有端子末端侧布置在（围绕用于led元件的安装表面的）凹槽的区域中，并且最优选地，至少一个另外的电子部件安装在两个引线框架之间、特别是在凹槽中和/或邻近led元件，有利地允许容易地将另外的电子部件安装在照明模块的相当可接近的位置处和/或有利地紧邻led元件。用于led元件的模块主体的凹槽中的区域优选地不被led元件完全覆盖，使得至少一个、优选地若干另外的电子部件可以安装在led元件旁边。
35.根据一个实施例，灌封区域的凹槽和/或开口布置在模块主体内、包括安装表面和/或led元件的模块主体的一侧上，有利地允许安装电子部件而不影响在照明模块的正面上的led元件。
36.根据该方法的有利实施例，在放置电子部件之后，灌封部件灌封区域，特别是通过用硅树脂材料进行灌封。优选地，部件灌封区域中的所有电子部件、和/或所有带状接合物被完全灌封，即被灌封材料覆盖。特别优选的是，部分led元件也被灌封材料覆盖，其中led元件的发光区域不被灌封并且没有灌封材料。另外优选的是，在构建模块主体期间，至少一个散热器元件在安装表面的区域中嵌入模块主体中。最后，可能有利的是，led元件和/或至少一个电子部件经由带状接合电连接到引线框架元件的端子侧。
37.参考下文描述的实施例，本发明的这些和其他方面将是清楚的并得以阐明。
附图说明
38.图1示出了载体基座模块的实施例的截面的透视图，其中部分外表面被移除；图2示出了图1的载体基座模块的另一透视图，其中外表面封闭；图3示出了载体基座模块的安装表面的详细透视图，其中tvs二极管安装到部件灌封区域中的两个引线框架元件；图4示出了载体基座模块的安装表面的详细透视图，其中热敏电阻安装到部件灌封区域中的附加引线框架元件；图5示出了载体基座模块的另一透视图，其中bin码电阻器安装到部件灌封区域中的附加引线框架元件；以及图6示出了载体基座模块的安装表面的另一个详细透视图，其中热敏电阻通过带状接合安装到附加引线框架元件。
具体实施方式
39.图1和图2中示出了用于照明模块的载体基座模块1的实施例。载体基座模块1的模块主体2由聚合物材料制成，并且包括形成为模块主体2中的凹槽11的部件灌封区域6。在部件灌封区域6中，一个或若干电子部件7（诸如控制器电路板）可以被布置并被电连接到两个引线框架元件3a、3b中的每一个。
40.引线框架元件3a、3b布置成一个端子侧9在部件灌封区域6中，并且另一个端子侧8直接接近载体基座模块1的凹槽11中的安装表面5。安装表面5是载体基座模块1的、并且因此是照明模块的正面上的平坦表面，其中可以布置led元件4以及另外的部件7。
41.led元件4包括三个单个矩形led，其平坦表面连接到直接安装在载体基座模块1的安装表面5上的单个基板。在led元件4下方，金属散热器元件10嵌入模块主体2的表面中，用于在操作期间将热量从led元件4传导离开。led元件4经由用于带状接合的金属连接器12电连接到引线框架3a、3b中的每一个的第一端子侧8。
42.在由载体基座模块1以及至少一个电子部件7构建的完整的照明模块中，包括部件灌封区域6以及安装表面5的凹槽11由硅树脂层封闭,硅树脂层插入模块主体2的外表面上的凹槽11中，从而灌封部件灌封区域6。
43.为了制造照明模块，首先，载体基座模块1由聚合物材料构建，该载体基座模块1具有部件灌封区域6以及嵌入聚合物材料中的至少两个引线框架元件3a、3b。载体基座模块1具有布置在模块主体2上的引线框架元件3a、3b中的每一个的至少两个端子侧8、9，其中至少一个表面可接近以电连接至少一个电子部件7。然后，在模块主体2的安装表面5的区域
中，将led元件4直接安装在嵌入模块主体2中的散热器元件10上，其中led元件4电连接到至少两个引线框架元件3a、3b的第一端子侧8。
44.之后，至少一个电子部件7被安装到安装表面5和/或安装在标准化载体基座模块1的部件灌封区域6中，并且电连接到引线框架元件3a、3b和/或另外的引线框架元件3c、3d，用于构建最终的照明模块。
45.诸如tvs二极管的电子部件7可能与led元件4并联布置，并且电连接到两个引线框架元件3a、3b中的每一个的第二端子侧9（见图3）。替代地或另外地，电子部件7（诸如热敏电阻或bin码电阻器）可能安装到两个附加的引线框架元件3c、3d，它们不电连接到前两个引线框架元件3a、3b（见图4）。电子部件7可能直接安装在第二对引线框架元件3c、3d的端子侧9上（见图4），或者可能安装到经由带状接合连接的安装表面5（见图6）。
46.最后，在安装表面5上以及在部件灌封区域6中，可能有另外的第二端子侧9，其可能被隔离，或者电连接到前两个引线框架元件3a、3b或电连接到另外的引线框架元件3c、3d（参见图5）。
47.虽然已经在附图和前面的描述中详细说明和描述了本发明，但是这种说明和描述将被认为是说明性的或示例性的，并且不是限制性的；本发明不限于所公开的实施例。
48.特别地，包括led的数量和具体形状的led元件4应该被认为是示例性的；不同的形状、数量和尺寸是可能的。进一步，在替代实施例中，模块主体2的形状和尺寸可以不同地选择。最后，部件灌封区域6的凹槽11的位置以及围绕安装表面5的位置也可以布置在模块主体2上的不同位置处。
49.通过研究附图、本公开、和所附权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时可以理解和实现所公开实施例的这些和其他变型。
50.在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。
51.在相互不同的从属权利要求中叙述或在单独的实施例中公开某些措施或特征的纯粹事实不指示这些措施和特征的组合不能被有利地使用。权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制范围。