CN112088583A - 电子组件和汽车用发光装置 - Google Patents

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米格尔·安琪·坎图多
阿尔瓦罗·安德烈斯
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Abstract

本发明涉及一种电子组件(1)，该电子组件包括印刷电路板(2)和电子部件(3)。印刷电路板(2)包括第一侧面(21)和与该第一侧面(21)相反的第二侧面(22)。电子部件(3)安装在印刷电路板(2)的第一侧面(21)中。印刷电路板(2)是金属基印刷电路板、并且包括弯折部分(20)，该金属基被绝缘，该弯折部分将该印刷电路板分为第一主体部分(23)和第二主体部分(24)，电子部件(3)位于第一主体部分(23)中。第一主体部分(23)和第二主体部分(24)并不包含在同一平面中。

Description

电子组件和汽车用发光装置
技术领域
本发明涉及汽车用发光装置中的散热领域。
背景技术
光源会产生大量的热量，这些热量需要被消散，从而不会影响所述光源的运转。当光源是发光二极管(LED)时，这个问题甚至变得尤为重要，因为温度对所述光源的运转特性具有很大的影响。
已知热沉能解决此问题。热沉定位成与光源热接触，并且该热沉设置有翅片或任何其他合适的元件，其通过对流或辐射来消散来自热沉的热量，使得发热器周围的空气被加热、然后被消耗。
热沉通常使用导热性胶粘贴到安装有LED的PCB上。通过这种布置，热量从PCB传递到热沉、然后通过翅片消散。
另一选择是将发热器布置在发光装置的外部，但是热传递更加困难。通常使用热管，例如如在文件US 2008/247177 A1中那样。连接至热管的发光元件通用性较差，因为热管通常不允许相关联的元件自由移动。
发明内容
本发明提供了通过根据权利要求1的汽车用发光装置提供的替代性解决方案。本发明的优选实施例在从属权利要求中定义。
在第一发明方面，本发明提供了一种电子组件，该电子组件包括：
印刷电路板，该印刷电路板具有第一侧面和与该第一侧面相反的第二侧面；以及
电子部件，该电子部件安装在印刷电路板的第一侧面中；
其中，印刷电路板是金属基印刷电路板、并且包括第一弯折部分，该金属基被绝缘，该第一弯折部分将印刷电路板分为第一主体部分和第二主体部分，电子部件位于第一主体部分中，
并且其中，第一主体部分和第二主体部分并不包含在同一平面中。
有利地，第一弯折部分使印刷电路板起到热沉的作用，因为两个部分使印刷电路板成为非平面元件，因此使得在印刷电路板自身与周围流体之间的热传递更容易。进一步地，由于弯折的印刷电路板的形状类似于当前使用的热沉的形状，因此也更容易集成到机动车辆的发光装置中。
进一步地，存在使得产生两个主体部分的第一弯折部分并不排除存在使得产生更多主体部分的更多弯折部分。
在一些特定实施例中，电子部件是半导体光源，诸如发光二极管(LED)。
该特征使电子部件可用于汽车用发光装置中。
在一些特定实施例中，第一弯折部分使得第一主体部分的第一侧面向第二主体部分的第一侧面弯折。
根据该实施例，第一侧面被制成大致凹形，而第二侧面被制成大致凸形。这种构型在制造电子组件中是有利的，因为可首先使印刷电路板弯折，然后可将电子部件安装在第一侧面中。
在一些特定实施例中，两个主体部分形成的角度在80度与100度之间。
这种电子组件的热性能得以改善，因为热路径利用了大约90度的角度，并且热量从第一主体部分消散到第二主体部分，根据该角度，第二主体部分通常布置成是竖向的，因此在对流现象中利用了重力。
在一些特定实施例中，第二主体部分进一步包括至少一个第二弯折部分，该第二弯折部分将第二主体部分分为至少两个次级部分。位于第二主体部分中的另外的弯折部分改善了散热。更特别地，第二弯折部分使得一次级主体部分的第二侧面向另一次级部分的第二侧面弯折。该实施例提供了还要更好的热性能。
在一些特定实施例中，印刷电路板包括导电迹线，该导电迹线仅布置在印刷电路板的第一主体部分中，而不布置在第一弯折部分中或第二主体部分中。
该实施例避免了在使印刷电路板弯折时损坏导电迹线的风险。
在一些特定实施例中，印刷电路板在第一主体部分、弯折部分和第二主体部分中均包括导电迹线，但是在弯折部分或第二主体部分中的导电迹线并未电连接至电子部件或不起作用。
在这种情况下，即使弯折部分或第二部分的导电迹线被损坏，对产品也没有不良后果。
在一些特定实施例中，次级部分中的两个次级部分形成的角度在80度与100度之间。
这种电子组件的热性能得以改善，因为热路径利用了大约90度的角度，并且热量从位于不同平面中的第二主体部分消散。
在一些特定实施例中，第一主体部分包括多于一个的第一弯折部分，其方式为使得除了形成第一主体部分和第二主体部分之外，还可形成更多的主体部分中的第三主体部分。
这些实施例增加了散热选择的数量，从而可执行弯折部分的组合，以便适应各电子元件的散热需求。
在一些特定实施例中，第一弯折部分和/或第二弯折部分中的一个第二弯折部分的曲率半径大于印刷电路板在对应弯折部分中的厚度。
该特征确保了印刷电路板具有良好的机械性能，从而避免在任何弯折部分中具有有害应力。
在一些特定实施例中，印刷电路板包括由金属制成的芯部，诸如铜或铝。
这些材料适合于热传递，并且延展性足以使它们弯折而不会断裂。
在一些特定实施例中，印刷电路板包括由电绝缘材料制成的柔性电介质覆盖层，电介质覆盖层在芯部与导电迹线之间提供电绝缘。
该柔性覆盖层确保了在印刷电路板的电路迹线与芯部之间的电绝缘。在本文件中，元件是“柔性的”应理解为该元件的弯折使在该元件的相反两端之间接触而不会发生塑性变形的特性。本领域技术人员知道这个概念，因为该概念用于区分“柔性”印刷电路板和标准印刷电路板。
在一些特定实施例中，印刷电路板还包括位于导电迹线上的保护性阻焊掩膜。
在一些特定实施例中，在至少一个弯折部分中、更特别地在每个弯折部分中设置有凹槽。有利地，凹槽基本上平行于相关联的弯折部分的伸长方向。换言之，凹槽基本上垂直于相关联的弯折部分的弯折方向。凹槽使得弯折部分的弯折过程操作更容易。
在一些特定实施例中，凹槽具有柱形形式。
在一些特定的实施例中，凹槽横断面轮廓具有圆弧的形式、或矩形的三条边的形式、或V形。当横断面轮廓具有一个或多个拐角时，与拐角相邻的边缘可以通过圆角连接。
有利地，凹槽的深度为印刷电路板的厚度的30％或更小，该厚度限定在印刷电路板的第一侧面与第二侧面之间。所限定的深度允许确保在弯折部分中的导热良好。更大的深度可限制或中断在主体部分之间通过弯折部分的热传递。
在一些特定实施例中，凹槽中断柔性电介质覆盖层，并最终中断导电迹线。该特征的优点在于，避免了覆盖层和/或迹线在弯折过程中被拉伸。拉伸可产生不受控制的***。
在一些特定实施例中，通过铣削印刷电路板来获得凹槽。
在一些特定实施例中，通过对印刷电路板进行冲压或开槽(scoring)来获得凹槽。
在一些特定实施例中，在挤出工艺步骤过程中，直接在印刷电路板上获得凹槽。
在一些特定实施例中，印刷电路板是黑色的，因为印刷电路板的部件之一是黑色的，或者是因为印刷电路板已被涂黑。可对印刷电路板或其某些元件(诸如位于导电迹线上的保护性阻焊掩膜)进行喷涂或进行阳极化处理，以获得黑色，这有利于通过辐射散热。
在另一发明方面，本发明涉及一种汽车用发光装置，汽车用发光装置包括：
根据前一发明方面所述的电子组件，其中，电子部件是半导体光源，诸如发光二极管(LED)；以及
第一光学元件，该第一光学元件布置成接收来自半导体光源的光并将光成形为投射到发光装置外部的光图案。
该汽车用发光装置比现有的汽车用发光装置更易于制造，并且要组装的元件数量更少。
光学元件是具有用于接收光束并以特定方向和/或形状发射光束的一些光学特性的元件，如汽车照明领域的技术人员没有任何额外的负担所理解的那样。
在一些特定实施例中，光学元件是光导、透镜、反射器或准直器中的至少一者。
这些光学元件可用于管理由多个光源产生的通量并提供均匀的输出。
在一些特定实施例中，光学元件支撑印刷电路板。在一些特定实施例中，印刷电路板支撑光学元件。
附图说明
为了完成说明书并且为了更好地理解本发明，提供了一组附图。所述附图构成说明书的组成部分并且展示了本发明的实施例，该实施例不应被解释为限制本发明的范围，而仅作为可如何实施本发明的示例。这些附图包括以下图：
图1示出了根据本发明的电子组件的第一实施例。
图2示出了根据本发明的电子组件的不同实施例。
图3示出了根据本发明的电子组件的不同实施例。
图4示出了安装在机动车辆中的根据本发明的发光装置。
具体实施方式
示例实施例以足够的细节加以描述，以使得本领域普通技术人员能够实施本文所描述的***和过程。重要的是要理解，实施例可用许多替代形式来提供，并且不应被解释为限于本文中阐述的示例。
因此，尽管实施例可以各种方式受到修改并且采取各种替代形式，但是其具体实施例在附图中示出并且在下文作为示例被详细描述。无意限于所披露的特定形式。相反，应包括落入所附权利要求范围内的所有修改、等同、和替代。在整个附图和具体实施方式中，在适当的情况下，示例实施例的要素始终由相同的附图标记表示。
除非另有限定，否则本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)都应按照本领域的习惯用法进行解释。将进一步理解的是，常见用法的术语也应按照相关领域的习惯用法进行解释，并且除非本文中明确地限定，否则不会在理想化的或过于正式的意义上进行解释。
在本文中，术语“包括(comprises)”及其派生词(诸如“包括(comprising)”等)不应以排他性的意义理解，也就是说，这些术语不应被解释为排除了所描述和限定的内容可包括其他要素、步骤等的可能性。
图1示出了电子组件1，该电子组件包括：印刷电路板2，其具有第一侧面21和与第一侧面21相反的第二侧面22；以及LED 3，其安装在印刷电路板2的第一侧面21中。
印刷电路板2是金属基印刷电路板、并且包括第一弯折部分20，该金属基被绝缘，该第一弯折部分将印刷电路板分为第一主体部分23和第二主体部分24，LED 3位于第一主体部分23中。这两个主体部分23、24形成大约90度的角度，并且弯折的方式为使得第一主体部分23的第一侧面向第二主体部分24的第一侧面弯折。
通过印刷电路板中的这种弯折，印刷电路板起到热沉的作用，LED中产生的热量由于印刷电路板是金属基印刷电路板而通过弯折的印刷电路板进行传递，该金属基被绝缘。结果，不需要提供额外的热沉。
为了更好的设计，并且为了使操作故障最少化，印刷电路板的导电迹线仅布置在印刷电路板的第一主体部分23中，而不布置在第一弯折部分20中或第二主体部分24中。
在该图所示的实施例中，第二主体部分进一步包括两个第二弯折部分20’，这两个第二弯折部分将第二主体部分分为三个次级部分241、242、243：这些次级部分中的一个次级部分241保持不变，而另外两个次级部分242、243从第二弯折部分20’弯折，从而形成新的翅片。第二弯折部分20’使得形成翅片的次级主体部分的第二侧面向保持不变的次级部分的第二侧面弯折，从而除了具有良好的散热能力之外还实现了紧凑的结构。
由于金属基印刷电路板包括由诸如铜或铝的导电易延展金属制成的芯部，该金属基被绝缘，因此这些弯折部易于制造，并且不存在任何使印刷电路板断裂的风险。
印刷电路板还包括柔性覆盖层，其由电绝缘材料、诸如硅酮制成。
图2示出了根据本发明的电子组件1的替代性实施例。在该实施例中，弯折的方式为使得第一主体部分23的第二侧面向第二主体部分24的第二侧面弯折。在散热方面的效果几乎与图1的实施例相同，并且该实施例根据制造过程呈现出一些优点和缺点。
当通过首先安装LED、然后使印刷电路板弯折来制造电子组件时，弯折如图1的实施例所示的电子组件更容易，因为模具旨在用于按压凹面，并且在该实施例中，该凹面不包括任何元件，因此模具可进行按压而没有任何风险。
相反，当电子组件是首先弯折、然后接纳LED时，图2的实施例是更合适的，因为将LED放置在凹侧面比放置在凸侧面更容易，这是因为安装LED时印刷电路板的位置更有利。
图3示出了不同的实施例。相对于图1和图2所示的实施例，最明显的区别在于第一主体部分23包括两个第一弯折部分20。结果，LED 3留在第一主体部分23中，并且存在两个侧向部分24、25，这两个侧向部分为散热提供了替代性方式。如技术人员可理解的那样，存在以下实施例：第一主体部分包括多于一个的第一弯折部分，并且所产生的第二主体部分或第三主体部分进而可包括次级弯折部分，这可产生更复杂的结构。
图4示出了安装在机动车辆100中的根据本发明的汽车用发光装置10的实施例。
该汽车用发光装置10包括根据图1的实施例的电子组件1和反射器4，该反射器布置成接收来自LED 3的光并将光成形为投射到发光装置外部的光图案。还布置有投射透镜5以投射由反射器4接收的光。
从该图中可看出，印刷电路板支撑反射器。然而，在使用诸如光导、准直器或透镜等不同的光学元件的情况下，光学元件本身可支撑印刷电路板。

Claims (15)

1.一种电子组件(1)，包括：
印刷电路板(2)，该印刷电路板具有第一侧面(21)和与所述第一侧面(21)相反的第二侧面(22)；以及
电子部件(3)，该电子部件安装在所述印刷电路板(2)的第一侧面(21)中；
其中，所述印刷电路板(2)是金属基印刷电路板、并且包括第一弯折部分(20)，该金属基被绝缘，该第一弯折部分将所述印刷电路板分为第一主体部分(23)和第二主体部分(24)，所述电子部件(3)位于所述第一主体部分(23)中，
并且其中，所述第一主体部分(23)和所述第二主体部分(24)并不包含在同一平面中。
2.根据权利要求1所述的电子组件(1)，其中，所述电子部件(3)是半导体光源，诸如发光二极管(LED)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的电子组件(1)，其中，所述第一弯折部分(20)使得所述第一主体部分(23)的第一侧面向所述第二主体部分(24)的第一侧面弯折。
4.根据前述权利要求中任一项所述的电子组件(1)，其中，两个主体部分(23、24)形成的角度在80度与100度之间。
5.根据前述权利要求中任一项所述的电子组件(1)，其中，所述第二主体部分(24)进一步包括至少一个第二弯折部分(20’)，该第二弯折部分将所述第二主体部分分为至少两个次级部分(241、242、243)。
6.根据权利要求5所述的电子组件(1)，其中，所述第二弯折部分(20’)使得一次级主体部分(242)的第二侧面向另一次级部分(241)的第二侧面弯折。
7.根据权利要求5或6中任一项所述的电子组件(1)，其中，所述次级部分(241、242、243)中的两个次级部分形成的角度在80度与100度之间。
8.根据前述权利要求中任一项所述的电子组件(1)，其中，所述第一主体部分(23)包括多于一个的第一弯折部分(20)，其方式为使得除了形成第一主体部分(23)和第二主体部分(24)之外，还可形成更多的主体部分中的第三主体部分(25)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的电子组件(1)，其中，所述第一弯折部分(20)和/或所述第二弯折部分(20’)中的一个第二弯折部分的曲率半径大于所述印刷电路板在对应的弯折部分(20、20’)中的厚度。
10.根据前述权利要求中任一项所述的电子组件(1)，在至少一个弯折部分(20、20’)中、更特别地在每个弯折部分(20、20’)中设置有凹槽，所述凹槽基本上平行于相关联的弯折部分的伸长方向。
11.根据前述权利要求中任一项所述的电子组件(1)，其中，所述印刷电路板包括导电迹线，该导电迹线仅布置在所述印刷电路板(2)的第一主体部分(23)中，而不布置在所述第一弯折部分(20)中或所述第二主体部分(24)中。
12.根据前述权利要求中任一项所述的电子组件(1)，其中，所述印刷电路板包括由金属制成的芯部，诸如铜或铝。
13.根据前述权利要求中任一项所述的电子组件(1)，其中，所述印刷电路板是黑色的，因为该印刷电路板的部件之一是黑色的，或者是因为该印刷电路板已被喷涂或受过阳极化处理，以获得黑色。
14.一种汽车用发光装置(10)，包括：
根据前述权利要求中任一项所述的电子组件(1)，其中，所述电子部件(3)是半导体光源，诸如发光二极管(LED)；以及
第一光学元件(4、5)，该第一光学元件布置成接收来自所述半导体光源(3)的光，并将所述光成形为投射到所述发光装置外部的光图案。
15.根据权利要求14所述的汽车用发光装置(10)，其中，所述光学元件(4，5)是透镜、光导、反射器或准直器中的至少一者。
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