[发明专利]装配照明元件到衬底上

说明书

技术领域

本发明一般地涉及将照明元件(lighting element)装配到衬底(substrate)上。此外，本申请涉及使用照明元件以及包括照明元件的照明模块。

背景技术

诸如发光二极管(LED)之类的表面组装(surface-mounted)照明元件，当表面组装在衬底上时，其产生了精确对准的问题。特别地，在焊接或者粘接诸如准直器和微型准直器之类的光学部件过程中，将这些部件与LED精确地对准可能是困难的。

首先，表面组装LED需要连接到衬底上的连接衬垫(connectionpad)上。这通常是由焊接或者接合(bonding)工艺来完成的。例如，回流焊接工艺被提供来将LED接合到衬底上。

在这个回流焊接工艺期间，将导电糊剂涂敷到电路板的接合衬垫上。通过糊剂的粘性将电气部件粘贴到衬垫上。然后，对带有粘贴部件的电路板进行热处理。在这个处理期间，导电糊剂变成固体，所述部件被焊接到电路板上。但是，在将所述部件焊接到衬底上期间，这些部件倾向于“游离”开，因为糊剂受热并且其粘性不足以将部件保持在适当的位置，直到糊剂为固体。这可能导致部件的不对准。这意味着LED不能被放置在准确的位置。

此外，当把其他的光学部件安装到衬底上时，这些光学部件需要与已经安装的LED精确对准。所述对准要求光学部件与LED之间的距离是准确的。例如，当安装准直器时，要求准直器与LED之间的距离最小，而LED与准直器之间没有机械接触。

发明内容

因此，本申请的一个目的是提供光学部件的精确对准。本申请的另一个目的是使得容易进行光学部件的对准。再者，本申请的另一个目的是提供一种方法，用于装配光学部件而在装配期间不会损坏照明元件。

为了克服上面所概括的问题，依照本发明的一个方面，提供了一种方法，用于将照明元件装配到衬底上，同时在一个安装平面内将照明元件与支撑元件对准，并且在一个步骤内将照明元件与支撑元件一起表面组装(surface mount)到衬底上。

可以在一个单独的安装平面内对准照明元件和支撑元件。安装平面可以平行于衬底的平面。通过将照明元件和支撑元件设置在一个平面内，可以在一个单一步骤内将照明元件和支撑元件安装到衬底上。不必要先将照明元件安装到衬底上，然后在另一步骤中将支撑元件安装到衬底上。通过提供一个单一的安装步骤，可以提供照明元件和支撑元件的精确对准。

所述支撑元件可以是任何能够安装在衬底上的固体材料。

为了装配照明单元，可以将另外部件安装在支撑元件上，使得没有机械应力被施加到照明元件上。由于支撑元件和照明元件之间存在精确的对准，因此可以将该另外部件安装到支撑元件上而不会在照明元件上产生机械应力。可以避免照明元件和该另一个部件之间的接触。

优选的是，照明元件是诸如发光二极管(LED)、表面组装LED之类的发光器或者诸如电荷耦合器件(CCD)之类的光传感器。

为了在安装平面内对准照明元件和支撑元件，实施例提供了将照明元件和支撑元件安装到载体模具(carrier matrix)中。载体模具可以限定照明元件和支撑元件之间的距离。通过将这些元件安装到载体模具中，可以明确地限定焊接到衬底上的照明元件和支撑元件之间的距离。可以设计载体模具，使得这些元件之间的距离允许可以将其他部件安装到支撑元件上，从而没有机械应力施加到照明元件上。

依照实施例，提供了将照明元件和/或支撑元件固定到载体模具的座(seating)中。座可以是模具表面的凹陷，其形状可以与需要固定在载体模具中的元件的形状完全一致。也可以通过吸气(air suction)来将这些元件固定在座中。还有，框架(setting)可以是有弹性的，使得这些元件通过紧配合(tight fit)来固定。

依照若干实施例，通过接合(bonding)将照明元件和支撑元件安装在衬底上。这种表面组装技术可以是焊接或者任何其他的接合方法。

依照实施例，在例如通过表面组装结合将照明元件和支撑元件安装到衬底上之后，可以将所述另外部件机械地固定到支撑元件上。这可以例如通过将所述另外部件粘接到支撑元件上来完成。

实施例提供了将光学部件安装到支撑元件上。该光学部件可以是任何用来收集、分布和/或重定向从照明元件输出的光的部件，或者是任何用来收集、分布光和/或将重定向到照明元件上的光的部件。依照实施例，该光学部件可以是准直器以及微型准直器。