DISPOSITIVO DE EMISIÓN DE LUZ.

La invención se refiere a un dispositivo de emisión de luz que utiliza un chip de LED (Diodo de Emisión de Luz) y a un procedimiento de fabricación de éste. Técnica antecedente La Publicación de Solicitud de Patente No Examinada japonesa No. 2001-85748 (en adelante designada como documento de patente 1) y la Publicación de Solicitud de Patente No Examinada japonesa No. 2001-148514 (en adelante designada como documento de patente 2) proponen un dispositivo de emisión de luz que comprende un chip de LED, una tarjeta de circuito impreso que monta el chip de LED, un bastidor metálico (por ejemplo hecho de aluminio) que rodea el chip de LED sobre una superficie de la tarjeta de circuito impreso y un miembro de encapsulación (por ejemplo hecho de una resina transparente como por ejemplo una resina epoxi y una resina de silicona) aplicada dentro del bastidor para encapsular el chip de LED y unos hilos de unión conectados al chip de LED. El bastidor divulgado en los documentos de patente 1 y 2 está conformado presentando un área de abertura que resulta mayor cuanto más se separa de la tarjeta de circuito impreso y termina para presentar una cara interior del espejo que sirve como un reflector que refleja una luz emitida desde el chip de LED. Así mismo, el documento de patente 2 divulga un dispositivo de emisión de luz configurado para proyectar un espectro luminiscente blanco mediante el uso de un chip de LED azul con una luminiscencia azul y un material fluorescente amarillento, el cual es dispersado en una resina transparente que encapsula el chip de LED azul para proyectar la emisión de luz de color blanco mediante la luz procedente del chip de LED azul. Cuando se utiliza una resina de epoxi como material del miembro de encapsulación en el dispositivo de emisión de luz, los hilos de unión pueden ser cortados cuando son sometidos a una prueba de ciclo térmico (prueba de ciclo de temperatura) de repetición de un periodo de temperatura baja de menos 40º C y un periodo de temperatura alta de 80º C de forma alternativa, debido a la expansión térmica de un motivo térmicamente conductor montado sobre un sustrato de una tarjeta de circuito impreso en el entorno de alta temperatura. Así mismo, cuando se utiliza como material del miembro de encapsulación, la resina de epoxi muestra solo una alterabilidad a la intemperie más baja que la de la silicona. Por otro lado, cuando se utiliza una resina de silicona, como material del miembro de encapsulación en el dispositivo de emisión de luz, puede impedirse que los hilos de unión sean cortados en el periodo de temperatura alta de la prueba del ciclo de temperatura debido a que el miembro de encapsulación es gelatinoso y elástico. Sin embargo, dado que un coeficiente de extensión lineal de la resina de silicona, el cual es un material del miembro de encapsulación, es más de 10 veces que el de un aluminio que es un material del bastidor, pueden generarse vacíos dentro del miembro de encapsulación debido a una diferencia en el coeficiente de expansión lineal entre la resina de silicona y el aluminio. Así mismo, en el dispositivo de emisión de luz, aunque la emisión de luz procedente del chip de LED puede aplicarse por fuera del miembro de encapsulación de manera eficaz por medio del bastidor con una cara interior espejada, se produce el fallo de provocar una pérdida de luz resultante de la reflexión de la luz sobre la cara interior del bastidor. Además, en el dispositivo de emisión de luz, de acuerdo con el documento de patente 1, cuando una lente que controla una orientación de la luz emitida desde el chip de LED se dispone entre el miembro de encapsulación y el bastidor, una salida de luz puede reducirse debido a una desviación en un eje geométrico óptico entre el chip de LED y la lente derivada de la imprecisión dimensional del bastidor y de la lente o de la colocación imprecisa de éstos. El documento de patente 2 divulga, así mismo, el dispositivo de emisión de luz en el que el miembro de encapsulación de emisión de LED y los hilos de unión conectados a aquél, están configurados para presentar su porción conformada en una lente convexa. Sin embargo, el miembro de encapsulación es probable que se haye expuesto, a partir de una fuerza interna, a desarrollar un esfuerzo transmisible al chip de LED y a los hilos de unión. El esfuerzo transmitido posiblemente actúa para alterar una característica luminiscente del chip de LED y romper los hilos de unión o provocar la transferencia de la humedad externa al chip de LED. En el documento JP 2000269555 se divulga un LED de tipo de montaje de servicio, el cual suprime el envejecimiento del material de conversión de la longitud de onda impidiendo que los materiales de conversión de longitud de onda resulten afectados por los rayos ultravioletas procedentes del exterior. Esto se consigue mezclando los materiales de conversión de longitud de onda en un cuerpo de techo de primera razón, y el material absorbente de ultravioleta se mezcla con un cuerpo de techo de tercera razón, el cual está fuera del cuerpo de techo de primera razón. El documento JP 2005101393 divulga una lámpara de LED en la que una capa de resina es aplicada mediante una presión positiva de tal manera que una presión negativa que provoca el encogimiento de dicha capa 2 E05844850 02-01-2012   debido a la reducción de la temperatura exterior es compensada por la presión positiva añadida de antemano. El documento EP 0 976 589 A1 divulga un diodo de luminiscencia con una lente poliesférica y una base cilíndrica que cubre el diodo. Un compuesto polimérico está dispuesto entre la lente y el diodo. El documento DE 199 38 053 A1 divulga una encapsulación óptica estable para diodos de emisión de luz, en la que el chip semiconductor de emisión de luz está dispuesto en una cavidad constituida por una cubierta que comprende una capa exterior dura (por ejemplo vidrio) y una capa de silicona interior débil. Divulgación de la invención La presente invención ha sido realizada teniendo en cuenta el problema expuesto y tiene como objetivo la provisión de un dispositivo de emisión de luz y un procedimiento de fabricación del mismo capaz de mejorar una salida de luz así como su fiabilidad. Este objetivo se consigue mediante un dispositivo de iluminación de acuerdo con la reivindicación 1 y por un procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7. Las reivindicaciones 2 a 6 y 8, 9 se refieren a realizaciones específicamente ventajosas del dispositivo de iluminación de la reivindicación 1 y al procedimiento de la reivindicación 7. El dispositivo de emisión de luz de la presente invención comprende un chip de diodo de emisión de luz (LED), un sustrato de montaje sobre el cual el chip de LED está montado, un miembro de encapsulación fabricado con un material de resina de encapsulación para encapsular un chip de LED y una lente moldeada a partir de una resina transparente. La lente presente un rebajo encarado hacia una superficie del sustrato de montaje y está fijada sobre el sustrato de montaje, de tal manera que el miembro de encapsulación se ajusta dentro del rebajo. Con el uso de la lente hecha de resina transparente rodeando el miembro de encapsulación, puede reducirse una diferencia en el coeficiente de expansión lineal en el miembro de encapsulación y los materiales que lo rodean en contraste con un esquema convencional en el que un soplete para metales se utiliza para rodear el miembro de encapsulación. De acuerdo con ello, el dispositivo de emisión de luz puede suprimir la generación de vacíos dentro del miembro de encapsulación en un periodo de temperatura baja de una prueba de ciclo térmico, permitiendo mejorar su fiabilidad. Mediante la cobertura del miembro de encapsulación, la lente hecha de la resina transparente puede reducir una pérdida de reflexión para mejorar la salida de luz, en comparación con el soplete para metales del esquema convencional. La lente fabricada con resina transparente puede reducir componentes o partes y reducir al mínimo la salida de luz debida a la desviación de un eje geométrico óptico entre el chip de LED y la lente. El dispositivo de emisión de luz de la presente invención incluye un miembro de conversión de color que comprende un material fluorescente excitado por una luz procedente del chip de LED para emitir una luz de color diferente de un color luminiscente del chip de LED. En este caso, puede obtenerse un color mezclado (por ejemplo luz de color blanco) mediante una mezcla de las luces emitidas desde el chip de LED y el material fluorescente. El miembro de conversión de color está dispuesto para cubrir la lente, de tal manera que se constituya una capa de aire entre el miembro de conversión de color y una superficie de salida de luz de la lente. En este caso, al no estar en íntimo contacto con la lente, el miembro de conversión de... [Seguir leyendo]

un sustrato de montaje (20) configurado para montar dicho chip de LED (10) sobre aquél; un miembro de encapsulación (50) constituido con un material de resina de encapsulación para encapsular dicho chip de LED (10); y una lente (60) constituida con un material de resina transparente; y un miembro de conversión de color (70) configurado para contener un material fluorescente, el cual es excitado por una luz emitida desde dicho chip de LED (10) para emitir una luz de color diferente al de un color luminiscente de dicho chip de LED (10); en el que dicha lente (60) está fijada a dicho sustrato de montaje (20) y está provista, dentro de su superficie opuesta a dicho sustrato de montaje (20) de un rebajo (40) para recibir en su interior dicho miembro de encapsulación (50) para que dicha lente (60) rodee dicho miembro de encapsulación (50) caracterizado porque dicho miembro de conversión de color (70) está dispuesto sobre dicho montaje de sustrato (20) para cubrir dicha lente (60), y una capa de aire (80) está formada entre dicho miembro de conversión de color (70) y una superficie de salida de luz de dicha lente (60), y una superficie interior de dicho miembro de color (70) está separada de dicha superficie de luz (60b) por una distancia uniforme. 2.- Un dispositivo de iluminación de acuerdo con lo definido en la reivindicación 1, en el que dicha lente (60) tiene una forma convexa, de tal manera que la luz incidente sobre dicha superficie de entrada de luz (60a) de dicha lente (60) encarada hacia dicho miembro de encapsulación (50) no ve ninguna reflexión interna total en una superficie de contacto entre dicha superficie de salida de luz (60b) y dicha capa de aire. 3.- Un dispositivo de iluminación de acuerdo con lo definido en la reivindicación 1, en el que dicho miembro de conversión de color (70) tiene forma abovedada. 4.- Un dispositivo de iluminación de acuerdo con lo definido en la reivindicación 1, en el que dicho sustrato de montaje (20) incluye una placa termoconductora constituida por un material termoconductor, y un sustrato dieléctrico, el cual está superpuesto sobre dicha placa termoconductora y está provisto sobre su superficie opuesta a dicha placa semiconductora de un par de motivos de conexión para una conexión eléctrica respectiva con los electrodos de dicho chip de LED (10); estando dicho sustrato dieléctrico conformado con una abertura pasante en un emplazamiento correspondiente a dicho chip de LED (10); estando dicho chip de LED (10) montado dentro de dicha abertura pasante sobre dicha placa termoconductora a través de un miembro de submontaje planar; siendo dicho miembro de submontaje mayor que dicho chip de LED (10) y estando configurado para acoplar térmicamente dicho chip de LED (10) con dicha placa termoconductora mientras alivia un esfuerzo que actúa sobre dicho chip de LED (10) debido a una diferencia de coeficiente de expansión lineal entre dicho chip de LED (10) y dicha placa termoconductora. 5.- Un dispositivo de iluminación de acuerdo con lo definido en la reivindicación 4, en el que dicho miembro de submontaje presenta un grosor tal que una superficie de dicho chip de LED (10) opuesta a dicho miembro de submontaje está más separada de dicha placa termoconductora que de un extremo de dicho miembro de conversión de color (70) opuesto a dicho sustrato de montaje (20). 6.- Un dispositivo de iluminación de acuerdo con lo definido en la reivindicación 1, en el que dicha lente (60) está provista de un orificio de inyección para inyectar dicho material de resina de encapsulación dentro de dicho rebajo (40), y un orificio de descarga para descargar un residuo de dicho material de resina de encapsulación. 12 E05844850 02-01-2012   7.- Un procedimiento de fabricación del dispositivo de iluminación de acuerdo con lo definido en la reivindicación 1, comprendiendo dicho procedimiento las etapas de: (a) el montaje de dicho chip de LED sobre dicho sustrato de montaje y, a continuación, la lubrición de dicho chip de LED con un primer material de resina de encapsulación no endurecido que forma una porción de dicho miembro de encapsulación; (b) la inyección de un segundo material de resina de encapsulación no endurecido dentro de dicho rebajo de la lente, y la disposición de dicha lente sobre dicho sustrato de montaje, de tal manera que dicha lente cubierta por dicho material de resina de encapsulación es recibido dentro de dicho rebajo, estando dicho segundo material de resina de encapsulación constituido por el mismo material que dicho primer material de resina de encapsulación para formar el resto de dicho miembro de encapsulación; y (c) el endurecimiento de dichos materiales de resina de encapsulación individuales para formar dicho miembro de encapsulación. 8.- Un procedimiento de fabricación del dispositivo de iluminación de acuerdo con lo definido en la reivindicación 7, comprendiendo dicho procedimiento las etapas de: (a) el montaje de dicho chip de LED sobre dicho sustrato de montaje y, a continuación, la fijación de dicha lente sobre dicho sustrato de montaje para disponer dicho chip de LED dentro de dicho rebajo; (b) la inyección de un material de resina de encapsulación endurecido a través de dicho orificio de inyección de dicha lente dentro del rebajo de dicha lente; y (c) el endurecimiento de dicho material de resina de encapsulación para formar dicho miembro de encapsulación. 9.- Un procedimiento de fabricación del dispositivo de iluminación de acuerdo con lo definido en la reivindicación 7, comprendiendo dicho procedimiento las etapas de: (a) el montaje de dicho chip de LED sobre dicho sustrato de montaje y, a continuación, la cubrición de dicho chip de LED con un primer material de resina de encapsulación no endurecido que forma una porción de dicho miembro de encapsulación; (b) la fijación de dicha lente a dicho sustrato de montaje, de tal manera que el chip de LED cubierto por dicho primer material de resina de encapsulación queda dispuesto dentro de dicho rebajo; (c) la inyección de un segundo material de resina de encapsulación no endurecido dentro de dicho rebajo de la lente a través del orificio de inyección de dicha lente, estando dicho segundo material de resina de encapsulación constituido por el mismo material que dicho primer material de resina de encapsulación para formar el resto de dicho miembro de encapsulación; y (d) el endurecimiento de dichos materiales de resina de encapsulación individuales para formar dicho miembro de encapsulación. 13 E05844850 02-01-2012   14 E05844850 02-01-2012   E05844850 02-01-2012   16 E05844850 02-01-2012   17 E05844850 02-01-2012   18 E05844850 02-01-2012   19 E05844850 02-01-2012   E05844850 02-01-2012   21 E05844850 02-01-2012   22 E05844850 02-01-2012   23 E05844850 02-01-2012   24 E05844850 02-01-2012   E05844850 02-01-2012