Brevet FR2905223A3 — publié le 20080229

FR 2905223 A3 20080229 FR 0754718 A 20070426 La présente invention concerne une diode électroluminescente (DEL) et plus particulièrement un module DEL qui dissipe rapidement la chaleur en cours de fonctionnement. Au cours des dernières décennies, les êtres humains ont très fortement consommé de l'énergie, ce qui se traduit par une crise énergétique. De nous jours, les scientifiques de différents pays s'évertuent à mettre au point des nouvelles énergies et des produits à économie d'énergie. Par conséquent, divers produits de substitution du pétrole ont été mis au point, l'utilisation de l'énergie solaire a été améliorée, et divers moteurs à combustion de type à faible consommation d'énergie et les appareils d'éclairage à économie d'énergie ont été créés. De nos jours, les diodes électroluminescentes (DEL) ont été utilisées intensivement pour remplacer les ampoules incandescentes et ampoules fluorescentes classiques dans divers domaines pour tirer partie de leur faible consommation d'énergie. La caractéristique de consommation d'énergie inférieure des diodes électroluminescentes est bien connue. Suite à la mise au point rapide de la technologie des semiùconducteurs, des diodes électroluminescentes à haute luminosité ont été mises au point pour une utilisation dans de nombreux domaines d'éclairage. Par exemple, les diodes électroluminescentes ont été utilisées intensivement dans des véhicules à moteur pour les feux de véhicule. Cependant, une diode électroluminescente doit être mise sous boîtier avec une résine translucide avant application. Du fait qu'une diode électroluminescente à haute luminosité libère beaucoup de chaleur en cours de fonctionnement et qu'elle est enfermée dans le boîtier, la chaleur ne peut pas être rapidement dissipée en cours de fonctionnement. La présente invention a été réalisée au vu de ces circonstances. L'objet principal de la présente invention consiste donc à mettre à disposition un module DEL (diode électroluminescente), qui dissipe rapidement la chaleur au cours du fonctionnement de la diode électroluminescente (DEL). Selon un mode de réalisation de la présente invention, le module DEL comprend un dissipateur thermique, qui est partiellement recouvert d'une couche isolante et possède une 2905223 2 rainure dans un évidement supérieur de celuiùci, et une pluralité de trous traversants de montage découpés à travers les côtés supérieur et inférieur, une diode électroluminescente montée dans la rainure du dissipateur thermique, des plaques conductrices métalliques fixées aux trous traversants de montage et qui 5 s'étendent vers l'extérieur du dissipateur thermique, des fils conducteurs respectivement raccordés entre les plaques conductrices métalliques et des bornes positive et négative de la diode électroluminescente, une résine translucide moulée sur la rainure auùdessus de la diode électroluminescente, et un porteùlentille fixé au dissipateur thermique pour porter une lentille optique auùdessus 10 de la résine translucide. Selon un autre mode de réalisation de la présente invention, le module DEL comprend un dissipateur thermique, le dissipateur thermique ayant un côté supérieur, une rainure supérieure dans le côté supérieur, une couche isolante recouvrant le côté supérieur à l'extérieur de la rainure ; un film mince métallique recouvrant la rainure supérieure ; au moins une diode 15 électroluminescente respectivement fixée sur le fil mince métallique ; une pluralité de plaques conductrices métalliques attachées au dissipateur thermique ; une pluralité de fils conducteurs respectivement raccordés entre les plaques conductrices métalliques et les bornes positive et négative de la au moins une diode électroluminescente ; et une résine translucide moulée sur la rainure du 20 dissipateur thermique et recouvrant la diode électroluminescente. Sur les dessins : La figure 1 est une vue en éclaté du module DEL conformément à un premier mode de réalisation de la présente invention. La figure 2 est une vue d'assemblage en coupe du module DEL 25 conformément au premier mode de réalisation de la présente invention. La figure 2A est similaire à la figure 2 mais représente la diode électroluminescente montée sur un film mince métallique sur la rainure dans l'évidement supérieur du dissipateur thermique. La figure 3 est une vue d'assemblage en perspective du module DEL 30 conformément au premier mode de réalisation de la présente invention. 2905223 3 La figure 4 est une vue en éclatée d'un module DEL conformément à un deuxième mode de réalisation de la présente invention. La figure 5 est une vue d'assemblage en coupe du module DEL conformément au deuxième mode de réalisation de la présente invention. 5 La figure 6 est une vue d'assemblage en perspective du module DEL conformément au deuxième mode de réalisation de la présente invention. La figure 7 est une vue en éclatée d'un module DEL conformément à un troisième mode de réalisation de la présente invention. La figure 8 est une vue d'assemblage en coupe du module DEL 10 conformément au troisième mode de réalisation de la présente invention. La figure 9 est une vue d'assemblage en perspective du module DEL conformément au troisième mode de réalisation de la présente invention. On se réfère aux figures 1 à 3 sur lesquelles on représente, conformément à un premier mode de réalisation de la présente invention, un module DEL 15 comprenant un dissipateur thermique 1, une puce 2 DEL (diode électroluminescente) montée dans le dissipateur thermique 1, et un porteùlentille 3 fixé au dissipateur thermique 1 et portant une lentille optique 33 correspondant à la puce 2 DEL. Le dissipateur thermique 1 possède un évidement supérieur 11, une rainure 12 formée dans l'évidement supérieur 11 pour le montage de la puce 20 2 DEL, et une pluralité de trous traversants de montage 13 découpés à travers les côtés supérieur et inférieur. En outre, la surface supérieure du dissipateur thermique 1 est recouverte d'une couche isolante A. En outre, une pluralité de plaques conductrices métalliques 131 sont respectivement fixées au dissipateur thermique 1. Les plaques conductrices métalliques 131 possèdent chacune une 25 patte droite 132 respectivement insérée depuis le côté inférieur du dissipateur thermique 1 dans les trous traversants de montage 13. Après insertion des pattes droites 132 dans les trous traversants de montage 13, les extrémités supérieures 133 des pattes droites 132 sont enfoncées au marteau pour attacher les pattes droites 132 au dissipateur thermique 1. En outre, des fils connecteurs 21 sont 30 respectivement raccordés entre les électrodes positive et négative de la diode électroluminescente 2 et les pattes droites 132 des plaques conductrices 2905223 4 métalliques 131. Une résine translucide 4 est moulée sur l'évidement supérieur 11 auùdessus de la puce 2 DEL, ce qui maintient la puce 2 DEL incrustée dans la résine translucide 4. Le porteùlentille 3 possède une pluralité de crochets inférieurs 31 respectivement crochetés sur le bord inférieur du dissipateur 5 thermique 1, et une ouverture centrale 32. La lentille optique 33 est fixée à l'ouverture centrale 32 du porteùlentille 3. Le dissipateur thermique 1 est fabriqué à partir d'un matériau métallique, par exemple, de l'or, de l'argent, du cuivre, du fer, de l'aluminium, ou leurs alliages qui transfèrent efficacement l'énergie thermique. En outre, un film mince métallique 121 peut être directement lié à la 10 rainure 12 qui n'est pas recouverte de la couche isolante A de sorte que la puce 2 DEL puisse être directement fixée au film mince métallique 121. Au cours du fonctionnement, l'énergie thermique est rapidement transférée de la puce 2 DEL au dissipateur thermique 1 par l'intermédiaire du film mince métallique 121 (voir figure 2A). Le film mince métallique 121 peut être un film d'alliage nickelùor, 15 d'alliage nickelùargent, ou d'alliage nickelùcuivre. Les figures 4 à 6 représentent un module DEL conformément à un deuxième mode de réalisation de la présente invention. Ce mode de réalisation est sensiblement similaire au premier mode de réalisation susdit à l'exception du fait que le dissipateur thermique 1 possède une pluralité d'encoches périphériques 20 14 destinées à fixer solidement les crochets inférieurs 31 du porteùlentille 3. En outre, le dissipateur thermique 1 ne possède que deux trous traversants de montage 13 pour le montage de deux plaques conductrices métalliques 131. Les figures 7 à 9 représentent un module DEL conformément à un troisième mode de réalisation de la présente invention. Selon ce mode de 25 réalisation, le module DEL comprend un dissipateur thermique 5, une puce 2 DEL (diode électroluminescente) montée dans le dissipateur thermique 5, et un porteùlentille 3 fixé au dissipateur thermique 5 et portant une lentille optique 33 correspondant à la puce 2 DEL. Le dissipateur thermique 5 possède un évidement central supérieur 52 pour le montage de la puce 2 DEL, une pluralité 30 d'évidements latéraux supérieurs 51 espacés autour de l'évidement central supérieur 52, une tige droite 511 respectivement disposée dans chaque évidement 2905223 5 latéral supérieur 51, et une pluralité d'encoches inférieures périphériques 53. En outre, la surface supérieure du dissipateur thermique 5 est recouverte d'une couche isolante A. En outre, une pluralité de plaques conductrices métalliques 512 sont respectivement fixées aux évidements supérieurs 51 du dissipateur 5 thermique 5 et s'étendent vers la périphérie du dissipateur thermique 5. Les plaques conductrices métalliques 512 ont chacune respectivement un trou traversant vertical 513 couplé à la tige droite 511. En outre, des fils conducteurs 21 sont respectivement raccordés entre les électrodes positive et négative de la puce 2 DEL et les plaques conductrices métalliques 512. Une résine translucide 4 10 est moulée sur le côté supérieur du dissipateur thermique 5 auùdessus de la puce 2 DEL, ce qui maintient la puce 2 DEL incrustée dans la résine translucide 4. Le porteùlentille 3 possède une pluralité de crochets inférieurs 31 respectivement crochetés sur les encoches inférieures périphériques 53 du dissipateur thermique 5, et une ouverture centrale 32. La lentille optique 33 est fixée à l'ouverture 15 centrale 32 du porteùlentille 3. En outre, on coince entre le dissipateur thermique 5 et le porteùlentille 3 un cadre de positionnement 6 possédant une ouverture centrale 61 correspondant à l'ouverture centrale 32 du porteùlentille 3, et une pluralité d'encoches intérieures 62 qui reçoivent respectivement les tiges droites 511. 20 Dans les modes de réalisation susdits, le porteùlentille 3 et la lentille optique 33 sont deux éléments indépendants. En variante, la lentille optique 33 peut être formée de manière monobloc avec le porteùlentille 3. Si on le souhaite, le porteùlentille 3 et la lentille optique 33 peuvent être éliminés du module DEL. En outre, le module DEL peut être fabriqué de façon à supporter deux ou 25 plusieurs diodes électroluminescentes 2. Bien que des modes de réalisation particuliers de l'invention aient été décrits en détail dans un but d'illustration, diverses modifications et améliorations peuvent être apportées sans s'éloigner de l'esprit et de la portée de l'invention. Revendications 1.- Module DEL comprenant : un dissipateur thermique (1, 5), ledit dissipateur thermique (1, 5) possédant un évidement supérieur (11) dans un côté supérieur de celuiùci, une rainure (12) dans ledit évidement supérieur (11), et une pluralité de trous traversants de montage (13) découpés à travers les côtés supérieur et inférieur de celuiùci et espacés autour de ladite rainure (12) ; une puce (2) de diode électroluminescente montée de manière fixe dans ladite rainure (12) dudit dissipateur thermique (1, 5) ; une pluralité de plaques conductrices métalliques (131, 512) attachées audit dissipateur thermique (1, 5) au niveau d'un côté inférieur, lesdites plaques conductrices métalliques (131, 512) possédant chacune une patte droite (132) respectivement attachée aux trous traversants de montage (13) dudit dissipateur thermique (1, 5) ; une pluralité de fils conducteurs (21) respectivement raccordés entre lesdites plaques conductrices métalliques (131, 512) et des bornes positive et négative de ladite puce (2) de diode électroluminescente ; et une résine translucide (4) moulée sur ladite rainure (12) dudit dissipateur thermique (1, 5) et recouvrant ladite diode électroluminescente DEL. 2.- Module DEL selon la revendication 1, comprenant en outre une couche isolante (A) recouvrant au moins une partie dudit dissipateur thermique (1, 5). 3.- Module DEL selon la revendication 1 ou 2, dans lequel on monte de manière fixe dans ladite rainure (12) du dissipateur thermique (1, 5) au moins une puce (2) de diode électroluminescente. 6 2905223 7 4.- Module DEL selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit dissipateur thermique (1, 5) est fabriqué à partir d'un matériau métallique à haut coefficient de transfert thermique. 5 5.- Module DEL selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un porteùlentille (3) fixé audit dissipateur thermique (1, 5) pour porter une lentille optique (33) auùdessus de ladite résine translucide (4), ledit porteùlentille (3) ayant une pluralité de crochets inférieurs (31) respectivement crochetés sur un bord inférieur du 10 dissipateur thermique (1, 5). 6.- Module DEL selon la revendication 5, dans lequel ladite lentille optique (33) est formée de manière monobloc avec une partie dudit porteùlentille (3). 15 7.- Module DEL comprenant : un dissipateur thermique (1, 5), ledit dissipateur thermique (1, 5) possédant une rainure (12) sur un côté de celuiùci, et une couche isolante (A) recouvrant la surface externe de celuiùci auùdelà de ladite rainure (12) ; 20 un film mince métallique (121) recouvrant ladite rainure supérieure ; une puce de diode électroluminescente montée de manière fixe dans ladite rainure (12) dudit dissipateur thermique (1, 5) ; une pluralité de plaques conductrices métalliques (131, 512) attachées audit dissipateur thermique (1, 5) au niveau d'un côté inférieur, lesdites 25 plaques conductrices métalliques (131, 512) ayant chacune une patte droite (132) respectivement attachée aux trous traversants de montage (13) dudit dissipateur thermique (1, 5) ; une pluralité de fils conducteurs (21) respectivement raccordés entre lesdites plaques conductrices métalliques (131, 512) et des bornes positive et négative de ladite puce (2) de diode électroluminescente ; et 2905223 8 une résine translucide (4) moulée sur ladite rainure (12) dudit dissipateur thermique (1, 5) et recouvrant ladite diode électroluminescente. 8.- Module DEL comprenant : 5 un dissipateur thermique (1, 5), ledit dissipateur thermique (1, 5) possédant un évidement central supérieur (52), une pluralité d'évidements latéraux supérieurs (51) espacés autour dudit évidement central supérieur (52), et une pluralité de tiges droites (511) respectivement disposées dans lesdits évidements latéraux supérieurs (51) ; 10 une puce (2) de diode électroluminescente montée de manière fixe dans ledit évidement central supérieur (52) dudit dissipateur thermique (1, 5) ; une pluralité de plaques conductrices (131, 512) attachées audit dissipateur thermique (1, 5) au niveau d'un côté inférieur, lesdites plaques 15 conductrices métalliques (131, 512) ayant chacune un trou traversant vertical (513) respectivement couplé auxdites tiges droites (511) ; une pluralité de fils conducteurs (21) respectivement raccordés entre lesdites plaques conductrices métalliques (131, 512) et les bornes positive et négative de ladite diode électroluminescente ; et 20 une résine translucide (4) moulée sur ladite rainure (12) dudit dissipateur thermique (1, 5) et recouvrant ladite diode électroluminescente. 9.- Module DEL selon la revendication 8, dans lequel ledit dissipateur thermique (1, 5) est fabriqué à partir d'un matériau métallique à 25 haut coefficient de transfert thermique. 10.- Module DEL selon la revendication 8 ou 9, dans lequel on monte de manière fixe dans ledit évidement central supérieur (52) dudit dissipateur thermique (1, 5) au moins une puce (2) de diode 30 électroluminescente. 5 2905223 9 11.- Module DEL selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, dans lequel on monte dans chacune desdites tiges droites (511) desdits évidements latéraux supérieurs (51) une plaque conductrice métallique (131, 512). 12.- Module DEL selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, comprenant en outre une couche isolante (A) recouvrant au moins une partie dudit dissipateur thermique (1, 5). 10 13.- Module DEL selon l'une quelconque des revendications 8 à 12, comprenant en outre un porteùlentille (3) fixé audit dissipateur thermique (1, 5) et portant une lentille optique (33) auùdessus de ladite résine translucide (4). 15 14.- Module DEL selon la revendication 13, comprenant en outre un cadre de positionnement (6) coincé entre ledit porteùlentille (3) et ledit dissipateur thermique (1, 5), ledit cadre de positionnement (6) possédant une ouverture centrale (32, 61) correspondant à ladite résine translucide (4) et une pluralité d'encoches intérieures (62) qui reçoivent respectivement 20 ladite tige droite (511) dudit dissipateur thermique (1, 5). 15.- Module DEL selon la revendication 13 ou 14, dans lequel ladite lentille optique (33) est formée de manière monobloc avec une partie dudit porteùlentille (3). 25