EISENHUT DIETER (DE)
US20090218923A1 | 2009-09-03 | |||
EP1847769A1 | 2007-10-24 | |||
DE202008011979U1 | 2008-12-11 | |||
DE102007044566A1 | 2009-03-12 | |||
DE202006018985U1 | 2007-03-29 | |||
DE202010016257U1 | 2011-02-17 |
Patentansprüche 1. Leuchtmodul-Leiterplatte (15) mit mindestens einem elektrischen Kontakt, wobei der mindestens eine elektrische Kontakt mindestens einen Federkontakt, insbesondere Federkontaktstift (32, 33), aufweist. 2. Leuchtmodul-Leiterplatte (15) nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Federkontakt (32, 33) in einem Reflow- Lötverfahren auf die Leiterplatte (15) aufgebracht worden ist. 3. Leuchtmodul-Leiterplatte (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens zwei Federkontakte (32, 33) zum Anschluss einer Betriebsspannung vorgesehen sind. 4. Leuchtmodul (11; 51; 61) mit mindestens einer Leiterplatte, wobei mindestens eine Leiterplatte eine Leuchtmodul-Leiterplatte (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ist. 5. Leuchtmodul (11; 51; 61) nach Anspruch 4, wobei - das Leuchtmodul (11; 51; 61) ein Gehäuse (12) mit einer offenen Rückseite (14) aufweist, - die Leuchtmodul-Leiterplatte (15) in dem Gehäuse (12) untergebracht ist, - die offene Rückseite (14) mit einem Verschlusselement (29) verschlossen ist, welches mindestens eine Durchkontaktierung (30, 31) aufweist und - mindestens ein Federkontakt (32, 33) der Leuchtmodul- Leiterplatte (15) mindestens eine Durchkontaktierung (30, 31) des Verschlusselements (29) kontaktiert. 6. Leuchtmodul (11; 51; 61) nach Anspruch 5, wobei mindestens eine Durchkontaktierung (30, 31) des Verschlusselements (29) rotationssymmetrisch ausgestaltet ist. Leuchtmodul (11; 51; 61) nach Anspruch 6, wobei mindestens eine Durchkontaktierung (31) ringförmig ausgestaltet ist. Leuchtmodul (11; 51; 61) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei eine Kontaktfläche (34) des mindestens einen Federkontakts (32, 33) und/oder eine Kontaktfläche (30o, 30u, 31o, 31u) der mindestens einen Durchkontaktierung (30, 31) eine Oberflächenlage mit einer hohen Abriebfestigkeit aufweist. Leuchtmodul (11; 51; 61) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei das Verschlusselement eine Leiterplatte (29) ist, insbesondere vom Typ FR oder CEM. Leuchtmodul (11; 51; 61) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, wobei - das Leuchtmodul (11; 51; 61) mindestens ein mit der Leuchtmodul-Leiterplatte (15) elektrisch verbundenes Lichtquellensubstrat (18) mit mindestens einer daran angebrachten Lichtquelle (20) aufweist und - die Leuchtmodul-Leiterplatte (15) mindestens einen elektrischen und/oder elektronischen Baustein (26) zum Betreiben der mindestens einen Lichtquelle (20) aufweist . Leuchtmodul (11; 51; 61) nach Anspruch 10, wobei das Lichtquellensubstrat (18) außerhalb des Gehäuses (12) angeordnet ist. 12. Leuchtmodul (11; 51; 61) nach einem der Ansprüche 5 bis 11, wobei das Verschlusselement (29) plattenförmig ausgestaltet ist und an seinem Seitenrand Aussparungen (36) aufweist, in welche an einer Innenwand des Gehäuses (12) angeordnete Vorsprünge (37) eingreifen. Leuchtmodul (11; 51; 61) nach einem der Ansprüche 5 bis 12, wobei die Leuchtmodul-Leiterplatte (15) in dem Gehäuse (12) vergossen ist. |
Leuchtmodul-Leiterplatte
Die Erfindung betrifft eine Leuchtmodul-Leiterplatte mit mindestens einem elektrischen Kontakt, welche also zur
Verwendung mit einem Leuchtmodul vorgesehen und ausgestaltet ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Leuchtmodul mit mindestens einer solchen Leuchtmodul-Leiterplatte.
Bisher werden Leuchtdioden (LED) -Module in unterschiedlichen Aufbauten erstellt. Dies erschwert es in der Praxis
erheblich, Gleichteilkonzepte für solche LED-Module
umzusetzen. Die geometrischen Formfaktoren der LED-Module werden durch einseitig bestückte Platinen vorgegeben. LED- Module, die mehrere Leiterplatten beinhalten, sind in der Regel durch Kabelverbindungen verbunden.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere Leuchtmodule bereitzustellen, welche eine verbesserte Eignung für Gleichteilkonzepte aufweisen.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen
Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind
insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Leiterplatte (eines
Leuchtmoduls, im folgenden "Leuchtmodul-Leiterplatte" genannt) mit mindestens einem elektrischen Kontakt, wobe mindestens eine elektrische Kontakt mindestens einen
Federkontakt aufweist.
Dadurch wird eine einfache, ohne weitere Lötverfahren us auskommende elektrische Kontaktierung bereitgestellt.
Folglich wird insbesondere eine Reduzierung an zum
Zusammenbau benötigten thermischen Prozessen ermöglicht. wird so eine besonders kompakte Bauweise ermöglicht. Zudem vereinfachen die Federkontakte eine Nutzung von
Gleichteilkonzepten . Der Federkontakt mag ein elastisches, elektrisch leitendes Federelement sein, z.B. eine Blattfeder, was eine einfache Ausgestaltung ermöglicht.
Der Federkontakt mag insbesondere ein Federkontaktstift sein. Ein Federkontaktstift mag insbesondere zwei gegeneinander elastisch verschiebliche Teile aufweisen, insbesondere eine Hülse mit einem darin elastisch verschieblich gelagerten Stift . Außer dem mindestens einen Federkontakt mag die Leuchtmodul- Leiterplatte noch andere elektrische Kontakte aufweisen, z.B. Bondpads und/oder Durchführungen bzw. Bohrungen.
Es ist eine Ausgestaltung, dass der mindestens eine
Federkontakt in einem Reflow-Lötverfahren auf die
Leiterplatte aufgebracht worden ist. Dies ergibt den Vorteil, dass die Federkontakte nicht in einem gesonderten Verfahren aufgebracht werden müssen, falls zumindest ein weiteres auf die Leuchtmodul-Leiterplatte aufgebrachtes Bauteil (oder Bauelement oder Baustein) ebenfalls mit einem Reflow-
Lötverfahren aufgebracht wird. Solche Bauteile werden häufig verwendet, z.B. oberflächenmontierte Bauteile (SMD-Bauteile) .
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass mindestens zwei
Federkontakte zum Anschluss einer Betriebsspannung an die Leuchtmodul-Leiterplatte vorgesehen sind. Die
Betriebsspannung mag beispielsweise eine Kleinspannung oder eine Netzspannung umfassen. Die Betriebsspannung mag
insbesondere zwischen 10 und 250 Volt liegen.
Die Leuchtmodul-Leiterplatte kann weiterhin elektronische Bauteile tragen, wie beispielsweise Kondensatoren, Dioden, integrierte Schaltkreise oder Halbleiterleuchtelemente, insbesondere Leuchtdioden.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Leuchtmodul mit mindestens einer Leiterplatte, wobei mindestens eine
Leiterplatte eine Leuchtmodul-Leiterplatte wie oben
beschrieben ist. Dieses Leuchtmodul ermöglicht die gleichen Vorteile wie die Leuchtmodul-Leiterplatte und kann analog ausgebildet sein.
Unter einem Leuchtmodul kann insbesondere eine Licht
abstrahlende Einheit bzw. Modul verstanden werden, welche nicht zur eigenständigen Beleuchtung vorgesehen ist, sondern typischerweise zum Einbau in eine übergeordnete
Beleuchtungseinheit vorgesehen ist, z.B. in eine Leuchte oder ein Beleuchtungssystem. So weist das Leuchtmittel
typischerweise keinen eigenen Netzanschlussstecker o.a. auf. Andererseits ist das Leuchtmodul typischerweise auch nicht wie eine Lampe oder ein Leuchtmittel als ein einfacher
Verbrauchsgegenstand vorgesehen.
Es ist eine Ausgestaltung, dass das Leuchtmodul ein Gehäuse mit einer offenen Rückseite aufweist, die Leuchtmodul- Leiterplatte in dem Gehäuse untergebracht ist, die offene Rückseite mit einem Verschlusselement verschlossen ist, welches mindestens eine Durchkontaktierung aufweist, und mindestens ein Federkontakt der Leuchtmodul-Leiterplatte mindestens eine Durchkontaktierung des Verschlusselements kontaktiert .
Durch die Kontaktierung der Abschlussplatte über die
Federkontakte lässt sich eine einfache, sichere und
vielseitige elektrische Kontaktierung bereitstellen, die Gleichteilkonzepte unterstützt. Diese Ausgestaltung
ermöglicht unter anderem den Vorteil, dass das Leuchtmodul dichtend in dem Gehäuse verschließbar ist und insbesondere auch verschiedene Schutzklassen erfüllen kann, z.B. Schutzklassen vom Typ I, II oder III. Die Leuchtmodul- Leiterplatte ist dadurch auch vor einer Berührung usw.
geschützt .
Es ist eine Weiterbildung, dass das Gehäuse elektrisch leitfähig ist, z.B. aus Metall besteht. Dadurch mag
insbesondere ein Schutzleiter an das Gehäuse angeschlossen werden. Zudem wird so auch eine gute thermische Leitfähigkeit und folglich Wärmeableitung bereitgestellt.
Es ist eine Weiterbildung, dass das Verschlusselement die gleiche Zahl an Durchkontaktierungen aufweist wie
Federelemente an der Leuchtmodul-Leiterplatte vorhanden sind. So wird ein Leuchtmodul mit einem vergleichsweise geringen Materialaufwand bereitgestellt.
Es ist noch eine Weiterbildung, dass das Verschlusselement eine höhere Zahl an Durchkontaktierungen aufweist als
Federelemente an der Leuchtmodul-Leiterplatte vorhanden sind. So wird eine Verwendung eines standardisierten
Verschlusselements mit jeweils unterschiedlichen Leuchtmodul- Leiterplatten vereinfacht.
Es ist zudem eine Weiterbildung, dass das Verschlusselement eine geringere Zahl an Durchkontaktierungen aufweist als Federelemente an der Leuchtmodul-Leiterplatte vorhanden sind. Dies ermöglicht eine Verwendung einer Durchkontaktierung zur Bestromung mehrerer Federkontakte und so einen vereinfachten Aufbau, insbesondere Verdrahtung der Leuchtmodul- Leiterplatte .
Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass mindestens eine
Durchkontaktierung des Verschlusselements
rotationssymmetrisch ausgestaltet ist. Dadurch wird eine rotationsunabhängige Kontaktierung des Leuchtmoduls in einer das Leuchtmodul aufnehmenden Leuchtvorrichtung ermöglicht, z.B. einer Leuchte, einem Beleuchtungssystem usw. Auch mag so das Verschlusselement einfach in das Gehäuse eingeschraubt werden. Zu diesem Zweck fällt die Symmetrieachse der
rotationssymmetrischen Durchkontaktierung zweckmäßigerweise mit der Rotationsachse des Verschlusselements zusammen.
Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass mindestens eine
Durchkontaktierung des Verschlusselements
rotationssymmetrisch ausgestaltet ist. Dadurch wird eine rotationsunabhängige Kontaktierung des Leuchtmoduls in einer das Leuchtmodul aufnehmenden Leuchtvorrichtung ermöglicht, z.B. einer Leuchte, einem Beleuchtungssystem usw. Auch mag so das Verschlusselement einfach in das Gehäuse eingeschraubt werden. Zu diesem Zweck fällt die Symmetrieachse der
rotationssymmetrischen Durchkontaktierung zweckmäßigerweise mit der Rotationsachse des Verschlusselements zusammen.
Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass mindestens
Durchkontaktierung ringförmig ausgestaltet ist.
Als ringförmige und/oder rotationssymmetrische
Durchkontaktierung sollen in diesem Sinne auch
Durchkontaktierungen verstanden werden, die auf einer oder beiden Seiten des Verschlusselements jeweils ringförmige und/oder rotationssymmetrische Kontaktflächen aufweisen, wobei die Form der Verbindung zwischen den Kontaktflächen beliebig gestaltet sein kann. Es kann also beispielsweise eine Rotationssymmetrische Kontaktbahn über ein stiftförmiges Zwischenelement mit einer weiteren rotationssymmetrischen Kontaktbahn auf der gegenüberliegenden Seite verbunden sein.
Insbesondere mag eine Durchkontaktierung in Form eines
Anschlusspunkts vorliegen, welcher konzentrisch zu der mindestens einen ringförmigen Durchkontaktierung angeordnet ist. Dies vereinfacht beispielsweise eine
verwechslungssicherere Kontaktierung . Es ist auch eine Weiterbildung, dass das Gehäuse eine
hohlzylindrische Grundform aufweist, was einen
rotationsunabhängigen Einbau vereinfacht. So wird
beispielsweise auch ein Vorsehen eines Außengewindes an der äußeren Mantelfläche des Gehäuses zum Einbau des Leuchtmoduls ermöglicht. Es ist eine Weiterbildung davon, dass die
Leuchtmodul-Leiterplatte und/oder das Verschlusselement eine kreisscheibenförmige Grundform aufweisen. Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass eine Kontaktfläche des mindestens einen Federkontakts und/oder eine Kontaktfläche der mindestens einen Durchkontaktierung eine Oberflächenlage mit einer hohen Abriebfestigkeit aufweist. Die
Oberflächenlage kann insbesondere Dickgold oder ein Ni/Au- Gemisch, insbesondere Legierung, sein. Dadurch wird eine mechanisch besonders robuste und ausfallsichere Kontaktierung bereitgestellt .
Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass das
Verschlusselement eine Leiterplatte ist, insbesondere vom Typ FR oder CEM. Diese Art von Leiterplatte ermöglicht eine besonders einfache und preiswerte Möglichkeit einer
Integration galvanischer Prozesse. Es ist eine Weiterbildung davon, dass das eine Basismaterial der Leiterplatte CEM-1 bis CEM-5 aufweist, insbesondere CEM- 3. Alternativ oder zusätzlich mag das eine Basismaterial der Leiterplatte FR-2 bis FR-5, insbesondere FR-4, aufweisen. Es ist auch eine Ausgestaltung, dass das Leuchtmodul
mindestens ein mit der Leuchtmodul-Leiterplatte elektrisch verbundenes Lichtquellensubstrat mit mindestens einer daran angebrachten Lichtquelle aufweist und die Leuchtmodul-Leiterplatte mindestens ein elektrisches und/oder elektronisches Bauteil oder Baustein zum Betreiben der mindestens einen
Lichtquelle aufweist, z.B. einen integrierten Schaltkreis, Widerstand, Kondensator usw. Dies ermöglicht eine besonders hohe Belegungsdichte von Lichtquellen an dem
Lichtquellensubstrat und eine geschützte Unterbringung des zum Betreiben der Lichtquellen benötigten Treibers. Die Leuchtmodul-Leiterplatte kann insbesondere in diesem Fall auch als eine 'Treiberplatine' o.a. bezeichnet werden, allgemein jedoch auch als Funktionssubstrat o.a.
Es ist eine Weiterbildung davon, dass die Lichtquellen auf dem Lichtquellensubstrat angeordnet sind und der Treiber (bzw. dessen elektrische und elektronische Bauteile)
ausschließlich auf der Leuchtmodul-Leiterplatte angeordnet sind .
Es ist ferner eine Weiterbildung, dass die mindestens eine Lichtquelle mindestens eine Halbleiterlichtquelle aufweist. Bevorzugterweise umfasst die mindestens eine
Halbleiterlichtquelle mindestens eine Leuchtdiode. Bei
Vorliegen mehrerer Leuchtdioden können diese in der gleichen Farbe oder in verschiedenen Farben leuchten. Eine Farbe kann monochrom (z.B. rot, grün, blau usw.) oder multichrom (z.B. weiß) sein. Auch kann das von der mindestens einen
Leuchtdiode abgestrahlte Licht ein infrarotes Licht (IR-LED) oder ein ultraviolettes Licht (UV-LED) sein. Mehrere
Leuchtdioden können ein Mischlicht erzeugen; z.B. ein weißes Mischlicht. Die mindestens eine Leuchtdiode kann mindestens einen wellenlängenumwandelnden Leuchtstoff enthalten
(Konversions-LED) . Der Leuchtstoff kann alternativ oder zusätzlich entfernt von der Leuchtdiode angeordnet sein ("Remote Phosphor") . Die mindestens eine Leuchtdiode kann in Form mindestens einer einzeln gehäusten Leuchtdiode oder in Form mindestens eines LED-Chips vorliegen. Mehrere LED-Chips können auf einem gemeinsamen Substrat ("Submount") montiert sein. Die mindestens eine Leuchtdiode kann mit mindestens einer eigenen und/oder gemeinsamen Optik zur Strahlführung ausgerüstet sein, z.B. mindestens einer Fresnel-Linse,
Kollimator, und so weiter. Anstelle oder zusätzlich zu anorganischen Leuchtdioden, z.B. auf Basis von InGaN oder AlInGaP, sind allgemein auch organische LEDs (OLEDs, z.B. Polymer-OLEDs ) einsetzbar. Alternativ kann die mindestens eine Halbleiterlichtquelle z.B. mindestens einen Diodenlaser aufweisen .
Es ist außerdem eine Weiterbildung davon, dass das Substrat ein Keramiksubstrat ist, insbesondere aus einer elektrisch isolierenden Keramik wie A1N. Keramiken weisen den Vorteil einer typischerweise sehr guten Wärmeleitung von
beispielsweise mehr als 50 W/ (m-K) auf, so A1N von ca. 180 W/ (m-K) .
Es ist eine alternative Weiterbildung davon, dass das
Substrat eine Leiterplatte oder Platine ist, z.B. eine
Metallkernplatine.
Es ist ferner eine Weiterbildung davon, dass das
Lichtquellensubstrat mit der Leuchtmodul-Leiterplatte über mindestens einen elektrisch leitfähigen Kontaktstift, z.B. aus Kupfer, elektrisch verbunden ist. Der mindestens eine Kontaktstift kann beispielsweise in eine jeweilige,
insbesondere enge, Durchführung durch die Leuchtmodul-Leiterplatte eingeführt sein, insbesondere hindurchgeführt sein. Der Kontaktstift mag bevorzugt mit der Leuchtmodul-Leiter- platte elektromechanisch verbunden sein, z.B. durch Löten bzw. eine jeweilige Lotstelle.
Es ist eine Ausgestaltung davon, dass das
Lichtquellensubstrat außerhalb des Gehäuses angeordnet ist. Dies ermöglicht eine hohe Lichtausbeute ohne eine
Beeinflussung durch das Gehäuse. Zudem wird so eine effektive Wärmeabfuhr von den Lichtquellen durch Wärmekonvektion ermöglicht. Eine Abdeckung kann beispielsweise für eine oder mehrere Leuchtmodule gemeinsam durch die Leuchte usw.
bereitgestellt werden. Bei Verwendung eines Kontaktstifts zur elektrischen Verbindung des Lichtquellensubstrats mit der Leuchtmodul-Leiterplatte weist das Gehäuse eine entsprechende Durchführung auf. Es wird zur einfachen Kontaktierung
bevorzugt, dass eine durch das Gehäuse nach außen geführte Endfläche des Kontaktstifts als elektrische Kontaktfläche dient. Die Kontaktfläche kann beispielsweise als
Kontaktfläche für einen Bonddraht dienen, welcher
andererseits mit dem Lichtquellensubstrat verbunden ist.
Der Bonddraht kann z.B. aus Gold, Silber, Kupfer und/oder Aluminium bestehen. Die Kontaktfläche mag zur Herstellung oder Verbesserung ihrer Bondfähigkeit mit einer dafür
geeigneten Materiallage belegt sein, z.B. Ni/Au für
Bonddrähte aus Aluminium oder Ni/Pd/Au für Bonddrähte aus Gold. Insbesondere für den Fall, dass das Lichtquellensubstrat außerhalb des Gehäuses angeordnet ist, kann der Kontaktstift von einer elektrisch isolierenden Hülle umgeben sein, um eine elektrische Verbindung zu dem Gehäuse zu verhindern. Es ist auch eine Weiterbildung, dass das Gehäuse mindestens eine Befestigungseinrichtung zum (optionalen) Befestigen mindestens einer der mindestens einen Lichtquelle
nachgeschalteten Optik aufweist. Die mindestens eine Optik mag beispielsweise mindestens eine lichtdurchlässige
(transparente oder diffuse) Abdeckung, Reflektor, Linse,
Kollimator usw. umfassen. Es ist eine Weiterbildung davon, dass die Befestigungseinrichtung eine an einer Außenseite des Gehäuses angeordnete, zumindest sektorweise (insbesondere vollständig) umlaufende Nut aufweist. Die Nut mag
insbesondere das mindestens eine Lichtquellensubstrat
seitlich umgebend angeordnet sein, um eine baulich einfache Überdeckung der mindestens einen Lichtquelle zu ermöglichen.
Es ist eine alternative Ausgestaltung davon, dass das
Lichtquellensubstrat innerhalb des Gehäuses angeordnet ist. So wird eine dichte Unterbringung auch des
Lichtquellensubstrats und damit der Lichtquellen ermöglicht. Das Gehäuse kann dann zur Abstrahlung von durch die
mindestens eine Lichtquelle erzeugtem Licht beispielsweise eine lichtdurchlässige, insbesondere vorderseitig
angeordnete, Abdeckung aufweisen.
Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass das
Verschlusselement plattenförmig ausgebildet ist und an seinem Seitenrand Aussparungen aufweist, in welche an einer
Innenwand des Gehäuses angeordnete Vorsprünge eingreifen. Dadurch wird eine Rastbefestigung des Verschlusselements an dem Gehäuse ermöglicht. Die Rastbefestigung mag insbesondere ohne Werkzeug und durch einfaches Eindrücken des
Verschlusselements in das Gehäuse realisierbar sein. Die Vorsprünge mögen im Querschnitt beispielsweise eine
Dreiecksform oder eine Sägezahnform aufweisen. Die Aussparung und der Vorsprung sind insbesondere umlaufend aufgebildet, die Aussparung z.B. in Form einer Ringnut.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass die Leuchtmodul- Leiterplatte in dem Gehäuse vergossen ist. Dies ergibt den Vorteil, dass sie besonders fest in dem Gehäuse befestigbar ist. Darüber hinaus kann so eine effektive elektrische
Isolierung der auf der Leuchtmodul-Leiterplatte befindlichen stromführenden Bereiche gegenüber dem Gehäuse gewährleistet werden (falls das Vergussmaterial elektrisch isolierend ist, z.B. aus Silikon besteht) . Bei einem Vorliegen von
Kontaktstiften zur elektrischen Verbindung zwischen der
Leuchtmodul-Leiterplatte und dem Lichtquellensubstrat können diese ebenfalls mit vergossen sein, was auch ihre elektrische Isolierung und mechanische Befestigung verstärkt.
Es ist eine Weiterbildung, dass das Gehäuse vollständig mit der Vergussmasse gefüllt ist. Es ist eine alternative
Ausgestaltung, dass das Gehäuse nur teilweise mit der
Vergussmasse gefüllt ist und insbesondere einen beweglichen
Teil des mindestens einen Federkontakts freilässt, also dafür eine Freistellung bildet. Dies ergibt den Vorteil, dass ein Aufsatz, eine Anpassung und/oder ein Austausch des Abdeckelements auch bei eingebrachtem Verguss problemlos möglich ist. Es ist eine Weiterbildung, dass die Vergussmasse eine Freistellung bezüglich des Verschlusselements
bereitstellt, dieses also nicht vergossen ist.
Zur großflächigen Verteilung der zugehörigen Vergussmasse mag die Leuchtmodul-Leiterplatte mindestens einen Kanal,
bevorzugt mehrere Kanäle, aufweisen, z.B.
Verguss/Entlüftungs-Bohrungen . Für den Fall, dass der Verguss bei bereits aufgesetztem Verschlusselement durchgeführt werden soll, wird es bevorzugt, dass das Verschlusselement mindestens einen Kanal, bevorzugt mehrere Kanäle, aufweist, z.B. Verguss/Entlüftungs-Bohrungen .
In den folgenden Figuren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels schematisch genauer beschrieben. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
Fig.l zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht ein
Leuchtmodul gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel; Fig.2 zeigt das Leuchtmodul gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel in einer Ansicht von oben;
Fig.3 zeigt das Leuchtmodul gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel in einer Ansicht von unten;
Fig.4 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht einen
Ausschnitt aus einem Leuchtmodul gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel; und
Fig.5 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht einen
Ausschnitt aus einem Leuchtmodul gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
Fig.l zeigt ein Leuchtmodul 11 zum Einbau in einer Leuchte, einem Leuchtensystem usw. Das Leuchtmodul 11 weist ein metallisches Gehäuse 12 mit einer hohlzylinderartigen Grundform auf, welches eine
grundsätzlich geschlossene Vorderseite 13 und eine offene Rückseite 14 aufweist. In dem Gehäuse 12 ist eine
kreisscheibenförmige Leuchtmodul-Leiterplatte 15 mit CEM-3 oder FR-4 als deren Basismaterial untergebracht. Zur
einfachen und korrekten Positionierung der Leuchtmodul- Leiterplatte 15 liegt diese mit einem äußeren Rand ihrer Vorderseite auf einem innenseitigen Vorsprung 16 oder
Verjüngung des Gehäuses 12 auf.
Die Leuchtmodul-Leiterplatte 15 ist über zwei senkrecht stehende, elektrisch leitfähige Kontaktstifte 17 mit einem Lichtquellensubstrat 18 elektrisch verbunden. Das
Lichtquellensubstrat 18 ist außerhalb des Gehäuses 12
angeordnet, und zwar liegt es mit seiner Rückseite flächig auf der Vorderseite 13 des Gehäuses 12 auf, hier über einen Wärmeleitkleber 40. Eine freie Vorderseite 19 des
Lichtquellensubstrats 18 ist mit mehreren Lichtquellen in Form von, z.B. weiß leuchtenden, Leuchtdioden 20 ausgerüstet, wie auch in Fig.2 gezeigt. Das Lichtquellensubstrat 18 besteht aus Aluminiumnitrid (A1N) , so dass die Leuchtdioden 20 elektrisch gegen das Gehäuse 12 isoliert sind, aber über einen nur geringen thermischen Widerstand mit dem dann als Kühlkörper wirkenden Gehäuse 12 verbunden sind.
Die Kontaktstifte 17 führen einerseits durch jeweilige enge Durchführungen 21 durch die Leuchtmodul-Leiterplatte 15 und sind mit dieser rückseitig an einer Lötstelle 41 elektrisch und mechanisch miteinander verbunden. Andererseits ragen die Kontaktstifte 17 durch entsprechende Durchführungen 22 des Gehäuses 12 und des Lichtquellensubstrats 18. Um eine
elektrische Verbindung zwischen dem Gehäuse 12 und dem jeweiligen Kontaktstift 17 zu verhindern, ist ein bezüglich der Leuchtmodul-Leiterplatte 15 vorderseitiger Abschnitt der Kontaktstifte 17 von einer elektrisch isolierenden Hülle 23, z.B. aus Kunststoff, seitlich umgeben. Eine durch das Gehäuse 12 nach außen geführte Endfläche 24 des Kontaktstifts 17 dient als elektrische Kontaktfläche für einen jeweiligen Bonddraht 25. Der jeweilige Bonddraht 25 ist wiederum mit dem Lichtquellensubstrat 18, z.B. über einen sog. Bondpad 42 davon, verbunden. Das bzw. die Bondpads 42 sind über nicht gezeigte Verdrahtungen mit den Leuchtdioden 20 verbunden. Anstelle eines Bondpads 42 kann z.B. auch eine
Lötkontaktfläche oder 'Solderpad' verwendet werden. Die Endfläche 24 des Kontaktstifts 17 mag eine besonders gut bondfähige oder lötfähige Lage (o.Abb.) aufweisen.
Die Leuchtmodul-Leiterplatte 15 weist mehrere elektrische und/oder elektronische Bauteile 26 auf, welche einen Treiber zum Betreiben der Leuchtdioden 20 bilden. Die Leuchtmodul- Leiterplatte 15 dient also als Treiberplatine. Über die
Kontaktstifte 17 wird ein mittels der Bauteile 26 erzeugtes Betriebssignal an die Leuchtdioden 20 angelegt. Die Bauteile 26 sind zumindest teilweise SMD-Bauteile, was ihre einfache Aufbringung erleichtert, insbesondere mittels eines Reflow- Lötverfahres .
An der Vorderseite 13 des Gehäuses 12 befindet sich ferner eine Befestigungseinrichtung zum Befestigen mindestens einer den Leuchtdioden 20 gemeinsam nachgeschalteten Optik
(o.Abb.). Die Befestigungseinrichtung ist in Form einer radial seitlich ausgerichteten, umlaufend um das
Lichtquellensubstrat 18 bzw. die Leuchtdioden 20 umlaufenden Nut 27 ausgebildet, welche z.B. Durchbrüche zum Befestigen mittels einer Steck/Dreh-Verbindung oder Bajonett-Verbindung aufweisen kann.
An der außenseitigen oder äußeren Mantelfläche des Gehäuses 12 befindet sich ein Außengewinde 28 zum Einbau des
Leuchtmoduls 11.
Die offene Rückseite 14 des Gehäuses 12 mit einem
kreisscheibenförmigen Verschlusselement in Form einer weiteren Leiterplatte, der Verschlussleiterplatte 29,
verschlossen, wie in Draufsicht in Fig.3 gezeigt. Die
Verschlussleiterplatte 29 weist eine innere, punktförmige Durchkontaktierung 30 und eine dazu konzentrisch angeordnete äußere, ringförmige Durchkontaktierung 31 auf. Diese Form der Durchkontaktierungen 30, 31 ermöglicht eine
rotationsunabhängige, vergleichsweise verwechslungssichere Kontaktierung . Unterseitig und damit außenseitig können die Durchkontaktierungen 30, 31 auf beliebige Art kontaktiert werden, z.B. durch Löten. Die Verschlussleiterplatte 29 dichtet das Gehäuse 12 und die darin aufgenommene
Leuchtmodul-Leiterplatte 15 ab, z.B. zum Erreichen einer gewünschten Schutzklasse. Die Durchkontaktierungen 30, 31 weisen oberseitig (in das Gehäuse 12 gerichtet) und unterseitig (außenseitig)
verbreiterte Kontaktflächen 30o und 30u bzw. 31o und 31u auf, was deren Kontaktierung, Verlötung usw. erleichtert. Mit der Leuchtmodul-Leiterplatte 15 sind die
Durchkontaktierungen 30, 31 bzw. deren oberseitige
Kontaktflächen 30o, 31o über zwei Federkontaktstifte 32, 33 verbunden. Folglich kann der mittels der Bauteile 26
gebildete Treiber über die Durchkontaktierungen 30, 31 und weiter die Federkontaktstifte 32, 33 versorgt oder gespeist werden, z.B. mit einer Netzspannung. Die Federkontaktstifte 32, 33 sind an der Unterseite der Leuchtmodul-Leiterplatte 15 durch Reflow-Löten angebracht worden und erzeugen an den Durchkontaktierungen 30 bzw. 31 einen Druckkontakt. An den Kontaktflächen 30o, 30u, 31o, 31u der Durchkontaktierungen
30, 31 befindet sich eine abriebfeste Oberflächenlage in Form z.B. einer Ni/Au-Legierung .
Zur Befestigung an dem Gehäuse 12 weist die
Verschlussleiterplatte 29 an ihrem Seitenrand sägezahnförmige Aussparungen 36 auf, in welche an einer Innenwand des Gehäuses 12 angeordnete, konforme Vorsprünge 37 rastend eingreifen .
Insbesondere auch zur elektrischen Isolierung gegenüber dem Gehäuse 12 ist die Leuchtmodul-Leiterplatte 15 in dem Gehäuse 12 vergossen, z.B. mit Silikon als Vergussmasse 38. Die
Kontaktstifte 17 und ihre Hüllen 23 sind mitvergossen.
Jedoch sind die Federkontaktstifte 32, 33 bzw. deren
verschieblich gelagerte Stifte 34 nicht vergossen, so dass sie beweglich bleiben. Dies wird durch eine entsprechende Freistellung 35 erreicht.
Zur großflächigen Verteilung der zugehörigen Vergussmasse 38 weisen sowohl die Leuchtmodul-Leiterplatte 15 als auch die
Verschlussleiterplatte 29 mehrere durchgehende Kanäle in Form von Verguss/Entlüftungsbohrungen 39 auf, wobei die
Verguss/Entlüftungsbohrungen 39 der Verschlussleiterplatte 29 dicht verschlossen sind.
Fig.4 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht einen Ausschnitt aus einem Leuchtmodul 51. Das Leuchtmodul 51 ist ähnlich zu dem Leuchtmodul 11 aufgebaut, außer dass nun die Kontaktstifte 52, von denen hier einer beispielhaft gezeigt ist, zur Verbindung der Leuchtmodul-Leiterplatte 15 mit dem Lichtquellensubstrat 18 als kaltverschweißbare oder
kaltverstemmbare ('Pressfit-') Kontaktstifte 17 ausgestaltet sind . Der Kontaktstift 52 weist an seinem an der Leuchtmodul- Leiterplatte 15 befestigten (unteren) Ende einen
kaltverformbaren Endbereich 53 auf, welcher in die enge
Durchführung 21 eingesetzt ist und leicht nach unten
herausragen mag. Zur elektrischen Kontaktierung und
mechanisch stabilen Halterung ist in die Durchführung eine metallische oder metallisierte Hülse 54 eingesetzt. Der Endbereich 53 wird zunächst in die Hülse 54 eingesetzt und dann durch Kaltverstemmen so verbreitert, dass er in einer Presspassung in der Hülse 54 kraftschlüssig bzw.
reibschlüssig befestigt ist. Die Hülse 54 dient als
elektrischer Kontakt der Leuchtmodul-Leiterplatte 15, so dass auf ein Verlöten oder eine andere thermisch belastende
Verbindungsmethode verzichtet werden kann.
Die isolierende Hülle 23 ist erst an einem Abschnitt des Kontaktstifts 52 oberhalb des Endbereichs 53 vorhanden.
Fig.5 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht einen Ausschnitt aus einem Leuchtmodul 61 gemäß einem dritten
Ausführungsbeispiel. Das Leuchtmodul 51 ist ähnlich zu dem Leuchtmodul 11 aufgebaut, außer dass nun die elektrisch isolierende Hülle 62 an ihrem in das Lichtquellensubstrat 18 eingeführten (oberen) Endbereich eine umlaufende Verjüngung, hier in Form einer umlaufenden Stufe 63, aufweist, um eine Kriechstrecke zu verlängern und eine Anschlagstelle für eine Mechanik bereitzustellen.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt. So mögen die kaltverstemmbaren Kontaktstifte zusätzlich oder alternativ an dem Lichtquellensubstrat 18 kaltverstemmbar oder kaltverstemmt sein.
Auch mag beispielsweise ein oberseitiger Endabschnitt des Kontaktstifts, welcher in dem Lichtquellensubstrat verläuft, keine isolierende Hülle aufweisen.
Zudem mögen mehrere Leuchtmodul-Leiterplatten in dem Gehäuse untergebracht sein, welche insbesondere zueinander
beabstandet und insbesondere parallel zueinander ausgerichtet sind. Die Leuchtmodul-Leiterplatten können untereinander bevorzugt durch Kontaktstifte elektrisch verbunden sein. Allgemein ist die Belegung der Leiterplatte (n) / Substrat (e) nicht auf Lichtquellen oder Treiberbauteile beschränkt. Allgemein können die Leiterplatte (n) / Substrat (e) als
Funktionssubstrate bezeichnet werden, z.B. das
Lichtquellensubstrat als eine mögliche Ausbildung eines ersten Funktionssubstrats und die Leuchtmodul-Leiterplatte als eine mögliche Ausbildung eines zweiten
Funktionssubstrats.
Bezugs zeichenliste
11 Leuchtmodul
12 Gehäuse
13 geschlossene Vorderseite des Gehäuses
14 offene Rückseite des Gehäuses
15 Leuchtmodul-Leiterplatte
16 innenseitiger Vorsprung
17 Kontaktstift
18 Lichtquellensubstrat
19 freie Vorderseite des Lichtquellensubstrats
20 Leuchtdiode
21 Durchführung der Leuchtmodul-Leiterplatte
22 Durchführung des Gehäuses
23 isolierende Hülle
24 Endfläche des Kontaktstifts
25 Bonddraht
26 Bauteil
27 Nut
28 Außengewinde
29 Verschlussleiterplatte
30 innere, punktförmige Durchkontaktierung
30o oberseitig verbreiterte Kontaktfläche
30u unterseitig verbreiterte Kontaktfläche
31 äußere, ringförmige Durchkontaktierung
31o oberseitig verbreiterte Kontaktfläche
31u unterseitig verbreiterte Kontaktfläche
32 Federkontaktstift
33 Federkontaktstift
34 verschieblich gelagerter Stift
35 Freistellung
36 Aussparung
37 Vorsprung Vergussmasse
Verguss /Entlüftungsbohrung
Wärmeleitkleber
Lötstelle
Bondpad
Leuchtmodul
Kontaktstift
Endbereich
Hülse
Leuchtmodul
isolierende Hülle
Stufe