CN102217430B - 具有两个电路板的照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种照明装置(9)，其包括至少一个光源、尤其是至少一个发光二极管(LED)(11a)以及至少部分相叠地并且优选近似平行地来设置的至少两个电路板(6，10)。根据本发明，所述至少两个电路板(6，10)借助至少一个插塞连接元件(1)连接，其中所述插塞连接元件(1)在至少一侧上构建为压配合插头(2)。

Description

具有两个电路板的照明装置
技术领域
本发明涉及一种照明装置，该照明装置包括至少一个光源、尤其是至少一个发光二极管(LED)以及至少部分相叠地并且优选近似平行地来设置的至少两个电路板。本发明同样涉及一种用于制造这种照明装置的方法。
背景技术
照明装置、尤其是具有至少一个发光二极管(LED)的这种照明装置常常包括多个电路板，在这些电路板上设置有驱动照明装置所需的电子器件。在装备有LED的照明装置的情况下，在其上常常也设置有发光二极管本身。
因为LED以及其他电子部件在工作中会生成极大的热量，所以这些部件优选地设置在良好导热的电路板、诸如金属芯板上，而其他部件施加在由塑料构成的简单电路板上。在此，电路板本身常常出于位置原因而至少部分相叠地设置。
然而，在这些照明装置中有问题的是电路板彼此间的电连接。尤其是在金属芯板中，连接实际上借助SMD(表面安装器件)插塞连接器或者通过直接焊接线缆而是可能的，这引起高的制造开销并且必须提供多个部件。
发明内容
因此，本发明的任务是提供一种照明装置以及一种用于制造这样的照明装置的方法，该照明装置包括至少一个光源、尤其是至少一个发光二极管(LED)以及至少部分相叠地并且优选近似平行地来设置的至少两个电路板，由此可以以简单的方式在这两个电路板之间建立电连接。
该任务在装置方面通过权利要求1的特征部分来解决，以及在方法方面通过权利要求12的特征部分来解决。
特别有利的扩展方案在从属权利要求中得出。
通过借助至少一个插塞连接元件连接至少两个电路板的方式，其中插塞连接元件在至少一侧上构建为压配合插头，提供一种简单的可能性来将电路板彼此电连接。压配合插头可以在没有焊接连接的情况下被引进到电路板的区域中的合适开口中，由此可以省去焊接。由此，不仅节省了工作步骤，而且避免了焊接连接的缺点。其尤其在于连接缺少灵活性和可拆卸性以及相关的和周围的部件的热负荷。在将电路板彼此定位时的小的尺寸公差可以通过压配合插头的常见造型来补偿。此外，本发明实现了紧凑的结构，因为插塞连接元件仅需较少位置并且例如可以省去复杂的插头或者线缆连接。
有利的是，插塞连接元件在背离压配合插头的侧上至少分区段地具有电绝缘包封部，尤其是实际上在所有侧均被电绝缘包封部围绕。由此，该侧可以与带电压的部分接触，而不必建立到这些带电压的部分的电接触。这尤其在插塞连接元件在第二电路板的区域中会与多个带电压的区域接触时是特别有利的，因为以这样限定的方式可建立到确定的区域的接触。
通过至少两个电路板的至少一个第一电路板具有在该电路板的主要面积上伸展的至少一个导电区域，尤其是至少第一电路板被构建为金属芯板的方式，该电路板可以特别良好地用于导热，但是也用于分布电能或用于大面积的接触。
适宜地，至少一个电路板具有至少一个孔，用于容纳插塞连接元件。由此实现特别简单的结构，因为可省去用于容纳插塞连接元件的特定的保持装置或者衬套。
有利地，构建有至少一个孔，用于容纳压配合插头。由此可以省去用于容纳压配合插头的独立的衬套。
通过构建用于容纳压配合插头的孔具有至少部分导电的区段的方式，可以以简单的方式对压配合插头进行接触。其节省了独立的电接触，并且借助插塞过程不仅建立机械连接而且建立电连接。
通过构建用于容纳插塞连接元件的电绝缘包封部的至少一个孔的方式，保证了插塞连接器的该部分可靠地被保持在进行容纳的电路板中。
有利地，插塞连接元件在背离压配合插头的侧上具有至少一个焊接端子。由此，可以以简单的方式将背离压配合插头的侧与相关的电路板连接。
有利的是，在背离压配合插头的侧上至少分区段地围绕插塞连接元件的电绝缘包封部在背离压配合插头的侧上具有与在朝向压配合插头的侧上不同的横截面。由此，例如可以阻止通过插塞连接元件沿着某方向通过电路板滑出并且于是简化该插塞连接元件的装配。以该方式也可以阻止：从错误侧引入插塞连接元件。
如果电绝缘包封部的横截面在背离压配合插头的侧上大于在朝向压配合插头的侧上，则避免将插塞连接元件过深地插塞到容纳电绝缘包封部的电路板中。
如果电绝缘包封部的横截面在朝向压配合插头的侧上大于在背离压配合插头的侧上，则阻止：在将压配合插头引入到确定用于容纳其的电路板中时，插塞元件被通过设计用于容纳电绝缘包封部的电路板向上挤压。
通过电绝缘包封部至少分区段地具有非旋转对称的横截面的方式，可以以有利的方式实现对于插塞连接元件的扭转保护。这于是尤其在如下情况下有效，该情况为：在容纳电绝缘包封部的电路板上通过孔和/或在孔附近的部件的至少一个区段的造型实现插塞连接元件在旋转方向上的固定。然而，在电路板的区域中没有精确适配的配对物的情况下，非旋转对称的横截面可以是有帮助的，以便识别并且必要时校正插塞连接元件的取向。
在本发明的一个扩展方案中适宜的是：照明装置具有至少一个灯头，并且至少一个电路板以机械方式和电方式与灯头连接。这种照明装置大多被考虑为用于替代常规灯的所谓的改型解决方案，并且因而在其空间伸展方面非常有限，而且在形状方面被确定，使得特别重要的是以特别简单和节省位置的方式连接这两个电路板。
有利地，根据本发明的照明装置以如下方法来制造：在该方法中，在第一步中，借助于背离压配合插头的部分将插塞连接元件引入到第一电路板中，并且在第二步中，将压配合插头引入到第二电路板中的孔中。这是特别简单的制造方法，因为在引入背离压配合插头的部分的情况下，在同时在纵向方向上可移动的情况下能够实现在相对于插塞连接纵轴的横向方向上将插塞连接元件精确地定位在电路板中，而在压配合的情况下这不是毫无困难地可能的，因为一旦建立了压配合，尤其是压配合插头的移动仅在大开销的情况下并且有损毁电路板的危险地是可能的。
此外有利的是：优选地在第二步与第三步之间，优选地借助焊接工艺、尤其是借助回流焊接将背离压配合插头的部分与第一电路板电连接。在该时刻，两个电路板还彼此分离，因此可以简单地进行焊接。
此外有利的是：在将压配合插头引入到第二电路板中时，将插塞连接元件在背离压配合插头的侧上借助冲头固定。由此，可靠地避免插塞连接元件从第一电路板滑出，而无需用于将插塞连接元件固定在第一电路板中的高开销的机械固定装置。
附图说明
以下将借助实施例进一步阐述本发明。其中：
图1示出了根据本发明的照明装置的插塞连接元件，
图2示出了根据本发明的第一照明装置，
图3示出了在根据本发明的照明装置中的插塞连接元件的另一实施形式，
图4示出了根据本发明的照明装置的两个另外的实施形式。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的具有压配合插头2和销钉状的、背离压配合插头2的部分3的插塞连接元件1，该部分3在所有侧均被电绝缘包封4围绕。将聚酰胺材料PA 6用作用于包封插塞连接元件的绝缘材料，但是根据要求，其它材料对于本领域技术人员而言也是常用的。
在背离压配合插头2的部分3上固定有两个连接线5，这两个连接线5用作焊接端子，用于使插塞连接元件1与第一电路板6电接触。圆柱状插塞连接元件1在压配合插头2的区域中被展平，也就是说，横截面在一个方向上变窄并且在与该方向正交走向的方向上扩宽。在该展平的部分中有开口7。在尖端，压配合插头2又在圆柱状部分8中结束，该圆柱状部分在前部被倒圆。
插塞连接元件1在根据本发明的照明装置9中通过根据本发明的方法来引入，这借助于图2来说明。
在图2中示出的实施例中，照明装置9主要包括实施为金属芯板6的第一电路板6、实施为(诸如FR4型的)常规电路板10的第二电路板10。两个电路板6、10装配有电子部件11、11a，其中在金属芯板10上基于更好的导热而施加有照明装置9的发光二极管11a。器件11、11a实施为SMD部件。
常规的第二电路板10设置有用于容纳压配合插头2的孔钻12，该孔内铺有导电材料13。该材料13通常与用于印制导线14的材料相同、即优选为铜或基于铜的合金，并且与至少一个印制导线14电连接。优选地，衬里13与印制导线14一起来施加。
在背离压配合插头2的侧上，插塞连接元件1以电绝缘包封部4保持在孔15中，并且借助连接线5与印制导线14a电连接，这些印制导线又设置在电绝缘层16上。
在制造照明装置9时，首先将插塞连接元件1引入到孔15中，并且例如借助回流焊接过程将连接线5与印制导线14a连接。为此，借助于根据现有技术的表面处理(例如化学锌涂层)预备印制导线14a。
在焊接过程的范围中也可以焊接其余的部件11a。接下来，将两个电路板6、10带到合适的位置中，并且使其彼此移近(herangeführt)为使得压配合插头2引入到孔12中。在此，借助杆冲头17阻止：插塞连接元件1被向上从第一电路板6挤出并且连接线5被扯掉。接下来，电路板6、10借助在此未示出的固定装置以机械方式来固定。
在图3中，在安装好的状态中示出了根据本发明的插塞连接元件1的两个另外的实施形式。在两个实施形式中，绝缘包封具有带有扩大的横截面的区域18，使得阻止插塞连接元件1通过电路板6滑出。
在根据图3a的实施形式中，绝缘层18在安装好的状态下近似平面地被设置在绝缘层16中，由此，连接线5可以平坦地朝着侧面来引离(wegfuehren)。这能够实现：在制造照明装置时将冲头17平面地放置在电路板6上，这简化插塞连接元件1相对于电路板6的正确定位。此外，在所示出的结构中插塞连接元件1并未在很大程度上突出于电路板6，这例如简化了将诸如反射器或者光学装置的另外的器件施加在电路板6上并且不干扰从发光二极管11a发出的光的光路。此外，区域18并非旋转对称地来构建。通过在电路板6的绝缘层16中的凹处19的合适造型可以因此实现扭转保护。在此，凹处19和区域18的精确造型由对扭转安全性的要求来给出，可能的是诸如三角形、矩形、星形、椭圆或者完全不规则成形的横截面，其中凹处19和区域18的横截面也可以不同，即例如在矩形凹处19中的方形区域18.
然而在图3b中，绝缘包封在区域18a中向上延长，使得连接线5可以朝着侧面来引离并且被保护不在放置冲头18时受损害。
图4示出根据本发明的照明装置9的两个不同的实施形式，其中其分别涉及所谓的改型LED灯9，这些改型LED灯9可以用作常规白炽灯的替代品。除了带有发光二极管11a和插塞连接元件1的两个电路板6、10之外，照明装置9还包括灯头20以及灯泡21，该灯泡不仅保护包含在其内部的器件6、10、11、11a免受损害和环境影响并且阻止接触带电压的部件，而且给用户提供常规白炽灯的外观。
设置有机械固定元件22用于保持电路板6、10，而根据本发明借助插塞连接元件1实现电连接。由此，照明装置9的安装有利地进行为使得首先常规电路板10与灯头20连接，其中这或者(如在图4a中所示的那样)借助线缆连接23进行或者可以(如在图4b中所示的那样)借助另一常规电路板24进行，该常规电路板24与常规电路板10经由在这种电路板10、24的情况下常见的连接(例如借助常规的插塞连接器和扁平带状电缆)来连接。常规电路板10在该实施例中主要用于借助插塞连接元件1建立与金属芯板6的接触。
接下来，装配有插塞连接元件1的金属芯板6(如上所描述的那样)定位在常规电路板10之上，并且压配合插头2引入到常规电路板10的孔12中。同时经由机械连接元件22固定金属芯板6。
当然，代替所示出的实施例，本发明的其他实施形式也是可能的。于是，除了在这些实施例中示出的部件之外，照明装置例如还可以包括诸如光学元件、冷却体或者壳体的另外的部件。插塞连接元件1的实施形式也可不同于所示出的变型方案，其方式例如是该插塞连接元件在两侧均具有压配合插头2。
同样可可能的是，包封部在朝向压配合插头2的侧上的具有比在背离压配合插头2的侧上更大的横截面。除了在实施例中示出的带有阶梯型(abgesetzten)的包封部部分的变型方案之外，包封部也可以在其横截面方面连续变化并且于是例如可以圆锥状或者棱锥状地来构建。插塞连接元件1的横截面也不必是圆的，而是可以采用任意其他形状、尤其是方形或者六边形。
对于压配合插头2的设计，对于本领域技术人员而言同样已知不同的形状，其中插头不必包含开口7。此外，设置用于容纳压配合插头2的孔12在其造型以及衬里的形状方面可以适配于特别的要求。常见的可能性在于本领域技术人员的知识。
两个电路板6、10相对于彼此的设置以及电路板6、10本身的类型当然也可以偏离所示的实施例。尤其是，在电路板6、10之间不需要完全重叠，如也在图4中在右侧所示的那样。
此外，通过在电路板6、10中的孔12、15的适当倾斜可以补偿平行性的轻微偏差。
与对于在电路板14、14a上施加和接触11、11a一样，对于表面处理电路板6、10和设置在其上的印制导线14、14a也公知多种方法。这也适用于插塞连接元件1的背离压配合插头2的部分3的接触。

Claims (15)

1.一种照明装置(9)，其包括至少一个光源以及至少部分相叠地并且近似平行地来设置的至少两个电路板(6，10)，其特征在于，所述至少两个电路板(6，10)借助至少一个插塞连接元件(1)连接，其中所述插塞连接元件(1)在至少一侧上构建为压配合插头(2)，所述插塞连接元件(1)在背离压配合插头(2)的侧(3)上至少分区段地具有电绝缘包封部(4)，至少一个所述电路板(6，10)具有至少一个孔(12，15)以容纳插塞连接元件(1)，所述至少一个孔(15)构建用于容纳所述插塞连接元件(1)的电绝缘包封部(4)。
2.根据权利要求1所述的照明装置(9)，其特征在于，所述至少一个光源是至少一个发光二极管。
3.根据权利要求1所述的照明装置(9)，其特征在于，所述侧(3)的所有侧上均被电绝缘包封部(4)围绕。
4.根据权利要求1至3之一所述的照明装置(9)，其特征在于，所述至少两个电路板(6，10)的至少一个第一电路板(6)具有在所述电路板(6)的主要面积上伸展的至少一个导电区域。
5.根据权利要求4所述的照明装置(9)，其特征在于，至少所述第一电路板(6)构建为金属芯板(6)。
6.根据权利要求1所述的照明装置(9)，其特征在于，所述至少一个孔(12)构建用于容纳压配合插头(2)。
7.根据权利要求1所述的照明装置(9)，其特征在于，所述构建用于容纳压配合插头(2)的孔(12)具有至少部分导电的区段(13)。
8.根据权利要求1所述的照明装置(9)，其特征在于，所述插塞连接元件(1)在背离压配合插头(2)的侧(3)上具有至少一个焊接端子(5)。
9.根据权利要求1所述的照明装置(9)，其特征在于，在背离压配合插头(2)的侧(3)上至少分区段地围绕所述插塞连接元件(1)的电绝缘包封部(4)在背离压配合插头(2)的侧上具有与在朝向压配合插头(2)的侧上不同的横截面。
10.根据权利要求1所述的照明装置(9)，其特征在于，电绝缘包封部(4)至少分区段地具有非旋转对称的横截面。
11.根据权利要求1所述的照明装置(9)，其特征在于，该照明装置(9)具有至少一个灯头(20)，并且至少一个电路板(6，10)以机械方式和电学方式与所述灯头(20)连接。
12.一种用于制造根据权利要求1至11之一所述的照明装置(9)的方法，其特征在于，在第一步中，将所述插塞连接元件(1)借助于背离压配合插头(2)的部分(3)引入到第一电路板(6)中，并且在第二步中，将压配合插头(2)引入到第二电路板(10)中的孔(12)中。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在第一步与第二步之间，借助焊接工艺将所述插塞连接元件(1)的背离压配合插头(2)的部分(3)与所述第一电路板(6)电连接。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述焊接工艺为回流焊接。
15.根据权利要求12至14之一所述的方法，其特征在于，在将压配合插头(2)引入到第二电路板(10)中时借助冲头(17)将所述插塞连接元件(1)固定在背离压配合插头(2)的侧(3)上。
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