CN111183313A - 具有中介层的柔性发光二极管照明条带 - Google Patents
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Abstract
一种柔性照明条带（100），包括多个LED（22），所述多个LED（22）被布置成至少两组，每组包括至少两个串联连接的LED（22）。至少两组LED（22）平行于作为外部线路（12，14）的至少阳极轨道（12）和阴极轨道（14）布置。第一组的最后一个LED（22）被布置为邻近第二组的第一个LED（22）。外部线路（12，14）中的每一条由作为弯曲构建区的基本上圆形的导线（30）组成。具有基本上圆形导线（30）的第三导线线路（15）被布置在能够承受压缩和/或拉伸应力的外部线路（12，14）之间。每组中的至少一个LED（22）安装在中介层（24）上，由此中介层（24）接触所有三条导线线路（12，14，15）。
Description
技术领域
本发明涉及一种柔性照明条带，其包括以纵向布置的多个发光二极管（LED）。本发明还涉及一种包括这种柔性照明条带的灯组件。本发明最后涉及一种包括这种车辆灯组件的车辆尾灯或车辆前灯。
背景技术
柔性发光二极管带用于越来越多的照明应用。在许多情况下，光学元件（诸如比如透镜、反射器和/或准直器和/或光导）被布置在发光二极管的前面以改变光发射，以获得期望特性的发射光束。发光二极管带的可弯曲性或顺应性允许装配在对应的应用中，例如集成在弯曲的汽车主体框架中的车辆灯组件。柔性发光二极管带的可靠性是一关键特征，尤其是针对机动车应用。
例如，US 2009/0296382 A1公开了一种柔性发光二极管带。该柔性发光二极管带具有用于附接柔性发光二极管带的基底和可连接到该基底的至少部分透光的覆盖物，其中在彼此连接的状态下，基底和覆盖物形成用于柔性发光二极管带的容纳腔。
发明内容
本发明的目的是提供一种柔性照明条带，其包括多个具有改进的可靠性的发光二极管，由此将提供一种简单且改进的机械对称配置。
本发明由独立权利要求限定。从属权利要求限定有利的实施例。
根据第一方面，提供了一种包括多个发光二极管的柔性照明条带。发光二极管被布置成至少两组。每组包括至少两个以电串联连接布置的发光二极管。该至少两组被布置在具有作为外部线路的至少一阳极轨道和一阴极轨道的电路中，其中该至少两组发光二极管平行于阳极轨道和阴极轨道布置。该至少两组以纵向布置来布置，使得第一组的最后一个发光二极管被布置为邻近第二组的第一个发光二极管。外部线路中的每一条由具有基本圆形截面的导线线路组成，由此外部线路的导线包括能够通过弹性变形来承受和吸收压缩和/或拉伸应力的弯曲区。该电路提供第三导线线路，该第三导线线路具有布置在外部线路之间的作为中心线路的基本圆形导线。第三导线线路优选为中心导线线路。
使用圆形导线形式，比如在热机械循环应力测试（机动车应用通常需要的-40C/125C 5秒/30分钟的排水/停留持续时间）期间存在的施加在柔性照明条带上的力在圆形导线内均等分布。因此，圆形导线形式能够比方形引线框架线路更好地承受和吸收应力，并允许通过机动车应用所需的应力测试。
优选地，每组的至少一个发光二极管安装在中介层上，由此中介层有利地接触所有三条导线线路。弯曲的外部导线区然后位于这些中介层之间。优选地，中介层充当散热器。中介层可以承载一个或多个另外的电气部件，比如电阻器。
对于组中的至少两个中介层而言，电连接的路线可以是不同的，比如盘布局和过孔位置可以不同。
对于一组内的两个或更多个发光二极管而言，具有变化的电气路线的三个不同种类的中介层是优选的。
特别是对于一组内的三个和更多个发光二极管而言，具有变化的电气路线的三个不同种类的中介层是优选的。
第三导线也可以是弯曲的。
在本发明的优选实施例中，第三导线线路是分段的。
在本发明的有利实施例中，第三导线线路基本上由直导线段制成。
在本发明的优选实施例中，第三导线线路的至少一段通过非载流导线段连接两个相邻组的邻近中介层的两个非载流耦合盘。
外部导线弯曲优选在一个平面中指向外部。
中心导线弯曲优选不在由外部导线限定的平面中。
在本发明的有利实施例中，中心导线弯曲垂直于由外部导线限定的平面。
在本发明的优选实施例中，中介层中的一个位于所有组的一个外端处，并且直接或间接地连接到外部功率线路。
将发光二极管焊接在中介层上，导致柔性照明条带的更简单且机械上更对称的配置。然后，发光二极管可以作为SMD部件提供，从而省略通过带或导线接合来电连接发光二极管的需要。
导线也可以焊接到中介层。导线的附接可以在与将发光二极管附接到中介层并行的一个步骤中完成。这也可以在两个子顺序过程步骤中完成。可以选择首先（对附接到中介层的导线或发光二极管）焊接的顺序。然后，一个焊料点可以被回焊双次。
在本发明的有利实施例中，一个焊料点、许多焊料点或所有焊料点被回焊双次。
优选地，发光二极管首先被焊接到中介层，并且导线在第二回焊过程中被焊接到中介层。因此，发光二极管的焊料接点然后被回焊两次。
在本发明的另一个优选实施例中，电导线通过不同的工艺被附接到中介层，比如通过激光焊接或电阻焊接。可以在焊接工艺之前或之后附接发光二极管。
特别地，外部导线优选由柔韧的材料组成。
有利地，外部导线由导电材料组成，该导电材料比如Cu金属、Cu合金，例如CuFe2P或CuNiSi合金，或者其他合金及其混合物。
中间导线优选由柔韧的材料组成。外部导线可以分别具有可以承受压缩和拉伸应力的区。外部导线的弯曲区能够通过让路来吸收压缩和/或拉伸应力。
由于中介层接触所有三条导线线路，因此，柔性照明条带是机械稳定的。
在柔性照明条带中，当三个发光二极管串联连接在外部线路之间时，至少一个第一发光二极管将一条外部线路连接到第一内部段，第一内部段经由至少一个第二发光二极管连接到第二内部段，并且第二内部段经由至少一个第三发光二极管连接到第二条外部线路。虽然外部线路可以沿着三个发光二极管段连续，但是内部线路可以被分段以不使单个发光二极管短路。
为了使两个发光二极管串联，可以省略中间中介层。为了使四个或更多个发光二极管串联连接，可以根据期望在串中的发光二极管的数量来复制中间中介层。
内部线路的中心导线可以由段构成，以最小化照明条带在热循环期间的长度变化。内部导线也可以包括用于应力缓解的弯曲。出于几何原因，弯曲优选伸出由外部导线限定的平面。中心导线也可以包括与外部导线上存在的弯曲区相当的弯曲区，以允许热循环期间的应力补偿。优选地，弯曲区从由两条外部导线限定的平面突出，以降低内部和外部导线之间的不希望的电接触的风险。优选地，内部导线弯曲被定位成垂直于由两条外部导线限定的平面。
直线或弯曲的导线段也可以将第一组的最后一个发光二极管连接到与其邻近布置的第一个发光二极管。不是所有的中心导线都需要负载电流。
中介层可以在第一侧上具有两个电耦合盘，用于连接到发光二极管。因此，阳极和阴极盘可以不同，以正确地向发光二极管提供电流。
此外，中介层可以在第二侧上具有四个耦合盘，用于连接到导线。
中介层的第一侧上的两个耦合盘可以经由过孔连接到中介层的第二侧上的耦合盘中的两个。
优选地，中介层由印刷电路板（比如Cu-IMS、Al-IMS或FR4）制成。交替地，中介层可以由陶瓷材料（比如Al2O4或AIN）制成。
优选地，发光二极管和导线利用无铅焊料（比如SAC305）焊接到中介层。使用的材料不限于这种选择；也可以采用其他焊料（其他SAC等级或AuSn焊料）。
此外，附加的电气部件可以安装在中介层上。这种附加的电气部件比如是根据其bin码和未来性能调节发光二极管的光和电压输出的电阻器、TVS二极管，或者可以接通和关断一串或多串中的所有或单独或单个发光二极管的逻辑部件。
根据本发明的另一方面，提供了一种照明设备。该照明设备包括根据上述任一实施例的柔性照明条带。
优选地，柔性照明条带被封装在保持件内。
在本发明的有利实施例中，柔性照明条带被封装在硅树脂材料中。
根据本发明的另一方面，提供了一种车辆灯组件。该车辆灯组件包括根据上述任一实施例的柔性照明条带。车辆灯组件包括电气接口。电气接口被布置成将车辆灯组件耦合到外部电源。
例如，车辆尾灯或车辆前灯可以包括依照上述任一实施例的车辆灯组件。
例如，车辆灯组件可以用作迎宾灯、内部照明、日间行车灯（DRL）、尾灯、刹车灯或转向灯。
应当理解，本发明的优选实施例也可以是从属权利要求和相应独立权利要求的任意组合。
下面定义进一步有利的实施例。
附图说明
参考下文描述的实施例，本发明的这些和其他方面将变得显而易见并得到阐述。
现在将参考附图基于实施例通过示例来描述本发明。
在附图中：
图1示出了中介层上的三个SMD发光二极管的侧视图。
图2示出了安装有发光二极管的中介层上的三个SMD发光二极管的俯视图
图3示出了移除了发光二极管的中介层上的三个SMD发光二极管的俯视图。
图4示出了在导线盘水平切割的中介层上的三个SMD发光二极管的俯视图。
图5示出了安装有发光二极管的中介层上的三个SMD发光二极管的俯视图。
图6a示出了成线的三个发光二极管的较长的组的构成。
图6b示出了图6a的发光二极管串的电气方案。
图7示出了连接导线的潜在形状。
在附图中，相同的数字始终指代相同的对象。图中的对象不一定按比例绘制。
具体实施方式
现在将借助附图描述本发明的各种实施例。
图1示出了中介层24上的一组三个SMD发光二极管22的侧视图，其作为具有以纵向布置的多个发光二极管的柔性发光二极管带的一部分。发光二极管22通过导线30以电串联连接而串联，并且作为与其他三个发光二极管组并联的组。
图2示出了具有安装的发光二极管22的中介层24上的三个SMD发光二极管22的俯视图，其作为具有以纵向布置的多个发光二极管的柔性发光二极管带的一部分。发光二极管22布置在电路中，该电路具有作为外部线路12、14的至少一阳极轨道12和一阴极轨道14。外部线路12、14中的每一个由具有基本圆形导线30的导线线路组成，由此外部线路12、14的导线被弯曲以承受压缩和/或拉伸应力。该电路提供了具有基本圆形导线30的第三导线线路15，该第三导线线路15作为布置在外部线路12、14之间的中心线路。中介层24接触所有三条导线线路12、14、15。
图3示出了移除了发光二极管22的中介层24上的三个SMD发光二极管22的俯视图，其作为具有以纵向布置的多个发光二极管的柔性发光二极管带的一部分。中介层24在第一侧上具有两个电耦合盘3，用于连接到发光二极管22。由此，阳极盘3和阴极盘3不同，以正确地定向发光二极管22。由于发光二极管22被移除，所以电耦合盘3变得可见。电耦合盘3经由过孔（未示出）连接到中介层24底部上的导线盘。
图4示出了以导线盘水平切割的中介层24上的三个SMD发光二极管22的俯视图，其作为具有以纵向布置的多个发光二极管的柔性发光二极管带的一部分。用于电连接的耦合盘（3，3a，3b）示出为方形。阴影耦合盘3a经由过孔（未示出）与中介层24的顶部表面连接。非载流耦合盘3b不负载电流，并且仅具有机械功能。
图5示出了中介层24上的三个SMD发光二极管22的俯视图，其作为具有以纵向布置的多个发光二极管22的柔性发光二极管带的一部分。示意性地包括发光二极管22的电连接。在柔性照明条带100中，三个发光二极管22串联连接在外部线路12、14之间。第一发光二极管22连接至到第一内部段的阴极轨道14，第一内部段经由第二发光二极管22连接到第二内部段，并且第二内部段经由第三发光二极管连接到阳极轨道12。外部线路12、14是连续的，然而作为第三导线线路15的内部线路是分段的。此外，第三导线线路15的导线30由直线段构成。
图6a示出了较长一组三个成线的发光二极管22的构成。
图6b示出了图6a的发光二极管串的电气方案。
图7示出了用于外部线路12、14的导线30的潜在形状。图7b和图7c中示出的形状更适合，因为它们可以补偿压缩和拉伸应力。使用圆形形式的导线30，与其可以通过方形引线框架线路完成相比，在热机械循环应力测试期间施加在柔性照明条带100上的力被更好地承受和吸收。
虽然本发明已经在附图和前面的描述中被详细说明和描述，但是这种说明和描述应被认为是说明性的或示例性的，而不是限制性的。
通过阅读本公开，其他修改对于本领域技术人员来说将是显而易见的。这种修改可以涉及本领域中已知的并且可以代替本文已经描述的特征或除了本文已经描述的特征之外而被使用的其他特征。
通过对附图、公开内容和所附权利要求的研究，本领域技术人员可以理解和实现对所公开的实施例的变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个元件或步骤。在相互不同的从属权利要求中引用某些措施的纯粹事实并不表示这些措施的组合不能被有利地使用。
权利要求中的任何附图标记不应被解释为限制其范围。
附图标记：
3 耦合盘
3a 连接到顶部表面的耦合盘
12 阳极轨道、外部线路
14 阴极轨道、外部线路
15 第三导线线路
22 发光二极管（LED）
24 中介层
30 导线
100 柔性照明条带。
Claims (25)
1.一种包括多个发光二极管（22）的柔性照明条带（100），其中，所述发光二极管（22）被布置成至少两组，其中每组包括至少两个以电串联连接布置的发光二极管（22），其中所述至少两组发光二极管（22）平行于阳极轨道（12）和阴极轨道（14）布置，其中所述至少两组以纵向布置来布置，使得第一组的最后一个发光二极管（22）被布置为邻近第二组的第一个发光二极管（22），其中外部线路（12，14）中的每一个由具有基本圆形截面的导线（30）组成，由此所述外部线路（12，14）的导线被弯曲以承受压缩和/或拉伸应力，其中电路提供具有基本圆形截面的导线（30）的第三导线线路（15），所述第三导线线路（15）作为布置在所述外部线路（12，14）之间的中心线路，由此每组中的至少一个发光二极管（22）安装在中介层（24）上，由此所述中介层（24）接触所有三条导线线路（12，14，15）。
2.根据权利要求1所述的柔性照明条带（100），其中，三个发光二极管（22）串联连接在所述外部线路（12，14）之间，由此第一发光二极管（22）将一条外部线路（12，14）连接到第一内部段，所述第一内部段经由第二发光二极管（22）连接到第二内部段，所述第二内部段经由第三发光二极管（22）连接到第二条外部线路（12，14）。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的柔性照明条带（100），其中，所述中介层（24）在第一侧上具有两个电耦合盘（3），用于连接到所述发光二极管（22）。
4.根据前述权利要求中任一项所述的柔性照明条带（100），其中，所述中介层（24）在第二侧上具有四个耦合盘（3），用于连接到所述导线（30）。
5.根据权利要求3和4所述的柔性照明条带（100），其中，在所述中介层（24）的第一侧上的所述两个耦合盘（3）经由过孔连接到所述中介层的第二侧的耦合盘（3）中的两个。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的柔性照明条带（100），其中，所有发光二极管（22）安装在中介层（24）上。
7.根据前述权利要求中任一项所述的柔性照明条带（100），其中，对于所述组中的至少两个中介层（24）而言，电气连接的路线是不同的。
8.根据前述权利要求中任一项所述的柔性照明条带（100），具有至少一组两个或更多个发光二极管（22），其中，集成了具有变化电气路线的三个不同种类的中介层。
9.根据前述权利要求中任一项所述的柔性照明条带（100），其中，具有基本圆形导线（30）的所述第三导线线路（15）是分段的。
10.根据前述权利要求中任一项所述的柔性照明条带（100），其中，所述第三导线线路（15）的至少一段通过非载流导线段连接两个相邻组的邻近中介层的两个非载流耦合盘（3b）。
11.根据前述权利要求中任一项所述的柔性照明条带（100），其中，所述第三导线线路（15）基本上由直导线段制成。
12.根据权利要求1-10中任一项所述的柔性照明条带（100），其中，所述第三导线线路（15）基本上由弯曲导线段制成。
13.根据前述权利要求中任一项所述的柔性照明条带（100），其中，所述导线线路（12，15）的外部导线弯曲优选在一个平面中指向外部。
14.根据权利要求13所述的柔性照明条带（100），其中，所述第三导线线路（15）基本上位于由所述外部导线线路（12，14）限定的平面中。
15.根据权利要求13所述的柔性照明条带（100），其中，所述第三导线线路（15）具有至少一个弯曲导线段（30），所述至少一个弯曲导线段（30）从由所述两条外部导线线路（12，14）限定的平面突出。
16.根据权利要求13所述的柔性照明条带（100），其中，所述第三导线线路（15）具有至少一个弯曲导线段（30），所述至少一个弯曲导线段（30）垂直于由所述外部导线线路（12，14）限定的平面。
17.根据前述权利要求中任一项所述的柔性照明条带（100），其中，所述中介层（24）由印刷电路板（PCB）制成。
18.根据权利要求1至16中任一项所述的柔性照明条带（100），其中，所述中介层（24）由陶瓷材料制成。
19.根据前述权利要求中任一项所述的柔性照明条带（100），其中，所述中介层（24）中的一个位于所有组的一个外端处，并且连接到外部功率线路。
20.根据前述权利要求中任一项所述的柔性照明条带（100），其中，所述发光二极管（22）和所述导线（30）被焊接到所述中介层（24），由此至少一个焊料点被回焊双次。
21.根据前述权利要求中任一项所述的柔性照明条带（100），其中，附加的电气部件安装在所述中介层（24）上。
22.一种照明设备，包括根据前述权利要求中任一项所述的柔性照明条带（100），其中，所述柔性照明条带（100）被封装在保持件内。
23.根据权利要求22所述的照明设备，其中，所述柔性照明条带（100）被封装在硅树脂材料中。
24.一种车辆灯组件，包括根据前述权利要求中任一项所述的柔性照明条带（100），其中，所述车辆灯组件包括电气接口，其中，所述电气接口被布置成将所述车辆灯组件耦合到外部电源。
25.一种车辆灯，其中，所述车辆包括根据权利要求24所述的车辆灯组件。
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