DE102008011862A1

DE102008011862A1 - Miniaturgehäuse, Trägeranordnung mit mindestens einem Miniaturgehäuse, sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Trägeranordnung

Info

Publication number: DE102008011862A1
Application number: DE102008011862A
Authority: DE
Inventors: Charles Lee; Feng Sheng; Jenny Zhou
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2008-02-29
Filing date: 2008-02-29
Publication date: 2009-09-03
Also published as: JP2011513956A; US8633408B2; WO2009106051A2; CN101960620A; WO2009106051A3; US20110100707A1; KR20100127758A; EP2248190A2; CN101960620B

Abstract

Ein Miniaturgehäuse, in dessen Gehäusekörper sich ein elektromagnetische Strahlung emittierendes bzw. empfangendes Element befindet, weist mindestens zwei seitlich über den Gehäusekörper überstehende elektrische Anschlusseinrichtungen auf. Die Durchgangsseite des Miniaturgehäuses, durch die das Element emittiert bzw. empfängt, ist im Wesentlichen senkrecht zur Montageebene des Miniaturgehäuses ausgerichtet. Die seitlich über den Gehäusekörper überstehenden elektrischen Anschlussleitungen des Miniaturgehäuses sind elektrisch leitend verbunden mit Leitern, die die direkte Kontaktierung zum emittierenden bzw. empfangenden Element bewerkstelligen. Die Kontaktierungsflächen der Anschlusseinrichtungen sind also im Wesentlichen senkrecht zur Durchgangsseite des Miniaturgehäuses angeordnet. Durch diese Anordnung kann das Miniaturgehäuse mindestens zum Teil in einem Träger eingebettet werden, so dass das Miniaturgehäuse für die Dicke einer Beleuchtungseinrichtung nicht mehr signifikant ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Miniaturgehäuse mit einem elektromagnetische Strahlung emittierenden oder empfangenden Element und eine Trägeranordnung mit mindestens einem derartigen Miniaturgehäuse sowie ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Trägeranordnung.
Neben auf elektromagnetischer Strahlung basierenden Sensoren in kleiner Bauweise, wie sie unter anderem in der Automobilindustrie eingesetzt werden, sind speziell miniaturisierte Beleuchtungseinrichtungen aus dem heutigen Alltag kaum wegzudenken und in vielerlei Anwendungen anzutreffen. Als Beispiele seien genannt Anzeigeeinrichtungen, Hintergrundbeleuchtung für Flachbildschirme und Displays von Mobiltelefonen oder MP3-Playern. Insbesondere bei tragbaren Geräten ist deutlich der Trend zu immer kleineren Ausführungen zu beobachten, mit der Zielsetzung, den Komfort für die Anwender zu erhöhen. Mit Blick auf die Display-Technologie ist unter Miniaturisierung vor allem gemeint, die Dicke der Beleuchtungseinrichtungen weiter zu reduzieren. Üblich sind heute Dicken von etwa einem Millimeter für Beleuchtungseinrichtungen von LED-Bildschirmen, etwa in Laptops. Mit Blick auf Sensoren, die zum Beispiel in Fenster oder dünne Oberflächen integriert werden sollen, ist ebenfalls deren Dicke eine entscheidende Kenngröße.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Miniaturgehäuse für ein elektromagnetische Strahlung empfangendes oder emittierendes Element, und eine geeignete Trägeranordnung, sowie ein Herstellungsverfahren hiefür bereit zu stellen, das mit einfachen Mitteln dickenoptimiert ist.
Diese Aufgabe wird durch die in den nebengeordneten Patentansprüchen angegebenen Maßnahmen gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den untergeordneten Patentansprüchen angegeben.
Das Miniaturgehäuse, in dessen Gehäusekörper sich ein elektromagnetische Strahlung emittierendes beziehungsweise empfangendes Element befindet, weist mindestens zwei seitlich über den Gehäusekörper überstehende elektrische Anschlusseinrichtungen auf. Die Durchgangsseite des Miniaturgehäuses, durch die das Element emittiert beziehungsweise empfängt, ist im Wesentlichen senkrecht zur Montageebene des Miniaturgehäuses ausgerichtet. Die seitlich über den Gehäusekörper überstehenden elektrischen Anschlusseinrichtungen des Miniaturgehäuses sind elektrisch leitend verbunden mit Leitern, die die direkte Kontaktierung zum emittierenden beziehungsweise empfangenden Element bewerkstelligen. Die Kontaktierungsflächen der Anschlusseinrichtungen sind also im Wesentlichen senkrecht zur Durchgangsseite des Miniaturgehäuses angeordnet. Durch diese Anordnung kann das Miniaturgehäuse mindestens zum Teil in einem Träger eingebettet werden, so dass das Miniaturgehäuse für die Dicke einer Beleuchtungseinrichtung nicht mehr signifikant ist. „Im Wesentlichen” bedeutet hierbei insbesondere im Rahmen der Fertigungstoleranzen.
Neben dem Miniaturgehäuse selbst wird eine Trägeranordnung angegeben, die die geschilderte Aufgabe in besonders guter Weise löst und auch die Herstellung der Trägeranordnung vereinfacht.
Durch eine einstückige Ausführung von elektrischen Leitern und Anschlusseinrichtungen wird eine besonders einfache Herstellung der Anschlusseinrichtungen, zum Beispiel über Biegen, ermöglicht. Außerdem sind weniger Einzelteile zu berücksichtigen und die Anzahl an Herstellungsschritten ist reduziert.
Durch eine mehrstückige Ausführung von elektrischen Leitern und damit leitend verbundenen Anschlusseinrichtungen wird es ermöglicht, bereits bestehende Ausgestaltungen von Miniaturgehäusen mit relativ geringem Aufwand zu modifizieren. Außerdem erhöht sich die Flexibilität bei der Konstruktion der Gehäuse, und auch die Fertigung kann hierdurch variabel gehalten werden.
Durch auf mindestens zwei Seiten über den Gehäusekörper überstehende elektrische Anschlusseinrichtungen wird es einfacher, die Gehäuse etwa an den Ecken eines Trägers mit passenden Aussparungen anzubringen. Auch eine äußerliche Unterscheidung der Anschlüsse nach zum Beispiel Kathode und Anode wird erleichtert.
Durch Anschlusseinrichtungen, die auf zwei gegenüberliegenden Seiten den Gehäusekörper überragen, kann eine Ausgestaltung erreicht werden, die nur wenige Modifikationen im Vergleich zu gängigen Gehäusen erforderlich macht und dadurch eine einfache Adaption ermöglicht. Außerdem sind hierdurch in der Regel auch zwei gegenüberliegende Seiten des Gehäusekörpers frei von überstehenden Teilen, so dass das Miniaturgehäuse im Rahmen der Fertigung leichter zum Beispiel von einem Roboterarm zu greifen ist.
Durch Anschlusseinrichtungen, die im wesentlichen als flache Plättchen ausgeformt sind, wird der Platzbedarf senkrecht zum Träger minimiert. Auch werden durch diese Art der Ausführung größere Auflageflächen auf einem Träger, und damit potentiell auch größere Kontaktflächen, gewährleistet. Plättchen können etwa mittels Stanzen auch leicht mit vielerlei Formspielraum gefertigt werden.
L-förmig ausgebildete elektrische Anschlusseinrichtungen lassen sich, als Fortführung der Leitungen vom strahlenden beziehungsweise empfangenden Element, zum Beispiel durch Biegen einfach herstellen und sind daher eine besonders kostengünstige Ausgestaltung.
An Ober- oder Unterseite des Gehäusekörpers befindliche Anschlusseinrichtungen sind in der Herstellung leicht anzubringen und erlauben später einen guten Zugriff auf die Anschlusseinrichtungen von oben bzw. unten, zum Beispiel beim Kontaktieren des Miniaturgehäuses.
Durch Anschlusseinrichtungen, die den Gehäusekörper im wesentlichen in Verlängerung dessen Ober- beziehungsweise Unterseite überragen, wird eine besonders flache Konfiguration erlaubt.
Durch einen rechteckigen Grundriss der Gehäusekörper der Miniaturgehäuse ist deren maschinelle Handhabbarkeit erleichtert, da ein seitliches Greifen eines Roboterarmes oder ähnlichem besser möglich ist. Die Lagerung oder Verpackung von Teilen mit rechteckigem Grundriss ist oft Platz sparender.
Sind elektrische Leitungen und Anschlusseinrichtungen mehrstückig ausgeführt, erhöht dies, wie bereits oben erwähnt, die Flexibilität bei der Gehäusekonstruktion und erweitert die Gestaltungsmöglichkeiten der Anschlusseinrichtungen. Die Leitungen vom Element können erst inner- oder auch außerhalb, insbesondere seitlich, aus dem Gehäusekörper heraus und zur Ober- oder Unterseite des Gehäusekörpers hin geführt werden. Dann können diese Leitungen mit geringerem Aufwand mit passenden Anschlusseinrichtungen an der Ober- oder Unterseite des Gehäusekörpers kontaktiert werden.
Auch die Einbeziehung von zusätzlichen, elektrisch leitenden Zwischenstücken, die zwischen Leitungen und Anschlusseinrichtungen elektrisch leitend angebracht sind, erhöhen die Spielräume bei der Gestaltung des Miniaturgehäuses.
Als gängiges und effektives Bauteil bietet es sich an, für eine Verwendung des Miniaturgehäuses zu Beleuchtungszwecken als Strahlung emittierendes oder empfangendes Element eine üblicherweise als LED bezeichnete Leuchtdiode zu verwenden.
Da die Miniaturgehäuse eine geringe Ausdehnung bezüglich ihrer Höhe aufweisen sollen, ist es von Vorteil, die Gehäusekörper flach zu gestalten, das heißt dessen seitliche Ausdehnung ist in mindestens einer Richtung deutlich größer als die Höhe des Miniaturgehäuses. Eine Bauart bedingte Höhe von weniger als 0,8 mm ist hierbei besonders vorteilhaft.
Die Trägeranordnung umfasst einen Träger und mindestens ein Miniaturgehäuse. Der Träger ist so gestaltet, dass er eine im wesentlichen zur Durchgangsseite des Miniaturgehäuses parallele Trägerfrontseite, und eine dazu im Wesentlichen senkrecht stehende Trägeroberseite aufweist. Dadurch, und dass die Kontaktierungsflächen der Anschlusseinrichtungen des Miniaturgehäuses im Wesentlichen flach auf der Trägeroberseite aufliegen, wird der Platzbedarf bezüglich der Höhe minimiert. „Im Wesentlichen” bedeutet hierbei insbesondere im Rahmen der Fertigungstoleranzen.
Befindet sich der Gehäusekörper des Miniaturgehäuses vor der Trägerfrontseite, so entfallen Bearbeitungsschritte, um etwa Aussparungen am Träger zu erstellen. Auch eine sehr kompakte Anordnung von Miniaturgehäusen entlang der Trägerfrontseite wird so ermöglicht.
Weist der Träger mindestens eine geeignete Aussparungen auf, so lässt sich das Miniaturgehäuse Platz sparend in dieser Aussparung einbetten. Besonders die Ausdehnung der Trägeranordnung in Richtung senkrecht zur Trägerfrontseite und parallel zur Trägeroberseite lässt sich auf diese Weise gering halten.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn sich der Gehäusekörper vollständig in einer Aussparung befindet bzw. so vor der Trägerfrontseite angebracht ist, dass er nicht nach oben beziehungsweise unten über die Trägerober- beziehungsweise Trägerunterseite übersteht.
Durch elektrische Zuleitungen am Träger wird es ermöglicht, die Miniaturgehäuse auf einfache Art und Weise elektrisch zu kontaktieren. Zusätzliche, raumgreifende oder komplexe Vorrichtungen wie Verdrahtungen können so bei geeigneter Ausführung der Zuleitungen unterbleiben.
Eine besonders günstige Variante besteht darin, die elektrischen Zuleitungen in geeigneter Weise nur auf einer Seite des Trägers anzubringen, wodurch eine aufwändige Behandlung oder Präparation einer weiteren Trägerseite unterbleiben kann.
Schließt die Durchgangsseite des Miniaturgehäuses bündig mit der Trägerfrontseite ab, so kann eine im Wesentlichen einheitliche, weitestgehend glatte Frontseite gewährleistet werden. Da keine nach vorne überstehenden Teile auftreten, ist die Gefahr von Beschädigungen minimiert. Auch ein großflächiges Kontaktieren über die Frontseite des Trägers an zum Beispiel einen Zeilen- oder Flächenlichtleiter wird hierdurch vereinfacht.
Eine im Wesentlichen in Form eines Kreissegments gestaltete Aussparung des Trägers lässt sich besonders einfach durch einen Fräs- oder Bohrprozess erstellen und bietet, je nach Öffnungswinkel des Kreissegments, eine einfache, flexible Gestaltungsmöglichkeit der Aussparung.
Ist die Aussparung im wesentlichen rechteckig ausgebildet, was einfach zum Beispiel durch Stanzen zu realisieren ist, bietet diese insbesondere bei Miniaturgehäusen mit rechteckigem Grundriss des Gehäusekörpers eine gute und relativ genaue Aufnahmemöglichkeit des Miniaturgehäuses.
Durch eine Ausgestaltung der Aussparung als Passform bezüglich des Gehäusekörpers wird es mit wenig Aufwand ermöglicht, das eingebettete Miniaturgehäuse räumlich zu fixieren. Dies gilt insbesondere, wenn das Miniaturgehäuse zumindest teilweise an den Grenzflächen der Aussparung anliegt.
Durch eine stufenähnliche Ausgestaltung der Aussparung kann erreicht werden, dass sowohl Gehäusekörper als auch Anschlusseinrichtungen in der Aussparung eingebettet werden. Ein Überstehen von Teilen über den Träger wird unterbunden und die resultierende Trägeranordnung ist kompakt und leichter zu handhaben.
Weist die Aussparung im Träger eine Verengung parallel zur Trägerfrontseite auf, so kann das Miniaturgehäuse innerhalb der Aussparung besser fixiert und auch genauer positioniert werden. Ebenfalls wird eine mindestens zeitweise mechanische Halterung der Miniaturgehäuse bei geeigneter Ausgestaltung der Aussparung ermöglicht.
Durch einen mechanisch flexiblen Träger kann die gesamte Trägeranordnung als eine mechanisch flexible Anordnung gestaltet werden. Dies ermöglicht eine Verwendung zum Beispiel in flexiblen Displays.
Enthält der Träger mindestens ein thermisch leitfähiges Material, so kann eine auftretende thermische Belastung durch den Betrieb der emittierenden beziehungsweise sendenden Elemente verringert werden, da die Abwärme effektiv abgeführt wird.
Zum Ziele der Platzersparnis ist es nützlich, wenn die Trägeranordnung eine Dicke von weniger als 1 mm aufweist.
Durch Ein- oder Auskerbungen, Aussparungen, Auswölbungen oder Noppen am Träger der Trägeranordnung können Positioniermarkierungen oder Haltevorrichtungen gebildete werden, die ein einfaches Erkennen zum Beispiel der richtigen Position der Trägeranordnung in einem Montageprozess erlauben oder die auch eine Arretierung oder Befestigung der Trägeranordnung etwa an einem Lichtleiter oder einem Gehäuse vereinfachen können.
Dadurch, dass beim Verfahren zur Herstellung einer Trägeranordnung eine Bereitstellung des Trägers, ein Platzieren der Miniaturgehäuse und ein Kontaktieren der elektrischen Anschlusseinrichtungen vorgesehen ist, kann die eventuell sich am Träger befindliche, mindestens eine Aussparungen mittels einer gängigen und preiswerten Methode wie Bohren, Fräsen oder Stanzen zu erstellt, oder die Aussparung im Träger bereits im Zuge eines Gießverfahrens bereit gestellt werden, was die Herstellungskosten reduziert.
Werden die elektrischen Zuleitungen am Träger durch Verfahren wie Photolithographie oder Drucken erstellt, so lassen sich entsprechende Träger in großen Stückzahlen kostengünstig produzieren.
Ebenfalls vereinfachend auf das Herstellungsverfahren, und somit auch Kosten senkend, wirkt es sich aus, falls die Miniaturgehäuse durch geeignet ausgestaltete Aussparungen oder Anschlusseinrichtungen mindestens zeitweise mechanisch am Träger gehaltert werden, bevor zum Beispiel in einem nächsten Fertigungsschritt etwa über die elektrischen Kontakte durch Löten oder Kleben die Miniaturgehäuse endgültig fixiert werden und ein Zwischenhaltern kann somit entfallen.
Durch Biegen der aus dem Gehäusekörper geführten elektrischen Leitungen zu passenden Anschlusseinrichtungen lassen sich Arbeitsschritte und somit Kosten einsparen.
Ein Kontaktieren der Anschlusseinrichtungen mit den Zuleitungen am Träger erfolgt vorteilhaft und kostengünstig durch ein Verfahren wie Löten, Kleben oder Pressen, besonders vorteilhaft und effizient durch Biegen, Falzen oder Knicken geeignet gestalteter Anschlusseinrichtungen und Zuleitungen.
Insbesondere für die Verwendung der Trägeranordnung zu Beleuchtungszwecken ist praktikabel, die Trägeranordnung mittels eines Klebe-, Schweiß- oder Gießverfahrens an einen Lichtleiter zu koppeln. Auf diese Weise können Reflexionsverluste an Grenzflächen und Einkoppelverluste aufgrund divergenter Strahlung verringert werden.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben. Gleiche Bezugszeichen geben dabei gleiche Elemente in den einzelnen Figuren an, es sind dabei jedoch keine maßstäblichen Bezüge dargestellt.
Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung verschiedener Ausführungsformen a), b), c) und d) der L-förmigen Anschlusseinrichtungen des Miniaturgehäuses,
2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Trägeranordnung mit mehreren Miniaturgehäusen,
3 eine Vorderansicht a) und eine Draufsicht b) auf ein Miniaturgehäuse,
4 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Trägeranordnung mit mehreren Miniaturgehäusen,
5 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Trägeranordnung mit zwei Miniaturgehäusen,
6 eine schematische Darstellungen von verschiedenen Gestaltungsformen a) und b) der Aussparung am Träger,
7 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Trägeranordnung mit einem Miniaturgehäuse,
8 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Trägeranordnung in Verbindung mit einem Lichtleiter, und
9 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Trägeranordnung in Verbindung mit einem Lichtleiter.
1a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Miniaturgehäuses 1, bei dem seitlich über einen Gehäusekörper 3 überstehende Anschlusseinrichtungen 6 L-förmig ausgestalteten sind. Dabei sind die Anschlusseinrichtungen 6 seitlich am Gehäusekörper 3 befestigt oder gehen durch Biegen von seitlich aus dem Gehäusekörper 3 geführten, nicht gezeichneten Leitungen 5 hervor. Eine einstückige oder mehrstückige Ausführung von Leitungen 5 und Anschlusseinrichtungen 6 ist möglich. In 1a, 1b und 1c sind die Anschlusseinrichtungen 6 auf gegenüberliegenden Seiten des Gehäusekörpers 3 angebracht. Alternativ können die Anschlusseinrichtungen 6 auch, wie in 1d, auf derselben Seite des Gehäusekörpers 3 angebracht sein, wobei die am Gehäusekörper 3 anliegenden Teile der Schenkel der L's zueinander zeigen. Anders als in 1d können die L-Schenkel auch oder voneinander weg oder auch in dieselbe Richtung zeigen.
Im in 1a gezeigten Ausführungsbeispiel sind die seitlich überstehenden Schenkel der L-förmigen Anschlusseinrichtungen 6 in Verlängerung einer Oberseite 4 des Gehäusekörpers 3 angebracht. Je nach Erfordernissen kann hier variiert werden, so dass die betreffenden Schenkel mehr an der Mitte des Gehäusekörpers 3 überstehen, wie in 1b dargestellt, oder auch oberhalb des Gehäusekörpers 3 nach außen ragen, wie in 1c gezeigt. Der bezüglich der Höhe der Bauteile vergrößerte Platzbedarf kann zum Beispiel durch günstigere mechanische Eigenschaften oder durch bessere Handhabbarkeit der Miniaturgehäuse 1 gerechtfertigt sein.
Bei den zuvor genannten Ausführungsbeispielen sind die Anschlusseinrichtungen parallel zur Oberseite 4 beziehungsweise Unterseite des Gehäusekörpers 3 ausgeführt. Für Anwendungen, bei denen ein Miniaturgehäuse 1 zum Beispiel bei der Montage an einem Träger 9 zumindest zeitweise durch die Anschlusseinrichtungen 6 gehaltert wird, ist eine nicht völlig rechtwinklige Ausgestaltung der Anschlusseinrichtungen 6 geeignet. Durch ein geringes Überbiegen, so dass der Winkel zwischen den Schenkeln des L's kleiner als 90° ist, entfaltet sich eine Klemmwirkung, wie zum Beispiel bei der Gestaltung gemäß 1d. Die Kontaktierungsflächen 7 sind hierbei im wesentlichen immer noch als parallel zur Oberseite 4 des Gehäusekörpers 3 ausgerichtet zu betrachten. Für die Klemmwirkung kann es ausreichen, nur eine der Anschlusseinrichtungen 6 nicht rechtwinklig auszuführen.
Auch der Fall, dass der Winkel zwischen den Schenkeln des L's etwas größer als 90° ist, kann von Nützen sein, wenn zum Beispiel die Anschlusseinrichtungen 6 an einer Seite des Gehäusekörpers 3 angebracht sind und das Miniaturgehäuse 1 seitlich an einen Träger 9 geschoben wird. Durch die resultierende, leicht V-förmige Ausrichtung der Anschlusseinrichtungen 6 wird eine Art Trichter gebildet, der die Positioniertoleranz bezüglich der Höhe am Träger 9 beim Anbringen des Miniaturgehäuses 1 vergrößert.
2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, wobei vorerst nur das Miniaturgehäuse 1 selbst betrachtet wird. Die elektrischen Anschlusseinrichtungen 6 sind als Plättchen ausgeformt und befinden sich an Ober- 4 beziehungsweise Unterseite des Gehäusekörpers 3. Die Anschlusseinrichtungen 6 sind hier mehrstückig ausgeführt und mit den zur Unterbeziehungsweise Oberseite 4 des Gehäusekörpers 3 geführten, nicht gezeichneten Leitungen 5 elektrisch leitend verbunden. Insbesondere im Falle dieser mehrstückigen Ausführung von Leitungen 5 und Anschlusseinrichtungen 6 können die als Anschlusseinrichtungen 6 verwendeten Plättchen, welche etwa aus Metall, einem leitenden Polymer oder auch aus einem mit Indiumzinnoxid beschichteten transparenten Glas formbar sind, vor dem Anbringen an einem Gehäusekörper 3 geeignet gestaltet werden. Möglich ist eine Spanne von, wie in 2, rechteckigen, gänzlich planaren Plättchen über leicht tellerförmig aufgebogene runde Gestaltungen bis hin zu ösenartigen Formen. Auch ein Überstehen einer einzelnen Anschlusseinrichtung 6 über zwei Seiten des Gehäusekörpers 3 ist eine geeignete Ausführung, um beispielsweise das Anbringen der Anschlusseinrichtungen am Gehäusekörper 3 zu optimieren. Nicht ausgeschlossen ist eine einstückige Ausführung von Leitungen 5 und Anschlusseinrichtungen 6, wie oben bezüglich 1 beschrieben.
Selbstverständlich ist es, neben den Gestaltungsmöglichkeiten der Plättchenform, auch bei diesem Ausführungsbeispiel möglich, die Position, in der die Anschlusseinrichtungen 6 am Gehäusekörper 3 angebracht werden, über wie viele und welche Seiten und in welche genaue Richtung sie überstehen, zu variieren. Dies gilt nicht nur für die eben dargestellten, sondern auch für alle folgenden Ausführungsbeispiele.
In 3 ist eine weitere Ausgestaltung des Miniaturgehäuses 1 illustriert. Zwischen den Leitern 5 vom elektromagnetische Strahlung emittierenden oder empfangenden Element und den elektrischen Anschlusseinrichtungen 6 ist mindestens ein Zwischenstück 14 angebracht, so dass eine elektrisch leitende Verbindung vom Element zu den Anschlusseinrichtungen 6 resultiert. Dies vereinfacht eine Adaption bestehender Gehäuseausgestaltungen. Geeignete, insbesondere metallische Zwischenstücke können auch von Vorteil sein, um die thermische Leistung beziehungsweise Abwärme, die beim Betrieb des Elements entsteht, abzuführen. Auch höhere Betriebsströme, mitbedingt durch einen größeren möglichen Leiterquerschnitt, sind so erzielbar. Da das Zwischenstück 14 bereits während des Spritzens des Gehäusekörpers 3 in diesen integrierbar ist, besteht größtmöglicher Gestaltungsspielraum bezüglich der Form des Zwischenstücks, innerhalb der Limitierung durch die geringen geometrischen Abmessungen des Miniaturgehäuses 1.
Für den Gehäusekörper 3 der Miniaturgehäuse 1 wurde bislang in den Ausführungsbeispielen vereinfachend immer eine quaderartige Geometrie zugrunde gelegt, da diese sehr verbreitet ist. Diese Geometrie ist natürlich nicht zwingend notwendig. In 7 ist ein Gehäusekörper 3 gezeigt, welcher einen rechteckigen Grundriss und eine ellipsoide Durchgangsseite 2 aufweist. Minimalanforderung ist, dass der Gehäusekörper 3 des Miniaturgehäuses 1 mindestens eine Oberseite 3 aufweist, welche im weitesten Sinne flach ausgeprägt ist. Somit sind der Geometrie der Gehäusekörper nur sehr weite Grenzen gesetzt. Je nach Herstellung und Erfordernissen der Miniaturgehäuse 1 lassen sich Gestaltungen des Gehäusekörpers 3 mit halbrundem, rundem, polygonalem oder dreieckigem Grundriss mit geeigneten Anschlusseinrichtungen 6 versehen, welche entweder seitlich oder auf der Ober- 4 beziehungsweise Unterseite des Gehäusekörpers 3 angebracht werden können.
In 2 ist ein Ausführungsbeispiel einer Trägeranordnung 8 dargestellt, dessen Miniaturgehäuse 1 bereits zuvor beschrieben wurde. Diese Trägeranordnung 8 beinhaltet einen Träger 9, der keine Aussparungen 12 aufweist, aber über elektrische Zuleitungen 13 auf der Trägerober- 11 und Unterseite verfügt, die mit einem Miniaturgehäuse 1 kontaktiert werden können. Über das beidseitige Versehen des Trägers 8 mit Zuleitungen 13 lässt sich eine besonders einfache Führung der Zuleitungen 13 verwirklichen und ein dedizierter Zugriff von außerhalb der Trägeranordnung 8 auf die Zuleitungen 13, etwa an der Seite des Trägers 9, ist besonders einfach. In 2 sind die Zuleitungen 13 aus Gründen der Übersichtlichkeit von den einzelnen Miniaturgehäusen 1 nach hinten geführt. Alternativ ist ein Verlauf der Zuleitungen 13 auf der Trägeroberseite 11 und Trägerunterseite entlang der Trägerfrontseite 10 ebenfalls realisierbar.
Da die Anschlusseinrichtungen 6 der Miniaturgehäuse 1 nach hinten geführt sind, ist der seitliche Platzbedarf von diesen sehr gering und eine hohe Packungsdichte der Miniaturgehäuse 1 entlang der Trägerfrontseite 10 ist realisierbar. Durch eine hohe Packungsdichte wirkt sich ein guter Wärmekontakt zu einem thermisch leitfähigen Träger 9 besonders vorteilhaft aus.
In 2 sind die Miniaturgehäuse 1 vereinfachend nur an der Trägerfrontseite 11 angebracht. Eine Konfiguration, bei der eine weitere Reihe von Miniaturgehäusen an der Trägerrückseite montiert ist, die Trägeranordnung 1 also nach vorne und hinten emittieren beziehungsweise empfangen kann, ist realisierbar. Dies gilt analog für alle weiteren Ausführungsbeispiele.
Wird ein flexibler Träger verwendet um eine insgesamt flexible Trägeranordnung 8 zu erhalten, so ist die geschilderte Anordnung der Miniaturgehäuse 1 ebenfalls geeignet. Haben die Anschlusseinrichtungen 6 nur eine geringe Ausdehnung entlang der Trägerfrontseite 10, so treten beim Biegen der Trägeranordnung 8 nur geringe Scherspannungen über die Kontaktierungsflächen 7 auf und kleine Biegeradien werden möglich. Entsprechendes gilt für alle unten stehenden Ausführungsbeispiele.
4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Trägeranordnung 1. Wieder umfasst sie mehrere Miniaturgehäuse 1, deren Anschlusseinrichtungen 6 auf gegenüberliegenden Seiten den Gehäusekörper 3 überragen und an dessen Oberseite 4 angebracht sind. Außerdem schließt die Durchgangsseite 2 der Miniaturgehäuse 1 bündig mit der Trägerfrontseite 10 ab, so dass eine kompakte Anordnung ohne empfindliche, weit überstehende Teile entsteht. Der Platzbedarf in Richtung nach hinten ist ebenfalls sehr gering. Elektrische Zuleitungen 13 sind an der Trägeroberseite 11 angeordnet.
5 stellte eine Trägeranordnung 8 dar, die zwei Miniaturgehäuse 1 umfasst. An den Ecken eines Träger 9 befinden sich hierbei Aussparungen 12. Die elektrischen Anschlusseinrichtungen 6 des Miniaturgehäuses 1 sind als mögliche Variante auf zwei Seiten über den Gehäusekörper 3 hinaus geführt. Dies ist in diesem Fall eine günstige Gestaltung, da die Miniaturgehäuse 1 in den Aussparungen 12 an den Ecken des Trägers 9 eingebettet sind, wobei Durchgangsseiten 2 und Seitenwände der Gehäusekörper 3 der Miniaturgehäuse 1 bündig mit dem Träger 9 abschließen. Weiter oben beschriebene Ausführungen der Miniaturgehäuse 1 und andere Anordnungen dieser auf dem Träger 9 sind ebenfalls anwendbar.
7 zeigt eine besonders schmale Ausgestaltung der Trägeranordnung 1, die nur ein einziges Miniaturgehäuse 1 enthält. Ausdehnungen entlang der Trägerfrontseite 10 von wenigen Millimetern sind so realisierbar. Diese Ausführung ist wieder kombinierbar mit den bereits zuvor beschriebenen Ausgestaltungen der Miniaturgehäuse 1 und Träger 9.
In 6 ist der Schwerpunkt der Darstellung auf die Formgebung der Aussparung 12 gelegt. 6a zeigt eine Aussparung 13, die eine Verengung parallel zur Trägerfrontseite 10 aufweist. Intention, eine Verengung zu gestalten, ist, das Miniaturgehäuse 1 besser in der Aussparung 12 zu positionieren und/oder zu arretieren. Die Verengung kann sich, wie in 6a, in mittleren Bereich der Aussparung 12 befinden, oder auch etwa in Nähe zur Trägerfrontseite 10. Um das Miniaturgehäuse 1 einfach zum Beispiel von oben oder von vorne in die Aussparung 12 zu schieben, sind unterschiedliche Ausgestaltungen vorteilhaft. Die Verengung kann nicht nur, wie dargestellt, durch zwei gleichschenklige prismenartige Vorsprünge 18, sondern auch durch andersförmige Vorsprünge 18 wie Polygone oder runde Ausformungen ausgestaltet sein. Die Vorsprünge 18 auf beiden Seiten der Verengung müssen nicht gegenüberliegen, sondern können auch gegeneinander versetzt sein. Ebenso können verschieden gestaltete Vorsprünge 18 kombiniert werden, auch eine Verwendung von zum Beispiel zwei nahe beieinander liegenden Vorsprüngen 18, die nur einem Vorsprung 18 auf der anderen Seite der Aussparung 12 gegenüberliegen, ist möglich. Ebenso wenig ist es notwendig, dass die Verengung von oben nach unten über die Höhe des Trägers 9 die gleiche Breite aufweist. Wird das Miniaturgehäuse 1 von oben in die Aussparung 12 gebracht, so sind V-förmige Verengungen, die unten schmäler zulaufen, also bezüglich der Höhe keilartige Vorsprünge 18, gut geeignet. Bei Herstellung in Spritz- und Druckgießverfahren ergibt sich bei der Formgebung der Aussparung 12, und somit auch der Verengung, großer Spielraum bei häufig gleichem Fertigungsaufwand.
6b zeigt ein Ausgestaltungsbeispiel der Aussparungen 12 als Passform. Hier ist die Aussparung 12 stufenartig ausgeführt. Dadurch können die elektrischen Anschlusseinrichtungen 12 ebenfalls in der Aussparung eingebettet werden, da die Zuleitungen 13 geeignet gelegt sind, und keine Bauteile über die Trägeroberseite 11 hinaus ragen. Liegt der Gehäusekörper 3 zumindest teilweise auf mindestens einer Stufe auf, so lässt sich der Gehäusekörper auch bezüglich der Höhe definiert auf dem Träger 9 anbringen. Insbesondere bei knapp dimensionierten Zuleitungen 13 kann derart eine genaue Positionierung des Miniaturgehäuses 1 in drei Raumrichtungen mittels der Aussparung 12 erzielt werden. Zudem kann auch der Gehäusekörper 3 stufenartige Seitenflächen aufweisen, so dass die Auflagefläche des Gehäusekörpers 3 an der Aussparung 12 vergrößert wird und dadurch ein besseres Positionieren beziehungsweise Arretieren erfolgt. Außerdem kann der Gehäusekörper 3 dann das gesamte Volumen der Aussparung 12 ausnützen. Es liegt jedoch keine Beschränkung auf stufenartige Aussparungen 12 vor. Es sind ebenso etwa konische, pyramidale Formungen oder solche, die eine gute geometrische Entsprechung zu Gehäusekörper 3 und/oder Anschlusseinrichtungen 12 aufweisen, möglich. Auch eine Kombination aus Passform und Verengungen kann eine sinnvolle Ergänzung ergeben.
In den 6a und 6b sind die elektrischen Zuleitungen 13 vereinfacht seitlich oder längsseits der Aussparung 12 angebracht. Dies bedeutet jedoch keine Beschränkung in der Ausführung der Zuleitungen 13.
8 zeigt neben der Trägeranordnung 1 beispielhaft die Möglichkeit, etwa einen Lichtleiter 15 durch geeignete Einkerbungen 16 am Träger 9 zu positionieren oder zu fixieren. Die Miniaturgehäuse 1 schließen in diesem Fall nicht bündig mit der Trägerfrontseite 10 ab, um einen besseren Kontakt zum Lichtleiter 15 sicherzustellen. Diese Anordnung der Miniaturgehäuse 1 am Träger 9 stellt eine weitere Option dar.
In 8 ist jeweils eine Einkerbung 16 seitlich am Träger 9 erstellt, um den Lichtleiter 15 seitlich zu platzieren und damit keine zusätzliche Höhenausdehnung zu bekommen. Neben einer einzigen Einkerbung 16 lassen sich auch mehrere, auch verschieden geformte Ein- 16 oder ebenso Auskerbungen anbringen, die, anders als in 8, auch asymmetrisch angebracht sein können. Ein Anbringen von zum Beispiel Einkerbungen 16 beschränkt sich auch nicht auf die seitlichen Bereiche des Trägers 9, ebenso an der Trägerfront- 10 oder Trägerrückseite bieten derartige Gestaltungen Vorteile, um ein leichtes, exaktes Positionieren etwa an einem die Trägeranordnung 8 umfassenden Gerätegehäuse zu gewährleisten. Die Positionierung oder Arretierung kann auch einen Klebeprozess, bei dem eine Trägeranordnung 8 mit einem Lichtleiter oder Gerätegehäuse verbunden wird, als zeitweise Halterung oder Fertigungshilfe bis zum Erhärten eines Klebers oder auch eines Lots dienen.
9 zeigt eine Trägeranordnung 8 mit kreisförmigen Ausnehmungen 17 im Träger 9, die, ebenso in Kombination mit Ein- 16 oder Auskerbungen et cetera, zu einer Fixierung etwa eines Lichtleiters 15 benützt werden können. Besonders geeignet sind Ausnehmungen 17, etwa im Rahmen eines Spritz- oder Druckgießprozesses die Trägeranordnung 8 mit zum Beispiel einem Lichtleiter stabil zu verbinden, da das zu gießende Material durch die Ausnehmungen 17 feste Brücken bilden kann. Auch Ausstülpungen oder Noppen auf der Trägerober- 11 oder Trägerunterseite sind zu diesem Zweck geeignet. Der konkreten Ausführung der Ausnehmungen 17 oder Noppen sind keine engen Grenzen gesetzt. Bei geeignetem zum Beispiel Umspritzen der Trägeranordnung 8 erhöht sich der Platzbedarf, insbesondere die Höhe, nur wenig.
Im Ausführungsbeispiel gemäß 9 sind die Miniaturgehäuse 1 tiefer bezüglich der Trägerfrontseite 10 eingelassen, so dass die Trägerfrontseite 10 deutlich über die Miniaturgehäuse 1 hinausragt. Dies bietet den unter Umständen empfindlichen Durchgangsseiten 2 der Miniaturgehäuse 1 zusätzlichen Schutz vor zum Beispiel Verkratzen und verstärkt, im Falle eines Gießprozesses, die Verbindung zwischen einem Lichtleiter 15 oder einem Gerätegehäuse über eine Art von Verzahnung. Die Verzahnung kann verstärkt werden, falls mindestens eine Außenfläche des Trägers 9 in den relevanten Bereichen zusätzlich künstlich aufgeraut ist.

Claims

Miniaturgehäuse (1) mit – einem Gehäusekörper (3), mit einem elektromagnetische Strahlung emittierenden oder empfangenden Element, das sich innerhalb des Gehäusekörpers (3) befindet, und durch eine Durchgangsseite (2) des Gehäusekörpers (3) die Strahlung emittiert oder empfängt, und wobei der Gehäusekörper (3) eine Oberseite (4) aufweist, die im wesentlichen senkrecht zur Durchgangsseite (2) ausgerichtet ist, – Leitungen (5), die eine elektrisch leitende Verbindung vom Element zur Außenseite des Gehäusekörpers (3) herstellen, und – elektrischen Anschlusseinrichtungen (6), mit denen die Leitungen (5) in Verbindung stehen, wobei die Anschlusseinrichtungen (6) den Gehäusekörper (3) seitlich überragen und Kontaktierungsflächen (7) aufweisen, die im wesentlichen parallel zur Oberseite (4) des Gehäusekörpers (2) ausgerichtet sind.
Miniaturgehäuse (1) nach Anspruch 1, wobei die jeweiligen elektrischen Leitungen (5) und die dazu gehörigen Anschlusseinrichtungen (6) einstückig ausgeführt sind.
Miniaturgehäuse (1) nach Anspruch 1, wobei die jeweiligen elektrischen Leitungen (5) und die dazu gehörigen Anschlusseinrichtungen (6) mehrstückig ausgeführt und jeweils elektrisch leitend miteinander verbunden sind.
Miniaturgehäuse (1) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die elektrischen Anschlusseinrichtungen (6) auf mindestens zwei Seiten den Gehäusekörper (3) überragen.
Miniaturgehäuse (1) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die elektrischen Anschlusseinrichtungen (6) den Gehäusekörper (3) auf zwei gegenüberliegenden Seiten überragen.
Miniaturgehäuse (1) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die den Gehäusekörper (3) überragenden Teile der elektrischen Anschlusseinrichtungen (6) als Plättchen ausgeformt sind.
Miniaturgehäuse (1) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die seitlich den Gehäusekörper (3) überragenden Teile der elektrischen Anschlusseinrichtungen (6) L-förmig ausgebildet sind.
Miniaturgehäuse (1) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die elektrischen Anschlusseinrichtungen (6) an der Oberseite (4) oder Unterseite des Gehäusekörpers (3) angebracht sind.
Miniaturgehäuse (1) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei die den Gehäusekörper (3) seitlich überragenden Teile der elektrischen Anschlusseinrichtungen (6) im wesentlichen in Verlängerung der Oberseite (4) oder der Unterseite des Gehäusekörpers (3) verlaufen.
Miniaturgehäuse (1) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei der Gehäusekörper (3), mit Blick von oben in Richtung Oberseite (4), einen im wesentlichen rechteckigen Grundriss aufweist.
Miniaturgehäuse (1) nach den Ansprüchen 3 und 9, wobei die elektrischen Leitungen (5) zur Oberseite (4) oder Unterseite des Gehäusekörpers (3) geführt sind und jeweils mit dort angebrachten, elektrischen Leitern verbunden werden und sich hierdurch die elektrischen Anschlusseinrichtungen (6) ergeben.
Miniaturgehäuse (1) nach Anspruch 11, wobei die elektrischen Leitungen (5) seitlich aus dem Gehäusekörper (3) geführt sind.
Miniaturgehäuse (1) nach Anspruch 11 oder 12, wobei mindestens ein elektrisch leitendes Zwischenstück zwischen den Leitungen (5) und den Anschlusseinrichtungen (6) eingesetzt ist, so dass sich eine elektrisch leitende Verbindung von den Leitungen (5) zu den Anschlusseinrichtungen (6) ergibt.
Miniaturgehäuse (1) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei das Element eine LED ist.
Miniaturgehäuse (1) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei dessen Höhe (t) weniger als ein Drittel der größten lateralen Ausdehnung (w) des Gehäusekörpers (3) beträgt.
Miniaturgehäuse (1) nach einem der vorigen Ansprüche, dessen Höhe (t) kleiner als 0,8 mm ist.
Trägeranordnung (8) mit – mindestens einem Miniaturgehäuse (1) nach einem der vorigen Ansprüche und – einem Träger (9), der eine Trägerfrontseite (10), die im wesentlichen parallel zur Durchgangsseite (2) des Minaturgehäuses (1) ausgerichtet ist, und weiterhin eine Trägeroberseite (11) aufweist, die im wesentlichen senkrecht zur Trägerfrontseite (10) ausgerichtet ist, wobei die elektrischen Anschlusseinrichtungen (6) des Miniaturgehäuses (1) im wesentlichen flach auf der Trägeroberseite (11) oder der Trägerunterseite aufliegen.
Trägeranordnung (8) nach Anspruch 17, wobei sich der Gehäusekörper (3) im wesentlichen vor der Trägerfrontseite (10) befindet.
Trägeranordnung (8) nach Anspruch 17, so dass zumindest ein Miniaturgehäuse (1) zumindest teilweise in zumindest eine Aussparung (12) eingebettet ist.
Trägeranordnung (8) nach Anspruch 17, 18 oder 19, wobei der Gehäusekörper (3) vollständig vor der Trägerfrontseite angeordnet beziehungsweise vollständig in eine Aussparung eingebettet ist.
Trägeranordnung (8) nach einem der Ansprüche 17 bis 20, wobei auf dem Träger (9) mindestens eine elektrische Zuleitung (13) angebracht ist, die dazu geeignet ist, mit mindestens einer elektrischen Anschlusseinrichtung (6) des Miniaturgehäuses (1) kontaktiert zu werden.
Trägeranordnung (8) nach Anspruch 21, wobei die mindestens eine elektrische Zuleitung (13) nur auf der Trägeroberseite (11) aufgebracht ist.
Trägeranordnung (8) nach einem der Ansprüche 19 bis 22, wobei die Durchgangsseite (2) des Miniaturgehäuses (1) im wesentlichen bündig mit der Trägerfrontseite (10) abschließt.
Trägeranordnung (8) nach einem der Ansprüche 19 bis 23, wobei die Aussparung (12) einen Querschnitt aufweist, der, durch die Trägeroberseite (11) gesehen, im wesentlichen als Kreissegment ausgebildet ist.
Trägeranordnung (8) nach einem der Ansprüche 19 bis 23, wobei die Aussparung (12) einen Querschnitt aufweist, der, durch die Trägeroberseite (11) gesehen, im wesentlichen als Rechteck ausgebildet ist.
Trägeranordnung (8) nach einem der Ansprüche 19 bis 25, wobei die Aussparung (12) im Träger (9) und die Gehäusekörper (3) zueinander im wesentlichen als Passform ausgeführt sind.
Trägeranordnung (8) nach einem der Ansprüche 19 bis 26, wobei das Miniaturgehäuse (1) zumindest teilweise in der Aussparung (12) anliegt.
Trägeranordnung (8) nach einem der Ansprüche 19 bis 27, wobei die Aussparungen (12) als eine stufenähnliche Gestaltung ausgebildet ist.
Trägeranordnung (8) nach einem der Ansprüche 19 bis 28, wobei die Aussparung (12) mit mindestens einer Verschmälerungen im wesentlichen parallel zur Trägerfrontseite (10) ausgestaltet ist.
Trägeranordnung (8) nach einem der Ansprüche 17 bis 29, wobei der Träger (9) mechanisch flexibel ist.
Trägeranordnung (8) nach einem der Ansprüche 17 bis 30, wobei der Träger (9) mindestens ein thermisch leitfähiges Material enthält.
Trägeranordnung (8) nach einem der Ansprüche 17 bis 31, wobei die Ausdehnung der Trägeranordnung (8) in Richtung senkrecht zur Trägeroberseite (11) kleiner als 1 mm ist.
Trägeranordnung (8) nach einem der Ansprüche 17 bis 32, wobei der Träger (9) mindestens eine Positioniermarkierung und/oder Haltevorrichtung in Form einer Einkerbung, Ausnehmung, Auskerbung, Auswölbung und/oder Noppe aufweist.
Verfahren zur Herstellung einer Trägeranordnung (8) mit einem Träger (9) und mit mindestens einem Miniaturgehäuse (1) mit den Schritten: – Bereitstellen des Trägers (9), – Platzieren des mindestens einen Miniaturgehäuses (1) am Träger (9), – Kontaktierung der mindestens einen elektrischen Anschlusseinrichtung (6) mit der mindestens einen elektrischen Zuleitung (13).
Verfahren nach Anspruch 34, wobei das Bereitstellen des Trägers (9) das Erstellen mindestens einer geeigneten Aussparung (12) zur Aufnahme des Miniaturgehäuses (1) mittels Bohren, Fräsen, Stanzen oder über Gussverfahren beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 34 oder 35, wobei das Bereitstellen des Trägers (9) das Erstellen der mindestens einen elektrischen Zuleitung (13) mittels eines Lithographie- oder Druckverfahrens beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 34, 35 oder 36, wobei nach dem Platzieren des Miniaturgehäuses (1) am Träger (9) das Miniaturgehäuse (1) durch die Anschlusseinrichtungen (6) und/oder die Aussparung (12) zumindest zeitweise mechanisch gehalten wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 34 bis 37, wobei die aus dem Gehäusekörper (3) geführten elektrischen Leitungen (5) des Miniaturgehäuses (1) weiterhin durch Biegen zu geeigneten Anschlusseinrichtungen (6) geformt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 34 bis 38, wobei das elektrische Kontaktieren der Anschlusseinrichtungen (12) mit der mindestens einen Zuleitung (13) des Trägers (9) durch Löten, Kleben oder Pressen erfolgt, oder auch durch Biegen, Falzen oder Knicken der Anschlusseinrichtungen (12) bewerkstelligt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 34 bis 39, das beinhaltet, dass die Trägeranordnung (8) mittels eines Klebe-, Schweiß- oder Gussverfahrens mit einem Lichtleiter oder Gerätegehäuse gekoppelt wird.