DE102008032346A1

DE102008032346A1 - Leuchtmittel mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle und Verfahren zur Herstellung eines Leuchtmittels

Info

Publication number: DE102008032346A1
Application number: DE102008032346A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr. Pohlmann; Thomas Fark
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2008-07-09
Filing date: 2008-07-09
Publication date: 2010-01-14

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Leuchtmittel (1) mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle (D11, ..., Dmn), umfassend einen Schaltungsträger (2), auf dem zumindest eine Gruppe elektrischer Bauteile angeordnet ist, wobei die Gruppe mindestens einen Widerstand und mindestens eine in Reihe mit dem entsprechenden Widerstand geschaltete Halbleiterlichtquelle (D11, ..., Dmn) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Widerstand als Pastenwiderstand (R1, ..., Rm) ausgeführt ist, der auf den Schaltungsträger (2) aufgedruckt ist. Darüber hinaus bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines Leuchtmittels (1).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Leuchtmittel mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle, umfassend einen Schaltungsträger, auf dem zumindest eine Gruppe elektrischer Bauteile angeordnet ist, wobei die Gruppe mindestens einen Widerstand und mindestens eine, in Reihe mit dem entsprechenden Widerstand geschaltete Halbleiterlichtquelle aufweist. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Leuchtmittels.
Leuchtmittel der eingangs genannten Art sowie Verfahren zur Herstellung eines entsprechenden Leuchtmittels sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausführungsformen bereits bekannt. Sie ermöglichen insbesondere einen kostengünstigen Aufbau von Kraftfahrzeugleuchten.
Beim Aufbau von Kraftfahrzeugleuchten mit einem Leuchtmittel, das zum Beispiel eine Mehrzahl von Halbleiterlichtquellen aufweist, wird häufig eine Schaltungsanordnung eingesetzt, die eine Mehrzahl von Vorwiderständen für die Halbleiterlichtquellen aufweist. Diese Widerstände sind in der Regel so genannte oberflächenmontierbare Bauteile (englisch: surface-mounted devices, abgekürzt: SMD). SMD-Widerstände weisen im Gegensatz zu Widerständen, die für eine Durchsteckmontage geeignet sind, keine Drahtanschlüsse auf. Sie werden mit Hilfe lötfähiger Anschlussflächen direkt auf den Schaltungsträger gelötet. Eine derartige Schaltungsanordnung, bei der die Anschlusselektronik (SMD-Widerstände) und die Halbleiterlichtquellen auf demselben Schaltungsträger angeordnet sind, ist insbesondere für gehäuste, reflowfähige Halbleiterlichtquellen geeignet. Ein Nachteil einer derartigen Schaltungsanordnung besteht darin, dass bei einem Einsatz ungehäuster Halbleiterlichtquellen mit einer so genannten „Chip-on-Board”-Technologie (abgekürzt: CoB-Technologie) eine doppelte Prozesskette (Herstellung der Halbleiterlichtquellen und Lötprozess der SMD-Widerstände) erforderlich ist.
Hier setzt die vorliegende Erfindung an.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Leuchtmittel der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, das einfacher und kostengünstiger herstellbar ist als die aus dem Stand der Technik bekannten Leuchtmittel. Darüber hinaus liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das eine einfache und kostengünstige Herstellung eines Leuchtmittels ermöglicht.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Leuchtmittels durch ein Leuchtmittel der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Hinsichtlich des Verfahrens wird die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe durch ein Verfahren der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 5 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 6 gelöst. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Ein erfindungsgemäßes Leuchtmittel zeichnet sich gemäß Anspruch 1 dadurch aus, dass der mindestens eine Widerstand als Pastenwidersand ausgeführt ist, der auf den Schaltungsträger aufgedruckt ist. Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, dass durch die Verwendung von Pastenwiderständen, die bei der Herstellung des Leuchtmittels auf den Schaltungsträger aufgedruckt werden, der relativ arbeitsaufwändige und damit kostenintensive SMD-Lötprozess entfallen kann. Das erfindungsgemäße Leuchtmittel ermöglicht insbesondere einen kostengünstigen Aufbau von Kraftfahrzeugleuchten. Die mindestens eine Halbleiterlichtquelle kann insbesondere eine ungehäuste Halbleiterlichtquelle sein.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass auf dem Schaltungsträger eine Anzahl m parallel zueinander geschalteter Gruppen elektrischer Bauteile angeordnet ist, wobei jede der Gruppen mindestens einen Pastenwiderstand und mindestens eine, in Reihe mit dem entsprechenden Pastenwiderstand geschaltete Halbleiterlichtquelle aufweist. Die Halbleiterlichtquellen können insbesondere ungehäuste Halbleiterlichtquellen sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass jede der m Gruppen jeweils n Halbleiterlichtquellen aufweist.
Um die Betriebssicherheit des Leuchtmittels zu erhöhen, kann in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen sein, dass das Leuchtmittel mindestens eine Verpolungsschutzdiode aufweist.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Leuchtmittels mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle umfasst gemäß Anspruch 5 die nachfolgenden Schritte:

– Bereitstellen eines Schaltungsträgers,
– Aufbringen mindestens einer Halbleiterlichtquelle auf den Schaltungsträger,
– Aufdrucken mindestens eines Pastenwiderstands auf den Schaltungsträger vor der Halbleiterlichtquelle, wobei der mindestens eine Pastenwiderstand mit der entsprechenden Halbleiterlichtquelle in Reihe geschaltet wird,
– Abgleichen des mindestens einen Pastenwiderstands.

Ein weiteres erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Leuchtmittels mit einer Mehrzahl von Halbleiterlichtquellen, umfasst gemäß Anspruch 6 die nachfolgend aufgeführten Schritte:

– Bereitstellen eines Schaltungsträgers,
– Aufbringen mehrerer Gruppen von Halbleiterlichtquellen mit jeweils mindestens einer Halbleiterlichtquelle auf den Schaltungsträger, wobei die Gruppen von Halbleiterlichtquellen parallel geschaltet werden,
– Aufdrucken mindestens eines Pastenwiderstands vor einer der Halbleiterlichtquellen jeder der Gruppen von Halbleiterlichtquellen, wobei der mindestens eine Pastenwiderstand mit der entsprechenden Halbleiterlichtquelle in Reihe geschaltet wird,
– Abgleichen der Pastenwiderstände.

Die hier vorgestellten erfindungsgemäßen Verfahren haben gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen den Vorteil, dass durch die Verwendung von Pastenwiderständen, die auf den Schaltungsträger aufgedruckt werden, die arbeitsaufwändige und damit kostenintensive Montage von SMD-Widerständen entfallen kann. Dadurch können die Leuchtmittel wirtschaftlicher hergestellt werden. Die bei der Herstellung der Leuchtmittel verwendeten Halbleiterlichtquellen können insbesondere ungehäuste Halbleiterlichtquellen sein.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass m Gruppen mit jeweils n in Reihe geschalteten Halbleiterlichtquellen auf den Schaltungsträger aufgebracht werden. Durch die Anzahl der Halbleiterlichtquellen, die jeweils eine Gruppe von Halbleiterlichtquellen bilden, kann die Lichtleistung jeder der Gruppen gezielt eingestellt werden.
In einer vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass jeder Pastenwiderstand auf einen Widerstandswert abgeglichen wird.
In einer alternativen Ausführungsform besteht auch die Möglichkeit, dass jeder Pastenwiderstand auf einen zu realisierenden Lichtstrom der Halbleiterlichtquellen abgeglichen wird. Ein derartiger aktiver Abgleich der Pastenwiderstände ist besonders vorteilhaft, da eine spannungsaktive Vorselektion der Halbleiterlichtquellen vor der Herstellung des Leuchtmittels entfallen kann, so dass weitere Kosten eingespart werden können.
Um den Widerstandsabgleich prozesstechnisch besonders einfach zu bewirken, ist in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, dass jeder Pastenwiderstände durch mindestens einen Laserstrahlschnitt abgeglichen wird.
Vorzugsweise wird auf den Schaltungsträger mindestens eine Verpolungsschutzdiode aufgebracht, um die Betriebssicherheit des Leuchtmittels nach der Herstellung zu erhöhen.
Anhand der beigefügten Zeichnung wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert.
Dabei zeigt:
1 eine schematische Darstellung eines Leuchtmittels mit einer Mehrzahl von Halbleiterlichtquellen gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Ein Leuchtmittel 1, das gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, umfasst einen Schaltungsträger 2 mit zwei elektrischen Anschlüssen T1, T2, einer Verpolungsschutzdiode D1 sowie m parallel zueinander geschalteten Gruppen elektrischer Bauteile, deren Aufbau nachfolgend näher erläutert werden soll. Die vorstehend genannten Gruppen elektrischer Bauteile sind in 1 jeweils durch eine gestrichelt eingezeichnete Umrandung kenntlich gemacht.
Jede der m Gruppen elektrischer Bauteile weist jeweils einen Pastenwiderstand R_i (i = 1 bis m) sowie eine Mehrzahl n in Reihe geschalteter Halbleiterlichtquellen D11, ..., D1n (Gruppe 1) bis Dm1, ..., Dmn (Gruppe m) auf. In diesem Ausführungsbeispiel weist jede der m Gruppen eine (identische) Anzahl n in Reihe geschalteter Halbleiterlichtquellen D11, ..., D1n (Gruppe 1) bis Dm1, ..., Dmn (Gruppe m) auf, die insbesondere ungehäust ausgeführt sein können.
Die Pastenwiderstände R_i (i = 1 bis m) werden bei der Herstellung des Leuchtmittels 1 jeweils vor die erste Halbleiterlichtquelle D11...Dm1 jeder der Halbleiterlichtquellengruppen geschaltet. Bei der Herstellung des Leuchtmittels 1 werden die Pastenwiderstände R_i (i = 1 bis m) auf den Schaltungsträger 2 aufgedruckt. Durch eine Variation der Widerstandswerte der Pastenwiderstände R_i (i = 1 bis m) lässt sich der elektrische Strom in den Halbleiterlichtquellen D1n...Dmn einstellen. In Abhängigkeit vom eingestellten elektrischen Strom stellt sich während des Betriebs des Leuchtmittels 1 ein Lichtstrom ein, der zur Realisierung der jeweiligen Lichtfunktion des Leuchtmittels 1 dient.
Die Pastenwiderstände R_i (i = 1 bis m) dienen als Vorwiderstandsbeschaltung für die Halbleiterlichtquellen D1n, ..., Dmn und sind daher mit diesen elektrisch in Reihe geschaltet. Anders als bei einer Bestückung des Schaltungsträgers 2 mit SMD-Widerständen, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist, ist eine Zuordnung eines Pastenwiderstands R_i (i = 1 bis m) zu den jeweiligen Halbleiterlichtquellen D1n, Dmn nicht zwingend erforderlich.
Um einen konstanten Lichtstrom zu gewährleisten, bestehen zwei unterschiedliche Möglichkeiten des Widerstandsabgleichs. Die Pastenwiderstände R_i (i = 1 bis m) können gemäß einer ersten Variante auf einen Widerstandswert abgeglichen werden. Gemäß einer zweiten Variante können die Pastenwiderstände R_i (i = 1 bis m) auf einen zu realisierenden Lichtstrom abgeglichen werden (aktiver Abgleich). Dieser aktive Abgleich der Pastenwiderstände R_i (i = 1 bis m) ist besonders vorteilhaft, da eine spannungsaktive Vorselektion der Halbleiterlichtquellen D1n, ..., Dmn vor der Herstellung des Leuchtmittels 1 entfallen kann.
Der Abgleich der Pastenwiderstände R₁ (i = 1 bis m) erfolgt vorzugsweise durch Laserschnitte, die für jeden der Pastenwiderstände R_i (i = 1 bis m) durchgeführt werden, da die Pastenwiderstände R_i (i = 1 bis m) nach dem Aufbringen auf den Schaltungsträger 2 und dem sich daran anschließenden Aushärten mit sehr großen Toleranzen behaftet sind.

1: Leuchtmittel
2: Schaltungsträger
D1: Verpolungsschutzdiode
R1...Rm: Pastenwiderstände
D11...Dmn: Halbleiterlichtquellen
T1: Anschluss
T2: Anschluss

Claims

Leuchtmittel (1) mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle (D11, ..., Dmn), umfassend einen Schaltungsträger (2), auf dem zumindest eine Gruppe elektrischer Bauteile angeordnet ist, wobei die Gruppe mindestens einen Widerstand und mindestens eine, in Reihe mit dem entsprechenden Widerstand geschaltete Halbleiterlichtquelle (D11, ..., Dmn) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Widerstand als Pastenwiderstand (R1, ..., Rm) ausgeführt ist, der auf den Schaltungsträger (2) aufgedruckt ist.
Leuchtmittel (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Schaltungsträger (2) eine Anzahl m parallel zueinander geschalteter Gruppen elektrischer Bauteile angeordnet ist, wobei jede der Gruppen mindestens einen Pastenwiderstand (R1, ..., Rm) und mindestens eine, in Reihe mit dem entsprechenden Pastenwiderstand (R1, ..., Rm) geschaltete Halbleiterlichtquelle (D11, ..., Dmn) aufweist.
Leuchtmittel (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede der m Gruppen jeweils n Halbleiterlichtquellen (D11, ..., Dmn) aufweist.
Leuchtmittel (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel (1) mindestens eine Verpolungsschutzdiode (D) aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Leuchtmittels (1) mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle (D11, ..., Dmn), umfassend die Schritte: – Bereitstellen eines Schaltungsträgers (2), – Aufbringen mindestens einer Halbleiterlichtquelle (D11, D21, ..., Dm1) auf den Schaltungsträger (2), – Aufdrucken mindestens eines Pastenwiderstands (R1, ..., Rm) auf den Schaltungsträger (2) vor der Halbleiterlichtquelle (D11, D21, ..., Dm1), wobei der mindestens eine Pastenwiderstand (R1, ..., Rm) mit der entsprechenden Halbleiterlichtquelle (D11, D21, ..., Dm1) in Reihe geschaltet wird, – Abgleichen des mindestens einen Pastenwiderstands (R1, ..., Rm).
Verfahren zur Herstellung eines Leuchtmittels (1) mit einer Mehrzahl von Halbleiterlichtquellen (D11, ..., Dmn), umfassend die Schritte: – Bereitstellen eines Schaltungsträgers (2), – Aufbringen mehrerer Gruppen von Halbleiterlichtquellen (D11, ..., Dmn) mit jeweils mindestens einer Halbleiterlichtquelle (D11, ..., Dmn) auf den Schaltungsträger (2), wobei die Gruppen von Halbleiterlichtquellen (D11, ..., Dmn) parallel geschaltet werden, – Aufdrucken mindestens eines Pastenwiderstands (R1, ..., Rm) vor einer der Halbleiterlichtquellen (D11, D21, ..., Dm1) jeder der Gruppen von Halbleiterlichtquellen (D11, ..., Dmn), wobei der mindestens eine Pastenwiderstand (R1, ..., Rm) mit der entsprechenden Halbleiterlichtquelle (D11, D21, ..., Dm1) in Reihe geschaltet wird, – Abgleichen der Pastenwiderstände (R1, ..., Rm).
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass m Gruppen mit jeweils n in Reihe geschalteten Halbleiterlichtquellen (D11, ..., Dmn) auf den Schaltungsträger (2) aufgebracht werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Pastenwiderstand (R1, ..., Rm) auf einen Widerstandswert abgeglichen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Pastenwiderstand (R1, ..., Rm) auf einen zu realisierenden Lichtstrom der Halbleiterlichtquellen (D11, ..., Dmn) abgeglichen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Pastenwiderstand (R1, ..., Rm) durch mindestens einen Laserstrahlschnitt abgeglichen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Schaltungsträger (2) mindestens eine Verpolungsschutzdiode (D1) aufgebracht wird.