DE102010002053B4

DE102010002053B4 - Anordnung zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen zwei Bauteilen, sowie Schaltungsanordnung hiermit

Info

Publication number: DE102010002053B4
Application number: DE201010002053
Authority: DE
Inventors: Leopold Hellinger; Gerhard Neumann
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2010-02-17
Filing date: 2010-02-17
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2030-02-18
Also published as: DE102010002053A1

Abstract

Eine Anordnung (1) zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen zwei Bauteilen, wobei eines der Bauteile wenigstens ein LED-Modul (4) ist und das andere Bauteil eine Platine (2) ist, welche eine Schaltung zur Versorgung und/oder Ansteuerung des wenigstens einen LED-Moduls (4) trägt, und das andere Bauteil wenigstens eine Kontaktfläche (16) aufweist, welche mit wenigstens einer entsprechenden Kontaktgegenfläche (18) an dem einen Bauteil zu kontaktieren ist, wobei die Anordnung (1) wenigstens ein Druckbauteil (28) aufweist, mit welchem die Kontaktfläche (16) und die wenigstens eine entsprechende Kontaktgegenfläche (18) in einer direkten körperlichen Anlage haltbar sind, und das Druckbauteil (28) eine der Anzahl der Kontaktflächen bzw. Kontaktgegenflächen (16 bzw. 18) entsprechende Anzahl von Niederhaltern (38) aufweist, welche an dem Druckbauteil (28) auslegerartig angelenkt sind, und das Druckbauteil (18) wenigstens einen weiteren Durchbruch (32) für wenigstens ein von dem wenigstens einen LED-Modul (4) vorstehendes Bauteil (10), insbesondere eine Hochleistungs-LED aufweist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen zwei Bauteilen, wobei eines der Bauteile wenigstens ein LED-Modul ist und das andere Bauteil eine Platine ist, welche eine Schaltung zur Versorgung und/oder Ansteuerung des wenigstens einen LED-Moduls trägt sowie eine Schaltungsanordnung hiermit.
Das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Problem sei nachfolgend anhand der Kontaktierung von LED-Modulen, insbesondere solchen, welche Hochleistungsbauelemente tragen, mit einer Schaltung zur Versorgung und/oder Ansteuerung der LED-Module.
Stand der Technik
Es ist bekannt, Halbleitermodule, beispielsweise Hochleistungs-LED-Module mit einem anderen elektrischen und/oder elektronischen Bauteil oder entsprechenden Bauteilen dadurch zu kontaktieren, dass sowohl an dem Modul als auch an dem anderen Bauteil Anschlussstifte, Buchsen, Kontaktzungen etc. ausgebildet oder angeordnet werden, die mit entsprechenden Kontaktsteckern in elektrischen Kontakt bringbar sind. Die Stecker befinden sich jeweils an den Enden von Kabeln oder Litzen, sodass diese Kabel oder Litzen eine Kontraktbrücke zwischen dem Halbleitermodul und dem Bauteil herstellen. Vorteilhaft hierbei ist die Beibehaltung der modularen Bauweise, welche im Service- oder Reparaturfall einen raschen Austausch von Modul oder Bauteil erlaubt. Nachteilig ist die Anfälligkeit dieser Verbindung insofern, als sich die Verbindung zwischen Stecker und beispielsweise Buchse aufgrund von Vibrationen, Materialermüdungen etc. lockern oder lösen kann.
Von daher ist es auch bekannt geworden, sowohl an dem Halbleitermodul als auch an dem Bauteil (beispielsweise einer Ansteuerungsplatine) Kontaktflächen oder Kontaktkissen bereitzustellen, an welche Verbindungsdrähte stumpf angelötet werden. Vorteilhaft hierbei ist – eine fachmännische Verlötung vorausgesetzt – eine dauerhafte Verbindung mit gleichbleibenden elektrischen Werten (Kontaktwiderstand), nachteilig ist der herstellungstechnische Aufwand, da die Verlötung der Anschlussdrähte in der Regel von Hand durchgeführt werden muss. Weiterhin geht bei einer Verlötung der modulare Aufbau mit problemloser Trennbarkeit und damit Austauschbarkeit der einzelnen Komponenten zumindest teilweise verloren.
Die DE 20 2008 001 948 U1 zeigt einen Test und Programmiersockel für elektronische Bauteile, bei dem zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen zwei Bauteilen das eine Bauteil wenigstens eine Kontaktfläche aufweist, welche mit wenigstens einer entsprechenden Kontaktgegenfläche an einem anderen Bauteil zu kontaktieren ist, wobei die Anordnung wenigstens ein Druckbauteil aufweist, mit welchem die wenigstens eine Kontaktfläche mit der wenigstens einen entsprechenden Kontaktgegenfläche in einer direkten körperlichen Anlage haltbar ist.
Weiterhin zeigt die DE 199 62 031 A1 eine Einrichtung zur Beleuchtung, bei der zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen zwei Bauteilen ein Kontakt unter Einfluss eines Druckbauteils erfolgt. Die DE 20 2004 014 889 U1 zeigt einen Langhubtaster zur Schaltung von Stromkreisen, bei der zur Herstellung einer elektrischen Verbindung ein Kontakt zwischen zwei Bauteilen unter Einfluss eines Druckbauteils erfolgt. Die DE 200 20 549 U1 zeigt die Grundeinheit eines Sicherheitsschalters, bei der zur Herstellung einer elektrischen Verbindung ein Kontakt zwischen zwei Bauteilen unter Einfluss eines Druckbauteils erfolgt.
Darstellung der Erfindung
Die Erfindung hat es sich demnach zur Aufgabe gemacht, eine Anordnung zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen zwei Bauteilen zu schaffen, bei welcher unter Beibehaltung des modularen Aufbaus mit entsprechend leichter Austauschbarkeit einzelner Bauteile eine sichere Kontaktierung und damit leitende Verbindung sichergestellt ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die vorliegende Erfindung gemäß Anspruch 1 eine Anordnung zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen zwei Bauteilen vor, wobei das wenigstens eine Bauteil ein LED-Modul und das andere Bauteil eine Platine, welche eine Schaltung zur Versorgung und/oder Ansteuerung des LED-Moduls trägt, ist und das eine Bauteil wenigstens eine Kontaktfläche aufweist, welche mit wenigstens einer entsprechenden Kontaktgegenfläche an dem anderen Bauteil zu kontaktieren ist, wobei die Anordnung ein Druckbauteil aufweist, mit welchem die beiden Kontaktflächen in direkter körperlicher Anlage haltbar sind. Das Druckbauteil weist eine der Anzahl der Kontaktflächen bzw. Kontaktgegenflächen entsprechende Anzahl von Niederhaltern auf, welche an dem Druckbauteil auslegerartig angelenkt sind, wobei das Druckbauteil wenigstens einen Durchbruch für ein von dem LED-Modul vorstehendes Bauteil, insbesondere eine Hochleistungs-LED aufweist
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung wird somit zunächst auf die Notwendigkeit einer Anschlussdrahtverlötung verzichtet, sodass die damit einhergehenden Nachteile, insbesondere der Verlust der Modularität im Sinne einer leichten Austauschbarkeit einzelner Bauteile, sowie der erhöhte Herstellungsaufwand vermieden sind. Darüber hinaus sind auch die speziell bei einer Handlötung vorhandenen Probleme hinsichtlich einer uneinheitlichen Ausbildung der einzelnen Lötstellen (”kalte” Verlötungen etc.) vermieden. Durch die Anordnung eines Druckbauteils, welches die beiden Kontaktflächen in direkter körperlicher Anlage hält, wird zwischen den beiden Kontaktflächen ein bestimmter Kontaktdruck aufrechterhalten, der nicht von den Kontaktflächen selbst bzw. den Bauelementen aufgebracht werden muss, welche die Kontaktflächen bilden oder tragen (Stecker, Buchsen etc.). Ermüdungsfolgeerscheinungen im Bereich der eigentlichen Kontaktflächen können daher nicht auftreten, sodass die direkte körperliche Anlage der Kontaktflächen und damit die elektrisch leitende Verbindung auch langfristig und unter ungünstigen Bedingungen (Vibrationen, Temperaturwechsel etc.) aufrechterhalten bleibt. Indem das Druckbauteil eine der Anzahl der Kontaktflächen bzw. Kontaktgegenflächen entsprechende Anzahl von Niederhaltern aufweist, welche an dem Druckbauteil auslegerartig angelenkt sind, ist eine Mehrzahl von Kontaktierungen zwischen Kontaktflächen und Kontaktgegenflächen möglich, d. h. es muss nicht für jede einzelne Kontaktierung ein eigenes Druckbauteil vorgesehen werden. Dies verringert die Anzahl von Bauteilen insgesamt und damit insbesondere die Lager- und Herstellungskosten. Indem das Druckbauteil wenigstens einen Durchbruch für ein von dem LED-Modul vorstehendes Bauteil, insbesondere eine Hochleistungs-LED aufweist, ist es möglich, das Druckbauteil im Wesentlichen flächig über dem gesamten Modul auch dann anzuordnen, wenn dieses eines oder mehrere vorstehende Bauteil hat. Im Fall einer LED ermöglicht diese Ausgestaltung weiterhin eine ungehinderte Strahlungsemission von der LED oder auch von LEDs, wenn ein Modul mehrfach bestückt ist.
Ein jeder Niederhalter kann hierbei mit einer Federkraft versehen sein. Durch diese vorteilhafte Ausgestaltung ist der Niederhalter in der Lage, einwirkende Vibrationen besonders gut aufzufangen oder zu absorbieren, sodass die Kontaktierung aufrechterhalten bleibt.
Folgt hierbei die Federkraft bevorzugt einer flachen Federkennlinie, ist die Federkraft in vorteilhafter Weise zumindest innerhalb eines bestimmten Auslenkungsbereichs weitestgehend konstant. Hierdurch wird die Vibrationssicherheit der Kontaktierung weiter verbessert.
Das Druckbauteil ist bevorzugt plattenförmig ausgebildet, wobei jeder Niederhalter einstückig an dem plattenförmigen Druckbauteil ausgebildet ist. Durch diese Ausgestaltungsform ist das Druckbauteil in besonders einfacher Weise herstellbar, beispielsweise durch einen Stanzvorgang, wenn das Druckbauteil aus einem metallischen Werkstück ist. Darüber hinaus kann durch die einstückige Ausbildung des Niederhalters bzw. der Niederhalter die federnde Anlenkung am Druckbauteil besonders einfach realisiert werden.
Erstrecken sich der oder die Niederhalter vom Umfang des Druckbauteils aus radial, stellt das Druckbauteil ein zentrales Bauteil dar, das in der Lage ist, radial umfangsseitig angeordnete Kontaktflächen bzw. Kontaktgegenflächen zu kontaktieren. Dies trägt unter anderem zu einer kompakten Bauweise bei.
Gemäß einer im Rahmen der vorliegenden Erfindung lediglich als bevorzugt zu betrachtenden Ausgestaltungsform ist das (wenigstens eine) Halbleitermodul auf einem Trägersubstrat angeordnet und die Platine und das Trägersubstrat sind unter Zwischenschaltung des Halbleitermoduls in Flächenanlage bringbar. Unter ”Zwischenschaltung des Halbleitermoduls” sei verstanden, dass bei Flächenanlage von Platine und Trägersubstrat das Halbleitermodul sich in einer Ebene befindet, die zumindest annähernd in der Trennebene zwischen der Platine und dem Trägersubstrat liegt. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise die Höhenerstreckung auf ein Minimum reduziert.
Die Platine hat hierbei bevorzugt eine Anzahl der Halbleitermodule entsprechend der Anzahl von Durchbrüchen derart, dass bei Flächenanlage von Platine und Trägersubstrat je ein Halbleitermodul in einem Durchbruch zu liegen kommt und von der freien Oberflächenseite der Platine her zugänglich ist. Diese Ausgestaltungsform macht es möglich, dass auch im Einbauzustand das Halbleitermodul vollständig von außen her zugänglich ist, um beispielsweise Kalibriereinstellungen, weitere Bestückungen des Moduls etc. vornehmen zu können.
Hierbei steht vom Umfangsrand eines jeden Durchbruchs eine der Anzahl der Kontaktgegenflächen entsprechende Anzahl von Kontaktfingern in das Innere des Durchbruchs vor. Hierdurch erfolgt eine 1:1-Zuordnung von Kontaktflächen und Kontaktgegenflächen in unverwechselbarer Weise.
Das Druckbauteil wird bevorzugt unter Kraftbeaufschlagung in Richtung des Trägersubstrats gespannt. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung hierbei ist, wenn das Druckbauteil mit dem Trägersubstrat verschraubt wird. Hierdurch wird ein sicherer Halt des Druckbauteils gegenüber dem Trägersubstrat und damit eine sichere Kontaktgebung erreicht.
Bevorzugt drückt bei Flächenanlage von Platine und Trägersubstrat je ein freies Ende eines Niederhalters unter Federkraft auf ein freies Ende eines Kontaktfingers derart, dass ein als die Kontaktfläche dienender Kontaktpunkt am Kontaktfinger mit einem als die Kontaktgegenfläche dienenden Kontaktkissen seitens des Halbleitermoduls in Anlage gerät. Ist somit das Druckbauteil unter Kraftbeaufschlagung in Richtung des Trägersubstrats gespannt, wird der Kontaktfinger seitens der Platine zwischen dem Niederhalter seitens des Druckbauteils und der Kontaktgegenfläche seitens des Halbleitermoduls sandwichartig eingespannt. Der Niederhalter drückt hierbei auf das freie Ende des Kontaktfingers, sodass der Kontaktpunkt am Kontaktfinger mit dem Kontaktkissen am Halbleitermodul in die gewünschte Anlage gerät. Durch die federnde und auslegerartige Anordnung eines jeden Niederhalters am Druckbauteil ist diese Druckkontaktierung zwischen Kontaktfläche und Kontaktgegenfläche stabil und sicher, vibrationsbeständig und von im Wesentlichen konstanter Größe betreffend den Kontaktdruck.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist weiterhin eine Schaltungsanordnung, welche wenigstens ein Halbleitermodul aufweist, wobei das wenigstens eine Halbleitermodul über eine auf wenigstens einer Platine angeordnete Schaltung versorgt und/oder angesteuert wird, wobei eine elektrische und/oder elektronische Verbindung zwischen dem Halbleitermodul und der Platine über eine erfindungsgemäße Anordnung zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung erfolgt.
Kurze Beschreibung der Zeichnung(en)
Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich besser aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
1 eine perspektivische auseinandergezogene Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung;
2 in vergrößerter Darstellung einen Ausschnitt der erfindungsgemäßen Anordnung, welcher von unten gesehen die Anordnung von Druckbauteil und Platine im Bereich eines dortigen Kontaktfingers zeigt;
3 eine im Wesentlichen 1 entsprechende Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung im montierten Zustand; und
4 eine vergrößerte perspektivische Darstellung des fertigen Montagezustands.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Eine in der Zeichnung und hier zunächst in 1 insgesamt mit 1 bezeichnete Anordnung dient zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen zwei Bauteilen 2 und 4, wobei in dem zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiel insgesamt drei Bauteile 4 vorgesehen sein mögen, welche mit den Bezugszeichen 4a, 4b und 4c bezeichnet sind. Das Bauteil 2 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Leiterplatte oder Platine, welche ein- oder beidseitig mit elektrischen und/oder elektronischen Komponenten 6 und in 1 nicht näher dargestellten Leiterbahnen versehen ist.
Die Bauteile 4a, 4b und 4c (nachfolgend abgekürzt zusammen mit dem Bezugszeichen 4 bezeichnet) sind beispielsweise sogenannte Halbleitermodule, wobei im konkreten Ausführungsbeispiel ein jedes Modul 4 aus einem plattenförmigen Substrat 8 und einem im Wesentlichen mittig auf dem Substrat 8 angeordneten aktiven Element oder Halbleiterelement 10, insbesondere einem LED-Element aufgebaut ist. Die Bauteile oder Module 4 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel demnach auch als LED-Module bezeichenbar.
Die Module 4 sind voneinander beabstandet auf einem Trägersubstrat 12 angeordnet.
Zum Betrieb des Halbleitermoduls (der LED 10) muss jedes Modul 4 neben Ansteuerungssignalen insbesondere mit einer Versorgungsspannung versorgt werden. Hierzu dient die Platine 2, welche bei einer entsprechenden Kontaktierung mit dem LED-Modul 4 dieses elektrisch ansteuert und/oder versorgt.
Hierzu weist die Platine 2 zumindest an ihrer Unterseite (in 1 nicht sichtbar) Leiterbahnen 14 auf, wobei eine derartige Leiterbahn 14 exemplarisch in 2 dargestellt ist, wo die Platine 2 in einer Ansicht ausschnittsweise dargestellt ist. Eine Verbindung der entsprechenden Leiterbahnen 14 seitens der Platine 2 mit dem LED-Modul 4 bzw. der sich hierauf befindlichen LED 10 erfolgt über Kontaktflächen 16 seitens der Platine 2 und Kontaktgegenflächen 18 seitens eines jeden LED-Moduls 4. Im dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt die Anzahl von Kontaktgegenflächen 18 bei jedem LED-Modul insgesamt vier, wobei jedoch prinzipiell jede Anzahl von Kontaktgegenflächen 18 pro LED-Modul denkbar ist. Weiterhin müssen die einzelnen Module nicht jeweils zueinander identische Kontaktgegenflächenanzahl haben. Die Anordnung der Kontaktgegenflächen 18 an den Modulen 4 ist ebenfalls beliebig bzw. von der Auslegung eines jeden Moduls 4 diktiert.
Die Platine 2 weist eine der Anzahl von LED-Modulen 4 entsprechende Anzahl von Durchbrüchen 20 auf, wobei in 1 die einzelnen Durchbrüche 20 mit 20a, 20b und 20c bezeichnet sind, um deren Zuordnung zu den LED-Modulen 4a, 4b und 4c besser hervorzuheben. Jeder Durchbruch 20 durchtritt das Material der Platine 2 in deren Dickenrichtung und die Abmessungen sowie die Formen der Durchbrüche 20 sind so gewählt, dass die LED-Module 4 in den Durchbrüchen 20 im Wesentlichen aufgenommen werden können. Hierzu wird gemäß 3 die Platine 2 auf das Trägersubstrat 12 aufgelegt, wobei die Durchbrüche 20 in Fluchtung zu den LED-Modulen 4 sind.
Vom inneren Umfangsrand eines jeden Durchbruches 20 steht eine der Anzahl von Kontaktgegenflächen 18 entsprechende Anzahl von Kontaktfingern 22 vor. Im gewählten Ausführungsbeispiel beträgt die Anzahl von Kontaktgegenflächen 18 pro LED-Modul vier, sodass vom inneren Umfangsrand eines jeden Durchbruchs 20 ebenfalls vier Kontaktfinger 22 vorstehen. Um eine Überfrachtung der zeichnerischen Darstellung in 1 zu vermeiden, sind nur einige der Kontaktfinger 22 in den Durchbrüchen 20a, 20b und 20c mit entsprechenden Bezugszeichen versehen; die nachfolgend gemachten Aussagen treffen gleichermaßen für alle Kontaktfinger 22 zu.
2 zeigt einen der Kontaktfinger 22 der Platine 2, der vom inneren Umfangsrand 24 des Durchbruchs 20 aus nach innen vorsteht. Die Leiterbahn 14 an der Unterseite der Platine 2 ist in den Bereich des Kontaktfingers 22 hinein verlängert und endet in einem Kontaktpunkt oder Kontaktkissen 26, welches die Kontaktfläche 16 für die entsprechende Kontaktgegenfläche 18 seitens des LED-Moduls 4 ist.
Bei erfolgter flächiger Aneinanderlage zwischen Platine 2 und Trägersubstrat 12 kommt somit jedes Kontaktkissen 26 als Kontaktfläche 16 mit einer zugehörigen Kontaktgegenfläche 18 am LED-Modul 4 in Anlage.
Wie weiterhin aus der Zeichnung hervorgeht, ist jedem Durchbruch 20 ein Druckbauteil 28 (28a, 28b, 28c) zugeordnet. Jedes Druckbauteil 28 ist plattenförmig aus einem geeigneten Material, beispielsweise Metall, Kunststoff mit elastischen Eigenschaften etc. gefertigt und in Form und Größe so gestaltet, dass die am besten aus den 3 und 4 ersichtliche Passung bezüglich der jeweiligen Durchbrüche 20 möglich ist. Genauer gesagt, jedes Druckbauteil 28 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel langgestreckt/rechteckförmig, wobei ein Abstand A zwischen den beiden parallel verlaufenden Langseiten so dimensioniert ist, dass er geringer ist als ein Abstand zweier Kontaktfinger 22 seitens der Platine 2, die einander mit dem Druckbauteil 28 dazwischen gegenüberliegen. Ein Hauptkörper 30 des Druckbauteils 28 fügt sich somit in der aus 4 ersichtlichen Weise zwischen die Kontaktfinger 22 und kommt mit seiner Unterseite auf einer Oberseite des entsprechenden LED-Moduls 4 zu liegen. Das Druckbauteil 28 weist hierbei wenigstens einen Durchbruch 32 auf, der in Größe und Anordnung so ausgelegt ist, dass das von dem LED-Modul nach oben vorstehende wenigstens eine Bauteil, also z. B. die LED 10 hindurch passt. Im Falle einer LED kann diese somit durch den Durchbruch 32 hindurch bzw. aus diesem heraus Strahlung emittieren.
Jeder Hauptkörper 30 weist z. B. zwei Bohrungen 34 auf, die im Bereich der beiden Schmalseiten des Hauptkörpers 30 ausgebildet sind. Schrauben 36 durchsetzen diese Bohrungen und sind in entsprechenden Gewindeausnehmungen oder Gewindehülsen etc. seitens des Trägersubstrats 12 einschraubbar. Jedes Druckbauteil 28 weist eine der Anzahl von Kontaktfingern 22 entsprechende Anzahl von Niederhaltern 38 auf. Hierbei sind die Niederhalter 38 bevorzugt einstückig an dem Hauptkörper 30 des Druckbauteils 28 ausgebildet, sodass jedes Druckbauteil 28 mitsamt den hierin vorhandenen weiteren Ausnehmungen oder Bohrungen (32, 34) beispielsweise durch einen Stanzvorgang herstellbar ist.
Jeder Niederhalter 38 ist so angeordnet und ausgebildet, dass ein freies Ende 40 hiervon im Wesentlichen mit der Lage des freien Ende des Kontaktfingers 22 seitens der Platine 2 übereinstimmt, an dessen Unterseite das Kontaktkissen 26 ausgebildet ist. Weiterhin hat jeder Niederhalter 38 die am besten aus den 3 und 4 ersichtliche Formgebung, d. h. er ist in seinem Verlauf ausgehend vom Hauptkörper 30 wenigstens einmal um beispielsweise im Wesentlichen 180 Grad umgelenkt, sodass die effektive Baulänge eines jeden Niederhalters 38 im dargestellten Ausführungsbeispiel annähernd verdoppelt ist. Der Grund hierfür ist, dass jeder Niederhalter 38 elastisch/nachgiebig ist und durch die einseitige Befestigung am Hauptkörper 30 als einseitig eingespannter Ausleger betrachtet werden kann. Durch die annähernde Verdopplung der effektiven Länge eines jeden Niederhalters 38 ergibt sich bei einer federnden Ausgestaltung jedes Niederhalters 38 ein flacherer Verlauf der Federkennlinie, sodass jeder Niederhalter 38 in einem größeren Auslenkungsbereich im Wesentlichen gleichbleibende Federkraft zeigt.
Jedes freie Ende 40 kann mit einem Druckvorsprung 42 versehen sein, der im Montagezustand gemäß den 3 und 4 von oben auf den darunterliegenden Kontaktfinger 22 drückt.
Zur Kontaktierung der Platine 2 mit den einzelnen LED-Modulen oder Halbleiterbauteilen 4 werden demnach gemäß 1 die Module 4 auf dem Trägersubstrat 12 angeordnet und befestigt, wonach dann die Platine 2 von oben her auf das Trägersubstrat 12 aufgesetzt wird. Danach werden die einzelnen Druckbauteile 28 in die zugehörigen Durchbrüche 20 eingelegt und mittels der Schrauben 36 gegenüber dem Trägersubstrat 12 verschraubt. Hierbei liegen die Niederhalter 38 und hier insbesondere deren freie Enden 40 zumindest teilweise flächig auf den darunterliegenden Kontaktfingern 22 mit elastischer Federkraft auf, sodass die flächige und direkte körperliche Kontaktanlage zwischen der Kontaktfläche 16 am Kontaktfinger 22 und der Kontaktgegenfläche 18 am LED-Modul 4 erzeugt und aufrechterhalten wird. Gleichzeitig erfolgt durch die Verschraubung der Druckbauteile 28 mit dem Trägersubstrat 12 eine Lagefixierung der Platine 2 gegenüber dem Trägersubstrat 12, wobei diese Lagefixierung die reine Haltekraft für die Platine 2 alleine aufbringen kann oder hierfür vorgesehene zusätzliche Befestigungsmittel unterstützen kann.
Die mit der erfindungsgemäßen Anordnung 1 erreichbare Kontaktierung zwischen der Platine 2 und den LED-Modulen 4 ermöglicht die eingangs erwähnten wesentlichen Vorteile gegenüber dem Stand der Technik, insbesondere den vollständigen Verzicht auf Lötarbeiten, den vollständigen Verzicht auf anfällige Steckverbindungen, den modularen Aufbau, der Wartungs-, Inspektions- und Reparaturarbeiten (Austausch von Modulen etc.) wesentlich erleichtert, sowie die Möglichkeit, den Kontaktierungsvorgang zu automatisieren.
Es versteht sich, dass die beschriebene und zeichnerisch dargestellte Ausführungsform als rein exemplarisch und in keinster Weise als einschränkend zu verstehen ist. Weder die Anzahl von Kontaktflächen noch die Anzahl von Halbleitermodulen unterliegt Einschränkungen. Die zu verwendende Form der einzelnen Druckbauteile 28 richtet sich nach der Form der verwendeten Halbleitermodule 4, der dortigen baulichen Gegebenheiten etc. Weiterhin ist die Formgebung der einzelnen Niederhalter 38 nicht auf die dargestellte einmal um 180 Grad abgekröpfte Form beschränkt. Das Trägersubstrat 12 kann auch auf seiner Unterseite mit den LED-Modulen 4 entsprechenden Modulen und/oder anderen Bauelementen versehen sein, welche ebenfalls mit einer Platine 2 zu kontaktieren sind, wobei dann der in 1 dargestellte Aufbau gleichermaßen für die in 1 nicht sichtbare Unterseite des Trägersubstrats 12 zur Anwendung gelangt.

Claims

Eine Anordnung (1) zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung zwischen zwei Bauteilen, wobei eines der Bauteile wenigstens ein LED-Modul (4) ist und das andere Bauteil eine Platine (2) ist, welche eine Schaltung zur Versorgung und/oder Ansteuerung des wenigstens einen LED-Moduls (4) trägt, und das andere Bauteil wenigstens eine Kontaktfläche (16) aufweist, welche mit wenigstens einer entsprechenden Kontaktgegenfläche (18) an dem einen Bauteil zu kontaktieren ist, wobei die Anordnung (1) wenigstens ein Druckbauteil (28) aufweist, mit welchem die Kontaktfläche (16) und die wenigstens eine entsprechende Kontaktgegenfläche (18) in einer direkten körperlichen Anlage haltbar sind, und das Druckbauteil (28) eine der Anzahl der Kontaktflächen bzw. Kontaktgegenflächen (16 bzw. 18) entsprechende Anzahl von Niederhaltern (38) aufweist, welche an dem Druckbauteil (28) auslegerartig angelenkt sind, und das Druckbauteil (18) wenigstens einen weiteren Durchbruch (32) für wenigstens ein von dem wenigstens einen LED-Modul (4) vorstehendes Bauteil (10), insbesondere eine Hochleistungs-LED aufweist.
Anordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Niederhalter (38) mit einer Federkraft versehen ist.
Anordnung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkraft einer flachen Federkennlinie folgt.
Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbauteil (28) plattenförmig ist, wobei jeder Niederhalter (38) einstückig an dem jeweiligen plattenförmigen Druckbauteil ausgebildet ist.
Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine LED-Modul (4) auf einem Trägersubstrat (12) angeordnet ist und dass die Platine (2) und das Trägersubstrat (12) unter einer Zwischenschaltung des wenigstens einen LED-Moduls (4) in Flächenanlage bringbar sind.
Anordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Platine (2) eine der Anzahl der wenigstens einen LED-Module (4) entsprechende Anzahl von Durchbrüchen (20) derart aufweist, dass bei Flächenanlage von Platine (2) und Trägersubstrat (12) je eines der wenigstens einen LED-Module (4) in einem Durchbruch (20) zu liegen kommt und von der freien Oberflächenseite der Platine (2) her zugänglich ist.
Anordnung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass von einem Umfangsrand (24) eines jeden Durchbruchs (20) eine der Anzahl der Kontaktgegenflächen (18) entsprechende Anzahl von Kontaktfingern (22) in ein Inneres des jeweiligen Durchbruchs (20) vorsteht.
Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbauteil (28) unter einer Kraftbeaufschlagung in Richtung des Trägersubstrats (12) gespannt ist.
Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckbauteil (28) mit dem Trägersubstrat (12) verschraubt ist.
Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei Flächenanlage von Platine (2) und Trägersubstrat (12) je ein freies Ende (40) eines Niederhalters (38) unter Federkraft auf ein freies Ende eines Kontaktfingers (22) derart drückt, dass ein als die Kontaktfläche (16) dienender Kontaktpunkt (26) am Kontaktfinger (22) mit einem als die wenigstens eine entsprechende Kontaktgegenfläche (18) dienenden Kontaktkissen seitens des wenigstens einen LED-Moduls (4) in Anlage gerät.
Eine wenigstens ein LED-Modul (4) aufweisende Schaltungsanordnung, wobei das wenigstens eine LED-Modul (4) über eine auf wenigstens einer Platine (2) angeordnete Schaltung (6) versorgt und/oder angesteuert wird, wobei eine elektrische und/oder elektronische Verbindung zwischen dem LED-Modul (4) und der Platine (2) über eine Anordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 erfolgt.