DE102012200669B4 - LIGHTING DEVICE WITH SANDWICH RECEIVING DEVICE - Google Patents
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Abstract
Leuchtvorrichtung (11; 51; 71), aufweisend eine Sandwich-Aufnahmevorrichtung (12; 52; 72) für mindestens eine, jeweils mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle (24) bestückte Leiterplatte (18, 58), wobei- die Sandwich-Aufnahmevorrichtung (12; 52; 72) eine Isolierplatte (14; 54) mit einer rückseitig angebrachten Rückseiten-Metallplatte (15; 55) und einer vorderseitig angebrachten Vorderseiten-Metallplatte (16; 56) aufweist und- die Isolierplatte (14; 54) mindestens eine Leiterplattenaufnahme (17; 57) zur Aufnahme der mindestens einen Leiterplatte (18; 58) aufweist und- mindestens eine der Metallplatten (15, 16; 55, 56) mindestens eine Einführungsöffnung (19; 59) zum Einführen der mindestens einen Leiterplatte (18; 58) in die mindestens eine Leiterplattenaufnahme (17; 57) aufweist, wobei- die mindestens eine Leiterplatte (18; 58) an ihrer Oberseite (23) mindestens einen vorstehenden elektrischen Kontakt (28) aufweist, welcher an die Vorderseiten-Metallplatte (16; 56) angedrückt ist, und an ihrer Unterseite (30) mindestens einen vorstehenden elektrischen Kontakt (31) aufweist, welcher an die Rückseiten-Metallplatte (15; 55) angedrückt ist, wobei- zumindest einer der elektrischen Kontakte (28, 31) auf einem lokal elastisch verformbaren Leiterplattenbereich (25, 27) angeordnet ist und wobei- die Leiterplattenaufnahme (17; 57) der Isolierplatte (14; 54) zumindest einen Rücksprung (21) zur Aufnahme zumindest eines lokal elastisch verformbaren Leiterplattenbereichs (25, 27) aufweist.Lighting device (11; 51; 71), comprising a sandwich receiving device (12; 52; 72) for at least one printed circuit board (18, 58), each equipped with at least one semiconductor light source (24), wherein - the sandwich receiving device (12; 52; 72) has an insulating plate (14; 54) with a rear metal plate (15; 55) attached to the rear and a front metal plate (16; 56) attached to the front and - the insulating plate (14; 54) has at least one circuit board holder (17 ; 57) for receiving the at least one printed circuit board (18; 58) and - at least one of the metal plates (15, 16; 55, 56) has at least one insertion opening (19; 59) for inserting the at least one printed circuit board (18; 58). which has at least one circuit board receptacle (17; 57), wherein the at least one circuit board (18; 58) has at least one protruding electrical contact (28) on its top side (23), which is pressed against the front metal plate (16; 56). is, and has at least one protruding electrical contact (31) on its underside (30), which is connected to the back metal plate (15; 55) is pressed, wherein - at least one of the electrical contacts (28, 31) is arranged on a locally elastically deformable circuit board area (25, 27) and wherein - the circuit board receptacle (17; 57) of the insulating plate (14; 54) has at least one recess (21) for receiving at least one locally elastically deformable circuit board area (25, 27).
Description
Die Erfindung betrifft eine Leuchtvorrichtung, aufweisend eine Sandwich-Aufnahmevorrichtung für mindestens eine, jeweils mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle (insbesondere Leuchtdiode) bestückte, Leiterplatte, wobei die Sandwich-Aufnahmevorrichtung eine Isolierplatte mit einer rückseitig angebrachten Rückseiten-Metallplatte und einer vorderseitig angebrachten Vorderseiten-Metallplatte aufweist und die Isolierplatte mindestens eine Leiterplattenaufnahme zur Aufnahme der mindestens einen Leiterplatte aufweist und mindestens eine der Metallplatten mindestens eine Einführungsöffnung zum Einführen der mindestens einen Leiterplatte in die mindestens Leiterplattenaufnahme aufweist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Zusammenbauen einer solchen Leuchtvorrichtung. Die Erfindung ist insbesondere geeignet als Leuchtmodul für Leuchten, insbesondere Deckenleuchten oder Wandleuchten.The invention relates to a lighting device, comprising a sandwich receiving device for at least one printed circuit board, each equipped with at least one semiconductor light source (in particular light-emitting diode), the sandwich receiving device having an insulating plate with a rear metal plate attached to the rear and a front metal plate attached to the front and the insulating plate has at least one circuit board receptacle for receiving the at least one circuit board and at least one of the metal plates has at least one insertion opening for inserting the at least one circuit board into the at least one circuit board receptacle. The invention further relates to a method for assembling such a lighting device. The invention is particularly suitable as a lighting module for lights, especially ceiling lights or wall lights.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine Leuchtvorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, welche sich einfacher zusammenbauen lässt.It is the object of the present invention to at least partially overcome the disadvantages of the prior art and in particular to provide a lighting device of the type mentioned at the outset, which is easier to assemble.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.This task is solved according to the features of the independent claims. Preferred embodiments can be found in particular in the dependent claims.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Leuchtvorrichtung, aufweisend eine Sandwich-Aufnahmevorrichtung für mindestens eine, jeweils mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle (insbesondere Leuchtdiode) bestückte, Leiterplatte, wobei die Sandwich-Aufnahmevorrichtung eine Isolierplatte mit einer rückseitig angebrachten Rückseiten-Metallplatte und einer vorderseitig angebrachten Vorderseiten-Metallplatte aufweist und die Isolierplatte mindestens eine Leiterplattenaufnahme zur Aufnahme der mindestens einen Leiterplatte aufweist und mindestens eine der Metallplatten mindestens eine Einführungsöffnung zum Einführen der mindestens einen Leiterplatte in die mindestens Leiterplattenaufnahme aufweist.The object is achieved by a lighting device, comprising a sandwich receiving device for at least one printed circuit board, each equipped with at least one semiconductor light source (in particular light-emitting diode), the sandwich receiving device being an insulating plate with a rear metal plate attached to the back and a front side attached to the front. Metal plate and the insulating plate has at least one circuit board receptacle for receiving the at least one circuit board and at least one of the metal plates has at least one insertion opening for inserting the at least one circuit board into the at least circuit board receptacle.
Diese Merkmale ergeben den Vorteil, dass die Leiterplatte geschützt in der Sandwich-Aufnahmevorrichtung untergebracht werden kann und die Metallplatten als einfach elektrisch anschließende (externe) Kontakte zu der Leiterplatte nutzbar sind, z.B. zur Verbindung mit elektrischen Anschlüssen unterschiedlicher Polung. Dabei wirkt sich vorteilhaft aus, dass die Metallplatten eine große handhabbare und elektrisch kontaktierbare Fläche aufweisen. Mit einer Metallplatte können ein oder mehrere elektrischen Kontakte mindestens einer Leiterplatte elektrisch verbunden sein, so dass die Leiterplatte auch als ein Sammelkontakt dienen kann.These features result in the advantage that the circuit board can be accommodated in a protected manner in the sandwich receiving device and the metal plates can be used as easily electrically connected (external) contacts to the circuit board, e.g. for connection to electrical connections of different polarity. The advantage here is that the metal plates have a large area that can be handled and electrically contacted. One or more electrical contacts of at least one circuit board can be electrically connected to a metal plate, so that the circuit board can also serve as a collective contact.
Die Sandwich-Aufnahmevorrichtung weist allgemein den Vorteil auf, dass die Metallplatten als effektive Kühlkörper oder Wärmespreizkörper dienen können. Die Metallplatten sind vielfältig bearbeitbar und in vielen Varianten (Farben, Oberflächen usw.) erhältlich.The sandwich receiving device generally has the advantage that the metal plates can serve as effective heat sinks or heat spreaders. The metal plates can be processed in a variety of ways and are available in many variants (colors, surfaces, etc.).
Bei der vorliegenden Erfindung kann die Sandwich-Aufnahmevorrichtung eine oder mehrere Leiterplattenaufnahmen zur Aufnahme von jeweils einer oder mehreren Leiterplatten aufweisen. Bei Vorliegen mehrerer Leiterplattenaufnahmen können die Einführungsöffnungen auf der gleichen Seite oder auf verschiedenen Seiten vorhanden sein.In the present invention, the sandwich holding device can have one or more circuit board holders for holding one or more circuit boards. If there are several circuit board holders, you can the insertion openings may be on the same side or on different sides.
Die elektrisch isolierende Isolierplatte (d.h., ein elektrisch isolierendes Kernmaterial) ist bevorzugt eine Kunststoffplatte. Die Isolierplatte kann beispielsweise aus einem Leiterplatten-Grundmaterial bestehen, z.B. FR4. Die Metallplatten können als Vollkörper aus Metall bestehen oder damit beschichtet sein. Das Metall kann beispielsweise Aluminium und/oder Kupfer aufweisen oder sein.The electrically insulating insulation plate (i.e., an electrically insulating core material) is preferably a plastic plate. The insulating plate can, for example, consist of a circuit board base material, e.g. FR4. The metal plates can be made of metal as a solid body or can be coated with it. The metal can have or be, for example, aluminum and/or copper.
Die Einführungsöffnung liegt zur einfachen Einführung der Leiterplatte insbesondere oberhalb der Leiterplattenaufnahme.The insertion opening is located in particular above the circuit board holder for easy insertion of the circuit board.
Bevorzugterweise umfasst die mindestens eine Halbleiterlichtquelle mindestens eine Leuchtdiode. Bei einem Vorliegen mehrerer Leuchtdioden können diese in der gleichen Farbe oder in verschiedenen Farben leuchten. Eine Farbe kann monochrom (z.B. rot, grün, blau usw.) oder multichrom (z.B. weiß) sein. Auch kann das von der mindestens einen Leuchtdiode abgestrahlte Licht ein infrarotes Licht (IR-LED) oder ein ultraviolettes Licht (UV-LED) sein. Mehrere Leuchtdioden können ein Mischlicht erzeugen; z.B. ein weißes Mischlicht. Die mindestens eine Leuchtdiode kann mindestens einen wellenlängenumwandelnden Leuchtstoff enthalten (Konversions-LED). Die mindestens eine Leuchtdiode kann in Form mindestens einer einzeln gehäusten Leuchtdiode oder in Form mindestens eines LED-Chips vorliegen. Mehrere LED-Chips können auf einem gemeinsamen Substrat („Submount“) montiert sein. Die mindestens eine Leuchtdiode kann mit mindestens einer eigenen und/oder gemeinsamen Optik zur Strahlführung ausgerüstet sein, z.B. mindestens einer Fresnel-Linse, Kollimator, und so weiter. Anstelle oder zusätzlich zu anorganischen Leuchtdioden, z.B. auf Basis von InGaN oder AlInGaP, sind allgemein auch organische LEDs (OLEDs, z.B. Polymer-OLEDs) einsetzbar. Alternativ kann die mindestens eine Halbleiterlichtquelle z.B. mindestens einen Diodenlaser aufweisen.Preferably, the at least one semiconductor light source comprises at least one light-emitting diode. If there are several light-emitting diodes, they can light up in the same color or in different colors. A color can be monochrome (e.g. red, green, blue, etc.) or multichrome (e.g. white). The light emitted by the at least one light-emitting diode can also be an infrared light (IR-LED) or an ultraviolet light (UV-LED). Several LEDs can create a mixed light; e.g. a white mixed light. The at least one light-emitting diode can contain at least one wavelength-converting phosphor (conversion LED). The at least one light-emitting diode can be in the form of at least one individually housed light-emitting diode or in the form of at least one LED chip. Multiple LED chips can be mounted on a common substrate (“submount”). The at least one light-emitting diode can be equipped with at least one of its own and/or common optics for beam guidance, for example at least one Fresnel lens, collimator, and so on. Instead of or in addition to inorganic light-emitting diodes, e.g. based on InGaN or AlInGaP, organic LEDs (OLEDs, e.g. polymer OLEDs) can also generally be used. Alternatively, the at least one semiconductor light source can have, for example, at least one diode laser.
Die mindestens eine Leiterplatte weist an ihrer Oberseite mindestens einen vorstehenden elektrischen Kontakt auf, welcher an die Vorderseiten-Metallplatte angedrückt ist und weist an ihrer Unterseite mindestens einen vorstehenden elektrischen Kontakt auf, welcher an die Rückseiten-Metallplatte angedrückt ist. Dadurch wird eine einfache und dennoch sichere elektrische Kontaktierung der Leiterplatte erreicht, ohne dass dazu dedizierte Verbindungselemente (elektrische Leitungen, Stecker usw.) oder aufwändige Verbindungskonstruktionen notwendig sind. Zudem kann so eine effektive Wärmeabfuhr durch die elektrischen Kontakte erreicht werden.The at least one printed circuit board has on its upper side at least one protruding electrical contact which is pressed against the front metal plate and has on its underside at least one protruding electrical contact which is pressed against the rear metal plate. This achieves simple yet secure electrical contacting of the circuit board without the need for dedicated connecting elements (electrical cables, plugs, etc.) or complex connection structures. In addition, effective heat dissipation can be achieved through the electrical contacts.
Zumindest einer der elektrischen Kontakte ist auf einem lokal elastisch verformbaren Leiterplattenbereich angeordnet. Die Leiterplattenaufnahme der Isolierplatte weist zumindest einen Rücksprung zur Aufnahme zumindest eines lokal elastisch verformbaren Leiterplattenbereichs auf. Durch das Vorsehen des lokal elastisch verformbaren Leiterplattenbereichs lässt sich der darauf angeordnete elektrische Kontakt besonders sicher mit der zugehörigen Metallplatte kontaktieren, sei es durch eine Federkraft des bei einem Einsetzen der Leiterplatte in die Leiterplattenaufnahme elastisch verformten Leiterplattenbereichs oder durch eine von außen aufgebrachte Verschiebung des Leiterplattenbereichs in Richtung der Metallplatte. Durch den Rücksprung wird sichergestellt, dass sich die Metallplatte direkt gegenüber (oberhalb bzw. unterhalb) des zugehörigen elektrischen Kontakts befindet.At least one of the electrical contacts is arranged on a locally elastically deformable circuit board area. The circuit board receptacle of the insulating board has at least one recess for accommodating at least one locally elastically deformable circuit board area. By providing the locally elastically deformable circuit board area, the electrical contact arranged thereon can be contacted particularly securely with the associated metal plate, be it by a spring force of the circuit board area that is elastically deformed when the circuit board is inserted into the circuit board holder or by an externally applied displacement of the circuit board area in Direction of the metal plate. The recess ensures that the metal plate is directly opposite (above or below) the associated electrical contact.
Es ist noch eine Weiterbildung, dass der Rücksprung über die ganze Höhe der Isolierplatte ausgenommen ist. Dies ergibt den Vorteil, dass die Leiterplatte im Bereich des Rücksprungs direkt auf der dort nicht zur elektrischen Kontaktierung vorgesehenen Metallplatte aufliegen kann und folglich eine Wärmeabfuhr von der Leiterplatte auf diese Metallplatte ermöglicht wird. Allgemein kann die Isolierplatte eine oder mehrere Ausnehmungen aufweisen, die nur zur Auflage der Leiterplatte direkt auf einer der Metallplatten und damit einer verbesserten Wärmeabfuhr dienen.Another further development is that the recess is excluded over the entire height of the insulating panel. This has the advantage that the circuit board in the area of the recess can rest directly on the metal plate that is not intended for electrical contacting there, and consequently heat can be dissipated from the circuit board onto this metal plate. In general, the insulating plate can have one or more recesses, which only serve to support the circuit board directly on one of the metal plates and thus improve heat dissipation.
Es ist zudem eine Weiterbildung, dass der elektrische Kontakt als ein Lötpunkt oder als eine aufgesteckte Metallklammer ausgebildet ist. Um ein Zersetzen der Metalle zu unterdrücken oder sogar zu verhindern kann der elektrische Kontakt veredelt sein, z.B. mit passenden Metallen wie Gold.It is also a further development that the electrical contact is designed as a soldering point or as an attached metal clip. In order to suppress or even prevent the metals from decomposing, the electrical contact can be refined, for example with suitable metals such as gold.
Die Leiterplatte ist für eine einfache Einführung in die Leiterplattenaufnahme und für einen festen Sitz bevorzugt leicht elastisch verformbar. Die Leiterplatte kann dazu insbesondere ein herkömmliches Platinen-Grundmaterial aufweisen, z.B. Fr4, welches beispielsweise eine zur leichten Biegbarkeit geeignete Dicke, z.B. von ca. 0,5 mm, aufweist.The circuit board is preferably slightly elastically deformable for easy insertion into the circuit board holder and for a tight fit. For this purpose, the circuit board can in particular have a conventional circuit board base material, for example Fr4, which, for example, has a thickness suitable for easy bendability, for example of approximately 0.5 mm.
Die Leiterplatte kann außer mit der mindestens einen Halbleiterlichtquelle mit mindestens einem elektronischen Bauteil bestückt sein, insbesondere zum Betreiben oder Ansteuern der mindestens einen Halbleiterlichtquelle. Ein solches elektronisches Bauteil kann beispielsweise einen Widerstand, einen Kondensator, eine Diode, einen integrierten Schaltkreis usw. umfassen.In addition to the at least one semiconductor light source, the circuit board can be equipped with at least one electronic component, in particular for operating or controlling the at least one semiconductor light source. Such an electronic component can include, for example, a resistor, a capacitor, a diode, an integrated circuit, etc.
Es ist eine Ausgestaltung, dass zumindest ein lokal elastisch verformbarer Leiterplattenbereich als eine Lasche ausgebildet ist. Eine Lasche ist einfach einstückig aus einer Leiterplatte herausarbeitbar und folglich damit fest und zuverlässig verbunden.It is an embodiment that at least one locally elastically deformable circuit board area is designed as a tab. A tab is simply machined out of a circuit board in one piece bar and therefore firmly and reliably connected.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Lasche in Richtung des darauf befindlichen elektrischen Kontakts hochgebogen ist. Dadurch lässt sich ein ausreichend hoher Anpressdruck des elektrischen Kontakts erreichen und langfristig sicherstellen.It is a further development that the tab is bent up in the direction of the electrical contact on it. This allows a sufficiently high contact pressure of the electrical contact to be achieved and ensured in the long term.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass die Leuchtvorrichtung mindestens eine lichtdurchlässige Abdeckung zum Aufsetzen auf die mindestens eine Einführungsöffnung aufweist. So wird erstens die Leiterplatte geschützt, und zweitens kann die Leiterplatte durch die Abdeckung daran gehindert werden, sich aus der Leiterplattenaufnahme zu lösen. Die Abdeckung kann folglich als ein Schutzelement und als ein Deckel dienen. Alternativ kann die Leiterplatte beispielsweise in die Isolierplatte eingerastet werden, z.B. durch Vorsehen von dünnen Rastlaschen an der Isolierplatte.It is another embodiment that the lighting device has at least one translucent cover for placing on the at least one insertion opening. Firstly, the circuit board is protected, and secondly, the cover can prevent the circuit board from coming loose from the circuit board holder. The cover can therefore serve as a protective element and a lid. Alternatively, the circuit board can, for example, be snapped into the insulating plate, for example by providing thin locking tabs on the insulating plate.
Die lichtdurchlässige Abdeckung kann mindestens eine Schicht oder Lage (z.B. eine Platte) aus einem lichtdurchlässigen (transparenten oder transluzenten bzw. diffusen) Material aufweisen und/oder mindestens eine lichtdurchlässige Lichtdurchlassöffnung aufweisen. Beispielsweise kann die Abdeckung in Form eines Rasters von insbesondere runden Lichtdurchlassöffnungen vorliegen. Eine offene Abdeckung kann eine Wärmeableitung von der Leiterplatte durch einen Luftstrom verbessern. Alternativ mag zumindest eine Abdeckung auch nicht-lichtdurchlässig sein und kann dann als Blende dienen.The translucent cover can have at least one layer or layer (e.g. a plate) made of a translucent (transparent or translucent or diffuse) material and/or have at least one translucent light passage opening. For example, the cover can be in the form of a grid of, in particular, round light passage openings. An open cover can improve heat dissipation from the circuit board through airflow. Alternatively, at least one cover may also be non-translucent and can then serve as a cover.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass zumindest ein elektrischer Kontakt durch eine Abdeckung an die damit elektrisch verbundene Metallplatte gedrückt wird. Dies ergibt den Vorteil einer spaltfreien und sicheren Kontaktierung, was einen elektrischen als auch einen thermischen Widerstand an der Kontaktfläche verringert.It is another embodiment that at least one electrical contact is pressed through a cover onto the metal plate electrically connected to it. This results in the advantage of a gap-free and secure contact, which reduces electrical and thermal resistance on the contact surface.
Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass die Abdeckung mindestens einen Vorsprung aufweist, welcher die Lasche an die den elektrischen Kontakt kontaktierende Metallplatte drückt. Dies ermöglicht eine besonders feste und sichere Kontaktierung, und zwar auch dann, falls diese ohne die Abdeckung nicht sichergestellt wäre.It is yet another embodiment that the cover has at least one projection which presses the tab onto the metal plate that contacts the electrical contact. This enables particularly firm and secure contacting, even if this would not be ensured without the cover.
Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass die Abdeckung rastend befestigt ist. Dies ermöglicht eine einfache und sichere Befestigung der Abdeckung. Die rastende Befestigung kann lösbar oder unlösbar rastend befestigt sein. Die Abdeckung kann zur rastenden Befestigung mindestens ein entsprechendes Rastmittel aufweisen, das in einen rastenden Eingriff mit einem Rastgegenmittel gebracht werden kann.It is a further embodiment that the cover is fastened in a latching manner. This allows the cover to be attached easily and securely. The latching fastening can be attached in a detachable or non-detachable latching manner. For latching fastening, the cover can have at least one corresponding latching means, which can be brought into latching engagement with a latching countermeans.
Alternativ oder zusätzlich zu einer rastenden Befestigung kann die Abdeckung mittels einer Klebung, einer Klemmpassung usw. befestigt werden.Alternatively or in addition to a snap-in fastening, the cover can be fastened using an adhesive, a clamp fit, etc.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Leuchtvorrichtung einseitig mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle bestückt ist. Es ist eine alternative Weiterbildung, dass die Leiterplatte beidseitig mit Halbleiterlichtquellen bestückt ist, was einen besonders großen beleuchtbaren Raumwinkel ermöglicht.It is a further development that the lighting device is equipped on one side with at least one semiconductor light source. It is an alternative development that the circuit board is equipped with semiconductor light sources on both sides, which enables a particularly large illuminated solid angle.
Auf jeder mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle bestückten Seite kann die entsprechende Metallplatte im Bereich der Leiterplattenaufnahme mindestens eine durch eine jeweilige lichtdurchlässige Abdeckung abgedeckte Öffnung aufweisen. Es ist eine spezielle Ausgestaltung, dass die Leiterplatte beidseitig mit Halbleiterlichtquellen bestückt ist und beide Metallplatten im Bereich der Leiterplattenaufnahme durch eine jeweilige lichtdurchlässige Abdeckung abgedeckte Öffnungen aufweisen. Jedoch mag einseitig oder beidseitig auch auf eine Abdeckung verzichtet werden.On each side equipped with at least one semiconductor light source, the corresponding metal plate can have at least one opening covered by a respective translucent cover in the area of the circuit board holder. It is a special embodiment that the circuit board is equipped with semiconductor light sources on both sides and both metal plates in the area of the circuit board holder have openings covered by a respective translucent cover. However, a cover may be dispensed with on one or both sides.
Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass jede der Abdeckungen die Leiterplatte gegen die gegenüberliegende Metallplatte drückt. Dadurch kann ein sicherer Sitz der Leiterplatte erreicht werden, und folglich auch ein sichererer elektrischer Kontakt und ein geringer Wärmewiderstand. Der sicherere elektrische Kontakt kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass, wie bereits oben ausgeführt, jede der Abdeckungen einen mit einem jeweiligen elektrischen Kontakt versehenen jeweiligen Leiterplattenbereich gegen die jeweils gegenüberliegende Metallplatte drückt.It is also an embodiment that each of the covers presses the circuit board against the opposing metal plate. This allows a secure fit of the circuit board to be achieved, and consequently also a safer electrical contact and a low thermal resistance. The safer electrical contact can be achieved in particular in that, as already explained above, each of the covers presses a respective circuit board area provided with a respective electrical contact against the metal plate located opposite it.
Allgemein kann zwischen der Leiterplatte und zumindest einer der Metallplatten ein thermisch leitfähiges Material (insbesondere ein thermisches Übergangsmaterial, TIM („Thermal Interface Material“)) wie eine Wärmeleitpaste eine Wärmeleitfolie usw. eingebracht sein, um einen Wärmeleitwiderstand weiter zu verringern.In general, a thermally conductive material (in particular a thermal transition material, TIM (“Thermal Interface Material”)), such as a thermal paste, a thermal foil, etc., can be introduced between the circuit board and at least one of the metal plates in order to further reduce thermal conduction resistance.
Es ist eine Weiterbildung, dass zumindest eine Abdeckung an der Sandwich-Aufnahmevorrichtung befestigt ist, insbesondere rastend befestigt ist.It is a further development that at least one cover is attached to the sandwich receiving device, in particular is attached in a latching manner.
Es ist auch eine Ausgestaltung, dass die Abdeckungen miteinander verbunden, insbesondere verrastet, sind und sich also selbst an der Sandwich-Aufnahmevorrichtung halten. Dies weist den Vorteil auf, dass an der Sandwich-Aufnahmevorrichtung keine dedizierten Befestigungsmittel, insbesondere Rastmittel, vorgesehen zu sein brauchen.It is also an embodiment that the covers are connected to one another, in particular locked, and therefore hold themselves on the sandwich receiving device. This has the advantage that no dedicated fastening means, in particular locking means, need to be provided on the sandwich receiving device.
Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass die Leuchtvorrichtung gebogen ist. Dies ermöglicht eine Formung, insbesondere Verengung oder Aufweitung, eines von der Leuchtvorrichtung ausgesandten Lichtbündels. Dabei kann eine Verwendung einer elastisch biegsamen Leiterplatte von besonderem Vorteil sein. Die Verbiegung ist insbesondere in einer Richtung, in zwei Richtungen oder auch um zwei Achsen (Verdrillung) möglich.It is also an embodiment that the lighting device is curved. This enables shaping, in particular narrowing or widening, of a light beam emitted by the lighting device. The use of an elastically flexible circuit board can be particularly advantageous. The bending is possible in particular in one direction, in two directions or around two axes (twisting).
Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass mehrere Leiterplatten zumindest im Wesentlichen aneinandergrenzend in einer gemeinsamen Leiterplattenaufnahme untergebracht sind und ein Muster der Halbleiterlichtquellen über benachbarte Leiterplatten hinweg weitergeführt wird. Dies ermöglicht eine einfache Skalierung von Leuchtvorrichtungen in Bezug auf die Zahl der eingesetzten Leiterplatten unter Verwendung von gleichen Leiterplatten.It is also an embodiment that a plurality of circuit boards are accommodated at least essentially adjacent to one another in a common circuit board receptacle and a pattern of the semiconductor light sources is continued across adjacent circuit boards. This enables lighting devices to be easily scaled in relation to the number of printed circuit boards used using the same printed circuit boards.
Es ist darüber hinaus ein Ausgestaltung, dass die Leuchtvorrichtung ein Leuchtenmodul darstellt, also insbesondere einen Teil einer Leuchte darstellen kann. Die Leuchte kann insbesondere eine Deckenleuchte oder eine Wandleuchte sein. Insbesondere eine beidseitig Licht abstrahlende Leuchtvorrichtung kann dann gleichzeitig zur direkten Raumbeleuchtung als auch zur Decken- und/oder Wandbeleuchtung dienen.It is also an embodiment that the lighting device represents a lamp module, i.e. can in particular represent part of a lamp. The light can in particular be a ceiling light or a wall light. In particular, a lighting device that emits light on both sides can then simultaneously serve for direct room lighting as well as ceiling and/or wall lighting.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zum Zusammenbauen einer Leuchtvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren mindestens die folgenden Schritte aufweist: Bereitstellen der Sandwich-Aufnahmevorrichtung und mindestens einer Leiterplatte; Einsetzen der mindestens einen Leiterplatte in die mindestens eine Leiterplattenaufnahme durch eine zugehörige Einführungsöffnung, so dass die elektrischen Kontakte der mindestens einen Leiterplatte eine zugehörige Metallplatte pressend kontaktieren.The object is also achieved by a method for assembling a lighting device according to one of the preceding claims, the method comprising at least the following steps: providing the sandwich receiving device and at least one circuit board; Inserting the at least one circuit board into the at least one circuit board receptacle through an associated insertion opening, so that the electrical contacts of the at least one circuit board make pressing contact with an associated metal plate.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
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1 zeigt in Schrägansicht einen Ausschnitt aus einer Sandwich-Aufnahmevorrichtung einer Leuchtvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform im Bereich einer Ecke ihrer Sandwich-Aufnahmevorrichtung; -
2 zeigt in Schrägansicht eine Oberseite der stirnseitig aufgeschnittenen Sandwich-Aufnahmevorrichtung; -
3 zeigt in Schrägansicht eine Unterseite der stirnseitig aufgeschnittenen Sandwich-Aufnahmevorrichtung; -
4 zeigt in Schrägansicht eine Oberseite einer Leiterplatte der Leuchtvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform; -
5 zeigt in Schrägansicht eine Unterseite der Leiterplatte; -
6 zeigt eine ausschnittsweise Schrägansicht auf die Oberseite der Sandwich-Aufnahmevorrichtung mit der darin eingelegten Leiterplatte; -
7 zeigt eine Schrägansicht auf eine Innenseite einer ersten Abdeckung der Leuchtvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform; -
8 zeigt die Anordnung aus6 mit unterseitig aufgesetzter erster Abdeckung; -
9 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht einen Schnitt durch eine Leiterplattenaufnahme der mit der ersten Abdeckung ausgerüsteten Leuchtvorrichtung; -
10 zeigt ausschnittsweise eine Schrägansicht auf eine Außenseite einer zweiten Abdeckung der Leuchtvorrichtung; -
11 zeigt die fertige Leuchtvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform mit der aufgesetzten zweiten Abdeckung; -
12 zeigt in Schrägansicht eine Oberseite einer einseitig offenen Sandwich-Aufnahmevorrichtung einer Leuchtvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform; -
13 zeigt die Sandwich-Aufnahmevorrichtung aus 12 mit eingesetzter Leiterplatte; -
14 zeigt eine Abdeckung der Leuchtvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform; -
15 zeigt die fertige Leuchtvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform mit aufgesetzter Abdeckung; -
16 zeigt eine gebogene Sandwich-Aufnahmevorrichtung einer Leuchtvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform; und -
17 zeigt eine Gruppe von Leiterplatten zur gemeinsamen Anordnung in einer Leuchtvorrichtung.
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1 shows an oblique view of a section of a sandwich receiving device of a lighting device according to a first embodiment in the area of a corner of its sandwich receiving device; -
2 shows an oblique view of a top side of the sandwich receiving device cut open at the front; -
3 shows an oblique view of the underside of the sandwich receiving device cut open at the front; -
4 shows an oblique view of a top side of a circuit board of the lighting device according to the first embodiment; -
5 shows an oblique view of the underside of the circuit board; -
6 shows a partial oblique view of the top of the sandwich receiving device with the printed circuit board inserted therein; -
7 shows an oblique view of an inside of a first cover of the lighting device according to the first embodiment; -
8th shows the arrangement6 with first cover attached on the underside; -
9 shows a sectional view in side view of a section through a circuit board holder of the lighting device equipped with the first cover; -
10 shows a detail of an oblique view of an outside of a second cover of the lighting device; -
11 shows the finished lighting device according to the first embodiment with the second cover attached; -
12 shows an oblique view of a top side of a sandwich receiving device open on one side of a lighting device according to a second embodiment; -
13 shows thesandwich holder 12 with printed circuit board inserted; -
14 shows a cover of the lighting device according to the second embodiment; -
15 shows the finished lighting device according to the second embodiment with the cover attached; -
16 shows a curved sandwich receiving device of a lighting device according to a third embodiment; and -
17 shows a group of circuit boards for common arrangement in a lighting device.
Die Isolierplatte 14 weist eine Aussparung zur Aufnahme einer Leiterplatte 18 (siehe
Im Bereich der Leiterplattenaufnahme 17 weist die Rückseiten-Metallplatte 15 vier Aussparungen 20 in Form von länglichen Ausfräsungen auf, die in einem 2x2-Muster angeordnet sind. Dadurch liegt die Rückseiten-Metallplatte 15 im Bereich der Leiterplattenaufnahme 17, durchbrochen durch die Aussparungen 20, frei.In the area of the
Während die Einführungsöffnung 19 und die Leiterplattenaufnahme 17 seitlich teilweise bündig zueinander abschließen, weist die Leiterplattenaufnahme 17 in anderen Abschnitten sich seitlich in die Leiterplattenaufnahme 17 ersteckende Rücksprünge 21 auf. Da sich die Rücksprünge 21 über die gesamte Höhe der Isolierplatte 14 erstrecken, werden an der Vorderseiten-Metallplatte 16 im Bereich der Rücksprünge 21 freie (innenseitige) Oberflächen 22 freigelegt.While the
Die Leiterplatte 18 weist eine rechteckige Grundform auf. Dabei sind drei Seiten (eine erste Langseite 18a und zwei Schmalseiten 18b und 18c) geradlinig ausgebildet, während an der zweiten Langseite 18d zwei seitliche Vorsprünge 25, 26 vorhanden sind und zudem ein Teilbereich durch zwei senkrechte Einschnitte als eine Lasche 27 ausgebildet ist.The
Auch der Vorsprung 25 ist als eine Lasche ausgebildet, und zwar als eine nach oben hochgebogene Lasche. An einem Endbereich des laschenartigen Vorsprungs 25 ist ein elektrischer Kontakt in Form eines Löthöckers 28 vorhanden. Der laschenartige Vorsprung 25 ist also in Richtung des Löthöckers 28 hochgebogen. Der Löthöcker 28 steht also nach vorne vor. Der Löthöcker 28 kann zum Schutz vor Korrosion usw. mit einer elektrisch leitfähigen Schutzschicht, z.B. einem Goldfilm, bedeckt sein. Der laschenartige Vorsprung 25 weist den allgemeinen Vorteil auf, dass er mit Leuchtvorrichtungen unterschiedlicher Höhe der Isolierplatte 14 einsetzbar ist.The
Auf dem Vorsprung 26 befindet sich ein elektronisches Bauelement 29, das zur Steuerung der Leuchtdioden 24 dient. Durch die Positionierung auf dem Vorsprung 26 kann das elektronische Bauelement 29 auf der Leiterplatte bereitgestellt werden, ohne die Anordnung der Leuchtdioden 24 zu stören.On the
Die Leiterplatte 18 besteht hier aus FR4 mit einer Dicke von ca. 0,5 mm, so dass sie zumindest in einem geringen Maße elastisch biegsam ist. Dadurch sind insbesondere auch die Lasche 27 als auch der laschenartige Vorsprung 25 (welche Bereiche der Leiterplatte 18 darstellen) elastisch biegsam oder verformbar ausgebildet.The
An der Lasche 27 ist unterseitig ein Löthöcker 31 vorhanden, welcher zumindest lokal nach hinten vorsteht. Auch der Löthöcker 31 kann zum Schutz vor Korrosion usw. mit einer elektrisch leitfähigen Schutzschicht, z.B. einem Goldfilm, bedeckt sein. Mittels der Lothöcker 28 und 31 kann die Leiterplatte 18 mit Strom versorgt werden, z.B. indem an die Lothöcker 28 und 31 eine passende elektrische (Gleich- oder Wechsel-)Spannung angelegt wird, insbesondere eine Niederspannung, z.B. in Höhe von 12 Volt oder 24 Volt.There is a
In dem in
Die erste Abdeckung 33 ist zur außenseitigen Auflage auf die Rückseiten-Metallplatte 15 vorgesehen und weist Lichtdurchlassöffnungen 34 auf, welche in ihrer Anordnung der Anordnung der Leuchtdioden 24 der Unterseite 30 der Leiterplatte 18 entsprechen und folglich Licht einer jeweiligen der Leuchtdioden 24 durchlassen können. Die Lichtdurchlassöffnungen 34 können offen sein oder von einem lichtdurchlässigen Material bedeckt sein, z.B. einem transparenten oder transluzenten (diffusen) Material.The
Die erste Abdeckung 33 weist neben jeweils einer Gruppe von drei Lichtdurchlassöffnungen 34 ein Befestigungsmittel in Form eines Rastmittels 35 oder 36 auf. Beide Rastmittel 35 und 36 weisen unterseitig hochstehende Rasthaken 37 auf, welche durch die Aussparungen 20 hindurchgeführt werden können. Die zueinander schräg gegenüberliegenden Rastmittel 36 weisen zusätzlich zwischen ihren Rasthaken 37 einen Andrückvorsprung 38 auf, welcher dazu vorgesehen ist, den laschenartigen Vorsprung 25 an die den Löthöcker 28 kontaktierende Vorderseiten-Metallplatte 16 zu drücken. Dazu weist der Andrückvorsprung 38 eine dem laschenartigen Vorsprung 25 zugewandte Oberseite 39 auf, die der Form des laschenartigen Vorsprungs 25 zumindest abschnittsweise ähnlich ist.The
Drei der vier an einer Seite der Abdeckung 33 vorhandenen Rasthaken 37 laufen an der Längsseite 18d der Leiterplatte 18 vorbei, während ein Rasthaken 37 durch eine passende Durchlassöffnung 46 der Leiterplatte 18 ragt. Mittels der Durchlassöffnung 46 wird eine seitliche Fixierung und Positionierung der Abdeckung 33 und der Leiterplatte 18 zueinander erreicht.Three of the four latching hooks 37 present on one side of the
Der Andrückvorsprung 38 drückt den laschenartigen Vorsprung 25 auf die Vorderseiten-Metallplatte 16 und erreicht eine sicherere Kontaktierung mit einem geringen elektrischen Widerstand und einem geringen Wärmeleitwiderstand.The
Auf der anderen, geraden Längsseite 18a der Leiterplatte laufen alle vier Rasthaken 37 an der Leiterplatte 18 vorbei.On the other, straight
Auch die Abdeckung 40 weist ein Muster von in Draufsicht runden (z.B. zylinderförmigen oder kegelstumpfförmigen, Lichtdurchlassöffnungen 45 auf, welche dem Muster der Leuchtdioden 24 der Oberseite 23 der Leiterplatte 18 entsprechen, so dass die Leuchtdioden 24 durch die Lichtdurchlassöffnungen 45 Licht abgeben können.The
Durch die Höhe des seitlichen Rands 43 drückt die Abdeckung 40 die Leiterplatte 18 auf die Rückseiten-Metallplatte 15, was einen Wärmeleitwiderstand gering hält. Zudem wird so die Lasche 27 unter eine leichte Spannung gesetzt, so dass der Löthöcker 31 auf die Rückseiten-Metallplatte 15 gepresst wird.Due to the height of the
Eine solche Leuchtvorrichtung 11 ist durch ein Anlegen einer Stromversorgung an die Metallplatten 15 und 16 betreibbar. Die Leuchtvorrichtung 11 bietet sich insbesondere als ein Modul einer Leuchte, insbesondere Deckenleuchte und Wandleuchte, mit einer Fluterfunktion an. Die Leuchtdioden 24 der Oberseite 23 und der Unterseite 30 können dazu insbesondere getrennt ansteuerbar, insbesondere aktivierbar, sein.Such a
Diese Leuchtvorrichtung 51 leuchtet nur einseitig und weist deshalb eine geschlossene, nicht lichtdurchlässige Rückseiten-Metallplatte 55 auf. Die Isolierplatte 54 weist weiterhin eine Leiterplattenaufnahme 57 auf, welche seitlich Rücksprünge 61 aufweist. Jedoch kann die Zahl (hier: fünf) und Größe der Rücksprünge 61 von der Zahl und Größe der Aussparungen 20 abweichen. Die Rücksprünge 61 können beispielsweise mittels eines T-Fräsers eingebracht werden. This
Die Vorderseiten-Metallplatte 56 weist auch hier eine im Wesentlichen rechteckige Einführungsöffnung 59 auf, welche in ihrer Grundform der Grundform der Leiterplattenaufnahme 57 entspricht, jedoch zumindest an den Längsseiten enger steht und so einen über die Leiterplattenaufnahme 57 überstehenden Rand 60 bildet.Here too, the
Auch die Leiterplatte 58 weist analog zu der Leiterplatte 18 an einer Längsseite einen laschenartigen Vorsprung 25 mit einem elektrischen Kontakt in Form eines Löthöckers 28 als auch die Lasche 27 mit dem Löthöcker 31 auf. Auch die Leiterplatte 58 kann so mit dem Löthöcker 28 die Vorderseiten-Metallplatte 56 elektrisch kontaktieren und mit dem Löthöcker 31 die Rückseiten-Metallplatte 55. Jedoch ist es hier nicht möglich, den laschenartigen Vorsprung 25 durch einen Andrückvorsprung gegen die Vorderseiten-Metallplatte 56 zu drücken, sondern der Presskontakt kann insbesondere durch eine Spannung des laschenartigen Vorsprungs 25 ermöglicht werden.Analogous to the
Zur Unterbringung auch eines langen laschenartigen Vorsprungs 25 kann eine zusätzliche Führungsfräsung 64 geringer Höhe direkt unter der Vorderseiten-Metallplatte 56 in die Isolierplatte 54 eingebracht werden, welche einen Kanal zur Unterbringung eines vorderen Abschnitts des laschenartigen Vorsprungs 25 bereitstellt.To accommodate a long tab-
Zudem sind an dem seitlichen Rand 43 der Abdeckung 62 nun keine Rastöffnungen vorhanden, sondern elastisch eindrückbare Schnapphaken oder Rastlaschen 63, welche in den Rand 60 der Vorderseiten-Metallplatte 56 rastend eingreifen können. Die Abdeckung 62 ist also an der Vorderseiten-Metallplatte 56 und damit an der Sandwich-Aufnahmevorrichtung 52 rastend befestigt.In addition, there are now no latching openings on the
Auch die Leuchtvorrichtung 71 ist, ähnlich zu der Leuchtvorrichtung 51, hier rein beispielhaft einseitig offen ausgeführt, jedoch mit weniger (hier: zwei) Rücksprüngen 61.The
Zwar ist obenstehend nur gezeigt worden, eine Leiterplatte 18 in eine Leuchtvorrichtung 11, 51 oder 71 einzusetzen, jedoch können auch mehrere Leiterplatten 18 in eine Leuchtvorrichtung eingesetzt werden.
Die Leuchtdioden 24 der Gruppe 80 der Leiterplatten 18 bilden ein gemeinsames regelmäßiges Muster. Das Muster der Leuchtdioden 24 ist also so gewählt, dass es über benachbarte Leiterplatten 18 hinweg weitergeführt wird.The light-emitting
Obwohl die Erfindung im Detail durch die gezeigten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht darauf eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassenAlthough the invention has been illustrated and described in detail by the exemplary embodiments shown, the invention is not limited thereto and other variations may vary A person skilled in the art can be derived from this without departing from the scope of protection of the invention
So ist die Leuchtvorrichtung zwar mit einer rechteckigen bzw. quaderförmigen Grundform gezeigt, jedoch ist dies nicht notwendig und die Leuchtvorrichtung, insbesondere auch die Sandwich-Aufnahmevorrichtung und die Leiterplatte, können beliebige Formen annehmen, z.B. eine quadratische, eine kreisförmige, eine ovale, eine dreieckige oder eine fünf- oder mehreckige Grundform. Auch braucht die Grundform der Außenkontur von Sandwich-Aufnahmevorrichtung und Leiterplatte(n) nicht übereinzustimmen.The lighting device is shown with a rectangular or cuboid basic shape, but this is not necessary and the lighting device, in particular the sandwich receiving device and the circuit board, can take on any shape, for example a square, a circular, an oval, a triangular or a pentagonal or polygonal basic shape. The basic shape of the outer contour of the sandwich receiving device and the circuit board(s) also does not need to match.
Auch können die Leuchtvorrichtungen 51 und 71 Lichtdurchlassöffnungen in ihren Rückseiten-Metallplatten 55 aufweisen, wobei die Leiterplatte 58 dann auch zweiseitig bestückt sein kann. Die Leuchtvorrichtungen 51 und 71 können dabei eine rückseitige Abdeckung aufweisen oder darauf verzichten.The
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