DE102013223412A1

DE102013223412A1 - Halterverbund und optoelektronische Anordnung

Info

Publication number: DE102013223412A1
Application number: DE102013223412.0A
Authority: DE
Inventors: Alexander Wilm; Alfons Siedersbeck; Ralph Bertram
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2013-11-15
Filing date: 2013-11-15
Publication date: 2015-05-21
Also published as: WO2015071311A1

Abstract

Ein Halterverbund umfasst einen ersten Halter, der zur Aufnahme einer Leiterplatte mit mindestens einem ersten optoelektronischen Halbleiterchip vorgesehen ist, und einen zweiten Halter, der zur Aufnahme einer zweiten Leiterplatte mit mindestens einem zweiten optoelektronischen Halbleiterchip vorgesehen ist. Der erste Halter und der zweite Halter sind miteinander verbunden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Halterverbund gemäß Patentanspruch 1 sowie eine optoelektronische Anordnung gemäß Patentanspruch 4.
Es ist bekannt, einen oder mehrere optoelektronische Halbleiterchips auf einer gemeinsamen Leiterplatte anzuordnen, ohne die optoelektronischen Halbleiterchips einzeln einzuhausen. Solche Anordnungen werden auch als Chip-on-Board-Lösungen bezeichnet. Derartige Leiterplatten können mittels Haltern in Leuchten gehaltert werden, wobei pro Leiterplatte nur ein geringer Montageaufwand entsteht.
Für einige Beleuchtungsanwendungen ist es zur Erzielung einer ausreichenden Lichtstärke erforderlich, mehrere mit optoelektronischen Halbleiterchips bestückte Leiterplatten gemeinsam in einer Leuchte anzuordnen. Im Stand der Technik werden diese Leiterplatten durch getrennte Halter gehalten und einzeln elektrisch kontaktiert, was mit einem hohen Aufwand verbunden ist.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Halterverbund bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch einen Halterverbund mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine optoelektronische Anordnung bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch eine optoelektronische Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 4 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind verschiedene Weiterbildungen angegeben.
Ein Halterverbund umfasst einen ersten Halter, der zur Aufnahme einer ersten Leiterplatte mit mindestens einem ersten optoelektronischen Halbleiterchip vorgesehen ist, und einen zweiten Halter, der zur Aufnahme einer zweiten Leiterplatte mit mindestens einem zweiten optoelektronischen Halbleiterchip vorgesehen ist. Dabei sind der erste Halter und der zweite Halter miteinander verbunden. Vorteilhafterweise kann dieser Halterverbund als Ganzes in einer Leuchte oder an einem anderen Ort angeordnet werden, wodurch eine einzelne Befestigung des ersten Halters und des zweiten Halters nicht erforderlich ist. Die Verbindung zwischen dem ersten Halter und dem zweiten Halter des Halterverbunds kann vorteilhafterweise auch eine elektrische Verbindung einer im ersten Halter angeordneten ersten Leiterplatte mit einer im zweiten Halter angeordneten zweiten Leiterplatte erleichtern.
In einer Ausführungsform des Halterverbunds sind der erste Halter und der zweite Halter materialeinheitlich zusammenhängend miteinander verbunden. Vorteilhafterweise lässt sich der Halterverbund dadurch besonders einfach und kostengünstig herstellen. Außerdem ist der materialeinheitlich zusammenhängend ausgebildete Halterverbund vorteilhafterweise mechanisch besonders stabil, was eine einfache Befestigung des Halterverbunds ermöglicht.
In einer Ausführungsform des Halterverbunds ist zwischen dem ersten Halter und dem zweiten Halter eine Sollbruchstelle ausgebildet. Dabei können der erste Halter und der zweite Halter durch Brechen an der Sollbruchstelle voneinander getrennt werden. Vorteilhafterweise ermöglicht dies, die Größe des Halterverbunds, also die Anzahl der durch den Halterverbund umfassten einzelnen Halter, vor einer Bestückung der Halter des Halterverbunds mit Leiterplatten mit darauf angeordneten optoelektronischen Halbleiterchips an einen gegebenen Anwendungsfall anzupassen. Dadurch kann der Halterverbund für unterschiedliche Anwendungen genutzt werden.
Eine optoelektronische Anordnung umfasst einen ersten Halter, in dem eine erste Leiterplatte mit mindestens einem ersten optoelektronischen Halbleiterchip gehalten ist, und einen zweiten Halter, in dem eine zweite Leiterplatte mit mindestens einem zweiten optoelektronischen Halbleiterchip gehalten ist. Dabei sind der erste Halter und der zweite Halter miteinander verbunden. Vorteilhafterweise können die miteinander verbundenen Halter dieser optoelektronischen Anordnung gemeinsam in einer Leuchte oder an einem anderen Ort befestigt werden, was die Montage der optoelektronischen Anordnung vereinfacht. Durch die Verbindung des ersten Halters der optoelektronischen Anordnung mit dem zweiten Halter der optoelektronischen Anordnung kann vorteilhafterweise auch eine Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen der im ersten Halter angeordneten ersten Leiterplatte und der im zweiten Halter angeordneten zweiten Leiterplatte der optoelektronischen Anordnung vereinfacht sein.
In einer Ausführungsform der optoelektronischen Anordnung umfasst diese ein elektrisches Verbindungselement, das eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der ersten Leiterplatte und der zweiten Leiterplatte herstellt. Vorteilhafterweise müssen die erste Leiterplatte und die zweite Leiterplatte der optoelektronischen Anordnung dadurch nicht einzeln von außen elektrisch kontaktiert werden. Dies erleichtert vorteilhafterweise eine Montage der optoelektronischen Anordnung.
In einer Ausführungsform der optoelektronischen Anordnung ist das elektrische Verbindungselement über einen Presskontakt elektrisch leitend mit der ersten Leiterplatte verbunden. Vorteilhafterweise ist die Anordnung und elektrische Kontaktierung der ersten Leiterplatte in dem ersten Halter der optoelektronischen Anordnung dadurch besonders einfach möglich.
In einer Ausführungsform der optoelektronischen Anordnung umfasst das elektrische Verbindungselement eine Drahtbrücke oder eine Kontaktfeder, die in dem ersten Halter und/oder dem zweiten Halter angeordnet ist. Das elektrische Verbindungselement kann dabei beispielsweise in den ersten Halter und/oder den zweiten Halter der optoelektronischen Anordnung eingesteckt sein. Vorteilhafterweise ermöglicht das elektrische Verbindungselement eine an einen konkreten Anwendungsfall angepasste Verschaltung des auf der ersten Leiterplatte angeordneten ersten optoelektronischen Halbleiterchips und des auf der zweiten Leiterplatte angeordneten zweiten optoelektronischen Halbleiterchips. Das in den ersten Halter und/oder den zweiten Halter integrierte elektrische Verbindungselement vereinfacht obendrein eine elektrische Kontaktierung der optoelektronischen Anordnung von außen.
In einer Ausführungsform der optoelektronischen Anordnung sind der erste Halter und der zweite Halter durch eine Steckverbindung miteinander verbunden. Vorteilhafterweise kann die Steckverbindung gleichzeitig eine mechanische und eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten Halter und dem zweiten Halter der optoelektronischen Anordnung herstellen. Die Verbindung des ersten Halters und des zweiten Halters der optoelektronischen Anordnung mittels der Steckverbindung ermöglicht außerdem vorteilhafterweise eine individuelle Konfiguration der Größe und Geometrie der optoelektronischen Anordnung.
In einer Ausführungsform der optoelektronischen Anordnung sind der erste Halter und der zweite Halter materialeinheitlich zusammenhängend miteinander verbunden. Vorteilhafterweise kann die optoelektronische Anordnung dadurch besonders kompakt ausgebildet sein. Die materialeinheitlich zusammenhängende Ausbildung des ersten Halters und des zweiten Halters ermöglicht außerdem eine besonders einfache und kostengünstige Herstellung der Halter der optoelektronischen Anordnung. Durch die materialeinheitlich zusammenhängende Ausbildung der Halter der optoelektronischen Anordnung sind diese außerdem vorteilhafterweise mechanisch besonders stabil, was eine Befestigung der Halter der optoelektronischen Anordnung vereinfacht.
In einer Ausführungsform der optoelektronischen Anordnung ist eine optische Linse an dem ersten Halter und/oder dem zweiten Halter befestigt. Vorteilhafterweise kann die optische Linse eine Strahlformung einer durch den mindestens einen ersten optoelektronischen Halbleiterchip und/oder den mindestens einen zweiten optoelektronischen Halbleiterchip emittierten elektromagnetischen Strahlung bewirken. Durch die Befestigung der optischen Linse an dem ersten Halter und/oder dem zweiten Halter der optoelektronischen Anordnung kann diese vorteilhafterweise besonders kompakte äußere Abmessungen aufweisen.
In einer Ausführungsform der optoelektronischen Anordnung ist die optische Linse mittels einer Bajonett-Verbindung befestigt. Vorteilhafterweise ermöglicht dies eine einfache und lösbare Befestigung der optischen Linse an dem ersten Halter und/oder dem zweiten Halter der optoelektronischen Anordnung.
In einer Ausführungsform der optoelektronischen Anordnung ist die optische Linse materialeinheitlich zusammenhängend mit dem ersten Halter verbunden. Dabei kann der gesamte erste Halter ein optisch transparentes Material aufweisen. Vorteilhafterweise ergibt sich durch die materialeinheitlich zusammenhängende Ausbildung der optischen Linse und des ersten Halters der optoelektronischen Anordnung eine besonders kompakte und kostengünstig herstellbare Ausführung.
In einer Ausführungsform der optoelektronischen Anordnung weisen der erste Halter und der zweite Halter jeweils eine Oberseite und eine nicht senkrecht zur Oberseite orientierte Seitenfläche auf. Vorteilhafterweise kann die Seitenfläche des einen Halters dadurch unter der Seitenfläche des anderen Halters gehalten bzw. verankert werden, was die Befestigung der Halter der optoelektronischen Anordnung in einer Leuchte oder an einem anderen Ort erleichtert.
In einer Ausführungsform der optoelektronischen Anordnung weist ein Mittelpunkt des ersten Halters von einem Mittelpunkt des zweiten Halters einen Abstand zwischen 15 mm und 50 mm auf, bevorzugt einen Abstand zwischen 20 mm und 30 mm. Vorteilhafterweise eignen sich der erste Halter und der zweite Halter der optoelektronischen Anordnung dadurch zur Halterung von Leiterplatten mit einer Größe von beispielsweise 9 mm bis 25 mm. Die Halter der optoelektronischen Anordnung können dabei mit optischen Linsen ausgestattet werden, die einen Durchmesser von beispielsweise 15 mm bis 50 mm aufweisen. Vorteilhafterweise ergeben sich dadurch kompakte Abmessungen der optoelektronischen Anordnung.
In einer Ausführungsform der optoelektronischen Anordnung umfasst diese mindestens einen weiteren Halter. Dabei sind der erste Halter, der zweite Halter und der mindestens eine weitere Halter in einem regelmäßigen Gitter angeordnet. Die Halter der optoelektronischen Anordnung können beispielsweise in einem Rechteckgitter oder in einem hexagonalen Gitter angeordnet sein. Vorteilhafterweise ergibt sich dadurch eine kompakte Ausführung der optoelektronischen Anordnung.
In einer Ausführungsform der optoelektronischen Anordnung umfasst diese mindestens einen weiteren Halter, in dem eine weitere Leiterplatte mit einem elektronischen Steuerbauteil gehalten ist. Das elektronische Steuerbauteil kann dabei beispielsweise zur Ansteuerung des an der ersten Leiterplatte angeordneten mindestens einen ersten optoelektronischen Halbleiterchips und/oder zur Ansteuerung des an der zweiten Leiterplatte angeordneten mindestens einen zweiten optoelektronischen Halbleiterchips dienen. Vorteilhafterweise ergibt sich dadurch eine besonders kompakte Ausführung der optoelektronischen Anordnung. Durch das in die optoelektronische Anordnung integrierte elektronische Steuerbauteil kann sich außerdem vorteilhafterweise eine Ansteuerung der optoelektronischen Anordnung vereinfachen.
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 Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen in jeweils schematischer Darstellung
1 einen Halter zur Halterung einer Leiterplatte;
2 einen aus mehreren der Halter gebildeten ersten Halterverbund;
3 einen zweiten Halterverbund;
4 einen dritten Halterverbund;
5 einen Teil des dritten Halterverbunds mit internen elektrischen Verbindungselementen;
6 einen Teil des dritten Halterverbunds mit externen Anschlusselementen;
7 einen vierten Halterverbund; und
8 eine geschnittene Ansicht eines Halters mit einer optischen Linse.
1 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines Halters 100. Der Halter 100 dient zum Halten einer Leiterplatte 170, auf deren Oberseite mindestens ein optoelektronischer Halbleiterchip 180 angeordnet ist. Die Anordnung aus Leiterplatte 170 und optoelektronischem Halbleiterchip 180 kann auch als Chip-on-Board-Anordnung bezeichnet werden. Der Halter 100 dient zum Halten der Chip-on-Board-Anordnung.
Die Leiterplatte 170 kann beispielsweise einen Keramik- oder Metallkern aufweisen. An der Oberseite der Leiterplatte 170 sind elektrisch leitende Leiterbahnen und elektrische Kontaktflächen angeordnet. Die ein oder mehreren optoelektronischen Halbleiterchips 180 sind an der Oberseite der Leiterplatte 170 befestigt, beispielsweise durch Lötverbindungen, und über die elektrischen Leiterbahnen untereinander und mit äußeren elektrischen Kontaktflächen der Leiterplatte 170 elektrisch leitend verbunden. Im dargestellten Beispiel ist eine Vielzahl optoelektronischer Halbleiterchips 180 in einer regelmäßigen Matrixanordnung an der Oberseite der Leiterplatte 170 angeordnet.
Die optoelektronischen Halbleiterchips 180 sind dazu ausgebildet, elektromagnetische Strahlung, beispielsweise sichtbares Licht, zu emittieren. Die optoelektronischen Halbleiterchips 180 können beispielsweise Leuchtdiodenchips (LED-Chips) sein.
Die aus der Leiterplatte 170 und den optoelektronischen Halbleiterchips 180 gebildete Anordnung kann ein Konvertermaterial aufweisen, das dazu vorgesehen ist, eine Wellenlänge der durch die optoelektronischen Halbleiterchips 180 emittierten elektromagnetischen Strahlung zu konvertieren. Das Konvertermaterial kann beispielsweise dazu vorgesehen sein, von den optoelektronischen Halbleiterchips 180 emittierte elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge aus dem blauen Spektralbereich in weißes Licht zu konvertieren. Die an der Oberseite der Leiterplatte 170 angeordneten optoelektronischen Halbleiterchips 180 können beispielsweise in das Konvertermaterial eingebettet sein.
Der Halter 100 weist ein elektrisch isolierendes Material auf, bevorzugt ein Kunststoffmaterial. Der Halter 100 kann beispielsweise durch ein Formverfahren (Moldverfahren) hergestellt sein. Das Material des Halters 100 kann optisch transparent oder optisch undurchsichtig sein.
Der Halter 100 weist eine Oberseite 110 und mehrere senkrecht zur Oberseite orientierte Seitenflächen 120 auf. Im dargestellten Beispiel ist die Oberseite 110 des Halters 100 quadratisch ausgebildet. Die Oberseite 110 des Halters 100 könnte aber auch rechteckig, sechseckig oder anders geformt sein.
Die Oberseite 110 des Halters 100 weist eine Aussparung 111 auf. Im Bereich der Aussparung 111 liegt die Oberseite der in dem Halter 100 angeordneten Leiterplatte 170 mit den darauf angeordneten optoelektronischen Halbleiterchips 180 frei. Von den optoelektronischen Halbleiterchips 180 emittierte elektromagnetische Strahlung kann durch die Aussparung 111 an der Oberseite 110 des Halters 100 abgestrahlt werden. Im dargestellten Beispiel weist die Aussparung 111 einen kreisscheibenförmigen Querschnitt auf, was jedoch nicht zwingend erforderlich ist. Die durch das Material des Halters 100 gebildete Umrandung der Aussparung 111 weitet sich im dargestellten Beispiel zur Oberseite 110 des Halters 100 hin konisch auf. Dies ist jedoch ebenfalls nicht zwingend notwendig.
An der Oberseite 110 des Halters 100 sind im dargestellten Beispiel ferner zwei Bohrungen 112 zugänglich. Die Bohrungen 112 sind im dargestellten Beispiel in zwei einander gegenüberliegenden Ecken der Oberseite 110 außerhalb der Aussparung 111 angeordnet. Es ist jedoch auch möglich, eine andere Zahl von Bohrungen 112 vorzusehen und diese an anderen Positionen anzuordnen. Die Bohrungen 112 können auch vollständig entfallen. Die Bohrungen 112 erstrecken sich von der Oberseite 110 in Richtung senkrecht zur Oberseite 110 in den Halter 100 hinein. Die Bohrungen 112 können den Halter 100 vollständig durchdringen und beispielsweise zur Befestigung des Halters 100 mit Schrauben dienen. Die Bohrungen 112 können sich aber auch als Sacklöcher nicht vollständig durch den Halter 100 erstrecken.
Der Halter 100 kann mit weiteren gleichartigen Haltern 100 zu einem Halterverbund verbunden werden. 2 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung einer ersten optoelektronischen Anordnung 10 mit einem ersten Halterverbund 11, der vier Halter 100 umfasst. Die Halter 100 sind in dem ersten Halterverbund 11 in einer rechteckigen Anordnung von 2×2 Haltern 100 angeordnet. Diese Anordnung und Anzahl der Halter 100 ist allerdings lediglich beispielhaft gewählt. Der erste Halterverbund 11 kann auch mit einer anderen Anzahl von Haltern 100 und mit einer anderen Anordnung der Halter 100 ausgebildet werden.
Die erste optoelektronische Anordnung 10 kann beispielsweise dazu vorgesehen sein, in einer Leuchte angeordnet zu werden. Beispielsweise kann die erste optoelektronische Anordnung 10 zur Anordnung in einer Straßenleuchte vorgesehen sein. Die erste optoelektronische Anordnung 10 kann eine hohe Anzahl einzelner optoelektronischer Halbleiterchips 180 aufweisen und dadurch zur Abstrahlung elektromagnetischer Strahlung mit hoher Leistung geeignet sein.
Die Halter 100 des ersten Halterverbunds 11 der ersten optoelektronischen Anordnung 10 sind durch mechanische Verbindungselemente 150 mechanisch miteinander verbunden. Die mechanischen Verbindungselemente 150 der Halter 100 umfassen Stecker 130 und mit den Steckern 130 korrespondierende Buchsen 140. An je zwei zueinander senkrechten Seitenflächen 120 jedes Halters 100 ist je ein Stecker 130 angeordnet. An den weiteren zwei zueinander senkrechten Seitenflächen 120 jedes Halters 100 ist je eine Buchse 140 ausgebildet. Die Stecker 130 und Buchsen 140 einander in dem Halterverbund 11 benachbarter Halter 100 sind jeweils zusammengesteckt. Der erste Halterverbund 11 kann beispielsweise gebildet werden, indem die Halter 100 des ersten Halterverbunds 11 zunächst zeilenweise zusammengesteckt werden und anschließend die so gebildeten Zeilen des ersten Halterverbunds 11 miteinander verbunden werden.
Jeder der Halter 100 des ersten Halterverbunds 11 weist einen Mittelpunkt 190 auf. Die Mittelpunkte 190 zweier benachbarter Halter 100 des ersten Halterverbunds 11 weisen voneinander einen Abstand 195 auf. Der Abstand 195 kann beispielsweise zwischen 15 mm und 50 mm betragen. Bevorzugt liegt der Abstand 195 zwischen den Mittelpunkten 190 zweier benachbarter Halter 100 zwischen 20 mm und 30 mm.
Die mechanischen Verbindungselemente 150 der Halter 100 weisen integrierte elektrische Verbindungselemente 160 auf. Die elektrischen Verbindungselemente 160 der Halter 100 des ersten Halterverbunds 11 stellen elektrisch leitende Verbindungen zwischen den Leiterplatten 111 der Halter 100 des ersten Halterverbunds 11 her. Über die elektrischen Verbindungselemente 160 können die Leiterplatten 170 der einzelnen Halter 100 des ersten Halterverbunds 11 beispielsweise in einer Serien- und/oder Parallelschaltung angeordnet sein. Die elektrischen Verbindungselemente 160 umfassen elektrisch leitende Kontaktbrücken, Drähte, Leiterbahnen oder Ähnliches, die in die Stecker 130 und Buchsen 140 der mechanischen Verbindungselemente 150 integriert oder daran befestigt sind. Je nach der gewünschten Verschaltung der Leiterplatten 170 der einzelnen Halter 100 des ersten Halterverbunds 11 müssen nicht alle Stecker 130 und Buchsen 140 aller Halter 100 elektrische Verbindungselemente 160 aufweisen. Elektrisch leitende Verbindungen zwischen den elektrischen Verbindungselementen 160 und an den Leiterplatten 170 angeordneten elektrischen Kontaktflächen können beispielsweise durch Lötverbindungen oder bevorzugt durch Pressverbindungen hergestellt sein.
Die einzelnen Halter 100 des ersten Halterverbunds 11 der ersten optoelektronischen Anordnung 10 werden bevorzugt getrennt voneinander hergestellt. Die elektrischen Verbindungselemente 160 können bereits während der Herstellung der Halter 100 vorgesehen werden. Es ist aber auch möglich, die einzelnen Halter 100 erst nach deren Herstellung individuell mit den elektrischen Verbindungselementen 160 auszustatten. Anschließend können die Halter 100 zu dem ersten Halterverbund 11 verbunden werden, bevor die Leiterplatten 170 mit den optoelektronischen Halbleiterchips 180 in den Haltern 100 angeordnet werden. Alternativ können die Leiterplatten 170 aber auch bereits vor dem Verbinden der Halter 100 zu dem ersten Halterverbund 11 in den Haltern 100 angeordnet werden.
3 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung einer zweiten optoelektronischen Anordnung 20 mit einem zweiten Halterverbund 21. Der zweite Halterverbund 21 umfasst eine Mehrzahl von Haltern 200. Im dargestellten Beispiel umfasst der zweite Halterverbund 21 insgesamt 16 Halter 200, die in einer quadratischen Anordnung von 4 × 4 Haltern 200 angeordnet sind. Diese Anzahl und Anordnung ist jedoch lediglich beispielhaft gewählt.
Die zweite optoelektronische Anordnung 20 mit dem zweiten Halterverbund 21 aus Haltern 200 weist Übereinstimmungen mit der ersten optoelektronischen Anordnung 10 mit dem ersten Halterverbund 11 aus Haltern 100 auf. Übereinstimmende Komponenten sind in 3 mit denselben Bezugszeichen versehen wie in 1 und 2 und werden nachfolgend nicht erneut detailliert beschrieben.
Der zweite Halterverbund 21 der zweiten optoelektronischen Anordnung 20 unterscheidet sich von dem ersten Halterverbund 11 der ersten optoelektronischen Anordnung 10 dadurch, dass die Halter 200 des zweiten Halterverbunds 21 nicht über Steckverbindungen miteinander verbunden sind, sondern materialeinheitlich einstückig zusammenhängend ausgebildet sind. Dabei ist zwischen benachbarten Haltern 200 des zweiten Halterverbunds 21 jeweils eine Sollbruchstelle 22 angeordnet, die es ermöglicht, die jeweils an die Sollbruchstelle 22 angrenzenden Halter 200 durch Brechen des zweiten Halterverbunds 21 an der jeweiligen Sollbruchstelle 22 voneinander zu trennen. Die Sollbruchstellen 22 sind im dargestellten Beispiel als an der Oberseite 110 der Halter 200 angeordnete rillenförmige Vertiefungen ausgebildet.
Die Halter 200 des zweiten Halterverbunds 21 sind gemeinsam und einstückig zusammenhängend hergestellt worden. Der zweite Halterverbund 21 kann bei der Herstellung zunächst eine größere Anzahl an Haltern 200 umfasst haben. In diesem Fall wurden die in 3 gezeigten Halter 200 des zweiten Halterverbunds 21 nach der Herstellung durch Brechen an Sollbruchstellen 22, durch Schneiden oder Sägen entlang einer Ritzkante oder auf andere Weise von den übrigen Haltern 200 abgetrennt. Anschließend wurde in jedem Halter 200 des zweiten Halterverbunds 21 eine Leiterplatte 170 mit darauf angeordneten optoelektronischen Halbleiterchips 180 angeordnet, um die zweite optoelektronische Anordnung 20 zu bilden.
4 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung einer dritten optoelektronischen Anordnung 30 mit einem dritten Halterverbund 31. Der dritte Halterverbund 31 umfasst eine Mehrzahl von Haltern 300 und mindestens einen weiteren Halter 310. Im dargestellten Beispiel umfasst der dritte Halterverbund 31 acht Halter 300 und einen weiteren Halter 310, die in einer quadratischen 3 × 3-Anordnung angeordnet sind. Dabei ist der weitere Halter 310 mittig zwischen den Haltern 300 angeordnet. Diese Anzahl von Haltern 300 und weiteren Haltern 310 und diese Anordnung ist jedoch lediglich beispielhaft gewählt.
Die dritte optoelektronische Anordnung 30 mit dem dritten Halterverbund 31 aus Haltern 300 und weiteren Haltern 310 weist große Übereinstimmungen mit der zweiten optoelektronischen Anordnung 20 mit dem zweiten Halterverbund 21 aus Haltern 200 auf. Übereinstimmende Komponenten sind in 4 mit denselben Bezugszeichen versehen wie in 3 und werden nachfolgend nicht erneut detailliert beschrieben. Die Halter 300 und der weitere Halter 310 können identisch ausgebildet sein.
Die Halter 300 und der weitere Halter 310 des dritten Halterverbunds 31 der dritten optoelektronischen Anordnung 30 sind einstückig materialeinheitlich zusammenhängend miteinander verbunden. Der dritte Halterverbund 31 der dritten optoelektronischen Anordnung 30 unterscheidet sich von dem zweiten Halterverbund 21 der zweiten optoelektronischen Anordnung 20 dadurch, dass beim dritten Halterverbund 31 keine Sollbruchstellen vorhanden sind. Solche Sollbruchstellen könnten allerdings auch beim dritten Halterverbund 31 vorgesehen werden.
Nach der Herstellung des dritten Halterverbunds 31 ist in jedem Halter 300 des dritten Halterverbunds 31 eine Leiterplatte 170 mit jeweils einem oder mehreren optoelektronischen Halbleiterchips 180 angeordnet worden. In dem weiteren Halter 310 des dritten Halterverbunds 31 ist dagegen eine weitere Leiterplatte 320 angeordnet worden, die mindestens ein elektronisches Steuerbauteil 330 trägt. Das elektronische Steuerbauteil 330 kann beispielsweise dazu vorgesehen sein, die optoelektronischen Halbleiterchips 180 auf den in den Haltern 300 angeordneten Leiterplatten 170 anzusteuern. Das elektronische Steuerbauteil 330 kann auch zur Übernahme weiterer oder anderer Steuer- oder Regelungsaufgaben der dritten optoelektronischen Anordnung 30 vorgesehen sein. Die in dem weiteren Halter 310 des dritten Halterverbunds 31 gehaltene weitere Leiterplatte 320 ist hierzu in geeigneter Weise elektrisch mit den in den Haltern 300 des dritten Halterverbunds 31 gehaltenen Leiterplatten 170 verschaltet.
5 zeigt eine schematische und teilweise geöffnete Ansicht eines Teils des dritten Halterverbunds 31 der dritten optoelektronischen Anordnung 30. Dargestellt sind der weitere Halter 310 und zwei dem weiteren Halter 310 benachbarte Halter 300 des dritten Halterverbunds 31.
5 zeigt, dass die Leiterplatten 170, 320 einander benachbarter Halter 310 des dritten Halterverbunds 31 der dritten optoelektronischen Anordnung 30 über elektrische Verbindungselemente 340 elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Die elektrischen Verbindungselemente 340 erstrecken sich dabei jeweils von einem Halter 300, 310 des dritten Halterverbunds 31 zu einem benachbarten Halter 300, 310 des dritten Halterverbunds 31. In den Haltern 300, 310 des dritten Halterverbunds 31 sind die elektrischen Verbindungselemente 340 über Presskontakte 341 elektrisch leitend mit auf den Leiterplatten 170, 320 angeordneten elektrischen Kontaktflächen verbunden. Anstelle der Presskontakte 341 könnten allerdings auch Lötkontakte, Durchsteckkontakte oder andere elektrische Verbindungen vorgesehen sein.
Die elektrischen Verbindungselemente 340 können beispielsweise als Kontaktbrücken, Drahtbrücken, Kontaktfedern oder Kontaktklammern ausgebildet sein. Die elektrischen Verbindungselemente 340 können bereits während der Herstellung des dritten Halterverbunds 31 in die Halter 300, 310 des dritten Halterverbunds 31 eingebettet worden sein. Die Halter 300, 310 des dritten Halterverbunds 31 können aber auch so ausgebildet sein, dass die elektrischen Verbindungselemente 340 nach der Herstellung des dritten Halterverbunds 31 in die Halter 300, 310 eingesetzt und aus den Haltern 300, 310 entfernt werden können. Dies ermöglicht eine individuelle Anpassung der Verschaltung der in den Haltern 300, 310 des dritten Halterverbunds 31 der dritten optoelektronischen Anordnung 30 gehaltenen Leiterplatten 170, 320.
Auch beim zweiten Halterverbund 21 der zweiten optoelektronischen Anordnung 20 können entsprechende elektrische Verbindungselemente vorgesehen sein. Auch bei der ersten optoelektronischen Anordnung 10 und bei der zweiten optoelektronischen Anordnung 20 kann einer der Halter 100, 200 des ersten Halterverbunds 11 bzw. des zweiten Halterverbunds 21 anstelle einer Leiterplatte 170 mit optoelektronischen Halbleiterchips 180 eine weitere Leiterplatte 320 mit mindestens einem elektronischen Steuerbauteil 330 aufnehmen.
6 zeigt eine weitere schematische Darstellung eines Teils des dritten Halterverbunds 31 der dritten optoelektronischen Anordnung 30. Die perspektivische Darstellung der 6 ist teilweise geschnitten. Gezeigt ist einer der Halter 300 des dritten Halterverbunds 31 mit einer Seitenfläche 120 des Halters 300, die an einer Außenkante des dritten Halterverbunds 31 angeordnet ist.
An der Seitenfläche 120 des Halters 300 des dritten Halterverbunds 31 sind zwei elektrische Anschlusselemente 350 des Halters 300 zugänglich. Die elektrischen Anschlusselemente 350 dienen zur externen elektrischen Kontaktierung der dritten optoelektronischen Anordnung 30. Die elektrischen Anschlusselemente 350 können beispielsweise mittels abisolierter Drähte 355 elektrisch kontaktiert werden. Die elektrischen Anschlusselemente 350 stellen dann elektrisch leitende Verbindungen zwischen den Drähten 355 und der durch den Halter 300 gehaltenen Leiterplatte 170 her. Die elektrischen Anschlusselemente 350 könnten allerdings auch als Steckerkontakte oder anders ausgebildet sein. Die Verbindung zwischen den elektrischen Anschlusselementen 350 und an der Leiterplatte 170 ausgebildeten elektrischen Kontaktflächen kann wiederum beispielsweise über Presskontakte oder Lötkontakte hergestellt sein.
Auch der erste Halterverbund 11 der ersten optoelektronischen Anordnung 10 und der zweite Halterverbund 21 der zweiten optoelektronischen Anordnung 20 können externe elektrische Anschlusselemente 350 aufweisen, die wie die in 6 dargestellten elektrischen Anschlusselemente 350 der dritten optoelektronischen Anordnung 30 ausgebildet sind.
7 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung einer vierten optoelektronischen Anordnung 40 mit einem vierten Halterverbund 41 mit einer Mehrzahl von Haltern 400. Die vierte optoelektronische Anordnung 40 mit dem vierten Halterverbund 41 mit Haltern 400 weist große Übereinstimmung mit der ersten optoelektronischen Anordnung 10 mit dem ersten Halterverbund 11 mit Haltern 100 auf. Entsprechende Komponenten sind daher in 7 mit denselben Bezugszeichen versehen wie in 1 und 2 und werden nachfolgend nicht erneut detailliert beschrieben.
Der vierte Halterverbund 41 der vierten optoelektronischen Anordnung 40 umfasst vier Halter 400, die in einer quadratischen 2 × 2-Anordnung angeordnet sind. Diese Anzahl und Anordnung ist jedoch lediglich beispielhaft und kann auch anders gewählt werden.
Die Halter 400 des vierten Halterverbunds 41 der vierten optoelektronischen Anordnung 40 unterscheiden sich von den Haltern 100 des ersten Halterverbunds 11 der ersten optoelektronischen Anordnung 10 dadurch, dass anstelle der senkrecht zur Oberseite 110 orientierten Seitenflächen positiv geneigte Seitenflächen 410 und negativ geneigte Seitenflächen 420 vorhanden sind. Jeder Halter 400 weist zwei positiv geneigte Seitenflächen 410 und zwei negativ geneigte Seitenflächen 420 auf. Die positiv geneigten Seitenflächen 410 schließen mit der Oberseite 110 des jeweiligen Halters 400 einen stumpfen Winkel ein. Die negativ geneigten Seitenflächen 420 jedes Halters 400 schließen mit der Oberseite 110 des jeweiligen Halters 400 einen spitzen Winkel ein. Die Neigungen der positiv geneigten Seitenflächen 410 und der negativ geneigten Seitenflächen 420 sind derart aufeinander abgestimmt, dass eine positiv geneigte Seitenfläche 410 eines Halters 400 flächig an einer negativ geneigten Seitenfläche 420 eines benachbarten Halters 400 anliegen kann.
Der vierte Halterverbund 41 der vierten optoelektronischen Anordnung 40 kann mittels Schrauben 430 an einer gewünschten Montageposition befestigt werden. Die Schrauben 430 erstrecken sich dabei durch die Bohrungen 112 der Halter 400 des vierten Halterverbunds 41. Wegen der durch die positiv geneigten Seitenflächen 410 und die negativ geneigten Seitenflächen 420 der Halter 400 gebildeten Hinterschnitte sind dabei weniger Schrauben 430 erforderlich, als dies bei Haltern mit senkrecht orientierten Seitenflächen der Fall wäre. So kann beispielsweise in einer an zwei positiv geneigte Seitenflächen 410 eines Halters 400 angrenzenden Ecke auf eine Schraube 430 verzichtet werden, wenn die beiden positiv geneigten Seitenflächen 410 des Halters 400 jeweils weiteren Haltern 400 des vierten Halters 41 benachbart sind.
Die geneigten Seitenflächen 410, 420 der Halter 400 können zusätzlich Stufen, Riffelungen oder andere Strukturen aufweisen, um den Kontakt und die gegenseitige Halterung zwischen den Haltern 400 zu verbessern. Solche Strukturen können auch anstelle der Neigungen der Seitenflächen 410, 420 vorgesehen werden.
Die Halter 400 des vierten Halterverbunds 41 der vierten optoelektronischen Anordnung 40 können über mechanische Verbindungselemente 150 und elektrische Verbindungselemente 160 verbunden sein, die wie bei den Haltern 100 des ersten Halterverbunds 11 der ersten optoelektronischen Anordnung 10 ausgebildet sind. Die von den Haltern 400 des vierten Halterverbunds 41 der vierten optoelektronischen Anordnung 40 gehaltenen Leiterplatten 170 können aber auch über elektrische Verbindungselemente 340 verbunden sein, wie dies anhand der dritten optoelektronischen Anordnung 30 in 5 dargestellt ist. Der vierte Halterverbund 41 der vierten optoelektronischen Anordnung 40 kann auch externe elektrische Anschlusselemente 350 aufweisen, die denen des in 6 gezeigten dritten Halterverbunds 31 der dritten optoelektronischen Anordnung 30 entsprechen.
8 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht eines Halters 500. Der nur schematisch dargestellte Halter 500 kann wie einer der Halter 100, 200, 300, 400 der 1 bis 7 ausgebildet und Teil eines Halterverbunds sein, der wie der erste Halterverbund 11, der zweite Halterverbund 21, der dritte Halterverbund 31 oder der vierte Halterverbund 41 ausgebildet ist.
In Abweichung von den Haltern 100, 200, 300, 400 weist der Halter 500 an seiner Oberseite 110 ein Sackloch 510 und einen Zapfen 520 auf. Das Sackloch 510 erstreckt sich von der Oberseite 110 des Halters 500 in den Halter 500 hinein. Der Zapfen 520 steht in senkrechte Richtung von der Oberseite 110 des Halters 500 ab.
Über der Oberseite 110 des Halters 500 ist eine optische Linse 600 angeordnet. Die optische Linse 600 weist ein Material auf, das im Wesentlichen optisch transparent für elektromagnetische Strahlung ist, die durch die optoelektronischen Halbleiterchips 180 auf der im Halter 500 gehaltenen Leiterplatte 170 emittiert wird. Die optische Linse 600 dient einer Strahlformung der durch die optoelektronischen Halbleiterchips 180 emittierten elektromagnetischen Strahlung. Die optische Linse 600 kann beispielsweise als Sammellinse ausgebildet sein.
Die optische Linse 600 kann beispielsweise ein Kunststoffmaterial aufweisen. Die optische Linse 600 kann in Richtung parallel zur Oberseite 110 des Halters 500 einen Durchmesser aufweisen, der beispielsweise zwischen 15 mm und 50 mm liegt.
Die optische Linse 600 weist auf ihrer dem Halter 500 zugewandten Seite einen Zapfen 610 auf. Der Zapfen 610 ist im Sackloch 510 des Halters 500 angeordnet. Außerdem weist die optische Linse 600 auf ihrer der Oberseite 110 des Halters 500 zugewandten Seite eine Öffnung auf, die gemeinsam mit dem Zapfen 520 des Halters 500 eine Bajonett-Verbindung 620 bildet. Durch den im Sackloch 510 angeordneten Zapfen 610 und die Bajonett-Verbindung 620 wird die optische Linse 600 lösbar am Halter 500 gehalten. Die optische Linse 600 könnte jedoch auch auf andere Weise an der Oberseite 110 des Halters 500 befestigt sein.
Die optische Linse 600 kann als Teil eines Linsenverbunds ausgebildet sein, der eine Mehrzahl gleichartiger optischer Linsen 600 umfasst. Dieser Linsenverbund kann derart über einem den Halter 500 und eine Mehrzahl weiterer gleichartiger Halter 500 umfassenden Halterverbund angeordnet werden, dass über jedem Halter 500 eine optische Linse 600 angeordnet ist.
Der Halter 500 und die optische Linse 600 können auch einstückig ausgebildet werden. In diesem Fall weisen der Halter 500 und die optische Linse 600 beide bevorzugt ein optisch transparentes Material auf. Die Aussparung 111 des Halters 500 entfällt in diesem Fall bevorzugt.
Die Erfindung wurde anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben. Dennoch ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Beispiele eingeschränkt. Vielmehr können hieraus andere Variationen vom Fachmann abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

10: erste optoelektronische Anordnung
11: erster Halterverbund
20: zweite optoelektronische Anordnung
21: zweiter Halterverbund
22: Sollbruchstelle
30: dritte optoelektronische Anordnung
31: dritter Halterverbund
40: vierte optoelektronische Anordnung
41: vierter Halterverbund
100: Halter
110: Oberseite
111: Aussparung
112: Bohrung
120: Seitenfläche
130: Stecker
140: Buchse
150: mechanisches Verbindungselement
160: elektrisches Verbindungselement
170: Leiterplatte
180: optoelektronischer Halbleiterchip
190: Mittelpunkt
195: Abstand
200: Halter
300: Halter
310: weiterer Halter
320: weitere Leiterplatte
330: elektronisches Steuerbauteil
340: elektrisches Verbindungselement
341: Presskontakt
350: elektrisches Anschlusselement
355: Draht
400: Halter
410: positiv geneigte Seitenfläche
420: negativ geneigte Seitenfläche
430: Schraube
500: Halter
510: Sackloch
520: Zapfen
600: optische Linse
610: Zapfen
620: Bajonett-Verbindung

Claims

Halterverbund (11, 21, 31, 41) mit einem ersten Halter (100, 200, 300, 400, 500), der zur Aufnahme einer ersten Leiterplatte (170) mit mindestens einem ersten optoelektronischen Halbleiterchip (180) vorgesehen ist, und einem zweiten Halter (100, 200, 300, 400, 500), der zur Aufnahme einer zweiten Leiterplatte (170) mit mindestens einem zweiten optoelektronischen Halbleiterchip (180) vorgesehen ist, wobei der erste Halter (100, 200, 300, 400, 500) und der zweite Halter (100, 200, 300, 400, 500) miteinander verbunden sind.
Halterverbund (21, 31) gemäß Anspruch 1, wobei der erste Halter (200, 300) und der zweite Halter (200, 300) materialeinheitlich zusammenhängend miteinander verbunden sind.
Halterverbund (21) gemäß Anspruch 2, wobei zwischen dem ersten Halter (200) und dem zweiten Halter (200) eine Sollbruchstelle (22) ausgebildet ist, wobei der erste Halter (200) und der zweite Halter (200) durch Brechen an der Sollbruchstelle (22) voneinander getrennt werden können.
Optoelektronische Anordnung (10, 20, 30, 40) mit einem ersten Halter (100, 200, 300, 400, 500), in dem eine erste Leiterplatte (170) mit mindestens einem ersten optoelektronischen Halbleiterchip (180) gehalten ist, und einem zweiten Halter (100, 200, 300, 400, 500), in dem eine zweite Leiterplatte (170) mit mindestens einem zweiten optoelektronischen Halbleiterchip (180) gehalten ist, wobei der erste Halter (100, 200, 300, 400, 500) und der zweite Halter (100, 200, 300, 400, 500) miteinander verbunden sind.
Optoelektronische Anordnung (10, 20, 30, 40) gemäß Anspruch 4, wobei die optoelektronische Anordnung (10, 20, 30, 40) ein elektrisches Verbindungselement (160, 340) umfasst, das eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der ersten Leiterplatte (170) und der zweiten Leiterplatte (170) herstellt.
Optoelektronische Anordnung (10, 20, 30, 40) gemäß Anspruch 5, wobei das elektrische Verbindungselement (160, 340) über einen Presskontakt elektrisch leitend mit der ersten Leiterplatte (170) verbunden ist.
Optoelektronische Anordnung (20, 30) gemäß einem der Ansprüche 5 und 6, wobei das elektrische Verbindungselement (340) eine Drahtbrücke oder eine Kontaktfeder umfasst, die in dem ersten Halter (200, 300, 500) und/oder dem zweiten Halter (200, 300, 500) angeordnet ist.
Optoelektronische Anordnung (10, 40) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei der erste Halter (100, 400, 500) und der zweite Halter (100, 400, 500) durch eine Steckverbindung (150) miteinander verbunden sind.
Optoelektronische Anordnung (20, 30) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei der erste Halter (200, 300, 500) und der zweite Halter (200, 300, 500) materialeinheitlich zusammenhängend miteinander verbunden sind.
Optoelektronische Anordnung (10, 20, 30, 40) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 9, wobei eine optische Linse (600) an dem ersten Halter (500) und/oder dem zweiten Halter (500) befestigt ist.
Optoelektronische Anordnung (10, 20, 30, 40) gemäß Anspruch 10, wobei die optische Linse (600) mittels einer Bajonett-Verbindung (620) befestigt ist.
Optoelektronische Anordnung (10, 20, 30, 40) gemäß Anspruch 10, wobei die optische Linse (600) materialeinheitlich zusammenhängend mit dem ersten Halter (100, 200, 300, 400, 500) verbunden ist.
Optoelektronische Anordnung (40) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 12, wobei der erste Halter (400) und der zweite Halter (400) jeweils eine Oberseite (110) und eine nicht senkrecht zur Oberseite (110) orientierte Seitenfläche (410, 420) aufweisen.
Optoelektronische Anordnung (10, 20, 30, 40) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 13, wobei ein Mittelpunkt (190) des ersten Halters (100, 200, 300, 400, 500) von einem Mittelpunkt (190) des zweiten Halters (100, 200, 300, 400, 500) einen Abstand (195) zwischen 15 mm und 50 mm aufweist, bevorzugt einen Abstand (195) zwischen 20 mm und 30 mm.
Optoelektronische Anordnung (10, 20, 30, 40) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 14, wobei die optoelektronische Anordnung (10, 20, 30, 40) mindestens einen weiteren Halter (100, 200, 300, 400, 500) umfasst, wobei der erste Halter (100, 200, 300, 400, 500), der zweite Halter (100, 200, 300, 400, 500) und der mindestens eine weitere Halter (100, 200, 300, 400, 500) in einem regelmäßigen Gitter angeordnet sind.
Optoelektronische Anordnung (30) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 15, wobei die optoelektronische Anordnung (30) mindestens einen weiteren Halter (310) umfasst, in dem eine weitere Leiterplatte (320) mit einem elektronischen Steuerbauteil (330) gehalten ist.