DE102014205153A1

DE102014205153A1 - Halbleiterlampe

Info

Publication number: DE102014205153A1
Application number: DE102014205153.3A
Authority: DE
Inventors: Carolin Mühlbauer; Klaus Eckert
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Ledvance GmbH
Priority date: 2014-03-19
Filing date: 2014-03-19
Publication date: 2015-09-24

Abstract

Die Halbleiterlampe (1) weist ein Substrat (5), an welchem mindestens eine Halbleiterlichtquelle (9) angeordnet ist, einen Träger (2) für das Substrat (5) und ein Befestigungselement zum Befestigen des Substrats an dem Träger, auf, wobei das Befestigungselement ein Befestigungsring (4) ist, welcher an mindestens einem weiteren Bauteil (2) der Halbleiterlampe (1) zumindest formschlüssig, insbesondere rastend, befestigt ist und in seinem befestigten Zustand zumindest das Substrat (5) an einen Träger (2) andrückt. Ein Verfahren dient zum Befestigen eines Substrats (5), an welchem mindestens eine Halbleiterlichtquelle (9) angeordnet ist, an einem Träger, wobei das Verfahren mindestens die folgenden Schritte aufweist: Anordnen des Substrats (5) an dem Träger (2), Auflegen des Befestigungsrings (4) auf das Substrat (5) und folgendes formschlüssiges Verbinden, insbesondere Verrasten, des Befestigungsrings (4) an einem weiteren Bauteil (2) der Halbleiterlampe (1) unter Andrücken des Substrats (5) an den Träger (2). Die Erfindung ist insbesondere anwendbar auf eine Retrofitlampe, insbesondere eine Glühlampen-Retrofitlampe.

Description

Die Erfindung betrifft eine Halbleiterlampe, aufweisend ein Substrat, an welchem mindestens eine Halbleiterlichtquelle angeordnet ist, einen Träger für das Substrat und ein Befestigungselement zum Befestigen des Substrats an dem Träger. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Befestigen eines Substrats, an welchem mindestens eine Halbleiterlichtquelle angeordnet ist, an einem Träger, wobei das Verfahren mindestens aufweist: Anordnen des Substrats an dem Träger und Befestigen des Substrats an dem Träger mittels eines Befestigungselements. Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft anwendbar auf eine Retrofitlampe, insbesondere eine Glühlampen-Retrofitlampe.
6 zeigt eine Halbleiterlampe 101 der eingangs genannten Art. Diese weist ein ringförmiges Substrat 102 auf, das vorderseitig mit mehreren Leuchtdioden 103 bestückt ist und das rückseitig auf einer planen Vorderseite eines Kühlkörpers 104 aufliegt. Das ringförmige Substrat 102 wird mittels eines Befestigungselements in Form einer Kappe 105 auf den Kühlkörper 104 gedrückt. Die Kappe 105 wird zur Ausübung der Andrückkraft auf das Substrat 102 von einer zentralen Schraube 106 in Richtung des Kühlkörpers 104 gezogen. Dies ist aufgrund eines hohen Montageaufwands nachteilig. Zudem mag sich die Schraube 106 aufgrund thermischer Wechselbelastungen lockern. Der Kühlkörper 104 dient hier außer als Träger für das Substrat 102 auch als ein Gehäuse für einen Treiber 107 in Form einer Treiberelektronik. Dazu weist der Kühlkörper 104 eine Kavität 108 zur Unterbringung des Treibers 107 auf. In eine rückwärtige Öffnung 109 der Kavität 108 ist ein elektrisch isolierendes Sockelteil 110 eingeschoben, das an seinem nicht dargestellten rückwärtigen Ende einen Sockel zur Verbindung mit einer Lampenfassung (o. Abb.) aufweist, z.B. ein Edison-Sockel. Die Kavität 108 ist zur Sicherstellung eines Berührschutzes im Bereich des Kühlkörpers 104 mit einer elektrisch isolierenden Auskleidung 111 belegt. Seitlich an dem Kühlkörper 104 ist zudem ein lichtdurchlässiger Kolben 112 klebend befestigt, der die Leuchtdioden 103 überwölbt.
Auch ist es bekannt, ein Substrat mittels eines Klebstoffs ohne Schrauben auf einem Träger zu befestigen. Hierbei ist nachteilig, dass der Klebstoff ausgehärtet werden muss und die bis dahin fertigen Teile der Lampe nicht weiter verarbeitet werden können.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine einfach und/oder eine mit wenigen Teilen herstellbare Halbleiterlampe der eingangs genannten Art bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Halbleiterlampe, aufweisend ein Substrat, an welchem mindestens eine Halbleiterlichtquelle angeordnet ist, einen Träger oder eine Auflage für das Substrat und ein Befestigungselement zum Befestigen oder Halten des Substrats an dem Träger, wobei das Befestigungselement ein Befestigungsring ist, welcher an mindestens einem weiteren Bauteil der Halbleiterlampe formschlüssig befestigt ist und in seinem befestigten Zustand zumindest das Substrat an einen Träger andrückt.
Durch diesen formschlüssig befestigten Befestigungsring kann beispielsweise auf eine aufwändige Verschraubung, z.B. eine Schrauben/Kappen-Kombination, verzichtet werden. Auch mag auf einen langwierigen Verklebungsprozess des Substrats verzichtet werden. Aber selbst wenn das Substrat verklebt wird, kann mittels einer durch den Befestigungsring vermittelten Fixierung eine frühzeitige Weiterverarbeitung erreicht werden. Zudem ist durch die zumindest formschlüssige Befestigung ein Halten des Substrats auch dann noch gegeben, wenn die Verklebung bereits versagt haben sollte, z.B. aufgrund einer Alterung. Diese Halbleiterlampe ist also auch besonders langlebig.
Das andere Bauteil, an welchem der Befestigungsring formschlüssig befestigt oder befestigbar ist, mag grundsätzlich jedes Bauteil der Halbleiterlampe außer dem Substrat und außer dem Befestigungsring selbst sein.
Dass die formschlüssige Befestigung eine rastende Befestigung ist, bewirkt unter anderem den Vorteil einer einfachen Montage, z.B. durch eine einfache lineare Bewegung.
Es ist eine Ausgestaltung, dass das weitere Bauteil und der Träger das gleiche Bauteil sind, also der Befestigungsring mit dem Träger verrastet ist. Dies ermöglicht einen besonders kompakten Aufbau.
Dass der Befestigungsring zumindest das Substrat auf den Träger drückt, mag beispielsweise umfassen, dass der Befestigungsring das Substrat alleine (direkt) auf den Träger drückt, dass der Befestigungsring das Substrat (direkt) und mindestens ein anderes Bauteil der Halbleiterlampe auf den Träger drückt oder dass der Befestigungsring das Substrat über mindestens ein weiteres Bauteil, z.B. eine elektrisch isolierende Trennscheibe, (indirekt) auf den Träger drückt.
Das Substrat mag beispielsweise eine Leiterplatte sein. Das dielektrische Grundmaterial der Leiterplatte mag beispielsweise FR4 oder Keramik sein. Die Leiterplatte mag eine Metallkernplatine sein. Das Substrat mag aber z.B. auch ein Keramikträger ohne eine Leiterbahnstruktur sein, bei welchem die mindestens eine Halbleiterlichtquelle beispielsweise nur durch Bonddrähte verdrahtet ist.
Das Substrat mit der daran angeordneten mindestens einen Halbleiterlichtquelle mag auch als ein Modul oder Leuchtmodul angesehen oder bezeichnet werden. Befindet sich auf dem Substrat auch zumindest ein Teil einer Treiberelektrik oder Treiberelektronik (z.B. zur Ansteuerung der mindestens einen Halbleiterlichtquelle verwendete elektrische und/oder elektronische Bauteile), mag das Substrat auch als „Light Engine“ angesehen oder bezeichnet werden.
Die mindestens eine Halbleiterlichtquelle mag mindestens eine Leuchtdiode aufweisen. Bei 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). Der Leuchtstoff kann alternativ oder zusätzlich entfernt von der Leuchtdiode angeordnet sein ("Remote Phosphor"). 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.
Unter einem Befestigungsring mag insbesondere ein Ring verstanden werden, welcher mit einem Teilbereich (im Folgenden ohne Beschränkung der Allgemeinheit auch Verrastungsbereich genannt) den Befestigungsring mittels eines Formschlusses, insbesondere einer Verrastung, an dem weiteren Bauteil (z.B. Träger) hält oder fixiert und mit einem anderen Teilbereich das Substrat direkt oder indirekt an den Träger drückt. Der Verrastungsbereich mag mindestens ein Rastelement aufweisen.
Es ist eine Ausgestaltung, dass das Substrat mit einer rückwärtigen Flachseite auf dem Träger aufliegt und dass an dessen anderer, vorderseitiger Flachseite die mindestens eine Halbleiterlichtquelle angeordnet ist. Diese Ausgestaltung als ein flacher Körper mit zwei Flachseiten und einer im Vergleich zu der Ausdehnung geringen Dicke mag auch als scheibenartig oder plattenartig bezeichnet werden.
Dabei ist die Form des Substrats in Draufsicht auf die Flachseite(n) nicht beschränkt und mag beispielsweise eine kreisförmige, ovale, polygonzugartige usw. Grundform zumindest an seinen äußeren Rand aufweisen. Die Scheibe mag einen oder mehrere Durchbrüche (Schlitze, Löcher usw.) aufweisen.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass der Befestigungsring zumindest teilweise auf einem Randbereich der vorderseitigen Flachseite des Substrats aufliegt. So kann ein innerer Bereich des Substrats vollständig genutzt werden.
Es ist eine Weiterbildung, dass der Befestigungsring umlaufend geschlossen auf dem Randbereich der vorderseitigen Flachseite des Substrats aufliegt, was einen in Umfangsrichtung besonders gleichmäßigen Anpressdruck ermöglicht.
Alternativ mag der Befestigungsring umlaufend nur abschnittsweise auf dem Randbereich der vorderseitigen Flachseite aufliegen, was eine Materialersparnis ergibt, Aussparungen für weitere Funktionen des Befestigungsrings ermöglicht und zudem eine stärkere elastische Auslenkung und Rückfederungskraft bereitstellt. Die das Substrat andrückenden Bereiche mögen auch als „Andrückbereiche“ bezeichnet werden.
Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass der Befestigungsring ein schalenförmiger Befestigungsring ist. Dieser eignet sich besonders gut zum Überziehen auf einen Träger. Insbesondere kann ein umlaufender Seitenrand ein oder mehrere Rastelemente aufweisen, die in einen formschließenden Eingriff mit entsprechenden Rastgegenelementen des weiteren Bauteils (z.B. des Trägers) gebracht werden können, um einen sicheren Sitz erzeugen. Der Seitenrand mag also als Verrastungsbereich dienen oder diesen aufweisen. Es ist eine für einen kompakten Aufbau und für einen definierten Kontakt zwischen dem Verrastungsbereich des Befestigungsrings und dem damit formschlüssig verbundenen Bauteil oder Komponente, z.B. dem Träger, der Halbleiterlampe vorteilhafte Weiterbildung, dass dieses Bauteil eine zylinderförmige, kegelförmige, kegelstumpfförmige, pyramidenförmige oder pyramidenstumpfförmige Grundform aufweist.
Ein Boden oder Deckel des Befestigungsrings mag eine insbesondere mittige Aussparung aufweisen, in welche die mindestens eine Halbleiterlichtquelle hineinragt, durch sie hindurchragt oder ihr Licht durch sie hindurch strahlen kann. Ein äußerer (umlaufender oder unterbrochener) Rand des Bodens oder Deckels dient z.B. der Kontaktierung des Substrats, um es auf den Träger zu drücken. Der Rand dient also als insbesondere als ein einteiliger oder mehrteiliger Andrückbereich.
Der Befestigungsring mag ein umlaufend geschlossener Ring sein, was eine besonders hohe Stabilität bei besonders hochwertiger Anmutung ergibt.
Der Befestigungsring mag alternativ ein in Umfangsrichtung offener Ring sein, welcher sich elastisch stärker öffnen kann als ein geschlossener Ring, wodurch eine zusätzliche Presspassung erleichtert wird.
Es ist eine Weiterbildung, dass der Befestigungsring ein metallischer Körper ist, was eine hohe Festigkeit ermöglicht. Es ist noch eine Weiterbildung, dass der Befestigungsring ein Körper aus Kunststoff ist, was eine höhere elastische Verformbarkeit bei geringen Kosten und einem geringen Gewicht ermöglicht. Die elastische Verformbarkeit mag beispielsweise eine zerstörungsfreie Bewegung von Rastvorsprüngen an dem Befestigungselement erleichtern.
Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass eine von außen einsichtige Fläche des Befestigungsrings im Wesentlichen durchbrechungsfrei gestaltet ist. Dadurch wird eine ruhige und hochwertige Anmutung der Halbleiterlampe erzeugt. Zudem kann der Befestigungsring auf eine gewünschte Anmutung hin ausgestaltet sein, z.B. in Bezug auf seine Farbe und/oder Oberflächenbeschaffenheit. Er verdeckt beispielsweise einen Teil des Trägers, der designtechnisch weniger vorteilhaft gestaltet sein mag.
Es ist eine ebenfalls zur Erreichung einer hochwertigen Anmutung bevorzugte Weiterbildung, dass zumindest eine von außen einsichtige Fläche des Befestigungsrings glatt ist und insbesondere keine lokal begrenzten Rücksprünge (z.B. Rillen) und/oder Vorsprünge (z.B. Stifte oder Lamellen) aufweist. Die von außen einsichtige Fläche mag jedoch facettiert sein und z.B. einen Rand bei einem Übergang zwischen zwei Facetten oder unterschiedlich angewinkelten Teilbereichen aufweisen.
Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass der Befestigungsring mindestens einen Befestigungsbereich zum Befestigen mindestens eines der mindestens einen Halbleiterlichtquelle optisch nachgeschalteten optischen Elements aufweist. Dadurch kann auf einer Bereitstellung gesonderter Befestigungsbereiche an dem Träger verzichtet werden. Dies wiederum senkt Herstellungskosten und ergibt eine verbesserte Anmutung. Insbesondere kann so ein gleicher Träger für Varianten mit und ohne nachgeschaltetem optischen Element verwendet werden.
Es ist zudem eine Ausgestaltung, dass das mindestens eine optische Element einen die mindestens eine Lichtquelle überwölbenden transparenten oder diffus streuenden Kolben, mindestens ein Farbfilter, mindestens eine Linse, mindestens einen Reflektor und/oder mindestens eine Blende aufweist. Diese Elemente können separat hergestellte Elemente sein. Mindestens ein Element mag zwei oder mehrere solcher Funktionen aufweisen, z.B. ein Kolben mit integriertem Linsenbereich und/oder Reflektorfläche.
Es ist auch eine Ausgestaltung, dass mindestens ein Befestigungsbereich eine Aussparung aufweist. So lässt sich das mindestens eine optische Element besonders sicher und einfach an dem Befestigungsring befestigen. Für den Fall, dass die Aussparung eine Rastaussparung ist, lässt sich auf besonders einfache Weise (z.B. mittels einer einfachen lineare Steckbewegung) eine lösbare oder unlösbare Rastverbindung herstellen. Jedoch mag die Aussparung auch zum Herstellen einer kraft- und/oder stoffschlüssigen Verbindung verwendet werden.
Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass der Befestigungsring zumindest in einem Bereich reflektierend ausgebildet ist, der von Licht bestrahlbar ist, das von der mindestens einen Lichtquelle emittierbar ist. Dies erhöht eine Lichtausbeute.
Es ist zudem eine Ausgestaltung, dass der Träger zumindest einen Teil eines Kühlkörpers darstellt. So kann eine effektive Kühlung des Substrats und der daran angeordneten Halbleiterlichtquellen erreicht werden. Der Kühlkörper mag beispielsweise aus Aluminium oder einer Legierung damit bestehen.
Es ist darüber hinaus eine Ausgestaltung, dass der Träger zumindest einen Teil eines Treibergehäuses darstellt. Dies ermöglicht einen besonders kompakten und einfachen Aufbau der Halbleiterlampe.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass der Befestigungsring an dem weiteren Bauteil, z.B. an dem Träger, nur formschlüssig befestigt ist (und also nicht auch stoffschlüssig und/oder kraftschlüssig). Dies ergibt den Vorteil, dass der Befestigungsring mit besonders wenig Kraftaufwand und zudem ohne Vorbereitung an dem Träger befestigbar ist. Weder braucht vorher Klebstoff appliziert zu werden, noch braucht der Träger für eine Klemmpassung mit höherer Kraft aufgedrückt zu werden.
Es ist noch eine zur besonders sicheren Befestigung des Befestigungsrings an dem Träger vorteilhafte Weiterbildung, dass der Befestigungsring auch kraftschlüssig an dem weiteren Bauteil, z.B. an dem Träger, befestigt ist, beispielsweise durch eine leichte Klemmpassung.
Es ist auch eine zur besonders sicheren Befestigung des Befestigungsrings an dem Träger vorteilhafte Weiterbildung, dass der Befestigungsring auch stoffschlüssig an dem weiteren Bauteil, z.B. an dem Träger, befestigt ist, beispielsweise durch Vorsehen eines Haftmittels.
Der Befestigungsring mag also insbesondere formschlüssig und zusätzlich kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig an dem weiteren Bauteil, z.B. an dem Träger, befestigt sein.
Es ist auch noch eine Ausgestaltung, dass das Substrat nur durch den Befestigungsring auf dem Träger gehalten wird, und z.B. nicht auch durch Klebstoff. Dies ermöglicht eine besonders einfache Montage der Halbleiterlampe bei geringen Kosten.
Es ist eine alternative Ausgestaltung, dass das Substrat mit dem Träger verklebt ist, was einen besonders sicheren Sitz an dem Träger ermöglicht.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass die Halbleiterlampe eine Retrofitlampe ist und also als ein Ersatz für herkömmliche Lampen vorgesehen ist. Die Halbleiterlampe mag insbesondere eine Glühlampen-Retrofitlampe oder eine Halogenlampen-Retrofitlampe sein.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zum Befestigen eines Substrats, an welchem mindestens eine Halbleiterlichtquelle angeordnet ist, an einem Träger, wobei das Verfahren mindestens die folgenden Schritte aufweist: Anordnen des Substrats an dem Träger, Auflegen des Befestigungsrings auf das Substrat und folgendes formschlüssiges Verbinden, insbesondere Verrasten, des Befestigungsrings an einem weiteren Bauteil der Halbleiterlampe unter Andrücken des Substrats an den Träger. Die Aufgabe kann analog zu der Halbleiterlampe ausgebildet werden und ergibt die gleichen Vorteile.
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 eines Ausführungsbeispiels, das im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert wird. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
1 zeigt als Schnittdarstellung in Schrägansicht Teile einer Halbleiterlampe;
2 zeigt als Schnittdarstellung in Schrägansicht die Teile der Halbleiterlampe aus 1 und zusätzlich ein optisches Element;
3 zeigt in einer Schrägansicht in Explosionsdarstellung Teile der Halbleiterlampe ohne das Leuchtmodul;
4 zeigt in einer Schrägansicht die Teile aus 3 ohne das optische Element in einem zusammengesetzten Zustand; und
5 zeigt in einer Schrägansicht die Teile der Halbleiterlampe aus 3 in einem zusammengesetzten Zustand.
1 zeigt als Schnittdarstellung in Schrägansicht Teile einer Halbleiterlampe 1, nämlich einen Kühlkörper 2, ein Leuchtmodul 3 und ein Befestigungselement in Form eines Befestigungsrings 4. Der Kühlkörper 2 dient als Träger für das Leuchtmodul 3 und als Teil eines Treibergehäuses (diesbezüglich z.B. analog zu dem Kühlkörper 104). Das Leuchtmodul 3 weist ein im Wesentlichen kreisscheibenförmiges Substrat 5, z.B. aus Keramik, auf. Das Substrat 5 liegt mit seiner rückseitigen Flachseite 6 auf einer ebenen Vorderseite 7 des Kühlkörpers 2 auf. An einer vorderseitigen Flachseite 8 des Substrats 5 sind mehrere Halbleiterlichtquellen in Form von LED-Chips 9 angeordnet.
Der Befestigungsring 4 ist zum Befestigen des Substrats 5 an dem Kühlkörper 2 ausgebildet und angeordnet. Der Befestigungsring 4 hier ein umlaufend geschlossener, schalenförmiger Befestigungsring 4 aus Kunststoff mit einer umlaufenden Seitenwand 10 und einem Boden oder Deckel 11. Der Deckel 11 weist eine mittige Aussparung 13 auf, durch welche LED-Chips 9 hineinragen, und ihr Licht emittieren können. Der äußere Rand des Deckels 11 liegt in Form mehrerer ringförmig oder ringsektorförmig verteilter Andrückbereiche 12 vor, die das Substrat 5 an einem äußeren Randbereich 14 seiner vorderseitigen Flachseite 8 kontaktieren und dort auf die Vorderseite 7 der Kühlkörpers 2 drücken.
An die Andrückbereiche 12 schließt die sich davon im Querschnitt nach schräg hinten (in eine rückwärtige Richtung) erstreckende Seitenwand 10 an. Die durchbrechungsfreie Seitenwand 10 weist im Querschnitt zwei Abschnitte auf, nämlich einen oberen, an die Andrückbereiche 12 angrenzenden Abschnitt 15 und einen daran rückwärtig anschließenden zweiten Abschnitt 16. Der zweite Abschnitt 16 ist stärker gegen die Ebene des Deckels 11, in welcher sich die Andrückbereiche 12 befinden, angewinkelt als der erste Abschnitt 15. Die beiden Abschnitt 15 und 16 der Seitenwand 10 können auch als Schnitte durch einen jeweiligen Hohlkegel angesehen werden.
Der Kühlkörper 2 ist an einem an die Vorderseite 7 anschließenden Seitenwandabschnitt 17 im Querschnitt ebenfalls angeschrägt bzw. hohlkegelartig ausgebildet. Dieser Seitenwandabschnitt 17 liegt dem zweiten Abschnitt 16 der Seitenwand 10 des Befestigungsrings 4 gegenüber. Der Seitenwandabschnitt 17 ist in die gleiche Richtung, aber stärker geneigt als der zweite Abschnitt 16. An einer Innenseite des zweiten Abschnitts 16 befinden sich mehrere in Umfangsrichtung verteilte Rastelemente in Form von Rastnasen 18. Der Seitenwandabschnitt 17 weist dazu passende Rastgegenelemente in Form von Rastaussparungen 19 auf.
Zur Montage oder zum Zusammenbau der Halbleiterlampe 1 mag zunächst das Substrat 5 mit seiner rückseitigen Flachseite 6 auf die ebene Vorderseite 7 des Kühlkörpers 2 aufgelegt werden, und zwar mit oder ohne ein dazwischen eingebrachtes Haftmittel wie Klebstoff, Wärmeleitpaste, Wärmeleitkleber, Wärmeleitfolie, doppelseitiges Klebeband usw. Folgend wird der Befestigungsring 4 auf das Substrat 5 aufgelegt und dann so lange auf den Kühlkörper 2 aufgedrückt, bis die Rastnasen 18 in die Rastaussparungen 19 einrasten. Das Substrat 5 wird in der eingerasteten Stellung durch den Befestigungsring 4 auf die Vorderseite 7 des Kühlkörpers 2 gedrückt, was eine gute Wärmeübertragung von dem Substrat 5 auf den Kühlkörper 2 ermöglicht.
In dem so eingerasteten Zustand mag der Befestigungsring 4 nur formschlüssig mit dem Kühlkörper 2 verbunden sein und z.B. nicht auch kraftschlüssig bzw. klemmend. In einer Variante ist der Befestigungsring 4 nicht nur formschlüssig mit dem Kühlkörper 2 verbunden, sondern auch kraftschlüssig bzw. klemmend. Dies kann z.B. dadurch realisiert sein, dass der Befestigungsring 4 mit dem freien (unteren) Rand 22 des zweiten Abschnitts 16 der Seitenwand 10 in Kontakt mit dem Seitenwandabschnitt 17 des Kühlkörpers 2 steht und mit ihm eine Presspassung eingeht. Dies verhindert eine seitliche Verschiebbarkeit des Befestigungsrings 4. In beiden Fällen mag der Befestigungsring 4 mit dem Kühlkörper 2 auch stoffschlüssig verbunden sein, z.B. zusätzlich verklebt sein.
Der Befestigungsring 4 weist ferner mehrere Befestigungsbereiche in Form von Rastaussparungen 20 zum Befestigen mindestens eines den LED-Chips 9 optisch nachgeschalteten optischen Elements auf, das in 2 genauer gezeigt ist. In die Rastaussparungen 20 sind von vorne Rastelemente einsetzbar, welche mit dem optischen Element verbunden sind bzw. zu diesem gehören. Die Rastaussparungen 20 sind hier als Lücken zwischen den Andrückbereichen 12 ausgebildet. Da unterhalb der Rastaussparungen 20 aufgrund der Dicke oder Höhe des Substrats 5 ein Spalt 21 zwischen dem Befestigungsring 4 und dem Kühlkörper 2 vorhanden ist, kann ein in eine zugehörige Rastaussparung 20 eingesetztes Rastelement, z.B. ein Rasthaken oder eine Rastnase, den Befestigungsring 4 durch seitliche Bewegung in dem Spalt 21 rastend hintergreifen.
Der Befestigungsring 4 mag an seiner Außenseite 23 diffus oder spekular reflektierend ausgebildet sein, und zwar zumindest an solchen Flächenbereichen, welche von Licht bestrahlbar sind, das von den LED-Chips 9 emittierbar ist.
2 zeigt als Schnittdarstellung in Schrägansicht die Teile oder Komponenten 2 bis 23 der Halbleiterlampe 1 aus 1 und zusätzlich ein optisches Element in Form eines Durchlichtelements, z.B. einer komplex geformten Linse 24. Die Linse 24 überwölbt die LED-Chips 9 und sitzt mit ihrem freien Auflagerand 25 teilweise auf dem Befestigungsring 4 und teilweise auf dem Substrat 5 auf. Von dem Auflagerand 25 gehen Rasthaken 26 auf, welche rastend in die Rastaussparung 20 des Befestigungsrings 4 eingesetzt oder einsetzbar sind.
3 zeigt in einer Schrägansicht in Explosionsdarstellung Teile der Halbleiterlampe 1 ohne das Leuchtmodul 3. Zusätzlich zu den bereits in 1 und 2 gezeigten Teilen 2 bis 26 ist ein zweites, unteres Gehäuseteil 27 für den Treiber, z.B. 107, vorhanden, welches zusammen mit dem Kühlkörper 2 die Treiberkavität, z.B. 108, bildet. An einem rückwärtigen Ende des unteren Gehäuseteils 27 ist ein Sockel 28 zum Anschließen der Halbleiterlampe 1 an eine passende Fassung (o. Abb.) vorhanden. Der Sockel 28 ist hier in Form eines Edison-Sockels ausgebildet, über den der Treiber mit elektrischen Signalen versorgbar ist. Der Treiber wandelt diese Signale in elektrische Signale zum Betreiben der LED-Chips 9 um und ist dazu über geeignete elektrische Leitungen (o. Abb.) mit dem Substrat 5 und/oder direkt mit den LED-Chips 9 verbunden.
Das untere Gehäuseteil 27 weist an seinem dem Kühlkörper 2 zugewandten Randbereich eine seitlich überstehende, ringnutartige Aufnahme 29 auf. Diese kann beispielsweise dazu verwendet werden, einen den Befestigungsring 4 und die Linse 24 überwölbenden lichtdurchlässigen Kolben (o. Abb.) zu befestigen, beispielweise zum Schutz der davon umgebenden Teile und/oder um der Halbleiterlampe 1 eine einer herkömmlichen Glühlampe angenäherte Außenkontur zu verschaffen. Zur einfachen Montage und für einen sicheren Sitz sind in der Aufnahme 29 mehrere in Umfangsrichtung verteilte Rastnasen 30 vorgesehen.
4 zeigt die Teile 2 bis 23 und 27 bis 30 der Halbleiterlampe 1 ohne die Linse 24 in einem zusammengesetzten Zustand.
5 zeigt in einer Schrägansicht die Teile 2 bis 30 der Halbleiterlampe 1, ggf. noch ohne den optionalen Kolben. Die Außenseite 23 des Befestigungsrings 4 deckt zusammen mit der Linse 24 und dem unteren Gehäuseteil 27 den Kühlkörper 2 im Wesentlichen vollständig gegenüber einem Einblick von außen ab. Um eine hochwertige Anmutung bereitzustellen, ist zumindest die von außen einsichtige Außenseite 23 des Befestigungsrings 4 im Wesentlichen durchbrechungsfrei gestaltet, beispielsweise im Gegensatz zu dem Kühlkörper 2. Auch sind die beiden Segmente oder Abschnitte 15 und 16 an der Außenseite 23 jeweils glatt ausgebildet.
Für eine besonders hochwertige Anmutung der Halbleiterlampe 1, die z.B. eine Glühlampen-Retrofitlampe sei kann, sind die Außenseite 23 des Befestigungsrings 4 und die Außenseite 31 des unteren Gehäuseteils 27 gestalterisch ähnlich ausgebildet, z.B. in Bezug auf ihre Oberflächenbeschaffenheit und/oder Farbe. Insbesondere können der Befestigungsring 4 und das untere Gehäuseteil 27 aus dem gleichen Material, z.B. aus dem gleichen Kunststoff, bestehen und/oder eine gleiche Schicht o.ä. aufweisen.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das gezeigte Ausführungsbeispiel 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 verlassen.
Allgemein kann unter "ein", "eine" usw. eine Einzahl oder eine Mehrzahl verstanden werden, insbesondere im Sinne von "mindestens ein" oder "ein oder mehrere" usw., solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist, z.B. durch den Ausdruck "genau ein" usw.
Auch kann eine Zahlenangabe genau die angegebene Zahl als auch einen üblichen Toleranzbereich umfassen, solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist.
Bezugszeichenliste

1: Halbleiterlampe
2: Kühlkörper
3: Leuchtmodul
4: Befestigungsring
5: Substrat
6: Rückseitige Flachseite
7: Vorderseite
8: Vorderseitige Flachseite
9: LED-Chip
10: Umlaufende Seitenwand
11: Deckel
12: Andruckbereich
13: Mittige Aussparung
14: Äußerer Randbereich
15: Erster Abschnitt
16: Zweiter Abschnitt
17: Seitenwandabschnitt
18: Rastnase
19: Rastaussparung in dem Kühlkörper
20: Rastaussparung in dem Befestigungsring
21: Spalt
22: unterer Rand
23: Außenseite
24: Linse
25: Auflagerand
26: Rasthaken
27: Unteres Gehäuseteil
28: Sockel
29: Aufnahme
30: Rastnase
101: Halbleiterlampe
102: Substrat
103: Leuchtdiode
104: Kühlkörper
105: Kappe
106: Schraube
107: Treiber
108: Kavität
109: Öffnung
110: Sockelteil
111: Elektrisch isolierende Auskleidung
112: lichtdurchlässiger Kolben

Claims

Halbleiterlampe (1), aufweisend – ein Substrat (5), an welchem mindestens eine Halbleiterlichtquelle (9) angeordnet ist, – einen Träger (2) für das Substrat (5) und – ein Befestigungselement zum Befestigen des Substrats (5) an dem Träger (2), wobei – das Befestigungselement ein Befestigungsring (4) ist, welcher an mindestens einem weiteren Bauteil (2) der Halbleiterlampe (1) zumindest formschlüssig, insbesondere rastend, befestigt ist und – in seinem befestigten Zustand zumindest das Substrat (5) an einen Träger (2) andrückt.
Halbleiterlampe (1) nach Anspruch 1, wobei das weitere Bauteil (2) und der Träger (2) das gleiche Bauteil sind.
Halbleiterlampe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – das Substrat (5) ein scheibenförmiges Substrat ist, welches mit einer rückwärtigen Flachseite (6) auf dem Träger (2) aufliegt und an dessen anderer, vorderseitiger Flachseite (8) die mindestens eine Halbleiterlichtquelle (9) angeordnet ist und – der Befestigungsring (4) zumindest teilweise auf einem Randbereich (14) der vorderseitigen Flachseite (8) aufliegt.
Halbleiterlampe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Befestigungsring (4) ein umlaufend geschlossener, schalenförmiger Befestigungsring ist.
Halbleiterlampe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine von außen einsichtige Fläche (23) des Befestigungsrings (4) im Wesentlichen durchbrechungsfrei gestaltet ist.
Halbleiterlampe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Befestigungsring (4) mindestens einen Befestigungsbereich (20) zum Befestigen mindestens eines der mindestens einen Halbleiterlichtquelle (9) optisch nachgeschalteten optischen Elements (24) aufweist.
Halbleiterlampe (1) nach Anspruch 6, wobei mindestens ein Befestigungsbereich eine Aussparung, insbesondere Rastaussparung (20), aufweist.
Halbleiterlampe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Befestigungsring (4) zumindest in einem Bereich (23) reflektierend ausgebildet ist, der von Licht bestrahlbar ist, das von der mindestens einen Lichtquelle (9) emittierbar ist.
Halbleiterlampe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Träger (2) zumindest einen Teil eines Kühlkörpers darstellt.
Halbleiterlampe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Träger (2) zumindest einen Teil eines Treibergehäuses darstellt.
Halbleiterlampe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Befestigungsring (4) an dem Träger (2) zumindest formschlüssig und kraftschlüssig befestigt ist.
Halbleiterlampe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Substrat (5) nur durch den Befestigungsring (4) auf dem Träger (2) gehalten wird.
Halbleiterlampe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Substrat (5) mit dem Träger (2) verklebt ist.
Halbleiterlampe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Halbleiterlampe (1) eine Retrofitlampe ist.
Verfahren zum Befestigen eines Substrats (5), an welchem mindestens eine Halbleiterlichtquelle (9) angeordnet ist, an einem Träger, wobei das Verfahren mindestens die folgenden Schritte aufweist: – Anordnen des Substrats (5) an dem Träger (2), – Auflegen des Befestigungsrings (4) auf das Substrat (5) und – folgendes formschlüssiges Verbinden, insbesondere Verrasten, des Befestigungsrings (4) an einem weiteren Bauteil (2) der Halbleiterlampe (1) unter Andrücken des Substrats (5) an den Träger (2).