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Die Erfindung betrifft einen LED-Halter zum Halten eines LED-Moduls, der einen Leadframe aufweist. Die Erfindung betrifft auch eine Lichterzeugungsvorrichtung, aufweisend mindestens einen LED-Halter, an welchem mindestens ein LED-Modul angeordnet ist, welches LED-Modul mit mindestens einer LED bestückt oder ausgerüstet ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines LED-Halters. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Bereitstellen einer Lichterzeugungsvorrichtung. Die Erfindung ist insbesondere anwendbar auf LED-Punktstrahler und LED-Scheinwerfer.
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Es sind LED-Lichtgeneratoren (sog. „Light Engines“) bekannt, bei welchen mehrere LEDs sowie eine Ansteuerungs- oder Treiberelektronik, ggf. mit Sensoren, auf einer gemeinsamen Platine angeordnet sind und zumindest die Treiberelektronik von einem Gehäuse abgedeckt ist. Die LEDs können als LED-Chips in der sog. Chip-on-Board („CoB“) auf der Platine bestückt sein. Diese LED-Lichtgeneratoren sind vergleichsweise aufwändig in ihrem Design, insbesondere bei einer Umgestaltung, und auch teuer in der Herstellung.
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Es ist auch ein LED-Lichtgenerator bekannt, bei welchem das LED-Modul ein eigenes Gehäuse aufweist, aber keine Treiberelektronik. Das LED-Modul muss vielmehr extern an eine Treiberelektronik des LED-Lichtgenerators angeschlossen werden, z.B. über geeignete Kabel. Nachteilig ist hierbei die eingeschränkte oder fehlende Funktionalität, insbesondere auch aufgrund fehlender Sensoren wie Temperatursensoren. Unter einem LED-Modul wird insbesondere eine Einheit mehrerer zusammengeschalteter LEDs verstanden.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere einen preiswert herstellbaren LED-Lichtgenerator mit hoher Funktionalität bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
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Die Aufgabe wird gelöst durch einen Halter (im Folgenden ohne Beschränkung der Allgemeinheit als „LED-Halter“ bezeichnet) zum Halten eines LED-Moduls, aufweisend einen Leadframe, der mit elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen zum Betreiben des LED-Moduls bestückt ist, wobei der Leadframe zumindest teilweise von Vergussmaterial umgeben ist und mindestens zwei freiliegende erste Kontaktbereiche zur elektrischen Kontaktierung des LED-Moduls und mindestens zwei freiliegende zweite Kontaktbereiche zur elektrischen Kontaktierung aufweist.
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Ein solcher LED-Halter weist den Vorteil auf, dass durch das Vergussmaterial die Form des Leadframes (bisweilen auch als Stanzgitter bezeichnet) auch unter externer mechanischer Beanspruchung beibehalten werden kann. Je nach gewählter Elastizität und/oder Steifigkeit des Vergussmaterials mag der LED-Halter elastisch nachgiebig oder praktisch steif sein. Zudem schützt das Vergussmaterial den Leadframe besonders effektiv vor Korrosion und Abrieb. Darüber hinaus bewirkt ein elektrisch isolierendes Vergussmaterial eine sichere Handhabung des LED-Halters. Ferner ist Vergussmaterial besonders preiswert an den Leadframe anbringbar. Das Vergussmaterial weist bevorzugt eine hohe Wärmeleitfähigkeit auf.
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Allgemein ermöglicht ein solcher LED-Halter darüber hinaus eine Nutzung besonders einfacher Herstellungsmethoden. So ermöglicht der Leadframe eine besonders preiswerte Bereitstellung einer elektrischen Verdrahtung. Zudem können preiswerte Materialien für das Vergussmaterial verwendet werden, z.B. Kunststoff wie Silikon, Polybutylenterephthalat (Kurzzeichen PBT), Polycaprolactam (Kurzzeichen PA6) oder Polycarbonat (Kurzzeichen PC) usw. Auf ein separates Halteelement kann vorteilhafterweise verzichtet werden, da der LED-Halter selbsttragend ist.
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Durch die Tatsache, dass das LED-Modul und der LED-Halter unabhängig voneinander hergestellt werden und dann zusammengeführt werden, kann eine optische Eigenschaft einfach durch Austausch eines typischerweise preiswerten LED-Moduls angepasst werden. Insbesondere können LED-Module mit beispielsweise in Bezug auf Farbe, Leistung und/oder Zahl unterschiedlichen LEDs und/oder mit beliebigen Sensoren, z.B. Temperatursensoren, dem Halter auf einfache Weise hinzugefügt oder ausgetauscht werden. Die Anwesenheit eines Temperatursensors ermöglicht beispielsweise ein besonders effizientes Wärmemanagement.
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Elektrische Bauelemente mögen z.B. Widerstände, Kondensatoren, Spulen, Dioden, Oszillatoren usw. umfassen. Die elektrischen Bauelemente sind für eine einfache Bestückung bevorzugt oberflächenmontierte Bauteile (Surface Mounted Devices; SMDs). Elektronische Bauelemente können beispielsweise integrierte Bauelemente wie Mikrocontroller, FPGAs, ASICs usw. umfassen. Integrierte Bauelemente mögen insbesondere auch als Nacktchips oder „Bare Dies“ vorliegen. Der Leadframe mag aber z.B. auch mit einer Antenne usw. bestückt sein, z.B. zur drahtlosen Kommunikation. Die elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente mögen insbesondere eine Treiberelektronik oder einen Teil davon darstellen.
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Das Vergussmaterial mag insbesondere ein spritzgussfähiges Vergussmaterial sein. Falls das Vergussmaterial mittels eines Spritzgussverfahrens aufgebracht worden ist, mag es auch als „Umspritzung“ bezeichnet werden.
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Die zweiten Kontaktbereiche dienen einer anderen elektrischen Kontaktierung als der des LED-Moduls, insbesondere zur Kontaktierung eines Anschlusselements wie einer Stromversorgungsleitung und/oder einer Datenleitung. Die Kontaktierung mag lösbar sein oder unlösbar sein.
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Die zweiten Kontaktbereiche sind zur einfachen Kontaktierung insbesondere an einem seitlich Rand des Leadframes bzw. des LED-Halters angeordnet.
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Der Aufbau des Leadframes oder Leiterrahmens ist nicht beschränkt und mag beispielsweise aus einer Kupferlegierung, Stahl, Messing usw. bestehen und z.B. mit Nickel, Silber, Zinn usw. überzogen sein.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass der LED-Halter mindestens eine Öffnung zur Ein- oder Durchführung eines jeweiligen LED-Moduls aufweist, insbesondere eine zentrale Öffnung. Eine Form der Öffnung ist beliebig und mag z.B. kreisförmig oder eckig sein. Sie entspricht bevorzugt einer Form und Größe eines Lichtabstrahlbereichs des LED-Moduls. Die Öffnung mag insbesondere eine Öffnung in dem Vergussmaterial umfassen, welche deckungsgleich zu einer Öffnung in dem Leadframe ist. Die Öffnung in dem Vergussmaterial ist bevorzugt etwas kleiner als die Öffnung in dem Leadframe, so dass ein Überstand des Vergussmaterials in die Öffnung in dem Leadframe hinein als Anlage oder Anschlag und/oder zur genauen Positionierung des LED-Moduls dienen kann.
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Der LED-Halter mag eine in Draufsicht auf die Öffnung ringförmige Außenkontur aufweisen, insbesondere falls der Leadframe drei zweite Kontaktbereiche aufweist. Die ringförmige Außenkontur mag insbesondere eine kreisringförmige oder eine ovale Außenkontur sein.
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Es ist eine Weiterbildung, dass der Leadframe und/oder der LED-Halter entsprechend einer Zahl n >=3, insbesondere n = 3, zweiter Kontaktbereiche eine in Draufsicht auf die Öffnung n-seitige Außenkontur aufweist. Einer der Kontaktbereich mag beispielsweise zum Auslesen von Sensordaten eines Temperatursensors verwendet werden.
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Das Vergussmaterial mag insbesondere für den Fall, dass ein zweiter Kontaktbereich des Leadframes eine Leitungsklemme („wire trap“) aufweist, dort mit einem Halterungsmechanismus zum Halten einer Leitung in der Leitungsklemme ausgebildet sein, z.B. einer Rastlasche. Der Halterungsmechanismus mag z.B. einen Freigabemechanismus zur Freigabe der ansonsten daran festgehaltenen Leitung aufweisen.
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Das Vergussmaterial mag für eine gesteigerte Lichtausbeute bzw. für einen verringerten Lichtverlust zumindest teilweise reflektierend ausgebildet sein. Dies gilt insbesondere, falls der LED-Halter dazu vorgesehen ist, in einer rückstrahlenden Umgebung verwendet zu werden. Die reflektierende Eigenschaft kann beispielsweise durch eine diffus oder spiegelnd reflektierende Beschichtung erreicht werden.
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Der LED-Halter mag zu seiner Befestigung (z.B. an einem Kühlkörper) insbesondere Haltelaschen aufweisen, die z.B. Löcher zur Durchführung von Befestigungselementen aufweisen, z.B. Schraublöcher. Der LED-Halter mag zu diesem Zwecke alternativ oder zusätzlich an anderer Stelle Befestigungselemente aufweisen, z.B. Raststifte, Klemmen usw. Die Befestigungselemente mögen insbesondere durch entsprechend geformte Befestigungsbereiche der Vergussmasse ausgebildet sein.
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Der LED-Halter mag ferner zu einer Befestigung des mindestens einen LED-Moduls dienende Befestigungselemente oder Befestigungsbereiche aufweisen, z.B. Haken, Klemmen oder Rastlaschen. Dies mag eine Montage des mit dem LED-Modul ausgerüsteten LED-Halter erleichtern.
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Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass mindestens ein zweiter Kontaktbereich als eine Leitungsklemme ausgebildet ist. Dies ermöglicht eine besonders einfache und sichere Kontaktierung von einfachen Kabeln, insbesondere von Drähten.
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Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass mindestens ein zweiter Kontaktbereich als ein Steckanschluss (Stecker, Buchse usw.) ausgebildet ist. Dadurch können auch komplexere Anschlüsse verwendet werden, z.B. mehrpolige Anschlüsse, z.B. zum Anschluss eines Koaxialkabels oder eines busfähigen Steckelements (z.B. eines USB-Steckers, eines Firewire-Steckers, eines Lightning-Steckers, eines Ethernet-Kabels (z.B. ausgebildet als Power-over-Ethernet-Kabel) usw.). Das an den mindestens einen zweiten Kontaktbereich anschließbare Element (Koaxialkabel, busfähiges Steckelement, Datenkabel usw.) mag auch unlösbar daran befestigt sein, z.B. angelötet sein.
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Die zweiten Kontaktbereiche können für eine besonders einfache Herstellung durch Umformen einer Leadframe-Grundform bereitgestellt werden, z.B. durch ein Umbiegen vordefinierter Bereiche der Leadframe-Grundform. Sie können aber z.B. auch durch eine unlösbare Befestigung eines zuvor hergestellten Kontaktelements mit dem Leadframe vor dessen Verguss, insbesondere Umspritzen, bereitgestellt werden. Die unlösbare Befestigung kann z.B. durch Anschweißen, insbesondere Laserschweißen, hergestellt werden. Die Leadframe-Grundform mag insbesondere ein quasi-endloses Leadframeband sein.
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Vorteilhafterweise ist zumindest ein, bevorzugt alle zweiten Kontaktbereiche derart ausgebildet, dass eine daran angeschlossene Leitung tangential zu einer Außenkante oder Außenseite des Leadframes in den Kontaktbereich bzw. von diesem weg geführt wird, d.h. bei einer geradlinigen Kante parallel zu dieser und bei einer gebogenen Kante, beispielsweise bei einem ringförmigen Leadframe tangential, d.h. senkrecht zu einer Radialrichtung, insbesondere auch in allen Fällen parallel zur Montagefläche des Leadframes. Dadurch wird eine Platz sparende Anordnung erzielt, bei der kleine Krümmungsradien der Anschlussleitungen vermieden werden können.
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Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass mindestens ein erster Kontaktbereich als eine federnde Kontaktlasche ausgebildet ist. Das LED-Modul, insbesondere Kontaktfelder davon, lässt sich daran andrücken, was eine besonders einfache Kontaktierung ermöglicht. Die mindestens eine federnde Kontaktlasche mag insbesondere in die Öffnung des LED-Halters hineinreichen. Solche Kontaktlaschen ermöglichen auf besonders einfache Art ein Andrücken des LED-Moduls an eine Auflage aufgrund einer rückfedernden Kraft der Kontaktlaschen.
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Es ist eine Weiterbildung, dass das LED-Modul in dem LED-Halter untergebracht ist.
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Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Lichterzeugungsvorrichtung, aufweisend mindestens einen LED-Halter wie oben beschrieben, an welchem mindestens ein LED-Modul angeordnet, insbesondere befestigt, ist. Der Leadframe des LED-Halters ist über seine ersten Kontaktbereiche mit dem LED-Modul elektrisch verbunden.
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Das LED-Modul ist mit mindestens einer Leuchtdiode (LED) bestückt. 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.
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Die Lichterzeugungsvorrichtung mag insbesondere ein Lichtgenerator oder „Light Engine“ sein.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass das LED-Modul ein CoB-Modul ist. Bei diesem mag ein Substrat, insbesondere eine Leiterplatte, mit mindestens einem LED-Chip bestückt sein. An dem Substrat mögen ferner mindestens zwei Kontaktfelder zur Kontaktierung der ersten Kontaktbereiche des LED-Halters vorhanden sein.
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Die mindestens eine LED, insbesondere LED-Chip, mag vergossen sein, insbesondere mit einem Leuchtstoff enthaltenden, lichtdurchlässigen Vergussmaterial, z.B. Epoxidharz oder Silikon.
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Das LED-Modul mag ein elektronikloser Träger sein, was eine besonders einfache und preiswerte Ausgestaltung ermöglicht.
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Das LED-Modul mag alternativ einen Teil einer Elektronik zum Betreiben der mindestens einen LED des LED-Moduls („Treiberelektronik“) aufweisen.
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Es ist noch eine Ausgestaltung, dass LED-Modul mindestens einen Sensor zum thermischen Management der LEDs bzw. des LED-Moduls, insbesondere einen Temperatursensor, und/oder mindestens eine Kodierungseinrichtung aufweist. Der Temperatursensor mag z.B. ein NTC-Widerstand sein.
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Das LED-Modul mag aber auch z.B. zur besonders genauen Einstellung eines Farborts des von dem LED-Modul abgestrahlten Lichts mindestens einen Farbsensor aufweisen. Auch mag das LED-Modul zur Helligkeitsregelung z.B. einen Helligkeitssensor aufweisen.
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Das LED-Modul mag alternativ oder zusätzlich mindestens ein Bauelement als eine oder als Teil einer Kodierungseinrichtung aufweisen, welches seiner Identifizierung durch den LED-Träger bzw. der daran angeordneten Elektronik dient, z.B. einen Widerstand mit einem für die Art des LED-Moduls bestimmten Wert. Der Widerstand mag beispielsweise ein Strombegrenzungs- oder Stromeinstellungswiderstand sein, mittels dessen beispielsweise bei einer fest vorgegebenen Versorgungsspannung der Betriebsstrom für die LEDs des bestimmten LED-Moduls einstellbar ist.
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Die Lichterzeugungsvorrichtung mag an einem Kühlkörper dergestalt befestigt sein, dass der LED-Halter das mindestens eine LED-Modul auf den Kühlkörper drückt. Insbesondere mag das LED-Modul mit seiner Vorderseite an die zugehörigen ersten Kontaktbereiche drücken und mit seiner Rückseite an dem Kühlkörper aufliegen. Der LED-Halter liegt bevorzugt ebenfalls mit seiner Rückseite bzw. mit der Rückseite des umspritzten Leadframes auf dem Kühlkörper auf. Die Andrückkraft, mittels welcher der LED-Halter das LED-Modul auf den Kühlkörper drückt, mag sich insbesondere durch eine elastische Rückstellkraft der durch das Andrücken des LED-Moduls verbogenen ersten Kontaktbereiche ergeben.
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Der Kühlkörper mag eine Komponente der Lichterzeugungsvorrichtung sein. Anstelle des Kühlkörpers mag die Lichterzeugungsvorrichtung aber auch an jeder anderen geeigneten Unterlage befestigt sein.
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So lässt sich eine direkte, effektive Kühlung der in dem Gehäuse untergebrachten Komponenten erreichen, z.B. durch Aufsetzen des mit mindestens einem LED-Modul ausgerüsteten LED-Halters mit seiner offenen Rückseite auf einen Kühlkörper. Beispielsweise kann so eine den LEDs abgewandte Rückseite des LED-Moduls direkt und nicht nur über eine rückwärtige Gehäusewand auf dem Kühlkörper aufsitzen und dadurch gekühlt werden.
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Die Lichterzeugungsvorrichtung mag ferner ein Gehäuse aufweisen, welches zumindest einen Teil des LED-Halters abdeckt. Das Gehäuse mag insbesondere einen Teil des LED-Halters abdecken, welcher offen liegende (nicht vergossene) elektrische und/oder elektronische Bauelemente aufweist. Das Gehäuse mag insbesondere eine lichtdurchlässige Öffnung aufweisen, insbesondere eine zentrale lichtdurchlässige Öffnung.
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Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen eines LED-Halters wie oben beschrieben.
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Das Verfahren mag dazu insbesondere mindestens die folgenden Schritte aufweisen: Bereitstellen eines Leadframes durch Anpassen einer Leadframe-Grundform; Bestücken des Leadframes mit elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen; und Umspritzen des Leadframes mit einem Vergussmaterial so, dass mindestens zwei erste Kontaktbereiche zur elektrischen Kontaktierung des LED-Moduls und mindestens zwei zweite Kontaktbereiche freiliegen.
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Die Schritte des Bestückens und des Umspritzens mögen in dieser Reihenfolge oder in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden. Wird das Bestücken vor dem Umspritzen durchgeführt, mögen alle elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente umspritzt werden, nur ein Teil der elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente umspritzt werden oder keines der elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente umspritzt werden. Wird das Umspritzen vor dem Bestücken durchgeführt, werden insbesondere auch Kontaktbereiche des Leadframes zur Kontaktierung des mindestens einen elektrischen und/oder elektronischen Bauelements während des Umspritzens freigehalten sowie die ersten und die zweiten Kontaktbereiche freigehalten.
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Das Verfahren ergibt die gleichen Vorteile wie der LED-Halter und kann analog ausgebildet werden.
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Insbesondere die Leadframe-Grundform kann preiswert massentechnisch hergestellt werden, z.B. als Quasi-Endlos-Band.
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Das Anpassen der Leadframe-Grundform, so dass sie zum Einsatz in dem LED-Halter geeignet ist, mag beispielsweise einen Teilschritt eines Vereinzelns des Leadframes aus der Leadframe-Grundform entlang einer gewünschten Außenkontur des Leadframes und/oder ein Auftrennen von Leiterbahnen zum Herstellen einer gewünschten Verschaltungsanordnung des Leadframes umfassen. Das Auftrennen mag z.B. mittels eines Stanzens, Laserschneidens usw. geschehen. Das Anpassen mag auch ein Umbiegen zum Herstellen beispielsweise einer Leitungsklemme und/oder einer Kontaktlasche oder Kontaktfeder umfassen.
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Ein zusätzlicher Schritt mag ein festes Verbinden mindestens eines Anschlusselements, z.B. einer zuvor hergestellten Leitungsklemme oder eines Steckverbinders, mit dem zuvor vereinzelten Leadframe umfassen.
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Es ist noch ein möglicher Schritt, dass sich dem Umspritzen des Leadframes mit dem Vergussmaterial ein Schritt eines Auftrennens mindestens einer Leiterbahn des Leadframes anschließt. Dadurch kann die Leitungsführung des Leadframes noch vielgestaltiger ausgebildet werden. Insbesondere kann der Leadframe so in zwei oder mehr getrennte Teile aufgeteilt werden, ohne auseinanderzufallen, da die Teile mechanisch noch durch die Umspritzung zusammengehalten werden. Dies ermöglicht beispielsweise eine Beaufschlagung der unterschiedlichen Teile mit unterschiedlichen Spannungen. Zumindest eines der Teile, insbesondere mindestens zwei der Teile, mag mittels einer Kontaktlasche oder Kontaktfeder kontaktierbar sein.
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Das Verfahren mag auch einen Schritt eines Testens des LED-Halters umfassen.
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Ein Verfahren zum Bereitstellen einer Lichterzeugungsvorrichtung, insbesondere eines Lichtgenerators, mag insbesondere folgende Schritte aufweisen: (i) Ansetzen mindestens eines LED-Moduls an einer Rückseite des LED-Halters so, dass sich eine elektrische Kontaktierung über die ersten Kontaktbereiche zwischen ihnen ergibt, und (ii) Aufsetzen der Rückseite des LED-Halters mit dem LED-Modul auf einer Unterlage so, dass der LED-Halter das LED-Modul auf die Unterlage drückt.
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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 als Draufsicht in Schnittdarstellung einen LED-Halter nach einem ersten Ausführungsbeispiel;
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2 zeigt als Draufsicht in Schnittdarstellung einen LED-Halter nach einem zweiten Ausführungsbeispiel; und
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3 zeigt als Draufsicht in Schnittdarstellung einen LED-Halter nach einem dritten Ausführungsbeispiel.
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1 zeigt einen LED-Halter 11 nach einem ersten Ausführungsbeispiel mit einem Leadframe 12 und einer den Leadframe 12 zumindest weitgehend umgebenden Umspritzung 13 aus einem spritzgussfähigen Kunststoff. Der Leadframe 12 sowie seine Umspritzung 13 und damit auch der LED-Halter 11 weisen eine ringförmige Grundform auf. Der Leadframe 12 weist dazu eine kreisförmige mittige Aussparung 14 auf, welche konzentrisch zu einer kreisförmigen mittigen Aussparung 15 der Umspritzung 13 angeordnet ist. In die durch die Aussparungen 14, 15 begrenzte Öffnung 16 ragen erste Kontaktbereiche in Form federnder Kontaktlaschen 17. Die Kontaktlaschen 17 sind hier äquidistant um den Umfang der Öffnung 16 bzw. der Aussparung 14 des Leadframes 12 verteilt. Die Kontaktlaschen 17 mögen insbesondere durch einen Stanz- und/oder Umformprozess aus einer Leadframe-Grundform hergestellt worden sein.
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Der Leadframe 12 weist eine grundsätzlich kreisförmige Außenkontur 19 auf, wobei an drei umfangsseitig äquidistant verteilten Stellen jeweils ein zweiter Kontaktbereich in Form einer Leitungsklemme („wire trap“) 20 außenseitig anschließt. Auch die Leitungsklemmen 20 mögen z.B. durch einen Stanz- und/oder Umformprozess aus einer Leadframe-Grundform hergestellt worden sein. Sie mögen alternativ separat hergestellt und dann unlösbar mit dem restlichen Leadframe 12 verbunden worden sein, z.B. durch Laserschweißen, Anlöten usw.
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Die Leitungsklemmen 20 sind außenseitig so durch die Umspritzung 13 umspritzt, dass eine Einführung oder ein Auslass von Anschlusskabeln W1, W2, W3 in die Leitungsklemmen 20 möglich ist. Dazu mag die Umspritzung 13 dort beispielsweise ein mit einer Einführungsöffnung 21 der Leitungsklemmen 20 deckungsgleiches Einführungsloch 22 aufweisen. Die Anschlusskabel W1, W2, W3 mögen fest mit den Leitungsklemmen 20 verbunden sein, z.B. durch eine Verlötung oder Verschweißung, oder mögen darin lösbar gehaltert sein, z.B. durch eine Klemmung oder eine lösbare Verrastung. Die Anschlusskabel W1, W2, W3 können zur Versorgung mit elektrischer Energie und/oder zur Datenübertragung dienen.
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Der Leadframe 12 ist mit elektrischen und/oder elektronischen Bauelementen 29 bestückt, die zum Betreiben eines in den LED-Halter 11 einzusetzenden LED-Moduls 23 vorgesehen sind. In anderen Worten ist eine die elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente 29 aufweisende Treiberelektronik zumindest teilweise in den LED-Träger 11 integriert. Die elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente 29 mögen insbesondere nicht von der Umspritzung 13 umgeben bzw. nicht umspritzt sind, was deren Wärmeabfuhr verbessert.
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Ein LED-Modul 23 ist zum Halten durch den LED-Halter 11 vorgesehen. Das LED-Modul 23 weist ein Substrat 24 auf, z.B. eine Leiterplatte oder ein mit Leiterbahnen versehenes Keramiksubstrat. Mittig an einer Vorderseite des Substrats 24 sind LEDs (o. Abb.) angeordnet, die von einer Leuchtstoff enthaltenden Vergussmasse 25, z.B. aus Silikon, bedeckt sind. Außerhalb der Vergussmasse 25 sind auf dem Substrat 24 vorderseitig mehrere, hier: vier, Kontaktfelder 26 vorhanden. Diese sind über Leiterbahnen mit den LEDs zu deren Betrieb elektrisch verbunden. Auch sind zwei der Kontaktfelder 26 mit den beiden Anschlüssen eines Temperatursensors, z.B. eines NTC-Widerstands 27, verbunden. Mittels des NTC-Widerstands 27 kann z.B. ein Wärmemanagement der LED-Chips ermöglicht werden. Zusätzlich oder alternativ zu dem NTC-Sensor 27 mag beispielsweise auch ein Kodierungselement in Form z.B. eines Kodierungswiderstands zur Identifizierung des LED-Moduls 23 vorhanden sein. Insgesamt erlaubt die mehr als zweifache elektrische Kontaktierung des LED-Moduls 23 ein unabhängiges Betreiben mehrerer Stränge von LEDs, z.B. unterschiedlicher Farbe, z.B. rot, grün bzw. blau. Die LEDs sind bevorzugt LED-Chips (bisweilen auch als ungehäuste LD-Chips bezeichnet), so dass das LED-Modul 23 als ein CoB(„Chip-on-Board“)-Modul ausgebildet ist. Das Substrat 24 weist dazu passende Leiterbahnen usw. auf. Eine weitere Anwendung ist, dass zur Versorgung der Elektronik auf dem LED-Halter 11 ein Mittelabgriff mit einer Kontaktlasche verbunden ist.
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Zur Verheiratung von LED-Halter 11 und LED-Modul 23 wird das LED-Modul 23 mit seiner Vorderseite so in die Aussparung 14 des Leadframes 12 eingesetzt, dass die den Leuchtstoff enthaltende Vergussmasse 25 in oder durch die Aussparung 14 ragt, während die Kontaktfelder 26 gegen die Kontaktlaschen 17 gedrückt werden, welche dadurch elastisch gebogen werden. Die Kontaktlaschen 17 dienen also zur elektrischen Kontaktierung entsprechender Kontaktfelder 26 des LED-Moduls 23 und zum Erzeugen einer Andrückkraft auf das LED-Modul 23 in rückwärtige Richtung. Das Substrat 24 des LED-Moduls 23 weist ferner zwei Montagelöcher 28 zur Befestigung des LED-Moduls 23 an dem LED-Träger 11 auf, z.B. mittels eines Heissverstemmens, Verquetschens usw.
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Der LED-Halter 11 und das LED-Modul 23 bilden zusammen eine Lichterzeugungsvorrichtung, insbesondere eine Light Engine bzw. Lichtgenerator 11, 23. Der Lichtgenerator 11, 23 kann mit seiner Rückseite auf eine Unterlage aufgelegt und daran befestigt werden. Die Unterlage ist bevorzugt ein Kühlkörper (o. Abb.). Zur Befestigung des LED-Halters 11 sind in dem Leadframe 12 und in der Umspritzung 13 Montagelöcher 30 vorgesehen, um den LED-Halter 11 z.B. mittels einer Verschraubung zu befestigen.
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2 zeigt als Draufsicht in Schnittdarstellung einen LED-Halter 31 nach einem zweiten Ausführungsbeispiel. Der LED-Halter 31 ist ähnlich wie der LED-Halter 11 aufgebaut. Im Gegensatz zu dem LED-Halter 11 weist der LED-Halter 31 jedoch einen Leadframe 32 mit einer Umspritzung 33 mit jeweils einer in Draufsicht vierseitigen, insbesondere quadratischen, Außenkontur 34 auf. An jeder der vier geraden Seiten der Außenkontur 34 schließt jeweils eine umspritzte Leitungsklemme 20 außenseitig an. In die Leitungsklemmen 20 sind jeweils einer von vier Drähten oder Kabeln W1 bis W4 eingesetzt.
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3 zeigt als Draufsicht in Schnittdarstellung einen LED-Halter 41 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Der LED-Halter 41 ist ähnlich zu dem LED-Halter 11 aufgebaut, unterscheidet sich jedoch dadurch, dass ein zweiter umspritzter Kontaktbereich des zugehörigen Leadframes 43 als ein elektrischer Steckanschluss ausgebildet ist. Dieser Steckanschluss ist hier als ein busartiger Anschluss in Form eines USB-Anschlusses 44 ausgebildet. An den USB-Anschluss 44 mag beispielsweise ein USB-Gerät 45 angeschlossen werden, z.B. ein USB-Speicherstick, ein Funk-Sender/Empfänger, z.B. zur Ertüchtigung als Wifi- und/oder Bluetooth-Gerät, oder auch ein USB-Kabel zur drahtgebundenen Kommunikation.
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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 verlassen.
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Auch mag das LED-Modul einen Teil (aber nicht alle) der elektrischen und/oder elektronischen Bauteile einer Treiberschaltung aufweisen.
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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.
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Auch kann eine Zahlenangabe genau die angegebene Zahl als auch einen üblichen Toleranzbereich umfassen, solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist.
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Bezugszeichenliste
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- 11
- LED-Halter
- 12
- Leadframe
- 13
- Umspritzung
- 14
- Aussparung des Leadframes
- 15
- Aussparung der Umspritzung
- 16
- Öffnung des LED-Halters
- 17
- Kontaktlasche
- 19
- Außenkontur des Leadframes
- 20
- Leitungsklemme
- 21
- Einführungsöffnung der Leitungsklemme
- 22
- Einführungsloch in der Umspritzung
- 23
- LED-Modul
- 24
- Substrat
- 25
- Vergussmasse
- 26
- Kontaktfeld
- 27
- Temperatursensor
- 28
- Montageloch
- 29
- Elektrisches und/oder Elektronisches Bauelement
- 30
- Montageloch
- 31
- LED-Halter
- 32
- Leadframe
- 33
- Umspritzung
- 34
- Außenkontur
- 41
- LED-Halter
- 42
- Umspritzung
- 43
- Leadframe
- 44
- USB-Anschluss
- 45
- USB-Gerät
- W1
- Anschlusskabel
- W2
- Anschlusskabel
- W3
- Anschlusskabel
- W4
- Anschlusskabel
