DE102016211535B4

DE102016211535B4 - Verfahren zur Herstellung eines LED-Bandes

Info

Publication number: DE102016211535B4
Application number: DE102016211535.9A
Authority: DE
Inventors: Aleksej Petri
Original assignee: IFM Electronic GmbH
Current assignee: IFM Electronic GmbH
Priority date: 2016-06-27
Filing date: 2016-06-27
Publication date: 2023-08-31
Anticipated expiration: 2036-06-28
Also published as: DE102016211535A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines LED-Bands bestehend aus einem flexiblen Basismaterial auf dem mehreren Leiterbahnen vorgesehen sind,wobei zwei durchgehende parallel angeordnete Leiterbahnen L+, L- zur Spannungsversorgung dienen,mit einer Vielzahl von mehr als 10 sich wiederholenden Bestückungsabschnitten,wobei jeder Bestückungsabschnitt zwei Spannungsversorgungs-Einspeisepunkte aufweistmit folgenden Verfahrensschritten:Bestückung der Bestückungsabschnitte des Leiterfilms in einem SMD-Bestückungsautomaten mit SMD-Bauteilen, wobei jeder Bestückungsabschnitt mindestens ein LED-Modul und ein Kontaktblatt mit mehreren Kontaktaugen an den Einspeisepunkten aufweist,Trennung der Kurzschlussverbindungen zwischen L+ und L- an den einzelnen Kontaktaugen mittels Laserschnitt/Stanzen

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines LED-Bandes.
Aus der DE 10 2013 203 666 A1 ist ein LED-Band mit zwei randseitig parallel verlaufenden Leiterbahnen bekannt, die zur Spannungsversorgung dienen. Vier LED-Bauteile bilden jeweils einen Bestückungsabschnitt. Jeder Bestückungsabschnitt weist zwei Einspeisepunkte auf, die jeweils über ein Widerstandselement mit einer Spannungsversorgungs-Leiterbahn verbunden sind.
Dieses LED-Band zeigt nicht wie die Einspeisung der Spannungsversorgung erfolgt.
Aus der DE 10 2014 117 897 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Modulen bekannt. Das einzelne optoelektronische Modul zeigt ebenfalls nicht, wie genau die Einspeisung der Spannungsversorgung erfolgt.
Bei herkömmlichen LED-Bändern oder starren LED-Modulen erfolgt die Stromversorgung der einzelnen LEDs über dünne Kupfer-Leiterbahnen, die etwa 35-70 µm stark sind.
Bekannte LED-Bänder oder starre LED-Module mit einer LED-Dichte von bis zu 100 LEDs/Meter können maximal bis zu 10-15 m lang sein.
Beschränkend auf die maximale Länge von LED-Baugruppe wirken sich der maximale Strom von ca. 2-3 A bzw. der Spannungsabfall entlang der LED-Baugruppe aus.
Die Versorgungsspannung beträgt in der Regel 12, 24 oder 48 V. Eine LED benötigt eine Versorgungsspannung von ca. 3 V.
In Gebäuden mit längeren Gängen (30 m und mehr) werden aufgrund der Längenvorgabe z. B. für die Markierung von Fluchtwegen (Sockelleisten) mehrere separate LED-Baugruppen benötigt. Jede LED-Baugruppe benötigt einen Einspeisungspunkt. In der Regel sind die in den Gebäuden vorhandenen Versorgungsanschlüsse nicht passend zu den Enden der LED-Baugruppen, wo sich die Einspeisungspunkte befinden, angeordnet.
Es besteht die Möglichkeit eine Vielzahl von SMD- Leiterplattenklemmen z. B. der Fa. Wago 2060/0402, bei jeder LED-Baugruppe bzw. bei jedem Bestückungsabschnitt vorzusehen. Aufgrund der Höhe dieser Leiterplattenklemmen kommt es zu einem störenden Schattenwurf. Außerdem können diese Leiterplattenklemmen nur vor dem Umhüllen des LED-Bandes mit einem transparenten Kunststoffmaterial kontaktiert werden. Da nur einige der Leiterplattenklemmen in der Anwendung tatsächlich verwendet werden, ist dies eine sehr teure Lösung.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines LED-Bandes anzugeben, das die oben genannten Nachteile nicht aufweist, das für unterschiedlich beabstandete Versorgungsanschlüsse insbesondere in (bei) Gebäuden geeignet ist, das keine störenden Schattenwürfe aufzeigt, das auch nach der Umhüllung mit einem transparenten Kunststoff einfach kontaktierbar ist und das einfach und kostengünstig herstellbar ist.
Die Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die wesentliche Idee der Erfindung ist es in SMD-Bauweise bei einzelnen Bestückungsabschnitten ein Kontaktblatt mit mehreren Kontaktaugen vorzusehen, das mittels Kontaktstiften auch durch eine Umhüllung hindurch kontaktierbar ist.
Eine oder mehrere verbundene LED-Baugruppen ausgestattet (bestückt) mit Kontaktblättern können über Kontaktstifte an die Spannungsversorgung angeschlossen werden. Die Kontaktstifte werden entweder durch entsprechende Bohrungen in der Leiterplatte unter den Kontaktblättern eingeführt oder durch den flexiblen Leiterfilm an den entsprechenden Stellen eingesteckt. Diese Kontaktstifte dienen zur Einspeisung der Spannungsversorgung, z.B. über Lötlitzen, Federklemmen oder ähnliches, mit einer Stromleitung. Über die Stromleitung kann entsprechend deren Durchmesser ein Strom bis zu 30 A oder sogar mehr geleitet werden, ohne dass ein merklicher Spannungsabfall aufgrund des großen Leitungsquerschnitts erfolgt. Hierdurch können LED-Baugruppen bis zu 100 m lang sein.
Anstatt der Kontaktstifte können auch stark verbreitete Steckhülsen für die Aufnahme der Federkontaktstifte verwendet werden. Das gibt den Vorteil einer lötstellenfreien Stromversorgung, wenn man damit eine stromführende Kupferschiene kontaktiert.
Die Lösung ist insbesondere auf vergossene, extrudierte oder beschichtete LED-Baugruppen übertragbar. Die Umhüllung der LED-Baugruppe kann auch Markierungen an den Stellen der Positionierung von möglichen Kontaktierungen mit Kontaktstiften oder Steckhülsen besitzen. Die Erfindung erlaubt eine einfache Kontaktierung durch die Umhüllung an beliebigen Stellen unter den Kontaktblättern ohne Lötung direkt an LED-Baugruppen während der Installation.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

1 zeigt schematisch die perspektivische Ansicht eines Bestückungsabschnitts eines erfindungsgemäßen LED-Bandes

Das in 1 dargestellte LED-Band besteht aus einem flexiblen Basismaterial (Polyimid) auf dem mehreren Leiterbahnen (Cu 35 µm) vorgesehen sind. Zwei durchgehende typischerweise parallel angeordnete Leiterbahnen L+, L- dienen zur Spannungsversorgung der einzelnen LEDs. Dargestellt ist im Wesentlichen nur ein Bestückungsabschnitt des LED-Bandes 4 mit LEDs 1, einem Stromregler 5 und einem Kontaktblatt mit vier Kontaktaugen 2. Das LED-Band weist eine Vielzahl sich wiederholenden Bestückungsabschnitte auf. Es können LED-Bänder gefertigt werden, die 10000 solcher Bestückungsabschnitte aufweisen. Die in Serie angeordneten Bauteile sind endseitig mit der L+ bzw. der L- Versorgungsleitung verbunden. Jeder bestückungsabschnitt weist zwei Spannungsversorgungs-Einspeisepunkte auf, die durch die Kontaktblätter realisiert sind. Die Kontaktblätter weisen im dargestellten Fall vier Kontaktaugen auf. Die Verbindung an einem Kontaktblatt zwischen der L+ und L- Leitung ist durchtrennt, dies kann mittels Stanzen oder per Laser erfolgen.
Bei beiden Kontaktaugen sind jeweils zwei Kontaktaugen von Kontaktstiften durchstoßen (Piercing).
Die Kontaktstifte des rechten Kontaktblattes sind mit einem Netzteil verbunden, das mit einem 220 V Versorgungsanschluss eines nicht dargestellten Gebäudes verbunden ist. Die Kontaktstifte sind entsprechend angespitzt (nicht dargestellt). So können sowohl ein nicht umhülltes LED-Band wie auch ein umhülltes LED-Band an dem jeweils im Gebäude vorhandenen Versorgungsanschluss einfach und schnell auch noch beim Verlegen des LED-Bandes kontaktiert werden.
Bei Bedarf kann die Umhüllung des bestückten Leiterfilms mit einem transparenten Material auch beim Kunden nach Auslieferung des LED-Bandes erfolgen.
Nachfolgend sind die Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Herstellung eines LED-Bands in SMD-Bauweise das aus einem flexiblen Basismaterial (Polyimid) besteht und auf dem mehreren Leiterbahnen vorgesehen sind. Zwei dieser Leiterbahnen L+, L-, die parallel durchgehend angeordnet sind dienen zur Spannungsversorgung einer Vielzahl (bis 10000) sich wiederholenden Bestückungsabschnitte. Jeder der Bestückungsabschnitt weist zwei Spannungsversorgungs-Einspeisepunkte auf.
Das Verfahren besteht aus den folgenden zwei Verfahrensschritten.
Bestückung der Bestückungsabschnitte des Leiterfilms in einem SMD-Bestückungsautomaten mit SMD-Bauteilen, wobei jeder Bestückungsabschnitt mindestens ein LED-Modul und ein Kontaktblatt mit mehreren Kontaktaugen an den Einspeisepunkten aufweist,
Trennung der Kurzschlussverbindungen zwischen L+ und L- an den einzelnen Kontaktblättern z. B. mittels Laserschnitt bzw. Stanzen.
Die Umhüllung des bestückten Leiterfilms mit einem transparenten Material kann separat z. B. beim Kunden erfolgen.
Die wesentliche Idee der Erfindung besteht in der Benutzung von speziellen Kontaktblättern (1, Pos. 2) als SMD-Bauteil bestückt und gelötet auf den LED-Baugruppen, die es möglich macht durch das sogenannte „Piercing“ mittels Kontaktstifte oder Steckhülsen flexibel an beliebigen Stellen eine elektrische Verbindung zur Spannungsversorgung herzustellen. Die Erfindung kann sowohl auf der offenen als auch auf den vergossenen, extrudierten oder beschichteten LED-Baugruppen angewendet werden.
Die Kontaktblätter sind flach. Es gibt deshalb keinen Schattenwurf. Die Kontaktblätter sind sehr kostengünstig und können einfach kontaktiert werden.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines LED-Bands bestehend aus einem flexiblen Basismaterial auf dem mehreren Leiterbahnen vorgesehen sind, wobei zwei durchgehende parallel angeordnete Leiterbahnen L+, L- zur Spannungsversorgung dienen, mit einer Vielzahl von mehr als 10 sich wiederholenden Bestückungsabschnitten, wobei jeder Bestückungsabschnitt zwei Spannungsversorgungs-Einspeisepunkte aufweist mit folgenden Verfahrensschritten: Bestückung der Bestückungsabschnitte des Leiterfilms in einem SMD-Bestückungsautomaten mit SMD-Bauteilen, wobei jeder Bestückungsabschnitt mindestens ein LED-Modul und ein Kontaktblatt mit mehreren Kontaktaugen an den Einspeisepunkten aufweist, Trennung der Kurzschlussverbindungen zwischen L+ und L- an den einzelnen Kontaktaugen mittels Laserschnitt/Stanzen
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der bestückte Leiterfilm mit einem transparenten Material ummantelt wird.
LED-Band, dadurch gekennzeichnet, dass es nach einem der vorhergehenden Verfahrensschritte hergestellt ist.