DE102017116924A1

DE102017116924A1 - Leuchtmittel und Verfahren zum Herstellen eines Leuchtmittels

Info

Publication number: DE102017116924A1
Application number: DE102017116924.5A
Authority: DE
Inventors: Krisztian Novak
Original assignee: Ledvance GmbH
Current assignee: Ledvance GmbH
Priority date: 2017-07-26
Filing date: 2017-07-26
Publication date: 2019-01-31
Anticipated expiration: 2037-07-27
Also published as: CN109307179B; US20190032859A1; US11022255B2; DE102017116924B4; CN109307179A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leuchtmittel (100), umfassend eine in einem Gehäuse (1) aufgenommene Leiterplatte (10), zumindest eine an einem ersten Bereich (11) der Leiterplatte (10) angebrachte Leuchtdiode (2) und eine an einen zweiten Bereich (12) der Leiterplatte (10) angebrachte Treiberelektronik (3), wobei der erste Bereich (11) mit dem zweiten Bereich (12) über eine einstückig mit dem ersten Bereich (11) und dem zweiten Bereich (12) ausgebildete Verformungszone (14) der Leiterplatte (10) verbunden ist, wobei der erste Bereich (11) und der zweite Bereich (12) über die Verformungszone (14) elektrisch miteinander kontaktiert sind, und ein Verfahren zum Herstellen eines Leuchtmittels (100) .

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leuchtmittel, insbesondere ein Leuchtmittel, welches zumindest eine Leuchtdiode umfasst, und ein Verfahren zum Herstellen eines Leuchtmittels.
Technischer Hintergrund
Es ist bekannt, Leuchtmittel, wie Reflektorlampen, mit einem oder mehreren Leuchtelementen, wie Leuchtdioden, zu versehen, die mit einer Treiberelektronik elektrisch verbunden sind. Um eine raumsparende Anordnung zu erzielen, sind das oder die Leuchtelement beispielsweise auf einer Leuchtelementplatine, einer sogenannten „light engine“, angeordnet. Die Leuchtelemente auf der Leuchtelementplatine sind mit einer Leiterplatte oder Platine, auf der die Treiberelektronik angeordnet ist, mittels Kontaktstiften oder Leiterdrähten elektrisch leitend verbunden.
Durch die separate Anordnung der Leuchtelementplatine und der Treiberelektronikplatine sind diese im Wesentlichen voneinander thermisch isoliert, so dass eine Erwärmung einer der beiden Platinen keine Erwärmung der jeweils anderen Platine bewirkt. Zudem ist hierdurch eine große Gestaltungsfreiheit hinsichtlich des Aufbaus des Leuchtmittels ermöglicht. Das Vorsehen von Leuchtelementen auf einer Platine und der Treiberelektronik auf einer weiteren Platine resultiert jedoch in einem komplizierten Aufbau des Leuchtmittels und höherer Fertigungskosten, da zwei getrennte Platinen herzustellen sind und diese durch Mittel zur elektrischen Kontaktierung zu verbinden sind. Durch die Vielzahl an Teilen und deren Verbindungen steigt neben der Komplexität des Aufbaus des Leuchtmittels auch dessen Gesamtgewicht.
Um den vorgenannten Nachteilen entgegenzuwirken sind Leuchtmittel bekannt, bei welchen die Leuchtelemente und die Treiberelektronik an einer gemeinsamen Platine, einer sogenannten „driver light engine“, vorgesehen sind. Hierbei sind die Leuchtelemente in der Regel auf einer ersten Seite der Platine und die Treiberelektronik auf der gegenüberliegenden Seite der Platine angeordnet. Die WO 2016 005 069 A1 zeigt ein solches Leuchtmittel in Form einer Halbleiterlampe.
Das Vorsehen einer „driver light engine“ in einem Leuchtmittel verringert zwar die Teileanzahl und somit die Komplexität des Aufbaus des Leuchtmittels gegenüber Leuchtmitteln mit getrennter Leuchtelementplatine und Treiberelektronikplatine. Jedoch besteht weiterhin ein hoher Fertigungsaufwand, da die Platine von beiden Seiten mit Bauteilen zu versehen ist. Zudem besteht durch das Zusammenlegen der getrennten Platinen auf eine gemeinsame Platine eine thermische Kopplung zwischen Leuchtelementen und Treiberelektronik. So heizen sich die Leuchtelemente und die Treiberelektronik gegenseitig auf. Um diesem gesteigerten Aufheizen Rechnung zu tragen, sind kompliziert aufgebaute, vergrößerte Kühlkörper beziehungsweise Kühlkörperzusammenbauten vorzusehen, welche die Komplexität und das Gewicht des Leuchtmittels sowie dessen Fertigungskosten erhöhen.
Darstellung der Erfindung
Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Leuchtmittel, sowie ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung eines solchen Leuchtmittels bereitzustellen.
Die Aufgabe wird durch ein Leuchtmittel und ein Verfahren zur Herstellung des Leuchtmittels mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren.
Entsprechend wird ein Leuchtmittel vorgeschlagen, umfassend eine in einem Gehäuse aufgenommene Leiterplatte, zumindest eine an einem ersten Bereich der Leiterplatte angebrachte Leuchtdiode und eine an einen zweiten Bereich der Leiterplatte angebrachte Treiberelektronik. Erfindungsgemäß ist der erste Bereich mit dem zweiten Bereich über eine einstückig mit dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich ausgebildete Verformungszone der Leiterplatte verbunden, wobei der erste Bereich und der zweite Bereich über die Verformungszone elektrisch miteinander kontaktiert sind.
Dadurch, dass der erste Bereich mit dem zweiten Bereich über eine einstückig mit dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich ausgebildete Verformungszone der Leiterplatte verbunden ist, wobei der erste Bereich und der zweite Bereich über die Verformungszone elektrisch miteinander kontaktiert sind, kann ein Leuchtmittel mit einem einfachen Aufbau und einem geringen Fertigungsaufwand bereitgestellt werden. Da die elektrische Kontaktierung zwischen der zumindest einen Leuchtdiode und der Treiberelektronik über die Verbindungszone bereitgestellt ist, sind zusätzliche Teile zum elektrischen Kontaktieren nicht notwendig. Zudem sind der erste Bereich und der zweite Bereich mittels der Verbindungszone zumindest teilweise thermisch voneinander entkoppelt, so dass ein gegenseitiges Erwärmen der zumindest einen Leuchtdiode und der Treiberelektronik reduziert oder gar gänzlich vermieden werden kann.
Zur elektrischen Kontaktierung des ersten Bereichs mit dem zweiten Bereich über den Verformungsbereich sind bevorzugt Leiterbahnen auf dem Verformungsbereich angeordnet. Die Leiterbahnen erstrecken sich bevorzugt auf einer durchgehenden Oberfläche der Leiterplatte, welche sich über den ersten Bereich, die Verformungszone und den zweiten Bereich erstreckt. Die zumindest eine Leuchtdiode und die Treiberelektronik sind dabei bevorzugt mittels Lötpunkten mit den Leiterbahnen elektrisch leitend verbunden.
Die Verformungszone ist bevorzugt so ausgebildet, dass eine Position des zweiten Bereichs relativ zum ersten Bereich durch eine Verformung der Verformungszone veränderbar ist. Mit anderen Worten ist eine flexible Leiterplatte bereitgestellt. Die Verformungszone kann als eigener Bereich zwischen dem ersten Bereich und den zweiten Bereich der einstückigen Leiterplatte ausgebildet sein, oder sich zumindest teilweise in den ersten Bereich und/oder den zweiten Bereich erstrecken. Gemäß einer Weiterbildung erstreckt sich die Verformungszone über im Wesentlichen die gesamte Leiterplatte.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der zweite Bereich derart in einer Einbauposition im Gehäuse positioniert, dass der zweite Bereich und der erste Bereich einen Winkel von größer 0 bis kleiner 360°, bevorzugt größer 0° bis 270°, besonders bevorzugt größer 0° bis 180° einschließen. Dadurch ist lediglich ein geringer Bauraum für die Leiterplatte vorzusehen. Zudem kann das Leuchtmittel radial zu einer Längserstreckung des Leuchtmittels gesehen klein ausgeführt sein.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind mit Bezug auf eine Abwicklung der Leiterplatte auf eine fiktive Ebene die zumindest eine Leuchtdiode und die Treiberelektronik auf der gleichen Seite der Leiterplatte angeordnet. Mit anderen Worten befinden sich zumindest eine Leuchtdiode und die Treiberelektronik auf einer Flächenseite der Leiterplatte, wobei die Leiterplatte durch zwei Flächenseiten und einer Wandstärke definiert ist. Dadurch ist es beim Fertigen des Leuchtmittels möglich, dass die zumindest eine Leuchtdiode und die Treiberelektronik von einer gemeinsamen Seite aus auf die Leiterplatte aufgebracht werden. Die Leiterplatte ist mithin im Gegensatz zu herkömmlichen „driver light engines“, bei welchen sich die Leuchtdioden und der Treiber auf gegenüberliegenden Seiten der Leiterplatte befinden, nicht von beiden Seiten zu bestücken. Ein hierfür zuvor erforderliches Drehen der Leiterplatte oder das Vorsehen einer komplizierten Vorrichtung, welche ein beidseitiges Bestücken von Leiterplatten ermöglicht, kann folglich entfallen.
Alternativ können zumindest Teile der Treiberelektronik auf der anderen Seite der Leiterplatte angeordnet sein. Bevorzugt kann durch eine Verformung der Verformungszone der zweite Bereich dann derart positioniert werden, dass ein Bauraum im Inneren des Leuchtmittels optimal ausgenutzt wird.
Unter dem Begriff „Abwicklung“ wird hier die Ausbreitung einer Fläche in eine Ebene verstanden. Mithin ist die Abwicklung der Leiterplatte so zu verstehen, dass angefangen von einem Punkt auf einer Seite der Leiterplatte diese Seite beziehungsweise Flächenseite auf eine fiktive Ebene ausgebreitet wird. Beispielsweise kann die Leiterbahn ausgehend von einem Punkt auf einer Seite des ersten Bereichs über die Verformungszone und den zweiten Bereich auf der fiktiven Ebene ausgebreitet werden. Die Leiterbahn weist im abgewickelten Zustand eine ebene, im Wesentlichen zweidimensionale Erstreckung auf.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist durch eine Biegung und/oder eine Streckung der Verformungszone eine Position des zweiten Bereichs in Bezug auf den ersten Bereich veränderbar. Hierdurch ist hinsichtlich des Aufbaus des Leuchtmittels beziehungsweise der Anordnung der einzelnen Komponenten im Gehäuse ein größerer Gestaltungsspielraum erzielt. Insbesondere kann eine Position beziehungsweise Ausrichtung der Treiberelektronik relativ zu der zumindest einen Leuchtdiode derart vorgesehen werden, dass im Gehäuse lediglich ein geringer Bauraum erforderlich ist.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung und ein einfacher Zusammenbau des Leuchtmittels lassen sich erzielen, wenn gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der zweite Bereich durch eine Verformung der Verformungszone relativ zum ersten Bereich verschwenkbar ist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können der erste Bereich und der zweite Bereich aufgrund einer Verformung der Verformungszone einen Winkel von größer 0° bis kleiner 360°, bevorzugt größer 0° bis 270°, besonders bevorzugt größer 0° bis 180° ausbilden. Dadurch ist es möglich, die Treiberelektronik in im Wesentlichen jeder beliebigen Ausrichtung im Gehäuse zu positionieren, wobei der die Leuchtdioden aufweisende erste Bereich in einer Position verbleiben kann, in der die Leuchtdioden bezogen auf einen Abstrahlbereich des Leuchtmittels optimal positioniert sind.
In einer vorteilhaften Weiterführung kann die Treiberelektronik für den Zusammenbau des Leuchtmittels durch ein Schwenken des zweiten Bereichs aus einer Position planparallel zum ersten Bereich in eine geschwenkte Einbauposition geschwenkt werden, wobei die Treiberelektronik in der Einbauposition bevorzugt unterhalb der Leuchtdiode, mithin in einer Ausrichtung, welche von der Seite der mindestens einen Leuchtdiode abgewandt ist, positioniert ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der zweite Bereich durch eine Verformung der Verformungszone zum ersten Bereich versetzbar/verschiebbar, bevorzugt parallel versetzbar.
Um eine besonders flexible Ausgestaltung der Leiterplatte mit einem besonders geringen Fertigungsaufwand zu erzielen, kann die Verformungszone gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform eine Wandstärke aufweisen, die kleiner ist als eine Wandstärke des ersten Bereichs und/oder eine Wandstärke des zweiten Bereich, wobei die Verformungszone im Vergleich zum ersten Bereich und/oder zweiten Bereich bevorzugt dünnwandig ausgebildet ist, wobei die Verformungszone bevorzugt als Filmgelenk ausgebildet ist.
Unter dem Begriff „dünnwandig“ wird hier verstanden, dass der als „dünnwandige“ bezeichnete Abschnitt eine Wandstärke aufweist, die um ein Vielfaches kleiner ist, als eine Wandstärke des Vergleichsabschnitts. Bevorzugt weist der als „dünnwandig“ bezeichnete Abschnitt eine Wandstärke auf, die um das 2-fache, 3,3-fache, 4-fache, 6-fache, 8-fache, 10-fache zwölffache oder zwanzigfache kleiner ist als die Wandstärke des Vergleichsabschnitts.
Damit vermieden werden kann, dass sich die zumindest eine Leuchtdiode und die Treiberelektronik im Betrieb des Leuchtmittels gegenseitig aufheizen, beispielsweise durch eine Wärmeleitung von den Leuchtmitteln über den ersten Bereich zum zweiten Bereich und zur Treiberelektronik, kann die Verformungszone gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich zumindest teilweise eine thermische Isolierung bereitstellen.
Wenn der der zweite Bereich gemäße einer weiteren bevorzugten Ausführungsform derart angeordnet ist, so dass ein Abschatten der mindestens einen Leuchtdiode durch die Treiberelektronik verhindert ist, kann das Leuchtmittel die Abstrahlleistung der zumindest einen Leuchtdiode bestmöglich nutzen.
Ein besonders kompakter und einfacher Aufbau des Leuchtmittel kann dann erzielt werden, wenn gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der zweite Bereich in seiner Einbauposition im Gehäuse in Bezug zum ersten Bereich in Richtung zu einer Basis des Leuchtmittels hin positioniert ist. Die Treiberelektronik ist mithin relativ zu der zumindest einen Leuchtdiode in Richtung der Basis hin versetzt angeordnet.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der zweite Bereich durch zumindest ein Kontaktelement, bevorzugt einen Kontaktdraht, einen Kontaktstift und/oder einen Teil des Gehäuses, in der Einbauposition gehalten. Dadurch kann ein besonders einfacher Aufbau erzielt werden, da zusätzliche Teile zum Positionieren und Fixieren des zweiten Bereichs können mithin entfallen.
Ein nochmals vereinfachter Aufbau kann erzielt werden, wenn der zweite Bereich gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform in der Einbauposition aufgrund einer Rückstellspannung der Verformungszone gegen das zumindest eine Kontaktelement gedrückt ist.
Die obengenannte Aufgabe wird auch durch das Verfahren gemäß dem unabhängigen Anspruch 14 gelöst. Entsprechend wird ein Verfahren zum Herstellen eines Leuchtmittels nach einem der vorstehenden Ausführungsformen vorgeschlagen, umfassend die Schritte des Bereitstellens einer zumindest einseitig mit Leiterbahnen versehenen bevorzugt ebenen Leiterplatte mit einem ersten Bereich, einem zweiten Bereich und einer einstückig mit dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich verbundenen Verformungszone, welche zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich angeordnet ist, des Anordnens zumindest einer Leuchtdiode in dem ersten Bereich der Leiterplatte, des Anordnens einer mit der zumindest einen Leuchtdiode über die Leiterbahnen verbundene Treiberelektronik auf dem zweiten Bereich der Leiterplatte, des Verformens der Verformungszone der Leiterplatte, derart dass der erste Bereich und der zweite Bereich einen Winkel von größer 0° bis 180° einschließen und des Einsetzens der verformten Leiterplatte in ein Gehäuse des Leuchtmittels.
Dadurch kann das Leuchtmittel einfach aufgebaut werden und gleichzeitig die mindestens eine Leuchtdiode und die Treiberelektronisch zumindest teilweise thermisch voneinander isoliert werden.
Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn die Leiterplatte gemäß einer bevorzugten Ausführung in einem Anfangszustand eben ausgebildet ist. Bevorzugt erfolgt das Aufbringen der zumindest einen Leuchtdiode und der Treiberelektronik in dem ebenen Ausgangszustand. Das Aufbringen kann dadurch besonders einfach erfolgen. Die Leiterplatte muss zum Bestücken mit der zumindest einen Leuchtdiode und der Treiberelektronik nicht mehr von beiden Seiten erreichbar sein. Ein Umdrehen der Leiterplatte in einer Vorrichtung zum Bestücken der Leiterplatte und/oder ein Ausbilden einer komplex aufgebauten Vorrichtung, welche Leiterbahnen beidseitig bestücken kann, ist nicht mehr erforderlich.
Durch das Verformen des Verformungsbereichs kann die Leiterplatte aus dem ebenen Ausgangszustand in einen dreidimensionalen Einbauzustand beziehungsweise eine Einbauposition gebracht werden, wodurch ein durch die Form des Gehäuses des Leuchtmittels vorgegebener Bauraum bestmöglich ausgenutzt werden kann.
Durch das Verfahren werden weiterhin die zu den bevorzugten Ausführungsformen des Leuchtmittels entsprechend genannten Vorteile erzielt.
In einer bevorzugten Weiterführung werden die zumindest eine Leuchtdiode und die Treiberelektronik auf der gleichen Seite der Leiterplatte angeordnet und/oder zumindest Teile der Treiberelektronik auf der anderen Seite der Leiterplatte angeordnet.
Figurenliste
Bevorzugte weitere Ausführungsformen der Erfindung werden durch die nachfolgende Beschreibung der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:

1 schematisch eine Schnittansicht eines Leuchtmittels gemäß einer ersten Ausführungsform;
2 schematisch eine Draufsicht von einer ersten Seite aus auf eine Leiterplatte des Leuchtmittels aus 1;
3 schematisch eine Draufsicht von der ersten Seite aus auf einen Kühlkörper und die Leiterplatte aus 1;
4 schematisch eine Schnittansicht eines Leuchtmittels gemäß einer weiteren Ausführungsform;
5 schematisch eine Schnittansicht eines Leuchtmittels in einer weiteren Ausführungsform;
6 schematisch eine Schnittansicht eines Leuchtmittels in einer weiteren Ausführungsform;
7 schematisch eine Schnittansicht eines Leuchtmittels in einer weiteren Ausführungsform;
8 schematisch eine Schnittansicht eines Rohlings einer Leiterplatte;
9 schematisch eine Schnittansicht des Rohlings der Leiterplatte aus 8 in einem Bearbeitungsschritt;
10 schematisch die Leiterplatte aus den 8 und 9 mit einem Verformungsbereich versehen; und
11 schematisch eine Schnittansicht einer Leiterplatte gemäß einer weiteren Ausführungsform.

Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei werden gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente in den unterschiedlichen Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen, und auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente wird teilweise verzichtet, um Redundanzen zu vermeiden.
In 1 ist schematisch eine Schnittansicht eines Leuchtmittels 100 gemäß einer ersten Ausführungsform gezeigt. Das Leuchtmittel 100 umfasst ein Gehäuse 1, welches in Längserstreckung 26 des Leuchtmittels 100 gesehen eine Basis 8 aufweist, an welcher Kontaktpins 5 angeordnet sind. Gegenüber der Basis 8 ist das Gehäuse 1 mittels einer Linse 9 abgedeckt. Das Leuchtmittel 100 weist ferner eine Leiterplatte 10 auf, die einen ersten Bereich 11 umfasst, welcher sich im Wesentlichen auf einer Ebene senkrecht zur Längserstreckung 26 erstreckt. Die Leiterplatte 10 umfasst ferner einen zweiten Bereich 12, welcher relativ zum ersten Bereich 11 um einen Winkel 17 angewinkelt ist. Der zweite Bereich erstreckt sich ebenfalls im Wesentlichen auf einer Ebene, wobei diese Ebene mit der durch den ersten Bereich 11 definierten Ebene entsprechend den Winkel 17 einschließt. Der erste Bereich 11 und der zweite Bereich 12 sind über eine Verformungszone 14 einstückig verbunden. Die Leiterplatte 10 ist mithin aus dem ersten Bereich 11, der Verformungszone 14 und dem zweiten Bereich 12 einstückig ausgebildet. Der erste Bereich 11 ist thermisch leitend mit einer im Wesentlichen plattenförmigen Grundfläche 74 eines Kühlkörpers 7 verbunden. Ferner sind Stifte 90 vorgesehen, mittels welchen die Linse 9, der Kühlkörper 7 und der erste Bereich 11 der Leiterplatte 10 durch ein Heißpressverfahren fest verbunden sind. Zur Befestigung der so entstandenen Baugruppe an dem Gehäuse 1 ist der Kühlkörper 7 an einem Kragen 72 mittels eines thermisch leitfähigen Klebstoffs 6 mit dem Gehäuse 1 verbunden.
Der erste Bereich 11 weist eine Mehrzahl an Leuchtdioden (nicht gezeigt) auf, welche auf einer ersten Seite 18 der Leiterplatte 10 angeordnet sind. Aufgrund der Anordnung des ersten Bereichs 11 in dem Gehäuse 1 weisen die Leuchtdioden eine maximale Strahlungsstärke parallel zur Längserstreckung 26, mithin in Richtung der Linse 9 auf.
Auf dem zweiten Bereich 12 ist ebenfalls auf der ersten Seite 18 der Leiterplatte 10 eine Treiberelektronik 3 angeordnet, welche über auf der ersten Seite 18 der Leiterplatte 10 angeordnete Leiterbahnen (nicht gezeigt) mit der Mehrzahl an Leuchtdioden verbunden ist. Die Leiterbahnen erstrecken sich mithin auf der ersten Seite 18 der Leiterplatte 10 von dem ersten Bereich 11 über die Verformungszone 14 auf den zweiten Bereich 12.
Alternativ können die Treiberelektronik 3 und/oder Leiterbahnen auch auf einer zweiten Seite 19 der Leiterplatte 10 angeordnet sein.
Der zweite Bereich 12 beziehungsweise die Treiberelektronik 3 ist zur externen Stromversorgung mittels Kontaktdrähten 4 mit den Kontaktpins 5 des Leuchtmittels 100 verbunden.
Der zweite Bereich 12 ist relativ zum ersten Bereich 11 derart geneigt, dass die auf der ersten Seite 18 angeordnete Treiberelektronik 3 mit Bezug auf die Längserstreckung 26 unterhalb des Kühlkörpers 7 positioniert ist.
2 zeigt schematisch eine Draufsicht von der ersten Seite 18 aus auf die Leiterplatte 10 des Leuchtmittels 100 aus 1. Der erste Bereich 11 ist im Wesentlichen ringförmig ausgebildet. Die Leuchtdioden 2 sind in regelmäßigem Abstand in Umfangsrichtung auf dem ersten Bereich 11 angeordnet. Innerhalb des ringförmigen ersten Bereichs 11 erstreckt sich der zweite Bereich 12, welcher über die als Filmgelenk ausgebildete Verbindungszone 14 mit dem ersten Bereich 11 verbunden ist.
Aus 3 ist schematisch eine Draufsicht von der ersten Seite 18 aus auf den Kühlkörper 7 und die Leiterplatte 10 aus 1 zu entnehmen. Der Kühlkörper 7 weist Aussparungen 70 auf, welche entsprechend der Anordnung der Leuchtdioden 2 auf der Leiterplatte 10 angeordnet sind. Im zusammengebauten Zustand des Leuchtmittels 100 ist dadurch zum einen ein großflächiger Kontakt zwischen dem ersten Bereich 11 der Leiterplatte 10 und der Grundfläche 74 des Kühlkörpers 7 ermöglicht, zum anderen sind die Leuchtdioden 2 nicht durch den Kühlkörper 7 abgeschattet, so dass ihre volle Strahlungsleistung zur Verfügung steht.
4 zeigt schematisch eine Schnittansicht eines Leuchtmittels 100 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Das Leuchtmittel 100 weist eine im Wesentlichen transparente zylinderförmige Röhre 20 auf, welche an ihren Stirnseiten mit Kontaktpins 5 aufweisenden Endkappen 22 versehen ist.
In der Röhre 20 ist eine Leiterplatte 10 angeordnet. Deren zweiter Bereich 12 ist in einen ersten Teil 120 und einen zweiten Teil 122 unterteilt, wobei der erste Teil 120 an einen Ende der Röhre 20 angeordnet und mit den dortigen Kontaktpins 5 elektrisch leitend verbunden ist und der zweite Teil 122 an dem anderen Ende der Röhre 20 angeordnet und mit den dortigen Kontaktpins 5 elektrisch leitend verbunden ist. Die Komponenten der Treiberelektronik 3 sind auf die beiden Teile 120, 122 des zweiten Bereichs 12 aufgeteilt.
Mittig der beiden Teile 120, 122 des zweiten Bereichs 12 ist der eine Mehrzahl an Leuchtdioden 2 aufweisende erste Bereich 11 der Leiterplatte 10 vorgesehen und mittels Verbindungszonen 14 jeweils mit einem Teil 120, 122 des zweiten Bereichs 12 einstückig verbunden. Der erste Bereich 11 ist in seiner Einbauposition, wie in 4 gezeigt, aus einen Ausgangszustand, in welcher der erste Bereich 11 und der zweite Bereich planparallel angeordnet waren, durch eine Streckung der Verformungszonen 14 zum ersten Bereich 11 parallel versetzt in der Röhre 20 angeordnet, so dass der erste Bereich 11 in Kontakt mit einem an der Röhre 20 angeordneten Kühlkörper 7 steht.
Den 5 bis 7 sind schematische Schnittansichten von Leuchtmitteln 100 gemäß weiterer Ausführungsformen zu entnehmen. Die Leuchtmittel 100 aus den 5 bis 7 entsprechen im Wesentlichen jenem aus 1.
Bei dem Leuchtmittel 100 gemäß 5 erstrecken sich die Kontaktpins 5 in das Innere des Gehäuses 1, so dass ein direkter Kontakt zwischen dem zweiten Bereich 12 und den Kontaktpins 5 vorliegt. Der zweite Bereich 12 ist durch eine elastische Biegung der Verformungszone 14 in Richtung der Basis 8 geschwenkt und drückt aufgrund der in der Verformungszone 14 vorliegenden Rückstellspannung in Richtung der Linse 9 gegen die Kontaktpins 5, so dass ein dauerhafter elektrisch leitender Kontakt zwischen den Kontaktpins 5 und dem zweiten Bereich 12 beziehungsweise einer elektrischen Kontaktierung auf dem zweiten Bereich 12 besteht. Der zweite Bereich 12 wird mithin durch die Kontaktpins 5 in seiner Einbauposition gehalten.
6 zeigt schematisch eine Schnittansicht des Leuchtmittels 100 aus 5, wobei der zweite Bereich 12 sich an eine Innenwand des Gehäuses 1 anlehnt und dadurch in seiner Einbauposition fixiert ist. Zur elektrischen Kontaktierung ist der zweite Bereich 12 mit den Kontaktpins 5 jeweils mittels Kontaktdrähten 4 verbunden.
7 zeigt schematisch eine Schnittansicht des Leuchtmittels 100 aus 6, wobei der zweite Bereich 12 direkt durch die Kontaktdrähte 4 in seiner Einbauposition fixiert ist.
Den 8 bis 10 ist ein Verfahren zum Vorsehen einer Verformungszone 14 in einer Leiterplatte 10 zu entnehmen, wobei 8 einen ebenen Rohling einer Leiterplatte 10 zeigt.
Der Rohling der Leiterplatte 4 in 8 weist eine aus einem elektrisch isolierenden Material ausgebildete Grundplatte 28 mit einer ersten Seite 18 und einer zweiten Seite 19 auf. An der Grundplatte sind auf beiden Seiten 18, 19 leitende Verbindungen in Form von Leiterbahnen 30 angeordnet. Ferner sind in der Grundplatte 28 Stifte 32 oder Bohrungen vorgesehen, mit welchem Leiterbahnen 30 auf der ersten Seite 18 mit Leiterbahnen 30 auf der zweiten Seite 19 elektrisch leitend verbunden werden können.
9 zeigt schematisch eine Schnittansicht des Rohlings der Leiterplatte 10 aus 8 in einem Bearbeitungsschritt, in welchem der Rohling mit einer Verformungszone 14 versehen wird, welche die Leiterplatte 10 in den ersten Bereich 11 und den zweiten Bereich 12 der Leiterplatte 10 unterteilt. Zur Herstellung der Verformungszone 14 wird mittels eines an der zweiten Seite ansetzenden Fräsers 24 Material aus der Leiterplatte 10 entnommen, so dass die Wandstärke der Leiterplatte 10 in der Verformungszone 14 im Vergleich zur Wandstärke in den Bereichen nebenan kleiner beziehungsweise dünner ist. Vorliegend weist die Leiterplatte 10 grundsätzlich eine Wandstärke von 1,5 mm auf. In dem abgefrästen Bereich der Verformungszone 14 ist die Wandstärke auf 0,25 mm reduziert. Die Leiterbahnen 30 auf der ersten Seite 14 bleiben dabei unversehrt.
10 zeigt schematisch die mit dem Verformungsbereich 14 versehene Leiterplatte 10 9, wobei der zweite Bereich 12 durch eine Verformung in Form einer Biegung der Verformungszone 14 relativ zum ersten Bereich 11 um einen Winkel 17 von 90° geschenkt ist. Die Verformungszone 14 wirkt aufgrund der im Vergleich stark verjüngten Wandstärke der Verformungszone 14 als Filmgelenk zwischen dem ersten Bereich 11 und dem zweiten Bereich 12.
Aufgrund der geringen Wandstärke und dem Durchtrennen der Leiterbahnen 30 auf der zweiten Seite 19 in der Verformungszone 14 ist das Vermögen zur Wärmeleitung in der Verformungszone 14 im Vergleich zum ersten Bereich 11 und zweiten Bereich 12 stark vermindert, so dass die Verformungszone 14 den ersten Bereich 11 und den zweiten Bereich 12 zumindest teilweise thermisch voneinander isoliert beziehungsweise thermisch voneinander entkoppelt.
Zusätzlich kann die Verformungszone 14 in ihrer Breite vermindert sein, um eine weiter verstärkte thermische Isolationswirkung zu erzielen. So kann die Breite der Verformungszone 14, hier die Breite des Filmgelenks kleiner sein, als die Breite des ersten Bereichs 11 und/oder des zweiten Bereichs 12.
Aus 11 ist schematisch eine Schnittansicht einer Leiterplatte 10 gemäß einer weiteren Ausführungsform zu entnehmen. Die Leiterplatte 10 weist einen ersten Bereich 11 und einen zweiten Bereich 12 auf. Die beiden Bereiche 11, 12 sind über eine Verbindungszone 14 verbunden, welche eine Mehrzahl von sich abwechselnd aneinander anreihenden starren Bereichen 16 und Filmgelenken 15 aufweist. Der erste Bereich 11 ist aus einem Ausgangszustand, welcher mittels des Bezugszeichens 34 angedeutet ist, in eine Einbauposition geschwenkt, in welcher der erste Bereich 11 und der zweite Bereich 12 einen Winkel 17 von 180° zueinander einnehmen.
Die Leiterplatte 10 weist wiederrum eine erste Seite 18 und eine zweite Seite 19 auf, welche beide mit Leiterbahnen (nicht gezeigt) versehen sind. Die Leiterbahnen auf der zweiten Seite 19 erstrecken sich durchgehend von dem ersten Bereich 11 über die Verbindungszone 14 auf den zweiten Bereich 12.
Die Leuchtdiode 2 und die Treiberelektronik 3 sind beide auf der ersten Seite 18 der Leiterplatte 10 angeordnet und mittels Stiften 32 mit den auf der zweiten Seite 19 gelegenen Leiterbahnen verbunden, so dass eine elektrische Kontaktierung zwischen der Leuchtdiode 2 und der Treiberelektronik 3 vorliegt.
Dadurch, dass der erste Bereich 11 und der zweite Bereich 12 einen Winkel 17 von 180° ausbilden, weisen die Leuchtdiode 2 und die Treiberelektronik 3 in entgegengesetzte Richtungen. Bei einer Abwicklung der dreidimensional ausgebildeten Leiterplatte 10 auf eine fiktive Ebene sind die Leuchtdiode 2 und die Treiberelektronik 3 jedoch auf der gleichen Seite, hier der ersten Seite 18, der Leiterplatte 10 angeordnet. Die Leiterplatte 10 im abgewickelten Zustand würde in dieser Ausführungsform eine Form aufweisen, wie die Leiterplatte 10 sie im Ausgangszustand 34 aufweist.
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.
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.
Soweit anwendbar, können alle einzelnen Merkmale, die in den Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

100: Leuchtmittel
1: Gehäuse
2: Leuchtdiode
3: Treiberelektronik
4: Kontaktdraht
5: Kontaktpin
6: Klebstoff
7: Kühlkörper
70: Aussparung
72: Kragen
74: Grundfläche
8: Basis
9: Linse
90: Stift
10: Leiterplatte
11: Erster Bereich
12: Zweiter Bereich
120,122: Teil
14: Verformungszone
15: Filmgelenk
16: Starrer Bereich
17: Winkel
18: Erste Seite
19: Zweite Seite
20: Röhre
22: Endkappe
24: Fräser
26: Längserstreckung
28: Grundplatte
30: Leiterbahn
32: Stift
34: Ausgangszustand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2016005069 A1 [0004]

Claims

Leuchtmittel (100), umfassend eine in einem Gehäuse (1) aufgenommene Leiterplatte (10), zumindest eine an einem ersten Bereich (11) der Leiterplatte (10) angebrachte Leuchtdiode (2) und eine an einen zweiten Bereich (12) der Leiterplatte (10) angebrachte Treiberelektronik (3), dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich (11) mit dem zweiten Bereich (12) über eine einstückig mit dem ersten Bereich (11) und dem zweiten Bereich (12) ausgebildete Verformungszone (14) der Leiterplatte (10) verbunden ist, wobei der erste Bereich (11) und der zweite Bereich (12) über die Verformungszone (14) elektrisch miteinander kontaktiert sind.
Leuchtmittel (100) gemäß Anspruch 1, wobei der zweite Bereich (12) derart in einer Einbauposition im Gehäuse (1) positioniert ist, dass der zweite Bereich (12) und der erste Bereich einen Winkel (17) von größer 0 bis kleiner 360°, bevorzugt größer 0° bis 270°, besonders bevorzugt größer 0° bis 180° einschließen.
Leuchtmittel (100) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei mit Bezug auf eine Abwicklung der Leiterplatte (10) auf eine fiktive Ebene die zumindest eine Leuchtdiode (2) und die Treiberelektronik (3) auf der gleichen Seite (18, 19) der Leiterplatte (10) angeordnet sind und/oder zumindest Teile der Treiberelektronik (3) auf der anderen Seite (19, 18) der Leiterplatte (10) angeordnet sind.
Leuchtmittel (100) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei durch eine Biegung und/oder eine Streckung der Verformungszone (14) eine Position des zweiten Bereichs (12) in Bezug auf den ersten Bereich (11) veränderbar ist.
Leuchtmittel (100) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der zweite Bereich (12) durch eine Verformung der Verformungszone (14) relativ zum ersten Bereich (11) verschwenkbar ist.
Leuchtmittel (100) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der erste Bereich (11) und der zweite Bereich (12) aufgrund einer Verformung der Verformungszone (14) einen Winkel (17) von größer 0 bis kleiner 360°, bevorzugt größer 0° bis 270°, besonders bevorzugt größer 0° bis 180° ausbilden können.
Leuchtmittel (100) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der zweite Bereich (12) durch eine Verformung der Verformungszone (14) zum ersten Bereich (11) versetzbar/verschiebbar, bevorzugt parallel versetzbar, ist.
Leuchtmittel (100) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Verformungszone (14) eine Wandstärke aufweist, die kleiner ist als eine Wandstärke des ersten Bereichs (11) und/oder eine Wandstärke des zweiten Bereich (12), wobei die Verformungszone (14) im Vergleich zum ersten Bereich (11) und/oder zweiten Bereich (12) bevorzugt dünnwandig ausgebildet ist, wobei die Verformungszone (14) bevorzugt als Filmgelenk ausgebildet ist.
Leuchtmittel (100) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Verformungszone (14) zwischen dem ersten Bereich (11) und dem zweiten Bereich (12) zumindest teilweise eine thermische Isolierung bereitstellt.
Leuchtmittel (100) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der zweite Bereich (12) derart angeordnet ist, so dass ein Abschatten der mindestens einen Leuchtdiode (2) durch die Treiberelektronik (3) verhindert ist.
Leuchtmittel (100) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der zweite Bereich (12) in der Einbauposition in Bezug zum ersten Bereich (11) in Richtung zu einer Basis (8) des Leuchtmittels (100) hin positioniert ist.
Leuchtmittel (100) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der zweite Bereich (12) durch zumindest ein Kontaktelement, bevorzugt einen Kontaktdraht (4), einen Kontaktstift und/oder einen Teil des Gehäuses (1), in der Einbauposition gehalten ist.
Leuchtmittel (100) gemäß Anspruch 12, wobei der zweite Bereich (12) in der Einbauposition aufgrund einer Rückstellspannung in der Verformungszone (14) gegen das zumindest eine Kontaktelement gedrückt ist.
Verfahren zum Herstellen eines Leuchtmittels (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfassend die folgenden Schritte: Bereitstellen einer zumindest einseitig mit Leiterbahnen (3) versehenen bevorzugt ebenen Leiterplatte (10) mit einem ersten Bereich (11), einem zweiten Bereich (12) und einer einstückig mit dem ersten Bereich (12) und dem zweiten Bereich (12) verbundenen Verformungszone (14), welche zwischen dem ersten Bereich (11) und dem zweiten Bereich (12) angeordnet ist; Anordnen zumindest einer Leuchtdiode (2) in dem ersten Bereich (11) der Leiterplatte (10) und Anordnen einer mit der zumindest einen Leuchtdiode (2) über die Leiterbahnen (30) verbundene Treiberelektronik (3) auf dem zweiten Bereich (12) der Leiterplatte (10); Verformen der Verformungszone (14) der Leiterplatte (10), derart dass der erste Bereich (11) und der zweite Bereich (12) einen Winkel (17) von größer 0° bis kleiner 360°, bevorzugt größer 0° bis 270°, besonders bevorzugt größer 0° bis 180° einschließen; Einsetzen der verformten Leiterplatte (10) in ein Gehäuse (1) des Leuchtmittels (100).
Verfahren gemäß Anspruch 14, wobei die zumindest eine Leuchtdiode (2) und die Treiberelektronik (3) auf der gleichen Seite (18, 19) der Leiterplatte (10) angeordnet werden und/oder zumindest Teile der Treiberelektronik (3) auf der anderen Seite (19, 18) der Leiterplatte (10) angeordnet werden.