DE102018218175A1 - LIGHT AND HEADLIGHT - Google Patents

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Abstract

Offenbart ist eine Leuchte mit einer Leiterplatte mit zumindest einer Lichtquelle, wobei die Rückseite der Leiterplatte zumindest abschnittsweise mit Lötstopplack bedeckt ist.A lamp is disclosed with a printed circuit board with at least one light source, the back of the printed circuit board being covered at least in sections with solder resist.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Leuchte gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie von einem Scheinwerfer.The invention relates to a lamp according to the preamble of claim 1 and a headlight.

Licht emittierende Dioden (LEDs) geben im Betrieb aufgrund ihrer hohen Leistung in kompaktem Bauraum eine hohe Wärmeenergie ab. Um LEDs vor Überhitzung zu schützen und diese somit nicht im Betrieb zu zerstören, muss entstehende Wärme effektiv abgeführt werden. Dazu wird die Wärmeenergie an eine Wärmesenke abgegeben, bei der es sich um einen Kühlkörper handeln kann, oder um eine Umgebung, beispielsweise eine Umgebungsluft. Ein Wärmepfad läuft also von einer Wärmequelle, beispielsweise der LED zu der Wärmesenke. Dazwischenliegende Bauteile oder Schichten, beispielsweise Lacke, stellen, beispielsweise aufgrund ihrer Form und/oder ihres Werkstoffs, thermische Widerstände dar.Light-emitting diodes (LEDs) emit high thermal energy during operation due to their high performance in a compact installation space. In order to protect LEDs against overheating and thus not to destroy them during operation, the heat generated must be effectively dissipated. For this purpose, the thermal energy is delivered to a heat sink, which can be a heat sink, or an environment, for example an ambient air. A heat path therefore runs from a heat source, for example the LED to the heat sink. Intermediate components or layers, for example paints, represent thermal resistances, for example due to their shape and / or their material.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine kostengünstige und einfach ausgestaltete Leuchte mit optimierter Wärmeabfuhr bereitzustellen, sowie einen kostengünstigen und einfach ausgestalteten Scheinwerfer mit optimierter Wärmeabfuhr.The object of the present invention is to provide an inexpensive and simply designed luminaire with optimized heat dissipation, and an inexpensive and simply designed headlight with optimized heat dissipation.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Leuchte gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 und einen Scheinwerfer gemäß den Merkmalen des Anspruchs 13.This object is achieved by a lamp according to the features of claim 1 and a headlight according to the features of claim 13.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.Particularly advantageous configurations can be found in the dependent claims.

Erfindungsgemäß ist eine Leuchte vorgesehen. Diese kann zumindest eine Leiterplatte aufweisen. Die Leiterplatte kann eine Befestigungsseite und eine Rückseite aufweisen. Dabei kann zumindest eine Lichtquelle auf der Befestigungsseite befestigt sein. Auf der, von der Befestigungsseite wegweisenden Rückseite der Leiterplatte kann abschnittsweise Lötstopplack aufgebracht sein. Mit anderen Worten kann die Rückseite der Leiterplatte zumindest abschnittsweise mit einer Schicht aus Lötstopplack bedeckt sein. Lötstopplacke sind üblicherweise aus Epoxidharzen, denen gegebenenfalls weitere Zusatzstoffe beigemischt sind, wie beispielsweise einem Härter, hergestellt und bilden einen duroplastischen Kunststoff aus.According to the invention, a lamp is provided. This can have at least one printed circuit board. The circuit board can have a fastening side and a rear side. At least one light source can be fastened on the fastening side. Solder resist can be applied in sections on the back of the printed circuit board pointing away from the fastening side. In other words, the back of the circuit board can be covered at least in sections with a layer of solder resist. Solder resists are usually made from epoxy resins, to which other additives, such as a hardener, may be added, and form a thermosetting plastic.

Diese Lösung hat den Vorteil, dass durch den Lötstopplack ein hoher Schutz vor Korrosion, sowie gegen Durchschlag, gewährleistet sein kann, während an Stellen, die nicht von Lötstopplack bedeckt sind, eine optimierte Wärmeabfuhr, beispielsweise weg von der Lichtquelle, gewährleistet ist. Dies ist möglich, da eine Wärmeabfuhr an diesen Stellen nicht durch eine thermische Sperrschicht beziehungsweise einen thermischen Widerstand des Lötstopplacks beeinträchtigt wird. Somit kann die Lichtquelle vorzugsweise verbessert gekühlt sein, wodurch sich eine Lebensdauer und/oder eine Leistung der Lichtquelle erhöhen können. Ein bei vergleichbaren Leuchten bisherig entstehender Wärmepfad oder Widerstandsstrang, der beispielsweise von der Lichtquelle, über einen möglichen Klebstoff für die Lichtquelle, über die Leiterplatte, über den Lötstopplack, über einen möglichen Klebstoff für einen möglichen Kühlkörper an den möglichen Kühlkörper reicht, kann somit um den Lötstopplack zumindest teilweise verringert werden. Im Betrieb der Leuchte können dadurch vorteilhafterweise Betriebstemperaturen für die zumindest eine Lichtquelle gesenkt werden, wodurch eine Effizienz und eine Lebensdauer der Lichtquelle erhöht werden kann.This solution has the advantage that a high level of protection against corrosion and against breakdown can be ensured by the solder mask, while optimized heat dissipation, for example away from the light source, is guaranteed in places that are not covered by solder mask. This is possible because heat dissipation at these points is not impaired by a thermal barrier layer or a thermal resistance of the solder mask. The light source can thus preferably be cooled in an improved manner, as a result of which a service life and / or an output of the light source can be increased. A heat path or resistance strand that has previously been created in comparable luminaires, which extends, for example, from the light source, via a possible adhesive for the light source, via the printed circuit board, via the solder mask, via a possible adhesive for a possible heat sink to the possible heat sink, can thus be avoided by the Solder mask is at least partially reduced. During operation of the luminaire, operating temperatures for the at least one light source can advantageously be reduced, as a result of which an efficiency and a service life of the light source can be increased.

Vorzugsweise kann der Lötstopplack derart aufgebracht sein, dass die Rückseite der Leiterplatte zumindest einen Wärmeableitflächenabschnitt hat, an dem kein Lötstopplack aufgebracht ist. Somit kann vorteilhafterweise im Bereich des Wärmeableitflächenabschnitts eine verbesserte Wärmeabfuhr ermöglicht sein, da dort der als thermische Sperrschicht fungierende Lötstopplack entfällt. Ein eingesparter thermischer Widerstand kann dabei, insbesondere etwa, 2,5 K/W betragen.The solder resist can preferably be applied in such a way that the back of the printed circuit board has at least one heat dissipation surface section to which no solder resist is applied. Improved heat dissipation can thus advantageously be made possible in the area of the heat dissipation surface section, since there the soldering resist acting as a thermal barrier layer is eliminated. A saved thermal resistance can be, in particular, approximately 2.5 K / W.

Der Wärmeableitflächenabschnitt kann dabei vorzugsweise an der Position der zumindest einen Lichtquelle vorgesehen sein. Somit kann eine optimierte Wärmeabfuhr von der Lichtquelle ermöglicht sein. Dabei ist der Wärmeableitflächenabschnitt vorteilhafterweise an einer Rückseite der Leiterplatte an der Position, an der auf der Befestigungsseite der Leiterplatte die zumindest eine Lichtquelle angeordnet ist, angeordnet.The heat dissipation surface section can preferably be provided at the position of the at least one light source. Optimized heat dissipation from the light source can thus be made possible. The heat dissipation surface section is advantageously arranged on a rear side of the circuit board at the position at which the at least one light source is arranged on the fastening side of the circuit board.

Der Wärmeableitflächenabschnitt oder ein weiterer Wärmeableitflächenabschnitt kann zusätzlich an einer Position eines Lastpunkts oder eines Hotspots der Elektronik vorgesehen sein. Ein solcher Lastpunkt kann beispielsweise durch eine weitere Abwärme, beispielsweise eines weiteren elektronischen Bauteils, erzeugt sein. Ist bei dem Lastpunkt ein Wärmeableitflächenabschnitt vorgesehen, kann eine Wärmeabfuhr von dem Lastpunkt verbessert sein. Dabei ist der Wärmeableitflächenabschnitt vorteilhafterweise an einer Rückseite der Leiterplatte an der Position, an der auf der Befestigungsseite der Leiterplatte der Lastpunkt angeordnet ist, angeordnet. Mit anderen Worten kann ein Bereich des Lötstopplacks unter relevanten Flächen oder Hotspots, beispielsweise der Lichtquelle, freigelassen werden.The heat dissipation section or a further heat dissipation section can additionally be provided at a position of a load point or a hotspot of the electronics. Such a load point can be generated, for example, by a further waste heat, for example a further electronic component. If a heat dissipation surface section is provided at the load point, heat dissipation from the load point can be improved. The heat dissipation surface section is advantageously on a rear side of the circuit board at the position at which on the fastening side of the circuit board is the load point is arranged, arranged. In other words, an area of the solder resist under relevant areas or hotspots, for example the light source, can be left free.

Der Wärmeableitflächenabschnitt kann dabei derart vorgesehen sein, dass er zumindest eine Größe einer jeweiligen Anlagefläche der LED oder des Bauteils auf der Befestigungsseite aufweist.The heat dissipation surface section can be provided such that it has at least one size of a respective contact surface of the LED or the component on the fastening side.

Der Lötstopplack kann die Leiterplatte, insbesondere auf deren Rückseite, nahezu vollständig, mit Ausnahme des zumindest einen Wärmeableitflächenabschnitts, bedecken. Mit anderen Worten kann an für die Wärmeabfuhr weniger relevanten Stellen Lötstopplack aufgebracht werden. Dadurch kann vorteilhafterweise eine Erhöhung einer Durchschlagfestigkeit der Leiterplatte und/oder ein Schutz der Leiterplatte vor Korrosion durch den Lötstopplack gewährleistet sein. Durch den Wärmeableitflächenabschnitt kann aber gleichzeitig die Wärmeabfuhr optimiert sein.The solder resist can cover the printed circuit board, in particular on its rear side, almost completely, with the exception of the at least one heat dissipation surface section. In other words, solder mask can be applied at points that are less relevant for heat dissipation. This can advantageously ensure an increase in the dielectric strength of the circuit board and / or protection of the circuit board against corrosion by the solder resist. However, the heat dissipation can be optimized at the same time by the heat dissipation surface section.

Die Lichtquelle kann beispielsweise ausgebildet sein als: eine Glühlampe; eine Halogenlampe, eine Halogen-Retrofit-LED-Lampe, eine LED-Lampe für Fahrzeuganwendungen, so wie die OSRAM XLS LED Lampe (wie sie beispielsweise in der DE 20 2014 002 809 U1 beschrieben ist); eine Licht emittierende Diode (LED); eine pixelierte LED (wie beispielsweise der OSRAM EVIYOS-COB-Matrix-Lichtquelle) oder allgemein ein Halbleiter-Leuchtmittel mit Matrixanordnungen; ein Laser (wie beispielsweise ein nach dem Prinzip Laser Activated Remote Phosphor (LARP) arbeitendes System (Hinweis: der Begriff Phosphor ist umfasst fachsprachlich auch Phosphor-freie Leuchtstoffe)); eine IR-Strahlungsquelle, insbesondere eine IR-Laserdiode; oder eine andere eine elektromagnetische Strahlung in und/oder teilweise in und/oder nahe bei und/oder teilweise nahe bei dem sichtbaren Bereich abgebende, wiedergebende und/oder erzeugende Vorrichtung sein. Unter einer Licht emittierenden Diode sollen insbesondere eine LED mit einem nachgelagerten Leuchtstoff zur teilweisen Umwandlung von Primärlicht (Emissionslicht der LED) in Sekundärlicht (Konversionslicht des Leuchtstoffs); eine warmweißes Licht emittierende LED; eine kaltweißes Licht emittierende LED; eine LED, welche in Vollkonversion betrieben wird; eine LED ohne einen nachgelagerten Leuchtstoff; eine pixelierte LED-Matrixanordnung; eine organische LED (OLED) und/oder dergleichen verstanden werden. Bevorzugt emittieren die LEDs weißes Licht im genormten ECE-Weißfeld der Automobilindustrie, beispielsweise realisiert durch einen blauen Emitter und einen gelb/grünen Konverter. Dadurch kann die Lichtquelle beispielsweise für eine Zusatzlichtfunktion bei einem Fahrzeug, wie für eine Nebellichtfunktion, eine Tagfahrlichtfunktion, eine Abblendlichtfunktion, eine Fernlichtfunktion oder eine ähnliche Funktion vorgesehen sein.The light source can be configured, for example, as: an incandescent lamp; a halogen lamp, a halogen retrofit LED lamp, an LED lamp for vehicle applications, such as the OSRAM XLS LED lamp (as described, for example, in the DE 20 2014 002 809 U1 is described); a light emitting diode (LED); a pixelated LED (such as the OSRAM EVIYOS COB matrix light source) or generally a semiconductor light source with matrix arrangements; a laser (such as a system based on the Laser Activated Remote Phosphor (LARP) principle (note: the term phosphorus also includes phosphorus-free phosphors)); an IR radiation source, in particular an IR laser diode; or another device which emits, reproduces and / or generates electromagnetic radiation in and / or partially in and / or close to and / or partially close to the visible region. Under a light-emitting diode, in particular an LED with a downstream phosphor should be used for the partial conversion of primary light (emission light of the LED) into secondary light (conversion light of the phosphor); a warm white light emitting LED; a cool white light emitting LED; an LED that is operated in full conversion; an LED without a downstream phosphor; a pixelated LED array; an organic LED (OLED) and / or the like can be understood. The LEDs preferably emit white light in the standardized ECE white field of the automotive industry, for example implemented by a blue emitter and a yellow / green converter. As a result, the light source can be provided, for example, for an additional light function in a vehicle, such as for a fog light function, a daytime running light function, a low beam function, a high beam function or a similar function.

Die Licht emittierende Diode (LED) oder Leuchtdiode kann in Form mindestens einer einzeln gehäusten LED oder in Form mindestens eines LED-Chips, der eine oder mehrere Leuchtdioden aufweist, oder in Form einer Mikro-LED oder einer Nano-LED (Smart Dust), vorliegen. Es können mehrere LED-Chips auf einem gemeinsamen Substrat („Submount“) montiert sein und eine LED bilden oder einzeln oder gemeinsam beispielsweise auf einer Platine (z.B. FR4, Metallkernplatine, etc.) befestigt sein („CoB“ = Chip on Board). Die mindestens eine LED kann mit mindestens einer eigenen und/oder einer gemeinsamen Optik zur Strahlführung ausgerüstet sein, beispielsweise mit mindestens einer Fresnel-Linse oder mit einem Kollimator. Anstelle oder zusätzlich zu anorganischen LEDs, beispielsweise auf Basis von AlInGaN oder InGaN oder AlInGaP, sind allgemein auch organische LEDs (OLEDs, beispielsweise Polymer-OLEDs) einsetzbar. Die LED-Chips können direkt emittierend sein oder einen vorgelagerten Leuchtstoff aufweisen. Alternativ kann die lichtemittierende Komponente eine Laserdiode oder eine Laserdiodenanordnung sein. Denkbar ist auch eine OLED-Leuchtschicht oder mehrere OLED-Leuchtschichten oder einen OLED-Leuchtbereich vorzusehen. Die Emissionswellenlängen der lichtemittierenden Komponenten können im ultravioletten, sichtbaren oder infraroten Spektralbereich liegen. Die lichtemittierenden Komponenten können zusätzlich mit einem eigenen Konverter ausgestattet sein. Die LED-Chips können weißes Licht im genormten ECE-Weißfeld der Automobilindustrie emittieren, beispielsweise realisiert durch einen blauen Emitter und einen gelb/grünen Konverter.The light-emitting diode (LED) or light-emitting diode can be in the form of at least one individually packaged LED or in the form of at least one LED chip which has one or more light-emitting diodes, or in the form of a micro-LED or a nano-LED (smart dust), available. Several LED chips can be mounted on a common substrate ("submount") and form an LED or can be attached individually or together, for example on a circuit board (e.g. FR4, metal core board, etc.) ("CoB" = chip on board). The at least one LED can be equipped with at least one of its own and / or common optics for beam guidance, for example with at least one Fresnel lens or with a collimator. Instead of or in addition to inorganic LEDs, for example based on AlInGaN or InGaN or AlInGaP, organic LEDs (OLEDs, for example polymer OLEDs) can generally also be used. The LED chips can be directly emitting or have an upstream phosphor. Alternatively, the light-emitting component can be a laser diode or a laser diode arrangement. It is also conceivable to provide an OLED luminescent layer or a plurality of OLED luminescent layers or an OLED luminescent area. The emission wavelengths of the light-emitting components can be in the ultraviolet, visible or infrared spectral range. The light-emitting components can also be equipped with their own converter. The LED chips can emit white light in the standardized ECE white field of the automotive industry, for example implemented by a blue emitter and a yellow / green converter.

Die Lichtquelle kann bevorzugt über einen Klebstoff auf der Leiterplatte befestigt sein. Dadurch kann die Lichtquelle vorteilhafterweise auf fertigungstechnisch besonders einfache Weise und kostengünstig auf der Leiterplatte montierbar sein. Es ist beispielsweise auch möglich, dass die Lichtquelle auf die Leiterplatte gelötet ist. Weiterhin ist es möglich, dass die Lichtquelle kraft- und/oder formschlüssig mit der Leiterplatte verbunden ist.The light source can preferably be attached to the circuit board by means of an adhesive. As a result, the light source can advantageously be mounted on the printed circuit board in a manner which is particularly simple in terms of production technology and inexpensively. For example, it is also possible for the light source to be soldered onto the printed circuit board. Furthermore, it is possible for the light source to be connected to the printed circuit board in a non-positive and / or positive manner.

Besonders bevorzugt kann bei dem zumindest einen Wärmeableitflächenabschnitt ein Kühlkörper vorgesehen sein, durch welchen eine Abwärme, insbesondere die Abwärme der Lichtquelle, aufgenommen und beispielsweise an eine Umgebung, abgegeben werden kann. Ist der Kühlkörper mit dem zumindest einen Wärmeableitflächenabschnitt thermisch kontaktiert, ist eine Wärmeabfuhr über den Kühlkörper nicht durch eine thermische Sperrschicht des Lötstopplacks beeinträchtigt. Eine thermische Kontaktierung des Kühlkörpers ist jedoch nicht ausschließlich auf einen Wärmeableitflächenabschnitt beschränkt. Auch Bereiche, an denen Lötstopplack angebracht sein kann, können zusätzlich mit dem Kühlkörper thermisch kontaktiert sein. Dadurch ist vorteilhafterweise eine Wärmeabfuhr einfach und kostengünstig realisierbar.Particularly preferably, a heat sink can be provided in the at least one heat dissipation surface section, through which a waste heat, in particular the waste heat of the light source, can be absorbed and released, for example, to an environment. If the heat sink is in thermal contact with the at least one heat dissipation surface section, heat dissipation via the heat sink is not impaired by a thermal barrier layer of the solder mask. Thermal contacting of the heat sink however, it is not limited to only one heat dissipation section. Areas where solder resist can be attached can also be thermally contacted with the heat sink. This advantageously enables heat to be dissipated easily and inexpensively.

Der zumindest eine Kühlkörper, beispielsweise ein Kupferkühlkörper oder eine Heat-Pipe, kann vorzugsweise über Klebstoff an der Leiterplatte befestigt sein. Dadurch ist vorteilhafterweise eine besonders einfache und kostengünstige Montage des Kühlkörpers auf der Leiterplatte ermöglicht. Der Klebstoff kann beispielsweise als Keramikklebstoff ausgebildet sein. Es ist weiterhin möglich, dass zwischen dem Kühlkörper und der Leiterplatte noch weitere Bauteile angeordnet sind. Denkbar ist auch, dass der Klebstoff im Bereich des Lötstopplacks vorgesehen ist und der zumindest eine Wärmeableitflächenabschnitt zumindest teilweise oder im Wesentlichen vollständig oder vollständig klebstofffrei ist. Hierdurch kann dann im Bereich des Wärmeableitflächenabschnitts die Wärme ungehindert in den Kühlkörper fließen.The at least one heat sink, for example a copper heat sink or a heat pipe, can preferably be attached to the printed circuit board using adhesive. This advantageously enables a particularly simple and inexpensive assembly of the heat sink on the circuit board. The adhesive can be designed, for example, as a ceramic adhesive. It is also possible for further components to be arranged between the heat sink and the printed circuit board. It is also conceivable that the adhesive is provided in the area of the solder resist and the at least one heat dissipation surface section is at least partially or essentially completely or completely free of adhesive. As a result, the heat can then flow freely into the heat sink in the region of the heat dissipation surface section.

Zusätzlich zu der zumindest einen Lichtquelle kann zumindest ein weiteres wärmeabstrahlende Bauteil vorgesehen sein. Dieses Bauteil kann vorzugsweise ebenso auf der Leiterplatte, insbesondere auf der Befestigungsseite der Leiterplatte, befestigt sein. Das Bauteil kann beispielsweise ein Transistor und/oder ein elektrischer Widerstand sein. Es ist auch möglich, dass als Bauteil ein thermisches und/oder ein elektronisches Via vorgesehen ist, welches dann vorteilhafterweise durchgehend durch die Leiterplatte ausgebildet ist. Ein Via kann dabei beispielsweise eine Durchkontaktierung, also eine Bohrung sein, welche beispielsweise durch einen Kupfermantel, ähnlich einer hochleitenden Hülse, Wärme mit einem hohen Leitwert von einer Seite der Leiterplatte zur anderen transportieren kann. Mit anderen Worten kann eine thermische Leistung der Lichtquelle durch das Via durch die Leiterplatte hindurch geleitet werden. Wenn die Leiterplatte mehrere Schichten aufweist, ist es vorteilhafterweise, wenn das thermische Via alle Schichten durchdringt.In addition to the at least one light source, at least one further heat-emitting component can be provided. This component can preferably also be fastened on the printed circuit board, in particular on the fastening side of the printed circuit board. The component can be, for example, a transistor and / or an electrical resistor. It is also possible that a thermal and / or an electronic via is provided as a component, which is then advantageously formed continuously through the printed circuit board. In this case, a via can be, for example, a plated-through hole, that is to say a bore, which can transport heat with a high conductivity from one side of the printed circuit board to the other, for example through a copper jacket, similar to a highly conductive sleeve. In other words, thermal power of the light source can be conducted through the via through the circuit board. If the printed circuit board has several layers, it is advantageous if the thermal via penetrates all layers.

Bevorzugt kann für jedes Bauteil oder für einen Teil der Bauteile, welches/welche auf der Leiterplatte, insbesondere auf der Befestigungsseite der Leiterplatte, angeordnet ist/sind, auf der Rückseite der Leiterplatte ein jeweiliger Wärmeableitflächenabschnitt vorgesehen sein, an welchem kein Lötstopplack aufgebracht ist. Dadurch kann vorteilhafterweise über den jeweiligen Wärmeableitflächenabschnitt eine verbesserte Wärmeabfuhr von einem jeweiligen Bauteil ermöglicht sein.For each component or for a part of the components which is / are arranged on the printed circuit board, in particular on the fastening side of the printed circuit board, a respective heat dissipation surface section can be provided on the back of the printed circuit board, to which no solder resist is applied. As a result, improved heat dissipation from a respective component can advantageously be made possible via the respective heat dissipation surface section.

Eine Wärmeabfuhr kann dann beispielsweise Abwärme von der Lichtquelle und/oder von dem weiteren Bauteil über den entsprechenden Klebstoff für die Lichtquelle beziehungsweise das Bauteil über die Leiterplatte über einen Klebstoff für den Kühlkörper an den Kühlkörper erfolgen. Der Kühlkörper kann die Abwärme dann vorteilhafterweise beispielsweise an die Umgebung, beispielsweise die Umgebungsluft, abgeben. Zwischen der Leiterplatte und dem Klebstoff für den Kühlkörper kann also vorteilhafterweise die thermische Sperrschicht des Lötstopplacks entfallen.Heat can then be dissipated, for example, from the light source and / or from the further component via the corresponding adhesive for the light source or the component via the printed circuit board via an adhesive for the heat sink to the heat sink. The heat sink can then advantageously give off the waste heat, for example to the environment, for example the ambient air. Between the circuit board and the adhesive for the heat sink, the thermal barrier layer of the solder resist can advantageously be eliminated.

Erfindungsgemäß ist weiterhin ein Scheinwerfer mit der Leuchte gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Aspekte vorgesehen. Der Scheinwerfer wird vorzugsweise bei einem Fahrzeug eingesetzt. Das Fahrzeug kann ein Luftfahrzeug oder ein wassergebundenes Fahrzeug oder ein landgebundenes Fahrzeug sein. Das landgebundene Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug oder ein Schienenfahrzeug oder ein Fahrrad sein. Besonders bevorzugt ist das Fahrzeug ein Lastkraftwagen oder ein Personenkraftwagen oder ein Kraftrad. Das Fahrzeug kann des Weiteren als nichtautonomes oder teil-autonomes oder autonomes Fahrzeug ausgestaltet sein. Wird der Scheinwerfer für ein Fahrzeug eingesetzt, so handelt es sich dann bei diesem vorzugsweise um einen Frontscheinwerfer. Weitere Anwendungsbereiche für den Scheinwerfer können Effektlichtbeleuchtungen, Entertainmentbeleuchtungen, Architainmentbeleuchtungen, Allgemeinbeleuchtungen, medizinische und therapeutische Beleuchtungen oder Beleuchtungen für den Gartenbau (Horticulture) sein.According to the invention, a headlight with the light according to one or more of the preceding aspects is also provided. The headlight is preferably used in a vehicle. The vehicle can be an aircraft or a waterborne vehicle or a landborne vehicle. The land vehicle can be a motor vehicle or a rail vehicle or a bicycle. The vehicle is particularly preferably a truck or a passenger car or a motorcycle. The vehicle can also be configured as a non-autonomous or semi-autonomous or autonomous vehicle. If the headlight is used for a vehicle, then this is preferably a headlight. Further areas of application for the headlights can be effect lighting, entertainment lighting, architectural lighting, general lighting, medical and therapeutic lighting or lighting for horticulture (horticulture).

Im Folgenden soll die Erfindung anhand von einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die Figuren zeigen:

  • 1 in einer perspektivischen Ansicht eine Leuchte gemäß dem einzigen Ausführungsbeispiel,
  • 2 in einer perspektivischen Ansicht eine Leiterplatte mit einer Befestigungsseite,
  • 3 in einer perspektivischen Ansicht eine Rückseite der Leiterplatte,
  • 4 in einer schematischen Ansicht die Rückseite der Leiterplatte,
  • 5 in einer schematischen Ansicht eine Temperaturverteilung auf der Befestigungsseite der Leiterplatte,
  • 6 in einer schematischen Ansicht eine Temperaturverteilung auf der Rückseite der Leiterplatte, und
  • 7 in einer schematischen Ansicht eine Wärmestromdichteverteilung auf der Rückseite der Leiterplatte.
The invention is to be explained in more detail below on the basis of an exemplary embodiment. The figures show:
  • 1 a perspective view of a lamp according to the single embodiment,
  • 2nd a perspective view of a circuit board with a mounting side,
  • 3rd a rear view of the circuit board in a perspective view,
  • 4th the rear of the circuit board in a schematic view,
  • 5 a schematic view of a temperature distribution on the mounting side of the circuit board,
  • 6 in a schematic view a temperature distribution on the back of the circuit board, and
  • 7 a schematic view of a heat flow density distribution on the back of the circuit board.

1 zeigt eine Leuchte 1. Eine ähnliche Leuchte ist beispielsweise in der DE 20 2014 002 809 Ul gezeigt. Die Leuchte 1 ist beispielsweise als XLS-Leuchte ausgestaltet. Diese hat eine Leiterplatte 2, auf der drei Lichtquellen 4, die als Licht emittierende Dioden (LED) ausgestaltet sind, befestigt sind. Über Leitungen 6, beispielsweise Kupferleitungen, (der Einfachheit halber nur an einer Stelle mit einem Bezugszeichen versehen) sind die Lichtquellen 4 und weitere Lötpads 7 elektronischer Komponenten oder Bauteile (der Einfachheit halber ist nur ein Lötpad 7 mit einem Bezugszeichen versehen) oder Bauteile oder elektronische Komponenten elektrisch kontaktierbar. Die Lichtquellen 4 sind an einer Befestigungsseite 8 der Leiterplatte 2 befestigt, beispielsweise mittels Klebstoff. Es ist möglich, dass auf der Befestigungsseite 8 zumindest teilweise oder vollständig Lötstopplack (nicht gezeigt) aufgetragen ist, beispielsweise um die elektronischen Leitungen 6 zu schützen. Auf einer, der Befestigungsseite 8 abgewandten Rückseite (in 1 nicht zu sehen; siehe auch 3) der Leiterplatte 2 ist die Leiterplatte 2 an einem Sockel 10 für ein Gehäuse mit einem Kühlkörper 12 montiert. Vorzugsweise ist die Leuchte 1 Teil eines Scheinwerfers 14, der schematisch anhand einer Strichlinie dargestellt ist. 1 shows a lamp 1 . A similar lamp is for example in the DE 20 2014 002 809 Ul shown. The lamp 1 is designed as an XLS light, for example. This has a circuit board 2nd on which three light sources 4th , which are designed as light-emitting diodes (LED), are attached. Via lines 6 , for example copper lines (for the sake of simplicity only provided with a reference number in one place) are the light sources 4th and other solder pads 7 electronic components or components (for the sake of simplicity is only a solder pad 7 provided with a reference symbol) or components or electronic components electrically contactable. The light sources 4th are on an attachment side 8th the circuit board 2nd attached, for example with adhesive. It is possible that on the mounting side 8th at least partially or completely solder mask (not shown) is applied, for example around the electronic lines 6 to protect. On one, the mounting side 8th facing back (in 1 not to be seen; see also 3rd ) the circuit board 2nd is the circuit board 2nd on a base 10th for a housing with a heat sink 12th assembled. The lamp is preferably 1 Part of a headlamp 14 , which is shown schematically using a dashed line.

2 zeigt die Befestigungsseite 8 der Leiterplatte 2 aus 1 im Detail. Zu sehen sind die drei Lichtquellen 4, sowie die Leitungen 6 und die weiteren Lötpads 7 elektronischer Komponenten. 2nd shows the mounting side 8th the circuit board 2nd out 1 in detail. You can see the three light sources 4th , as well as the lines 6 and the other solder pads 7 electronic components.

3 zeigt eine Rückseite 16 der Leiterplatte 2, welche auf der, der Befestigungsseite 8 (in 3 nicht gezeigt; siehe auch 1 und 2) abgewandten Seite der Leiterplatte 2 angeordnet ist. Die Rückseite 16 ist bis auf einen Wärmeableitflächenabschnitt 18 und zwei weitere Abschnitte 20, 22 mit Lötstopplack 24 bedeckt. Die Abschnitte 20 und 22 sind bevorzugt für eine elektrische Kontaktierung vorgesehen. An dieser Stelle können beispielsweise bei einer XLS-Leuchte ein Pin mit der Leiterplatte 2 verlötet sein. Sie können alternativ oder zusätzlich zu dem Wärmeableitflächenabschnitt 18 auch zur Wärmeableitung vorgesehen sein. Der Wärmeableitflächenabschnitt 18 weist eine insbesondere kreisförmige Fläche und einen zusätzlichen Abschnitt auf. Dieser erstreckt sich etwa trapezförmig weg von dem teilkreisförmigen Abschnitt. Der Wärmeableitflächenabschnitt 18 ist etwa in der Mitte der kreisförmigen Leiterplatte 2 an der Position angeordnet, an welcher auf der Befestigungsseite 8, siehe 2, die Lichtquellen 4 angeordnet sind, um eine optimierte Wärmeabfuhr davon zu ermöglichen. Die weiteren Wärmeableitflächenabschnitte 20 und 22 umgeben jeweils eine Durchgangsöffnung 26 und 28. Diese können beispielsweise für einen Stromanschluss dienen. Es ist auch möglich, dass die Durchgangsöffnungen 26 und 28 als thermisches Via dienen und somit thermische Energie von einer Seite der Leiterplatte 2, beispielsweise der Befestigungsseite 8, zu der anderen Seite, beispielsweise der Rückseite 16, siehe 2, leiten. Zu sehen ist, dass der Lötstopplack 24 über einer Kupferleitung 6 oder Leitung ausgespart ist. Das ist vorteilhafterweise da durch diese besonders gut Wärme über den Wärmeableitflächenabschnitt 18 beispielsweise an den Kühlkörper 12 (siehe 1) abgegeben werden kann. 3rd shows a back 16 the circuit board 2nd which on the, the mounting side 8th (in 3rd Not shown; see also 1 and 2nd ) facing away from the circuit board 2nd is arranged. The backside 16 except for a heat dissipation section 18th and two other sections 20th , 22 with solder mask 24th covered. The sections 20th and 22 are preferably provided for electrical contacting. At this point, for example, an XLS light can have a pin with the circuit board 2nd be soldered. They can alternatively or in addition to the heat dissipation section 18th also be provided for heat dissipation. The heat dissipation section 18th has a particularly circular surface and an additional section. This extends approximately trapezoidally away from the part-circular section. The heat dissipation section 18th is approximately in the middle of the circular circuit board 2nd located at the position on the mounting side 8th , please refer 2nd , the light sources 4th are arranged to enable an optimized heat dissipation thereof. The other heat dissipation sections 20th and 22 each surround a through opening 26 and 28 . These can be used for a power connection, for example. It is also possible that the through openings 26 and 28 serve as a thermal via and thus thermal energy from one side of the circuit board 2nd , for example the mounting side 8th , to the other side, for example the back 16 , please refer 2nd , conduct. You can see that the solder mask 24th over a copper pipe 6 or line is recessed. This is advantageously because it provides particularly good heat through the heat dissipation section 18th for example to the heat sink 12th (please refer 1 ) can be delivered.

4 zeigt schematisch die Rückseite 16 Leiterplatte 2. Zu sehen ist der Wärmeableitflächenabschnitt 18, sowie die Abschnitte 20, 22, sowie weitere Freilassungen 32 im Lötstopplack (der Einfachheit halber ist nur eine Freilassung 32 mit einem Bezugszeichen versehen). Diese Freilassungen 32 können beispielsweise als Testpunkt dienen. Beispielsweise sich die Freilassungen 32 bei einem thermischen Via befinden, können diese auch als Wärmeableitflächenabschnitt vorgesehen sein. Diese können beispielsweise an der jeweiligen Position der weiteren Bauteilen oder der Lötpads 7 elektronischer Komponenten, siehe 1, welche auf der Befestigungsseite 8 der Leiterplatte 2 befestigt sind, vorgesehen sein, um eine Wärmeabfuhr von diesen nicht durch Lötstopplack zu behindern. 4th schematically shows the back 16 Circuit board 2nd . You can see the heat dissipation section 18th , as well as the sections 20th , 22 , as well as other releases 32 in the solder mask (for the sake of simplicity, only one release 32 provided with a reference number). These releases 32 can serve as a test point, for example. For example, the releases 32 are in a thermal via, they can also be provided as a heat dissipation section. These can, for example, at the respective position of the other components or the solder pads 7 electronic components, see 1 which on the mounting side 8th the circuit board 2nd are attached, be provided so as not to hinder heat dissipation from them by solder mask.

5 zeigt eine Festkörpertemperatur der Befestigungsseite 8 der Leiterplatte 2 mit den Bauteilen 4. Zu sehen ist, dass die Bauteile 4 eine deutlich höhere Temperatur aufweisen, als der Großteil der restlichen Leiterplatte 4. Ein Bereich 34 um die Bauteile 4 weist zudem erhöhte Temperatur auf. In einem Bereich 36, welcher ebenfalls eine im Vergleich zur Umgebung erhöhte Temperatur aufweist, kann ein weiteres Bauteil oder ein Lötpad 7 einer elektronischen Komponente, siehe 1, vorgesehen sein. 5 shows a solid body temperature of the mounting side 8th the circuit board 2nd with the components 4th . It can be seen that the components 4th have a significantly higher temperature than most of the rest of the circuit board 4th . An area 34 around the components 4th also has elevated temperature. In one area 36 , which also has a higher temperature than the environment, can be a further component or a solder pad 7 an electronic component, see 1 , be provided.

6 zeigt eine Festkörpertemperatur der Rückseite 16 der Leiterplatte 2. Zu sehen ist eine erhöhte Temperatur beispielsweise im Bereich der Bauteile 4, siehe 1, oder zusätzlicher Lötpads 7 elektronischer Komponenten. 6 shows a solid body temperature of the back 16 the circuit board 2nd . An elevated temperature can be seen, for example, in the area of the components 4th , please refer 1 , or additional solder pads 7 electronic components.

7 zeigt eine Wärmestromdichte auf einer Rückseite 16 der Leiterplatte 2. Zu sehen ist, dass die Wärmestromdichte in dem Bereich des Wärmeableitflächenabschnitts 18 deutlich erhöht ist, gegenüber den restlichen Bereichen der Leiterplatte 2, auf welchen Lötstopplack aufbracht ist. Weiterhin zu sehen sind kreisringförmige Vias 38 (der Einfachheit halber ist nur ein Via 38 mit einem Bezugszeichen versehen), welche eine erhöhte Wärmestromdichte im Vergleich zu ihrer direkten Umgebung aufweisen. 7 shows a heat flow density on a back 16 the circuit board 2nd . It can be seen that the heat flow density in the area of the heat dissipation section 18th is significantly increased compared to the remaining areas of the circuit board 2nd on which solder mask is applied. You can also see circular vias 38 (For the sake of simplicity, there is only one via 38 provided with a reference symbol), which have an increased heat flow density compared to their immediate surroundings.

Offenbart ist eine Leuchte mit einer Leiterplatte mit zumindest einer Lichtquelle, wobei die Rückseite der Leiterplatte zumindest abschnittsweise mit Lötstopplack bedeckt ist.A lamp is disclosed with a printed circuit board with at least one light source, the back of the printed circuit board being covered at least in sections with solder resist.

BezugszeichenlisteReference list

Leuchtelamp 11 LeiterplatteCircuit board 22nd LichtquelleLight source 44th Leitungmanagement 66 LötpadSolder pad 77 BefestigungsseiteMounting side 88th Sockelbase 1010th KühlkörperHeatsink 1212th ScheinwerferHeadlights 1414 Rückseiteback 1616 WärmeableitflächenabschnittHeat dissipation section 18,18, Abschnittsection 20, 2220, 22 LötstopplackSolder mask 2424th DurchgangsöffnungThrough opening 26, 2826, 28 Freilassungrelease 3232 BereichArea 34, 3634, 36 ViaVia 3838

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

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  • DE 202014002809 [0023]DE 202014002809 [0023]

Claims (11)

Leuchte mit einer Leiterplatte (2), wobei zumindest eine Lichtquelle (4) an einer Befestigungsseite (8) der Leiterplatte (2) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer von der Befestigungsseite (8) wegweisenden Rückseite (16) der Leiterplatte (2) ein Lötstopplack (24) abschnittsweise aufgebracht ist, und dass die Rückseite (16) zumindest einen Wärmeableitflächenabschnitt (18) hat, auf dem kein Lötstopplack (24) aufgebracht ist.Luminaire with a printed circuit board (2), at least one light source (4) being fastened to a fastening side (8) of the printed circuit board (2), characterized in that on a rear side (16) of the printed circuit board (2 ) a solder resist (24) is applied in sections, and that the rear side (16) has at least one heat dissipation surface section (18) on which no solder resist (24) is applied. Leuchte nach Anspruch 1, wobei der zumindest eine Wärmeableitflächenabschnitt (18) an einer Position der zumindest einen Lichtquelle (4) vorgesehen ist.Afterglow Claim 1 , wherein the at least one heat dissipation surface section (18) is provided at a position of the at least one light source (4). Leuchte nach Anspruch 1 oder 2, wobei zumindest ein weiteres elektronisches Bauteil (7) auf der Befestigungsseite (8) der Leiterplatte (2) vorgesehen ist, und der zumindest eine Wärmeableitflächenabschnitt (18) oder ein weiterer Wärmeableitflächenabschnitt (18) an einer Position eines Lastpunkts des weiteren Bauteils (7) vorgesehen ist.Afterglow Claim 1 or 2nd , at least one further electronic component (7) being provided on the fastening side (8) of the printed circuit board (2), and the at least one heat dissipation surface section (18) or a further heat dissipation surface section (18) at a position of a load point of the further component (7) is provided. Leuchte einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Lötstopplack (24) bis auf den zumindest einen Wärmeableitflächenabschnitt (18) oder mehrere Wärmeableitflächenabschnitte (18) die Rückseite (16) der Leiterplatte (2) vollständig bedeckt.Light up one of the Claims 1 to 3rd The solder mask (24) completely covers the rear (16) of the printed circuit board (2) except for the at least one heat dissipation surface section (18) or a plurality of heat dissipation surface sections (18). Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Lichtquelle (4) über einen Klebstoff an der Leiterplatte (2) befestigt ist.Light according to one of the Claims 1 to 4th , wherein the light source (4) is attached to the circuit board (2) by means of an adhesive. Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Kühlkörper (12) derart an der Leiterplatte (2) befestigt ist, dass er den Lötstopplack (24) und/oder den zumindest einen Wärmeableitflächenabschnitt (18) thermisch kontaktiert.Light according to one of the Claims 1 to 5 A heat sink (12) is fastened to the printed circuit board (2) in such a way that it thermally contacts the solder resist (24) and / or the at least one heat dissipation surface section (18). Leuchte nach dem Anspruch 6, wobei der Kühlkörper (12) über Klebstoff an der Leiterplatte (2) befestigt ist.Light after Claim 6 , wherein the heat sink (12) is attached to the circuit board (2) via adhesive. Leuchte nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei das weitere Bauteil (7) ein thermisches Via ist und/oder wobei das weitere Bauteil (7) oder ein weiteres Bauteil in Form eines Transistors vorgesehen ist und/oder wobei das weitere Bauteil (7) oder ein weiteres Bauteil in Form eines Widerstands vorgesehen ist.Light according to one of the Claims 3 to 7 , wherein the further component (7) is a thermal via and / or wherein the further component (7) or another component is provided in the form of a transistor and / or wherein the further component (7) or another component is in the form of a resistor is provided. Leuchte nach einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei für das weitere oder für zumindest einen Teil der weiteren Bauteile (7) oder für jedes weitere Bauteil (7) ein jeweiliger Wärmeableitflächenabschnitt (18) vorgesehen ist, an dem kein Lötstopplack (24) angebracht ist.Light according to one of the Claims 3 to 8th A heat dissipation surface section (18), to which no solder resist (24) is attached, is provided for the further or for at least some of the further components (7) or for each additional component (7). Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Lichtquelle (4) als Licht emittierende Diode (LED) ausgebildet ist.Light according to one of the Claims 1 to 9 , wherein the light source (4) is designed as a light-emitting diode (LED). Scheinwerfer mit einer Leuchte gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche.Headlamp with a lamp according to one or more of the preceding claims.
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