DE102020133315A1

DE102020133315A1 - Optoelektronische vorrichtung, leuchtanordnung und bestückungsgurt

Info

Publication number: DE102020133315A1
Application number: DE102020133315.3A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Frei
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2020-12-14
Filing date: 2020-12-14
Publication date: 2022-06-15
Also published as: US20240063355A1; CN116601781A; WO2022128820A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Vorrichtung mit einem gekapselten Gehäuse (50), das einen Abstrahlbereich (62) und einen integrierten Steuerchip (70) aufweist. Es ist wenigstens ein in den Abstrahlbereich integriertes optoelektronisches Bauelement (20) vorgesehen, das zu einer elektrischen Ansteuerung mit dem integrierten Steuerchip (70) gekoppelt ist. Eine Vielzahl von Kontaktbereichen auf wenigstens einer Seite des gekapselten Gehäuses (50) sind teilweise mit dem integrierten Steuerchip (70) elektrisch verbunden. Wenigstens ein erster und ein zweiter Kontaktbereich (52, 59, 52', 59') der Vielzahl von Kontaktbereichen sind mit dem integrierten Steuerchip elektrisch verbunden und ausgeführt, jeweils mit einem außerhalb des Gehäuses (50) angeordneten optoelektronischen Bauelement (30, 31) elektrisch verbunden zu werden. Eine erste Gruppe Kontaktbereiche (52, 59, 52', 59') ist zum Empfang von Steuersignalen an den integrierten Steuerchip (70) ausgeführt. Eine zweite Gruppe Kontaktbereiche (61, 53) weist wenigstens einen Kontaktbereich für einen Masseanschluss und einen Kontaktbereich zum Anschluss einer Versorgungsspannung zumindest für den integrierten Steuerchip auf.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine optoelektronische Vorrichtung sowie eine Leuchtanordnung mit einer derartigen Vorrichtung. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Bestückungsgurt.
Im Bereich Automotive aber auch für andere Bereiche werden für Leuchtdioden bzw. allgemeiner Leuchtanordnungen mit optoelektronischen Bauelementen und insbesondere Leuchtdioden verschiedene Funktionen benötigt. Beispielsweise werden für Blinker, Anzeigen aber auch für Leaving- und Coming Home-Funktionen sowie für adaptive Scheinwerfer einzeln ansteuerbare räumlich verteilte LEDs verwendet.
Durch selektives Ein- bzw. Ausschalten bei gleichzeitiger Möglichkeit, die Helligkeit einstellen zu können, wird eine hohe Flexibilität erreicht. Es lassen sich somit nicht nur verschiedene Formen oder Figuren abbilden, sondern auch eine Dynamik des Lichtbildes realisieren. Für die Bereitstellung einer derartigen Funktionalität gibt es verschiedene Möglichkeiten, wobei diese jeweils je nach Anwendungsgebiet variieren können. Beispielsweise können sogenannte Mehrkanaltreiber eingesetzt werden, bei der jedes optoelektronische Bauelement einzeln angesteuert wird. Ein bekanntes und auch altes Beispiel für einen solchen Mehrkanaltreiber wäre der 7447-Baustein der 74xx Serie aus den 60iger Jahren sowie deren Abwandlungen und die korrespondieren Schaltkreise auf CMOS Technologie.
Alternativ können auch ganze LED-Stränge benutzt werden, die in Reihe geschaltet sind, wobei jedes optoelektronische Bauelement parallel zu einem Schalter angeordnet ist, über den sich das optoelektronische Bauelement individuell ein- und ausschalten lässt. Nachteilig wäre in einem solchen Fall, dass sich abhängig von den „weggeschalteten“ Bauelementen der Spannungsabfall über die Reihe ändert, so dass zusätzliche Maßnahmen getroffen werden müssen, um Beschädigungen zu vermeiden. Ebenso gibt es bereit optoelektronische Bauelemente, die ihren Treiber integriert besitzen, so dass diese in einem geringen Umfang bereits programmierbar sind.
Zwar sind somit verschiedene Implementierungen bekannt, es besteht dennoch das Bedürfnis an weiteren Lösungen, die eine weiten Anwendungsbereich ermöglichen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Der Erfinder hat erkannt, dass die bisherigen Lösungen zwar verschiedene Anwendungsfälle abdecken, es jedoch in Anwendungen vor allem im Automotivbereich zu einem verhältnismäßig hohen Schaltungs- und Verdrahtungsaufwand z.B. in Form von Mehrlagenplatinen kommt. Gleichzeitig bedingen komplexere Beleuchtungslösungen einen erhöhten Programmieraufwand oder andere Implementierungen, so dass eine Skalierbarkeit gefährdet ist. Als Beispiel sei hier eine Rückleuchtleiste in Autos erwähnt, bei der eine Vielzahl von optoelektronischen Bauelementen angesteuert wird, um beispielsweise Lauflichter oder andere Figuren und Formen zu erzeugen.
Es wird nun eine optoelektronische Vorrichtung vorgeschlagen, die ein gekapseltes Gehäuse umfasst, wobei das Gehäuse einen Abstrahlbereich aufweist. In dem gekapselten Gehäuse ist ein Steuerchip integriert. In dem Abstrahlbereich ist wiederum zumindest ein optoelektronisches Bauelement angeordnet, das mit dem integrierten Steuerchip verbunden ist. Die Vorrichtung weist nun erfindungsgemäß eine Vielzahl von Kontaktbereichen auf wenigstens einer Seite des gekapselten Gehäuses auf, die zumindest teilweise mit dem integrierten Steuerchip elektrisch verbunden sind. Hierbei können in einer Ausgestaltung die Vielzahl von Kontaktbereichen auf einer von dem Abstrahlbereich abgewandten Seite angeordnet sein.
Wenigstens ein erster und ein zweiter Kontaktbereich der Vielzahl von Kontaktbereichen ist nun jeweils mit dem integrierten Steuerchip elektrisch verbunden. Der erste und der zweite Kontaktbereich ist ausgeführt, jeweils mit einem außerhalb des Gehäuses angeordneten optoelektronischen Bauelement elektrisch verbunden zu werden.
Weiterhin umfasst die Vielzahl von Kontaktbereichen der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine erste Gruppe Kontaktbereiche, die zum Empfang von Steuersignalen an den integrierten Steuerchip ausgeführt und mit diesem verbunden sind. Dabei kann vorgesehen sein, die Steuersignale über eine differentielle Steuersignalleitung zu führen, was in der ersten Gruppe jeweils zwei Kontaktbereiche pro differentielle Steuersignalleitung benötigt. Schließlich ist eine zweite Gruppe Kontaktbereiche der Vielzahl von Kontaktbereichen vorgesehen, wobei die zweite Gruppe wenigstens einen Kontaktbereich für einen Masseanschluss, und einen Kontaktbereich zum Anschluss einer Versorgungsspannung zumindest für den integrierten Steuerchip aufweist.
Nach dem vorgeschlagenen Prinzip wird somit eine Vorrichtung geschaffen, die die Vorteile einer „intelligenten“ Leuchtdiode mit einem Mehrkanaltreiber kombiniert. Zum einen umfasst die Vorrichtung somit wenigstens ein integriertes optoelektronisches Bauelement, wobei durch den ebenfalls integrierten Steuerchip eine selektive oder anderweitige „intelligente“ oder programmierbare Ansteuerung des optoelektronischen Bauelements gewährleistet ist. Zum anderen weist die Vorrichtung wenigstens zwei Anschlüsse auf, an denen weitere optoelektronische Bauelemente angeschlossen werden können, die durch den integrierten Steuerchip angesteuert werden können. Dieses Konzept erlaubt so eine flexible und skalierbare Anwendung, wobei sowohl die Anzahl der integrierten optoelektronischen Bauelemente als auch der extern ansteuerbaren optoelektronischen Bauelemente prinzipiell nicht beschränkt ist. Insbesondere lässt sich die Vorrichtung zur Bildung eine RGB-Pixels verwenden, wobei eine Farbe durch das integrierte optoelektronische Bauelement und die beiden anderen Farben durch die exten angeordneten optoelektronischen Bauelemente bereitgestellt werden.
Dadurch wird eine Master-Slave Anordnung geschaffen, wobei die Vorrichtung den „Master“ bildet, während extern verbundene optoelektronische Bauelemente oder andere an die ersten und zweiten Kontaktbereiche angeschlossenen Bauelemente die „Slaves“ bilden. Die Erfindung ist somit prinzipiell auch nicht auf die Verschaltung mit optoelektronischen Bauelementen beschränkt
Die Vorrichtung ist zudem mit einer ersten Gruppe Kontaktbereiche zur Zuführung von Programmier- oder Steuersignalen ausgebildet. Dadurch lassen sich auch komplexere Gebilde und Verschaltungen derartiger Vorrichtungen erzeugen. Beispielsweise können auf diese Weise mehrere derartige Vorrichtungen in einer sogenannten Daisy Chain Anordnung verschaltet werden.
Die Vorrichtung erlaubt es sehr flexibel und je nach Anwendung die Anoden- und Kathodenanschlüsse zu gestalten. In einer Ausführung weist die zweite Gruppe von Kontaktbereichen der Vielzahl von Kontaktbereichen einen Kontaktbereich auf, der elektrisch mit dem wenigstens einen optoelektronischen Bauelement verbunden ist, und insbesondere den Anodenanschluss für das wenigstens eine optoelektronische Bauelement bildet. Alternativ kann dies auch der Kathodenanschluss für das wenigstens eine (integrierte) optoelektronische Bauelement sein. In beiden Fällen ist der integrierte Steuerchip ausgeführt, den jeweils anderen Anschluss, der zu einem Kontaktbereich korrespondiert, mit dem wenigstens einen optoelektronischen Bauelement zu verbinden. Damit ist der Steuerchip ausgeführt, einen Strom durch das wenigstens eine optoelektronische Bauelement zu steuern. Mit anderen Worten kann der integrierte Steuerchip ausgestaltet sein, den Kontaktbereich zum Anschluss einer Versorgungsspannung mit dem in den Abstrahlbereich integrierten optoelektronischen Bauelement elektrisch zu verbinden und/oder der integrierte Steuerchip ist ausgestaltet, den Kontaktbereich für den Masseanschluss mit dem in den Abstrahlbereich integrierten optoelektronischen Bauelement elektrisch zu verbinden.
In einer Ausgestaltung ist der integrierte Steuerchip ausgeführt, den wenigstens einen Kontaktbereich für den Masseanschluss mit dem wenigstens einen ersten und einen zweiten Kontaktbereich elektrisch zu verbinden. Auf diese Weise wird ein gemeinsamer Masseanschluss für alle optoelektronischen Bauelemente geschaffen, die zum einen integriert als auch an den ersten und einen zweiten Kontaktbereich angeschlossen sind. In einer weiteren Ausführung ist der integrierte Steuerchip ausgestaltet, den Kontaktbereich zum Anschluss einer Versorgungsspannung mit dem wenigstens einen ersten und einen zweiten Kontaktbereich elektrisch zu verbinden.
Wie oben bereits erwähnt ist die Anzahl der ersten und zweiten Kontaktbereiche nicht beschränkt. Die Vorrichtung kann somit mehrere solche durch den integrierten Steuerchip kontrollierbare Kontaktbereiche umfassen. Ein „kontrollierbarer“ oder „steuerbarer“ Kontaktbereich bedeutet in diesem Fall, dass der Steuerchip ausgestaltet ist, einen durch den Kontaktbereich fließenden Strom zu regeln oder einzustellen.
In einem Aspekt umfasst die Vorrichtung oder alternativ auch der integrierte Steuerchip zumindest drei einstellbare Stromquellen, wobei eine erste der drei Stromquellen zur Einstellung eines Stromes durch das wenigstens eine in den Abstrahlbereich integrierte optoelektronische Bauelement ausgeführt ist. Eine zweite der zumindest drei einstellbaren Stromquellen ist ausgeführt, einen steuerbaren Strom durch den ersten Kontaktbereich der Vielzahl von Kontaktbereichen bereitzustellen; und die dritte der zumindest drei einstellbaren Stromquellen ist ausgestaltet, einen steuerbaren Strom durch den zweiten Kontaktbereich der Vielzahl von Kontaktbereichen bereitzustellen.
Damit wird erreicht, dass die Vorrichtung, bzw. der darin integrierte Steuerchip den Strom bereit- und auch einstellt, der die integrierten und extern angeschlossenen Bauelemente versorgt. Durch eine geeignete Programmierung des Steuerchips mit Steuersignalen an der ersten Gruppe von Kontaktbereichen können so verschiedene Ein- und Ausschaltverläufe und auch Helligkeitsabfolgen eingestellt werden.
Weitere Aspekte betreffen zusätzliche Funktionalitäten des integrierten Steuerchips. In einer Ausgestaltung kann der integrierte Steuerchip ausgeführt sein, eine Temperatur oder eine Temperaturdifferenz, insbesondere des Gehäuses zu erfassen und davon abhängig das wenigstens eine in den Abstrahlbereich integrierte optoelektronische Bauelement anzusteuern und/oder entsprechend den Strom durch dieses Bauelement in Abhängigkeit der erfassten Temperatur oder der erfassten Temperaturdifferenz einzustellen. Zusätzlich oder auch optional ist der Steuerchip ausgeführt, die wenigstens zwei außerhalb des Gehäuses (50) angeordneten optoelektronischen Bauelemente mit einem Strom in Abhängigkeit einer erfassten Temperatur oder einer erfassten Temperaturdifferenz zu beaufschlagen.
Zudem kann in einer Ausführung der integrierte Steuerchip einen Speicher zur Speicherung von Korrekturfaktoren für zumindest das wenigstens eine in den Abstrahlbereich integrierte optoelektronische Bauelement umfassen. Der integrierte Steuerchip ist dann weiterhin zur Einstellung eines mit den Korrekturfaktoren korrigierten Stromes durch das wenigstens eine in den Abstrahlbereich integrierte optoelektronische Bauelement ausgebildet. In einer weiteren Ausgestaltung umfasst der integrierte Steuerchip einen Speicher zur Speicherung von Korrekturfaktoren für die außerhalb des Gehäuses angeordneten optoelektronischen Bauelemente und ist ausgeführt, einen mit den Korrekturfaktoren korrigierten Stromes für den ersten und zweiten Kontaktbereich der Vielzahl von Kontaktbereichen bereitzustellen.
Die Korrekturfaktoren können beispielsweise in einer sogenannten Look-up Tabelle abgespeichert sein. Die im Speicher abgelegten Korrekturfaktoren können eine Temperaturabhängigkeit aufweisen, d.h. die Faktoren sind eine Funktion der Temperatur. Ebenso können die Korrekturfaktoren materialspezifisch sein, und somit herstellungsbedingte oder materialspezifische Abhängigkeiten aufweisen. In einigen Aspekten sind die Korrekturfaktoren mit extern angeordneten optoelektronischen Bauelementen verknüpft oder diesen zugeordnet. Dadurch lassen sich in dem Steuerchip Korrekturfaktoren ablegen, die dediziert einen Strom durch das zugeordnete Bauelement (extern oder das integrierte) verändern sollen. Zusätzlich kann dieser Korrekturfaktor von einem bauteilspezifischen Parameter abhängen.
Mit diesen Ausführungen wird zusätzlich „Intelligenz“ in den Steuerchip eingebracht, so dass sich Bauelemente gezielt ansteuern lassen und bauteilbedingte Abweichungen oder Streuungen kompensiert werden können.
In einem anderen Aspekt umfasst der Abstrahlbereich des Gehäuses der Vorrichtung eine transparente Abdeckung, insbesondere zum Schutz vor Beschädigung des wenigstens einen in den Abstrahlbereich integrierten optoelektronischen Bauelements. Das Gehäuse kann als Keramikpackage ausgebildet sein. Alternativ kann das Gehäuse auch ein Leadframe (keramischer oder metallischer Natur) mit einem Zentralbereich, auf dem der integrierte Steuerchip aufgebracht ist und mit einer Vielzahl von Kontaktfingern umfassen, welche zumindest einen Teil der Vielzahl von Kontaktbereichen bilden.
Die elektrische Verbindung zwischen dem Steuerchip und den Kontaktbereichen kann durch über in dem gekapselten Gehäuse geführte Bonddrähte erfolgen, welche Kontakte auf einer Oberfläche des integrierten Steuerchips mit der Vielzahl von Kontaktbereichen elektrisch verbinden. Die Vielzahl von Kontaktbereichen schließen in einer Ausgestaltung mit einer Oberfläche des gekapselten Gehäuses bündig ab, so dass ein metallisches Material der Vielzahl von Kontaktbereichen in dem gekapselten Gehäuse versenkt ist. Auch sind Pins oder andere Ausgestaltungen bzw. eine Kombination dieser als Kontaktbereiche denkbar. Sofern eine größere Wärmemenge abgeführt werden muss, können einzelne Kontaktbereiche, beispielsweise ein Kontaktbereich für den Masseanschluss großflächig ausgeführt werden, so dass dieser auch als Wärmesenke dient.
Die vorgeschlagene Vorrichtung kann Teil einer Leuchtanordnung sein, bei der neben der Vorrichtung auch weitere optoelektronische Bauelemente vorgesehen sind. So wird in einigen Aspekten eine Leuchtanordnung angegeben, die eine vorgeschlagene Vorrichtung sowie ein ersten und ein zweites externes Bauelement umfasst. Das erste externe optoelektronische Bauelement ist mit dem ersten Kontaktbereich der Vielzahl von Kontaktbereichen und mit einem Potentialabgriff verbunden. Das zweite externe optoelektronische Bauelement ist mit dem zweiten Kontaktbereich der Vielzahl von Kontaktbereichen und mit dem Potentialabgriff verbunden ist.
Die Leuchtanordnung kann unter anderem zur Erzeugung verschiedener Farben verwendet werden. Dazu ist in einigen Aspekten vorgesehen, dass das wenigstens eine in den Abstrahlbereich integrierte optoelektronische Bauelement, das erste externe optoelektronische Bauelement sowie das zweite externe optoelektronische Bauelement zur Erzeugung von Licht in unterschiedlicher Farbe, insbesondere in den Farben rot, grün und blau ausgebildet sind.
Ein weiterer Aspekt betrifft eine vereinfachte Herstellung, die vor allem für die Automation geeignet ist. So kann das erste und/oder das zweite externe optoelektronische Bauelement in einem Gehäuse mit einem Abstrahlbereich integriert sein, welches die gleichen Abmessungen wie das gekapselte Gehäuse aufweist. Mit anderen Worten umfasst die Leuchtanordnung mehrere Gehäuse mit gleichem Formfaktor und ähnlicher oder gleicher Ausgestaltung, wovon in einem Gehäuse der integrierte Steuerchip und zumindest ein optoelektronisches Bauelement untergebracht ist, während die anderen Gehäuse lediglich optoelektronische Bauelemente sowie deren Anschlüsse beinhalten.
Dadurch weisen in einer Ausgestaltung das Gehäuse, in denen kein Steuerchip integriert ist eine geringere Anzahl von Kontaktbereichen wie das gekapselte Gehäuse, insbesondere keine ersten und zweiten Kontaktbereiche und/oder integrierten Steuerchip umfasst. Die Gehäuse können generell auf die gleiche Art hergestellt werden, beispielsweise mittels eine Moulding Prozesses.
Ein weiterer Aspekt betrifft die Herstellung einer Leuchtanordnung. Hierzu wird meist eine maschinelle, d.h. automatische Bestückung einer Platine durch einen entsprechenden Roboter vorgenommen. Dazu muss der Roboter sowohl einen Master, d.h. eine Vorrichtung mit integriertem Chip als auch einen oder mehrere Slaves, d.h. lediglich ein Gehäuse mit einem oder mehreren optoelektronischen Bauelementen selektieren, entnehmen und auf die Platine aufsetzen. Entsprechend wird ein Bestückungsgurt mit einer Vielzahl von Vertiefungen vorgeschlagen, bei dem in einer ersten Vertiefung eine Vorrichtung nach dem obigen vorgeschlagenen Prinzip angeordnet ist. Benachbart zu dieser ersten Vertiefung ist wenigstens eine weitere Vertiefung vorgesehen, in dem ein Gehäuse mit dem ersten externen optoelektronischen Bauelement angeordnet ist, wobei das Gehäuse im Wesentlichen die gleichen Abmessungen wie das gekapselte Gehäuse der Vorrichtung aufweist. Mit anderen Worten werden so sowohl Master-Vorrichtung als auch die Slave-Gehäuse in dem gleichen Gurt bereitgestellt.
In einem Aspekt sind drei aufeinanderfolgende Vertiefungen vorgesehen, die jeweils die Vorrichtung sowie die Gehäuse mit dem ersten externen optoelektronischen Bauelement sowie dem zweiten externen optoelektronischen Bauelement beinhalten. Zu einer korrekten Entnahme und Vermeidung von Bestückungsfehlern ist in einem Aspekt eine Markierung am Bestückungsgurt angebracht, die in einer definierten Beziehung zu der Vertiefung steht, in der die Vorrichtung vorgesehen ist.
Figurenliste
Weitere Aspekte und Ausführungsformen nach dem vorgeschlagenen Prinzip werden sich in Bezug auf die verschiedenen Ausführungsformen und Beispiele offenbaren, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen ausführlich beschrieben werden.

1A und 1B zeigen zwei schematische Ausführungen für Treiber zur Ansteuerung von optoelektronischen Bauelementen;
2 stellt ein Ausführungsbeispiel dar, das einige Aspekte des vorgeschlagenen Prinzips realisiert;
3 zeigt eine Pin-Layout Ansicht einer Vorrichtung nach dem vorgeschlagenen Prinzip;
4 ist eine perspektivische Darstellung mit einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips;
5 stellt eine Vorrichtung dar, welches weitere Gesichtspunkte des vorgeschlagenen Prinzips zeigt;
6 ist eine Ausgestaltung mit zwei Vorrichtungen nach dem erfindungsgemäßen Prinzip, die in einer Daisy-Chain Anordnung verschaltet sind;
7 zeigt mehrere Bestückungsrollen, zur Verdeutlichung einiger Gesichtspunkte einer Leuchtanordnung;
8 ist ein Teilausschnitt eines Bestückungsbandes.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die folgenden Ausführungsformen und Beispiele zeigen verschiedene Aspekte und ihre Kombinationen nach dem vorgeschlagenen Prinzip. Die Ausführungsformen und Beispiele sind nicht immer maßstabsgetreu. Ebenso können verschiedene Elemente vergrößert oder verkleinert dargestellt werden, um einzelne Aspekte hervorzuheben. Es versteht sich von selbst, dass die einzelnen Aspekte und Merkmale der in den Abbildungen gezeigten Ausführungsformen und Beispiele ohne weiteres miteinander kombiniert werden können, ohne dass dadurch das erfindungsgemäße Prinzip beeinträchtigt wird. Einige Aspekte weisen eine regelmäßige Struktur oder Form auf. Es ist zu beachten, dass in der Praxis geringfügige Abweichungen von der idealen Form auftreten können, ohne jedoch der erfinderischen Idee zu widersprechen.
Außerdem sind die einzelnen Figuren, Merkmale und Aspekte nicht unbedingt in der richtigen Größe dargestellt, und auch die Proportionen zwischen den einzelnen Elementen müssen nicht grundsätzlich richtig sein. Einige Aspekte und Merkmale werden hervorgehoben, indem sie vergrößert dargestellt werden. Begriffe wie „oben“, „oberhalb“, „unten“, „unterhalb“, „größer“, „kleiner“ und dergleichen werden jedoch in Bezug auf die Elemente in den Figuren korrekt dargestellt. So ist es möglich, solche Beziehungen zwischen den Elementen anhand der Abbildungen abzuleiten.
Die 1A und 1B zeigen Ausführungsformen konventioneller Treiberschaltungen zur Ansteuerung von optoelektronischen Bauelementen bzw. Leuchtdioden. 1A stellt einen sogenannten Mehrkanaltreiber dar, der beispielsweise zur Ansteuerung und Stromversorgung von insgesamt fünf Leuchtdioden ausgebildet ist. Der Mehrkanaltreiber 1a ist in einem Gehäuse als integrierter Chip vorgesehen und umfasst einen Masseanschluss 10, einen Versorgungspotenzialanschluss 11 sowie einen Dateneingang 12 für die Programmierung und Ansteuerung. Am Versorgungsanschluss 11 liegt eine Versorgungsspannung für die Versorgung des Mehrkanaltreibers 1a an. Ausgangsseitig sind nun mehrere Dioden 30 bis 34 an den Mehrkanaltreiber angeschlossen. Dazu ist dieser Ausführungsform die Anode einer jeden Diode 30-34 mit einem Anschluss für ein zweites Versorgungspotenzial und die Katode mit dem Mehrkanaltreiber 1a verbunden.
Eine alternative Ausführungsform zeigt die 1B, bei der eine regelbare Stromquelle jeweils in den Strompfad einer dazu zugeordneten Diode 30 bis 34 geschaltet ist. Die regelbare Stromquelle ist somit zwischen den Massepotenzialanschluss 14 und die Katode der jeweiligen Diode geschaltet. Die regelbaren Stromquellen werden einzelnen angesteuert, sodass sich über diese sowohl das Ein- und Ausschaltverhalten einer jeden zugeordneten Diode als auch die Helligkeit einstellen lässt. Im Gegensatz zu dem Mehrkanaltreiber der 1A, bei dem die jeweiligen Treiberstromquellen im Mehrkanaltreiber integriert sind, lässt sich die Ausgestaltung der 1B in beliebiger Weise skalieren. Allerdings erfordert die Ausgestaltung der 1B eine kompliziertere Verdrahtung, ist umfangreicher und aufwendiger zu programmieren und der Platzverbrauch kann erhöht sein.
Der Erfinder schlägt nun vor, die Vorteile eines Mehrkanaltreibers mit der einfacheren Skalierbarkeit im Falle einer Einzelansteuerung zu verbinden. 2 zeigt hierzu eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Vorrichtung 1 umfasst ein Gehäuse, in dem sowohl ein optoelektronisches Bauelement als auch ein integrierter Steuerchip (hier nicht dargestellt) mit mehreren regelbaren Treiberschaltungen und Stromquellen angeordnet ist. Die Stromquellen sind ähnlich wie in 1B durch Kreise dargestellt.
Die einzelnen Bauelemente sind in dem Gehäuse der Vorrichtung untergebracht und mit Kontaktflächen auf der Oberfläche des Gehäuses elektrisch verbunden. Das Gehäuse der Vorrichtung umfasst einen Masseanschluss 10, einen oder mehrere Datenanschlüsse 12 sowie einen Versorgungsanschluss 11 für das Versorgungspotential VCC. In dieser Ausführungsform nicht dargestellt ist ebenfalls ein Versorgungsanschluss zur Spannungsversorgung des integrierten Steuerchips. Es kann jedoch auch eine Spannungsversorgung des integrierten Steuerchips über den Versorgungsanschluss 11 erfolgen. Der Versorgungsanschluss 11 kann somit als Spannungsversorgungsanschluss für die Diode 20 als auch für die Spannungsversorgung des Steuerchips ausgestaltet sein. Erfindungsgemäß weist das Gehäuse der Vorrichtung nun weitere Anschlüsse an der Oberseite auf, die innerhalb des Gehäuses an die weiteren Stromquellen des integrierten Steuerchips geführt sind. Die weiteren Anschlüsse sind so ausgeführt, dass sie mit externen optoelektronischen Bauelementen verbunden werden können. Im Ausführungsbeispiel der 2 wären dies die Dioden 30 und 31, deren kathodenseitige Anschlüsse mit den Kontaktflächen auf der Oberfläche des Gehäuses der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 verbunden sind. Die Anoden der jeweiligen optoelektronischen Bauelemente sind ebenfalls an das gemeinsame Versorgungspotenzial VCC angeschlossen.
Dadurch wird eine Vorrichtung geschaffen, die ein oder mehrere integrierte optoelektronische Bauelemente 20 aufweist, wodurch die erfindungsgemäße Vorrichtung als programmier- und steuerbares Leuchtmittel auch ohne weitere Bauelemente betrieben werden kann. Zusätzlich umfasst sie jedoch eine Vielzahl weiterer Kontaktflächen bzw. Pins, die zum Anschluss weiterer extern angeordneter optoelektronischer Bauelemente dienen. Dabei erfolgt die Ansteuerung sowie die Bereitstellung des notwendigen Versorgungsstroms durch die erfindungsgemäße Vorrichtung und im Besonderen durch den darin angeordneten integrierten Steuerchip. Auf diese Weise lässt sich ein Mehrkanaltreiber realisieren, der zum einen eine oder mehrere integrierte optoelektronische Bauelemente umfasst, sodass dieser Mehrkanaltreiber auch ohne weitere Leuchtdioden betrieben werden kann. Zum anderen kann er aber auch als klassischer Mehrkanaltreiber dienen.
Erfindungsgemäß ist es somit möglich, die Vorrichtung beispielsweise als RGB-Pixel betreiben zu können, wobei eine Farbe durch die integrierte Leuchtdiode 20 und die beiden anderen Farben durch die extern angeordneten Leuchtdioden bereitgestellt werden. Durch die Programmierarbeit der Vorrichtung und die daraus resultierende selektive Ansteuerung der einzelnen optoelektronischen Bauelemente lässt sich so jede Farbe in unterschiedlicher Helligkeit und Intensität erzeugen.
Darüber hinaus kann der in der Vorrichtung 1 integrierte Steuerchip weitere Funktionalitäten aufweisen. So ist es möglich, innerhalb der integrierten Vorrichtung einen hier nicht dargestellten Temperaturmessfühler vorzusehen, dessen Temperatur von dem integrierten Steuerchip erfasst und ausgewertet wird. Dadurch lässt sich ein temperaturabhängiger Anteil des Stromes durch das integrierte optoelektronische Bauelement als auch durch die extern angeordneten optoelektronischen Bauelemente korrigieren.
3 zeigt ein Layout einer Vorrichtung nach dem vorgeschlagenen Prinzip in Draufsicht ohne deren jeweilige Bestückung mit einem integrierten Steuerchip und optoelektronischen Bauelementen. Die Vorrichtung lässt sich in verschiedenen standardisierten Packageformen realisieren (z.B. DFP, QFP, SOIC, QFN und andere), wodurch eine einfache Implementierung in bereits bestehende Lösungen möglich ist. Ebenso erlaubt die Verwendung existierender und standardisierter Packageformen ein einfaches Design für derartige Anwendungen.
Das Pinlayout der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst mehrere Kontaktbereiche 53 bis 58, die zur Zuführung eines Versorgungsstroms bzw. einer Versorgungsspannung sowie zur Zuführung verschiedener Steuersignale zur Programmierung des integrierten Steuerchips dienen. Beispielsweise bildet der Kontaktbereich 53 einen Treiberversorgungspin zur Zuführung eines Versorgungstroms und einer Versorgungsspannung an den integrierten Steuerchip. Die Kontaktbereiche 54 und 55 sind als Datenanschlusspins vorgesehen, sodass dort ein differenzielles Steuersignal an den integrierten Steuerchip angelegt werden kann. Das Steuersignal ist in diesem Ausführungsbeispiel ein digitales Datenwort. Je nach Ausgestaltungsform kann hierbei eine sogenannte Daisy Chain-Verschaltung zum Einsatz kommen, sodass ein an diese Kontaktbereiche angelegtes differenzielles Signal durchgeschleift und an den Kontaktflächen 56 und 57 wieder bereitgestellt wird.
Kontaktfläche 58 ist beispielsweise für ein Steuerwort zum Programmieren vorgesehen, sodass der integrierte Steuerchip abhängig hiervon programmiert werden kann. Dadurch ist es beispielsweise möglich, über die Kontaktflächen 54 und 55 für die Steuersignale den integrierten Steuerchip zu programmieren und beispielsweise Korrekturwerte oder andere Parameter in einen Speicher des integrierten Steuerchips abzulegen. Zum Programmieren eignen sich verschiedene Protokolle.
Die größere Kontaktfläche 61 bildet einen gemeinsamen Masseanschluss sowohl für den integrierten Steuerchip als auch für die integrierten optoelektronischen Bauelemente der Vorrichtung und die extern angeordneten Bauelemente. Der integrierte Steuerchip wird hierzu auf die Kontaktfläche 61 aufgesetzt. Durch die Ausbildung der Kontaktfläche 61 als großflächiger metallischer Masseanschluss wird zudem eine Wärmesenke gebildet, sodass die durch die Treiberschaltungen innerhalb des integrierten Steuerchips erzeugte Wärme über diesen großflächigen Masseanschluss 61 abgeführt werden kann.
Schließlich umfasst das Pinlayout der erfindungsgemäßen Vorrichtung weitere Kontaktbereiche 52 und 52' bzw. 59 und 59'. Diese dienen zum Anschluss externer angeordneter optoelektronischer Bauelemente und zur Bereitstellung entsprechender Versorgungssignale an diese Bauelemente. Ein Kontaktpad 23 innerhalb des Layouts bildet den kathodenseitigen Anschluss für das oder die integrierten optoelektronischen Bauelemente, welches auf dem Bereich 22 aufgebracht ist. Der Bereich 64 stellt ein transparentes Sichtfenster dar, sodass Licht, das vom optoelektronischen Bauelement erzeugt wird durch dieses abgestrahlt werden kann. Letztlich ist in diesem Ausführungsbeispiel die Kontaktfläche 51 als Versorgungsanschluss zur Zuführung einer Versorgungsspannung für das optoelektronische Bauelement im Bereich 22 vorgesehen.
4 zeigt ein Framelayout der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach dem vorgeschlagenen Prinzip. Hier dargestellt ist ein metallisches Lead-Frame mit mehreren Kontaktfingern, welche die in einem Gehäuse vergossenen Kontaktbereiche bilden. Das Lead-Frame besitzt eine metallische Struktur, wobei die einzelnen Kontaktfinger durch Bonddrähte mit dem Steuerchip bzw. der optoelektronischen Vorrichtung 20 oder untereinander elektrisch verbunden sind. Der integrierte Steuerchip 70 ist dabei auf dem Bereich 61 aufgebracht und umfasst an seiner Unterseite (hier nicht dargestellt) einen elektrischen Kontakt zu dem gemeinsamen Masseanschluss 61. Gleichzeitig dient dieser Bereich wie bereits erwähnt als Wärmesenke. Der integrierte Chip 70 weist einen Speicherbereich 71 auf, in den Korrekturwerte bzw. andere Parameter für den Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung abgelegt sind. Auf seiner Oberfläche umfasst der Steuerchip eine Vielzahl von Kontaktpads, die über Bonddrähte mit den entsprechenden Kontaktbereichen des Lead-Frames verbunden sind. Die Kontaktbereiche selbst sind wiederum elektrisch von dem Masseanschluss isoliert.
Im Einzelnen sind die Kontaktbereiche 53 bis 55 über jeweilige Bonddrähte auf die Oberfläche und die Kontaktpads auf dem integrierten Steuerchip 70 geführt. Auch die Kontaktbereiche 56 bis 58 sind elektrisch über Bonddrähte mit den Kontaktpads auf dem integrierten Steuerchip 70 verbunden. Das optoelektronische Bauelement 20 ist auf einem metallischen Bereich des Lead-Frames aufgebracht, der auch gleichzeitig den Kontaktbereich und Diodenanschluss 51 bildet. Das Bauelement 20 ist in diesem Ausführungsbeispiel als sogenannte vertikale Leuchtdiode ausgeführt, wobei der kathodenseitige Anschluss des optoelektronischen Bauelements 20 nach oben ausgerichtet und über einen Bonddraht 21 mit einem Bereich des Lead-Frames verbunden ist. Dieser Bereich ist über einen weiteren Bonddraht an den integrierten Steuerchip angeschlossen. Diese Ausführung wurde aus designtechnischen Gründen gewählt, um den Bonddraht auf eine maximal vorgegebene Länge zu beschränken. In anderen Ausführungsformen kann die Ausgestaltung mit integriertem Steuerchip und optoelektronischem Bauelement auch kompakter ausgeführt werden.
Die Kontaktbereiche 52 und 52' sowie 59 und 59' sind elektrisch miteinander durch Bonddrähte verbunden. Mit anderen Worten liegt an diesen somit das gleiche Potential an, wodurch mehrere extern angeordnete Bauelemente mit den Kontaktbereichen verbunden werden können. Dies kann beispielsweise bei einem symmetrischen Aufbau einer Leuchtanordnung mit mehreren extern angeordneten Leuchtdioden zweckmäßig sein, da die Verdrahtungslänge kurz gewählt werden kann.
Zudem ist jeder Bereich 52' bzw. 59' auch an den integrierten Steuerchip über einen weiteren Bonddraht zur steuerbaren Versorgung der externen Bauelemente angeschlossen. Für die Herstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird dieses Lead-Frame in einem Gehäuse vergossenen, sodass die Zwischenareale zwischen den einzelnen Kontaktbereichen mit einem isolierenden Material, beispielsweise aus Kunststoff aufgefüllt sind. Die Bereiche des Lead-Frames, welche die späteren Kontaktbereiche bilden können, weisen bereits, wie dargestellt, die gewünschte Form für die Kontaktfinger auf.
Neben der hier dargestellten Ausgestaltung mittels eines Lead-Frames lässt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung jedoch auch mit einem Keramik Package oder auf andere Weise implementieren.
5 zeigt nun eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Gehäuse 50, indem der integrierte Steuerchip sowie das optoelektronische Bauelement 20 integriert ist. Diese Vorrichtung mit einem integrierten Steuerchip und einem optoelektronischen Bauelement wird auch als Master-Vorrichtung bezeichnet, da diese neben dem integrierten optoelektronischen Bauelement auch weitere optoelektronische Bauelemente (oder auch andere Bauelemente) ansteuern kann, die im Folgenden als Slave-Vorrichtungen bezeichnet werden.
Dabei ist der integrierte Steuerchip 70 vollständig von dem Kunststoffmaterial des Gehäuses 50 umgeben. In dem Gehäuse 50 ist ein Abstrahlbereich 62 in Form eines Sichtfensters 64 vorgesehen, deren Position dem Element 64 der 3 entspricht und in dessen Mitte das integrierte optoelektronische Bauelement 20 angeordnet ist. Ebenfalls zu erkennen ist der Bonddraht 21, der sich von der Oberseite des optoelektronischen Bauelements hin zu einem hier nicht mehr dargestellten und außerhalb des Sichtfensters 54 liegenden Kontaktpad erstreckt. Das Sichtfenster 64 umfasst ein transparentes Material, dass das von dem optoelektronischen Bauelement abgestrahlte Licht durchlässt und zudem einen Schutz vor Beschädigungen für das optoelektronische Bauelement 20 bietet. Neben dem hier gezeigten einzelnen integrierten optoelektronischen Bauelement ist es auch möglich, in der Aussparung mehrere optoelektronische Bauelemente vorzusehen. Ebenso kann das Package mit weiteren Aussparungen für optoelektronische Bauelemente an unterschiedlichen Positionen auf dem Gehäuse 50 vorgesehen sein. Je nach Design und Ausgestaltung umfasst die Vorrichtung somit mehrere und unterschiedlich angeordnete Aussparungen, in denen optoelektronische Bauelemente in Form 5 Leuchtdioden integriert sind. Insofern bildet die in der 5 dargestellte Vorrichtung mit ihrem Gehäuse bereits einen Mehrkanaltreiber, wobei die verschiedenen optoelektronischen Bauelemente dort in dem Gehäuse mit integriert sind.
Auf der der Aussparung gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 50 sind nun wie dargestellt verschiedene Kontaktbereiche angeordnet. Die Kontaktbereiche 52, 52' und 53 bis 55 sowie auch der Kontaktbereich 51 sind mit einem U-förmigen Verlauf ausgestaltet, d. h. sie bilden kleine Vertiefungen auf der Unterseite des Gehäuses 50, wobei deren Ränder von dem Material des Lead-Frames gebildet sind. Die weiteren nicht dargestellten Kontakte sind in gleicher Weise ausgebildet. Mit anderen Worten sind die Kontaktbereiche der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorliegend durch metallisierte Vertiefungen bzw. Gräben ausgeführt. Die Tiefe dieser Gräben und Vertiefungen kann je nach Größe des Gehäuses wenige zehn bis einige 100 µm betragen. Sie dienen dazu, bei einer Positionierung und Verlötung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit dem Gehäuse 50 auf einer Platine eine möglichst planare Oberfläche zu gewährleisten. Das Lötmaterial füllt die Vertiefungen aus bzw. wird durch Kapillareffekte in diese Vertiefungen hineingezogen. Neben diesen mit metallisierten Vertiefungen können auch klassische Kontakte wie beispielsweise beim QFN Package als flächige Kontaktpads vorgesehen sein. Ebenso kann die Vorrichtung mit den aus den verschiedenen standardisierten Packages bekannten Kontaktpins ausgebildet werden.
Die Anzahl der Kontaktbereiche ist dabei im Wesentlichen von der Funktionalität des integrierten Steuerchips abhängig. In einigen Ausführungsformen ist der integrierte Steuerchip mit einer Programmier- oder Datenschnittstelle ausgeführt, sodass mehrere derartige Bauelemente in Reihe mittels einer sogenannten Daisy-Chain-Anordnung verschaltet und programmiert werden können.
Zum anderen erlaubt die erfindungsgemäße Vorrichtung ebenso, den integrierten Steuerchip wegzulassen und lediglich das optoelektronische Bauelement 20 mit dem jeweiligen Kontaktbereich zu verbinden. Eine solche Ausführung ohne Steuerchip, jedoch mit einem oder mehreren optoelektronischen Bauelementen in einem Gehäuse wird vorliegend als Slave-Vorrichtung bezeichnet. Hierbei ist der Formfaktor und die Dimension des Gehäuses so gewählt, dass sowohl der integrierte Steuerchip und das optoelektronische Bauelement als auch nur das optoelektronische Bauelement in gleiche Gehäuse integriert sein können. Dadurch lässt sich die gleiche Gehäuseform sowohl als Master-Vorrichtung und auch als Slave-Vorrichtung verwenden. Unter dem Begriff Master wird dabei die erfindungsgemäße Vorrichtung verstanden, bei dem in einem Gehäuse sowohl integrierte optoelektronische Bauelemente als auch der Steuerchip untergebracht sind, wobei letzterer zudem weitere extern angeordnete optoelektronische Bauelemente ansteuern kann. In einer Slave-Vorrichtung, kurz als Slave bezeichnet, sind hingegen lediglich eine oder mehrere optoelektronische Bauelemente untergebracht, die von dem Master angesteuert werden. Durch eine Datenschnittstelle können mehrerer dieser Master individuell programmiert und angesteuert werden. Jeder einzelne Master steuert wiederum die extern an- und ihm zugeordneten Slaves.
6 zeigt eine Ausgestaltung mit mehreren Leuchtanordnungen in einer Master- und Slave-Ausführung, wobei mehrere Master-Vorrichtungen wiederum mittels einer Daisy Chain Anordnung zu einer gemeinsamen Programmierung verschaltet sind. Die Gehäuse der Master-Vorrichtungen als auch der Slave-Vorrichtungen umfassen den gleichen Formfaktor, wodurch sich jeweils die gleiche Dimension und Gehäuseform ergibt. Master und Slave besitzen vereinfacht formuliert das gleiche Gehäuse und die gleiche Bauform. Dadurch ist die jeweilige Dimension der einzelnen Vorrichtung unabhängig von der gewünschten Funktionalität bekannt und kann so in den Designs berücksichtigt werden. Weiterhin ist eine vereinfachte Herstellung der entsprechenden Elemente möglich, da lediglich der integrierte Steuerchip weggelassen und die Verdrahtung leicht geändert werden muss.
Die in 6 dargestellte Ausführung umfasst zwei Vorrichtungen 50 mit integriertem Steuerchip 70, die als Master dienen. Jeder Master steuert darüber hinaus noch zwei Slaves mit jeweils einem weitere optoelektronischen Bauelement an, die in den Gehäusen 80 mit gleichen Formfaktor untergebracht sind. Dabei umfasst jedes dieser Gehäuse 80 eine oder mehrere Leuchtdioden bzw. optoelektronischen Bauelemente, die in dem Gehäuse in einer Aussparung integriert sind. In dieser Ausgestaltung weisen die Gehäuse 80 die gleiche Form und Ausgestaltung auf wie das Gehäuse der Vorrichtung 50, wobei lediglich der Steuerchip weggelassen und die Verdrahtung geringfügig geändert wurde. Damit können verschiedene Herstellungsschritte zur Erzeugung der Slave-Vorrichtungen 80 und der Master-Vorrichtungen 50 gemeinsam benutzt und somit die Herstellungskosten und reduziert und das Verfahren vereinfacht werden. Alternativ können die Slaves auch anders ausgeführt sein, d.h. in einem Package mit anderem Formfaktor, als Chip-size Package oder auch ohne Gehäuse bereitgestellt werden.
Die Slave-Vorrichtung 80 umfasst einen Kontaktfinger 82, dessen Position beispielsweise dem Kontaktpad 51 der Master-Vorrichtung 50 entspricht und an den das Versorgungspotenzial für die Versorgung der optoelektronischen Bauelemente VCC angeschlossen wird. Ein weiterer Kontaktpad 81 der Slave-Vorrichtung 80 korrespondiert beispielsweise hinsichtlich seiner Position mit dem gemeinsamen Masseanschluss der Master-Vorrichtung im Gehäuse 50. Intern ist dieser Masseanschluss direkt mit dem oder den optoelektronischen Bauelementen der Slave-Vorrichtung 80 verbunden. Der Kontaktbereich 81 ist dann an den externen Ausgang 52 der Master-Vorrichtung bzw. an den externen Ausgang 59 der Master-Vorrichtung angeschlossen.
In dieser Ausgestaltung sind somit die Anschlüsse für das Versorgungspotential für die Slave-Vorrichtung und die Master-Vorrichtung an der gleichen Position am Gehäuse. Gleiches gilt für den Masseanschluss der Master und Slave-Vorrichtungen, wobei in der Slave-Vorrichtung der Masseanschluss nun direkt mit den optoelektronischen Bauelementen verbunden ist. Dies erlaubt es, beispielsweise das Pinlayout der verschiedenen Vorrichtungen möglichst einheitlich verwenden zu können.
Die beiden Master-Vorrichtungen umfassen darüber hinaus noch jeweils einen Dateneingang 54 sowie einen Datenausgang 56. Der Dateneingang 54 der ersten Master-Vorrichtung 50 ist an eine Kommunikationsanordnung 85 angeschlossen. Der Datenausgang 56 der ersten Master-Vorrichtung ist an den Dateneingang 54 der zweiten Master-Vorrichtung angeschlossen. Die Dateneingänge sind intern an den jeweils integrierten Steuerchip 70 geführt, der das Signal wiederum an den jeweiligen Datenausgang 56 bereitstellt. Ein anliegendes Signal kann somit einfach durch eine Master-Vorrichtung durchgeschleift werden. Damit lassen sich die verschiedenen Master-Vorrichtungen in einer hier gezeigten Daisy-Chain-Anordnung verschalten, wodurch eine besonders einfache Programmierung der verschiedenen Master-Vorrichtungen möglich wird. Je nach verwendetem Protokoll kann die Kommunikationsanordnung 85 auch die einzelnen Master-Vorrichtungen 50 selektiv adressieren und zur Steuerung der Lichtprogrammierung einsetzen.
Die in der 6 dargestellten Leuchtanordnungen aus Master und Slave erlauben es, die gleichen Gehäuse für die jeweiligen Vorrichtungen zu verwenden. Dadurch wird eine Bestückung in einem Bestückungsautomaten und eine automatisierte Herstellung und Platzierung vereinfacht, ohne dass auf die verbesserte Flexibilität und die Kombination aus einzelnen ansteuerbaren Optoelektronischen Bauelementen und einem Mehrkanaltreiber verzichtet werden muss.
Die 7 und 8 zeigen zwei prinzipielle Ausgestaltungen, die zu Bestückung für Platinen mit der erfindungsgemäßen Leuchtanordnung geeignet sind. In 7 wird die Leuchtanordnung gefertigt, indem der Master in einem einzelnen aufgewickelten Bestückungsgurt bereitgestellt wird. Mehrere Slave-Vorrichtungen, d. h. Gehäuse mit gleichem Formfaktor und verschiedenen optoelektronischen Bauelementen können mit separaten Bestückungsgurten (als Slaves bezeichnet) bereitgestellt werden.
In einer alternativen Ausgestaltung werden als Slave-Vorrichtungen elektronische Bauelemente mit unterschiedlichen und verschiedenen Formfaktoren verwendet. Dadurch ist es möglich, in einem Bestückungsautomaten die erfindungsgemäße Vorrichtung als Master sowie verschiedene elektronische Bauelemente mit unterschiedlichen Gehäuseformen und -Dimensionen als Slave-Vorrichtungen vorzusehen und Platinen damit zu bestücken. In einem solchen Fall kann somit die Dimension der erfindungsgemäßen Vorrichtung als auch die Dimension der extern angeordneten optoelektronischen Bauelemente in den jeweiligen Packages unterschiedlich gewählt sein.
In 8 hingegen sind die Gehäuse der Master-Vorrichtung wie auch der Slave-Vorrichtung gleich gewählt. Zusätzlich sind diese in einem einzelnen Bestückungsgurt angeordnet, wobei zwischen einer Master-Vorrichtung 50 und den der Master-Vorrichtung zugeordneten Slave-Vorrichtungen 80 ein fester Zusammenhang besteh. In dem Beispiel der 8 dargestellt sind die einzelnen Elemente hintereinander in dem Gurt in Vertiefungen gesetzt, wobei jede Master-Vorrichtung zusätzlich zwei extern angeordnete Slave-Vorrichtungen ansteuern kann. Diese sind jeweils in einer Reihe zu der Master-Vorrichtung in Vertiefungen im Bestückungsgurt eingebracht und bilden somit eine Leuchtanordnung nach dem vorgeschlagenen Prinzip. Weitere Leuchtanordnungen sind in gleicher Form in den Vertiefungen des Bestückungsgurtes angeordnet, wobei zwischen zwei Leuchtanordnungen eine Markierung 90 vorgesehen ist. Die Markierung dient dazu, die verschiedenen Leuchtanordnungen voneinander unterscheiden zu können, sowie die Master-Vorrichtung 50 einer jeden Leuchtanordnung und die Slave-Vorrichtungen 80 eindeutig zu identifizieren. Dadurch wird eine fehlerhafte Verwendung der Vorrichtungen 50 bzw. 80 und damit eine fehlerhafte Bestückung der Master-Vorrichtung der Slave-Vorrichtungen vermieden.
Zudem ist es bereits hier möglich, in einem Speicher der Master-Vorrichtung Korrekturwerte für die der Master-Vorrichtung zugeordneten Slave-Vorrichtungen abzulegen. Der Master kann somit gleich vollständig programmiert werden, bevor eine Bestückung im Automaten erfolgt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung und Leuchtanordnung erlaubt es somit die Vorteile eines Mehrkanaltreibers mit Vorteilen einzeln ansteuerbaren optoelektronischen Bauelemente zu verknüpfen. Dabei kann die erfindungsgemäße Vorrichtung sowohl als intelligente Leuchtdiode, d. h. als einzelne programmier- und ansteuerbare Leuchtdiode verwendet werden, jedoch auch als Master zur Kontrolle und Ansteuerung weitere extern angeordneter optoelektronischer Bauelemente dienen.
Bezugszeichenliste

1a: Treiberstufe
1b: Treiberstufen
1: Treiberstufe
10: Masseanschluss
11: Treiberversorgungsanschluss
12: Datenanschluss
13: Diodenversorgungsanschluss
14: Diodenmasseanschluss
20: integrierte Diode
21: Bonddraht
22: Kontaktpad
23: Kontaktpad
30: externe Diode
31, 32: externe Diode
33, 34: externe Diode
50: gekapseltes Gehäuse
51: Kontaktbereich, gemeinsamer Diodenanschluss
52, 52': Kontaktbereich, externer Pin
53: Kontaktbereich, Treiberversorgungspin
54: Kontaktbereich, differentieller Datenanschlusspin +
55: Kontaktbereich, differentieller Datenanschlusspin -
56: Kontaktbereich, differentieller Datenanschlusspin +
57: Kontaktbereich, differentieller Datenanschlusspin -
58: Kontaktbereich, Programmierpin
59, 59': Kontaktbereich, externer Pin
60: Pin layout
60': Frame layout
61: gemeinsamer Masseanschlusspin
62: Abstrahlbereich
64: Sichtfenster
70: Steuerchip
71: Speicher
80: Gehäuse
81: Versorgungsanschluss
82: Versorgungsanschluss
85: Kommunikationsanordnung
90: Marker

Claims

Optoelektronische Vorrichtung, umfassend; - ein gekapseltes Gehäuse (50), mit einem Abstrahlbereich (62) ; - einen in dem gekapselten Gehäuse (50) integrierten Steuerchip (70); - wenigstens ein in dem Abstrahlbereich integriertes optoelektronisches Bauelement (20), das zu einer elektrischen Ansteuerung mit dem integrierten Steuerchip (70) gekoppelt ist; - eine Vielzahl von Kontaktbereichen auf wenigstens einer Seite des gekapselten Gehäuses (50), die zumindest teilweise mit dem integrierten Steuerchip (70) elektrisch verbunden sind; wobei - wenigstens ein erster und ein zweiter Kontaktbereich (52, 59, 52', 59') der Vielzahl von Kontaktbereichen jeweils mit dem integrierten Steuerchip elektrisch verbunden und ausgeführt sind, jeweils mit einem außerhalb des Gehäuses (50) angeordneten optoelektronischen Bauelement (30, 31) elektrisch verbunden zu werden; - eine erste Gruppe Kontaktbereiche (52, 59, 52', 59') der Vielzahl von Kontaktbereichen zum Empfang von Steuersignalen an den integrierten Steuerchip (70) ausgeführt und mit diesem verbunden sind; - eine zweite Gruppe Kontaktbereiche (61, 53) der Vielzahl von Kontaktbereichen vorgesehen ist, wobei die zweite Gruppe wenigstens einen Kontaktbereich für einen Masseanschluss, und einen Kontaktbereich zum Anschluss einer Versorgungsspannung zumindest für den integrierten Steuerchip (70) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei dem die zweite Gruppe von Kontaktbereiche (61, 53) der Vielzahl von Kontaktbereichen einen Kontaktbereich aufweist, der elektrisch mit dem wenigstens einen optoelektronischen Bauelement (20) verbunden ist, und insbesondere den Anodenanschluss für das wenigstens einen optoelektronischen Bauelement (20) bildet.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der integrierte Steuerchip ausgestaltet ist, den wenigstens einen Kontaktbereich (61) für den Masseanschluss mit dem wenigstens einen ersten und einen zweiten Kontaktbereich (52, 59, 52', 59') elektrisch zu verbinden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der integrierte Steuerchip (70) ausgestaltet ist, den Kontaktbereich zum Anschluss einer Versorgungsspannung mit dem wenigstens einen ersten und einen zweiten Kontaktbereich (52, 59, 52', 59') elektrisch zu verbinden.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der integrierte Steuerchip (70) ausgestaltet ist, den Kontaktbereich zum Anschluss einer Versorgungsspannung mit dem in den Abstrahlbereich integrierten optoelektronischen Bauelement (20) elektrisch zu verbinden und/oder der integrierte Steuerchip (70) ausgestaltet ist, den Kontaktbereich (61) für den Masseanschluss mit dem in den Abstrahlbereich integrierten optoelektronischen Bauelement (20) elektrisch zu verbinden.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der integrierte Steuerchip zumindest drei einstellbare Stromquellen umfasst, wobei eine erste der drei Stromquellen zur Einstellung eines Stromes durch das wenigstens eine in den Abstrahlbereich integrierte optoelektronische Bauelement ausgeführt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der die zweite der zumindest drei einstellbaren Stromquellen ausgeführt ist, einen steuerbaren Strom durch den ersten Kontaktbereich der Vielzahl von Kontaktbereichen bereitzustellen; und die dritte der zumindest drei einstellbaren Stromquellen ausgeführt ist, einen steuerbaren Strom durch den zweiten Kontaktbereich der Vielzahl von Kontaktbereichen bereitzustellen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der integrierte Steuerchip ausgeführt ist, eine Temperatur oder eine Temperaturdifferenz, insbesondere des Gehäuses zu erfassen und davon abhängig das wenigstens eine in den Abstrahlbereich integrierte optoelektronische Bauelement anzusteuern; und optional die wenigstens zwei außerhalb des Gehäuses (50) angeordneten optoelektronischen Bauelemente (30, 31) anzusteuern.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der integrierte Steuerchip (70) einen Speicher (71) zur Speicherung von Korrekturfaktoren für zumindest das wenigstens eine in den Abstrahlbereich integrierte optoelektronische Bauelement umfasst, und der integrierte Steuerchip zur Einstellung eines mit den Korrekturfaktoren korrigierten Stromes durch das wenigstens eine in den Abstrahlbereich integrierte optoelektronische Bauelement ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der integrierte Steuerchip (70) einen Speicher (71) zur Speicherung von Korrekturfaktoren für die außerhalb des Gehäuses (50) angeordneten optoelektronischen Bauelemente (30, 31) umfasst, und der integrierte Steuerchip (70) zur Bereitstellung eines mit den Korrekturfaktoren korrigierten Stromes an dem ersten und zweiten Kontaktbereich der Vielzahl von Kontaktbereichen ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, bei dem die Korrekturfaktoren wenigstens eine der folgenden Abhängigkeiten aufweist: - einer erfassten Temperatur; - einer Temperaturdifferenz zwischen zwei Positionen; - Kompensation einer Bauteilalterung in Abhängigkeit von der Betriebsdauer; - Korrektur von Helligkeitsunterschieden der verschiedenen optoelektronischen Bauelemente.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Abstrahlbereich (63) eine transparente Abdeckung aufweist, insbesondere zum Schutz vor Beschädigung des wenigstens einen in den Abstrahlbereich integrierten optoelektronischen Bauelements (20).
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend: - ein Leadframe mit einem Zentralbereich (61), auf dem der integrierte Steuerchip (70) aufgebracht ist und mit einer Vielzahl von Kontaktfingern, welche zumindest einen Teil der Vielzahl von Kontaktbereichen bilden.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der Kontakte auf einer Oberfläche des integrierten Steuerchips (70) über in dem gekapselten Gehäuse geführte Bonddrähte mit der Vielzahl von Kontaktbereichen elektrisch verbunden sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Vielzahl von Kontaktbereichen mit einer Oberfläche des gekapselten Gehäuses bündig abschließen, so dass ein metallisches Material der Vielzahl von Kontaktbereichen in dem gekapselten Gehäuse versenkt ist.
Leuchtanordnung, umfassend - eine Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche; - ein erstes externes optoelektronische Bauelement, dass an den ersten Kontaktbereich der Vielzahl von Kontaktbereichen und an einen Potentialabgriff angeschlossen ist; - ein zweites externes optoelektronisches Bauelement, dass an den zweiten Kontaktbereich der Vielzahl von Kontaktbereichen und an den Potentialabgriff angeschlossen ist.
Leuchtanordnung nach Anspruch 16, bei der das wenigstens eine in den Abstrahlbereich integrierte optoelektronische Bauelement (20), das erste externe optoelektronische Bauelement (30) sowie das zweite externe optoelektronische Bauelement (31) zur Erzeugung von Licht in unterschiedlicher Farbe, insbesondere in den Farben rot, grün und blau ausgebildet sind.
Leuchtanordnung nach Anspruch 16 oder 17; bei dem das erste und/oder das zweite externe optoelektronische Bauelement (30) in einem Gehäuse (80) mit einem Abstrahlbereich integriert ist, welches die gleichen Abmessungen wie das gekapseltes Gehäuse (50) aufweist.
Leuchtanordnung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, bei der das Gehäuse eine geringere Anzahl von Kontaktbereichen wie das gekapselte Gehäuse, insbesondere keine ersten und zweiten Kontaktbereiche und/oder integrierten Steuerchip umfasst.
Bestückungsgurt, umfassend eine Leuchtanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der ein Gurt mit einer Vielzahl von Vertiefungen vorgesehen ist, wobei in einer ersten Vertiefung eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14 eingebracht ist; und in wenigstens einer weiteren Vertiefung benachbart zu der ersten Vertiefung ein Gehäuse mit dem ersten externen optoelektronischen Bauelement angeordnet ist, und das Gehäuse die gleichen Abmessungen wie das gekapseltes Gehäuse (50) der Vorrichtung aufweist.
Bestückungsgurt nach Anspruch 20, bei der drei aufeinander folgende Vertiefungen der Vielzahl von Vertiefungen jeweils die Vorrichtung sowie die Gehäuse mit dem ersten externen optoelektronischen Bauelement (30) sowie dem zweiten externen elektronischen Bauelement aufnehmen.
Bestückungsgurt nach Anspruch 20 oder 21, weiter umfassend eine Markierung, welche in eine definierte Beziehung zu der Vertiefung aufweist, in der die Vorrichtung vorgesehen ist.