DE10350913A1 - Light-emitting diode arrangement for a rotating warning light comprises a spatial arrangement of diodes, a support having rigid assembly regions and connecting regions arranged between the assembly regions, and a flexible circuit board - Google Patents
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Abstract
Description
Die Anmeldung betrifft ein Leuchtdioden(LED)-Modul, insbesondere ein LED-Modul für ein Drehwarnlicht, bei dem die Abstrahlrichtungen unterschiedlicher fest zueinander angeordneter Leuchtdioden oder Leuchtdiodengruppen voneinander verschieden sind, und insbesondere eine 360°-Abstrahlung ermöglichen. Sie betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Leuchtdiodenmoduls.The Application relates to a light-emitting diode (LED) module, in particular a LED module for one Rotary warning light, in which the radiation directions of different fixedly arranged light-emitting diodes or light-emitting diode groups are different from each other, and in particular a 360 ° radiation enable. It further relates to a method for producing such LEDs module.
Bislang werden Drehwarnlichter oder Blinklichter in den meisten Fällen mit Glühlampen realisiert. Der „Blinkeffekt" wurde erzielt, indem ein Reflektor mittels eines Motors in eine Rotation versetzt wird und dabei das von der Glühlampe emittierte Licht in unterschiedliche Richtungen reflektiert. Die Konstruktion der Beleuchtungseinheit ist aufgrund der vielfältigen, insbesondere notwendigen mechanischen Komponenten aufwendig.So far In most cases, turn signals or flashing lights are included lightbulbs realized. The "blink effect" was achieved by: a reflector is rotated by means of a motor and that of the light bulb emitted light reflected in different directions. The construction the lighting unit is due to the diverse, especially necessary mechanical components consuming.
Aufgrund dieser Nachteile und der höheren Lebensdauer von Leuchtdioden (LEDs) gegenüber Glühlampen sind verschiedene Vorschläge unterbreitet worden, solche Lichter mit LEDs zu realisieren. Bei einem LED-Modul mit einer 360°-Abstrahlung sind die LEDs kreisförmig auf einem Träger angeordnet und werden nacheinander elektronisch angesteuert. Auf diese Weise lässt sich der von den bekannten Drehwarnlichtern erzeugte Blinkeffekt auf einfache Weise erzielen.by virtue of these disadvantages and the longer life of light emitting diodes (LEDs) compared to incandescent lamps are different suggestions been submitted to realize such lights with LEDs. at an LED module with a 360 ° radiation are the LEDs are circular on a carrier arranged and are controlled sequentially electronically. On that way the blinking effect generated by the well-known rotary warning lights achieve in a simple manner.
So
ist beispielsweise aus der
Eine andere Möglichkeit, eine Vielzahl von LEDs in der gewünschten kreisförmigen Form anzuordnen, ist in der WO 00/69000 beschrieben. In dieser Druckschrift wird vorgeschlagen, einen Kühlkörper mit einer dreidimensionalen, z.B. zylindrischen, Form zu verwenden und eine flexible Leiterplatte, die auf einer Hauptfläche mit einer Mehrzahl von LEDs versehen ist, auf die derart verformte oder gekrümmte Oberfläche des Kühlkörpers aufzulaminieren. Damit sollen aufgrund bestimmter Vorgaben räumlich geformte LED-Module hergestellt werden, die als Blinker oder dergleichen verwendet werden können. Die flexible Leiterplatte, die in der Regel aus einem flexiblen Kunststoff hergestellt wird, erlaubt die Anpassung an komplexe dreidimensionale Formen. Die flexible Leiterplatte kann aus einer Polyester- oder Polyimid-Folie bestehen. Vorgeschlagen wird die Verwendung sogenannter Flexboards, die im Allgemeinen mehrlagige Leiterplatten sind, die homogen aus einer Mehrzahl von Polyimid-Trägerfolien aufgebaut sind.A different possibility, a plurality of LEDs in the desired circular shape to arrange, is described in WO 00/69000. In this document it is suggested to use a heat sink a three-dimensional, e.g. cylindrical, to use shape and a flexible circuit board, which is on a main surface with a plurality of LEDs is provided on the thus deformed or curved surface of the heat sink. This is due to certain specifications spatially shaped LED modules are manufactured, which are used as turn signals or the like can. The flexible circuit board, which is usually made of a flexible plastic produced, allows adaptation to complex three-dimensional To shape. The flexible circuit board can be made of a polyester or polyimide film consist. It is proposed to use so-called flexboards, which are generally multilayer printed circuit boards which are homogeneous a plurality of polyimide carrier films are constructed.
Aus
der
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein LED-Modul der eingangs genannten Art insbesondere mit einer 360°-Abstrahlung anzugeben, welches einerseits möglichst einfach hergestellt werden kann und andererseits eine hohe Eigenfestigkeit und damit mechanische Stabilität aufweist. Weiterhin soll ein Verfahren zum Herstellen eines solchen LED-Moduls angegeben werden.It An object of the present invention is an LED module of the beginning Specify type mentioned in particular with a 360 ° -radiation, which on the one hand preferably can be easily produced and on the other hand, a high intrinsic strength and thus mechanical stability having. Furthermore, a method for producing such an LED module be specified.
Diese Aufgaben werden mit einem LED-Modul mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 und mit einem Verfahren zum Herstellen des LED-Moduls mit den Merkmalen des Patentanspruches 11 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.These Tasks are with an LED module with the features of claim 1 and with a method of manufacturing the LED module with the Characteristics of claim 11 solved. Advantageous embodiments arise from the dependent ones Claims.
Ein bevorzugtes LED-Modul gemäß der Erfindung weist folgende Merkmale auf:
- – einen Träger aus einem festen aber biegsamen Material, der N (mit bevorzugt N > = 3) Montagebereiche und N-1 jeweils zwischen zwei Montagebereichen angeordnete Verbindungsbereiche aufweist, wobei der Träger an den Verbindungsbereichen jeweils gebogen oder geknickt ist, so dass die Montagebereich derart zueinander stehen, dass sie eine rohrartige Raumform mit polygonalem Querschnitt bilden, bei der die Verbindungsbereiche die „Kanten" darstellen;
- – eine flexible Leiterplatte mit einer Mehrzahl von LED-Bereichen, die mit den N Montagebereichen des Trägers jeweils an einer ihrer Hauptflächen miteinander verbunden ist und die die Montagebereiche überspannt; und
- – eine Mehrzahl an LEDs, die in den LED-Bereichen auf die flexiblen Leiterplatte montiert und dort elektrisch verschaltet sind.
- A carrier made of a strong but flexible material which has N (with preferably N> = 3) mounting areas and N-1 respectively arranged between two mounting areas connecting areas, wherein the carrier to the Verbindungsberei Each bent or kinked, so that the mounting area are such that they form a tubular space shape with a polygonal cross-section, in which the connecting areas represent the "edges";
- - A flexible printed circuit board having a plurality of LED areas, which is connected to the N mounting areas of the carrier in each case at one of its major surfaces and which spans the mounting areas; and
- - A plurality of LEDs, which are mounted in the LED areas on the flexible circuit board and electrically connected there.
Das Vorsehen eines Trägers, dessen Biegung oder bei dem ein Abknicken in vorbestimmten Verbindungsbereichen möglich ist, in Kombination mit einer flexiblen Leiterplatte, die die den Träger zumindest teilweise überspannt und die die Mehrzahl der LEDs trägt, ermöglicht eine einfach aufgebaute, einfach herzustellende und dennoch stabile Anordnung. Die Leiterplatte kann auf einfache Weise vor dem Biegen oder Knicken mittels herkömmlicher zweidimensionaler Pick-and-Place-Verfahren mit den LEDs bestückt werden. Vorzugsweise erfolgt die Bestückung der flexiblen Leiterplatte mit LEDs und ggf. anderen elektronischen Bauteilen nach deren Aufbringen auf den Träger.The Providing a wearer, its bending or buckling in predetermined connecting areas possible is, in combination with a flexible circuit board, which the the carrier at least partially overstretched and that carries the majority of LEDs, allows a simple design, easy to manufacture and yet stable Arrangement. The circuit board can easily before bending or kinking by means of conventional two-dimensional Pick-and-place procedures are equipped with the LEDs. Preferably takes place the equipment the flexible printed circuit board with LEDs and possibly other electronic Components after their application to the carrier.
Bevorzugter Weise ist in den Verbindungsbereichen jeweils zumindest eine Materialschwächung vorgesehen, wodurch das verbleibende Trägermaterial in den Verbindungsbereichen bei einer Biegebelastung nachgibt. Durch selektives Vorsehen von Materialschwächungen an den gewünschten Verbindungsbereichen kann festgelegt werden, an welchen Stellen eine Biegung oder ein Abknicken erfolgen soll und mit welchem Winkel eine Biegung zwischen zwei Montagebereichen möglich sein soll.preferred Way, at least one material weakening is provided in each of the connection regions, whereby the remaining carrier material yields in the connection areas at a bending load. By selective provision of material weaknesses to the desired Connection areas can be specified in which places a bend or a kinking should take place and at what angle a bend between two mounting areas should be possible.
Die Materialschwächung kann durch partielles Reduzieren der Materialstärke des Trägers oder durch in Teilbereichen der Verbindungsbereiche vollständiges Entfernen von Trägermaterials realisiert sein. Das Einbringen von Materialschwächungen in den Träger umfasst vorzugsweise ein Einbringen von Aussparungen, z.B. durch Stanzen oder Fräsen.The material weakening can be achieved by partially reducing the material thickness of the carrier or in partial areas the connection areas complete Removal of carrier material be realized. The introduction of material weakenings in the carrier comprises preferably introducing recesses, e.g. by punching or milling.
Bevorzugt ist die Größe der zumindest einen Aussparung derart bemessen, dass der jeweilige Verbindungsbereich zwei stegförmige Bereiche bzw. Stege aufweist, die zwei eineinander benachbarte Montagebereiche miteinander mechanisch verbinden.Prefers is the size of the least a recess sized so that the respective connection area two bar-shaped Has areas or webs, the two adjacent mounting areas mechanically connect with each other.
Der Träger umfasst dann eine Mehrzahl von im Vergleich zu den Verbindungsbereichen starren bzw. steifen Träger- oder Versteifungsplatten für die LED-Bereiche der flexiblen Leiterplatte, die jeweils an einer ihrer Hauptoberflächen mit der flexiblen Leiterplatte in einem Abstand voneinander, der durch die Stege definiert ist, verbunden sind. Die Träger- oder Versteifungsplatten sind an ihren Rändern über die Stege oder andere geeignete Verbindungselemente verbunden.Of the carrier then includes a plurality of compared to the connection areas rigid or rigid carrier or stiffening plates for the LED areas of the flexible circuit board, each at one their main surfaces with the flexible circuit board at a distance from each other, the Defined by the webs are connected. The carrier or stiffening plates are at the edges over the footbridges or other suitable connection elements.
Vorzugsweise sind die zwei Stege in Randbereichen des Trägers angeordnet. Dies ermöglicht es, dass die flexible Leiterplatte in einer bevorzugten Ausgestaltung in den Verbindungsbereichen des starren Trägers zwischen den zwei Stegen eines Verbindungsbereiches verläuft. Damit wird vermieden, dass die flexible Leiterplatte beim Biegevorgang starken Spannungen, aufgrund von noch vorhandenem Trägermaterial in den Verbindungsbereichen, ausgeübt wird.Preferably the two webs are arranged in edge regions of the carrier. This makes it possible that the flexible circuit board in a preferred embodiment in the connecting areas of the rigid support between the two webs a connection area runs. This avoids that the flexible circuit board during the bending process strong stresses, due to still existing carrier material in the connection areas, is exercised.
Die Stege geben der Anordnung den notwendigen Halt und ermöglichen den einfachen Aufbau von dreidimensionalen Strukturen, welche eine Abstrahlung der LEDs in verschiedene Richtungen ermöglichen. Es kann ein LED-Modul bereitgestellt werden, das in alle Raumrichtungen abstrahlt. Besonders bevorzugt wird das LED-Modul für Drehwarnlichter oder Blinklichter verwendet.The Webs give the arrangement the necessary support and allow the simple construction of three-dimensional structures, which is a radiation enable the LEDs in different directions. It can be an LED module be provided, which radiates in all directions. Especially preferred is the LED module for Rotary warning lights or flashing lights used.
Bevorzugt sind die LEDs in einen elektronischen Schaltkreis zur Ansteuerung der LED-Anordnung integriert, der auf der flexiblen Leiterplatte aufgebracht ist.Prefers the LEDs are in an electronic circuit for driving the LED assembly integrated on the flexible circuit board is applied.
Die LEDs werden bevorzugterweise in der Oberflächenmontage-Technik SMT (Surface Mount Technology) hergestellt und direkt auf der flexiblen Leiterplatte in dem Bereich montiert, in dem die flexible Leiterplatte mit der Leiterplatte verbunden, insbesondere geklebt oder anderweitig laminiert, ist. Dies hat den Vorteil, dass für eine optimale Wärmeableitung von den LEDs gesorgt ist.The LEDs are preferably used in Surface Mount Technology SMT (Surface Mount Technology) manufactured and directly on the flexible circuit board in the area mounted in which the flexible circuit board with the circuit board connected, in particular glued or otherwise laminated, is. This has the advantage that for optimal heat dissipation taken care of by the LEDs.
In einer bevorzugten Ausgestaltung stellt der Träger eine starre Leiterplatte aus Aluminium dar. Die flexible Leiterplatte besteht in einer bevorzugten Form aus einem Kunststoff, insbesondere Polyester oder Polyimid, und insbesondere ist sie aus mehreren Lagen aus Polyimid aufgebaut. Diese als Flexboards bekannten Anordnungen sind aus dem Stand der Technik bekannt und beispielsweise in dem Artikel „Flexibel verdrahten auf kleinstem Raum" von H. Kober in der Zeitschrift F&M, Heft 5/96, Seiten 355f. beschrieben. Diese Flexboards werden dort als mehrlagige Leiterplatten beschrieben, die homogen aus einer Mehrzahl von Polyimid-Trägerfolien aufgebaut sind.In In a preferred embodiment, the carrier provides a rigid printed circuit board made of aluminum. The flexible circuit board is in a preferred form from a plastic, in particular polyester or polyimide, and In particular, it is composed of several layers of polyimide. These arrangements known as flexboards are known from the prior art Technique known and for example in the article "Flexible wire in the smallest space "from H. Kober in the magazine F & M, Issue 5/96, pages 355f. described. These flexboards will be there described as multilayer printed circuit boards, the homogeneous from a Plurality of polyimide carrier films are constructed.
Das erfindungsgemäße LED-Modul eignet sich, wie weiter oben bereits erwähnt, insbesondere für die Verwendung bei Drehwarnlichtern, die herkömmliche Blinklichter mit Glühlampen ersetzen.The inventive LED module is suitable, as already mentioned above, in particular for use in rotary warning lights, the conventional Flashing lights with incandescent lamps replace.
Ein Verfahren zum Herstellen des oben beschriebenen LED-Moduls umfasst die folgenden Schritte: Einbringen von Materialschwächungen in einen festen, biegsamen Träger, so dass N-1 Verbindungsbereiche und N durch die Verbindungsbereiche getrennte Montagebereiche entstehen; Aufbringen einer flexiblen Leiterplatte auf den Träger, so dass dieser mit den N Montagebereichen des Trägers jeweils an einer seiner Hauptflächen miteinander verbunden ist; Aufbringen einer Mehrzahl an LEDs, die im Bereich des Trägers auf der flexiblen Leiterplatte montiert sind; und Biegung des Trägers in den Verbindungsbereichen, um eine rohrartige Form des starren Trägers mit in etwa polygonalem Querschnitt zu erhalten. Das Verbinden der flexiblen Leiterplatte und des Trägers erfolgt vorzugsweise durch eine Klebung oder eine anderweitige Laminierung.One The method for manufacturing the LED module described above includes following steps: introducing material weakenings into a solid, flexible material Carrier, so that N-1 connection areas and N separated by the connection areas Assembly areas arise; Applying a flexible circuit board on the carrier, so that this with the N mounting areas of the carrier each at one of his main areas connected to each other; Applying a plurality of LEDs in the Area of the vehicle mounted on the flexible circuit board; and bending of the carrier in the connecting portions to a tubular shape of the rigid support with to obtain approximately polygonal cross-section. Connecting the flexible Printed circuit board and the carrier is preferably done by gluing or otherwise lamination.
Zur Erhöhung der Festigkeit des LED-Moduls ist es vorteilhaft, die Enden des starren Trägers nach dem Schritt des Biegens miteinander zu verbinden. Dies kann ebenfalls durch eine Klebung oder durch eine Einrasverbindung der Enden ineinander geschehen.to increase the strength of the LED module, it is advantageous to the ends of the rigid carrier after to join the step of bending together. This can also be done by gluing or by a snap connection of the ends into each other.
Vor dem Aufbringen der flexiblen Leiterplatte auf den Träger kann ggf. der integrierte Schaltkreis auf der flexiblen Leiterplatte hergestellt werden.In front the application of the flexible circuit board on the carrier can if necessary, the integrated circuit on the flexible printed circuit board getting produced.
Die Fertigung des erfindungsgemäßen LED-Moduls kann damit in allen Verfahrensschritten voll automatisiert erfolgen. Insbesondere ist für das elektrische Anschließen der LEDs kein manueller Arbeitsgang notwendig.The Production of the LED module according to the invention can thus be fully automated in all process steps. In particular, is for the electrical connection the LEDs no manual operation necessary.
Weiter
Vorteile, vorteilhafte Ausführungsformen
und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus dem im Folgenden
in Verbindung mit den
Die
in
Die
Form des erfindungsgemäßen LED-Moduls
ist im Wesentlichen durch die Raumform des gebogenen Trägers
Obwohl
in dem Ausführungsbeispiel
jeder der Verbindungsbereiche
Vor dem eigentlichen Verformungsschritt sind weitere Arbeitsvorgänge notwendig, die anhand der nachfolgend beschriebenen Figuren näher erläutert werden.In front the actual deformation step further operations are necessary which are explained in more detail with reference to the figures described below.
Zurückkommend
auf die
Jede
Gruppe bildet eine LED-Anordnung
Die gezeigte Anzahl von sechs LEDs pro LED-Anordnung ist lediglich beispielhaft gewählt. Selbstverständlich könnten die LED-Anordnungen eine beliebige Anzahl an LEDs aufweisen. Auch die gezeigte elektrische Verschaltung der LEDs bzw. LED-Anordnungen ist lediglich beispielshaft zum Zwecke der Beschreibung gewählt und kann jederzeit in geeigneter Weise an unterschiedliche Gegebenheiten angepasst werden.The shown number of six LEDs per LED array is merely exemplary selected. Of course, the LED arrays have any number of LEDs. Also the shown electrical interconnection of the LEDs or LED arrangements is merely exemplary chosen for the purpose of description and can always adapt to different circumstances at any time be adjusted.
Das
Aufbringen der in
In
einem letzten Schritt wird schließlich das in
Durch
eine entsprechend ausgebildete elektronische Ansteuerschaltung,
die mit den Kontaktflächen
Das erfindungsgemäße LED-Modul kann allgemein in allen Gebieten eingesetzt werden, in denen ein Licht mit einer Abstrahlung von 360° oder ein rotierendes Licht erforderlich ist, wie dies beispielsweise bei Warnblinkleuchten der Fall ist.The inventive LED module can generally be used in all areas where one Light with a 360 ° emission or a rotating light is required, as for example in hazard warning lights the case is.
Die vorliegende Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das oben beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern ist grundsätzlich überall dort einsetzbar, wo in verschiedene Richtungen abstrahlende LED-Module wünschenswert sind.The Of course, the present invention is not limited to the one described above embodiment limited, but is basically everywhere can be used where in different directions radiating LED modules desirable are.
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Legal Events
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8364 | No opposition during term of opposition | ||
R071 | Expiry of right |