FR3026600A1

FR3026600A1 - LED CIRCUIT BOARD

Info

Publication number: FR3026600A1
Application number: FR1459222A
Authority: FR
Inventors: David Boudikian; Islem Yahi
Original assignee: Valeo Vision SAS
Current assignee: Valeo Vision SAS
Priority date: 2014-09-29
Filing date: 2014-09-29
Publication date: 2016-04-01

Abstract

Carte de circuit imprimé portant au moins une LED pilotée par un circuit de contrôle. Pour éviter l'allumage intempestif des LEDs (4) en l'absence de pilotage, au moins une impédance de protection (5) est réalisée sur au moins une couche (2, 3) de la carte (1).Printed circuit board carrying at least one LED controlled by a control circuit. In order to prevent the LEDs (4) from accidentally switching on in the absence of control, at least one protection impedance (5) is produced on at least one layer (2, 3) of the card (1).

Description

« CARTE DE CIRCUIT IMPRIME A LED » L'invention concerne une carte de circuit imprimé, ou PCB, portant au moins une diode électro-luminescente, ou LED, pilotée par un circuit de contrôle. Les LEDs sont régulièrement utilisées comme sources d'éclairement. En dehors des périodes de fonctionnement piloté, les LEDs peuvent être soumises à des perturbations de type champ électromagnétique (CEM), susceptibles de provoquer leur allumage intempestif. Un tel allumage intempestif peut entraîner des réactions, automatiques ou spontanées, pouvant avoir des conséquences dommageables.The invention relates to a printed circuit board, or PCB, carrying at least one electroluminescent diode, or LED, controlled by a control circuit. LEDs are regularly used as sources of illumination. Outside periods of controlled operation, the LEDs may be subjected to electromagnetic field (EMC) type disturbances, which may cause them to inadvertently switch on. Such inadvertent ignition can cause reactions, automatic or spontaneous, which can have damaging consequences.

Pour éviter cet allumage intempestif d'une LED non pilotée, il est connu de placer en parallèle sur la LED une impédance, sous forme d'un composant monté en surface ou CMS. Le courant perturbateur est dérivé par le CMS, ce qui évite l'allumage intempestif. Cette disposition d'un CMS en parallèle sur la LED est acceptable pour une LED unique. En cas de groupe de LEDs ou de branche de LEDs, elle est très difficile à mettre en oeuvre : pour des raisons d'encombrement et de prix, si l'on dispose un CMS par LED du groupe ; ou pour des raisons techniques et de sécurité si l'on dispose un CMS par groupe de LEDs. En effet, pour assurer le respect des règles de compatibilité électromagnétique, les connexions du CMS doivent être courtes, et en particulier, inférieures à 0,5 mm, ce qui rend difficile le montage du CMS en parallèle sur le groupe de LEDs. Un but de l'invention est de proposer des moyens pour éviter l'allumage intempestif de LEDs non pilotées. Un autre but de l'invention est d'assurer le respect des règles de compatibilité électro-magnétique. L'invention a pour objet une carte de circuit imprimé comprenant au moins une source lumineuse apte à être pilotée pour émettre de la lumière, ladite carte comportant au moins une couche conductrice et au moins une couche diélectrique, caractérisée en ce que l'une au moins desdites couche conductrice et couche diélectrique participe à la formation d'une impédance de protection pour éviter l'allumage intempestif de la au moins une source lumineuse en l'absence de pilotage. Avantageusement, la couche conductrice est discontinue.To prevent this untimely ignition of a non-driven LED, it is known to place in parallel on the LED an impedance, in the form of a surface-mounted component or CMS. The interfering current is derived by the CMS, which avoids the inadvertent ignition. This arrangement of a CMS in parallel on the LED is acceptable for a single LED. In case of group of LEDs or branch of LEDs, it is very difficult to implement: for reasons of space and price, if we have a CMS LED group; or for technical and safety reasons if a CMS is available for each group of LEDs. Indeed, to ensure compliance with the rules of electromagnetic compatibility, the CMS connections must be short, and in particular, less than 0.5 mm, which makes it difficult to mount the CMS in parallel on the group of LEDs. An object of the invention is to provide means for preventing inadvertent ignition of unmanned LEDs. Another object of the invention is to ensure compliance with the rules of electromagnetic compatibility. The subject of the invention is a printed circuit board comprising at least one light source capable of being driven to emit light, said card comprising at least one conducting layer and at least one dielectric layer, characterized in that one less of said conductive layer and dielectric layer participates in the formation of a protective impedance to prevent inadvertent ignition of the at least one light source in the absence of control. Advantageously, the conductive layer is discontinuous.

De préférence, la couche conductrice s'oppose sensiblement au passage de courant. De manière avantageuse, l'impédance de protection est une résistance. Avantageusement la carte comprend une deuxième couche conductrice, lesdites couches conductrices et ladite couche diélectrique formant au moins une impédance de protection. De préférence, la couche diélectrique est située entre les deux couches conductrices. Avantageusement, chaque impédance de protection est une 15 capacité. De préférence, chaque capacité est d'environ 1,7 nF/cm2. De manière avantageuse, l'épaisseur de la couche diélectrique est inférieure ou égale à 20 pm, préférentiellement inférieure ou égale à 10 pm, préférentiellement inférieure ou égale à 8 pm. 20 Avantageusement, la couche diélectrique comprend de la céramique. De préférence, les couches conductrices sont en cuivre. De manière avantageuse, le nombre de sources lumineuses étant supérieur à 1, le nombre d'impédances de protection est égal au nombre 25 de sources lumineuses. De préférence, chaque impédance de protection protège une source lumineuse. Avantageusement, les couches conductrices formant impédance sont disjointes. 30 De manière avantageuse, les couches conductrices d'une même impédance se recouvrent au moins partiellement. De préférence, le nombre de sources lumineuses étant supérieur à 1, une seule impédance de protection est réalisée pour l'ensemble des sources lumineuses.Preferably, the conductive layer substantially opposes the flow of current. Advantageously, the protection impedance is a resistor. Advantageously, the card comprises a second conductive layer, said conductive layers and said dielectric layer forming at least one protective impedance. Preferably, the dielectric layer is located between the two conductive layers. Advantageously, each protection impedance is a capacitance. Preferably, each capacity is about 1.7 nF / cm 2. Advantageously, the thickness of the dielectric layer is less than or equal to 20 μm, preferably less than or equal to 10 μm, preferably less than or equal to 8 μm. Advantageously, the dielectric layer comprises ceramic. Preferably, the conductive layers are made of copper. Advantageously, since the number of light sources is greater than 1, the number of protection impedances is equal to the number of light sources. Preferably, each protection impedance protects a light source. Advantageously, the conductive layers forming impedance are disjoint. Advantageously, the conductive layers of the same impedance overlap at least partially. Preferably, the number of light sources being greater than 1, a single protection impedance is achieved for all the light sources.

Avantageusement, les sources lumineuses sont connectées en série de sorte à former une branche de sources lumineuses. De préférence, la branche est protégée par ladite impédance de protection.Advantageously, the light sources are connected in series so as to form a branch of light sources. Preferably, the branch is protected by said protection impedance.

De manière avantageuse, chaque impédance comprend une couche inférieure et une couche supérieure. Avantageusement, les couches supérieures ou inférieures d'au moins deux impédances sont contiguës. De préférence les couches restantes, respectivement inférieures ou supérieures sont isolées l'une de l'autre. Avantageusement, l'impédance de protection est réalisée sur toute l'aire de la carte. De manière avantageuse, la source lumineuse comporte une puce émettrice semi-conductrice, notamment une LED.Advantageously, each impedance comprises a lower layer and an upper layer. Advantageously, the upper or lower layers of at least two impedances are contiguous. Preferably the remaining layers, respectively lower or upper are isolated from each other. Advantageously, the protection impedance is achieved over the entire area of the card. Advantageously, the light source comprises a semiconductor emitter chip, in particular an LED.

L'invention a encore pour objet un module lumineux, notamment d'éclairage et/ou de signalisation pour véhicule automobile, comprenant une carte de circuit imprimé telle que décrite ci-dessus. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortent de la description qui suit faite avec référence aux dessins annexés dans lesquels : - La figure 1 est une vue schématique en coupe d'une carte de circuit imprimé portant une LED, l'impédance de protection étant une capacité réalisée sur les couches supérieure et inférieure de la carte. - La figure 2 est une vue analogue à celle de la figure 1, l'impédance de protection étant une capacité réalisée sur deux couches intermédiaires de la carte. - La figure 3 est une vue analogue à celle de la figure 2, l'impédance de protection étant une résistance réalisée sur une couche intermédiaire de la carte. - La figure 4 est une vue analogue à celle de la figure 1, la carte portant deux LEDs, l'impédance de protection pour chacune des LED étant une capacité réalisée sur les couches supérieure et inférieure de la carte. - La figure 5 est une vue analogue à celle de la figure 2, la carte portant deux LEDs, l'impédance de protection pour chacune des LEDs étant une capacité réalisée sur deux couches intermédiaires de la carte. - La figure 6 est une vue analogue à celle de la figure 3, la carte portant deux LEDs, l'impédance de protection pour chacune des LEDs étant une résistance réalisée sur une couche intermédiaire de la carte. - La figure 7 est une vue analogue à celle de la figure 4, la carte portant une branche de LEDs, l'impédance de protection étant une capacité réalisée sur les couches supérieure et inférieure de la carte. - La figure 8 est une vue analogue à celle de la figure 2, la carte portant une branche de LEDs, l'impédance de protection étant une capacité réalisée sur deux couches intermédiaires de la carte. - La figure 9 est une vue analogue à celle de la figure 3, la carte portant une branche de LEDs, l'impédance de protection étant une résistance réalisée sur une couche intermédiaire de la carte. Une carte de circuit imprimé 1 présente une couche supérieure 2 et une couche inférieure 3 pourvues d'un revêtement conducteur par exemple en cuivre. Elle porte une source lumineuse 4, par exemple une LED 4 pilotée par un circuit de contrôle non représenté. Pour éviter l'allumage intempestif de la LED lorsqu'elle n'est pas pilotée, une impédance de protection est montée en parallèle sur la LED. Sur la figure 1, l'impédance de protection est une capacité dont les armatures sont réalisées sur les couches supérieure 2 et inférieure 3 de la carte 1. L'armature réalisée sur la couche supérieure 2 de la carte est reliée par exemple à l'anode de la LED 4, et l'armature réalisée sur la couche inférieure 3 de la carte est reliée à la cathode de la LED 4. L'espace délimité en pointillés sur la figure 1 correspond à la capacité 5 enterrée dans la carte 1. Sur la figure 2, la carte 1 comporte deux couches intermédiaires 6 et 7, séparées par une couche diélectrique 10, par exemple dopée à la céramique, d'une épaisseur inférieure ou égale à 20 pm, de préférence inférieure ou égale 10 pm, de préférence inférieure ou égale à 8 pm. La couche diélectrique 10 peut par exemple comprendre du titanate de baryum (BaTiO3). La couche intermédiaire 6 est reliée à la LED 4, par exemple à l'anode, et la couche intermédiaire 7 est reliée à la cathode. L'espace délimité en pointillés sur la figure 2 correspond à la capacité 8 enterrée dans la carte 1. Sur la figure 3, la couche intermédiaire 6, par exemple, porte une résistance 9 qui constitue l'impédance de protection de la LED 4. La résistance 9 est réalisée par exemple en remplaçant le revêtement conducteur de surface de la couche intermédiaire 6 par un revêtement organique. La résistance 9 est enterrée dans la carte 1. Sur les figures 4 à 6, la carte de circuit imprimé 1 porte deux LEDs 4 et 4a. Pour chacune de ces deux LEDs, une disposition analogue à celle des figures 1 à 3 est assurée. Sur la figure 4, les capacités enterrées 5 et 5a sont situées entre les couches supérieure 2 et inférieure 3.The invention further relates to a light module, including lighting and / or signaling for a motor vehicle, comprising a printed circuit board as described above. Other features and advantages of the invention appear from the following description given with reference to the accompanying drawings in which: - Figure 1 is a schematic sectional view of a printed circuit board carrying an LED, the impedance of protection being a capacity performed on the upper and lower layers of the map. FIG. 2 is a view similar to that of FIG. 1, the protection impedance being a capacitance produced on two intermediate layers of the card. FIG. 3 is a view similar to that of FIG. 2, the protection impedance being a resistance made on an intermediate layer of the card. FIG. 4 is a view similar to that of FIG. 1, the card carrying two LEDs, the protection impedance for each of the LEDs being a capacitance made on the upper and lower layers of the card. FIG. 5 is a view similar to that of FIG. 2, the card carrying two LEDs, the protection impedance for each of the LEDs being a capacitance produced on two intermediate layers of the card. - Figure 6 is a view similar to that of Figure 3, the card carrying two LEDs, the protection impedance for each of the LEDs being a resistance made on an intermediate layer of the card. FIG. 7 is a view similar to that of FIG. 4, the card carrying a branch of LEDs, the protection impedance being a capacitance made on the upper and lower layers of the card. - Figure 8 is a view similar to that of Figure 2, the card carrying a branch of LEDs, the protection impedance being a capacitor made on two intermediate layers of the card. FIG. 9 is a view similar to that of FIG. 3, the card carrying a branch of LEDs, the protection impedance being a resistance made on an intermediate layer of the card. A printed circuit board 1 has an upper layer 2 and a lower layer 3 provided with a conductive coating, for example made of copper. It carries a light source 4, for example an LED 4 controlled by a control circuit not shown. To prevent accidental switching on of the LED when it is not controlled, a protective impedance is connected in parallel to the LED. In FIG. 1, the protection impedance is a capacitance whose reinforcements are made on the upper 2 and lower 3 layers of the card 1. The reinforcement made on the upper layer 2 of the card is connected for example to the anode of the LED 4, and the armature made on the lower layer 3 of the card is connected to the cathode of the LED 4. The space defined in dashed lines in Figure 1 corresponds to the capacity 5 buried in the card 1. In FIG. 2, the card 1 comprises two intermediate layers 6 and 7, separated by a dielectric layer 10, for example doped with ceramic, with a thickness less than or equal to 20 μm, preferably less than or equal to 10 μm, of preferably less than or equal to 8 μm. The dielectric layer 10 may for example comprise barium titanate (BaTiO3). The intermediate layer 6 is connected to the LED 4, for example to the anode, and the intermediate layer 7 is connected to the cathode. The space delimited in dashed lines in FIG. 2 corresponds to the capacity 8 buried in the card 1. In FIG. 3, the intermediate layer 6, for example, carries a resistor 9 which constitutes the protective impedance of the LED 4. The resistor 9 is made for example by replacing the surface conductive coating of the intermediate layer 6 with an organic coating. The resistor 9 is buried in the card 1. In FIGS. 4 to 6, the printed circuit board 1 carries two LEDs 4 and 4a. For each of these two LEDs, a provision similar to that of Figures 1 to 3 is provided. In FIG. 4, the buried capacities 5 and 5a are situated between the upper 2 and lower 3 layers.

Sur la figure 5, les capacités enterrées 8 et 8a sont situées entre les deux couches intermédiaires 6 et 7. Sur la figure 6, les résistances enterrées 9 et 9a sont situées l'une, 9, sur la couche intermédiaire 6, l'autre, 9a, sur la couche intermédiaire 7. L'exemple de réalisation des figures 4 à 6 n'est pas limité à deux LEDs, 20 mais couvre aussi un nombre supérieur à 2 de LEDs. Lorsqu'il y a plusieurs impédances de protection sur une même carte, les couches conductrices formant impédances sont disjointes. Dans le cas où l'impédance de protection est une capacité, chaque impédance comprend une couche supérieure et une couche inférieure. 25 Avantageusement, les couches supérieures ou inférieures d'au moins deux impédances sont contiguës. Dans ce cas, les couches restantes, respectivement inférieures ou supérieures, sont isolées l'une de l'autre. Sur les figures 7 à 9, la carte de circuit imprimé 1 porte plusieurs LEDs connectées en série de façon à former une branche de LEDs et 30 l'impédance de protection est conçue pour l'ensemble de la branche de LEDs. La branche de LEDs comprend plusieurs LEDs 4 à 4n, avec un nombre de LEDs qui peut être de l'ordre de la centaine. Dans le cas des figures 4 et 6, il est aussi prévu de remplacer chaque LED par une branche de LEDs, de façon à disposer sur une même carte deux branches distinctes de LEDs ayant chacune son impédance de protection, par exemple une branche de six LEDs avec une impédance de protection et une branche de quatre LEDs avec une impédance de protection.In FIG. 5, the buried capacities 8 and 8a are situated between the two intermediate layers 6 and 7. In FIG. 6, the buried resistors 9 and 9a are located one, 9, on the intermediate layer 6, the other , 9a, on the intermediate layer 7. The embodiment of Figures 4 to 6 is not limited to two LEDs, but also covers a number greater than 2 LEDs. When there are several protection impedances on the same card, the conductive layers forming impedances are disjoint. In the case where the protective impedance is a capacitance, each impedance comprises an upper layer and a lower layer. Advantageously, the upper or lower layers of at least two impedances are contiguous. In this case, the remaining layers, respectively lower or higher, are isolated from each other. In FIGS. 7 to 9, the printed circuit board 1 carries a plurality of LEDs connected in series to form a LED branch and the protection impedance is designed for the entire LED branch. The branch of LEDs includes several LEDs 4 to 4n, with a number of LEDs that can be of the order of one hundred. In the case of FIGS. 4 and 6, it is also planned to replace each LED by a branch of LEDs, so as to have on the same card two separate branches of LEDs each having its protection impedance, for example a branch of six LEDs. with a protection impedance and a branch of four LEDs with a protection impedance.

L'impédance de protection des LEDs contre l'allumage intempestif est réalisée selon le même principe que dans les figures 1 à 3. Les dimensions de l'impédance de protection sont fonction du nombre de LEDs dans la branche. A titre d'exemple, si la capacité interne d'une LED est de 1 nF, la capacité de protection enterrée dans la carte 1 doit être supérieure à 1 nF. La capacité entre deux couches intermédiaires telles que 6 et 7 étant de l'ordre de 1 nF/cm2, la surface nécessaire pour réaliser la capacité de protection est déterminable en fonction du nombre de LEDs de la branche. Cette surface peut être délimitée par découpe du revêtement superficiel conducteur de la couche intermédiaire. Les mêmes dispositions s'appliquent au cas de la résistance de protection, le revêtement superficiel conducteur étant remplacé par un revêtement organique sur la surface déterminée d'une couche intermédiaire. Pour assurer qu'une source lumineuse, en l'absence de pilotage, ne s'allume pas de façon intempestive, l'impédance de protection placée en parallèle sur la source lumineuse est plus faible que l'impédance de la source lumineuse elle-même. La valeur de l'impédance de protection dépend de la LED à protéger et de sa plage de fréquence de susceptibilité.The protective impedance of the LEDs against inadvertent ignition is carried out according to the same principle as in Figures 1 to 3. The dimensions of the protection impedance are a function of the number of LEDs in the branch. For example, if the internal capacity of an LED is 1 nF, the buried protection capacity in the card 1 must be greater than 1 nF. The capacity between two intermediate layers such as 6 and 7 being of the order of 1 nF / cm 2, the area necessary to achieve the protection capacity is determinable depending on the number of LEDs of the branch. This surface may be delimited by cutting the conductive surface coating of the intermediate layer. The same applies to the case of the protective resistor, the conductive surface coating being replaced by an organic coating on the determined surface of an intermediate layer. To ensure that a light source, in the absence of control, does not ignite inadvertently, the protective impedance placed in parallel on the light source is lower than the impedance of the light source itself . The value of the protection impedance depends on the LED to be protected and its frequency range of susceptibility.

Dans le cas d'une impédance de protection constituée par une résistance, la valeur de cette résistance est de quelques milliohms. Dans le cas d'une impédance de protection constituée par une capacité, la capacité enterrée dans la carte de circuit imprimé garantit une faible impédance. La capacité est constituée entre deux couches conductrices qui se recouvrent au moins partiellement. La surface de recouvrement des couches conductrices détermine la valeur de la capacité. Avantageusement, l'impédance de protection est réalisée sur toute l'aire de la carte de circuit imprimé.In the case of a resistance impedance constituted by a resistor, the value of this resistance is a few milliohms. In the case of a protection impedance constituted by a capacitance, the capacitance buried in the printed circuit board guarantees a low impedance. The capacitance is formed between two conductive layers which overlap at least partially. The overlap surface of the conductive layers determines the value of the capacitance. Advantageously, the protection impedance is achieved over the entire area of the printed circuit board.

Selon un mode de réalisation de l'invention, la source lumineuse portée par la carte de circuit imprimé comporte une puce émettrice semiconductrice, notamment une LED. L'invention couvre également un module lumineux, notamment d'éclairage et/ou de signalisation pour véhicule automobile, comprenant une carte de circuit imprimé telle que décrite ci-dessus.According to one embodiment of the invention, the light source carried by the printed circuit board comprises a semiconductor emitter chip, in particular an LED. The invention also covers a light module, particularly lighting and / or signaling for a motor vehicle, comprising a printed circuit board as described above.

Claims

CLAIMS1- Printed circuit board comprising at least one light source (4) capable of being driven to emit light, said card (1) comprising at least one conductive layer (2, 3) and at least one dielectric layer, characterized in that at least one of said conductive layer and dielectric layer is involved in the formation of a protective impedance to prevent the inadvertent ignition of the at least one light source (4) in the absence of control.

2- card according to claim 1, wherein the conductive layer is discontinuous.

3- card according to the preceding claims, wherein the protective impedance is a resistor (9).

4- Card according to one of claims 1 or 2, wherein said card comprises a second conductive layer, said conductive layers and said dielectric layer forming at least one protective impedance.

5. Card according to claim 4, wherein the dielectric layer is located between the two conductive layers.

6. Card according to the preceding claim, wherein each protection impedance is a capacitance (5).

7- Card according to any one of the preceding claims, wherein the number of light sources being greater than 1, the number of protection impedances is equal to the number of light sources.

8- Card according to claim 7, wherein the conductive layers 25 of the same impedance overlap at least partially.

9- Card according to one of claims 1 to 6, wherein the number of light sources being greater than 1, a single protection impedance is achieved for all light sources. 30

10- Card according to any one of the preceding claims, wherein the light sources are connected in series so as to form a branch of light sources.

11- Card according to the preceding claim, wherein the branch is protected by said protection impedance.

A card according to any one of the preceding claims, wherein each impedance comprises a lower layer and an upper layer.

13- Card according to claim 12, wherein the upper or lower layers of at least two impedances are contiguous.

14- Card according to one of claims 12 to 13, wherein the remaining layers, respectively lower or upper are isolated from one another.

15- A light module, particularly lighting and / or signaling for a motor vehicle, characterized in that it comprises a printed circuit board according to one of claims 1 to 14.