WO2018162124A1 - Trägersubstrat für eine lichtanwendung und verfahren zur herstellung eines trägersubstrats - Google Patents

Trägersubstrat für eine lichtanwendung und verfahren zur herstellung eines trägersubstrats Download PDF

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sinuosity
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Eckhard Ditzel
Michael Benedikt
Frank Krueger
Siegfried Walter
Christian MUSCHELKNAUTZ
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Heraeus Deutschland GmbH and Co KG
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Definitions

  • the present invention relates to a carrier substrate for a light application comprising at least one electrically conductive carrier layer, wherein the carrier layer is designed as a predetermined pattern with connection points for lamps and at least partially at least three meandering at least partially meandered interconnects are formed in the predetermined pattern for interconnection of the bulbs. Furthermore, the present invention relates to a method for producing a carrier substrate.
  • such carrier substrates are used for the arrangement and electrical supply of lamps.
  • lamps are usually arranged depending on the desired application in a series and / or parallel circuit.
  • such carrier substrates are used for lighting applications, in which only a limited installation space for the light application is available, since the carrier layer with the conductor tracks in a certain range is mechanically deformable.
  • the printed conductors thus ensure that the lighting means can be moved relative to one another in the area of deformability.
  • Common applications include automotive lighting applications, light fixtures with lighting fixtures that may produce a brand-related recognition effect due to their curved shape, or generally in lighting fixtures for lamps.
  • US Pat. No. 9,247,648 describes a carrier substrate with a flexible carrier layer.
  • electronic components such as bulbs can be arranged on the support layer.
  • the conductor tracks, which interconnect the electronic components, can be configured meander-shaped in embodiments described therein in order to elastically connect the electrical components.
  • WO 2013/144858 A1 Another carrier substrate known from the prior art is described in WO 2013/144858 A1.
  • bulbs are arranged at certain intervals on a freestanding flexible support layer. Because of the free-standing configuration of the conductor tracks, the light sources on the carrier substrate can be bent relative to one another.
  • the carrier substrates with flexible carrier layers known from the prior art often have only a low flexibility and / or bendability.
  • the carrier substrates known from the prior art are bendable at all, the carrier substrates can be bent only in one spatial direction, for example perpendicular to the surface of the carrier substrates. In the event that the carrier substrates known from the prior art are bent in a second spatial direction, there is the risk that the conductor tracks leave, so that a reliable function of the lamps arranged on the carrier substrate can no longer be guaranteed.
  • the carrier substrate according to the invention for a light application has for this purpose: at least one electrically conductive carrier layer, wherein the carrier layer is designed as a predetermined pattern with connection points for lamps and at least partially at least three meandering at least partially conductor tracks are formed in the predetermined pattern for interconnecting the lighting means, wherein a outer sinuosity of at least one outer conductor track is greater than an inner sinuosity of at least one inner conductor track.
  • predetermined pattern can be used in this context to refer to a track geometry with connection points, the material between adjacent tracks being removed to ensure insulation of the tracks against each other fall, which serves to generate electromagnetic radiation in a certain wavelength range.
  • incandescent lamps, fluorescent tubes, metal halide lamps, light-emitting diodes, LEDs, and / or organic light-emitting diodes, OLEDs can be used.
  • a "meander-shaped" conductor strip can be designated as having a substantially uniform arc-shaped curved course on the carrier substrate, so that a curve of a meander-shaped conductor track can have at least two reversal points
  • the course of the conductor tracks can essentially follow the course of a trigometric function.
  • the arcs of the meander-shaped conductor track can also be configured at least in sections in a circular and / or elliptical manner.
  • outer sinuosity and “inner sinuosity” can be used to define the intensity of meandering.
  • the sinuosity can be calculated as the quotient between the length of a conductor track, or the stretched length of the meander, and the linear distance between the start and end point of the meander trace and the meandering bridging distance, respectively.
  • the start and end points can be arranged in each case at adjacent connection points. Alternatively, in another example, a plurality of adjacent connection points may be between the start and end points.
  • the outer sinuosity of at least one outer conductor track is greater than the inner sinuosity of at least one inner conductor track.
  • the carrier substrate can advantageously be bent in more than one spatial direction without the conductor tracks being damaged.
  • the invention is based on the surprising finding that if the sinuosity of the outer trace is greater than the sinuosity of the inner trace, good bendability in different spatial directions can be achieved while at the same time optimizing the footprint of the traces. It has been found that inventive carrier substrates, depending on the structure, can be bent non-destructively at angles of up to ⁇ 45 °.
  • the printed conductors in a free-standing carrier layer in such a way that the printed conductors are flexibly bendable and, at the same time, the space requirement of the printed conductors is optimized.
  • At least one conductor track preferably all conductor tracks, are designed meander-like at least in regions between two adjacent connection points and otherwise configured substantially rectilinearly.
  • only a portion of the tracks may be designed with meanders. For example, only 50% or less of the conductor track can be designed as a meander.
  • a width corresponds to at least one of the conductor tracks, preferably the width of all three conductor tracks, substantially to a thickness of the carrier layer, and / or wherein the conductor tracks are arranged at least in sections substantially in one plane and parallel to one another.
  • the carrier layer corresponds to optimum bendability. Due to the parallel arrangement of the interconnects to each other a space-saving arrangement of the lamps can be achieved.
  • the conductor tracks are adapted to provide an at least two-pole power supply for the application of light and a series connection of lighting means, and / or wherein a multiplicity of lighting means, in particular of light-emitting diodes, LEDs, is arranged on the carrier substrate.
  • the outer conductor tracks can be used as busbars for the power supply, for example as positive pole and negative pole, while between the outer conductor tracks an inner conductor track is arranged, with a lower sinuosity, which allows a series connection of lamps.
  • the carrier layer comprises a leadframe.
  • the leadframe can also be referred to as a connection frame and, for example, a metallic conductor carrier in the form of a frame or comb can be configured.
  • the leadframe may have a freestanding structure.
  • a bendable leadframe can be produced more favorably than, for example, film-based solutions.
  • the carrier layer comprises a copper material and / or a copper alloy.
  • the leadframe can be made of a copper foil or punched out.
  • copper has good electrical and mechanical properties.
  • the carrier layer has a thickness of 50 to 400 ⁇ m, in particular a thickness of 100 to 120 ⁇ m.
  • Carrier layers having thicknesses in these areas advantageously have very good mechanical properties and at the same time can be produced to save material.
  • the inner sinuosity is in a range of 1 .2 to 2.0, and / or the outer sinuosity is in a range of greater than 2.0 to 4.0.
  • the inner trace has an amplitude of the meander as a multiple of the length of the inner trace in a range of 0.01 to 0.5, and / or
  • the outer trace has an amplitude of the meander as a multiple of the length of the outer trace in a range of 0.5 to 2.0, and / or
  • the number of meander curves of the inner trace as a multiple of the length of the inner trace is in a range of 0.5 to 1 .5, and / or
  • the number of meander curves of the outer trace as a multiple of the length of the outer trace is in a range of 1 .5 to 4.
  • At least one film comprising insulating material is arranged at least on at least one side of the carrier layer, preferably one polymer film is arranged on each side of the carrier layer, more preferably the polymer film covers substantially one side of the carrier layer completely from.
  • the film can stabilize the carrier layer and insulate the conductor tracks.
  • the film may have a pattern substantially corresponding to the predetermined pattern of the carrier layer.
  • the film can be arranged on only one side, or surface of the carrier layer, or films can be arranged on both sides of the carrier layer.
  • the polymer film at least partially at least one incision, in particular a gap in a material of the polymer film, preferably a plurality of incisions, in particular, the incision is in an area of at least one of the conductor tracks.
  • This cut can advantageously be introduced into the material in order to mechanically relieve the printed conductors, or a region which lies around the printed conductors.
  • a connection point of the plurality of connection points comprises at least two contacts for electrical connection of at least one light source from the plurality of light sources.
  • the two contacts can be arranged, for example, as an interruption in the material of the carrier layer.
  • At least one stabilizing element in particular a stiffening, is arranged around at least one connecting point.
  • the stabilization element may comprise at least one metal element and / or at least one plastic element, in particular a metal ring and / or plastic ring.
  • connection of the light source with the material of the carrier layer can be reliably ensured.
  • the contact between the light source is still reliably ensured by the stiffening, even if the carrier substrate is strongly bent.
  • the invention also proposes a method for producing a carrier substrate for a
  • the method includes the step of:
  • the introduction into the carrier layer comprises:
  • the predetermined pattern can advantageously be introduced quickly and accurately into the carrier layer.
  • Figure 1 is a schematic view of a portion of the carrier substrate according to an embodiment of the invention.
  • Figure 2 is a schematic view of an interconnection of the lighting means according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 3 shows a method for producing a carrier substrate according to a
  • FIG. 1 shows a schematic view of a region of the carrier substrate 1 according to an embodiment of the invention.
  • the carrier substrate 1 has a carrier layer 3.
  • the carrier layer 3 can be made of an electrically conductive material.
  • the carrier layer 3 may be a leadframe, which is designed as a metallic conductor carrier in the form of a frame or comb.
  • the structure of the carrier layer 3 shown in FIG. 1 can be formed in the carrier layer 3 by means of a stamping method, a laser cutting method, or an etching method.
  • the carrier layer 3 can be made, for example, from a copper foil.
  • the carrier layer 3 can also be made of another metal, an alloy or of any conductive foil which is mechanically at least partially deformable.
  • FIG. 1 shows the sectional meander-shaped conductor tracks 5a, 5b, 5c in the carrier layer 3.
  • the material of the carrier layer 3 between the conductor tracks 5a, 5b, 5c may have been removed by means of a previously mentioned method, so that the conductor tracks 5a; 5b, 5c are formed as freestanding structures and insulated from each other.
  • FIG. 1 shows that the outer conductor tracks 5a, 5b have a greater sinuosity than the inner conductor track 5c.
  • three tracks 5a, 5b, 5c are used.
  • more than just three printed conductors can be used, wherein the outer printed conductors have a greater sinuosity than the inner printed conductors.
  • connection points 7a, 7b for the electrical connection of lighting means are also shown by way of example.
  • the connection points 7a, 7b can essentially be formed from two contacts, which can be configured as an interruption in the material of the carrier layer 3.
  • the two dashed circles show that in each case one stabilizing element 9a, 9b, for example a stiffener, can be arranged around at least one connecting point 7a, 7b.
  • the stabilizing element 9a, 9b may comprise, for example, a metal element and / or at least one plastic element for this purpose.
  • Figure 2 shows a schematic view of an interconnection of the lighting means according to an embodiment of the invention.
  • each three lamps are connected in series
  • the two outer interconnects 5a, 5b may be connected to a two-pole voltage / current source.
  • the inner conductor track 5c can each be arranged between three lighting means, so that the lighting means are connected in series.
  • FIG. 3 shows a method for producing a carrier substrate according to an embodiment of the invention.
  • the method comprises the steps: providing 1010 at least one electrically conductive and flexible carrier layer; and introducing 1020 into the carrier layer a predetermined pattern with connection points for lamps and at least partially at least three meandering at least partially meandering interconnects for interconnection of the bulbs, wherein an outer sinuosity at least one outer conductor is greater than an inner sinuosity at least one inner conductor.

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Abstract

Ein Trägersubstrat für eine Lichtanwendung, aufweisend zumindest eine elektrisch leitende Trägerschicht (3), wobei die Trägerschicht (3) als vorbestimmtes Muster mit Anschlusspunkten (7a, 7b) für Leuchtmittel ausgestaltet ist und zumindest bereichsweise zumindest drei zumindest abschnittsweise mäanderförmige Leiterbahnen (5a, 5b, 5c) in dem vorbestimmten Muster ausgebildet sind zur Verschaltung der Leuchtmittel, wobei eine äußere Sinuosität zumindest einer äußeren Leiterbahn (5a, 5b) größer ist als eine innere Sinuosität zumindest einer inneren Leiterbahn (5c). Auch betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Trägersubstrats.

Description

Trägersubstrat für eine Lichtanwendung und Verfahren zur Herstellung eines Trägersubstrats
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Trägersubstrat für eine Lichtanwendung aufweisend zumindest eine elektrisch leitende Trägerschicht, wobei die Trägerschicht als vorbestimmtes Muster mit Anschlusspunkten für Leuchtmittel ausgestaltet ist und zumindest bereichsweise zumindest drei zumindest abschnittsweise mäanderförmige Leiterbahnen in dem vorbestimmten Muster ausgebildet sind zur Verschaltung der Leuchtmittel. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Trägersubstrats.
Im Stand der Technik werden solche Trägersubstrate zur Anordnung und elektrischen Versorgung von Leuchtmitteln genutzt. Mehrere Leuchtmittel sind gewöhnlich abhängig von dem gewünschten Einsatzgebiet in einer Reihen- und/oder Parallelschaltung angeordnet. Häufig werden solche Trägersubstrate für Lichtanwendungen eingesetzt, in denen lediglich ein begrenzter Einbauraum für die Lichtanwendung zur Verfügung steht, da die Trägerschicht mit den Leiterbahnen in einem gewissen Bereich mechanisch verformbar ist. Die Leiterbahnen sorgen somit dafür, dass die Leuchtmittel relativ zueinander in dem Bereich der Verformbarkeit bewegt werden können. Häufige Einsatzgebiete sind beispielsweise Lichtanwendungen in Fahrzeugen, Lichtanwendungen mit Beleuchtungskörpern, die auf Grund Ihrer geschwungenen Form einen markenbezogenen Wiedererkennungseffekt erzeugen können, oder allgemein in Beleuchtungskörpern für Lampen.
Beispielsweise wird in der US 9,247,648 ein Trägersubstrat mit einer flexiblen Trägerschicht beschrieben. Auf der Trägerschicht können elektronische Komponenten, beispielsweise Leuchtmittel, angeordnet werden. Die Leiterbahnen, welche die elektronischen Komponenten untereinander verbinden, können in darin beschriebenen Ausführungsbeispielen mäanderförmig ausgestaltet sein, um die elektrischen Komponenten elastisch zu verbinden.
Ein weiteres aus dem Stand der Technik bekanntes Trägersubstrat wird in der WO 2013/144858 A1 beschrieben. Hier sind Leuchtmittel in gewissen Abständen auf einer freistehenden flexiblen Trägerschicht angeordnet. Wegen der freistehenden Ausgestaltung der Leiterbahnen können die Leuchtmittel auf dem Trägersubstrat relativ zueinander verbogen werden. Allerdings weisen die aus dem Stand der Technik bekannten Trägersubstrate mit flexiblen Trägerschichten häufig nur eine geringe Flexibilität und/oder Biegbarkeit auf. Soweit die aus dem Stand der Technik bekannten Trägersubstrate überhaupt biegbar sind, können die Trägersubstrate lediglich in eine Raumrichtung, beispielsweise senkrecht zur Oberfläche der Trägersubstrate gebogen werden. Im Falle, dass die aus dem Stand der Technik bekannten Trägersubstrate in eine zweite Raumrichtung gebogen werden, besteht die Gefahr, dass die Leiterbahnen abreisen, so dass eine zuverlässige Funktion der auf dem Trägersubstrat angeordneten Leuchtmittel nicht mehr gewährleistet werden kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein verbessertes Trägersubstrat und Verfahren zur Herstellung eines verbesserten Trägersubstrats bereitzustellen, das in unterschiedliche Bewegungsrichtungen flexibel biegbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Trägersubstrat gemäß des Gegenstands des Patentanspruchs 1 gelöst.
Das erfindungsgemäße Trägersubstrat für eine Lichtanwendung weist hierfür auf: zumindest eine elektrisch leitende Trägerschicht, wobei die Trägerschicht als vorbestimmtes Muster mit Anschlusspunkten für Leuchtmittel ausgestaltet ist und zumindest bereichsweise zumindest drei zumindest abschnittsweise mäanderförmige Leiterbahnen in dem vorbestimmten Muster ausgebildet sind zur Verschaltung der Leuchtmittel, wobei eine äußere Sinuosität zumindest einer äußeren Leiterbahn größer ist als eine innere Sinuosität zumindest einer inneren Leiterbahn.
Der Begriff„vorbestimmtes Muster" kann in diesem Zusammenhang dafür verwendet werden, um eine Leiterbahngeometrie mit Anschlusspunkten zu bezeichnen, wobei das Material zwischen benachbarten Leiterbahnen entfernt ist, um eine Isolierung der Leiterbahnen gegeneinander zu gewährleisten. Unter den Begriff „Leuchtmittel" kann jedes elektrische Betriebsmittel fallen, das dazu dient elektromagnetische Strahlung in einem bestimmten Wellenlängenbereich zu erzeugen. Als Leuchtmittel können daher Glühlampen, Leuchtstoffröhren, Halogen-Metalldampflampen, Leuchtdioden, LEDs, und/oder Organische Leuchtdioden, OLEDs, verwendet werden.
Als „mäanderförmig" können Leiterbahnen bezeichnet werden, die einen im Wesentlichen gleichmäßigen bogenförmig geschwungenen Verlauf auf dem Trägersubstrat haben. Eine Kurve einer mäanderförmigen Leiterbahn kann deshalb mindestens zwei Umkehrpunkte haben. Der Verlauf der Leiterbahnen kann im Wesentlichen dem Verlauf einer trigometrischen Funktion folgen. Alternativ oder ergänzend hierzu, können die Bögen der mäanderförmigen Leiterbahn zumindest abschnittsweise auch kreisförmig und/oder elliptisch ausgestaltet sein.
Die Begriffe „äußere Sinuosität" und „innere Sinuosität" können verwendet werden, um die Intensität des Mäandrierens zu definieren. Die Sinuosität kann als Quotient zwischen der Länge einer Leiterbahn, bzw. der gestreckten Länge des Mäanders, und der geradlinigen Distanz zwischen Anfangs- und Endpunkt der Leiterbahn mit Mäander, bzw. der überbrückenden Distanz mit Mäander, berechnet werden. Hier können die Anfangs- und Endpunkte jeweils an benachbarten Anschlusspunkten angeordnet sein. Alternativ, in einem weiteren Beispiel, kann auch eine Vielzahl von benachbarten Anschlusspunkten zwischen dem Anfangs- und Endpunkt liegen. Zur Bestimmung der Sinuosität ist es in einem Beispiel unwesentlich, ob die Amplitude des geschwungenen Verlaufs über die überbrückte Distanz im Wesentlichen gleich bleibt, oder abnehmend verläuft, zunehmend verläuft, bzw. unterschiedliche Werte über die überbrückte Distanz einnimmt.
Erfindungsgemäß ist die äußere Sinuosität zumindest einer äußeren Leiterbahn größer als die innere Sinuosität zumindest einer inneren Leiterbahn. Vorteilhaft kann hierdurch das Trägersubstrat in mehr als eine Raumrichtung gebogen werden, ohne dass die Leiterbahnen beschädigt werden. Im Speziellen liegt der Erfindung die überraschende Erkenntnis zu Grunde, dass wenn die Sinuosität der äußeren Leiterbahn größer ist als die Sinuosität der inneren Leiterbahn, eine gute Biegbarkeit in verschiedene Raumrichtungen erzielt werden kann, während gleichzeitig der Platzbedarf der Leiterbahnen optimiert wird. Es hat sich gezeigt, dass erfindungsgemäße Trägersubstrate, je nach Aufbau, in Winkeln von bis zu ±45° zerstörungsfrei gebogen werden können.
Mit der Erfindung ist es erstmalig gelungen die Leiterbahnen in einer freistehenden Trägerschicht so anzuordnen, dass die Leiterbahnen flexibel biegbar sind und gleichzeitig der Platzbedarf der Leiterbahnen optimiert wird.
In einem Beispiel ist zumindest eine Leiterbahn, bevorzugt alle Leiterbahnen, zwischen zwei benachbarten Anschlusspunkten zumindest bereichsweise mäanderförmig ausgestaltet und ansonsten im Wesentlichen geradlinig ausgestaltet. Vorteilhaft verbleibt hierdurch um die Anschlusspunkte herum genug Platz für eine entsprechende Anschlussgeometrie, während der Bereich zwischen den Anschlusspunkten biegbar ist. Auch kann, abhängig von der gewünschten Anwendung, lediglich ein Teilbereich der Leiterbahnen mit Mäander ausgeführt sein. Beispielsweise können nur 50% oder weniger der Leiterbahnstrecke als Mäander ausgestaltet sein.
In einem weiteren Beispiel entspricht eine Breite zumindest einer der Leiterbahnen, bevorzugt die Breite aller drei Leiterbahnen, im Wesentlichen einer Dicke der Trägerschicht, und/oder wobei die Leiterbahnen zumindest abschnittsweise im Wesentlichen in einer Ebene und parallel zueinander angeordnet sind.
Vorteilhaft kann durch die Dimensionierung einer Breite einer der Leiterbahnen, so dass der Wert für die Breite im Wesentlichen einer Dicke, bzw. Höhe, der Trägerschicht entspricht optimale Biegbarkeit erreicht werden. Durch die parallele Anordnung der Leiterbahnen zueinander kann eine platzsparende Anordnung der Leuchtmittel erreicht werden.
In einem weiteren Beispiel sind die Leiterbahnen angepasst eine zumindest zweipolige Energieversorgung der Lichtanwendung und eine Reihenschaltung von Leuchtmitteln bereitzustellen, und/oder wobei eine Vielzahl von Leuchtmitteln, insbesondere von Leuchtdioden, LEDs, auf dem Trägersubstrat angeordnet ist.
Zur optimalen Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Platzes können die äußeren Leiterbahnen als Sammelschienen für die Energieversorgung, beispielsweise als Pluspol und Minuspol verwendet werden, während zwischen den äußeren Leiterbahnen eine innere Leiterbahn angeordnet ist, mit einer geringeren Sinuosität, die eine Reihenschaltung von Leuchtmitteln ermöglicht.
In einem weiteren Beispiel umfasst die Trägerschicht einen Leadframe.
Der Leadframe kann auch als Anschluss-Rahmen bezeichnet werden und kann beispielsweise ein metallischer Leitungsträger in Form eines Rahmens oder Kamms ausgestaltet sein. Der Leadframe kann eine freistehende Struktur aufweisen. Vorteilhaft kann ein derartig biegbarer Leadframe günstiger hergestellt werden als beispielsweise folienbasierte Lösungen. In einem weiteren Beispiel umfasst die Trägerschicht ein Kupfermaterial und/oder eine Kupferlegierung.
Beispielsweise kann der Leadframe aus einer Kupferfolie gefertigt, bzw. ausgestanzt werden. Vorteilhaft hat Kupfer gute elektrische und mechanische Eigenschaften.
In einem Beispiel weist die Trägerschicht eine Dicke von 50 bis 400 μηι, insbesondere eine Dicke von 100 bis 120 μηι, auf.
Vorteilhaft haben Trägerschichten mit Dicken in diesen Bereichen sehr gute mechanische Eigenschaften und sind gleichzeitig materialsparend herstellbar.
In noch einem weiteren Beispiel liegt die innere Sinuosität in einem Bereich von 1 .2 bis 2.0, und/oder die äußere Sinuosität in einem Bereich von größer 2.0 bis 4.0.
Durch dieses Verhältnis der bogenmäßig geschwungenen Ausgestaltungen der Leiterbahnen relativ zueinander, können besonders vorteilhafte Ergebnisse hinsichtlich der Biegbarkeit des Trägersubstrats/Trägerschicht erzielt werden. Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, dass ein Verhältnis im Wesentlichen von 1 :2 der inneren Sinuosität zu der äußeren Sinuosität gute Biegeeigenschaften bei gleichzeitiger Materialeinsparung ermöglicht.
In einem Beispiel weist die innere Leiterbahn eine Amplitude des Mäanders als Vielfaches der Länge der inneren Leiterbahn in einem Bereich von 0.01 bis 0.5 auf, und/oder
die äußere Leiterbahn weist eine Amplitude des Mäanders als Vielfaches der Länge der äußeren Leiterbahn in einem Bereich von 0.5 bis 2.0 auf, und/oder
die Anzahl der Mäanderkurven der inneren Leiterbahn als Vielfaches der Länge der inneren Leiterbahn liegt in einem Bereich von 0.5 bis 1 .5, und/oder
die Anzahl der Mäanderkurven der äußeren Leiterbahn als Vielfaches der Länge der äußeren Leiterbahn liegt in einem Bereich von 1 .5 bis 4.
In einem weiteren Beispiel ist zumindest eine Folie aufweisend isolierendes Material, insbesondere eine Polymerfolie, zumindest bereichsweise auf zumindest einer Seite des Trägerschicht angeordnet, bevorzugt ist jeweils eine Polymerfolie auf jeder Seite der Trägerschicht angeordnet, weiter bevorzugt deckt die Polymerfolie im Wesentlichen eine Seite der Trägerschicht vollständig ab. Vorteilhaft kann die Folie die Trägerschicht stabilisieren und die Leiterbahnen isolieren. Auch kann die Folie ein Muster aufweisen, das im Wesentlichen dem vorbestimmten Muster der Trägerschicht entspricht. Je nach Anwendungsgebiet kann die Folie auf nur einer Seite, bzw. Oberfläche der Trägerschicht angeordnet sein, oder auf beiden Seiten der Trägerschicht können Folien angeordnet sein.
In diesem Beispiel weist die Polymerfolie zumindest bereichsweise zumindest einen Einschnitt, insbesondere einen Spalt in einem Material der Polymerfolie, bevorzugt eine Vielzahl von Einschnitten auf, insbesondere liegt der Einschnitt in einem Bereich zumindest einer der Leiterbahnen.
Dieser Einschnitt kann vorteilhaft in das Material eingebracht werden, um die Leiterbahnen, bzw. einen Bereich, der um die Leiterbahnen herum liegt, mechanisch zu entlasten.
In noch einem weiteren Beispiel umfasst ein Anschlusspunkt aus der Vielzahl von Anschlusspunkten zumindest zwei Kontakte zur elektrischen Anbindung zumindest eines Leuchtmittels aus der Vielzahl von Leuchtmitteln.
Die beiden Kontakte können beispielsweise als Unterbrechung in dem Material der Trägerschicht angeordnet sein.
In einem weiteren Beispiel ist zumindest ein Stabilisierungselement, insbesondere eine Versteifung, um zumindest einen Anschlusspunkt angeordnet. Das Stabilisierungselement kann in einem weiteren Beispiel zumindest ein Metallelement und/oder zumindest ein Kunststoffelement, insbesondere einen Metallring und/oder Kunststoffring, umfassen.
Vorteilhaft kann dadurch die Verbindung von dem Leuchtmittel mit dem Material der Trägerschicht zuverlässig gewährleistet werden. Im Speziellen wird der Kontakt zwischen Leuchtmittel durch die Versteifung auch dann noch zuverlässig gewährleistet, wenn das Trägersubstrat stark gebogen wird.
Die Erfindung schlägt auch ein Verfahren vor zum Herstellen eines Trägersubstrats für eine
Lichtanwendung, aufweisend die Schritte:
Bereitstellen zumindest eine elektrisch leitende Trägerschicht; und Einbringen in die Trägerschicht ein vorbestimmtes Muster mit Anschlusspunkten für Leuchtmittel und zumindest bereichsweise zumindest drei zumindest abschnittsweise mäanderförmige Leiterbahnen zur Verschaltung der Leuchtmittel, wobei eine äußere Sinuosität zumindest einer äußeren Leiterbahn größer ist als eine innere Sinuosität zumindest einer inneren Leiterbahn.
In einem Beispiel weist das Verfahren den Schritt auf:
Aufbringen zumindest eines Fixierungselements auf die erste Seite zumindest bereichsweise um das Kontaktierungselement herum, wobei das Fixierungselement angepasst ist das Elektronikbauteil zu kontaktieren, insbesondere die erste Seite mit dem Elektronikbauteil mechanisch zu verbinden.
In noch einem Beispiel weist das Einbringen in die Trägerschicht auf:
Einbringen mittels eines Stanzverfahrens, eines Laserschneidverfahrens, eines Ätzverfahrens, und/oder mittels eines Verfahrens welches eine Kombination aus den genannten Verfahren nutzt.
Durch diese Verfahren kann das vorbestimmt Muster vorteilhaft schnell und akkurat in die Trägerschicht eingebracht werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand von schematischen Zeichnungen erläutert sind.
Dabei zeigt:
Figur 1 eine schematische Ansicht eines Bereichs des Trägersubstrats gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Figur 2 eine schematische Ansicht einer Verschaltung der Leuchtmittel gemäß einer Ausführungsform der Erfindung; und
Figur 3 ein Verfahren zum Herstellen eines Trägersubstrats gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung.
Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Bereichs des Trägersubstrats 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Wie es in Figur 1 gezeigt wird, weist das Trägersubstrat 1 eine Trägerschicht 3 auf. Die Trägerschicht 3 kann aus einem elektrisch leitenden Material gefertigt werden. Beispielsweise kann die Trägerschicht 3 ein Leadframe sein, der als ein metallischer Leitungsträger in Form eines Rahmens oder Kamms ausgestaltet ist. Die in Figur 1 gezeigte Struktur der Trägerschicht 3 kann mittels eines Stanzverfahrens, eines Laserschneidverfahrens, oder eines Ätzverfahrens in der Trägerschicht 3 ausgeformt werden. Die Trägerschicht 3 kann beispielsweise aus einer Kupferfolie gefertigt sein. Der Fachmann weiß aber, dass die Trägerschicht 3 auch aus einem anderen Metall, einer Legierung oder aus jeder leitfähigen Folie gefertigt sein kann, die mechanisch zumindest teilweise verformbar ist.
Weiterhin zeigt Figur 1 die abschnittsweisen mäanderförmigen Leiterbahnen 5a, 5b, 5c in der Trägerschicht 3. Das Material der Trägerschicht 3 zwischen den Leiterbahnen 5a, 5b, 5c kann mittels eines zuvor genannten Verfahrens entfernt worden sein, so dass die Leiterbahnen 5a; 5b, 5c als freistehende Strukturen ausgebildet werden und gegeneinander isoliert sind. Aus Figur 1 geht hervor, dass die äußeren Leiterbahnen 5a, 5b eine größere Sinuositat aufweisen, als die innere Leiterbahn 5c. In der gezeigten Ausführungsform werden drei Leiterbahnen 5a, 5b, 5c verwendet. In weiteren (nicht gezeigten) Ausführungsformen können mehr als nur drei Leiterbahnen zum Einsatz kommen, wobei die äußeren Leiterbahnen eine größere Sinuosität haben als die inneren Leiterbahnen. Die größere Sinuosität der äußeren mäanderförmigen Leiterbahnen 5a, 5b ermöglichen eine stärkere Biegsamkeit, da an den Rändern der Trägerschicht 3 gewöhnlich höhere Biegekräfte angreifen als im Zentrum der Trägerschicht 3. In Figur 1 werden auch exemplarisch zwei Anschlusspunkte 7a, 7b zur elektrischen Anbindung von Leuchtmitteln gezeigt. Die Anschlusspunkte 7a, 7b können im Wesentlichen aus zwei Kontakten gebildet werden, die als Unterbrechung in dem Material der Trägerschicht 3 ausgestaltet sein können.
Weiterhin zeigen die beiden gestrichelten Kreise, dass jeweils ein Stabilisierungselement 9a, 9b, beispielsweise eine Versteifung um zumindest einen Anschlusspunkt 7a, 7b angeordnet sein kann. Das Stabilisierungselement 9a, 9b kann hierfür beispielsweise ein Metallelement und/oder zumindest ein Kunststoffelement umfassen.
Figur 2 zeigt eine schematische Ansicht einer Verschaltung der Leuchtmittel gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
In der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform sind, zum Zwecke der Vereinfachung, die Leiterbahnen ohne mäanderförmige Abschnitte gezeigt. In der Ausführungsform sind jeweils drei Leuchtmittel in Reihe geschaltet, die beiden äußeren Leiterbahnen 5a, 5b können mit einer zweipoligen Spannungs-/Stromquelle verbunden sein. Die innere Leiterbahn 5c kann jeweils zwischen drei Leuchtmitteln angeordnet sein, so dass die Leuchtmittel in Reihe geschaltet sind.
Der Fachmann weiß aber, dass je nach gewünschtem Einsatzgebiet mehr oder weniger Leuchtmittel in Reihe/Parallel zueinander verschaltet werden können.
Figur 3 zeigt ein Verfahren zum Herstellen eines Trägersubstrats gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Das Verfahren weist die Schritte auf: Bereitstellen 1010 zumindest eine elektrisch leitende und flexible Trägerschicht; und Einbringen 1020 in die Trägerschicht ein vorbestimmtes Muster mit Anschlusspunkten für Leuchtmittel und zumindest bereichsweise zumindest drei zumindest abschnittsweise mäanderförmige Leiterbahnen zur Verschaltung der Leuchtmittel, wobei eine äußere Sinuosität zumindest einer äußeren Leiterbahn größer ist als eine innere Sinuosität zumindest einer inneren Leiterbahn. Bezuqszeichenliste
1 Trägersubstrat
3 Trägerschicht
5a, 5b, 5c Leiterbahn
7a, 7b Anschlusspunkt
9a, 9b Stabilisierungselement
1000 Verfahren zum Herstellen eines Trägersubstrats 1010 Bereitstellen
1020 Einbringen

Claims

Ansprüche
1 . Ein Trägersubstrat für eine Lichtanwendung, aufweisend zumindest eine elektrisch leitende Trägerschicht (3), wobei die Trägerschicht (3) als vorbestimmtes Muster mit Anschlusspunkten (7a, 7b) für Leuchtmittel ausgestaltet ist und zumindest bereichsweise zumindest drei zumindest abschnittsweise mäanderförmige Leiterbahnen (5a, 5b, 5c) in dem vorbestimmten Muster ausgebildet sind zur Verschaltung der Leuchtmittel,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine äußere Sinuosität zumindest einer äußeren Leiterbahn (5a, 5b) größer ist als eine innere Sinuosität zumindest einer inneren Leiterbahn (5c).
2. Trägersubstrat nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Leiterbahn (5a, 5b, 5c), bevorzugt alle Leiterbahnen (5a, 5b, 5c), zwischen zwei benachbarten Anschlusspunkten zumindest bereichsweise mäanderförmig ausgestaltet ist/sind und ansonsten im Wesentlichen geradlinig ausgestaltet ist/sind.
3. Trägersubstrat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Breite zumindest einer der Leiterbahnen (5a, 5b, 5c), bevorzugt die Breite aller drei Leiterbahnen (5a, 5b, 5c), im Wesentlichen einer Dicke der Trägerschicht (3) entspricht, und/oder wobei die Leiterbahnen (5a, 5b, 5c) zumindest abschnittsweise im Wesentlichen in einer Ebene und parallel zueinander angeordnet sind.
4. Trägersubstrat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterbahnen (5a, 5b, 5c) angepasst sind eine zumindest zweipolige Energieversorgung der Lichtanwendung und eine Reihenschaltung von Leuchtmitteln bereitzustellen, und/oder wobei eine Vielzahl von Leuchtmitteln, insbesondere von Leuchtdioden, LEDs, auf dem Trägersubstrat angeordnet ist.
5. Trägersubstrat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht (3) einen Leadframe umfasst, und/oder
die Trägerschicht (3) ein Kupfermaterial und/oder eine Kupferlegierung umfasst.
6. Trägersubstrat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht (3) eine Dicke von 50 bis 400 μηι, insbesondere eine Dicke von 100 bis 120 μηι, aufweist.
7. Trägersubstrat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Sinuosität in einem Bereich von 1 .2 bis 2.0 liegt, und/oder
die äußere Sinuosität in einem Bereich von größer 2.0 bis 4.0 liegt.
8. Trägersubstrat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Leiterbahn (5c) eine Amplitude des Mäanders als Vielfaches der Länge der inneren Leiterbahn (5c) in einem Bereich von 0.01 bis 0.5 aufweist, und/oder
die äußere Leiterbahn (5a, 5b) eine Amplitude des Mäanders als Vielfaches der Länge der äußeren Leiterbahn (5a, 5b) in einem Bereich von 0.5 bis 2.0 aufweist, und/oder die Anzahl der Mäanderkurven der inneren Leiterbahn (5c) als Vielfaches der Länge der inneren Leiterbahn (5c) in einem Bereich von 0.5 bis 1 .5 liegt, und/oder
die Anzahl der Mäanderkurven der äußeren Leiterbahn (5a, 5b) als Vielfaches der Länge der äußeren Leiterbahn (5a, 5b) in einem Bereich von 1 .5 bis 4 liegt.
9. Trägersubstrat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Folie aufweisend isolierendes Material, insbesondere eine Polymerfolie, zumindest bereichsweise auf zumindest einer Seite des Trägerschicht (3) angeordnet ist, bevorzugt ist jeweils eine Polymerfolie auf jeder Seite der Trägerschicht (3) angeordnet, weiter bevorzugt deckt die Polymerfolie im Wesentlichen eine Seite der Trägerschicht (3) vollständig ab.
10. Trägersubstrat nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerfolie zumindest bereichsweise zumindest einen Einschnitt, insbesondere einen Spalt in einem Material der Polymerfolie, bevorzugt eine Vielzahl von Einschnitten aufweist, insbesondere liegt der Einschnitt in einem Bereich zumindest einer der Leiterbahnen (5a, 5b, 5c).
1 1 . Trägersubstrat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anschlusspunkt (7a, 7b) aus der Vielzahl von Anschlusspunkten (7a, 7b) zumindest zwei Kontakte zur elektrischen Anbindung zumindest eines Leuchtmittels aus der Vielzahl von Leuchtmitteln umfasst.
12. Trägersubstrat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Stabilisierungselement (9a, 9b), insbesondere eine Versteifung, um zumindest einen Anschlusspunkt (7a, 7b) angeordnet ist.
13. Trägersubstrat nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stabilisierungselement (9a, 9b) zumindest ein Metallelement und/oder zumindest ein Kunststoffelement, insbesondere einen Metallring und/oder Kunststoffring, umfasst.
14. Ein Verfahren zum Herstellen eines Trägersubstrats für eine Lichtanwendung, aufweisend die Schritte:
Bereitstellen (1010) zumindest eine elektrisch leitende Trägerschicht (3); und
Einbringen (1020) in die Trägerschicht (3) ein vorbestimmtes Muster mit Anschlusspunkten (7a, 7b) für Leuchtmittel und zumindest bereichsweise zumindest drei zumindest abschnittsweise mäanderförmige Leiterbahnen (5a, 5b, 5c) zur Verschaltung der Leuchtmittel, wobei eine äußere Sinuosität zumindest einer äußeren Leiterbahn (5a, 5b) größer ist als eine innere Sinuosität zumindest einer inneren Leiterbahn (5c).
15. Das Verfahren nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Einbringen in die Trägerschicht (3) aufweist:
Einbringen (1020) mittels eines Stanzverfahrens, eines Laserschneidverfahrens, eines Ätzverfahrens, und/oder mittels eines Verfahrens welches eine Kombination aus den genannten Verfahren nutzt.
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