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WO2011069842A1 - Leuchtmodul und leuchtkette - Google Patents

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WO2011069842A1
WO2011069842A1 PCT/EP2010/068304 EP2010068304W WO2011069842A1 WO 2011069842 A1 WO2011069842 A1 WO 2011069842A1 EP 2010068304 W EP2010068304 W EP 2010068304W WO 2011069842 A1 WO2011069842 A1 WO 2011069842A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
potting compound
substrate
light
module
lighting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2010/068304
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Steffen Strauss
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osram GmbH
Original Assignee
Osram GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram GmbH filed Critical Osram GmbH
Publication of WO2011069842A1 publication Critical patent/WO2011069842A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/85—Packages
    • H10H20/8506—Containers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S4/00—Lighting devices or systems using a string or strip of light sources
    • F21S4/10—Lighting devices or systems using a string or strip of light sources with light sources attached to loose electric cables, e.g. Christmas tree lights
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V31/00—Gas-tight or water-tight arrangements
    • F21V31/04—Provision of filling media
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the invention relates to a light emitting module comprising a sub strate ⁇ , which is on its front side, equipped with at least one light ⁇ source, in particular light emitting diode.
  • the invention further relates to a light-chain together with a plurality of quantitative ⁇ off luminous modules.
  • a light module comprising a substrate which is equipped on its front side with at least one light source, in particular light emitting diode, wherein the substrate is at least partially covered laterally and at the front by a first potting compound, and wherein a respective light exit surface of at least one light source ⁇ and at least partly a rear surface of the sub strats are free of the first potting compound. Due to the presence of the first potting compound, which acts as a protective sheath, the luminescent module can be protected from mechanical damage from the side and from the front.
  • the first potting compound may in particular be selected for mechanical stress and does not need to be translucent.
  • the protective jacket can also protect against moisture and / or chemical stress.
  • the so equipped lighting module is correspondingly robust.
  • the at least one light source may in particular comprise at least one light-emitting diode.
  • LEDs have a low profile and are mechanically relatively unempfind ⁇ Lich.
  • the light-emitting module is particularly preferred for luminescent ⁇ the with a power of more than 0.5 watts, since the heat loss, if not dissipated, the lifetime and reliability of the light-emitting diodes sensitive shortened.
  • the substrate may be equipped with electronic components on the front side, in addition to the at least one light source, as well as with at least one circuit, e.g. a driver module, capacitors, resistors, etc. Depending on the design, these electronic components may be covered by the first potting compound or may be free of it.
  • At least one electrical line eg connection cable
  • the substrate can be covered in particular by the first potting compound for a secure connection.
  • the first potting compound can best ⁇ hen, also known as hot-melt adhesives, hot adhesives or hot glue ⁇ known from hotmelt particular.
  • the first potting compound may be provided with colored fillers in order to be able to adjust the color of the light module.
  • the achromatic potting colors white, gray and black are preferred. But there are also colorful colors possible.
  • the substrate is substantially completely covered on the side and on the front side by a first potting compound, and the back side of the substrate is substantially free of the first potting compound. Characterized the sides and to the front or toward the front ge ⁇ taught protection of the luminous module is combined with a good thermal connection system optimized for magnifying the back. It is a particular embodiment that the back of the substrate is flush with the first potting compound or protrudes rearwardly over the first potting compound. Thus, a simple and thermally effective surface mounting of the light module is made possible at the back of the substrate, for example on a heat sink.
  • the substrate has at least one laterally protruding projection, which is surrounded by the first potting compound.
  • the substrate has at least one laterally introduced recess and / or at least one passage from the front to the rear ⁇ side, which are at least partially filled before the first potting compound. Even so, a form-fitting Connection of the first potting compound to the substrate can be achieved.
  • the substrate is designed as a circuit board, in particular as a metal core board or a ceramic board.
  • a circuit board in particular as a metal core board or a ceramic board.
  • the metal core board has a non-rusting metal on ⁇ , especially aluminum.
  • a wall thickness of the ers ⁇ th potting compound is at least 1 mm. This wall thickness si ⁇ chert high impact and abrasion resistance. It is further an embodiment that the respective light exit surface of the at least one light source is surmounted by the first potting compound surrounding it. Thus, the at least one light source is also largely protected from mechanical loading , in particular abrasion.
  • the respective light exit surface which is covering at least a light source of egg ⁇ ner light-transmissive second potting compound.
  • the at least one light source is also largely protected directly from mechanical stress, in particular abrasion.
  • the translucent second potting compound may be transparent or translucent (opaque).
  • the lichttschläs ⁇ sige second potting compound for example, from a low-pressure injection molding material, eg silicone or hotmelt exist.
  • the first molding compound and the second Ver ⁇ casting compound also be identical, and so the light module to be able to at least a part of the back of the substrate to be surrounded by a uniform, translucent potting compound or shed it.
  • the non-cast surface of the rear side of the substrate can then be connected to a heat sink, for example, or be.
  • the heat sink may be at least partially surrounded with.
  • the first potting compound is bevelled to the respective light exit surface. This allows a wide light beam angle can be maintained.
  • the back of the sub ⁇ strats and / or the lighting module is at least partially coated with egg nem protective lacquer, for example to protect against corrosion, or a slight mechanical stress.
  • the lighting module in particular ⁇ sondere the substrate, at least one bore for receiving a screw has to the light module threadedly buildin ⁇ term to.
  • the back of the light module at least partially has at least one adhesive element, for example, a double-sided adhesive tape.
  • the backside of the substrate comprising a cooling body structure, including at least one cooling fin, the cooling pin and / or blade. Since ⁇ by a cooling body is integrated in other words, in the substrate.
  • the heat sink may be cast at least partially, in particular at the edge, together with the substrate.
  • the cooling structure (s) of the heat sink (ribs, fins, pins) te, etc.) can protrude ⁇ in particular about the potting ago.
  • a luminous chain aufwei ⁇ send a plurality of lighting modules according to one of the preceding claims, wherein adjacent lighting modules are connected to each other by means of at least one electrical connection line, wherein sealed at the adjacent light emitting ends of the electrical connection line by means of the respective first potting compound are.
  • An intermediate section between the potted ends may in particular be free of the first potting compound or may not be potted.
  • the encapsulation of the ends of the at least one electrical connecting line protects against damage to the contact between the at least one electrical connecting line and the substrate and also fixes the two elements against each other.
  • the at least one electrical ⁇ specific connection line is flexible.
  • the light module and / or the light chain may e.g. produced with the following steps:
  • the at least one electrical line eg cable connection; for a light chain in particular for connecting individual lighting modules to the light chain;
  • Ele ⁇ elements may be provided with the same reference numerals for clarity.
  • Fig.l shows a sectional view in side view of a potted LED module according to a first Ausry ⁇ tion example
  • FIG. 2 shows a section of a potted LED module according to a second embodiment
  • Fig.l shows a sectional view in side view of an LED module 1 according to a first embodiment.
  • the LED module has a substrate in the form of a metal core board 2, on the front side of which 3 light sources in the form of light-emitting diodes 4 are mounted.
  • the side or side wall 5 and the Vordersei ⁇ te 3 of the metal core board 2 are covered with a first Verguss ⁇ mass 6 or shed, wherein both upper-side light exit surfaces 7 of the LEDs 4 and a rear side 8 of the metal core board 2 is not shed or from the first potting compound 6 are covered.
  • the page 5 shows a NEN projection in the form of a circumferential chamfer 9 or a circumferential recess in the form of a corresponding recess 10.
  • the LED module 1 shown is protected by the first potting compound 6 laterally and from the front especially against mechanical, but also chemical stress.
  • the back 8 of the metal core board 2 is not protected, the rear ⁇ side 8 is typically used for attachment of the LED module 1 and is thus exposed to only low mechanical loads.
  • the surface of the first potting compound 6 at the front side of the LED module 1 falls obliquely down to the light exit surfaces 7 in the shape of a truncated cone or truncated pyramid.
  • the maximum height of the first potting compound 6 is thus higher on the front side 3 of the metal core board 2 than the height of the light emitting diodes 4, whereby the light emitting diodes 4 are protected, in particular, against a laterally directed or extensively applied mechanical stress.
  • the metal core board 2 allows a particularly good heat spreading.
  • the LED module 1 can be attached to a heat sink for a particularly effective dissipation of heat loss with its back 8, for example on a heat sink or a metallic support.
  • FIG. 2 shows a sectional side view of a section of a potted LED module 11 according to a second embodiment.
  • the metal core board 12 has a vertical passage 13 from the front side 3 to the rear side 8, which is widened in the region of the rear side and the is filled with the first potting compound 6. Also as can be achieved fes ⁇ te, form-fitting connection of the first sealing compound 6 to the metal core board 2 or amplified.
  • FIG. 3 shows a sectional side view of a potted LED module 21 according to a thirdmittedsbei ⁇ game.
  • the metal-core circuit board 22 is now back via the first potting compound 6 forth ⁇ from.
  • the metal core plate 22 is configured as an integrated heat sink structure with a plurality of cooling pins 24. This improves a réelleablei ⁇ tion.
  • the rear side 8 of the metal core board 2, which is formed in particular by the ends of the cooling pins 24, can furthermore be used for fastening the LED module 21.
  • the light exit surfaces 7 of the light-emitting diodes 4 are now covered by a light-transmitting (transparent or translucent) second potting compound 35, which results in direct protection of the light exit surfaces 7.
  • FIG. 4 shows a sectional side view of a section of a luminous chain in the form of an LED chain 31 with, by way of example, two LED modules 1 according to the first exemplary embodiment.
  • the electrical kauslei ⁇ lines 32 between the adjacent LED modules 1 are located.
  • the ends 33 of the connection line 32 contact the respective metal core board 2 and are cast in the first potting compound 6, whereby they are mechanically securely fastened to the LED module 1.
  • a middle section 34 between the LED modules 1 is free of the first potting compound and thereby flexible, whereby the LED modules 1 of the LED chain 31 are flexibly positionable.
  • the first potting compound can stand ⁇ using the controller board.
  • the back of the board can then for example on an upstanding base of a heat sink or support are ⁇ be strengthened, or a heat sink can be attached plunging into the recess of the first molding compound on the board.
  • a metal core board instead of a metal core board, in particular another good heat-conducting substrate can be used, for example a ceramic substrate.
  • the type of board is not limited and may, for example, also include other board types, eg of the type FR4.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fastening Of Light Sources Or Lamp Holders (AREA)
  • Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Abstract

Das Leuchtmodul weist ein Substrat (2) auf, das an seiner Vorderseite (3) mit mindestens einer Lichtquelle (4), insbesondere Leuchtdiode, bestückt ist, wobei das Substrat (2) seitlich (5) und an der Vorderseite (3) von einer ersten Vergussmasse (6) zumindest teilweise bedeckt ist, und wobei eine jeweilige Lichtaustrittsfläche (7) der mindestens einen Lichtquelle (4) und zumindest teilweise auch eine Rückseite (8) des Substrats (2) frei von der ersten Vergussmasse (6) sind. Die Leuchtkette (31) weist mehrere Leuchtmodule (1) auf, wobei benachbarte Leuchtmodule (1) mittels mindestens einer elektrischen Verbindungsleitung (32) miteinander verbunden sind, wobei an den benachbarten Leuchtmodulen (1) befestigte Enden (33) der elektrischen Verbindungsleitung (32) mittels der jeweiligen ersten Vergussmasse (6) vergossen sind.

Description

Beschreibung
Leuchtmodul und Leuchtkette
Die Erfindung betrifft ein Leuchtmodul, aufweisend ein Sub¬ strat, das an seiner Vorderseite mit mindestens einer Licht¬ quelle, insbesondere Leuchtdiode, bestückt ist. Die Erfindung betrifft ferner eine Leuchtkette mit mehreren zusammenge¬ schalteten Leuchtmodulen.
Bisher wurden solche Leuchtmodule geschützt durch ein Lackie¬ ren ihrer Platinen, durch ein Einschließen der Platinen in geschlossene Gehäuse oder durch ein komplettes Umspritzen der Platine. Jedoch bewirkten diese bekannten Maßnahmen entweder einen nur geringen Schutz vor einer insbesondere mechanischen aber auch chemischen Beanspruchung und/oder einen schlechten thermischen Kontakt, welcher eine Wärmeableitung von dem LED- Modul für eine Kühlung der Lichtquellen stark behindert. Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein robustes, geschütztes Leuchtmodul bereitzustellen, das eine gute ther¬ mische Anbindung an die Umgebung erlaubt.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen An- sprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesonde¬ re den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Leuchtmodul, aufweisend ein Substrat, das an seiner Vorderseite mit mindestens einer Lichtquelle, insbesondere Leuchtdiode, bestückt ist, wobei das Substrat seitlich und an der Vorderseite von einer ersten Vergussmasse zumindest teilweise bedeckt ist, und wobei eine jeweilige Lichtaustrittsfläche der mindestens einen Licht¬ quelle und zumindest teilweise auch eine Rückseite des Sub- strats frei von der ersten Vergussmasse sind. Durch das Vorhandensein der ersten Vergussmasse, die als ein Schutzmantel wirkt, kann das Leuchtmodul von der Seite und von vorne vor einer mechanischen Beschädigung geschützt werden. Die erste Vergussmasse kann insbesondere auf eine mecha- nische Beanspruchung hin ausgesucht sein und braucht nicht lichtdurchlässig zu sein. Der Schutzmantel kann auch vor Feuchtigkeit und/oder einer chemischen Beanspruchung schützen. Das so ausgerüstete Leuchtmodul ist entsprechend robust. Dadurch, dass die Lichtaustrittsfläche nicht von der ersten Vergussmasse bedeckt ist, kann Licht ungehindert austreten. Dass die Rückseite des Substrats zumindest teilweise frei von der typischerweise wärmedämpfenden ersten Vergussmasse ist, also in anderen Worten nicht vollständig von dieser bedeckt ist, bewirkt, dass dort von den Lichtquellen erzeugte und sich durch das Substrat ausbreitende Wärme einfach und effek¬ tiv abgeleitet werden kann, was wiederum eine effektive thermische Anbindung ermöglicht.
Die mindestens eine Lichtquelle kann insbesondere mindestens eine Leuchtdiode umfassen. Leuchtdioden weisen eine geringe Bauhöhe auf und sind mechanisch vergleichsweise unempfind¬ lich. Das Leuchtmodul ist besonders bevorzugt für Leuchtdio¬ den mit einer Leistung von mehr als 0,5 Watt, da deren Verlustwärme, wenn nicht abgeführt, die Lebensdauer und Be- triebssicherheit der Leuchtdioden empfindlich verkürzt.
Das Substrat kann an der Vorderseite außer mit der mindestens einen Lichtquelle auch mit elektronischen Bauelementen bestückt sein wie mit mindestens einem Schaltkreis, z.B. einem Treiberbaustein, Kondensatoren, Widerständen usw. Diese elektronischen Bauelemente können je nach Ausgestaltung von der ersten Vergussmasse bedeckt oder frei davon sein.
Auch kann an dem Substrat mindestens eine elektrische Lei- tung, z.B. Anschlusskabel, befestigt sein, welche für eine sichere Verbindung insbesondere von der ersten Vergussmasse bedeckt sein kann. Die erste Vergussmasse kann insbesondere aus Hotmelt beste¬ hen, auch als Schmelzklebstoffe, Heißklebestoffe oder Hei߬ kleber bekannt.
Die erste Vergussmasse kann mit farbigen Füllstoffen versehen sein, um das Leuchtmodul farblich anpassen zu können. Dabei sind insbesondere die unbunten Vergussfarben weiß, grau und schwarz bevorzugt. Es sind aber auch bunte Farben möglich.
Es ist eine Ausgestaltung, dass das Substrat seitlich und an der Vorderseite von einer ersten Vergussmasse im Wesentlichen vollständig bedeckt ist und die Rückseite des Substrats im Wesentlichen frei von der ersten Vergussmasse ist. Dadurch wird der seitlich und nach vorne bzw. zur Vorderseite hin ge¬ richtete Schutz des Leuchtmoduls mit einer auf eine gute thermische Anbindung hin optimierten Vergrößerung der Rückseite kombiniert. Es ist eine besondere Ausgestaltung, dass die Rückseite des Substrats flächenbündig zu der ersten Vergussmasse liegt oder rückwärtig über die erste Vergussmasse heraussteht. So wird eine einfache und thermisch effektive flächige Anbringung des Leuchtmoduls an der Rückseite des Substrats ermöglicht, z.B. an einem Kühlkörper.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass das Substrat mindestens einen seitlich hervorstehenden Vorsprung aufweist, welcher von der ersten Vergussmasse umgeben ist. So kann eine form- schlüssige Verbindung der ersten Vergussmasse mit dem Sub¬ strat erreicht werden.
Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass das Substrat mindestens eine seitlich eingebrachte Aussparung und/oder mindestens eine Durchführung von der Vorderseite zu der Rück¬ seite aufweist, welche vor der ersten Vergussmasse zumindest teilweise ausgefüllt sind. Auch so kann eine formschlüssige Verbindung der ersten Vergussmasse mit dem Substrat erreicht werden .
Es ist auch eine Ausgestaltung, dass das Substrat als eine Platine, insbesondere als eine Metallkernplatine oder eine Keramikplatine ausgestaltet ist. Diese beiden Platinenarten weisen den Vorteil auf, dass sie die von der mindestens einen Lichtquelle erzeugte Wärme besonders effektiv zu ihrer Rück¬ seite ableiten können. Dies ermöglicht eine besonders gute Kühlung der mindestens einen Lichtquelle.
Es ist für eine Erhöhung einer Robustheit eine Weiterbildung, dass die Metallkernplatine ein nicht-rostendes Metall auf¬ weist, insbesondere Aluminium.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass eine Wanddicke der ers¬ ten Vergussmasse mindestens 1 mm beträgt. Diese Wanddicke si¬ chert eine hohe Schlag- und Abriebfestigkeit. Es ist weiterhin eine Ausgestaltung, dass die jeweilige Lichtaustrittsfläche der mindestens einen Lichtquelle von der sie umgebenden ersten Vergussmasse überragt wird. So ist auch die mindestens eine Lichtquelle vor einer mechanischen Belas¬ tung, insbesondere einem Abrieb, weitgehend geschützt.
Es ist weiterhin eine Ausgestaltung, dass die jeweilige Lichtaustrittsfläche der mindestens einen Lichtquelle von ei¬ ner lichtdurchlässigen zweiten Vergussmasse bedeckt ist. So ist auch die mindestens eine Lichtquelle direkt vor einer me- chanischen Belastung, insbesondere einem Abrieb, weitgehend geschützt. Die lichtdurchlässige zweite Vergussmasse kann transparent oder transluzent (opak) sein. Die lichtdurchläs¬ sige zweite Vergussmasse kann z.B. aus einem Niedrigdruck- Spritzgussmaterial, z.B. Silikon oder Hotmelt, bestehen.
Allgemein können die erste Vergussmasse und die zweite Ver¬ gussmasse auch identisch sein und so das Leuchtmodul bis auf zumindest einen Teil der Rückseite des Substrats von einer einheitlichen, lichtdurchlässigen Vergussmasse umgeben bzw. davon vergossen sein. Die unvergossene Fläche der Rückseite des Substrats kann dann z.B. an einen Kühlkörper angeschlos- sen werden oder sein. Der Kühlkörper kann zumindest teilweise mit umgössen sein.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass die erste Vergussmasse zu der jeweiligen Lichtaustrittsfläche hin angeschrägt ist. Dadurch kann ein breiter Lichtabstrahlwinkel beibehalten werden .
Es ist auch eine Weiterbildung, dass die Rückseite des Sub¬ strats und/oder des Leuchtmoduls zumindest teilweise von ei- nem Schutzlack überzogen ist, z.B. zum Schutz vor einer Korrosion oder einer leichten mechanischen Beanspruchung.
Es ist zudem eine Weiterbildung, dass das Leuchtmodul, insbe¬ sondere das Substrat, mindestens eine Bohrung zur Aufnahme einer Schraube aufweist, um das Leuchtmodul schraubend befes¬ tigen zu können.
Es ist zudem eine für eine einfache Befestigung vorteilhafte Weiterbildung, dass die Rückseite des Leuchtmoduls zumindest teilweise mindestens ein Haftelement aufweist, beispielsweise ein doppelseitiges Klebeband.
Es ist eine für eine effektive Wärmeabfuhr von dem Leuchtmo¬ dul, insbesondere auch ohne einen Anschluss an einen zusätz- liehen Kühlkörper, vorteilhafte Ausgestaltung, dass die Rückseite des Substrats eine Kühlkörperstruktur aufweist, z.B. mindestens eine Kühlrippe, Kühlstift und/oder Lamelle. Da¬ durch ist in anderen Worten in das Substrat ein Kühlkörper integriert. Der Kühlkörper kann zumindest teilweise, insbe- sondere randseitig, zusammen mit dem Substrat vergossen sein. Die Kühlstruktur (en) des Kühlkörpers (Rippen, Lamellen, Stif- te usw.) können dabei insbesondere über die Vergussmasse her¬ ausragen .
Es ist eine für eine effektive Wärmeabfuhr alternative oder zusätzliche Ausgestaltung, dass an der Rückseite des Sub¬ strats oder des Leuchtmoduls ein Kühlkörper befestigt ist.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Leuchtkette, aufwei¬ send mehrere Leuchtmodule nach einem der vorhergehenden An- sprüche, wobei benachbarte Leuchtmodule mittels mindestens einer elektrischen Verbindungsleitung miteinander verbunden sind, wobei an den benachbarten Leuchtmodulen befestigte Enden der elektrischen Verbindungsleitung mittels der jeweiligen ersten Vergussmasse vergossen sind.
Ein Zwischenabschnitt zwischen den vergossenen Enden kann insbesondere frei von der ersten Vergussmasse sein bzw. nicht vergossen sein. Der Verguss auch der Enden der mindestens einen elektrischen Verbindungsleitung schützt vor einer Beschä- digung des Kontakts zwischen der mindestens einen elektrischen Verbindungsleitung und dem Substrat und fixiert zudem die beiden Elemente gegeneinander.
Für eine Erreichung einer biegsamen Leuchtkette zur Verlegung auch auf gekrümmten Oberflächen und/oder in seitlichen Kurven ist es eine Weiterbildung, dass die mindestens eine elektri¬ sche Verbindungsleitung biegsam ist.
Das Leuchtmodul und/oder die Leuchtkette können z.B. mit den folgenden Schritten hergestellt worden sein:
- Bestücken der Leiterplatte eines jeweiligen Leuchtmoduls mit der mindestens einen Leuchtdiode und ggf. mindestens einem elektronischen Bauelement;
- Befestigen, z.B. Anlöten, der mindestens einen elektrischen Leitung, z.B. Kabelverbindung; für eine Leuchtkette insbesondere zum Verbinden einzelner Leuchtmodule zu der Leuchtkette ;
- Einlegen der bestückten und, bei einer Leuchtkette, verbundenen Platine in eine Gussform, z.B. durch ein Ansaugen auf der Unterseite mittels eines Vakuums;
- Schließen der Gussform und Vergießen mit einer ersten Vergussmasse, z.B. mittels eines Spritzgussablaufs; und
- Öffnen der Gussform und herausnehmen des Leuchtmoduls bzw.
Leuchtkette .
In den folgenden Figuren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen schematisch genauer beschrieben. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Ele¬ mente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
Fig.l zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht ein vergossenes LED-Modul gemäß einem ersten Ausfüh¬ rungsbeispiel;
Fig.2 zeigt einen Ausschnitt aus einem vergossenen LED- Modul gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
Fig.3 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht ein vergossenes LED-Modul gemäß einem dritten Ausfüh¬ rungsbeispiel; und
Fig.4 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine
Leuchtkette mit mehreren LED-Modulen gemäß dem ers¬ ten Ausführungsbeispiel.
Fig.l zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht ein LED- Modul 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Das LED-Modul weist ein Substrat in Form einer Metallkernplatine 2 auf, an deren Vorderseite 3 Lichtquellen in Form von Leuchtdioden 4 montiert sind. Die Seite bzw. Seitenwand 5 und die Vordersei¬ te 3 der Metallkernplatine 2 sind mit einer ersten Verguss¬ masse 6 bedeckt bzw. vergossen, wobei sowohl oberseitige Lichtaustrittsflächen 7 der Leuchtdioden 4 als auch eine Rückseite 8 der Metallkernplatine 2 nicht vergossen bzw. von der ersten Vergussmasse 6 bedeckt sind. Die Seite 5 weist ei- nen Vorsprung in Form einer umlaufenden Fase 9 oder eine umlaufende Aussparung in Form eines entsprechenden Rücksprungs 10 auf. Dadurch wird die erste Vergussmasse formschlüssig mit der Metallkernplatine 2 gehalten und kann sich nicht davon lösen.
Das gezeigte LED-Modul 1 wird durch die erste Vergussmasse 6 seitlich und von vorne insbesondere vor einer mechanischen, aber auch chemischen Beanspruchung geschützt. Die Rückseite 8 der Metallkernplatine 2 wird nicht geschützt, wobei die Rück¬ seite 8 typischerweise für eine Befestigung des LED-Moduls 1 herangezogen wird und dadurch nur geringen mechanischen Belastungen ausgesetzt ist. Für einen ausreichend breiten Lichtkegel fällt die Oberfläche der ersten Vergussmasse 6 an der Vorderseite des LED-Moduls 1 zu den Lichtaustrittsflächen 7 hin kegelstumpfförmig oder pyramidenstumpfförmig schräg ab. Die maximale Höhe der ersten Vergussmasse 6 ist an der Vorderseite 3 der Metallkernplatine 2 somit höher als die Höhe der Leuchtdioden 4, wodurch die Leuchtdioden 4 insbesondere vor einer seitlich gerichteten oder großflächig von vorne aufgebrachten mechanischen Beanspruchung geschützt sind. Über die große Rückseite 8 kann eine von den Leuchtdioden 4 erzeugte und durch die Metallkernplatine 2 gespreizte Ver¬ lustwärme effektiv abgeführt werden. Die Metallkernplatine 2 erlaubt eine besonders gute Wärmespreizung. Das LED-Modul 1 kann für eine besonders effektive Abführung von Verlustwärme mit ihrer Rückseite 8 an einer Wärmesenke befestigt werden, z.B. an einem Kühlkörper oder einem metallischen Träger.
Zur besseren Übersichtlichkeit sind elektrische Leitungen, z.B. Anschlussleitungen, und elektronische Bauelemente nicht dargestellt, können aber vorhanden und insbesondere durch die erste Vergussmasse 6 mit vergossen sein. Fig.2 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht einen Ausschnitt aus einem vergossenen LED-Modul 11 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Im Gegensatz zu dem LED-Modul 1 und zusätzlich oder alternativ zu der Fase 9 bzw. dem Rück- sprung 10 weist die Metallkernplatine 12 eine senkrechte Durchführung 13 von der Vorderseite 3 zu der Rückseite 8 auf, welche im Bereich der Rückseite verbreitert ist und die mit der ersten Vergussmasse 6 gefüllt ist. Auch so kann eine fes¬ te, formschlüssige Verbindung der ersten Vergussmasse 6 mit der Metallkernplatine 2 erreicht oder verstärkt werden.
Fig.3 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht ein vergossenes LED-Modul 21 gemäß einem dritten Ausführungsbei¬ spiel. Im Gegensatz zu dem LED-Modul 1 steht die Metallkern- platine 22 nun rückwärtig über die erste Vergussmasse 6 her¬ aus. In dem überstehenden Bereich 23 ist die Metallkernplati¬ ne 22 als eine integrierte Kühlkörperstruktur mit mehreren Kühlstiften 24 ausgestaltet. Dies verbessert eine Wärmeablei¬ tung. Die Rückseite 8 der Metallkernplatine 2, welche insbe- sondere durch die Enden der Kühlstifte 24 gebildet wird, kann weiterhin zur Befestigung des LED-Moduls 21 verwendet werden.
Außerdem sind die Lichtaustrittsflächen 7 der Leuchtdioden 4 nun von einer lichtdurchlässigen (transparenten oder translu- zenten) zweiten Vergussmasse 35 bedeckt, was einen direkten Schutz der Lichtaustrittsflächen 7 ergibt.
Fig.4 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht einen Ausschnitt aus einer Leuchtkette in Form einer LED-Kette 31 mit beispielhaft zwei LED-Modulen 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Nun sind auch die elektrischen Verbindungslei¬ tungen 32 zwischen den benachbarten LED-Modulen 1 eingezeichnet. Die Enden 33 der Verbindungsleitung 32 kontaktieren die jeweilige Metallkernplatine 2 und sind in der ersten Verguss- masse 6 vergossen, wodurch sie mechanisch sicher an dem LED- Modul 1 befestigt sind. Ein mittlerer Abschnitt 34 zwischen den LED-Modulen 1 ist frei von der ersten Vergussmasse und dadurch biegsam, wodurch die LED-Module 1 der LED-Kette 31 flexibel positionierbar sind.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt.
So kann die erste Vergussmasse auch über die Platine heraus¬ stehen. Die Rückseite der Platine kann dann beispielsweise an einem hochstehenden Sockel eines Kühlkörpers oder Trägers be¬ festigt werden, oder ein Kühlkörper kann in die Aussparung der ersten Vergussmasse eintauchend an der Platine befestigt werden .
Auch kann anstelle einer Metallkernplatine insbesondere ein anderes gut wärmeleitendes Substrat verwendet werden, z.B. ein Keramiksubstrat. Allgemein ist der Typ der Platine nicht beschränkt und kann z.B. auch noch andere Platinenarten umfassen, z.B. vom Typ FR4.
Bezugs zeichenliste
1 LED-Modul
2 Metallkernplatine
3 Vorderseite der Metallkernplatine
4 Leuchtdiode
5 Seitenwand
6 erste Vergussmasse
7 Lichtaustrittsfläche
8 Rückseite der Metallkernplatine
9 umlaufende Fase
10 Rücksprung
11 LED-Modul
12 Metallkernplatine
13 Durchführung
21 LED-Modul
22 Metallkernplatine
23 überstehender Bereich
24 Kühlstift
31 LED-Kette
32 Verbindungsleitungen
33 Ende der Verbindungsleitung
34 mittlerer Abschnitt
35 zweite Vergussmasse

Claims

Patentansprüche
1. Leuchtmodul (1; 11; 21),
- aufweisend ein Substrat (2; 12; 22), das an seiner Vorderseite (3) mit mindestens einer Lichtquelle (4), insbesondere Leuchtdiode, bestückt ist,
- wobei das Substrat (2; 12; 22) seitlich (5) und an der Vorderseite (3) von einer ersten Vergussmasse (6) zumindest teilweise bedeckt ist,
- wobei eine jeweilige Lichtaustrittsfläche (7) der mindestens einen Lichtquelle (4) und zumindest teil¬ weise auch eine Rückseite (8) des Substrats (2; 12; 22) frei von der ersten Vergussmasse (6) sind.
2. Leuchtmodul (1; 11; 21) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (2; 12; 22) seitlich (5) und an der Vorderseite (3) von der ersten Vergussmasse (6) im Wesentlichen vollständig bedeckt ist und die Rücksei¬ te (8) des Substrats (2; 12; 22) im Wesentlichen frei von der ersten Vergussmasse (6) ist.
3. Leuchtmodul (1; 11; 21) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückseite (8) des Substrats (2; 12; 22) flächenbündig zu der ersten Vergussmasse (6) liegt oder rückwärtig über die erste Vergussmasse (6) heraus¬ steht .
4. Leuchtmodul (1; 11; 21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (2; 12; 22) mindestens einen seitlich hervorstehenden
Vorsprung (9) aufweist, welcher von der ersten Vergussmasse (6) umgeben ist.
5. Leuchtmodul (1; 11; 21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (2;
12; 22) mindestens eine seitlich eingebrachte Aussparung (10) und/oder mindestens eine Durchführung (13) von der Vorderseite (3) zu der Rückseite (8) aufweist, welche vor der ersten Vergussmasse (6) zumindest teilweise aus¬ gefüllt sind.
Leuchtmodul (1; 11; 21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Substrat (2; 12; 22) als eine Me¬ tallkernplatine oder eine Keramikplatine ausgestaltet ist .
Leuchtmodul (1; 11; 21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine Wanddicke der ersten Vergussmas¬ se (6) mindestens 1 mm beträgt.
Leuchtmodul (1; 11; 21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die jeweilige Lichtaustrittsfläche (7) der mindestens einen Lichtquelle (4) von der sie um¬ gebenden ersten Vergussmasse (6) überragt wird.
Leuchtmodul (1; 11; 21) nach Anspruch 8, bei dem die erste Vergussmasse (6) zu der jeweiligen Lichtaustritts¬ fläche (7) hin angeschrägt ist.
Leuchtmodul (1; 11; 21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die jeweilige Lichtaustrittsfläche (7) der mindestens einen Lichtquelle (4) von einer lichtdurchlässigen zweiten Vergussmasse (35) bedeckt ist .
Leuchtkette (31), aufweisend mehrere Leuchtmodule (1; 11; 21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei benachbarte Leuchtmodule (1; 11; 21) mittels mindestens einer elektrischen Verbindungsleitung (32) miteinander verbunden sind, wobei an den benachbarten Leuchtmodulen (1; 11; 21) befestigte Enden (33) der jeweiligen elektrischen Verbindungsleitung (32) mittels der jeweiligen ersten Vergussmasse (6) vergossen sind.
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