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WO2012117018A1 - Leuchtvorrichtung - Google Patents

Leuchtvorrichtung Download PDF

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Publication number
WO2012117018A1
WO2012117018A1 PCT/EP2012/053437 EP2012053437W WO2012117018A1 WO 2012117018 A1 WO2012117018 A1 WO 2012117018A1 EP 2012053437 W EP2012053437 W EP 2012053437W WO 2012117018 A1 WO2012117018 A1 WO 2012117018A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
lighting device
substrate
reflector
modules
semiconductor light
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/EP2012/053437
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Fabian Reingruber
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
Priority to US14/002,760 priority Critical patent/US9182100B2/en
Publication of WO2012117018A1 publication Critical patent/WO2012117018A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F21V7/00—Reflectors for light sources
    • 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
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/70—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/20—Light sources comprising attachment means
    • F21K9/27—Retrofit light sources for lighting devices with two fittings for each light source, e.g. for substitution of fluorescent tubes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/60—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
    • F21K9/68—Details of reflectors forming part of the light source
    • 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
    • F21Y2103/00—Elongate light sources, e.g. fluorescent tubes
    • F21Y2103/10—Elongate light sources, e.g. fluorescent tubes comprising a linear array of point-like light-generating elements
    • 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
    • F21Y2107/00—Light sources with three-dimensionally disposed light-generating elements
    • F21Y2107/40—Light sources with three-dimensionally disposed light-generating elements on the sides of polyhedrons, e.g. cubes or pyramids
    • 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 lighting device according to the preamble of claim 1.
  • Such a lighting device has a plurality of semiconductor light sources, which may be embodied for example by an LED or a multi-chip LED module. These semiconducting ⁇ terlichtán is usually on a carrier material - hereinafter referred to as substrate - arranged, which consists of Ke ⁇ Ramik.
  • substrate - arranged which consists of Ke ⁇ Ramik.
  • the arrangement of substrate and semiconductor light source is thermally contacted with a heat sink, so that the heat generated during operation of a semiconductor light ⁇ source can be dissipated to avoid overheating of the LEDs.
  • the use of ceramic as a substrate material has the advantage, inter alia, that the electronics of the luminaire are electrically separated from the heat sink, so that the requirements of the respective protection classes are satisfied.
  • the LED lighting fixtures must be electrically insulated to the heat sink and to creep and creepage distances between LED lamp and heat sink are observed. , Is proble ⁇ matically that the thermal bonding of the semiconductor light source is degraded by these measures, and thus their service life is reduced.
  • Lamps or luminaires can be subsumed under the term "lighting device.”
  • LED retrofit tubes are marketed by OSRAM GmbH under the name SubstiTUBE, which can be used as a replacement for conventional fluorescent lamps in luminaires without having to conversion of the light is required.
  • SubstiTUBE a plurality of semiconducting ⁇ terlichtánn on the corresponding to the tubular form very long, large-area substrate is arranged.
  • This ceramic substrates may break both in the manufacturing and in the installed state with a slight bending of the light.
  • the ceramic materials required for the production of such substrates are relatively expensive, so that the lamp price is determined not inconsiderable by the proportion of ceramic.
  • the semiconductor light sources are arranged on a ceramic substrate, which is also designed depending on the geometry of the lamp over a large area or in very complex forms, so that the same problems occur in the tubes. Presentation of the invention
  • the invention has for its object to provide a lighting device in which the reliability is improved with minimal device complexity. This object is achieved by a lighting device with the features of claim 1.
  • the lighting device has a plurality of semiconductor light sources, which are arranged on a substrate, which in turn is indirectly or directly thermally contacted with a heat sink.
  • the substrate consists of a plurality of modules, each carrying at least one of the semiconductor light sources and which are interconnected.
  • the invention thus turns away from the conventional solu- tions with an all semiconductor light sources common, large-area substrate, and uses small, depending ⁇ wells at least one semiconductor light source associated modules that are contacted electrically and / or thermally to each other and are held by a carrier. Due to this comparatively small, the semiconductor light source supporting modules ⁇ a risk of BeCdi ⁇ supply of the substrate is substantially reduced during manufacture or during use of the lighting device relative to the initially described prior art. Furthermore, a cost-effective production of the lighting device is possible because the cost of materials is reduced due to the Verwen ⁇ tion of some small modules.
  • the sub ⁇ strate modules are attached to a designed as a carrier reflector.
  • the individual, for example, ceramic be ⁇ standing modules are thus supported by the reflector, so that the cost of materials for the costly ceramic ⁇ substrate is further minimized.
  • the substrate construction can then be designed with a stiffness and / or flexibility optimized for the respective application.
  • the modules are preferably formed essentially of ceramic. Of course, other electrically insulating materials may be used.
  • the reflector is associated with a plurality of modules, so that a single reflector is used for a plurality of modules.
  • Such a reflector may have a plurality of recesses on the back, in each of which one of the modules is used.
  • each substrate module is designed with at least two conductor tracks for contacting the semiconductor light sources.
  • Such traces may extend paral lel ⁇ approximately, being arranged one or more semiconductor light sources ⁇ along a conductor and the other conductor track extends approximately parallel thereto.
  • the two interconnects are preferably connected to one another on a substrate module arranged at the end in order to close the circuit.
  • a substrate module arranged at the end in order to close the circuit.
  • it is provided to join several semiconductor light sources together to form a multi-chip LED module.
  • the contacting of the individual substrate modules can take place via bridges which extend between the modules or between the conductor tracks of the modules.
  • Such bridges may be attached or integrated into a reflector or other component of the lighting device.
  • the provided for electrical contacting ⁇ 's force or bridges are positively inserted into a reflector.
  • the modules are arranged one behind the other in a tube formed by a cover and the heat sink.
  • the modules can also be designed on reflector bodies of any desired shape.
  • the reflector body three-dimensional pot-shaped execute.
  • TIM Thermal Interface Material
  • Figure 1 is a partial view of a retrofit LED lamp
  • FIG. 2 shows a substrate module of the LED lamp from FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a detailed representation of the LED lamp from FIG. 1;
  • FIGS. 4 and 5 are sections through the partial region of an LED lamp shown in FIG. 3;
  • FIG. 6 shows a connection-side end section of the luminaire from FIG. 1;
  • FIG. 7 shows an end section of the luminaire from FIG. 1 removed from the connection
  • FIG. 8 shows a further embodiment of an LED lamp
  • FIG. 9 shows a substrate module of the LED lamp from FIG. 6;
  • Figure 10 is a bottom view of a reflector for LED lamps according to Figures 1 to 7;
  • Figure 11 is a plan view of the reflector of Figure 10.
  • FIG. 12 shows a detailed representation of the reflector according to FIG. 10
  • FIG. 13 shows a luminaire with a three-dimensional reflector produced according to the inventive concept; 14 shows a heat sink of the luminaire from FIG. 13 and FIG. 15 shows a reflector of the luminaire according to FIG. 13.
  • Figure 1 shows a partial view of a retrofit LED lamp that can be used instead of a conventional fluorescent lamp in a lamp of older model year.
  • Such a retrofit LED lamp 1 has a multiplicity of semiconductor light sources, which in the exemplary embodiment shown are each embodied by an LED chip, referred to below as LED 2 for short. These are held by a reflector 4, on the back of a heat sink 6 is arranged. This is contacted with a flat portion 8 thermally indirectly or directly with the LEDs 2.
  • the planar section 8 is adjoined by a circular segment-shaped jacket section 10, which, together with an approximately semicircular transparent cover 12, adds to a cylindrical tube whose diameter corresponds approximately to the outside diameter of a conventional fluorescent lamp.
  • a socket are each formed, wherein the power supply lines is formed only on one of the base and the other base is designed in its geometry corresponding to the base of conventional fluorescent lamps, so that the LED Lamp 1 installed in the same way as the fluorescent lamp in the lamp ⁇ who can.
  • two LEDs 2 are arranged on a sub strate ⁇ module 16, which is preferably made of an insulating ceramic material in Darge ⁇ presented embodiment.
  • a sub strate ⁇ module 16 which is preferably made of an insulating ceramic material in Darge ⁇ presented embodiment.
  • On the plate-shaped substrate module 16 two approximately in the longitudinal direction extending conductor tracks 18, 20 are formed, which are at their end portions each withmaschinebe ⁇ rich 22a, 22b executed.
  • the two LEDs 2 are contacted along the two printed conductors 18, 20 and thus connected in series; the concrete elekt ⁇ cal contacting the LEDs 2 is not shown.
  • the contact regions 22 of the conductor tracks 18, 20 are arranged adjacent to narrow sides 24 of the respective approximately rectangular substrate module 16 in a first approximation.
  • substrate modules 16 are in lienseiti ⁇ gen recesses (more details are explained later with reference to FIGS 10 to 12) of the reflector 4 Lane- sets, wherein this is executed with a plurality of openings 26 for each one of the LEDs 2.
  • the individual ⁇ a substrate modules 16 are connected in series, wherein the electrical contact bridges 28, 30 is carried out. Their end sections which are bent over into the plane of the modules 16 are then contacted with the mutually opposite contact regions 22a, 22b of the substrate modules 16, so that these are connected in series.
  • this end ⁇ portions 4 each extend through an opening 32 of the reflector tors therethrough.
  • two support brackets 34, 36 are formed, which are either placed on the reflector 4 or integrally formed therewith and each support the visible in Figure 3 bridge legs.
  • the end portions of the bridges 28, 30 are preferably clipped to the corresponding ⁇ to support frames 34,36 so that a high-strength me ⁇ mechanically and electrically reliable contacting of present. This is effected by a predetermined, comparatively low bias voltage between bridges 28, 30 and reflector 4, this bias also being influenced by the height of the support brackets 34, 36.
  • FIG. 5 shows a somewhat enlarged section along the line BB in FIG. 3. It can clearly be seen in this illustration the rear recesses 42 of the reflector 4, in which the modules 16 are inserted in a form-fitting manner, so that the LEDs 2 pass through the respective opening 26 extend.
  • On the rear side, ie, facing away from the LEDs 2 large surface of the reflector 4 ei ⁇ ne layer of TIM (Thermal Interface Material) 44 pre ⁇ see, thus between the reflector 4 and the modules inserted into the recesses 42 and the planar Section 8 of the heat sink 6 is arranged.
  • the TIM 44 ensures good heat transfer from the LEDs 2 to the heat sink 6.
  • the TIM 44 forms a structure that complies with the applicable safety regulations, taking into account the special requirements, such as the dielectric strength together with the modules 16.
  • the distance between an LED 2 (and the track 18, 20) to the TIM 44 1.5 mm and from the TIM 44 to the heat sink 6, 2.5 mm.
  • embodiments which are executed without a TIM are also possible; In this case, however, higher distances between the LED and the heat sink must be maintained.
  • the egg ⁇ tual stabilization of the structure by fixing the reflector 4 takes place on the circular segment-shaped heat sink 6.
  • This fixation is designed such that the reflector ⁇ tor 4 and thus the LEDs 2 supporting modules 16 and the TIM layer 44th be pressed against the heat sink 6.
  • This fixation and the biasing pressure of the bridges 28, 30 is maintained with their metal spring contacts.
  • FIG. 6 shows a power supply-side end section of the luminaire 1. It is possible to see a base 46 which is attached to the cylindrical tube 14 and is designed in accordance with the geometry of the conventional fluorescent lamps. About this base 46, the current flows from the individual connected in series modules 16 substrate. The power supply takes place in this exemplary embodiment from ⁇ About specially insulated flat power supply wires 48, 50, which by appropriate Ausneh ⁇ ments 52 of the reflector 4 through with the Victorberei- - Lie li 22 of the adjacent, in Figure 6 only indicated substrate module 16 are contacted. The two power supply wires 48, 50 are designed so that they are fixed in position on the support 58 non-positively and / or positively by bias and thus a zuver ⁇ casual contact is guaranteed.
  • an approximately circular channel 54 is formed therein, which is penetrated by the power supply wires 48, 50.
  • This channel 54 opens tube resistance a Nabenab ⁇ section 56 in the tube 14.
  • This hub-shaped, after un ⁇ th down (in the direction of the reflector 4) flattened boss portion 56 is located on a support 58 of the reflector 4 on. Similar to the support brackets 34, 36, these may be integral with the reflector 4 or placed on this.
  • the substrate module 16 which is removed from the base 46 shown in FIG. 6, closes the circuit in which it directly electrically connects the two contact paths 18, 20, likewise indicated by dashed lines. This can be done by appropriate design of the two interconnects 18, 20.
  • Figure 7 shows an embodiment in which all substrate modules 16 are executed in wesent ⁇ union equal.
  • the electrical connection is then made by placing a bridge clip 60 which extends with its end portions through window 62 of the reflector 4 to the contact areas 22 of the tracks 18, 20 and rests with bias on this.
  • the clip-like bridge clip 60 is clipped onto a bridge bearing 64 whose outer contour is profiled similarly to the support brackets 34, 36, so that the Bridge clip 60 with correspondingly shaped holding ⁇ legs is positively and non-positively fixed to the bridge bearing 64.
  • This can in turn be placed on the reflector 4 or executed in one piece with this.
  • the contacting of the power supply lines and the closing of the circuit takes place with minimal device complexity without expensive soldering or welding technology, so that the installation costs are
  • FIG. 8 shows an exemplary embodiment of a tube 14 of an LED lamp 1, the basic construction of which corresponds in principle to that of FIG. Arranged instead of several, on a sub ⁇ strat module 16 LEDs 2, however referred to in the embodiment according to Figures 8 and 9, a multi-chip LED module, hereinafter multi-chip LED 66 used, the power supply via two on the Substrate module 16 formed tracks 18, 20 takes place. These run - similar to the embodiment described above - somewhat parallel in the longitudinal direction of the substrate module 16 and in turn at their end portions contact areas 22a, 22b. In such multi-chip LEDs 66 LEDs or semiconductor ⁇ light sources of all types can be used in principle, with the required safety distances are observed already on the multi- tichip module.
  • An elongated configuration of the multi-chip LED 66 improves the illumination and ensures a more uniform heat distribution. Similarity ⁇ Lich as in the previously described embodiment, the single substrate modules are contacted in series scarf ⁇ tung 16, these are arranged one behind the other in longitudinal direction lying, so that an almost throughput walking LED line is designed with very uniform illumination.
  • the embodiment is the same as shown in FIGS 8 and 9, the embodiment described above, that is, the electrical connection of the substrate module 16 is preferably via the already jacket ⁇ th bridges 28, 30, which are placed in the manner of a clip connection and with bias on the Maisbe ⁇ rich 22a, 22b rest.
  • the end-side connection of the conductor tracks 18, 20 connected in series takes place via a bridge clip 60 according to FIG. 9 and the power supply via power supply wires 48, 50.
  • FIG. 10 shows a view of the reflector 4 from below.
  • the recesses 42 shown only in sections in FIG. 5 can be seen clearly, the contour of which is adapted to that of the substrate modules 16, so that the latter can be used accurately the two LEDs 2 facing away back of the substrate modules 16 with the large surface of the Re ⁇ reflector 4 is aligned.
  • FIG. 10 shows a reflector 4 for multichip LEDs 66 with correspondingly elongated openings 26 through which the LEDs extend.
  • the contacting of the conductor tracks 18, 20 for closing the circuit takes place again via a bridge clip 60 which, however, is embedded in the reflector 4 in this variant and with its free end sections 60a, 60b (FIG be protruding from 16 associated ⁇ recess 42 the "last" substrate module to connect the two tracks 18, 20 for this module. power supply side, the light emitting device, according to the above embodiments performed.
  • Figure 12 shows a variant block in which two with the Lei ⁇ terbahnen 18, 20 can be connected feed lines with their end portions of a cast / molded connection cantilever 68 and thus two pins 70, form 72 to which a commercially available plug (not shown) can be set to ⁇ . This can then be latched, for example, with the reflector 4. By attaching this plug and series connection of the individual substrate modules 16 then the contacting of the multi-chip LEDs 66 takes place.
  • the construction according to the invention with a plurality of substrate modules 16, which are held by a reflector 4 or more reflector parts, realized in a tubular lamp were. In principle, however, the invention can also be used in any luminaires which have more complex, three-dimensional structures.
  • Figure 13 shows an embodiment of a lamp with several ⁇ ren LEDs or multi-chip LEDs 66a, 66b of different types, which are respectively received on a ceramic substrate module 16a or 16b. Similar to the embodiment described above, these are the multi-chip LEDs or traditional LEDs 2, 66 supporting substrate modules 16 are inserted into a reflector 4, which in the illustrated embodiment, an approximately pot-shaped construction with a base and obliquely to ⁇ presented Side surfaces, wherein the LEDs 66 are arranged on these side surfaces and the base surfaces.
  • the LEDs 2 or the multi-chip LEDs 66 pass through each egg NEN correspondingly shaped aperture 26a and 26b of the reflector 4 so that the light to the outside, for Bet ⁇ rachter out is radiated, wherein the substrate-described modules 16 in the representation according to Figure 13 are not or only partially visible.
  • the contacting of the equipped with the multi-chip LEDs 66 or conventional LEDs 2 substrate modules 16 is again carried out using attached or embedded Brü ⁇ CKEN, which are not shown in the embodiment according to Figures 13 to 15 °.
  • FIG. 15 shows an individual illustration of the reflector 4 with the recesses 16a, 16b for the LEDs 2 and the multi-chip LEDs 66.
  • the electrical contacting of the substrate modules 16 with the LEDs 2, 66 is effected, for example, via a feedthrough 74 which can extend through the power supply lines.
  • connection between the reflector 4 and the heat sink 6 and TIM 44 can be done by screws, which projections 76 are provided on the reflector 4 for these screws, which are penetrated by the screws to clamp the components together.
  • the most complex geometries can be equipped with semiconductor light sources, without the need for a flexible design or a complex shape design of the substrate.
  • a lighting device with a plurality of semiconductor light sources which are arranged on a substrate. This consists according to the invention of a plurality of substrate modules, which are provided with conductor tracks to contact the respective semiconductor light source.

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Abstract

Offenbart ist eine Leuchtvorrichtung mit mehreren Halbleiterlichtquellen, die auf einem Substrat angeordnet sind. Dieses besteht erfindungsgemäß aus einer Vielzahl von Substrat-Modulen, die mit Leiterbahnen versehen sind, um die jeweilige Halbleiterlichtquelle zu kontaktieren.

Description

Beschreibung
Leucht orrichtung
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Leuchtvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Stand der Technik
Eine derartige Leuchtvorrichtung hat mehrere Halbleiter- lichtquellen, die beispielsweise durch eine LED oder ein Multichip-LED-Modul ausgeführt sein kann. Diese Halblei¬ terlichtquelle ist üblicherweise auf einem Trägermaterial - im Folgenden Substrat genannt - angeordnet, das aus Ke¬ ramik besteht. Die Anordnung aus Substrat und Halbleiter- lichtquelle ist thermisch mit einem Kühlkörper kontaktiert, so dass die beim Betrieb einer Halbleiterlicht¬ quelle entstehende Wärme abgeführt werden kann, um eine Überhitzung der LEDs zu vermeiden. Die Verwendung von Keramik als Substratmaterial hat u.a. den Vorteil, dass die Elektronik der Leuchte elektrisch vom Kühlkörper getrennt ist, so dass den Anforderungen der jeweiligen Schutzklassen genüge getan ist. Gemäß diesen Anforderungen müssen die LED-Leuchtvorrichtungen zum Kühlkörper elektrisch isoliert werden und dazu Luft- und Kriechstrecken zwi- sehen LED-Leuchte und Kühlkörper beachtet werden. Proble¬ matisch ist dabei, dass durch diese Maßnahmen die thermische Anbindung der Halbleiterlichtquelle verschlechtert wird und somit deren Lebensdauer verringert ist.
Häufig werden auch Halbleiterlichtquellen zur Erreichung der normgerechten elektrischen Isolation mit aufwendigen SELV-Betriebsgeräten verwendet, welche sehr viel Platz benötigen, um die nötigen Luft- und Kriechstrecken einzuhalten .
Unter den Begriff „Leuchtvorrichtung" können Lampen oder Leuchten subsumiert sein. So werden beispielsweise von der OSRAM GmbH so genannte LED-Retrofit-Tubes unter der Bezeichnung SubstiTUBE vertrieben, welche als Ersatz für herkömmliche Leuchtstofflampen in Leuchten verwendet wer- den können, ohne dass ein Umbau der Leuchte erforderlich ist. Bei derartigen Tubes ist eine Vielzahl von Halblei¬ terlichtquellen auf dem entsprechend der Röhrenform sehr langen, großflächigen Substrat angeordnet. Diese Keramiksubstrate können sowohl bei der Fertigung als auch im eingebauten Zustand bei einer geringfügigen Verbiegung der Leuchte zerbrechen. Darüber hinaus sind die zur Herstellung derartiger Substrate erforderlichen Keramikmaterialien relativ teuer, so dass der Lampenpreis nicht unerheblich vom Anteil der Keramik bestimmt ist.
Auch bei herkömmlichen Leuchten, wie sie beispielsweise in der Druckschrift DE 10 2008 039 364 AI beschrieben sind, werden die Halbleiterlichtquellen auf einem Keramiksubstrat angeordnet, das je nach Geometrie der Leuchte ebenfalls großflächig oder in sehr komplexen Formen ausgestaltet ist, so dass die gleichen Probleme wie bei den Tubes auftreten. Darstellung der Erfindung
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Leuchtvorrichtung zu schaffen, bei der die Betriebssicherheit mit minimalem vorrichtungstechnischen Aufwand verbessert ist. Diese Aufgabe wird durch eine Leuchtvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Erfindungsgemäß hat die Leuchtvorrichtung eine Vielzahl von Halbleiterlichtquellen, die auf einem Substrat angeordnet sind, das seinerseits mittelbar oder unmittelbar thermisch mit einem Kühlkörper kontaktiert ist. Das Substrat besteht aus einer Vielzahl von Modulen, die jeweils zumindest eine der Halbleiterlichtquellen tragen und die miteinander verschaltet sind.
Die Erfindung wendet sich somit von den herkömmlichen Lö- sungen mit einem allen Halbleiterlichtquellen gemeinsamen, großflächigen Substrat ab und verwendet kleine, je¬ weils zumindest einer Halbleiterlichtquelle zugeordnete Module, die miteinander elektrisch und/oder thermisch kontaktiert sind und von einem Träger gehalten sind. Durch diese vergleichsweise kleinen, die Halbleiterlicht¬ quelle tragenden Module wird eine Gefahr einer Beschädi¬ gung des Substrats bei der Fertigung oder beim Gebrauch der Leuchtvorrichtung gegenüber dem eingangs geschilderten Stand der Technik wesentlich verringert. Des Weiteren ist auch eine kostengünstige Fertigung der Leuchtvorrichtung möglich, da der Materialaufwand aufgrund der Verwen¬ dung einiger kleiner Module verringert ist. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Sub¬ strat-Module an einen als Träger ausgeführten Reflektor angesetzt. Die einzelnen, beispielsweise aus Keramik be¬ stehenden Module, werden somit vom Reflektor getragen, so dass der Materialaufwand für das kostenintensive Keramik¬ substrat weiter minimiert ist. Durch geeignete Auslegung des Reflektors kann dann die Substratkonstruktion mit einer für die jeweilige Anwendung optimierten Steifigkeit und/oder Flexibilität ausgeführt sein. Die Module sind vorzugsweise im Wesentlichen aus Keramik ausgebildet. Selbstverständlich können auch andere elektrisch isolierende Materialien verwendet werden.
Es wird bevorzugt, wenn der Reflektor einer Vielzahl von Modulen zugeordnet ist, so dass ein einziger Reflektor für mehrere Module verwendet wird.
Ein derartiger Reflektor kann rückseitig eine Vielzahl von Ausnehmungen aufweisen, in die jeweils eines der Module eingesetzt wird.
Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist jedes Substrat-Modul mit zumindest zwei Leiterbahnen zur Kontaktierung der Halbleiterlichtquellen ausgeführt. Derartige Leiterbahnen können in etwa paral¬ lel verlaufen, wobei eine oder mehrere Halbleiterlicht¬ quellen entlang einer Leiterbahn angeordnet sind und die andere Leiterbahn etwa parallel dazu verläuft.
Vorzugsweise sind die beiden Leiterbahnen an einem end- seitig angeordneten Substrat-Modul miteinander verbunden, um den Stromkreis zu schließen. Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgese- hen, mehrere Halbleiterlichtquellen zu einem Multichip- LED-Modul zusammen zu fügen. Die Kontaktierung der einzelnen Substrat-Module kann über Brücken erfolgen, die sich zwischen den Modulen oder zwischen den Leiterbahnen der Module erstrecken.
Derartige Brücken können angesetzt sein oder in einen Reflektor oder ein sonstiges Bauelement der Leuchtvorrich- tung integriert werden.
Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, wenn die zur elektri¬ schen Kontaktierung vorgesehenen Brücken kraft- oder formschlüssig in einen Reflektor eingesetzt sind.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Mo- dule hintereinander liegend in einer durch eine Abdeckung und den Kühlkörper gebildeten Tube angeordnet.
Alternativ können die Module jedoch auch auf beliebig geformten Reflektorkörpern ausgeführt sein. So ist bei einem Ausführungsbeispiel vorgesehen, den Reflektorkörper dreidimensional topfförmig auszuführen.
Zur Verbesserung der thermischen Kontaktierung und der Durchschlagfestigkeit kann zwischen Substrat und Kühlkör¬ per eine entsprechend ausgelegte Schicht, beispielsweise aus TIM (Thermal Interface Material) ausgeführt sein. Selbstverständlich kann die Leuchtvorrichtung auch ohne ein derartiges TIM ausgeführt sein. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungs¬ beispielen näher erläutert werden. Es zeigen:
Figur 1 eine Teildarstellung einer Retrofit LED-Lampe;
Figur 2 ein Substrat-Modul der LED-Lampe aus Figur 1 ; Figur 3 eine Detaildarstellung der LED-Lampe aus Figur 1 ;
Figuren 4 und 5 Schnitte durch den in Figur 3 dargestellten Teilbereich einer LED- Lampe ;
Figur 6 einen anschlussseitigen Endabschnitt der Leuchte aus Figur 1 ;
Figur 7 einen vom Anschluss entfernten Endabschnitt der Leuchte aus Figur 1 ;
Figur 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer LED-Lampe;
Figur 9 ein Substrat-Modul der LED-Lampe aus Figur 6; Figur 10 eine Unteransicht eines Reflektors für LED- Lampen gemäß den Figuren 1 bis 7;
Figur 11 eine Draufsicht auf den Reflektor gemäß Figur 10;
Figur 12 eine Detaildarstellung des Reflektors gemäß Fi- gur 10;
Figur 13 eine nach dem erfindungsgemäßen Konzept hergestellte Leuchte mit dreidimensionalem Reflektor; Figur 14 einen Kühlkörper der Leuchte aus Figur 13 und Figur 15 einen Reflektor der Leuchte gemäß Figur 13.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Figur 1 zeigt eine Teildarstellung einer Retrofit-LED- Lampe, die anstelle einer herkömmlichen Leuchtstofflampe in eine Leuchte älteren Baujahrs eingesetzt werden kann.
Eine derartige Retrofit-LED-Lampe 1 hat eine Vielzahl von Halbleiterlichtquellen, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils durch einen LED-Chip, im Folgenden kurz LED 2 genannt, ausgeführt sind. Diese sind von einem Reflektor 4 gehalten, an dem rückseitig ein Kühlkörper 6 angeordnet ist. Dieser ist mit einem ebenen Abschnitt 8 thermisch mittelbar oder unmittelbar mit den LEDs 2 kontaktiert. An den ebenen Abschnitt 8 schließt sich ein kreissegmentförmiger Mantelabschnitt 10 an, der sich ge- meinsam mit einer etwa halbkreisförmigen durchsichtigen Abdeckung 12 zu einer zylinderförmigen Tube ergänzt, deren Durchmesser in etwa dem Außendurchmesser einer herkömmlichen Leuchtstofflampe entspricht.
An den beiden in Figur 1 nicht dargestellten Endabschnit- ten dieser Tube 14 sind jeweils ein Sockel ausgebildet, wobei die Stromzuführungen lediglich an einem der Sockel ausgebildet ist und der andere Sockel in seiner Geometrie entsprechend des Sockels herkömmlicher Leuchtstofflampen ausgeführt ist, so dass die LED-Lampe 1 in gleicher Weise wie die Leuchtstofflampe in der Leuchte installiert wer¬ den kann. Wie insbesondere Figur 2 entnehmbar ist, sind beim darge¬ stellten Ausführungsbeispiel zwei LEDs 2 auf einem Sub¬ strat-Modul 16 angeordnet, das vorzugsweise aus einem isolierenden Keramikmaterial hergestellt ist. Auf dem plattenförmigen Substrat-Modul 16 sind zwei in etwa in Längsrichtung verlaufende Leiterbahnen 18, 20 ausgebildet, die an ihren Endabschnitten jeweils mit Kontaktbe¬ reichen 22a, 22b ausgeführt sind. Die beiden LEDs 2 sind entlang der beiden Leiterbahnen 18, 20 mit diesen kontak- tiert und somit in Reihe geschaltet; die konkrete elekt¬ rische Kontaktierung der LEDs 2 ist nicht gezeigt. Die Kontaktbereiche 22 der Leiterbahnen 18, 20 sind benachbart zu Schmalseiten 24 des jeweiligen in erster Näherung etwa rechteckförmigen Substratmoduls 16 angeordnet. Wie insbesondere aus der vergrößerten Darstellung eines Teilabschnittes der Tube 14 in Figur 3 hervorgeht, sind die gestrichelt angedeuteten Substrat-Module 16 in rückseiti¬ gen Ausnehmungen (weitere Details werden später anhand der Figuren 10 bis 12 erläutert) des Reflektors 4 einge- setzt, wobei dieser mit einer Vielzahl von Durchbrüchen 26 für jeweils eine der LEDs 2 ausgeführt ist. Die ein¬ zelnen Substrat-Module 16 sind in Reihe geschaltet, wobei die elektrische Kontaktierung über Brücken 28, 30 erfolgt. Deren in die Ebene der Module 16 umgebogene Endab- schnitte sind dann mit den einander gegenüber liegenden Kontaktbereichen 22a, 22b der Substrat-Module 16 kontaktiert, so dass diese in Reihe geschaltet sind. Beim dar¬ gestellten Ausführungsbeispiel erstrecken sich diese End¬ abschnitte jeweils durch eine Aussparung 32 des Reflek- tors 4 hindurch. Auf der Oberseite (in Lichtabstrahlrichtung gesehen) des Reflektors 4 sind zwei Stützböcke 34, 36 ausgebildet, die entweder auf den Reflektor 4 aufgesetzt werden oder einstückig mit diesem ausgebildet sind und jeweils die in Figur 3 sichtbaren Brückenschenkel abstützen. Die Endabschnitte der Brücken 28, 30 sind vorzugsweise an die zu¬ gehörigen Stützböcke 34,36 angeclipst, so dass eine me¬ chanisch hochfeste und elektrisch zuverlässige Kontaktie- rung vorliegt. Diese wird durch eine vorbestimmte, ver- gleichsweise geringe Vorspannung den zwischen Brücken 28, 30 und Reflektor 4 bewirkt, wobei diese Vorspannung auch durch die Höhe der Stützböcke 34, 36 beeinflusst ist.
Weitere Details erschließen sich aus dem in Figur 4 dargestellten Schnitt entlang der Linie A-A in Figur 3. Dem- gemäß sind die beiden Brücken 28, 30 etwa klammerförmig ausgeführt, wobei Endabschnitte 38, 40 die außen liegen¬ den Umfangskanten der beiden Stützböcke 34, 36 um- und hintergreifen und dann durch die Aussparungen 32 hindurch auf den Kontaktbereichen 22a, 22b (siehe Figur 5) auflie- gen.
Figur 5 zeigt einen etwas vergrößerten Schnitt entlang der Linie B-B in Figur 3. Man erkennt in dieser Darstellung deutlich die rückseitigen Aussparungen 42 des Reflektors 4, in die die Module 16 formschlüssig eingesetzt sind, so dass sich die LEDs 2 durch den jeweiligen Durchbruch 26 hindurch erstrecken. Rückseitig, d.h. an die von den LEDs 2 abgewandte Großfläche des Reflektors 4 ist ei¬ ne Schicht aus TIM (Thermal Interface Material) 44 vorge¬ sehen, die somit zwischen dem Reflektor 4 bzw. den in die Aussparungen 42 eingesetzten Modulen 16 und den ebenen Abschnitt 8 des Kühlkörpers 6 angeordnet ist. Das TIM 44 sorgt für einen guten Wärmeübergang von den LEDs 2 zum Kühlkörper 6. Des Weiteren bildet das TIM 44 bei Berücksichtigung der speziellen Anforderungen, wie beispielsweise der Durchschlagsfestigkeit gemeinsam mit den Modu- len 16 einen Aufbau, der den geltenden Sicherheitsvorschriften entspricht. Derzeit soll der Abstand zwischen einer LED 2 (und der Leiterbahn 18, 20) zur TIM 44 1,5 mm und von der TIM 44 zum Kühlkörper 6, 2,5 mm betragen. Es sind jedoch auch Ausführungsbeispiele möglich, die ohne eine TIM ausgeführt werden; in diesem Fall müssen jedoch höhere Abstände zwischen LED und Kühlkörper eingehalten werden .
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die ei¬ gentliche Stabilisierung des Aufbaus durch Fixierung des Reflektors 4 auf dem kreissegmentförmigen Kühlkörper 6. Diese Fixierung ist derart ausgebildet, dass der Reflek¬ tor 4 und damit auch die die LEDs 2 tragenden Module 16 und die TIM-Schicht 44 gegen den Kühlkörper 6 gepresst werden. Über diese Fixierung wird auch der Vorspanndruck der Brücken 28, 30 mit ihren Metallfederkontakten aufrechterhalten .
Figur 6 zeigt einen stromzuführungsseitigen Endabschnitt der Leuchte 1. Man erkennt einen an die zylinderförmige Tube 14 angesetzten Sockel 46, der entsprechend der Geo- metrie der herkömmlichen Leuchtstofflampen ausgeführt ist. Über diesen Sockel 46 erfolgt die Bestromung des aus den einzelnen in Reihe geschalteten Modulen 16 bestehenden Substrats. Die Stromzuführung erfolgt bei diesem Aus¬ führungsbeispiel über speziell isolierte flächige Strom- zuführungsdrähte 48, 50, die durch entsprechende Ausneh¬ mungen 52 des Reflektors 4 hindurch mit den Kontaktberei- - li ehen 22 des benachbarten, in Figur 6 lediglich angedeuteten Substrat-Moduls 16 kontaktiert sind. Die beiden Stromzuführungsdrähte 48, 50 sind dabei so ausgelegt, dass sie an dem Auflager 58 kraft- und/oder formschlüssig durch Vorspannung lagefixiert sind und somit eine zuver¬ lässige Kontaktierung gewährleistet ist. Zur Durchführung der Stromzuführungsdrähte 48, 50 durch den Sockel 46 ist in diesem ein etwa kreisförmiger Kanal 54 ausgebildet, der von den Stromzuführungsdrähten 48, 50 durchsetzt ist. Dieser Kanal 54 mündet tubeseitig über einen Nabenab¬ schnitt 56 in der Tube 14. Dieser nabenförmige, nach un¬ ten hin (in Richtung zum Reflektor 4) abgeflachte Nabenabschnitt 56 liegt auf einem Auflager 58 des Reflektors 4 auf. Ähnlich wie die Stützböcke 34, 36 können diese einstückig mit dem Reflektor 4 oder auf diesen aufgesetzt sein .
Die das von dem in Figur 6 dargestellten Sockel 46 entfernte Substrat-Modul 16 schließt den Stromkreis, in dem es die beiden ebenfalls gestrichelt angedeuteten Kontakt- bahnen 18, 20 direkt elektrisch miteinander verbindet. Dies kann durch entsprechende Ausgestaltung der beiden Leiterbahnen 18, 20 erfolgen. Figur 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem alle Substrat-Module 16 im Wesent¬ lichen gleich ausgeführt sind. Die elektrische Verbindung erfolgt dann durch Aufsetzen eines Brückenclips 60, der sich mit seinen Endabschnitten durch Fenster 62 des Reflektors 4 hindurch zu den Kontaktbereichen 22 der Leiterbahnen 18, 20 erstreckt und mit Vorspannung auf diesen aufliegt. Der klammerartige Brückenclip 60 wird auf ein Brückenlager 64 aufgeclipt, dessen Außenkontur ähnlich wie die Stützböcke 34, 36 profiliert ist, so dass der Brückenclip 60 mit entsprechend ausgeformten Halteschen¬ keln form- und kraftschlüssig am Brückenlager 64 festgelegt ist. Dieses kann wiederum auf den Reflektor 4 aufgesetzt oder einstückig mit diesem ausgeführt sein. Das Kontaktieren der Stromzuführungen und das Schließen des Stromkreises erfolgt mit minimalem vorrichtungstechnischen Aufwand ohne aufwendige Löt- oder Schweißtechnik, so dass die Montagekosten minimal sind.
Figur 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Tube 14 einer LED-Lampe 1, deren Grundaufbau im Prinzip demjenigen aus Figur 1 entspricht. Anstelle mehrerer, auf einem Sub¬ strat-Modul 16 angeordneten LEDs 2 wird jedoch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 8 und 9 ein Multi- chip-LED-Modul , im Folgenden Multichip-LED 66 genannt, verwendet, dessen Stromversorgung über zwei auf dem Substrat-Modul 16 ausgebildeten Leiterbahnen 18, 20 erfolgt. Diese verlaufen - ähnlich wie beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel - etwas parallel in Längsrichtung des Substratmoduls 16 und haben wiederum an ihren Endab- schnitten Kontaktbereiche 22a, 22b. Bei derartigen Multi- chip-LEDs 66 können prinzipiell LEDs oder Halbleiter¬ lichtquellen sämtlicher Bauarten verwendet werden, wobei die geforderten Sicherheitsabstände bereits auf dem Mul- tichip-Modul eingehalten sind. Eine längliche Ausgestal- tung des Multichip-LEDs 66 verbessert die Ausleuchtung und sorgt für eine gleichmäßigere Wärmeverteilung. Ähn¬ lich wie beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel werden die einzelnen Substrat-Module 16 in Reihenschal¬ tung kontaktiert, wobei diese in Längsrichtung hinterein- ander liegend angeordnet sind, so dass eine nahezu durch- gehende LED-Linie mit sehr gleichmäßiger Ausleuchtung ausgebildet ist.
Im Übrigen entspricht das Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 8 und 9 dem eingangs beschriebenen Ausführungs- beispiel, d.h. die elektrische Verschaltung der Substrat- Module 16 erfolgt vorzugsweise über die bereits erläuter¬ ten Brücken 28, 30, die nach Art einer Clip-Verbindung aufgesetzt werden und mit Vorspannung auf den Kontaktbe¬ reichen 22a, 22b aufliegen. Die endseitige Verbindung der in Reihe geschalteten Leiterbahnen 18, 20 erfolgt über einen Brückenclip 60 gemäß Figur 9 und die Stromzuführung über Stromzuführungsdrähte 48, 50.
Anhand der Figuren 10 bis 12 wird eine Variante erläu¬ tert, bei der die Brücken 28, 30 nicht aufgeclipt werden, sondern mit dem Reflektor vergossen oder in diesen eingespritzt sind. Figur 10 zeigt eine Ansicht von unten auf den Reflektor 4. Man erkennt deutlich die in Figur 5 lediglich abschnittsweise dargestellten Ausnehmungen 42, deren Kontur an diejenige der Substrat-Module 16 ange- passt ist, so dass letztere passgenau eingesetzt werden können, wobei die von den beiden LEDs 2 abgewandte Rückseite der Substrat-Module 16 mit der Großfläche des Re¬ flektors 4 fluchtet. Figur 10 zeigt einen Reflektor 4 für Multichip-LEDs 66 mit entsprechend länglich ausgeformten Durchbrüchen 26, durch die sich die LEDs hindurch erstrecken. Die elektrische Kontaktierung mit den Leiterbahnen 18, 20 der einzelnen Substrat-Module 16 erfolgt wiederum über Brücken 28, 30 (siehe Figur 11), die jedoch - wie bereits erwähnt - in den Reflektor 4 eingebettet sind. Dabei können die Brücken 28, 30 wie in Figur 11 angedeutet, noch aus der abstrahlseitigen Großfläche des Reflek- tors 4 heraus stehen. Prinzipiell können diese jedoch auch vollständig umspritzt oder umgössen sein. Die jewei¬ ligen Endabschnitte 38, 40 jeder Brücke 28, 30 durchset¬ zen den Reflektor 4 und ragen in den durch die Ausnehmun- gen 42 geschaffenen Raum hinein, so dass sie beim Einsetzen der Substrat-Module 16 in Anlage an die entsprechen¬ den Kontaktbereiche 22a, 22b der Leiterbahnen 18, 20 ge¬ langen und die einzelnen Substrat-Module 16 in Reihe ge¬ schaltet sind. Dabei sind die eingangs genannten Sicher- heitsvorschriften im Hinblick auf die Materialdicken zu beachten .
Beim Ausführungsbeispiel gemäß Figur 10 erfolgt die Kon- taktierung der Leiterbahnen 18, 20 zum Schließen des Stromkreises wiederum über einen Brückenclip 60, der bei dieser Variante jedoch in den Reflektor 4 eingebettet ist und mit seinen freien Endabschnitten 60a, 60b (Figur 10) in die den „letzten" Substrat-Modul 16 zugeordnete Aus¬ nehmung 42 hineinragt, um die beiden Leiterbahnen 18, 20 dieses Moduls zu verbinden. Stromzuführungsseitig kann die Leuchtvorrichtung gemäß den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen ausgeführt sein.
Figur 12 zeigt eine Variante, bei der zwei mit den Lei¬ terbahnen 18, 20 verbindbare Zuleitungen mit ihren Endabschnitten aus einem angegossenen/angespritzten Anschluss- block 68 auskragen und somit zwei Pins 70, 72 bilden, auf die ein handelsüblicher Stecker (nicht dargestellt) auf¬ gesetzt werden kann. Dieser kann dann beispielsweise mit dem Reflektor 4 verrastet werden. Durch Ansetzen dieses Steckers und Reihenschaltung der einzelnen Substrat- Module 16 erfolgt dann die Kontaktierung der Multichip- LEDs 66. Bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die erfindungsgemäße Konstruktion mit einer Vielzahl von Substrat-Modulen 16, die von einem Reflektor 4 oder mehreren Reflektorteilen gehalten werden, bei einer röhrenförmigen Lampe realisiert weren. Prinzipiell kann die Erfindung jedoch auch bei beliebigen Leuchten verwendet werden, die komplexere, dreidimensionale Strukturen aufweisen. Figur 13 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Leuchte mit mehre¬ ren Leds oder Multichip-LEDs 66a, 66b unterschiedlicher Bauart, die jeweils auf einem Keramik-Substrat-Modul 16a bzw. 16b aufgenommen sind. Ähnlich wie beim zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel sind diese die Multichip- LEDs oder die herkömmlichen LEDs 2, 66 tragenden Substrat-Module 16 in einen Reflektor 4 eingesetzt, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen etwa topfför- migen Aufbau mit einer Grundfläche und schräg dazu ange¬ stellten Seitenflächen hat, wobei die LEDs 66 an diesen Seitenflächen und den Grundflächen angeordnet sind. Die LEDs 2 bzw. die Multichip-LEDs 66 durchsetzen jeweils ei- nen entsprechend ausgebildeten Durchbruch 26a bzw. 26b des Reflektors 4, so dass das Licht nach außen, zum Bet¬ rachter hin, abgestrahlt wird, wobei die beschriebenen Substrat-Module 16 in der Darstellung gemäß Figur 13 nicht oder nur abschnittsweise sichtbar sind. Die Kontaktierung der mit den Multichip-LEDs 66 oder den herkömmlichen LEDs 2 bestückten Substrat-Module 16 erfolgt wiederum über aufgesetzte oder eingebettete Brü¬ cken, die bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 13 bis 15 jedoch nicht dargestellt sind. Der topfartige, die Substrat-Module 16 tragende Reflektor 4 ist gemäß Fi¬ gur 13 auf einen Kühlkörper 6 mit entsprechender Geomet- rie aufgesetzt, wobei gemäß Figur 14 zwischen dem Kühl¬ körper 6 und den Innenmantelflächen des Reflektors 4 und den daran gehaltenen Substrat-Modulen 16 eine TIM-Schicht 44 ausgebildet ist. Figur 15 zeigt eine Einzeldarstellung des Reflektors 4 mit den Aussparungen 16a, 16b für die LEDs 2 bzw. die Multichip-LEDs 66. Die elektrische Kon- taktierung der Substrat-Module 16 mit den LEDs 2, 66 erfolgt beispielsweise über eine Durchführung 74, durch die hindurch sich die Stromzuführungen erstrecken können. Die Verbindung zwischen Reflektor 4 und Kühlkörper 6 sowie TIM 44 kann durch Schrauben erfolgen, wobei am Reflektor 4 für diese Schrauben Fortsätze 76 vorgesehen sind, die von den Schrauben durchsetzt werden, um die Bauelemente miteinander zu verspannen. Auf diese Weise lassen sich komplexeste Geometrien mit Halbleiterlichtquellen bestücken, ohne dass es einer flexiblen Ausgestaltung oder einer komplexen Formgestaltung des Substrats bedarf.
Der vorbeschriebene berührsichere Aufbau von Lampen und Leuchten durch die erfindungsgemäße Verwendung von Keramik-Substrat-Modulen 16 hat gegenüber den Varianten mit SELV-Spannung den Vorteil, dass mit vergleichsweise hoher Spannung gearbeitet werden kann und somit ein höherer Wirkungsgrad erzielbar ist. Des Weitern erfordert die Verwendung des erfindungsgemäßen Konzeptes keinen kostenintensiven SELV-Transformator . Zudem entfällt bei der Verwendung von Multichip-LEDs die Notwendigkeit für ein zusätzliches Substrat als Trägermaterial für die LEDs, wie es beispielsweise in der DE 10 2008 039 364 AI be- schrieben ist. Die Erfindung erfordert auch nicht den Einsatz von bei herkömmlichen Lösungen erforderlichen Me- tallkernplatinen (siehe ebenfalls den vorgenannten Stand der Technik) , so dass die Leuchtvorrichtung wesentlich leichter als herkömmliche Lösungen ausgebildet werden kann . Offenbart ist eine Leuchtvorrichtung mit mehreren Halbleiterlichtquellen, die auf einem Substrat angeordnet sind. Dieses besteht erfindungsgemäß aus einer Vielzahl von Substrat-Modulen, die mit Leiterbahnen versehen sind, um die jeweilige Halbleiterlichtquelle zu kontaktieren.

Claims

Ansprüche
Leuchtvorrichtung mit mehreren Halbleiterlichtquellen (2, 66), die auf einem Substrat angeordnet sind, das thermisch mit einem Kühlkörper (6) kontaktiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat aus einer Vielzahl von Substrat-Modulen (16) gebildet ist, die von einem Träger gehalten sind und die jeweils zumindest eine Halbleiterlichtquelle (2, 66) tragen und elektrisch miteinander kontaktiert sind.
2. Leuchtvorrichtung nach Patentanspruch 1, wobei das Substrat-Modul (16) im Wesentlichen aus Keramik besteht .
3. Leuchtvorrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei die Substrat-Module (16) an einen Reflektor (4) ange¬ setzt sind.
4. Leuchtvorrichtung nach Patentanspruch 3, wobei der Reflektor (4) eine Vielzahl von Substrat-Modulen (16) trägt .
5. Leuchtvorrichtung nach Patentanspruch 3 oder 4, wobei der Reflektor (4) rückseitig eine Vielzahl von Aus- nehmungen (42) aufweist, in die jeweils ein Substrat-
Modul (16) eingesetzt ist.
6. Leuchtvorrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Substrat-Modul (16) zwei Leiterbahnen (18, 20) zur Kontaktierung der Halblei- terlichtquellen (2, 66) hat.
7. Leuchtvorrichtung nach Patentanspruch 6, wobei die Leiterbahnen (18, 20) in etwa parallel zueinander angeordnet sind und die Halbleiterlichtquellen (2, 66) entlang der Leiterbahnen (18, 20) angeordnet sind.
Leuchtvorrichtung nach Patentanspruch 6 oder 7, wobei die Leiterbahnen (18, 20) eines endseitigen Substrat- Moduls (16) elektrisch miteinander verbunden sind.
9. Leuchtvorrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei mehrere LEDs zu einem Multichip- LED (66) zusammengefasst sind.
Leuchtvorrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die elektrische Kontaktierung der Substrat-Module (16) über sich zwischen benachbarten Modulen oder zwischen Leiterbahnen (18, 20) der Substrat-Module (16) erstreckende Brücken (28, 30) erfolgt.
Leuchtvorrichtung nach Patentanspruch 10, wobei die Brücken (28, 30) an den Reflektor (4) angesetzt oder in diesen integriert sind.
Leuchtvorrichtung nach Patentanspruch 11 und Patentanspruch 3 oder einen der auf diesen zurück bezogenen Ansprüche, wobei die Brücken (28, 30) kraft- oder formschlüssig in den Reflektor (4) eingesetzt sind.
13. Leuchtvorrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Substrat-Module (16) hinter- einander liegend, in einer durch eine Abdeckung (12) und Kühlkörper (6) gebildeten Tube (14) angeordnet sind .
Leuchtvorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 bis 12, wobei die Substrat-Module (16) in Wandungen eines dreidimensional ausgeführten Reflektors (4) eingesetzt sind.
15. Leuchtvorrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei den Kühlkörper (6) eine Schicht aus TIM (44) zugeordnet ist.
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