DE102008000582A1

DE102008000582A1 - LED-Verbindungsfederbügelbauteil

Info

Publication number: DE102008000582A1
Application number: DE102008000582A
Authority: DE
Inventors: Andrew Plymouth Glovatsky; Jeff Novi Lin
Original assignee: Visteon Global Technologies Inc
Current assignee: Varroc Lighting Systems sro
Priority date: 2007-03-14
Filing date: 2008-03-10
Publication date: 2008-09-18
Also published as: US7510400B2; US20080224166A1

Abstract

Ein LED-Verbindungsfederbügelbauteil umfasst ein Gehäuse mit einer Vertiefung in der Mitte und einer Mehrzahl von Kontaktmitteln. Jedes Kontaktmittel weist einen Abschnitt auf, der von dem Gehäuse festgehalten wird, und einen anderen Abschnitt, der bedienbar ist, um einen Anschluss einer LED-Einheit zu kontaktieren, die in der Vertiefung in der Mitte des Gehäuses angeordnet ist. Die LED-Verbindungsfederbügeleinheit hält die LED-Einheit beim Montieren auf ein Substrat fest.

Description

HINTERGRUND
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Wesentlichen auf Licht ausstrahlende Dioden(LED)-Einheiten. Im Besonderen bezieht sich die Erfindung auf leistungsstarke keramische montierte Licht ausstrahlende Dioden(LED)-Einheiten für Kraftfahrzeugscheinwerfer oder andere Anwendungen.
2. Stand der Technik
Eine LED ist eine Art Halbleiter, der Licht erzeugt, wenn Spannung angelegt wird. Die Verwendung von LEDs in Fahrzeugscheinwerferanwendungen hat verschiedene Vorteile, wie z. B. eine lange Lebensdauer, eine geringe Steuerspannung, einen hohen Vibrationswiderstand und eine hohe Toleranz in Bezug auf wiederholtes Leistungsschalten.
Ein Problem bei LEDs liegt allerdings darin, dass sie ein angemessenes Wärmesenken erfordern, um ihre Lebensdauer zu bewahren. Leistungsstarke LED-Einheiten unterliegen Ausfällen, die unter anderem durch lokalisierte Heißpunkte und thermische Instabilität hervorgerufen werden. Ein leistungsstarker LED-Chip wird mit hohen Antriebsströmen betrieben, die in hohen Chip-Temperaturen oder Sperrschichttemperaturen im Bereich von 150 Grad Celsius oder höher resultieren. Wenn das Substratmaterial eine ausreichend hohe Temperatur erreicht, dehnt es sich aus und verursacht mechanische Belastungen in dem gebundenen Kontakt und schwächt ihn. Die Zuverlässigkeit der Verbindungen ist auf Standardsubstrate wie z. B. FR4 oder flexible Schaltungen begrenzt.
Im Hinblick auf das Vorstehende werden leistungsstarke keramische montierte LED-Einheiten entwickelt, die nicht-aufschmelzbar sind und geringe thermische Ausdehnungskoeffizienten (CTEs) aufweisen. Jedoch gestalten diese Designparameter die Montage der LED-Einheiten kostspielig.
Herkömmlicherweise werden in LED-Einheiten Lötverbindungen verwendet. Jedoch haben sich bei hohen Chip- und/oder Sperrschichttemperaturen Lötverbindungen als unzuverlässig erwiesen.
Im Hinblick auf das Vorstehende wird deutlich, dass ein Bedarf nach einem Verbindungsstück für eine LED-Einheit besteht, das zuverlässige mechanische und elektrische Verbindungen für LED-Anschlüsse bereitstellt.
ZUSAMMENFASSUNG
Beim Erfüllen des vorstehenden Bedarfs sowie der Überwindung der aufgezählten Nachteile und anderer Begrenzungen in der Technik bietet die vorliegende Erfindung ein LED-Verbindungsfederbügelbauteil, das ein Gehäuse mit einer darin gebildeten Vertiefung in der Mitte und einer Mehrzahl an Kontaktmitteln umfasst. Die Kontaktmittel werden durch das Gehäuse gehalten und betrieben, um die elektrischen Anschlüsse (LED-Anschlüsse) einer LED-Einheit zu kontaktieren.
In einem anderen Aspekt umfasst ein LED-Verbindungsfederbügelbauteil ein Gehäuse mit mindestens einer darin gebildeten Vertiefung in der Mitte und mindestens einer in der Vertiefung in der Mitte angeordneten LED-Einheit. Eine Mehrzahl Kontaktmittel ist mit dem Gehäuse verbunden, wobei jedes Kontaktmittel ein Ende oder einen Abschnitt aufweist, der vom Gehäuse gehalten wird, sowie einen freiliegenden Abschnitt in elektrischer Verbindung mit einem LED-Anschluss der LED-Einheit.
Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden Fachleuten nach Durchsicht der nachstehenden Beschreibung mit Bezug auf die Figuren und Ansprüche, die angefügt sind und einen Teil dieser Patentschrift bilden, schnell deutlich werden.
KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Federbügelbauteils, das die Prinzipien der vorliegenden Erfindung enthält.
2A ist eine perspektivische Einzelteildarstellung einer anderen Ausführungsform eines LED-Verbindungsfederbügelbauteils, das die Prinzipien der vorliegenden Erfindung enthält.
2B ist eine perspektivische Ansicht des LED-Verbindungsfederbügelbauteils von 2A.
2C ist eine Draufsicht des LED-Verbindungsfederbügelbauteils von 2A und 2B.
3A ist eine Querschnittansicht des LED-Verbindungsfederbügelbauteils von 2A–2C.
3B ist eine Querschnittansicht einer anderen Ausführungsform eines LED-Verbindungsfederbügelbauteils, das die Prinzipien der vorliegenden Erfindung enthält.
3C ist eine Querschnittansicht einer noch anderen Ausführungsform eines LED-Verbindungsfederbügelbauteils, das die Prinzipien der vorliegenden Erfindung enthält.
3D ist eine Querschnittansicht einer noch anderen Ausführungsform eines LED-Verbindungsfederbügelbauteils, das die Prinzipien der vorliegenden Erfindung enthält.
3E ist eine Querschnittansicht einer noch anderen Ausführungsform eines LED-Verbindungsfederbügelbauteils, das die Prinzipien der vorliegenden Erfindung enthält.
4A ist eine Seitenansicht einer noch anderen Ausführungsform eines Abschnitts eines LED-Verbindungsfederbügelbauteils, das die Prinzipien der vorliegenden Erfindung enthält.
4B ist eine Querschnittansicht des LED-Verbindungsfederbügelbauteils von 4A, das an einer Wärmesenke angebracht ist und eine LED-Einheit darin angeordnet aufweist.
5 ist eine Querschnittansicht einer noch anderen Ausführungsform eines LED-Verbindungsfederbügelbauteils, das die Prinzipien der vorliegenden Erfindung enthält.
6 ist eine Draufsicht einer noch anderen Ausführungsform eines LED-Verbindungsfederbügelbauteils, das konfiguriert ist, um mehrere LED-Einheiten aufzunehmen.
7A ist eine Seitenansicht einer ersten Variante des Gehäuses des LED-Verbindungsfederbügelbauteils von 6.
7B ist eine Seitenansicht einer zweiten Variante des Gehäuses des LED-Verbindungsfederbügelbauteils von 6.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Mit Bezug auf 1 wird ein LED-Verbindungsfederbügelbauteil, das die Prinzipien der vorliegenden Erfindung enthält, dargestellt und mit 21 bezeichnet. Das LED-Verbindungsfederbügelbauteil 21 weist ein elektrisch isolierendes Gehäuse 23 auf, das zwei Kontaktmittel in Form von Federbügeln 25 festhält. Die Federbügel 25 sind vorzugsweise in dem Gehäuse 23 gebildet, allerdings wird auch in Erwägung gezogen, dass die Federbügel 25 auf andere Weise von dem Gehäuse 23 gehalten werden könnten, z. B. durch in Position schnappen oder andernfalls durch Befestigen an dem Gehäuse 23.
Das LED-Verbindungsfederbügelbauteil 21 weist eine in dem Gehäuse 23 gebildete Vertiefung in der Mitte 19 auf, in der eine LED-Einheit 27 angeordnet werden kann. Die LED-Einheit 27 weist LED-Anschlüsse 37 auf, bei denen es sich um elektrische Anschlüsse handelt, die betrieben werden können, um die LED-Einheit 27 mit einer Schaltung zu verbinden. Wenn das LED-Verbindungsfederbügelbauteil 21 mittels Befestigungselementen wie z. B. Schrauben 35 an einer Wärmesenke 31 befestigt ist, verbinden die Federbügel 25 die LED-Anschlüsse 37 elektrisch mit einer Schaltung. In dieser Ausführungs form tritt die elektrische Verbindung auf, weil die Federbügel 25, die aus elektrisch leitfähigem Material gebildet sind, die LED-Anschlüsse 37 über Zungen 29 kontaktieren, und die Federbügel 25 werden in einer Schaltung durch elektrische Kabel 39 verbunden.
Weitere Merkmale dieser Ausführungsform ähneln den Merkmalen der Ausführungsform von 2A–2C und 3A, wie nachstehend ausführlicher beschrieben wird. Zum Beispiel ist das Gehäuse 23 vorzugsweise aus Hochtemperaturkunststoffen gebildet und die Federbügel 25 sind vorzugsweise aus Metall gebildet; allerdings können auch andere Materialien verwendet werden, ohne von Geist und Anwendungsbereich dieser Erfindung abzuweichen.
Mit Bezug auf 2A–2C und 3A wird eine andere Ausführungsform eines LED-Verbindungsfederbügelbauteils, das die Prinzipien der vorliegenden Erfindung enthält, dargestellt und mit 20 bezeichnet. Das LED-Verbindungsfederbügelbauteil 20 weist ein elektrisch isolierendes Gehäuse 22 auf, das darin gebildete Kontaktmittel 24 aufweist. Das Gehäuse 22 liegt über der LED-Einheit 26, die durch eine Vertiefung in der Mitte oder eine Öffnung 28 des Gehäuses 22 über steht. Die LED-Einheit 26 ist auf einer Wärmesenke 30 angeordnet, die typischerweise auf einer sekundären Wärmesenke 32 angeordnet ist. Zusätzlich werden Schrauben 34 verwendet, um das Gehäuse 22 an der Wärmesenke 30 und der sekundären Wärmesenke 32 zu befestigen und die LED-Einheit 26 zwischen dem Gehäuse 22 und der Wärmesenke 30 zu erfassen.
Das Gehäuse 22 besteht vorzugsweise aus Hochtemperaturkunststoff, wie z. B. Ultem 1000, hergestellt von der General Electric Company, oder Torlon, hergestellt von Solvay Advanced Polymers. Das Gehäuse 22 könnte auch aus einem anderem geeigneten Kunststoff, isolierendem Polymer oder anderem Material bestehen, das jeder thermischen Ausdehnung der LED-Einheit 26 und Durch zündung durch die Kontaktmittel 24, LED-Anschlüsse und anderer Teile der Schaltung, mit der sie in Kontakt kommt, widerstehen kann.
In der vorliegenden Erfindung verwendete keramische LED-Einheiten können in ihrer montierten Form erworben werden, wie Fachleute wissen und schätzen. Die Kontaktmittel 24 des LED-Federbügelbauteils 20 kontaktieren die LED-Anschlüsse (elektrische Anschlüsse) 36 der LED-Einheit 26 und stellen sowohl eine elektrische als auch eine mechanische Verbindung damit her, wenn das LED-Verbindungsfederbügelbauteil 20 an der Wärmesenke 30 befestigt wird, wie in 2B und 2C dargestellt. Die Kontaktmittel 24 werden ferner mit einem Kabelbaum 38 verbunden, der ferner die LEDs in einer Schaltung (nicht dargestellt) verbinden kann. Das tritt aufgrund der Kontaktmittel 24 auf, die sich durch das Gehäuse 22 erstrecken, um eine Kante X des Gehäuses 22 zu erreichen, an der sie mit dem Kabelbaum 38 verbunden werden können. Die Verbindungsabschnitte der Kontaktmittel 24, die den Kabelbaum 38 verbinden, können in Form von Kabeln, Crimpverbindungen oder anderen Strukturen vorliegen.
Wie vorstehend erwähnt, weisen die Kontaktmittel 24 einen in dem Gehäuse 22 gebildeten Abschnitt auf und ein freigelegtes Ende, das sich in der Vertiefung in der Mitte 28 befindet. Die freiliegenden Enden der Kontaktmittel 24 weisen Wellungen, Biegungen oder Kräuselungen auf. Die Wellungen der Kontaktmittel 24 bilden eine Kompressionskraft, um die LED-Einheit 26 in Position zu halten, wenn das LED-Verbindungsfederbügelbauteil 20 an einer Verbindungsfläche, z. B. der sekundären Wärmesenke 32, befestigt wird. Eine Querschnittansicht des LED-Verbindungsfederbügelbauteils 20 mit gewellten Kontaktmitteln 24 ist in 3A dargestellt. Da die Kontaktmittel 24 die LED-Einheit 26 in Position halten, sind keine Klebemittel notwendig, um die LED-Einheit 26 in Position zu sichern, obwohl in Erwägung gezogen und empfohlen wird, ein Klebematerial oder thermisch leitfähiges Material 46 in Verbindung mit dem LED-Federbügelbauteil 20 zu verwenden. Zusätzlich oder alternativ könnte die Wärmesenke 30 eine Aussparung enthalten, die die Lokalisierung der LED-Einheit 26 in einer bestimmten Position unterstützt. Die Aussparung in der Wärmesenke 30 könnte ferner Festhaltemittel in Form von Noppen aufweisen, die sich an jeder Kante der Aussparung befinden, um die LED-Einheit 26 am Gehäuse 22 festzuhalten.
Darüber hinaus ist, da das LED-Verbindungsfederbügelbauteil 20 vorgespannt ist und eine elektrische Verbindung mit den LED-Anschlüssen 36 herstellt, kein Lötmittel notwendig, um eine elektrische Verbindung herzustellen. Allerdings wird in Erwägung gezogen, dass ein Lötmittel in Verbindung mit dem LED-Verbindungsfederbügelbauteil 20 verwendet werden könnte, ohne vom Geist der Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel wird in Erwägung gezogen, dass die Kontaktmittel 24 die LED-Anschlüsse 36 nicht direkt mechanisch kontaktieren, sondern stattdessen die Kontaktmittel 24 durch ein Zwischenverbindungsmedium, wie z. B. Drahtbondmasse, mit dem LED-Anschlüsse 36 verbunden werden könnten.
Die Kontaktmittel 24 umfassen vorzugsweise ein Federmaterial, wie z. B. Federstahl oder Beryllium-Kupfer (BeCu), das mit Nickel-Gold (Ni/Au), Zinn oder Nickel-Zinn (Ni/Sn) überplattiert ist. Alternativ können die Kontaktmittel 24 plattierbares Polymer umfassen, das mit Nickel-Gold (Ni/Au), Zinn oder Nickel-Zinn (Ni/Sn) überplattiert ist. Wie von Fachleuten anerkannt werden wird, können auch andere Materialien zur Bildung der Kontaktmittel 24 verwendet werden.
Ein LED-Verbindungsfederbügelbauteil im Geist der vorliegenden Erfindung kann eine Mehrzahl verschiedener Ausführungen aufweisen. Mit Bezug auf 3B wird eine Querschnittansicht einer anderen Ausführungsform eines LED-Verbindungsfederbügelbauteils als 120 dargestellt. Wie bei der vorangegangenen Ausführungsform weist das LED-Verbindungsfederbügelbauteil 120 Kon taktmittel 124 auf, die in einem Gehäuse 122 gebildet sind. Die Kontaktmittel 124 sind nicht eben, sondern nehmen die Form eines auf der Oberfläche montierten Gullkabels an. Die Kontaktmittel 124 stellen sowohl eine elektrische als auch eine mechanische Verbindung mit den LED-Anschlüssen 136 her und verbinden die LED-Anschlüsse 136 mit einem Kabelbaum 38, der ferner die LED-Einheit 126 in einer Schaltung (nicht dargestellt) verbinden kann. Das tritt aufgrund der Kontaktmittel 124 auf, die sich durch das Gehäuse 122 erstrecken, um eine Kante X zu erreichen, an der sie mit dem Kabelbaum 38 verbunden werden können. Alternativ könnten die Gullkabel-Kontaktmittel 124 durch Löten, Binden, Schweißen oder anderweitig metallurgisches Verbinden elektrisch mit einer Schaltung verbunden werden, um die Schaltung zu vervollständigen, was den Bedarf, sie mit einem Kabelbaum 38 zu verbinden, umgeht. Zum Beispiel könnten die Kontaktmittel 124 metallurgisch mit einer Leiterplatte verbunden werden, die sich unter ihnen befindet.
Mit Bezug auf 3C wird eine Querschnittansicht einer noch anderen Ausführungsform eines LED-Verbindungsfederbügelbauteils als 220 dargestellt. Das LED-Verbindungsfederbügelbauteil 220 weist Kontaktmittel 224 auf, die in dem Gehäuse 222 gebildet und als Flachkabel konfiguriert sind. Die Kontaktmittel 224 kontaktieren die LED-Anschlüsse 236, was sowohl eine elektrische als auch eine mechanische Verbindung mit den LED-Anschlüssen 236 herstellt.
Ähnlich wie in den vorangegangenen Ausführungsformen verbinden die Kontaktmittel 224 die LED-Anschlüsse 236 elektrisch mit einem Kabelbaum 38, der ferner die LED-Einheit 226 in einer Schaltung (nicht dargestellt) verbindet. Zum Beispiel erstrecken sich die Kontaktmittel 224 durch das Gehäuse 222, bis sie eine Kante X des Gehäuses 222 erreichen, an der sie mit dem Kabelbaum 38 verbunden werden können. Alternativ könnten die Flachkabelkontaktmittel 224 ferner durch Löten, Binden, Schweißen oder anderweitig metallurgisches Verbin den mit einer Schaltung verbunden werden, um die Schaltung zu vervollständigen, was den Bedarf, sie mit einem Kabelbaum 38 zu verbinden, umgeht.
Mit Bezug auf 3D wird eine Querschnittansicht einer noch anderen Ausführungsform eines LED-Verbindungsfederbügelbauteils als 320 dargestellt. Die Kontaktmittel dieses LED-Verbindungsfederbügelbauteils 320 liegen in Form von Stiften 324 vor, wobei ein Ende in einem Gehäuse 322 gebildet ist und sich das andere Ende in die Vertiefung in der Mitte 328 erstreckt. In dieser Ausführungsform sind die Verbindungsmittel 340 an den LED-Anschlüssen 336 angebracht und die Stifte 324 sind in die Verbindungsmittel 340 eingeführt und verbinden dabei das LED-Verbindungsfederbügelbauteil 320 elektrisch und mechanisch mit der LED-Einheit 326.
Wie bei anderen Ausführungsformen ist das LED-Verbindungsfederbügelbauteil 320 ferner mit einem Kabelbaum 38 verbunden, wodurch die LED-Einheit elektrisch mit einer Schaltung (nicht dargestellt) verbunden wird. Das tritt aufgrund der Stifte 324 auf, welche die internen Kontaktmittel kontaktieren, die sich durch das Gehäuse 322 erstrecken, oder durch die Stifte 324 selbst, die sich durch das Gehäuse 322 erstrecken, um eine Kante X des Gehäuses 322 zu erreichen, an der sie mit dem Kabelbaum 38 verbunden werden können.
Wie Fachleute anerkennen werden, kann die Stift-Verbindungsmittel-Konfiguration verschiedene alternative Formen annehmen. Zum Beispiel könnten die Verbindungsmittel 340 in dem Gehäuse 322 gebildet und die Stifte 324 an den LED-Anschlüssen 336 angebracht sein.
Mit Bezug auf 3E wird eine Querschnittansicht einer noch anderen Ausführungsform eines von der vorliegenden Erfindung betrachteten LED-Verbindungsfederbügelbauteils als 420 dargestellt. Das LED- Verbindungsfederbügelbauteil 420 weist Kontaktmittel 424 in Form von Flachkabeln auf. Alternativ könnten die Kontaktmittel 424 von einer anderen Konfiguration sein, wie z. B. einer gecrimpten Konfiguration, die für einen festen Sitz sorgt, um die LED-Einheit 426 zwischen den Kontaktmitteln 424 und der Wärmesenke 30 oder einer anderen Verbindungsfläche festzuhalten. Die Kontaktmittel 424 können aus plattierbarem Polymer integral gebildet werden. Die Kontaktmittel 424 sind mit dem Kunststoffgehäuse 422 überplattiert und das entstandene Teil wird anschließend mit einem Metallüberzug wie z. B. Kupfer-Nickel-Gold (Cu/Ni/Au) oder Nickel-Gold (Ni/Au) plattiert, der nur auf dem plattierbaren Polymer und nicht auf dem Kunststoffgehäuse 422 haftet. Alternativ könnten die Kontaktmittel 424 plattiert werden, bevor das Gehäuse 422 darüber gebildet wird. Das Kunststoffgehäuse 422 besteht vorzugsweise aus isolierendem nichtplattierbarem Polymer.
Wenn das LED-Verbindungsfederbügelbauteil 420 über einer LED-Einheit 426 platziert wird, kontaktieren die Kontaktmittel 424 die LED-Anschlüsse 436 der LED-Einheit 426 und stellen sowohl eine elektrische als auch eine mechanische Verbindung zwischen der LED-Einheit 426 und dem LED-Verbindungsfederbügelbauteil 420 her. Das LED-Verbindungsfederbügelbauteil kann anschließend elektrisch mit einem Kabelbaum 38 verbunden oder anderweitig in eine Schaltung integriert werden.
In der Ausführungsform von 3E ist eine Aussparung 442 in dem Gehäuse 422 gebildet, um die LED-Einheit 426 in der Vertiefung der Mitte 428 des Gehäuses 422 zu lokalisieren. Die Aussparung 442 verhindert vorzugsweise die Bewegung der LED-Einheit 426 entlang mindestens einer Achse und könnte auch Positioniermittel enthalten, die bedienbar sind, um eine seitliche Bewegung entlang zweier Achsen zu verhindern. Die Positioniermittel in dieser Ausführungsform können die Form von Kanten 444 der Aussparung 442 selbst annehmen. Dar über hinaus erstreckt sich in dieser Ausführungsform die Aussparung 442 weit genug nach oben in das Gehäuse 422, um zu ermöglichen, dass ein thermisches Interferenzmaterial 446 in die Aussparung 442 eingefügt wird.
Das LED-Verbindungsfederbügelbauteil 420 von 3E hat im Wesentlichen drei Funktionen. Erstens stellt es eine elektrische Verbindung her, um die LED-Einheit 426 mit einer Schaltung zu verbinden. Zweitens liefert es eine mechanische Komprimierung, um die LED-Einheit 426 entlang einer z-Achse in Position zu halten. Drittens positioniert es die LED-Einheit 426 entlang einer y-Achse und möglicherweise einer x-Achse.
In noch einer anderen Ausführungsform eines LED-Verbindungsfederbügelbauteils 520, wie in 4A–4B dargestellt, umfasst die Aussparung 542 des Gehäuses Zungen 548, die bedienbar sind, um die LED-Einheit 526 an dem Gehäuse 522 anzubringen. Die LED-Einheit 526 gleitet in Position und die Zungen 548 halten die LED-Einheit 526 an dem Gehäuse 522 fest. Die Zungen 548 könnten auch oder alternativ vorgespannt oder anderweitig konfiguriert sein, um zu ermöglichen, dass die LED-Einheit 526 in dem Gehäuse 522 in Position schnappt oder verkeilt.
Die Kontaktmittel 524 des LED-Verbindungsfederbügelbauteils 520 von 4A–4B kontaktieren die LED-Anschlüsse 536 der LED-Einheit 526 und verbinden dadurch die LED-Einheit 526 elektrisch mit einer Schaltung. Die Kontaktmittel 524 können Flachkabel sein (wie in 4A–4B dargestellt) oder anders konfiguriert sein, wie z. B. gewellte Kontaktmittel 24 (wie in 3A dargestellt). Die verschiedenen anderen Merkmale der Ausführungsform von 4A–4B ähneln den Merkmalen der vorangegangenen Ausführungsformen. Zum Beispiel können die Kontaktmittel 524 bedient werden, um eine mechanische Komprimierung bereitzustellen, um die LED-Einheit 526 in Position zu halten, während auch eine elekt rische Verbindung mit der LED-Einheit 526 bereitgestellt wird. Das LED-Verbindungsfederbügelbauteil 520 ist auch an einer Wärmesenke 530 angebracht dargestellt.
Mit Bezug auf 5 ist ein LED-Verbindungsfederbügelbauteil 620 bereitgestellt, das ein Trägersubstrat 650 oder eine Wärmesenke bereitstellt, an dem/der die LED-Einheit 626 angebracht wird. Das Trägersubstrat 650 könnte FR-4 PCB, Keramik oder ein anderes gewünschtes Substrat sein, wie in der Technik bekannt. Das Substrat 650 kann eine quadratische, rechtwinklige, ovale, hexagonale oder andere geeignete Form aufweisen. In dieser Ausführungsform der Erfindung ist die LED-Einheit 626 mittels Klebemittel, thermischem Klebemittel, thermischer Schmiere, Lötmittel oder einem anderen geeigneten Verfahren an dem Substrat 650 angebracht.
Die LED-Anschlüsse 636 sind mit elektrischen Anschlüssen 652, die sich auf dem Substrat 650 befinden, mithilfe von Drahtbonds 654 elektrisch verbunden. Es kann auch jedes andere geeignete Verfahren zur elektrischen Verbindung wie z. B. Löten verwendet werden. in der vorliegenden Ausführungsform umgibt eine Drahtbondmasse 656 die Drahtbonds 654 und hält ferner die LED-Einheit 626 in Position.
Die Kontaktmittel 624 des LED-Verbindungsfederbügelbauteils 620 kontaktieren eher die elektrischen Anschlüsse 652 des Substrats 650 als direkt die LED-Anschlüsse 636 zu kontaktieren. Auf diese Weise verbindet das LED-Verbindungsfederbügelbauteil 620 das Substrat 650 und nicht unbedingt die LED-Einheit 626 selbst. Das LED-Verbindungsfederbügelbauteil 620 gleicht ansonsten mit den in dem Gehäuse 622 gebildeten Kontaktmittel 624 den vorherigen Ausführungsformen und ist ferner mit einem Kabelbaum 38 verbunden.
Mit Bezug auf 6 ist ein LED-Verbindungsfederbügelbauteil 720 bereitgestellt, das für die Verwendung mit mehreren LED-Einheiten konfiguriert ist. Das Gehäuse 722 weist mehrere Vertiefungen in der Mitte 728 auf, wobei jede zur Verwendung mit einer LED-Einheit konfiguriert ist. Alternativ könnte das Gehäuse 722 eine große Vertiefung in der Mitte 728 aufweisen, durch die mehrere LED-Einheiten überstehen würden.
Wie in den vorangegangenen Ausführungsformen weist das LED-Verbindungsfederbügelbauteil 720 ein elektrisch isolierendes Gehäuse 722 mit darin gebildeten Kontaktmitteln 724 auf, um die mehreren LED-Einheiten mit einem oder mehreren Kabelbäumen zu verbinden. Das tritt aufgrund der Kontaktmittel 724 auf, die sich durch das Gehäuse 722 erstrecken, um sich mit dem Kabelbaum/den Kabelbäumen zu verbinden.
Die Kontaktmittel des LED-Verbindungsfederbügelbauteils 720 können verschiedene Formen aufweisen, ähnlich denen, die in 3A–3E dargestellt sind. Darüber hinaus könnte das Gehäuse 722 Aussparungen, Festhaltemittel und/oder Zungen aufweisen, um die LED-Einheiten in Position zu halten, wie vorstehend beschrieben und in 3E, 4A und 4B dargestellt. Darüber hinaus könnten bei den LED-Einheiten Klebstoff, Thermoklebematerial, thermische Schmiere, Drahtbondmasse oder Lötmittel zwischen den LED-Einheiten und den Substraten oder Wärmesenken verwendet werden.
Das Gehäuse 722 von 6 könnte eine Vielfalt von Querschnitten in Übereinstimmung mit dem Geist der Erfindung aufweisen. Zum Beispiel könnte eine einfache Variation einen flachen, ebenen Querschnitt aufweisen, wobei die LED-Einheiten auf einem flachen, ebenen Substrat angebracht sind. Alternativ könnte der Querschnitt des Gehäuses 722 in dreidimensionaler (3D) Form konfiguriert sein, um eine 3D-Konfiguration der LED-Einheiten, wie in 7A und 7B darge stellt, zu bilden. Mit Bezug auf 6 sind die LED-Einheiten so bereitgestellt, dass sie durch die Vertiefungen in der Mitte 728 des Gehäuses überstehen und die LED-Einheiten in drei Ebenen: a, b und c liegen. Die LED-Anschlüsse von zwei LED-Einheiten liegen in der Ebene a, die LED-Anschlüsse von zwei anderen LED-Einheiten liegen in der Ebene b und die LED-Anschlüsse einer dritten Gruppe aus zwei LED-Einheiten liegen in der Ebene c. Wie Fachleute leicht erkennen werden, kann die Anzahl der LED-Einheiten größer oder kleiner sein als die sechs LED-Einheiten, die dem Gehäuse 722 von 6 entsprechen würden. Zum Beispiel würde eine Rücklichtkonfiguration in einem Fahrzeug voraussichtlich mehr als sechs LED-Einheiten erfordern. Darüber hinaus könnte die Anzahl der Ebenen kleiner oder größer sein als die drei Ebenen a, b und c, die in 6, 7A und 7B dargestellt sind.
7A stellt ebenfalls die Möglichkeit dar, dass das Gehäuse 722 eine nichtlineare Fläche 760 aufweist. Darüber hinaus wird in Erwägung gezogen, dass das Gehäuse eine LED-Einheit aufweisen könnte, die durch eine Vertiefung in der Mitte 728 überstehen könnte, welche sich auf der nichtlinearen Fläche 760 befindet.
Ein in Erwägung gezogenes Verfahren zum Montieren des LED-Verbindungsfederbügelbauteils 20 beinhaltet das Bilden der Kontaktmittel 24 in dem Gehäuse 22 und anschließend das Bilden von Welligkeit oder Unregelmäßigkeiten in den Kontaktmitteln 24 in Abhängigkeit von der gewünschten Ausführungsform. Die LED-Einheit 26 wird mittels Klebstoff, Thermoklebstoff 46, thermischer Schmiere, Lötmittel oder Positioniermitteln an einer Fahrzeugstruktur, einem Substrat oder einer Wärmesenke 30, und das Gehäuse 22 mittels Schrauben 34 oder anderen geeigneten Befestigungsmitteln über der LED-Einheit 26 befestigt. Die Schrauben 34 sichern das LED-Verbindungsfederbügelbauteil 20 in Position und erzeugen dabei die gewünschte Federkraft zwischen den Kontakt mitteln 24 und den LED-Anschlüssen 36. Alternativ ist die LED-Einheit 526, wie in der Ausführungsform von 4A–4B dargestellt, an dem Gehäuse 522 des LED-Verbindungsfederbügelbauteils 520 angebracht und das Gehäuse 522 wird anschließend an der Fahrzeugstruktur, dem Substrat oder der Wärmesenke angebracht. Ein thermisches Interface-Material 46 wird vorzugsweise zwischen der LED-Einheit 26 und der Wärmesenke 32 oder einer anderen Struktur zur einfachen Montage platziert, selbst wenn die LED-Einheit 26 von dem Gehäuse 22 und/oder den Kontaktmitteln 24 in Position gehalten wird.
Fachleute werden anerkennen, dass die vorstehende Beschreibung als Darstellung der Implementierung der Prinzipien dieser Erfindung gedacht ist. Es sollte verstanden werden, dass die Erfindung in Übereinstimmung mit dem Geist der Erfindung eine Vielfalt an Ausführungsformen neben den hierin beschriebenen aufweisen könnte. Diese Beschreibung beabsichtigt nicht, den Anwendungsbereich oder die Anwendung dieser Erfindung darin zu begrenzen, dass die Erfindung empfänglich ist für Modifikationen, Variationen und Veränderungen, ohne vom Geist dieser Erfindung, wie in den nachstehenden Ansprüchen definiert, abzuweichen.

19: Vertiefung in der Mitte
20: LED-Verbindungsfederbügelbauteil
21: LED-Verbindungsfederbügelbauteil
22: Gehäuse
23: Gehäuse
24: Kontaktmittel
25: Federbügel
26: LED-Einheit
27: LED-Einheit
28: Öffnung
29: Zungen
30: Wärmesenke
31: Wärmesenke
32: sekundäre Wärmesenke
34: Schrauben
35: Schrauben
36: LED-Anschluss
37: LED-Anschluss
38: Kabelbaum
39: elektrische Kabel
46: thermisch leitfähiges Material
120: LED-Verbindungsfederbügelbauteil
122: Gehäuse
124: Kontaktmittel
126: LED-Einheit
136: LED-Anschlüsse
220: LED-Verbindungsfederbügelbauteil
222: Gehäuse
224: Kontaktmittel
226: LED-Einheit
236: LED-Anschluss
320: LED-Verbindungsfederbügelbauteil
322: Gehäuse
324: Kontaktmittel, Stifte
324: Stifte
326: LED-Einheit
328: Vertiefung in der Mitte
336: LED-Anschluss
340: Verbindungsmittel
420: LED-Verbindungsfederbügelbauteil
422: Gehäuse
424: Kontaktmittel
426: LED-Einheit
428: Vertiefung in der Mitte
436: LED-Anschluss
442: Aussparung
444: Kanten
446: thermisches Interferenzmaterial
520: LED-Verbindungsfederbügelbauteil
522: Gehäuse
524: Kontaktmittel
526: LED-Einheit
530: Wärmesenke
536: LED-Anschluss
542: Aussparung
548: Zungen
620: LED-Verbindungsfederbügelbauteil
622: Gehäuse
624: Kontaktmittel
626: LED-Einheit
636: LED-Anschluss
650: Trägersubstrat
652: elektrischer Anschluss
654: Drahtbond
656: Drahtbondmasse
720: LED-Verbindungsfederbügelbauteil
722: Gehäuse
724: Kontaktmittel
728: Vertiefung in der Mitte
760: nichtlineare Fläche

Claims

LED-Verbindungsfederbügelbauteil (21), umfassend: ein Gehäuse (22) mit mindestens einer darin definierten Vertiefung in der Mitte (19); und eine Mehrzahl an Kontaktmitteln (24), wobei jedes Kontaktmittel (24) der Mehrzahl Kontaktmittel (24) einen vom Gehäuse (22) festgehaltenen Abschnitt aufweist und jedes Kontaktmittel (24) der Mehrzahl Kontaktmittel (24) einen freiliegenden Abschnitt aufweist, der bedienbar ist, um einen LED-Anschluss (36) einer LED-Einheit (26) zu kontaktieren, die in mindestens einer Vertiefung in der Mitte (19) angeordnet ist.
LED-Verbindungsfederbügelbauteil (21) nach Anspruch 1, wobei jedes Kontaktmittel (24) der Mehrzahl Kontaktmittel (24) einen in dem Gehäuse (22) gebildeten Abschnitt aufweist.
LED-Verbindungsfederbügelbauteil (21) nach Anspruch 1 oder 2, wobei jedes Kontaktmittel (24) der Mehrzahl Kontaktmittel (24) bedienbar ist, um die LED-Einheit (26) vorzuspannen, um die LED-Einheit (26) an einer Fläche zu befestigen.
LED-Verbindungsfederbügelbauteil (21) nach Anspruch 1 bis 3, wobei jedes Kontaktmittel (24) mit einem Kontaktmittel (24) verbunden ist, wobei das Kontaktmittel (24) bedienbar ist, um die LED-Einheit (27) mit einer externen Eingangspannungsquelle zu verbinden.
LED-Verbindungsfederbügelbauteil (21) nach Anspruch 1 bis 4, wobei der freiliegende Abschnitt jedes Kontaktmittels (24) der Mehrzahl Kontaktmittel (24) wellenförmig ist.
LED-Verbindungsfederbügelbauteil (21) nach Anspruch 1 bis 5, wobei der freiliegende Abschnitt jedes Kontaktmittels (24) der Mehrzahl Kontaktmittel (24) ein Stift ist, wobei der Stift bedienbar ist, um in ein Verbindungsstück eingeführt zu werden, das an dem LED-Anschluss (36) angebracht ist.
LED-Verbindungsfederbügelbauteil (21) nach Anspruch 1 bis 6, wobei das Gehäuse (22) ferner Abschnitte umfasst, die eine Aussparung definieren, die bedienbar ist, um eine LED-Einheit darin aufzunehmen, wobei die die Aussparung definierenden Abschnitte Positioniermittel enthalten, die bedienbar sind, um die Bewegung der LED-Einheit (26) entlang mindestens einer Achse zu verhindern.
LED-Verbindungsfederbügelbauteil (21) nach Anspruch 7, wobei die Positioniermittel Zungen sind, die bedienbar sind, um eine LED-Einheit (26) an dem Gehäuse (22) anzubringen.
LED-Verbindungsfederbügelbauteil (21) nach Anspruch 1 bis 8, wobei jedes Kontaktmittel (24) aus einem der folgenden Materialien besteht: Metall oder metallplattiertem Kunststoff.
LED-Bauteil (21), umfassend: ein Gehäuse (22) mit mindestens einer darin definierten Vertiefung in der Mitte (19); mindestens eine LED-Einheit (26) mit LED-Anschlüssen (36), wobei die mindestens eine LED-Einheit (26) in der mindestens einen Vertiefung in der Mitte (19) angeordnet ist; eine Mehrzahl Kontaktmittel (24), wobei jedes Kontaktmittel (24) der Mehrzahl Kontaktmittel (24) einen Abschnitt aufweist, der von Gehäuse festgehalten wird, und einen freiliegenden Abschnitt in elektrischer Kommunikation mit einem LED-Anschluss (36) der LED-Einheit (26).
LED-Bauteil (21) nach Anspruch 10, wobei jedes Kontaktmittel (24) der Mehrzahl Kontaktmittel (24) einen in dem Gehäuse (22) gebildeten Abschnitt aufweist.
LED-Bauteil (21) nach Anspruch 10 oder 11, wobei jedes Kontaktmittel (24) der Mehrzahl Kontaktmittel (24) die mindestens eine LED-Einheit (26) auf eine Fläche vorspannt.
LED-Bauteil (21) nach Anspruch 10 bis 12, wobei jedes Kontaktmittel (24) mit einem Kontaktmittel (24) verbunden ist, wobei das Kontaktmittel (24) bedienbar ist, um die LED-Einheit (26) mit einer externen Eingangspannungsquelle zu verbinden.
LED-Bauteil (21) nach Anspruch 10 bis 13, ferner umfassend ein Substrat mit einer Mehrzahl elektrischer Anschlüsse, wobei die mindestens eine LED-Einheit (26) auf dem Substrat angeordnet ist, die mindestens eine LED-Einheit (26) in elektrischer Kommunikation mit mindestens zwei elektrischen Anschlüssen der Mehrzahl elektrischer Anschlüsse steht, und jedes Kontaktmittel (24) einen elektrischen Anschluss der Mehrzahl elektrischer Anschlüsse kontaktiert.
LED-Bauteil (21) nach Anspruch 10 bis 14, wobei jedes Kontaktmittel (24) der Mehrzahl Kontaktmittel (24) in mechanischer Kommunikation mit einem LED-Anschluss (36) steht, wobei die mechanische Kommunikation lötmittelfrei ist.
LED-Bauteil (21) nach Anspruch 10 bis 15, wobei das Gehäuse (22) einen nichtebenen Querschnitt aufweist.
LED-Bauteil (21) nach Anspruch 10 bis 16, umfassend eine Mehrzahl LED-Einheiten (26), wobei die LED-Anschlüsse (37) von mindestens einer LED- Einheit (26) der Mehrzahl LED-Einheiten (26) an einer Ebene liegen, die von der Ebene der LED-Anschlüsse (37) von mindestens einer anderen LED-Einheit (26) der Mehrzahl LED-Einheiten (26) beabstandet ist.
LED-Bauteil (21) nach Anspruch 10 bis 17, wobei jedes Kontaktmittel (24) der Mehrzahl Kontaktmittel (24) wellenförmig ist.
LED-Bauteil (21) nach Anspruch 10 bis 18, wobei jedes Kontaktmittel (24) der Mehrzahl Kontaktmittel (24) ein Stift (24) ist, wobei die Stifte (24) in Verbindungsstücke eingeführt werden, wobei die Verbindungsstücke jeweils an einem LED-Anschluss (36) der mindestens einen LED-Einheit (26) angebracht sind.
LED-Bauteil (21) nach Anspruch 10 bis 19, wobei das Gehäuse (22) ferner Abschnitte umfasst, die eine Aussparung definieren, die bedienbar ist, um darin die mindestens eine LED-Einheit (26) aufzunehmen, wobei die die Aussparung definierenden Abschnitte Positioniermittel enthalten, die bedienbar sind, um die Bewegung der mindestens einen LED-Einheit (26) entlang mindestens einer Achse zu verhindern.
LED-Bauteil (21) nach Anspruch 20, wobei die Positioniermittel Zungen (29) sind, die bedienbar sind, um die mindestens eine LED-Einheit (26) an dem Gehäuse (22) anzubringen.
LED-Verbindungsfederbügelbauteil (21) nach Anspruch 10 bis 21, wobei jedes Kontaktmittel (24) aus einem der folgenden Materialien besteht: Metall oder metallplattiertem Kunststoff.