DE69102834T2

DE69102834T2 - Kettenstruktur für Halbleiterbauelemente.

Info

Publication number: DE69102834T2
Application number: DE69102834T
Authority: DE
Inventors: Adam Mii
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-07-27
Filing date: 1991-04-04
Publication date: 1995-02-16
Anticipated expiration: 2011-04-05
Also published as: ES2057642T3; EP0468139B1; EP0468139A2; DE69102834D1; EP0468139A3; ATE108578T1; US4984057A

Description

KETTE AUS HALBLEITERBAUELEMENTEN

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kette aus Halbleiterbauelementen, genaugenommen auf eine Kette aus lichtemittierenden Dioden (LED), welche für eine Anzeigetafel oder ähnliches verwendet werden kann. Bei der Herstellung der LED-Ketten werden beide Zuleitungsdrählte einer Vielzahl von LED-Chips mit einer Querplatte verbunden, um auf diese Weise eine Kette aus Halbleiterbauelementen zu bilden. Nach erfolgter Anordnung der LEDs wird ein Zuleitungsdraht jedes LED-Chips aus der Querplatte ausgeschnitten, und ein anderer Zuleitungsdraht bleibt mit der Querplatte verbunden. Eine solche LED-Kette kann deshalb auf einfache Weise auf einer gedruckten Leiterplatine angebracht werden, um so die Montage zu beschleunigen, die Anzahl der erforderlichen Auschlüsse auf der gedruckten Leiterplatine zu reduzieren und ebenso die Konstruktion der gedruckten Leiterplatine zu vereinfachen.
Wie aus herkömmlichen Techniken wohl bekannt ist, bestehen LEDs häufig aus einem einzigen Bauelement. Zur Herstellung eines großen LED-Displays ist es notwendig, sämtliche LEDs auf einer Leiterplatine anzuordnen und die erforderlichen elektrischen Anschlüsse vorzunehmen. Eine solche Anordnung weist jedoch vier wesentliche Nachteile auf:
1. Es ist außerordentlich zeitaufwendig, die einzelnen LEDs zu einem grossen LED-Display zusammenzusetzen, und die Herstellung eines solchen Displays ist somit unrationell.
2. Die mit den einzelnen LEDs versehene Leiterplatte weist eine sehr komplizierte Schaltkreisanordnung auf. Befinden sich zum Beispiel 400 LEDs auf der Schalttafel, besteht die Notwendigkeit, 800 Anschlußstifte auf der gewünschten Matrix anzuschließen und die LEDs in eine korrekte Position auszurichten. Der Zusammenbau ist offensichtlich schwierig und kostenaufwendig. Darüberhinaus ist es mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden, eine einschichtige Leiterplatine mit so vielen Anschluß stiften zu versehen, was die Herstellungkosten zweifellos erheblich erhöht.
3. Es ist nicht einfach, sämtliche LEDs gegenseitig auszurichten. Die unzweckmäßige Montage der LEDs auf der Platine hat häufig eine Fehlausrichtung der LEDs zur Folge.
4. Bei Beschädigung einer LED besteht für den Benutzer die Notwendigkeit, das gesamte LED-Punktmatrixmodul, einschließlich der beschädigten LED, auszutauschen. Ein einfacher Austausch der beschädigten LED ist unmöglich.
Es ist deshalb Zweck dieser Erfindung, die obenerwähnten Nachteile auf die in der ausführlichen Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform dargelegten Weise zu verbessern und/oder zu eliminieren.
Primärer Gegenstand dieser Erfindung ist es, eine Kette aus Halbleiterbauelementen vorzusehen, bei der eine Vielzahl von Halbleiterbauelementen durch Anschließen eines Zuleitungsdrahtes jedes Halbleiterbauelementes an eine Querplatte zu einer Kette aus Halbleiterbauelenienten zusammengefügt wird; somit wird bei gewünschter Anbringung einer großen Anzahl an Halbleiterbauelementen auf der gedruckten Leiterplatine die Anzahl der auf der gedruckten Leiterplatine vorzunehmenden, erforderlichen Anschlüsse erheblich reduziert.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist es, eine Kette aus Halbleiterbauelementen vorzusehen, welche ein problemloses Positionieren und eine korrekte Ausrichtung sämtlicher Halbleiterbauelemente erlaubt.
Ferner ist es Gegenstand der Erfindung, eine Kette aus Halbleiterbauelementen vorzusehen, bei welcher jeder nicht ausgeschnittene, somit mit der Querplatte verbundene Zuleitungsdraht in eine im wesentlichen S-förmige Struktur gebogen wird. Jeder zweite Zuleitungsdraht und sein entsprechender erster Zuleitungsdraht sind in einer ersten vertikalen Ebene angeordnet, welche eine zweite, durch eine gemeinsame Achse der Kette aus Halbleiterelementen gehen de, vertikale Ebene unter einem Winkel schneidet, so daß der nicht ausgeschnittene Zuleitungsdraht jeder LED in einer Kette aus Halbleiterbauelementen, wo immer er sich auf der Platine befinden mag, zur Reparatur gut zugänglich ist.
Weitere Gegenstände und Vorteile dieser Erfindung sind aus der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich, während die Merkmale der Erfindung in dem Anspruch dargelegt sind.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 Grundriß einer Kette aus Halbleiterbauelementen gemäß der vorliegenden Erfindung in einem frühen Herstellungsstadium;
Fig. 2 Grundriß ähnlich wie Fig. 1, in welchem die Trennpunkte für den ersten Zuleitungsdraht und das Verbindungsstück dargestellt sind;
Fig. 3 perspektivische Ansicht der Kette aus Halbleiterbauelementen in einem späteren Herstellungsstadium, bei welcher die ersten Zuleitungsdrähte aus dem Leitungsrahmen ausgeschnitten und die auf der Querplatte angeordneten, zweiten Zuleitungsdrähte um 900 gebogen sind;
Fig. 4 perspektivische Ansicht der Kette aus Halbleiterbauelementen gemäß der vorliegenden Erfindung, bei welcher die zweiten Zuleitungsdrähte in eine S-förmige Struktur gebogen sind;
Fig. 5 perspektivische Ansicht eines großen Displays, auf welchem eine Vielzahl von Ketten aus Halbleiterbauelementen der vorliegenden Erfindung angeordnet ist; sowie
Fig. 6 schematischer Grundriß von oben, in welchem die Position der nicht ausgeschnittenen Zuleitungsdrähte der LEDs gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt ist.
Aus der Zeichnung und insbesondere aus Fig. 1 derselben ist ersichtlich, daß eine Kette aus Halbleiterbauelementen gemäß der vorliegenden Erfindung im wesenflichen eine Vielzahl von Halbleiterbauelementen 1 aufweist, welche jeweils mit an eine Querplatte 2 angeschlossenen ersten und zweiten Zuleitungsdrähten 14 und 15 versehen sind. Parallel zur Querplatte 2 ist ein Verbindungsstück 13 vorgesehen, welches die jeweiligen mittleren Abschnitte der ersten und zweiten Zuleitungsdrähte 14 und 15 miteinander verbindet, um der gesamten Konstruktion eine größere Stabilität zu verleihen.
Bei Herstellung der Struktur dieser Erfindung wird jeder erste Zuleitungsdraht 14 aus der Querplatte 2 und das Verbindungsstück 13 aus den ersten und zweiten Zuleitungsdrähten 14 und 15 ausgeschnitten, um die ersten Zuleitungsdrähte 14 der Halbleiterbauelemente voneinander zu trennen, was aus Fig. 2 ersichtlich ist. Da die Beziehung der Teile der Kette aus Halbleiterbauelementen während des Biegvorganges nicht eindeutig aus der Zeichnung zu erkennen ist, wird in Fig. 2 und 3 zur Verdeutlichung der Winkellage von Koordinatenachsen Gebrauch gemacht.
Nach Ausschneiden des Verbindungsstückes 13 werden alle an die Querplatte 2 angeschlossenen, zweiten Zuleitungsdrähte 15 um 90º so gebogen, daß sie sich in der X-Y-Ebene befinden. Ferner werden die zweiten Zuleitungsdrähte 15 mit der Querplatte 2, wie in Fig. 3 dargestellt, in der X-Y-Ebene unter einem spitzen Winkel Q (etwa 300 bis 600) gebogen, um die Montage der ersten Zuleitungsdrähte 14 auf der gedruckten Leiterplatine zu vereinfachen. Darüberhinaus gestattet dieser Biegvorgang einen einfachen Austausch einer einzelnen beschädigten LED, ohne dabei die gesamte Kette aus Halbleiterbauelementen austauschen zu müssen, worauf noch später eingegangen wird. Es ist zu erwähnen, daß die Anzahl der zur Herstellung einer Kette aus Halbleiterbauelementen verwendeten Halbleiterbauelemente nicht einzig ist, sondern vielmehr von den effektiven Erfordernissen abhängt.
Sämtliche zweiten Zuleitungsdrähte 15 werden, wie in Fig. 4 dargestellt, zur Verstärkung der Struktur der Kette aus Halbleiterbauelementen in eine im wesentlichen S-förmige Struktur gebogen. Die mit der Querplatte 2 verbundenen, zweiten Zuleitungsdrähte 15 dienen als gemeinsame Linien für die jeweiligen Halbleiterbatielemente durch Biegen zweier distaler Enden 21 der Querplatte 2 zur Montage auf der gedruckten Leiterplatine. Dieses resultiert in einer wesentlich verringerten Anzahl der auf der gedruckten Leiterplatine erforderlichen Anschlüsse (d.h. die Hälfte der ursprünglichen Anzahl).
Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, wird bei Montage der Kette aus Halbleiterbauelementen auf der gedruckten Leiterplatine 3 die Querplatte 2 auf dieser befestigt, wobei sich sämtliche Halbleiterbauelemente exakt in der gleichen Linie befinden. Darüberhinaus stellt die Querplatte 2 eine zusätzliche Befestigung der Anschlüsse der Halbleiterbauelemente auf der gedruckten Leiterplatine 3 sicher, wodurch das große Display aus Halbleiterbauelementen sowohl effektiv als auch effizient ausgebildet ist. Es ist zu erwähnen, daß jedes Ende der Querplatte 2 nach innen oder außen gebogen werden kann, so daß zwei oder mehr Ketten aus Halbleiterbauelementen gegenseitig ausgerichtet werden können.
Bezüglich Fig. 4 bis 6 schneidet die gemeinsame vertikale Ebene, in welcher sich jeder nicht ausgeschnittene Zuleitungsdraht 15 und sein entsprechender ausgeschnittener Zuleitungsdraht 14 befinden, eine X-Z-Ebene unter einem Winkel Q. Wie in Fig. 6 dargestellt, sind die LEDs so angeordnet, daß die Verlängerungslinie des Zuleitungsdrahtes 15 einer LED D1 in der zweiten Reihe der Kette aus Halbleiterbauelementen sich im wesentlichen zwischen den beiden LEDs D2 und D3 in der ersten Reihe der Kette aus Halbleiterbauelementen befindet.
Vorteil dieser Anordnung ist, daß jeder nicht ausgeschnittene Zuleitungsdraht der LEDs in der Kette aus Halbleiterbauelementen, unabhängig davon, wo er sich auf der Leiterplatine befindet, zur Reparatur gut zugänglich ist. Wenn zum Beispiel eine LED (zum Beispiel LED D4 in Fig. 6) beschädigt ist, hat der Benutzer die Möglichkeit, den Zuleitungsdraht 15 und sodann den Zuleitungsdraht 14 von einem Punkt P zu lösen und den oberen Teil der beschädigten LED D4 zu entfernen, während der untere Teil auf der Leiterplatine verbleibt. Anschließend löst der Benutzer die beiden Zuleitungsdrähte einer neuen LED (nicht dargestellt) an einer Stelle, welche den vorherigen Trennpunkten der beschädigten LED entspricht und verbindet die neue LED mit dem obenerwähnten unteren Teil durch Löten oder ähnliche geeignete Maßnahmen. Auf diese Weise wird die beschädigte LED ausgetauscht, ohne daß eine Änderung der gesamten Kette aus Halbleiterbauelementen erforderlich ist. Eine solche Anordnung ermöglicht ebenfalls einen kompakten Aufbau bei der Installation der LEDs auf der Leiterplatine. Obgleich die Zuleitungsdrähte 15 der LEDs in eine S-förmige Struktur gebogen werden, was die Breite jeder LED vergrößert, reduziert sich dennoch nicht die Anzahl der LEDs, da sich der Abstand zwischen zwei LED-Reihen durch Biegen jedes Zuleitungsdrahtes 15 der LEDs um eine vertikale Achse unter einem Winkel Q nicht vergrößert.
Wie aus der obigen Beschreibung zu ersehen ist, sieht diese Erfindung eine Kette aus Halbleiterbauelementen vor, durch welche nicht nur die zur Montage von Halbleiterbauelementen auf einer gedruckten Leiterplatine benötigte Zeit wesentlich reduziert, sondern ebenso der Aufbau der gedruckten Leiterplatine in Verbindung mit dem großen Display beträchtlich vereinfacht wird. Somit weist die vorliegende Erfindung folgende Vorteile auf:
(1) Sie ermöglicht eine einfachere und zweckmäßigere Herstellung als zuvor, da eine Reihe Halbleiterbauelemente zusammengefügt wird;
(2) Sie vereinfacht den Aufbau der Leiterplatine durch Anschliessen eines Zuleitungsdrahtes sämtlicher Halbleiterbauelemente einer Kette als Grundlinie im voraus. Dieses resultiert in einer Reduzierung der Anzahl der erforderlichen Lötstellen und folglich der Anzahl der Grundlinienanschlüsse auf der gedruckten Leiterplatine für die jeweiligen Halbleiterbauelemente;
(3) Sie erhöht die Sicherheit der Anschlüsse der Halbleiterbauelemente auf einer gedruckten Leiterplatine, da die Halbleiterbauelemente an eine Querplatte angeschlossen sind. Dieses reduziert die Anzahl der einer Kontrolle unterliegenden Anschlußkontakte;
(4) Es ist zweckmäßig, die Anzahl der Ketten aus Halbleiterbauelementen durch Kontaktherstellung der Endabschnitte der Querplatte zu vervielfachen; und
(5) Jeder Zuleitungsdraht der an die Querplatte angeschlossenen LEDs weist eine S-förmige Struktur auf und wird um eine vertikale Achse unter einem spitzen Winkel gebogen, so daß er gut zugänglich ist und eine Reparatur somit bequem und kostengünstig durchgeführt werden kann.
Es sind verschiedene Ausführungsformen der obengenannten Erfindung möglich, ohne dabei vom Umfang der Erfindung abzuweichen; so kann zum Beispiel ein Transistor anstelle der lichtemittierenden Diode verwendet werden.

Claims

Kette aus Halbleiterbauelenienten mit einer Querplatte (2) und einer Vielzahl von Halbleiterbauelementen (i), deren jedes einen ersten Zuleitungsdraht (14) und einen zweiten Zuleitungsdraht (15) aufweist, wobei die ersten Zuleitungsdrähte (14) aus der Querplatte (2) ausgeschnitten sind, die zweiten Zuleitungsdrähte (15) mit der Querplatte (2) verbunden sind und als Grundlinien für die jeweiligen Halbleiterbauelemente (1) zur Montage der Kette auf einer gedruckten Leiterplatine dienen durch Biegen zweier distaler Enden (21) der Querplatte (2) zur Montage auf der gedruckten Leiterplatine (3), dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Zuleitungsdrähte (15) in eine im wesentlichen S-förmige Struktur gebogen werden zur Verstärkung der Struktur der Kette aus Halbleiterbauelementen, jeder zweite Zuleitungsdraht (15) und sein entsprechender erster Zuleitungsdraht (14) in einer ersten Ebene angeordnet sind, welche eine zweite Ebene (X-Z), die durch die Querplatte (2) definiert ist, unter einem Winkel schneidet, der nicht normal zur zweiten Ebene (X-Z) ist, so daß jeder zweite Zuleitungsdraht (15) der Kette aus Halbleiterbauelementen zur Reparatur gut zugänglich ist.