KR20210114943A - 조명 모듈을 위한 캐리어 베이스 모듈 - Google Patents
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Abstract
자동차 조명 및/또는 시그널링을 위한 조명 모듈을 위한 캐리어 베이스 모듈(1) 및 맞춤형 조명 모듈을 제조하는 방법이 설명된다. 자동차 조명 및 시그널링을 위한 조명 모듈을 위한 캐리어 베이스 모듈(1)은 폴리머 재료로 만들어진 모듈 몸체(2), 장착 본체의 폴리머 재료 내에 내장된 적어도 2개의 리드 프레임 요소들(3a, b), 모듈 몸체(2)의 장착 표면(5) 상에 장착된 광원으로서의 LED 요소(4)를 포함하고, 여기서 장착 표면(5)은 모듈 몸체(2) 내의 컴포넌트 포팅 영역(6) 내에 또는 그에 인접하여 배열된다. 적어도 2개의 리드 프레임 요소들(3a, b)은 LED 요소(4)를 전기적으로 연결하기 위해 장착 표면(5) 상에 또는 컴포넌트 포팅 영역(6) 내에 배열된 제1 단자 측(8)을 갖고, 적어도 2개의 제2 단자 측들(9)은 장착 표면(5) 상에 또는 컴포넌트 포팅 영역(6) 내에 배열되어, 적어도 하나의 추가적인 전자 컴포넌트(7)가 캐리어 베이스 모듈(1)의 기계적 조립 후에 장착되어 조명 모듈을 구축할 수 있다.
Description
본 발명은 조명 모듈을 위한 캐리어 베이스 모듈, 조명 모듈뿐만 아니라 맞춤형 조명 모듈을 제조하는 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 자동차 조명 및/또는 시그널링을 위한 적어도 하나의 LED 요소를 갖는 조명 모듈을 위한 캐리어 베이스 모듈에 관한 것이다.
LED 요소들은 예를 들어 자동차 조명과 같은 조명 응용들을 위해 자주 사용된다.
LED 모듈들은 보통 적어도 하나의 LED 요소뿐만 아니라 LED 모듈의 모듈 몸체 내에 고정된 추가의 전자 컴포넌트들을 포함한다. 보통, 전자 컴포넌트들은 먼저 조립되고 리드 프레임에 장착되고 그 후 모듈 몸체에 접착되고 및/또는 모듈 몸체의 재료에 내장된다. 따라서, 조명 모듈들은 쉽게 맞춤화될 수 없는 자립적(self-contained)이고 수정 불가능한 유닛들이다.
참조문헌 WO 2018/069231 A1은 히트싱크 및 히트싱크 상에 장착된 LED 모듈을 포함하는 열적 자립형 LED 조명 유닛을 설명하고, 여기서 LED 모듈은 캐리어 상에 장착된 다수의 LED 다이(die)들 뿐만 아니라 캐리어 상에 형성된 LED 전극 접점들을 갖는 캐리어를 포함한다. 히트 싱크는 오버몰드 내에 감싸지고, 히트 싱크의 장착 표면 영역이 노출되어 그 위에 LED 모듈이 장착된다. 최종적으로, 전기적 인터페이스 또한 오버몰드 내에 감싸지고, LED 모듈을 전력 공급 장치와 전기적으로 연결하도록 배열된다.
조명 모듈을 위한 캐리어 베이스 모듈은 물론, 조명 모듈을 고객의 요구들 또는 요구 사항들에 따라 수정하는 것을 가능하게 하는 방법을 제공하는 것이 바람직한 것으로 간주될 수 있다.
제품 사이클 동안 진행중인 개발에 귀속되도록 쉽게 수정될 수 있는 조명 모듈을 제공하는 것이 특히 바람직한 것으로 고려될 수 있다.
최종적으로, 새로운 사양들에 쉽게 적응될 수 있는 조명 모듈을 제공하는 것이 바람직할 수 있다.
이러한 목표들 중 하나 또는 여러 개는 청구항 1에 따른 조명 모듈을 위한 캐리어 베이스 모듈, 청구항 7에 따른 조명 모듈, 및 청구항 13에 따른 방법에 의해 해결될 수 있다. 종속 청구항들은 본 발명의 바람직한 실시예들과 관련된다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 특히 자동차 조명 및/또는 시그널링을 위한 및 가장 바람직하게는 자동차 헤드라이트용 조명 모듈을 위한 캐리어 베이스 모듈은 모듈 몸체, 장착 몸체의 폴리머 재료에 내장된 적어도 2개의 리드 프레임 요소들, 모듈 몸체의 장착 표면상에 장착된 광원으로서의 LED 요소를 포함하고, 장착 표면은 모듈 몸체 내의 및/또는 모듈 몸체 상의 컴포넌트 포팅 영역(component potting area) 내에 또는 그에 인접하여 배열된다. 본 발명에 따르면, 적어도 2개의 리드 프레임 요소들은 LED 요소를 전기적으로 연결하기 위해 장착 표면 상에 또는 컴포넌트 포팅 영역 내에 배열된 제1 단자 측(terminal side)을 갖고, 바람직하게는 하나의 리드 프레임 요소 각각의 적어도 2개의 제2 단자 측들은 장착 표면 상에 또는 컴포넌트 포팅 영역 내에 배열되어, 적어도 하나의 추가적인 전자 컴포넌트가 조명 모듈을 구축하기 위해 캐리어 베이스 모듈의 기계적 조립 후에 장착될 수 있다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명에 따른 캐리어 베이스 모듈을 갖는, 특히 자동차 조명 및/또는 시그널링을 위한 그리고 가장 바람직하게는 자동차 헤드라이트용 조명 모듈이 제공되며, 여기서 적어도 하나의 전자 컴포넌트는 장착 표면 상에 및/또는 컴포넌트 포팅 영역 내에 장착된다.
본 발명에 따른 방법의 일 양태에 따르면, 표준화된 캐리어 베이스 모듈에 기초한 조명 모듈은 상이한 사양들에 적응될 수 있다. 자동차 조명 및/또는 시그널링을 위한 맞춤형 조명 모듈을 제조하는 제13항의 방법에 따르면, 먼저 폴리머 재료 내에 내장된 컴포넌트 포팅 영역뿐만 아니라 적어도 2개의 리드 프레임 요소들을 갖는 모듈 몸체가 폴리머 재료로부터 만들어지고, 여기서 LED 요소를 전기적으로 연결하기 위한 적어도 하나의 단자 측 및 적어도 하나의 전자 컴포넌트를 전기적으로 연결하기 위한 제2 단자 측이 모듈 몸체 상에 배열되고, 그 후에 캐리어 베이스 모듈이 적어도 2개의 리드 프레임 요소들 각각의 단자 측에 전기적으로 연결된 모듈 몸체의 장착 표면 상에 LED 요소를 장착함으로써 만들어진다. 최종적으로, 완성된 조명 모듈을 구축하기 위해, 적어도 하나의 전자 컴포넌트가 컴포넌트 포팅 영역에 장착되고 전자 컴포넌트를 리드 프레임 요소들에 전기적으로 연결한다.
추가의 양태에 따르면, 본 발명은 또한 특히 자동차 조명 및/또는 시그널링을 위한 조명 모듈을 제조하기 위한 방법에 관한 것일 수 있고, 이 방법은 LED 요소를 위한 장착 표면, 적어도 하나의 전자 컴포넌트를 위한 모듈 몸체의 표면 상의 컴포넌트 포팅 영역뿐만 아니라, 적어도 2개의 단자 측들과 함께 장착 표면 및/또는 컴포넌트 포팅 영역에 배열된 적어도 2개의 리드 프레임 요소들을 갖는 모듈 몸체를 구축하는 단계들을 포함한다. 모듈 몸체 및 특히 캐리어 베이스 모듈이 완전히 완성된 후, LED 요소와 같은 적어도 하나의 전자 컴포넌트는 장착 표면상에 장착되고 전자 컴포넌트는 리드 프레임 요소들에 전기적으로 연결된다. 최종적으로, TVS 다이오드, 열 저항기, 또는 커패시터와 같은 적어도 하나의 추가적인 전자 컴포넌트가 컴포넌트 포팅 영역 내에 및/또는 장착 영역에 장착되고, 리드 프레임 요소들 또는 제2 단자 측의 2개의 추가 리드 프레임 요소들에 전기적으로 연결되어, 조명 모듈을 고객의 사양들에 적응시킨다.
본 발명자는 개별 전자 컴포넌트들, 특히 LED 요소에 추가적인 적어도 하나의 전자 컴포넌트를 표준화된 캐리어 베이스 모듈에 장착하여, 조명 모듈을 지속적인 개발 및 연속적인 개선에 연속적으로 적응시킬 수 있는 것이 유리하다는 것을 인식하였다. 부가적으로, 특히 LED 및/또는 대응하는 전자 회로의 효율의 진행중인 개발에 귀속되도록 상이한 전자 컴포넌트들을 동일한 캐리어 베이스 모듈에 장착함으로써 제품 사이클 동안 조명 모듈을 쉽게 수정할 수 있는 것이 유리하다. 예를 들어, 동일한 플럭스로 LED를 구동하는 데 필요한 더 낮은 전류와 같은 유리한 특성들을 갖는 이러한 컴포넌트의 버전이 개발된 직후에, 다르게는 수정되지 않은 조명 모듈에 LED를 보호하거나, 동작시키거나, 또는 구동하기 위한 회로 보드를 장착할 수 있는 것이 바람직할 수 있다.
또한, 본 발명자는 본 발명에 따라 상이한 광원들, 특히 상이한 또는 여러 개의 LED들을 기존의 조명 모듈에 기초하여 그리고 특히 조명 모듈의 캐리어 베이스 모듈의 어떠한 수정도 필요 없이 하나 또는 여러 개의 상이한 추가적인 전자 컴포넌트와 결합함으로써 다양한 제품들을 생성하는 것이 가능할 수 있다는 것을 깨달았다.
조명 모듈은 특히 자동차 조명 및/또는 시그널링을 위해 차량 내에 설치되도록 제공된 어셈블리(assembly)이고, 바람직하게는 LED 헤드램프 모듈이고 보다 바람직하게는 LED 헤드램프 전구 유닛이다. 또한, 조명 모듈은 바람직하게는 완성된 및/또는 자립형 유닛이며, 이는 가장 바람직하게는 차량 조명 시스템 내에 단일 부품 유닛으로서 설치된다. 바람직하게는, 조명 모듈도 조명 시스템의 교체 가능한 부분이 되도록 구축된다.
캐리어 베이스 모듈은 폴리머 재료로 만들어진 모듈 몸체뿐만 아니라 리드 프레임 요소들 및 바람직하게는 또한 LED 요소를 포함하는 조명 모듈의 일부이다. 따라서, 캐리어 베이스 모듈은 추가적 부분들, 특히 LED 요소에 추가적인 적어도 하나의 전자 컴포넌트가 조명 모듈을 구축하기 위해 장착되는 조명 모듈의 베이스 부분이다. 캐리어 베이스 모듈은 유리하게는 상이한 전자 컴포넌트들을 위한 범용 및/또는 표준화된 모듈이고, 따라서 캐리어 베이스 모듈의 제조는 사용된 전자 컴포넌트들의 변경에 의해 영향을 받지 않을 수 있다.
캐리어 베이스 모듈 및 특히 모듈 몸체는 서로에 대한 조명 모듈의 다른 부분들의 고정된 배열을 허용하고 및/또는 조명 모듈의 다른 부분들, 특히 적어도 하나의 전자 컴포넌트 및/또는 LED 요소를 장착하기 위한 기초를 제공하는 기능을 갖는다. 따라서, 모듈 몸체는 LED 요소 및 바람직하게는 적어도 하나의, 더 바람직하게는 추가의 전자 컴포넌트들을 위한 장착 표면을 포함하고, 장착 표면은 바람직하게는 조명 모듈의 외부 표면의 일부, 특히 전면(front face)이다. 장착 표면은 임의의 크기 및 형상을 가질 수 있다. 바람직하게는, 장착 표면은 평탄하고/하거나 적어도 하나의 LED 요소의 형상에 적응된다. 조명 모듈 상에 하나보다 많은 장착 표면이 있을 수 있고, 특히 조명 모듈의 각각의 LED 요소를 위한 하나의 장착 표면이 있을 수 있다. 대안적으로, 하나보다 많은 LED 요소가 하나의 장착 표면에 배열될 수 있고, 특히, 여러 개의 LED 요소가 하나의 장착 표면에 병렬로 또는 직렬로 배열될 수 있다.
LED 요소는 단일 LED 또는 여러 개의 LED들 및/또는 추가 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 용어 LED는 발광 다이오드들(LED), 레이저 다이오드들, 유기 발광 다이오드들(OLED), 및 이와 유사한 것들, 또는 여러 동일하거나 상이한 고체 상태 조명 요소들의 그룹과 같은 임의 타입의 고체 상태 조명 요소를 지정하기 위해 여기서 사용된다. LED 요소는 하나 또는 여러 개의 패키징된 LED를 포함할 수 있다. 특히 바람직한 LED 요소는 와이어 본딩 또는 리본 본딩된 LED일 수 있고, LED는 가장 바람직하게는 평면 발광 표면을 가질 수 있다. 발광 표면은 바람직하게는 직사각형 형상으로 될 수 있다. 부가적으로 바람직하게는, LED 요소는 상부 접점들 및/또는 광을 방출하는 LED 요소의 측면 상의 접점들을 포함할 수 있다.
컴포넌트 포팅 영역은 적어도 하나의 전자 컴포넌트를 수용하기 위해 적어도 부분적으로, 특히 완전히 모듈 몸체 내에 있는 영역 및 더 바람직하게는 볼륨(volume)이다. 가장 바람직하게는, 컴포넌트 포팅 영역은 모듈 몸체의 표면에서의 리세스에 의해 형성된다. 바람직하게는, 캐리어 베이스 모듈의 컴포넌트 포팅 영역은 모듈 몸체의 어떠한 재료에 의해서도 폐쇄되지 않는다. 전자 컴포넌트들은 임의의 재료 내에 내장되지 않고, 특히 폴리머 재료 및/또는 금속 부분들에 내장되지 않고 컴포넌트 포팅 영역에 삽입 및/또는 장착될 수 있는 것이 특히 바람직하다. 바람직하게는, 컴포넌트 포팅 영역은 적어도 하나의 전자 컴포넌트가 장착된 후에 포팅 재료에 의해 포팅되도록 구축되며, 특히 LED 요소를 제외한 모든 전자 컴포넌트들은 포팅 재료에 의해 완전히 커버될 수 있다. 장착 표면은 컴포넌트 포팅 영역에 부분적으로 또는 완전히 배열될 수 있다.
조명 모듈을 맞춤화하는 능력을 용이하게 하기 위해, 추가의 전자 컴포넌트들은 모듈 몸체에 및/또는 캐리어 베이스 모듈의 추가적 부분들에 기계적으로 장착될 수 있다. 이것은 예를 들어 클램핑 수단, 베이어닛 접속, 스냅-인 접속 등과 같은 임의 타입의 장착 수단을 포함할 수 있다. 따라서, 컴포넌트 포팅 영역 내의 전자 컴포넌트들은 형태 맞춤(form fit) 및/또는 힘 폐쇄(force closure)에 의해 고정될 수 있지만, 가장 바람직하게는 모듈 몸체 또는 조명 모듈의 다른 부분의 재료에 완전히 또는 적어도 부분적으로 통합되지는 않는다. 부가적으로 또는 대안적으로, 전자 컴포넌트들은 특히 열 및/또는 전기 전도성 접착제에 의해 모듈 몸체에 및/또는 캐리어 베이스 모듈의 추가적 부분들에 접착될 수 있다. 전자 컴포넌트들은 또한 모듈 몸체에 및/또는 캐리어 베이스 모듈의 추가적 부분들, 특히 리드 프레임 요소들의 단자 측들에 납땜 또는 용접될 수 있다.
캐리어 베이스 모듈의 컴포넌트 포팅 영역에 전자 컴포넌트를 삽입 및 장착할 수 있도록, 컴포넌트 포팅 영역은 적어도 하나의, 바람직하게는 정확하게 하나의 포팅 영역 개구를 가질 수 있다. 포팅 영역 개구는 컴포넌트 포팅 영역의 임의의 위치에 배열될 수 있다. 그러나, 바람직하게는 컴포넌트 포팅 영역은 적어도 하나의 개방 측면 및 특히 단지 하나의 개방 측면을 가지며, 모든 다른 측면들은 모듈 몸체의 재료에 의해 폐쇄된다.
추가적 전자 컴포넌트들은 단일 저항기, 단일 커패시터 또는 단일 다이오드와 같은 임의의 단일 전자 부분일 수 있거나, 임의의 전자 회로일 수 있다. 특히, 전자 컴포넌트는 LED 요소에 부가적인 적어도 하나의 전자 컴포넌트다. 컴포넌트 포팅 영역 내에 및/또는 장착 표면 상에 장착된 여러 전자 컴포넌트들이 존재할 수 있다. 바람직하게는, 하나보다 많은 단일 전자 부분을 포함하는 각각의 전자 컴포넌트는 전자 모듈로서 구축되고, 전자 부분들은 더 바람직하게는 적어도 하나의 회로 보드 상에, 가장 바람직하게는 정확히 하나의 단일 회로 보드 상에 장착된다. 바람직하게는, 모든 전자 컴포넌트들은 본 명세서 내에서 및/또는 조명 모듈에 대해 원래 의도된 바와 같이, 특히 조명 시스템의 수정되지 않은 구동기 회로에 의해 구동되도록 조명 모듈 내에 구축 및/또는 배열된다.
적어도 2개의 리드 프레임 요소들은 조명 모듈의 전기 컴포넌트들에 및/또는 전기 컴포넌트들 사이에, 특히 컴포넌트 포팅 영역 내부의 및/또는 장착 표면 상의 컴포넌트들 사이에 전기적 연결을 제공하기 위해 캐리어 베이스 모듈 내에 배열된다. 각각의 리드 프레임 요소는 임의의 전기적으로 전도성 있는 재료로 제조될 수 있다. 바람직하게는 모든 리드 프레임 요소들은 동일한 재료, 특히 금속 또는 합금으로 만들어진다. 리드 프레임 요소는 또한 인쇄 회로 보드의 일부일 수 있다. 가장 바람직하게는, 양 리드 프레임 요소들은 병렬로 배열되고 및/또는 서로 동일하다. 바람직하게는, 양 리드 프레임 요소들은, 특히 모든 리드 프레임들은 서로 전기적으로 절연된다. 2개보다 많은 리드 프레임 요소들이 있을 수 있고 특히 LED 요소 및/또는 또 다른 전자 컴포넌트와 전기적으로 절연된 적어도 하나의 전자 컴포넌트를 장착할 수 있는 적어도 하나, 바람직하게는 2개의 추가 리드 프레임 요소들이 있을 수 있다.
각각의 리드 프레임은 적어도 하나의 단자 측을 포함하고/하거나 적어도 하나의 LED 요소 및/또는 적어도 하나의 추가적인 전자 컴포넌트를 장착하기 위해 하나의 단자 측에 배열되고, 바람직하게는 하나의 단자 측이 LED 요소를 위한 장착 표면 상에 또는 옆에 배열된다. 또한, 2개의 리드 프레임 요소들 및/또는 적어도 하나, 바람직하게는 2개의 추가 리드 프레임 요소들은 적어도 하나의 추가적 전자 컴포넌트를 전기적으로 연결하는 적어도 2개의 제2 단자 측들을 포함한다. 제2 단자 측들 각각은 리드 프레임 요소들 중 하나에 배열될 수 있고 및/또는 양 제2 단자 측들은 하나 또는 여러 추가의 전자 컴포넌트들을 연결시키기 위해 2개의 접점들을 형성할 수 있다.
적어도 하나의, 더 바람직하게는 모든 단자 측들이 컴포넌트 포팅 영역 및/또는 장착 표면의 내부에 및/또는 표면에 배열되는 것이 더 바람직하다. 각각의 단자 측은 조명 모듈의 전자 컴포넌트에 전기적 접점을 제공하고 바람직하게는 단자 측에 전자 컴포넌트, LED 요소 및/또는 전기 커넥터(electrical connector)를 단자 측에 용접, 접착 또는 납땜하기 위한, 특히 리본 본딩하기 위한 평탄한 표면일 수 있다. 따라서, 각각의 단자 측이 본드 패드인 것이 특히 바람직하다. 더 바람직하게는, 각각의 단자 측에서 가장 바람직하게는 전기 플러그 연결에 의해 또는 플러그-인 보드 연결에 의해, 적어도 하나의 전자 컴포넌트를 전기적으로 연결하기 위한 수단이 제공된다. 리드 프레임 요소의 적어도 2개의 단자 측들은 서로 바로 인접하여 배열될 수 있고/있거나 하나의 단일의 평평한 표면으로 만들어질 수 있다. 따라서, 용어 "단자 측"은 리드 프레임 요소의 더 큰 표면 상의 적어도 2개의 위치들 중 하나를 지칭할 수 있다.
캐리어 베이스 모듈의 기계적 조립 후에 적어도 하나의 전자 컴포넌트를 장착하는 것은 일반적으로, 먼저, 특히 모듈 바디 및 리드 프레임들을 포함하는 캐리어 베이스 모듈의 기계적 부분들의 조립이 완성되고, 그 후에 전자 컴포넌트들이 바람직하게 기계적으로 완성된 캐리어 베이스 모듈에 장착된다는 것을 의미한다. 가장 바람직하게는, 먼저 캐리어 베이스 모듈의 모든 기계적, 비전자적 컴포넌트들이 조립된다. 최종적으로, 이미 완성된 캐리어 베이스 모듈은 특별히 선택된 전자 컴포넌트들 및/또는 적어도 하나의 LED 요소를 장착 표면 및/또는 컴포넌트 포팅 영역에 추가함으로써 고객의 사양들에 적응될 수 있다.
LED 요소 및/또는 특히 LED 요소에 바로 인접하여 장착된 전자 컴포넌트에 의해 발생된 열을 소산시키는 것을 돕기 위해, 캐리어 베이스 모듈 및/또는 조명 모듈의 바람직한 실시예들에서, 히트 싱크 요소가 모듈 몸체 상에, 특히 장착 표면의 영역 내에 그리고 가장 바람직하게는 모듈 몸체와 LED 요소 사이에 직접 배열되고 특히 바람직하게는, LED 요소가 히트 싱크 요소의 표면에 직접 장착된다. 바람직하게는, 히트 싱크 요소는 모듈 몸체의 장착 표면 상의 LED 요소의 영역을 적어도 덮고 특히 바람직하게는 LED 요소의 영역보다 적어도 25%, 보다 바람직하게는 50% 및 가장 바람직하게는 100% 더 크다. 더 바람직하게는, 히트 싱크 요소는 리드 프레임들과 접촉하지 않고/않거나 리드 프레임들에 인접하여 배열된다. 히트 싱크 요소는 모듈 몸체의 표면 상에 또는 내에 배치될 수 있다. 특히 바람직하게는, 히트 싱크 요소는 모듈 몸체의 폴리머 재료에 적어도 부분적으로, 바람직하게는 완전히 내장된다.
히트 싱크는 양호한 열 전도를 갖는 재료, 바람직하게는 금속, 특히 알루미늄 및/또는 구리를 포함하는 금속으로 제조되어야 한다. 히트 싱크는 하나의 부품으로 제조될 수 있거나, 함께 결합된 여러 부품들을 포함할 수 있다.
바람직한 실시예들에서, 각각의 리드 프레임 요소의 제2 단자 측 및/또는 제2 단자 측들은 컴포넌트 포팅 영역 내에서 동일한 리드 프레임 요소의 제1 단자 측 및/또는 LED 요소에 바로 인접하여 배열되어, 유리하게는 적어도 하나의 전자 컴포넌트를 LED 요소에 병렬로 및/또는 LED 요소에 아주 근접하여 전기적으로 연결되도록 장착되도록 배열하는 것을 허용할 수 있다. 부가적으로, 조명 모듈의 몇몇 전자 컴포넌트들은 컴포넌트 포팅 영역에서 직렬로 및/또는 병렬로 배열될 수 있다.
LED 요소는 전기 커넥터들에 의해 적어도 2개의 리드 프레임들의 제1 및/또는 제2 단자 측에 그리고 바람직하게는 조명 모듈의 정확히 2개의 리드 프레임들에 전기적으로 연결될 수 있으며, 2개의 전기 커넥터들 각각은 가장 바람직하게는 와이어 또는 리본 본딩에 의한 연결을 허용한다. LED 요소 및/또는 적어도 하나의 전자 컴포넌트가 리본 본딩을 통해 리드 프레임 요소들에 전기적으로 연결되는 것이 특히 바람직하다. 따라서, 전기 커넥터가 LED 요소 및/또는 전자 컴포넌트를 리드 프레임들 각각에 전기적으로 연결하기 위해 2개의 리드 프레임들 각각에 전기적으로 연결, 바람직하게는 접착, 용접 또는 납땜되는 것이 바람직하다. 특히 바람직하게는, LED 요소의 2개의 핀들 또는 다른 접속점들은 하나의 전기 커넥터에 의해 하나의 리드 프레임에 각각 연결된다.
컴포넌트 포팅 영역 내에 및/또는 장착 표면 상에 및/또는 리드 프레임들의 하나의 단자 종단에 장착될 수 있는 조명 모듈의 전자 컴포넌트는 임의의 전자 부분 또는 임의의 전자 회로일 수 있다. 바람직하게는, 전자 컴포넌트는 빈 코드 저항기(bin code resistor) 및/또는 열 저항기 및/또는 TVS 다이오드 및/또는 커패시터를 포함하고, 더 바람직하게는 그것들이며, 이들은 가장 바람직하게는 2개의 리드 프레임 사이에 및/또는 LED 요소에 인접하게 장착된다. 빈 코드 저항기는 LED 요소를 구동하는 데 사용되는 전류를 결정하는 데 사용될 수 있다. TVS 다이오드는 전자 방전(ESD)으로부터 LED 요소를 보호하기 위해 사용될 수 있는 과도 전압 억제 다이오드이다. TVS 다이오드는 바람직하게는 LED 요소에 인접하여 및/또는 전기적으로 그에 병렬로 장착된다. TVS 다이오드는 가장 바람직하게는 양방향 TVS 다이오드이다. 전자 컴포넌트는 또한 바람직하게는 커패시터일 수 있고, 이는 또한 LED 요소 및/또는 다른 전자 컴포넌트에 인접하여 및/또는 전기적으로 그에 병렬로 장착된다. 커패시터는 동일한 단자 측들 상에 또는 동일한 리드 프레임 요소들의 다른 단자 측들 상에 이격되어 LED 요소 및/또는 전자 컴포넌트에 병렬로 배열될 수 있다. 열 저항기는 서미스터이고 음의 또는 양의 온도 계수를 가질 수 있다. 가장 바람직하게는, 열 저항기는 NTC이다. 열 저항기는 바람직하게는 조명 모듈의 장착 표면 상에, 보다 바람직하게는 LED 요소에 아주 근접하여, 그리고 가장 바람직하게는 LED 요소에 바로 인접하여 장착된다. 열 저항기 및/또는 TVS 다이오드 및/또는 빈 코드 저항기는 2개의 추가 리드 프레임 요소들에 장착되고/되거나 LED 요소로부터 전기적으로 독립하고 절연되어 장착되는 것이 더 바람직하다. 일반적으로, 추가 리드 프레임 요소들은 바람직하게는 또한 적어도 하나의 단자 측을 각각 가지며, 그것은 가장 바람직하게는 LED 요소에 바로 인접하여 배열된다.
추가적인 바람직한 실시예에 따르면, 조명 모듈의 컴포넌트 포팅 영역은 코팅, 커버를 갖고/갖거나, 컴포넌트 포팅 영역 내의 및/또는 장착 표면 상의 전자 컴포넌트들을, 환경으로부터 및/또는 전자 컴포넌트들을 터치하는 사람들로부터 보호하기 위해 보호 재료로 둘러싸인다. 가장 바람직하게는, 전자 컴포넌트들 및/또는 완전한 조명 모듈이 밀봉된다. 바람직하게는, LED 요소 및/또는 LED 요소를 위한 개구를 제외한 모듈 바디가 포팅된다. 포팅 영역, 특히 모듈 몸체의 리세스의 포팅은 바람직하게는 폴리머 재료, 특히 실리콘 재료로 행해진다.
적어도 2개의 제2 단자 측들이 적어도 2개의 상이한 리드 프레임 요소들 상의 컴포넌트 포팅 영역 내에 배열되어, 유리하게는 적어도 하나의 추가적인 전자 컴포넌트를 보다 바람직하게는 LED 요소 및/또는 다른 전자 컴포넌트와 전기적으로 독립적으로 연결하는 것을 허용하는 것이 더 바람직할 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 모듈 몸체 및/또는 조명 모듈은 LED 요소를 위한 장착 표면을 둘러싸는 리세스를 포함한다. 2개의 리드 프레임 각각의 적어도 하나의 단자 측, 바람직하게는 모든 단자 종단 측들이 LED 요소를 위한 장착 표면을 둘러싸는 리세스의 영역 내에 배열되고, 가장 바람직하게는 적어도 하나의 추가적인 전자 컴포넌트가 2개의 리드 프레임들 사이에, 특히 리세스 내에 및/또는 LED 요소에 인접하여 장착되어, 조명 모듈의 접근이 용이한 위치에 및/또는 유리하게는 LED 요소에 아주 근접하게 추가적인 전자 컴포넌트를 쉽게 장착하는 것을 유리하게 허용하는 것이 더 바람직하다. LED 요소를 위한 모듈 몸체의 리세스 내의 영역은 바람직하게는 적어도 하나의, 바람직하게는 몇 개의 추가적인 전자 컴포넌트들이 LED 요소 옆에 장착될 수 있도록 LED 요소에 의해 완전히 덮히지 않는다.
일 실시예에 따르면, 포팅 영역의 리세스 및/또는 개구는 장착 표면 및/또는 LED 요소를 포함하는 모듈 몸체의 측면 상에서 모듈 몸체 내에 배열되어, 유리하게는 조명 모듈의 전면 상의 LED 요소에 영향을 주지 않고 전자 컴포넌트를 장착하는 것을 허용한다.
방법의 유리한 실시예에 따르면, 컴포넌트 포팅 영역은 전자 컴포넌트의 배치 후에, 특히 실리콘 재료로 포팅함으로써 포팅된다. 바람직하게는, 컴포넌트 포팅 영역 내의 모든 전자 컴포넌트들 및/또는 모든 리본 본드들은 완전히 포팅되는데, 즉 포팅 재료에 의해 커버된다. LED 요소의 부분들도 포팅 재료에 의해 커버되는 것이 특히 바람직하며, LED 요소의 발광 영역은 포팅되지 않고 포팅 재료가 없는 상태로 남는다. 모듈 몸체의 구축 동안 적어도 하나의 히트 싱크 요소가 장착 표면의 영역에서 모듈 몸체에 내장되는 것이 추가적으로 바람직하다. 최종적으로, LED 요소 및/또는 적어도 하나의 전자 컴포넌트가 리본 본딩을 통해 리드 프레임 요소들의 단자 측들에 전기적으로 연결되는 것이 유리할 수 있다.
본 발명의 이들 및 다른 양태들이 이후에 설명되는 실시예들을 참조하여 분명해지고 명료해질 것이다.
도 1은 외부 표면의 부분들이 제거된 캐리어 베이스 모듈의 실시예의 단면의 사시도를 도시한다.
도 2는 닫힌 외측 표면을 갖는 도 1의 캐리어 베이스 모듈의 다른 사시도를 도시한다.
도 3은 컴포넌트 포팅 영역 내의 2개의 리드 프레임 요소들에 TVS 다이오드가 장착된 캐리어 베이스 모듈의 장착 표면의 상세 사시도를 도시한다.
도 4는 컴포넌트 포팅 영역 내의 추가적인 리드 프레임 요소들에 서미스터가 장착된 캐리어 베이스 모듈의 장착 표면의 상세 사시도를 도시한다.
도 5는 컴포넌트 포팅 영역 내의 추가적인 리드 프레임 요소들에 빈 코드 저항기가 장착된 캐리어 베이스 모듈의 다른 사시도를 도시한다.
도 6은 리본 본딩에 의해 추가적인 리드 프레임 요소들에 서미스터가 장착된 캐리어 베이스 모듈의 장착 표면의 다른 상세한 사시도를 도시한다.
도 2는 닫힌 외측 표면을 갖는 도 1의 캐리어 베이스 모듈의 다른 사시도를 도시한다.
도 3은 컴포넌트 포팅 영역 내의 2개의 리드 프레임 요소들에 TVS 다이오드가 장착된 캐리어 베이스 모듈의 장착 표면의 상세 사시도를 도시한다.
도 4는 컴포넌트 포팅 영역 내의 추가적인 리드 프레임 요소들에 서미스터가 장착된 캐리어 베이스 모듈의 장착 표면의 상세 사시도를 도시한다.
도 5는 컴포넌트 포팅 영역 내의 추가적인 리드 프레임 요소들에 빈 코드 저항기가 장착된 캐리어 베이스 모듈의 다른 사시도를 도시한다.
도 6은 리본 본딩에 의해 추가적인 리드 프레임 요소들에 서미스터가 장착된 캐리어 베이스 모듈의 장착 표면의 다른 상세한 사시도를 도시한다.
조명 모듈을 위한 캐리어 베이스 모듈(1)의 실시예가 도 1 및 도 2에 도시되어 있다. 캐리어 베이스 모듈(1)의 모듈 바디(2)는 폴리머 재료로 만들어지고, 모듈 바디(2) 내에 리세스(11)로서 형성된 컴포넌트 포팅 영역(6)을 포함한다. 컴포넌트 포팅 영역(6)에서, 제어기 회로 보드들과 같은 하나 또는 몇 개의 전자 컴포넌트(7)들이 배열되고 2개의 리드 프레임 요소들(3a, b) 각각에 전기적으로 연결될 수 있다.
리드 프레임 요소들(3a, b)은 컴포넌트 포팅 영역(6) 내의 하나의 단자 측(9), 및 캐리어 베이스 모듈(1)의 리세스(11) 내의 장착 표면(5)에 직접 근접하는 다른 단자 측(8)으로 배열된다. 장착 표면(5)은 캐리어 베이스 모듈(1)의 정면 상의, 따라서 조명 모듈의 평평한 표면이고, 여기서 LED 요소(4)뿐만 아니라 추가의 컴포넌트들(7)이 배열될 수 있다.
LED 요소(4)는 캐리어 베이스 모듈(1)의 장착 표면(5) 상에 직접 장착되는 단일 기판에 연결된 평평한 표면을 갖는 3개의 단일 직사각형 LED들을 포함한다. LED 요소(4) 아래에, 금속 히트 싱크 요소(10)는 동작 중에 LED 요소(4)로부터 멀리 열을 전도하기 위해 모듈 몸체(2)의 표면에 내장된다. LED 요소(4)는 리본 본딩을 위한 금속 커넥터(12)를 통해 리드 프레임들(3a, b) 각각의 제1 단자 측(8)에 전기적으로 연결된다.
캐리어 베이스 모듈(1)뿐만 아니라 적어도 하나의 전자 컴포넌트(7)로부터 구축된 완성된 조명 모듈에서, 컴포넌트 포팅 영역(6)뿐만 아니라 장착 표면(5)을 포함하는 리세스(11)는 컴포넌트 포팅 영역(6)을 포팅하며 모듈 몸체(2)의 외부 표면 상의 리세스(11)에 삽입된 실리콘의 층에 의해 폐쇄된다.
조명 모듈을 제조하기 위해, 먼저 캐리어 베이스 모듈(1)이 컴포넌트 포팅 영역(6)뿐만 아니라 폴리머 재료 내에 내장된 적어도 2개의 리드 프레임 요소들(3a, b)과 함께 폴리머 재료로 만들어진다. 캐리어 베이스 모듈(1)은 적어도 하나의 전자 컴포넌트(7)를 전기적으로 연결하기 위해 접근 가능한 적어도 하나의 표면과 함께 모듈 몸체(2) 상에 배열된 리드 프레임 요소들(3a, b) 각각의 적어도 2개의 단자 측들(8, 9)을 갖는다. 그 다음에 LED 요소(4)는 모듈 몸체(2)의 장착 표면(5)의 영역에서 모듈 몸체(2) 내에 내장된 히트 싱크 요소(10) 상에 직접 장착되고, 여기서 LED 요소(4)는 적어도 2개의 리드 프레임 요소들(3a, b)의 제1 단자 측(8)에 전기적으로 연결된다.
그 후, 적어도 하나의 전자 컴포넌트(7)는 표준화된 캐리어 베이스 모듈(1)의 장착 표면(5)에 및/또는 컴포넌트 포팅 영역(6)에 장착되고, 완성된 조명 모듈을 구축하기 위해 리드 프레임 요소들(3a, b) 및/또는 추가 리드 프레임 요소들(3c, d)에 전기적으로 연결된다.
TVS 다이오드와 같은 전자 컴포넌트(7)는 LED 요소(4)에 병렬로 배열되고 2개의 리드 프레임 요소들(3a, b) 각각의 제2 단자 측(9)에 전기적으로 연결될 수 있다(도 3 참조). 대안적으로 또는 부가적으로, 서미스터 또는 빈 코드 저항기와 같은 전자 컴포넌트(7)는 처음 2개의 리드 프레임 요소들(3a, b)에 전기적으로 연결되지 않은 2개의 추가적인 리드 프레임 요소들(3c, d)에 장착될 수 있다(도 4 참조). 전자 컴포넌트(7)는 제2 쌍의 리드 프레임 요소들(3c, d)의 단자 측들(9) 상에 직접 장착될 수 있거나(도 4 참조) 리본 본드(ribbon bond)들을 통해 연결된 장착 표면(5)에 장착될 수 있다(도 6 참조).
최종적으로, 장착 표면(5) 상에 그리고 컴포넌트 포팅 영역(6) 내에, 처음 2개의 리드 프레임 요소들(3a, b)에 또는 추가 리드 프레임 요소들(3c, d)에 절연되거나 전기적으로 연결될 수 있는 추가 제2 단자 측들(9)이 존재할 수 있다(도 5 참조).
발명이 도면들 및 전술된 기재에서 예시되고 상세하게 설명되지만, 이러한 예시 및 기재는 제한적인 것이 아니라 예시적이거나 설명적인 것으로 고려되어야 하며, 발명은 개시된 실시예들로 제한되지 않는다.
특히, LED들의 수 및 특정 형상을 포함하는 LED 요소(4)는 예시적인 것으로 간주되어야 하고; 상이한 형상들, 수들 및 크기들이 가능하다. 또한, 대안적인 실시예들에서, 모듈 몸체(2)의 형상 및 크기는 상이하게 선택될 수 있다. 최종적으로, 장착 표면(5)을 둘러싸는 것뿐만 아니라, 컴포넌트 포팅 영역(6)의 리세스(11)의 위치도 모듈 몸체(2) 상의 상이한 위치에 배열될 수 있다.
개시된 실시예들의 이들 및 다른 변형들은 도면들, 개시내용, 및 첨부된 청구항들의 연구로부터 청구된 발명을 실시하는 본 기술분야의 통상의 기술자에 의해 이해되고 실행될 수 있다.
청구항들에서, 단어 "포함하는"은 다른 요소들 또는 단계들을 배제하지 않으며, 단수 표현(부정관사 “a” 또는 “an”)은 복수를 배제하지 않는다.
소정의 수단들 또는 특징들이 상호 상이한 종속 청구항들에서 인용되거나 별개의 실시예들에서 개시된다는 사실만으로 이들 수단들 및 특징들의 조합이 유리하게 사용될 수 없다는 것을 나타내지 않는다. 청구항들에서 임의의 참조 부호들은 범위를 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다.
Claims (15)
- 상이한 전자 컴포넌트들을 위한 범용 및 표준화된 모듈인, 자동차 조명 및 시그널링을 위한 조명 모듈을 위한 캐리어 베이스 모듈(1)로서,
폴리머 재료로 만들어진 모듈 몸체(2);
장착 몸체(2)의 상기 폴리머 재료 내에 내장된 적어도 2개의 리드 프레임 요소들(3a, b);
상기 모듈 몸체(2)의 장착 표면(5) 상에 장착된 광원으로서의 LED 요소(4)를 포함하고,
상기 장착 표면(5)은 상기 모듈 몸체(2) 내의 컴포넌트 포팅 영역(6) 내에 또는 그에 인접하여 배열되고;
상기 리드 프레임 요소들(3a, b) 중 적어도 2개는 상기 LED 요소(4)를 전기적으로 연결하기 위해 상기 장착 표면(5) 상에 또는 상기 컴포넌트 포팅 영역(6) 내에 배열된 제1 단자 측(8)을 갖고; 및
적어도 2개의 제2 단자 측들(9)은 상기 장착 표면(5) 상에 또는 상기 컴포넌트 포팅 영역(6) 내에 배열되어, 상기 조명 모듈을 구축하기 위해 상기 캐리어 베이스 모듈(1)의 상기 기계적 조립 후에 적어도 하나의 추가적인 전자 컴포넌트(7)가 장착될 수 있는, 캐리어 베이스 모듈. - 제1항에 있어서,
히트 싱크 요소(10)가 상기 LED 요소(4)와 접촉하는 상기 장착 표면(5)의 영역에서 상기 모듈 몸체(2)의 상기 폴리머 재료 내에 적어도 부분적으로 내장되는, 캐리어 베이스 모듈. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제2 단자 측들(9)은 동일한 리드 프레임 요소(3a, b)의 상기 제1 단자 측들(8)에 바로 인접하여 상기 컴포넌트 포팅 영역(6) 내에 배열되는, 캐리어 베이스 모듈. - 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 2개의 상이한 리드 프레임 요소들(3c, d) 상의 상기 컴포넌트 포팅 영역(6) 내에 적어도 2개의 제2 단자 측들(9)이 배열되는, 캐리어 베이스 모듈. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 단자 측들(8, 9) 중 적어도 하나는 상기 LED 요소(4)를 위한 상기 장착 표면(5) 및/또는 상기 컴포넌트 포팅 영역(6)을 둘러싸는 상기 모듈 몸체(2)의 리세스(11) 내에 배열되는, 캐리어 베이스 모듈. - 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
전기 커넥터(12)는 리본 또는 와이어 본딩에 의해 상기 적어도 2개의 리드 프레임(3a, 3b)의 상기 제1 단자 측들(8)을 상기 LED 요소(4)에 전기적으로 연결하고; 및/또는
다른 전기 커넥터는 리본 또는 와이어 본딩, 본딩, 레이저 용접 또는 접착에 의해 상기 제2 단자 측들(9)을 상기 적어도 하나의 추가적인 전자 컴포넌트(7)에 전기적으로 연결하기 위해 제공되는, 캐리어 베이스 모듈. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 범용 및 표준화된 캐리어 베이스 모듈(1)을 갖는 자동차 조명 및 시그널링을 위한 조명 모듈로서,
상기 장착 표면(5) 상에 및/또는 상기 컴포넌트 포팅 영역(6) 내에 적어도 하나의 전자 컴포넌트(7)가 장착되는, 조명 모듈. - 제7항에 있어서,
적어도 하나의 추가적인 전자 컴포넌트(7)는, 바람직하게는 상기 모듈 몸체(2)의 상기 폴리머 재료 내에 내장된 2개의 추가 리드 프레임 요소들(3c, d)에 전기적으로 연결되는 빈 코드 저항기 및/또는 열 저항기인, 조명 모듈. - 제7항 또는 제8항에 있어서,
적어도 하나의 추가적인 전자 컴포넌트(7)는 상기 LED 요소(4)에 병렬로 장착되는 TVS 다이오드인, 조명 모듈. - 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 모듈 몸체(2)의 컴포넌트 포팅 영역(6) 및 특히 상기 적어도 하나의 추가적인 전자 컴포넌트(7)를 포함하는 상기 모듈 몸체(2)의 리세스(11)는 포팅 재료에 의해 포팅되는, 조명 모듈. - 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 하나의 추가적인 전자 컴포넌트(7)는 다른 LED 요소인, 조명 모듈. - 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
적어도 하나의 커패시터가 상기 추가적인 전자 컴포넌트들(7) 및/또는 상기 LED 요소(4) 중 적어도 하나에 병렬로 장착되는, 조명 모듈. - 자동차 조명 및/또는 시그널링을 위한 맞춤형 조명 모듈을 제조하기 위한 방법으로서,
컴포넌트 포팅 영역(6)뿐만 아니라 폴리머 재료 내에 내장된 적어도 2개의 리드 프레임 요소들(3a, b)과 함께, 상기 폴리머 재료로부터 모듈 몸체(2)를 구축하는 단계 - LED 요소(4)를 전기적으로 연결하기 위한 적어도 하나의 단자 측(8) 및 적어도 하나의 전자 컴포넌트(7)를 전기적으로 연결하기 위한 제2 단자 측(9)이 상기 모듈 몸체(2) 상에 배열됨 - ;
후속하여, 상기 적어도 2개의 리드 프레임 요소(3a, b) 각각의 상기 단자 측(8)에 전기적으로 연결된 상기 모듈 몸체(2)의 장착 표면(5) 상에 LED 요소(4)를 장착함으로써, 범용 및 표준화된 캐리어 베이스 모듈(1)을 제조하는 단계; 및
이후에 적어도 하나의 전자 컴포넌트(7)를 상기 컴포넌트 포팅 영역(6)에 장착하고 완성된 조명 모듈을 구축하기 위해 상기 전자 컴포넌트(7)를 상기 리드 프레임 요소들(3a, b) 및/또는 2개의 추가 리드 프레임 요소들(3c, d)에 전기적으로 연결하는 단계
를 포함하는, 방법. - 제13항에 있어서,
상기 컴포넌트 포팅 영역(6)은 상기 전자 컴포넌트들(7)의 장착 후에 포팅 재료에 의해 포팅되는, 방법. - 제13항 또는 제14항에 있어서,
상기 모듈 몸체(2)의 구축 동안 적어도 하나의 히트 싱크 요소(10)가 장착 표면(5)의 영역에서 상기 모듈 몸체(2)에 내장되는, 방법.
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