DE102019207713B4 - Arrangement with an LED component and method for establishing a connection - Google Patents
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Abstract
Anordnung mit einem LED-Bauelement (1) mit:
- zumindest einem LED-Chip (2),
- zumindest einer isolierenden Basis (3a; 3b), wobei:
- das LED-Bauelement (1) zumindest einen Kontakt (10a bis 10f) aufweist,
- der zumindest eine Kontakt (10a bis 10f) eine metallische Kontaktfläche (100) zur elektrischen Kontaktierung zumindest einer Leiterbahn (40) einer Leiterplatte (4) aufweist,
- die zumindest eine isolierende Basis (3a; 3b) eine Montageseite (30) aufweist, die im montierten Zustand des LED-Bauelements (1) der Leiterplatte (4) zugewandt ist,
- die metallische Kontaktfläche (100) des zumindest einen Kontakts (10a bis 10f) im montierten Zustand des LED-Bauelements (1) zumindest abschnittsweise zwischen der Leiterbahn (40) der Leiterplatte (4) und der Montageseite (30) der isolierenden Basis (3a; 3b) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Kontakt (10a bis 10f) an einem freien Ende (E) zumindest als ein Keil (101), zumindest als ein Vorsprung (102) und/oder zumindest als eine Stufe ausgebildet ist,
wobei eine der Leiterbahn (40) der Leiterplatte (4) im montierten Zustand zugewandte Seite des zumindest einen Keils (101), des zumindest einen Vorsprungs (102) und/oder der zumindest einen Stufe parallel und bündig zu der Montageseite (30) oder parallel und näher an der Leiterbahn (40) der Leiterplatte (4) als die Montageseite (30) angeordnet ist, mit einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem zumindest einen Kontakt (10a bis 10f) des LED-Bauelements (1) und der Leiterbahn (40) der Leiterplatte (4),
wobei die metallische Kontaktfläche (100) des zumindest einen Kontakts (10a bis 10f) zumindest abschnittsweise zwischen der Leiterbahn (40) der Leiterplatte (4) und der Montageseite (30) der isolierenden Basis (3a; 3b) des LED-Bauelements (1) angeordnet ist,
wobei zusätzlich zu der stoffschlüssigen Verbindung zwischen einem elektrisch leitfähigen Verbindungsmaterial (5) und dem freien Ende (E) des zumindest einen Kontakts (10a bis 10f) auch eine formschlüssige Verbindung zumindest zwischen dem zumindest einen Keil (101), dem zumindest einen Vorsprung (102) und/oder der zumindest einen Stufe und dem elektrisch leitfähigen Verbindungsmaterial (5) ausgebildet ist.
Arrangement with an LED component (1) with:
- at least one LED chip (2),
- at least one insulating base (3a; 3b), wherein:
- the LED component (1) has at least one contact (10a to 10f),
- the at least one contact (10a to 10f) has a metallic contact surface (100) for electrically contacting at least one conductor track (40) of a printed circuit board (4),
- the at least one insulating base (3a; 3b) has a mounting side (30) which faces the circuit board (4) in the mounted state of the LED component (1),
- the metallic contact surface (100) of the at least one contact (10a to 10f) is arranged at least in sections between the conductor track (40) of the circuit board (4) and the mounting side (30) of the insulating base (3a; 3b) in the assembled state of the LED component (1), characterized in that the at least one contact (10a to 10f) is designed at a free end (E) at least as a wedge (101), at least as a projection (102) and/or at least as a step,
wherein a side of the at least one wedge (101), the at least one projection (102) and/or the at least one step facing the conductor track (40) of the circuit board (4) in the assembled state is arranged parallel and flush with the mounting side (30) or parallel and closer to the conductor track (40) of the circuit board (4) than the mounting side (30), with a material connection between the at least one contact (10a to 10f) of the LED component (1) and the conductor track (40) of the circuit board (4),
wherein the metallic contact surface (100) of the at least one contact (10a to 10f) is arranged at least in sections between the conductor track (40) of the printed circuit board (4) and the mounting side (30) of the insulating base (3a; 3b) of the LED component (1),
wherein in addition to the material connection between an electrically conductive connecting material (5) and the free end (E) of the at least one contact (10a to 10f), a positive connection at least between the at least one wedge (101), the at least one projection (102) and/or the at least one step and the electrically conductive connecting material (5).
Description
Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einem LED-Bauelement mit zumindest einem LED-Chip und zumindest einer isolierenden Basis, wobei das LED-Bauelement zumindest einen Kontakt aufweist, wobei der zumindest eine Kontakt eine metallische Kontaktfläche zur elektrischen Kontaktierung zumindest einer Leiterbahn einer Leiterplatte aufweist, wobei die zumindest eine isolierende Basis eine Montageseite aufweist, die im montierten Zustand des LED-Bauelements der Leiterplatte zugewandt ist und wobei die metallische Kontaktfläche des zumindest einen Kontakts im montierten Zustand des LED-Bauelements zumindest abschnittsweise zwischen der Leiterbahn der Leiterplatte und der Montageseite der isolierenden Basis angeordnet ist. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Herstellen einer Verbindung eines LED-Bauelements mit einer Leiterbahn einer Leiterplatte.The invention relates to an arrangement with an LED component with at least one LED chip and at least one insulating base, wherein the LED component has at least one contact, wherein the at least one contact has a metallic contact surface for electrically contacting at least one conductor track of a circuit board, wherein the at least one insulating base has a mounting side which faces the circuit board in the mounted state of the LED component and wherein the metallic contact surface of the at least one contact is arranged at least in sections between the conductor track of the circuit board and the mounting side of the insulating base in the mounted state of the LED component. The invention further relates to a method for producing a connection of an LED component to a conductor track of a circuit board.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift
Aus der
Aus der
Aus der
Aus der
AUFGABE UND LÖSUNGTASK AND SOLUTION
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mechanische Verbindung und einen elektrischen Kontakt zwischen einem LED-Bauelement und einer Leiterbahn einer Leiterplatte zu verbessern.The invention is based on the object of improving a mechanical connection and an electrical contact between an LED component and a conductor track of a printed circuit board.
Zur Lösung der Aufgabe sind erfindungsgemäß eine Anordnung mit einem LED-Bauelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung des LED-Bauelements mit der zumindest einen Leiterbahn der Leiterplatte mit den Merkmalen des Anspruchs 12 vorgesehen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.To achieve the object, according to the invention, an arrangement with an LED component with the features of
Gemäß der Erfindung ist eine Anordnung mit einem LED-Bauelement mit zumindest einem LED-Chip und zumindest einer isolierenden Basis vorgesehen, wobei das LED-Bauelement zumindest einen Kontakt aufweist, wobei der zumindest eine Kontakt eine metallische Kontaktfläche zur elektrischen Kontaktierung zumindest einer Leiterbahn einer Leiterplatte aufweist, wobei die zumindest eine isolierende Basis eine Montageseite aufweist, die im montierten Zustand des LED-Bauelements der Leiterplatte zugewandt ist, wobei die metallische Kontaktfläche des zumindest einen Kontakts im montierten Zustand des LED-Bauelements zumindest abschnittsweise zwischen der Leiterbahn der Leiterplatte und der Montageseite der isolierenden Basis angeordnet ist, wobei der zumindest eine Kontakt an einem freien Ende zumindest als ein Keil, zumindest als ein Vorsprung und/oder zumindest als eine Stufe ausgebildet ist, wobei eine der Leiterbahn der Leiterplatte im montierten Zustand zugewandte Seite des zumindest einen Keils, des zumindest einen Vorsprungs und/oder der zumindest einen Stufe im Wesentlichen parallel und im Wesentlichen bündig zu der Montageseite oder im Wesentlichen parallel und näher an der Leiterbahn der Leiterplatte als die Montageseite angeordnet ist.According to the invention, an arrangement is provided with an LED component with at least one LED chip and at least one insulating base, wherein the LED component has at least one contact, wherein the at least one contact has a metallic contact surface for electrically contacting at least one conductor track of a circuit board, wherein the at least one insulating base has a mounting side which faces the circuit board in the mounted state of the LED component, wherein the metallic contact surface of the at least one contact is arranged at least in sections between the conductor track of the circuit board and the mounting side of the insulating base in the mounted state of the LED component, wherein the at least one contact is designed at a free end at least as a wedge, at least as a projection and/or at least as a step, wherein a side of the at least one wedge, the at least one projection and/or the at least one step facing the conductor track of the circuit board in the mounted state is arranged substantially parallel and substantially flush with the mounting side or substantially parallel and closer to the conductor track of the circuit board than the mounting side.
Das LED-Bauelement soll gemäß der Erfindung als SMD-Bauelement ausgebildet sein. Dabei bedeutet SMD „surface-mount device“ und somit oberflächenmontiertes Bauelement. SMD-Bauelemente werden mittels lötfähiger Anschlussflächen, mittels des zumindest einen Kontakts und mittels eines elektrisch leitfähigen Verbindungsmaterials, insbesondere Lot, mit der Leiterbahn der Leiterplatte verbunden, insbesondere auf die Leiterbahn der Leiterplatte gelötet. Unter dem LED-Bauelement ist in dem vorliegenden Dokument ein lichtemittierendes HalbleiterBauelement zu verstehen. Dabei stehen die Buchstaben LED für „light-emitting diode“.According to the invention, the LED component is to be designed as an SMD component. SMD means “surface-mount device” and thus surface-mounted component. SMD components are connected to the conductor track of the circuit board by means of solderable connection surfaces, by means of at least one contact and by means of an electrically conductive connecting material, in particular solder, in particular soldered onto the conductor track of the circuit board. In this document, the LED component is to be understood as a light-emitting semiconductor component. The letters LED stand for “light-emitting diode”.
Unter dem LED-Chip ist ein einzelner LED-Chip zu verstehen oder es sind auch mehrere LED-Chips zu verstehen, wobei eine Lichtemission in einer bevorzugten Ausgestaltung im sichtbaren Bereich von dem einen oder den mehreren LED-Chips ausgeht. Der zumindest eine LED-Chip bezeichnet also ein Halbleiterleuchtmittel, das als Teil des LED-Bauelements vorgesehen ist.The LED chip is understood to mean a single LED chip or several LED chips, with light emission in the visible range emanating from the one or more LED chips in a preferred embodiment. The at least one LED chip therefore refers to a semiconductor light source that is provided as part of the LED component.
In einer bevorzugten Ausgestaltung sind mehrere Kontakte vorgesehen, die eine Kontaktierung des LED-Bauelements mit der Leiterbahn der Leiterplatte ermöglichen. Zumindest jedes einzelne LED-Bauelement weist zumindest einen Kontakt, insbesondere zwei Kontakte, insbesondere mehr als zwei Kontakte, auf. Diese Kontakte sind vorzugsweise zur elektrischen Kontaktierung vorgesehen, während noch weitere Kontakte vorgesehen sein können, die beispielsweise einen besseren Wärmeabtransport und/oder eine bessere mechanische Befestigung des LED-Bauelements auf der Leiterplatte ermöglichen. Der zumindest eine Kontakt ist somit vorzugsweise zumindest teilweise aus Metall ausgebildet.In a preferred embodiment, several contacts are provided which enable the LED component to be contacted with the conductor track of the circuit board. At least each individual LED component has at least one contact, in particular two contacts, in particular more than two contacts. These contacts are preferably provided for electrical contact, while further contacts can be provided which, for example, enable better heat dissipation and/or better mechanical fastening of the LED component on the circuit board. The at least one contact is thus preferably at least partially made of metal.
Die isolierende Basis dient der elektrischen Isolation des LED-Bauelements und somit zur Vermeidung von Kurzschlüssen oder sich als Störung auswirkenden elektrischen Verbindungen. Auch dient die isolierende Basis als statisches Stützelement, Trägerelement und/oder Gehäuse für beispielsweise den zumindest einen LED-Chip.The insulating base serves to electrically insulate the LED component and thus to prevent short circuits or electrical connections that cause interference. The insulating base also serves as a static support element, carrier element and/or housing for, for example, the at least one LED chip.
Die Montageseite der isolierenden Basis des LED-Bauelements kann verschiedene Formgebungen aufweisen. Beispielsweise kann die Montageseite zu der Leiterplatte in bestimmten Bereichen einen Abstand aufweisen oder vollständig parallel zu der Leiterplatte verlaufen. Weiter kann auch eine Kontaktierung zwischen dem LED-Bauelement und der Leiterplatte vorhanden sein, um einen Wärmeabtransport direkt an die Leiterplatte zu verstärken. In diesem Fall ist zumindest ein Kontakt, insbesondere zwei Kontakte, insbesondere mehr als zwei Kontakte, zur elektrischen Kontaktierung und zumindest ein weiterer Kontakt zum Wärmeabtransport zwischen dem LED-Bauelement und der Leiterplatte vorgesehen. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Montageseite an Berührpunkten mit der Leiterplatte aber zumindest abschnittsweise eben und parallel zu der Leiterplatte ausgestaltet. Dadurch, dass die Montageseite an Berührpunkten mit der Leiterplatte zumindest abschnittsweise eben und parallel ausgestaltet ist, kann eine sichere Auflage und somit sowohl eine sichere mechanische Befestigung als auch eine sichere elektrische Kontaktierung zwischen dem LED-Bauelement und der Leiterplatte erzielt werden.The mounting side of the insulating base of the LED component can have different shapes. For example, the mounting side can have a distance to the circuit board in certain areas or run completely parallel to the circuit board. Furthermore, there can also be a contact between the LED component and the circuit board in order to increase heat dissipation directly to the circuit board. In this case, at least one contact, in particular two contacts, in particular more than two contacts, is provided for electrical contact and at least one further contact for heat dissipation between the LED component and the circuit board. In a preferred embodiment, the mounting side is designed to be flat and parallel to the circuit board at least in sections at points of contact with the circuit board. Because the mounting side is designed to be flat and parallel at least in sections at points of contact with the circuit board, a secure support and thus both a secure mechanical fastening and a secure electrical contact between the LED component and the circuit board can be achieved.
Das freie Ende des zumindest einen Kontakts ist ein Ende, insbesondere ein Endbereich, der bei einer Montage des LED-Bauelements mit der Leiterbahn der Leiterplatte zu verbinden ist. Das freie Ende, insbesondere der Endbereich, ist damit dem LED-Chip abgewandt. In einer Ausgestaltung ist das freie Ende der isolierenden Basis abgewandt angeordnet, so dass sich die isolierende Basis bei einer Ausgestaltung mit zwei gegenüberliegenden Kontakten beispielsweise im Wesentlichen zwischen den Kontakten befindet.The free end of the at least one contact is an end, in particular an end region, which is to be connected to the conductor track of the circuit board when the LED component is mounted. The free end, in particular the end region, is thus facing away from the LED chip. In one embodiment, the free end of the insulating base is arranged facing away, so that in a configuration with two opposing contacts, the insulating base is located, for example, essentially between the contacts.
Besonders vorteilhaft wird eine Erweiterung der metallischen Kontaktfläche des Kontakts durch eine Ausbildung des freien Endes zumindest als Keil, zumindest als Vorsprung und/oder zumindest als Stufe erzielt. Daraus ergibt sich auch eine besonders stabile Fixierung des LED-Bauelements auf der Leiterplatte. Die besonders stabile Fixierung entsteht durch ein zumindest abschnittsweises Umschließen und Kontaktieren des zumindest einen Keils, des zumindest einen Vorsprungs und/oder der zumindest einen Stufe des freien Endes des Kontakts des LED-Bauelements mittels eines elektrisch leitfähigen Verbindungsmaterials, insbesondere mittels Lot. Das elektrisch leitfähige Verbindungsmaterial, insbesondere das Lot, stellt auch eine Verbindung zu der Leiterbahn der Leiterplatte her. Dadurch, dass die der Leiterbahn der Leiterplatte im montierten Zustand zugewandte Seite des zumindest einen Keils, des zumindest einen Vorsprungs und/oder der zumindest einen Stufe im Wesentlichen parallel und im Wesentlichen bündig zu der Montageseite oder im Wesentlichen parallel und näher an der Leiterbahn der Leiterplatte als die Montageseite angeordnet ist, kann eine Blasenbildung bei dem Umschließen des zumindest einen Keils, des zumindest einen Vorsprungs und/oder der zumindest einen Stufe mit dem elektrisch leitfähigen Verbindungsmaterial vermieden werden. Die Verbindung zwischen dem Kontakt und der Leiterbahn ist dadurch eine besonders stabile Verbindung und der Kontakt weist eine besonders große Kontaktfläche auf.An extension of the metallic contact surface of the contact is particularly advantageously achieved by designing the free end at least as a wedge, at least as a projection and/or at least as a step. This also results in a particularly stable fixation of the LED component on the circuit board. The particularly stable fixation is achieved by at least partially enclosing and contacting the at least one wedge, the at least one projection and/or the at least one step of the free end of the contact of the LED component by means of an electrically conductive connecting material, in particular by means of solder. The electrically conductive connecting material, in particular the solder, also establishes a connection to the conductor track of the circuit board. Because the side of the at least one wedge, the at least one projection and/or the at least one step facing the conductor track of the circuit board in the assembled state is arranged essentially parallel and essentially flush with the mounting side or essentially parallel and closer to the conductor track of the circuit board than the mounting side, bubble formation when enclosing the at least one wedge, the at least one projection and/or the at least one step with the electrically conductive connecting material can be avoided. The connection between the contact and the conductor track is therefore a particularly stable connection and the contact has a particularly large contact surface.
In einer Ausgestaltung ist das freie Ende des zumindest einen Kontakts als der zumindest eine Keil ausgestaltet. Als Keil ausgestaltet bedeutet, dass das freie Ende zumindest abschnittsweise zu der Montageseite hin zuläuft und sich im Wesentlichen parallel und im Wesentlichen bündig zu der Montageseite oder im Wesentlichen parallel und näher an der Leiterbahn der Leiterplatte als die Montageseite erstreckt. Anders ausgedrückt, verjüngt sich der Keil im montierten Zustand zu der Leiterbahn der Leiterplatte hin.In one embodiment, the free end of the at least one contact is designed as the at least one wedge. Designed as a wedge means that the free end tapers at least in sections towards the mounting side and extends essentially parallel and essentially flush with the mounting side or essentially parallel and closer to the conductor track of the circuit board than the mounting side. In other words, the wedge tapers towards the conductor track of the circuit board in the mounted state.
Besonders vorteilhaft ergeben sich durch Ausgestaltung des freien Endes als zumindest ein Keil eine größere Kontaktfläche und dadurch ein reduzierter Kontaktwiderstand. Auch eine Erzeugung eines Hinterschnitts und dadurch eine Erzeugung einer formschlüssigen Verbindung zwischen dem Keil und dem elektrisch leitfähigen Verbindungsmaterial, insbesondere Lot, ist vorteilhaft und führt zu einer sicheren Fixierung des LED-Bauelements auf der Leiterplatte.Particularly advantageously, designing the free end as at least one wedge results in a larger contact surface and thus a reduced contact resistance. Creating an undercut and thus creating a positive connection between the wedge and the electrically conductive connecting material, in particular solder, is also advantageous and leads to a secure fixation of the LED component on the circuit board.
In einer Ausgestaltung ist das freie Ende des zumindest einen Kontakts als zumindest ein Vorsprung ausgestaltet. Als Vorsprung ausgestaltet bedeutet, dass ein quaderförmiges Element zumindest als Teil des freien Endes vorgesehen ist, das senkrecht zu der Montageseite eine geringere Höhe aufweist als ein übriger Teil des zumindest einen Kontakts, aus dem sich der Vorsprung erstreckt. Die Höhe des Vorsprungs kann abschnittsweise gleich, nahezu gleich oder nur geringfügig kleiner als die Höhe des übrigen Teils des zumindest einen Kontakts sein, aus dem sich der Vorsprung erstreckt. Bevorzugt ist die Höhe des Vorsprungs aber zumindest abschnittsweise wesentlich geringer als die Höhe des übrigen Teils des zumindest einen Kontakts, aus dem sich der Vorsprung erstreckt. Beispielsweise ist die Höhe des Vorsprungs nur halb so hoch bis ein Sechstel so hoch wie die Höhe des übrigen Teils des zumindest einen Kontakts, aus dem sich der Vorsprung erstreckt.In one embodiment, the free end of the at least one contact is designed as at least one projection. Designed as a projection means that a cuboid-shaped element is provided at least as part of the free end, which has a lower height perpendicular to the mounting side than a remaining part of the at least one contact from which the projection extends. The height of the projection can be the same, almost the same, or only slightly smaller in sections than the height of the remaining part of the at least one contact from which the projection extends. Preferably, however, the height of the projection is at least in sections significantly lower than the height of the remaining part of the at least one contact from which the projection extends. For example, the height of the projection is only half as high to one sixth as high as the height of the remaining part of the at least one contact from which the projection extends.
Ein großer Höhenunterschied zwischen dem Vorsprung und dem übrigen Teil des zumindest einen Kontakts, aus dem sich der Vorsprung erstreckt, senkrecht zu der Montageseite ergibt vorteilhaft einen flach ausgebildeten Vorsprung. Der flach ausgebildete Vorsprung kann so durch ein leitfähiges Verbindungsmaterial besser überdeckt werden. Das führt zu einer sicheren Fixierung des LED-Bauelements auf der Leiterplatte und einer vorteilhaften elektrischen Kontaktierung des LED-Bauelements.A large difference in height between the projection and the remaining part of the at least one contact from which the projection extends, perpendicular to the mounting side, advantageously results in a flat projection. The flat projection can thus be better covered by a conductive connecting material. This leads to a secure fixation of the LED component on the circuit board and an advantageous electrical contacting of the LED component.
Als Stufe ausgestaltet bedeutet, dass sowohl regelmäßige Stufen, also Stufen mit gleicher Stufenhöhe und gleicher Stufentiefe als auch unregelmäßige Stufen, also Stufen mit unterschiedlicher Stufenhöhe und unterschiedlicher Stufentiefe vorgesehen sein können. Bevorzugt sind die Stufen zumindest in einem fertigungsabhängigen Toleranzbereich regelmäßig ausgestaltet. Bevorzugt hat mindestens eine Stufe eine geringere Höhe als der übrige Teil des zumindest einen Kontakts, aus dem sich die mindestens eine Stufe erstreckt.Designed as a step means that both regular steps, i.e. steps with the same step height and the same step depth, and irregular steps, i.e. steps with different step heights and different step depths, can be provided. The steps are preferably designed regularly at least within a production-dependent tolerance range. Preferably, at least one step has a lower height than the remaining part of the at least one contact from which the at least one step extends.
Besonders vorteilhaft ergibt sich durch eine Ausgestaltung des freien Endes als Stufe eine Vergrößerung der Kontaktfläche zwischen dem elektrisch leitfähigen Verbindungsmaterial und der Kontaktfläche des Kontakts. Daraus ergibt sich ein mit zunehmender Kontaktfläche geringer werdender Kontaktwiderstand. Auch führt die Ausgestaltung des freien Endes als Stufe zu einer sicheren Fixierung des LED-Bauelements auf der Leiterplatte.A particularly advantageous feature is that the free end is designed as a step, which increases the contact area between the electrically conductive connecting material and the contact area of the contact. This results in a contact resistance that decreases as the contact area increases. The design of the free end as a step also leads to a secure fixation of the LED component on the circuit board.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das LED-Bauelement als isolierende Basis ein Substrat aufweist, auf dem der LED-Chip angeordnet ist und dass der zumindest eine Kontakt als Teil des Substrats ausgebildet ist.In a further development of the invention, it is provided that the LED component has a substrate as an insulating base on which the LED chip is arranged and that the at least one contact is formed as part of the substrate.
Das LED-Bauelement weist in einer Ausgestaltung das Substrat und den LED-Chip auf dem Substrat auf. Als Substrat können jegliche elektrisch nicht leitende Materialien vorgesehen sein, die geeignet sind, in eine gewünschte Form gebracht zu werden und als Trägermaterial für ein elektronisches Bauteil zu dienen. Bevorzugt sind als Substrat ein als FR4 bezeichneter Werkstoff, zu FR4 ähnliche Werkstoffe, beispielsweise FR2, oder keramische Werkstoffe vorgesehen. FR4 bezeichnet eine Klasse von schwer entflammbaren und flammenhemmenden Verbundwerkstoffen, die aus Epoxidharz und Glasfasergewebe bestehen. Unter keramischen Werkstoffen oder technischer Keramik lassen sich jegliche anorganische nichtmetallische und polykristalline Werkstoffe fassen. Sowohl der Werkstoff FR4 als auch die keramischen Werkstoffe sind in gewünschte Formen bringbar und weisen elektrisch isolierende Eigenschaften auf. Durch eine gewünschte Formgebung des Substrats lassen sich beispielsweise verschiedenste Grundformen, wie eine Form des zumindest einen Keils, eine Form des zumindest einen Vorsprungs, eine Zinnenform oder eine Form der zumindest einen Stufe, vor allem in dem Endbereich des zumindest einen Kontakts, realisieren.In one embodiment, the LED component has the substrate and the LED chip on the substrate. Any electrically non-conductive material that is suitable for being shaped into a desired form and serving as a carrier material for an electronic component can be provided as the substrate. A material referred to as FR4, materials similar to FR4, for example FR2, or ceramic materials are preferably provided as the substrate. FR4 refers to a class of flame-retardant and flame-retardant composite materials that consist of epoxy resin and glass fiber fabric. Ceramic materials or technical ceramics include any inorganic, non-metallic and polycrystalline materials. Both the FR4 material and the ceramic materials can be shaped into desired forms and have electrically insulating properties. By shaping the substrate in the desired way, a wide variety of basic shapes can be realized, for example, such as a shape of at least one wedge, a shape of at least one projection, a crenellated shape or a shape of at least one step, especially in the end region of the at least one contact.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die metallische Kontaktfläche zumindest abschnittsweise als Beschichtung des Substrats ausgebildet ist.In a further development of the invention, it is provided that the metallic contact surface is formed at least in sections as a coating of the substrate.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Substrat zur elektrischen Kontaktierung der Leiterbahn der Leiterplatte wenigstens abschnittsweise in Form einer metallischen Kontaktfläche beschichtet, so dass das Substrat in metallisierter Form und im Bereich der metallischen Kontaktfläche den zumindest einen Kontakt ausbildet. Metallisiert bedeutet, dass das elektrisch nicht leitende Substrat eine metallische, elektrisch leitende und hitzebeständige Beschichtung aufweist oder mit zumindest einer metallischen Beschichtung versehen ist. Es ist bevorzugt vorgesehen, dass das Substrat so metallisiert ist, dass der LED-Chip durch Leiterbahnen des Substrats kontaktiert ist und das freie Ende des zumindest einen Kontakts aus dem Substrat durch die metallische Kontaktfläche ausgebildet ist. Vorzugsweise sind zumindest zwei Kontakte vorgesehen, die aus dem elektrisch nicht leitenden Substrat ausgestaltet und metallisiert sind, um eine elektrisch leitfähige Verbindung des zumindest einen Kontakts mit der zumindest einen Leiterbahn der Leiterplatte für eine elektrische Kontaktierung zu ermöglichen.In a preferred embodiment, the substrate for electrically contacting the conductor track of the circuit board is coated at least in sections in the form of a metallic contact surface, so that the substrate in metallized form and in the area of the metallic contact surface forms the at least one contact. Metallized means that the electrically non-conductive substrate has a metallic, electrically conductive and heat-resistant coating or is provided with at least one metallic coating. It is preferably provided that the substrate is metallized in such a way that the LED chip is contacted by conductor tracks of the substrate and the free end of the at least one contact is formed from the substrate by the metallic contact surface. Preferably, at least two contacts are provided which are made from the electrically non-conductive substrate and metallized in order to enable an electrically conductive connection of the at least one contact to the at least one conductor track of the circuit board for electrical contacting.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das LED-Bauelement einen Anschlussrahmen aufweist, auf dem der LED-Chip angeordnet ist und dass der zumindest eine Kontakt als Teil des Anschlussrahmens ausgebildet ist.In a further development of the invention, it is provided that the LED component has a connection frame on which the LED chip is arranged and that the at least one contact is formed as part of the connection frame.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Anschlussrahmen elektrisch leitfähig ist.In a further development of the invention, it is provided that the connection frame is electrically conductive.
Das LED-Bauelement weist in einer Ausgestaltung den Anschlussrahmen, auch Lead-Frame genannt, und den LED-Chip auf dem Anschlussrahmen auf. Als Anschlussrahmen können jegliche elektrisch leitfähige Materialien oder elektrisch leitfähig beschichtete Materialien vorgesehen sein, die geeignet sind, in eine gewünschte Form gebracht zu werden und als Trägermaterial für ein elektronisches Bauteil zu dienen. Bevorzugt sind für den Anschlussrahmen metallische Werkstoffe, beispielsweise Kupfer, vorgesehen. Die metallischen Werkstoffe sind elektrisch leitend. Durch eine gewünschte Formgebung des Anschlussrahmens lassen sich am freien Ende, insbesondere im Endbereich, des zumindest einen Kontakts beispielsweise verschiedenste Grundformen, wie eine Form des zumindest einen Keils, eine Form des zumindest einen Vorsprungs, eine Zinnenform oder eine Form der zumindest einen Stufe, realisieren. Dabei kann die gewünschte Formgebung beispielsweise durch Biegen des Anschlussrahmens oder mittels Prägen, Lasern oder einem anderen geeigneten Verfahren erfolgen.In one embodiment, the LED component has the connection frame, also called a lead frame, and the LED chip on the connection frame. Any electrically conductive materials or electrically conductive coated materials that are suitable for being shaped into a desired form and serving as a carrier material for an electronic component can be provided as the connection frame. Metallic materials, for example copper, are preferably provided for the connection frame. The metallic materials are electrically conductive. By giving the connection frame the desired shape, a wide variety of basic shapes, such as a shape of at least one wedge, a shape of at least one projection, a crenellated shape or a shape of at least one step, can be realized at the free end, in particular in the end region, of the at least one contact. The desired shape can be achieved, for example, by bending the connection frame or by means of embossing, lasering or another suitable method.
In einer Ausgestaltung erstreckt sich der zumindest eine Keil, der zumindest eine Vorsprung und/oder die zumindest eine Stufe an dem freien Ende, insbesondere in dem Endbereich, des zumindest einen Kontakts aus dem elektrisch leitfähigen Anschlussrahmen heraus. Dabei ist der Anschlussrahmen aus elektrisch leitfähigem Vollmaterial ausgebildet.In one embodiment, the at least one wedge, the at least one projection and/or the at least one step extends out of the electrically conductive connection frame at the free end, in particular in the end region, of the at least one contact. The connection frame is made of electrically conductive solid material.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die metallische Kontaktfläche zumindest abschnittsweise als Beschichtung des Anschlussrahmens ausgebildet ist.In a further development of the invention, it is provided that the metallic contact surface is formed at least in sections as a coating of the connection frame.
Bevorzugt ist der Anschlussrahmen zur elektrischen Kontaktierung der Leiterbahn der Leiterplatte wenigstens abschnittsweise metallisiert oder beschichtet, so dass der metallisierte Anschlussrahmen den zumindest einen Kontakt ausbildet. Metallisiert bedeutet, dass ein Trägermaterial, insbesondere metallische Werkstoffe, beispielsweise Kupfer, zumindest eine metallische, elektrisch leitende und hitzebeständige Beschichtung aufweist. Es ist vorgesehen, dass der Anschlussrahmen so metallisiert ist, dass der LED-Chip kontaktiert ist und der zumindest eine Kontakt dadurch mit dem LED-Chip elektrisch verbunden ist. Das kann beispielsweise mittels eines sogenannten Bonddrahts realisiert sein. Vorzugsweise sind aus dem Anschlussrahmen zumindest zwei Kontakte in Form zumindest eines Keils, zumindest eines Vorsprungs und/oder zumindest einer Stufe ausgebildet, die sich aus dem Anschlussrahmen erstrecken und metallisiert sind, um eine elektrisch leitfähige Verbindung des zumindest einen Kontakts mit der zumindest einen Leiterbahn der Leiterplatte für eine elektrische Kontaktierung zwischen dem LED-Bauelement und der Leiterplatte zu ermöglichen.Preferably, the connection frame is metallized or coated at least in sections for electrically contacting the conductor track of the circuit board, so that the metallized connection frame forms the at least one contact. Metallized means that a carrier material, in particular metallic materials, for example copper, has at least one metallic, electrically conductive and heat-resistant coating. It is provided that the connection frame is metallized in such a way that the LED chip is contacted and the at least one contact is thereby electrically connected to the LED chip. This can be achieved, for example, by means of a so-called bonding wire. Preferably, at least two contacts in the form of at least one wedge, at least one projection and/or at least one step are formed from the connection frame, which extend from the connection frame and are metallized in order to enable an electrically conductive connection of the at least one contact to the at least one conductor track of the circuit board for electrical contact between the LED component and the circuit board.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das LED-Bauelement als isolierende Basis ein Gehäuse aufweist, wobei der Anschlussrahmen zumindest abschnittsweise von der isolierenden Basis umgeben ist und die isolierende Basis den Anschlussrahmen stützt.In a further development of the invention, it is provided that the LED component has a housing as an insulating base, wherein the connection frame is at least partially surrounded by the insulating base and the insulating base supports the connection frame.
Das Gehäuse ist bevorzugt aus Kunststoff ausgebildet, kann aber auch aus anderen Materialien ausgebildet sein. Vorteilhaft wird das Kunststoffgehäuse bei einem Herstellungsprozess so hergestellt, dass der Anschlussrahmen zumindest abschnittsweise umspritzt wird. Das Gehäuse stabilisiert somit den Anschlussrahmen. Das Gehäuse weist auf einer Seite, an der der zumindest eine LED-Chip angeordnet ist, eine Öffnung auf, sodass das Halbleiterleuchtmittel durch diese Öffnung freigelegt ist und Licht abstrahlen kann. Beispielsweise kann die Öffnung auf einer Oberseite, die der Leiterplatte abgewandt ist, oder auf einer Seite des LED-Bauelements angeordnet sein. Weiter ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung zumindest ein Teil des zumindest einen Kontakts und zwar das freie Ende des zumindest einen Kontakts aus dem Gehäuse herausgeführt, um eine Leiterbahn der Leiterplatte elektrisch kontaktieren zu können.The housing is preferably made of plastic, but can also be made of other materials. The plastic housing is advantageously manufactured in a manufacturing process such that the connection frame is overmolded at least in sections. The housing thus stabilizes the connection frame. The housing has an opening on a side on which the at least one LED chip is arranged, so that the semiconductor light source is exposed through this opening and can emit light. For example, the opening can be arranged on a top side facing away from the circuit board or on a side of the LED component. Furthermore, in an advantageous embodiment, at least part of the at least one contact, namely the free end of the at least one contact, is protruding from the housing. in order to be able to electrically contact a conductor track on the circuit board.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der zumindest eine Keil eine Keilfläche aufweist, wobei die Keilfläche eben oder gewölbt ausgebildet ist.In a further development of the invention, it is provided that the at least one wedge has a wedge surface, wherein the wedge surface is flat or curved.
Die Keilfläche ist eine der Montageseite abgewandte sowie geneigte Fläche. Die Keilfläche schließt mit der Montageseite einen Keilwinkel von kleiner 90°, insbesondere kleiner 60°, insbesondere kleiner 35° ein. Vorzugsweise schließt die Keilfläche mit der Montageseite einen Keilwinkel mindestens 2°, insbesondere 35°, insbesondere zwischen 2° und 60°, ein.The wedge surface is an inclined surface facing away from the mounting side. The wedge surface forms a wedge angle of less than 90°, in particular less than 60°, in particular less than 35°, with the mounting side. Preferably, the wedge surface forms a wedge angle of at least 2°, in particular 35°, in particular between 2° and 60°, with the mounting side.
Wenn die Keilfläche eben ausgebildet ist, ist der Keilwinkel konstant. Wenn die Keilfläche gewölbt ausgebildet ist, bedeutet das, dass die Keilfläche bauchig in einer Richtung weg von der Montageseite oder in einer Richtung hin zu der Montageseite ausgebildet ist.If the wedge surface is flat, the wedge angle is constant. If the wedge surface is curved, this means that the wedge surface is bulbous in a direction away from the mounting side or in a direction towards the mounting side.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Keilfläche konkav gewölbt ausgebildet ist.In a further development of the invention, it is provided that the wedge surface is concavely curved.
Konkav bedeutet, dass die Keilfläche bauchig in Richtung hin zu der Montageseite ausgebildet ist. Durch eine konkave Ausgestaltung der Keilfläche entsteht eine besonders große metallische Kontaktfläche. Der Kontaktwiderstand wird dadurch reduziert. Weiter ist die Erzeugung eines ausgeprägteren Hinterschnitts zwischen dem zumindest einen Keil, dem zumindest einen Vorsprung und/oder der zumindest einen Stufe und dem elektrisch leitfähigen Verbindungsmaterial, insbesondere Lot, durch die konkave Ausgestaltung der Keilfläche, verglichen mit der ebenen Keilfläche, möglich.Concave means that the wedge surface is bulging in the direction of the mounting side. A concave design of the wedge surface creates a particularly large metallic contact surface. The contact resistance is thereby reduced. Furthermore, the creation of a more pronounced undercut between the at least one wedge, the at least one projection and/or the at least one step and the electrically conductive connecting material, in particular solder, is possible due to the concave design of the wedge surface, compared to the flat wedge surface.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass mehrere Keile, Vorsprünge und/oder Stufen vorgesehen sind, die jeweils mit einer der Leiterbahn der Leiterplatte im montierten Zustand zugewandten Seite im Wesentlichen parallel zu der Montageseite angeordnet sind.In a further development of the invention, it is provided that a plurality of wedges, projections and/or steps are provided, each of which is arranged with a side facing the conductor track of the circuit board in the assembled state substantially parallel to the mounting side.
In einer Ausgestaltung können sich der zumindest eine Keil, der zumindest eine Vorsprung und/oder die zumindest eine Stufe im Wesentlichen parallel zu der Montageseite in jegliche freie Richtung erstrecken.In one embodiment, the at least one wedge, the at least one projection and/or the at least one step can extend substantially parallel to the mounting side in any free direction.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die mehreren Keile, Vorsprünge und/oder Stufen senkrecht zu der Montageseite übereinander angeordnet sind.In a further development of the invention, it is provided that the plurality of wedges, projections and/or steps are arranged one above the other perpendicular to the mounting side.
In einer Ausgestaltung kann eine Kombination aus Keil, Vorsprung und/oder Stufe übereinander angeordnet sein. Vorzugsweise können mehrere gleich ausgestaltete Keile, Vorsprünge und/oder Stufen senkrecht zu der Montageseite übereinander vorgesehen sein, und zwar entlang der Höhe des übrigen Teils des zumindest einen Kontakts, aus dem sich der jeweilige Keil, der jeweilige Vorsprung und/oder die jeweilige Stufe erstreckt. Weiter können an dem LED-Bauelement auch mehrere verschiedene Kontakte vorgesehen sein, die als Keil, Vorsprung und/oder Stufe unterschiedlich ausgebildet sind. Die Kontakte an dem LED-Bauelement können jedoch auch als Keil, Vorsprung oder Stufe gleich ausgebildet sein.In one embodiment, a combination of wedge, projection and/or step can be arranged one above the other. Preferably, several identically designed wedges, projections and/or steps can be provided one above the other perpendicular to the mounting side, along the height of the remaining part of the at least one contact from which the respective wedge, projection and/or step extends. Furthermore, several different contacts can also be provided on the LED component, which are designed differently as a wedge, projection and/or step. However, the contacts on the LED component can also be designed identically as a wedge, projection or step.
Mehrere Keile, Vorsprünge und/oder Stufen können die Kontakteigenschaften verbessern. Die metallische Kontaktfläche zwischen dem elektrisch leitfähigen Verbindungsmaterial und den mehreren Keilen, Vorsprüngen und/oder Stufen des Kontakts vergrößert sich und daraus ergibt sich auch der mit zunehmender metallischer Kontaktfläche geringer werdende Kontaktwiderstand. Zusätzlich ist die Erzeugung von mehreren Hinterschnitten zwischen dem elektrisch leitfähigen Verbindungsmaterial und den mehreren Keilen, Vorsprüngen und/oder Stufen positiv für eine stabile Fixierung des LED-Bauelements auf der Leiterplatte.Multiple wedges, projections and/or steps can improve the contact properties. The metallic contact area between the electrically conductive connecting material and the multiple wedges, projections and/or steps of the contact increases, and this also results in the contact resistance decreasing as the metallic contact area increases. In addition, the creation of multiple undercuts between the electrically conductive connecting material and the multiple wedges, projections and/or steps is positive for a stable fixation of the LED component on the circuit board.
Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen einer Verbindung eines LED-Bauelements mit zumindest einer Leiterbahn einer Leiterplatte vorgesehen, mit den Schritten:
- - Aufsetzen zumindest eines Kontakts des LED-Bauelements auf die zumindest eine Leiterbahn der Leiterplatte;
- - Herstellen der Verbindung des zumindest einen Kontakts mit der Leiterbahn der Leiterplatte, wobei die Verbindung eine stoffschlüssige Verbindung, insbesondere eine Lötverbindung, zwischen einem elektrisch leitfähigen Verbindungsmaterial, dem zumindest einen Kontakt und der zumindest einen Leiterbahn der Leiterplatte ist und wobei das elektrisch leitfähige Verbindungsmaterial das zumindest als ein Keil, zumindest als ein Vorsprung und/oder zumindest als eine Stufe ausgebildete freie Ende des zumindest einen Kontakts zumindest abschnittsweise umgibt und dadurch eine formschlüssige Verbindung ausbildet.
- - placing at least one contact of the LED component on the at least one conductor track of the circuit board;
- - Establishing the connection of the at least one contact to the conductor track of the circuit board, wherein the connection is a material connection, in particular a soldered connection, between an electrically conductive connecting material, the at least one contact and the at least one conductor track of the circuit board and wherein the electrically conductive connecting material at least partially surrounds the free end of the at least one contact, which is designed at least as a wedge, at least as a projection and/or at least as a step, and thereby forms a positive connection.
Die Leiterbahn der Leiterplatte ist zur Verbindung von elektrischen Bauelementen, wie SMD-Bauelementen, auf der Leiterplatte vorgesehen und dient zur Strom- sowie Spannungsversorgung, zur Signalübertragung und auch zur Temperaturableitung.The conductor track of the circuit board is intended for connecting electrical components, such as SMD components, on the circuit board and is used for current and voltage supply, for signal transmission and also for temperature dissipation.
Als elektrisch leitfähiges Verbindungsmaterial ist in einer bevorzugten Ausgestaltung Lot vorgesehen. Lot bezeichnet eine Legierung, die je nach Einsatzzweck aus einer bestimmten Mischung von Metallen besteht. Das Lot kann vorliegend dazu dienen, geeignete Metalle und Legierungen zu verlöten, indem sich das Lot als Schmelze oberflächlich mit den geeigneten Metallen und Legierungen verbindet, insbesondere stoffschlüssig verbindet, und nach einer Abkühlung erstarrt. Das Lot dient vorzugsweise als elektrisch leitfähiges Verbindungsmaterial zur Verbindung des zumindest einen Kontakts des LED-Bauelements mit der Leiterbahn der Leiterplatte.In a preferred embodiment, solder is provided as an electrically conductive connecting material. Solder refers to an alloy that consists of a specific mixture of metals depending on the intended use. In this case, the solder can be used to solder suitable metals and alloys by the solder bonding itself as a melt to the surface of the suitable metals and alloys, in particular bonding it with a material bond, and solidifying after cooling. The solder preferably serves as an electrically conductive connecting material for connecting the at least one contact of the LED component to the conductor track of the circuit board.
Als stoffschlüssige Verbindung wird eine Verbindung bezeichnet, bei der die Verbindungspartner durch atomare oder molekulare Kräfte zusammengehalten werden. Die stoffschlüssige Verbindung ist gleichzeitig auch eine nicht zerstörungsfrei lösbare Verbindung. A bonded connection is a connection in which the connecting partners are held together by atomic or molecular forces. At the same time, the bonded connection is also a connection that cannot be separated without destruction.
Als formschlüssige Verbindung wird eine Verbindung bezeichnet, bei der mindestens zwei Verbindungspartner komplementär zueinander ausgebildet aneinander angreifen und dadurch eine Bewegung in mindestens einer Bewegungsrichtung verhindert oder gesperrt ist. Insbesondere greifen die Verbindungspartner ineinander ein und können eine Kraft aufeinander übertragen. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die formschlüssige Verbindung zwischen dem zumindest einen Keil, dem zumindest einen Vorsprung und/oder der zumindest einen Stufe des zumindest einen Kontakts des LED-Bauelements und dem elektrisch leitfähigen Verbindungsmaterial ausgebildet. Die formschlüssige Verbindung besteht insbesondere in einer senkrecht zu der Montageseite verlaufenden Richtung.A positive connection is a connection in which at least two connection partners, designed to be complementary to one another, engage one another and thereby prevent or block movement in at least one direction of movement. In particular, the connection partners engage one another and can transfer a force to one another. In a preferred embodiment, the positive connection is formed between the at least one wedge, the at least one projection and/or the at least one step of the at least one contact of the LED component and the electrically conductive connection material. The positive connection exists in particular in a direction running perpendicular to the mounting side.
Durch Erstarren des Lots entsteht eine komplementäre Formgebung des Lots zu dem zumindest einen Keil, dem zumindest einen Vorsprung und/oder der zumindest einen Stufe und somit des elektrisch leitfähigen Verbindungsmaterials zu dem zumindest einen Keil, dem zumindest einen Vorsprung und/oder der zumindest einen Stufe. Dadurch ergibt sich die formschlüssige Verbindung.Solidification of the solder results in a complementary shape of the solder to the at least one wedge, the at least one projection and/or the at least one step and thus of the electrically conductive connecting material to the at least one wedge, the at least one projection and/or the at least one step. This results in the form-fitting connection.
Besonders vorteilhaft ist die stoffschlüssige Verbindung durch die formschlüssige Verbindung ergänzt und ermöglicht somit eine besonders stabile Fixierung des LED-Bauelements auf der Leiterplatte. Die besonders stabile Fixierung ist beispielsweise gegen Vibrationen bei einem Einsatz der LED-Bauelemente in Fahrzeugen oder tragbaren Geräten relevant.The material connection is particularly advantageous when supplemented by the form-fitting connection, thus enabling the LED component to be fixed particularly securely to the circuit board. The particularly stable fixation is relevant, for example, to protect against vibrations when the LED components are used in vehicles or portable devices.
Gemäß der Erfindung ist eine Anordnung mit einem LED-Bauelement, zumindest einer Leiterbahn einer Leiterplatte und einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen zumindest einem Kontakt des LED-Bauelements und der Leiterbahn der Leiterplatte vorgesehen, wobei eine metallische Kontaktfläche des zumindest einen Kontakts zumindest abschnittsweise zwischen der Leiterbahn der Leiterplatte und einer Montageseite einer isolierenden Basis des LED-Bauelements angeordnet ist, wobei ein freies Ende des zumindest einen Kontakts zumindest als ein Keil, zumindest als ein Vorsprung und/oder zumindest als eine Stufe ausgebildet ist und dass zusätzlich zu der stoffschlüssigen Verbindung zwischen einem elektrisch leitfähigen Verbindungsmaterial und dem freien Ende des Kontakts auch eine formschlüssige Verbindung zumindest zwischen dem zumindest einen Keil, dem zumindest einen Vorsprung und/oder der zumindest einen Stufe und dem elektrisch leitfähigen Verbindungsmaterial ausgebildet ist.According to the invention, an arrangement is provided with an LED component, at least one conductor track of a circuit board and a material-locking connection between at least one contact of the LED component and the conductor track of the circuit board, wherein a metallic contact surface of the at least one contact is arranged at least in sections between the conductor track of the circuit board and a mounting side of an insulating base of the LED component, wherein a free end of the at least one contact is designed at least as a wedge, at least as a projection and/or at least as a step and that in addition to the material-locking connection between an electrically conductive connecting material and the free end of the contact, a positive connection is also formed at least between the at least one wedge, the at least one projection and/or the at least one step and the electrically conductive connecting material.
Vorteilhaft wirkt die formschlüssige Verbindung in einer Richtung senkrecht zu der Montageseite und parallel zu der Montageseite. Parallel zu der Montageseite, da bevorzugt zwei gegenüberliegende Kontakte vorgesehen sind, die jeweils von einer dem LED-Bauelement abgewandten Seite von dem elektrisch leitfähigen Verbindungsmaterial, insbesondere Lot, umgeben sind. Dadurch ist eine besonders stabile mechanische Fixierung des LED-Bauelements auf der Leiterplatte gewährleistet.The positive connection is advantageous in a direction perpendicular to the mounting side and parallel to the mounting side. Parallel to the mounting side, since two opposing contacts are preferably provided, each of which is surrounded by the electrically conductive connecting material, in particular solder, on a side facing away from the LED component. This ensures a particularly stable mechanical fixation of the LED component on the circuit board.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung, die anhand der Figuren erläutert sind. In den Zeichnungen dargestellte oder beschriebene Einzelmerkmale lassen sich dabei in beliebiger Weise kombinieren, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten. Dies gilt auch für die Kombination von Einzelmerkmalen ohne weitere Einzelmerkmale, mit denen sie in Zusammenhang beschrieben sind. Dabei zeigen:
-
1 eine isometrische Ansicht eines LED-Bauelements mit einem Substrat und zwei Kontakten gemäß einer ersten und einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; -
2 einen ersten Abschnitt einer Seitenansicht des LED-Bauelements der 1 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung; -
3 einen zweiten Abschnitt einer Seitenansicht des LED-Bauelements der 1 gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung; -
4 einen Abschnitt einer Seitenansicht des LED-Bauelements mit einem Substrat gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung; -
5 einen Abschnitt einer Seitenansicht des LED-Bauelements mit einem Substrat gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung; -
6 eine isometrische Ansicht eines LED-Bauelements mit einem Anschlussrahmen und zwei Kontakten gemäß einer fünften und einer sechsten Ausführungsform der Erfindung; -
7 einen ersten Abschnitt einer Schnittansicht des LED-Bauelements der 6 gemäß der fünften Ausführungsform der Erfindung; und -
8 einen ersten Abschnitt einer Schnittansicht des LED-Bauelements der 6 gemäß der sechsten Ausführungsform der Erfindung.
-
1 an isometric view of an LED component with a substrate and two contacts according to a first and a second embodiment of the invention; -
2 a first section of a side view of the LED component of the1 according to the first embodiment of the invention; -
3 a second section of a side view of the LED device of the1 according to the second embodiment of the invention; -
4 a portion of a side view of the LED component with a substrate according to a third embodiment of the invention; -
5 a portion of a side view of the LED component with a substrate according to a fourth embodiment of the invention; -
6 an isometric view of an LED component with a lead frame and two contacts according to a fifth and a sixth embodiment of the invention; -
7 a first section of a sectional view of the LED component of the6 according to the fifth embodiment of the invention; and -
8 a first section of a sectional view of the LED component of the6 according to the sixth embodiment of the invention.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS
Ein freies Ende E des Kontakts 10a der isolierenden Basis 3a bildet einen Keil 101 aus. Der Keil 101 weist eine Keilfläche 1010 auf, die an einer der Montageseite 30 abgewandten Seite angeordnet ist. Die Keilfläche 1010 verläuft zu der Montageseite 30 hin und verjüngt sich. Dabei verläuft eine der Leiterplatte 4 zugewandte Seite des Keils 101 parallel und bündig zu der Montageseite 30 der isolierenden Basis 3a. Die metallische Kontaktfläche 100 umgibt den Keil 101.A free end E of the
Das elektrisch leitfähige Verbindungsmaterial 5 bildet eine stoffschlüssige Verbindung zwischen der metallischen Kontaktfläche 100 und der Leiterbahn 40 der Leiterplatte 4. Dazu besteht die stoffschlüssige Verbindung zum einen zwischen der metallischen Kontaktfläche 100 und dem elektrisch leitfähigen Verbindungsmaterial 5 und zum anderen zwischen dem elektrisch leitfähigen Verbindungsmaterial 5 und der Leiterbahn 40. Die stoffschlüssige Verbindung zwischen der metallischen Kontaktfläche 100 und dem elektrisch leitfähigen Verbindungsmaterial 5 erstreckt sich vollständig in einem Bereich zwischen der metallischen Kontaktfläche 100 und der Leiterplatte 4, während die stoffschlüssige Verbindung nur über einen Teil der Keilfläche 1010 ausgebildet ist und eine der Montageseite 30 abgewandte Oberseite der isolierenden Basis 3a nicht erreicht. Die stoffschlüssige Verbindung zwischen der metallischen Kontaktfläche 100 und der Leiterbahn 40 erstreckt sich vollständig in einem Bereich, in dem das elektrisch leitfähige Verbindungsmaterial 5 die Leiterbahn 40 kontaktiert.The electrically conductive connecting
Weiter umschließt das elektrisch leitfähige Verbindungsmaterial 5 den Keil 101 zumindest abschnittsweise. Durch das zumindest abschnittsweise Umschließen des Keils 101 bildet das elektrisch leitfähige Verbindungsmaterial 5 zusätzlich zu der stoffschlüssigen Verbindung auch noch eine formschlüssige Verbindung aus. Die formschlüssige Verbindung besteht zumindest in einer Richtung senkrecht zu der Montageseite 30 der isolierenden Basis 3a und ermöglicht eine besonders stabile Fixierung und großflächige elektrische Kontaktierung des LED-Bauelements 1 auf der Leiterplatte 4. Die formschlüssige Verbindung ist gemäß
Im Ergebnis ergibt sich eine besonders stabile Fixierung und eine großflächige Kontaktierung des LED-Bauelements 1 auf der Leiterplatte 4. Dies ist beispielsweise für mobile Anwendungen in Fahrzeugen oder tragbaren Geräten von großem Vorteil.The result is a particularly stable fixation and a large-area contact of the
Der Keil 101 ist bei der zweiten Ausführungsform mit konkaver Keilfläche 1012 ausgebildet. Die konkave Keilfläche 1012 weist in der in
Das elektrisch leitfähige Verbindungsmaterial 5 umschließt den Keil 101 im Bereich der konkav ausgebildeten Keilfläche 1012 in einem flächenbezogen größeren Bereich als bei der ersten Ausführungsform aus
Das freie Ende E des Kontakts 10c ist bei der dritten Ausführungsform als quaderförmiger Vorsprung 102 ausgebildet. Der Vorsprung 102 weist eine Höhe senkrecht zu der Montageseite 30 auf, die etwa einem Fünftel einer Höhe des übrigen Teils der isolierenden Basis 3a senkrecht zu der Montageseite 30 entspricht. Zweckmäßig ist der Vorsprung 102 zwar in der Höhe niedriger als der der übrige Teil der isolierenden Basis 3a aber dennoch stabil ausgebildet.In the third embodiment, the free end E of the
Das elektrisch leitfähige Verbindungsmaterial 5 umschließt den Vorsprung 102 vollständig und noch ausgeprägter als bei der ersten und zweiten Ausführungsform aus
Bei der vierten Ausführungsform sind mehrere Vorsprünge 102a, 102b und 102c dargestellt, die entlang der Richtung senkrecht zu der Montageseite 30 übereinander und parallel zu der Montageseite 30 angeordnet sind. Anders ausgedrückt, sind mehrere anhand der dritten Ausführungsform aus
Das elektrisch leitfähige Verbindungsmaterial 5, insbesondere das Lot, umschließt die Vorsprünge 102a und 102b vollständig und fixiert das LED-Bauelement 1 dadurch noch stabiler als bei der ersten, zweiten und dritten Ausführungsform aus
Die Vorzüge des Vorsprungs 102 der dritten Ausführungsform aus
Eine Ausbildung eines freien Endes E des Kontakts 10e ist in
Das elektrisch leitfähige Verbindungsmaterial 5 umschließt hier den Vorsprung 102a auf dessen Außenseite vollständig und noch ausgeprägter als bei der ersten und zweiten Ausführungsform aus
Bei der sechsten Ausführungsform ist das freie Ende E des Kontakts 10f in Form mehrerer Vorsprünge 102a, 102b, 102c, 102d, 102e und 102f ausgebildet, wobei die mehreren Vorsprünge 102a, 102b, 102c, 102d, 102e und 102f entlang der Richtung senkrecht zu der Montageseite 30 übereinander und parallel zu der Montageseite 30 angeordnet sind. Die mehreren Vorsprünge 102a, 102b, 102c, 102d, 102e und 102f erstrecken sich parallel zu der Montageseite 30 aus dem Anschlussrahmen 6. Die mehreren Vorsprünge 102b, 102c, 102d und 102e, insgesamt vier Vorsprünge, sind jeweils quaderförmig mit gleichen Abmessungen ausgebildet, während die Vorsprünge 102a und 102f eine größere Höhe senkrecht zu der Montageseite 30 aufweisen. Der Vorsprung 102a ist mit seiner der Leiterplatte 4 zugewandten Unterseite im Wesentlichen bündig und im Wesentlichen fluchtend an der Montageseite 30 ausgerichtet. Die mehreren Vorsprünge 102a, 102b, 102c, 102d, 102e und 102f sind in Höhenrichtung gleichmäßig voneinander beabstandet aus dem Anschlussrahmen 6 ausgebildet. Ein Ausformen der Vorsprünge 102a, 102b, 102c, 102d, 102e und 102f kann beispielsweise durch Prägen, Lasern oder weitere geeignete Verfahren geschehen.In the sixth embodiment, the free end E of the
Das elektrisch leitfähige Verbindungsmaterial 5, insbesondere das Lot, umschließt die Vorsprünge 102a, 102b, 102c, 102d und 102e vollständig und fixiert das LED-Bauelement 1 dadurch stoff- und formschlüssig stabil auf der Leiterplatte 4. Der Vorsprung 102f hingegen ist nicht von dem elektrisch leitfähigen Verbindungsmaterial 5 umschlossen.The electrically conductive connecting
Die Vorzüge des quaderförmigen Vorsprungs 102 der Ausführungsform aus
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102019207713.7A DE102019207713B4 (en) | 2019-05-27 | 2019-05-27 | Arrangement with an LED component and method for establishing a connection |
Applications Claiming Priority (1)
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Patent Citations (5)
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