(57)【要約】本発明は、光源モジュールであって、複数のＬＥＤが設けられており、該ＬＥＤが、絶縁層（３）を介して金属支持体（４）に接続されている形式のものに関する。  機械的な作用を防護しかつリフレクタを形成するためには、ＬＥＤが、フレーム（１０）によって取り囲まれており、温度変動によって生ぜしめられる応力が吸収されるように、フレーム（１０）が、伸縮継ぎ目（１３）によって複数の部分に区分けされている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源モジュールであって、複数のＬＥＤが設けられており、該ＬＥＤが、絶縁的に金属支持体（４）に接続されている形式のものにおいて、
ＬＥＤが、フレーム（１０）によって取り囲まれており、該フレーム（１０）とＬＥＤとの間に封止材料（１１，１２）が配置されており、フレーム（１０）が、伸縮継ぎ目（１３）を有していることを特徴とする、光源モジュール。
【請求項２】
フレーム（１０）が、複数のフレーム部分（１０ａ，１０ｂ）に伸縮継ぎ目によって区分けされている、請求項１記載の光源モジュール。
【請求項３】
フレーム部分あたり最大で４つの切欠き（１４）が、ＬＥＤを収容するために設けられている、請求項１または２記載の光源モジュール。
【請求項４】
フレーム（１０）が、プラスチックから製作されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の光源モジュール。
【請求項５】
フレーム（１０）が、下側でプリント配線板（８）に対して接着されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の光源モジュール。
【請求項６】
金属支持体（４）が、アルミニウムまたは銅から製作されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の光源モジュール。
【請求項７】
ＬＥＤが、パターンで配置されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の光源モジュール。
【請求項８】
請求項２から７までのいずれか１項記載の光源モジュールを製作するための方法において、
フレーム（１０）の区分けをソーイング装置によって実施し、これによって、フレーム部分の間に分離切断部（１４）を形成することを特徴とする、光源モジュールを製作するための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源モジュールであって、複数のＬＥＤ（ＬＥＤ＝ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｅｖｉｃｅ）が設けられており、該ＬＥＤが、絶縁的に金属支持体に接続されている形式のものに関する。
【０００２】
このような形式の光源モジュールは、たとえばドイツ連邦共和国特許出願公開第１００５１１５９号明細書に記載されている。
【０００３】
本特許出願は、ドイツ連邦共和国特許出願第１０２４５９４５．２号明細書の優先権を請求している。したがって、その開示内容が本発明に反映される。
【０００４】
まだ公開されていないドイツ連邦共和国特許出願第１０２２９０６７号明細書に基づき、たとえばＬＥＤをフレーム内に配置し、このフレームとＬＥＤとの間の領域を封止材料で充填することが公知である。リフレクタを得るために、有利には、まず、反射性の封止材料がフレームとＬＥＤとの間の領域に注入され、次いで、透明な封止材料で完全に封止される。
【０００５】
このように製作された光源モジュールは、ただ１つのＬＥＤがフレームの内部に配置されている場合に問題なく機能する。
【０００６】
しかし、複数のＬＥＤが１つのフレーム内に配置されている場合には、このフレームが封止材料によって完全に金属支持体に面接続されている。この金属支持体には、ＬＥＤが絶縁層を介して配置されている。
【０００７】
著しく異なる温度負荷時には、金属支持体がフレームに対して異なる程度で膨張する。なぜならば、フレームは一般的に金属から成っておらず、したがって、両材料が互いに異なる膨張係数を有しているからである。
【０００８】
両構成部材の互いに異なる膨張係数によって、負荷がＬＥＤに加えられる。したがって、このことは、個々のＬＥＤの故障もしくは全光源モジュールの破壊を生ぜしめ得る。
【０００９】
したがって、本発明の課題は、激しく変化する温度条件にも耐えられる光源モジュールを提供することである。
【００１０】
この課題は、本発明によれば、ＬＥＤが、フレームによって取り囲まれており、該フレームとＬＥＤとの間に封止材料が配置されており、フレームが、伸縮継ぎ目を有していることによって解決される。
【００１１】
伸縮継ぎ目をフレームに形成することによって、のちに公開されるドイツ連邦共和国特許出願第１０２２９０６７号明細書に基づき公知のテクノロジを使用し、フレームをＬＥＤに装着し、中間室を封止材料で充填することが可能となる。
【００１２】
伸縮継ぎ目は、フレームにおける、膨張時に変形することができる極めて薄く保たれた箇所によって実現されていてもよいし、完全にフレームを通って一貫して延びるスリットによって実現されていてもよい。
【００１３】
有利な構成によれば、フレームが、複数のフレーム部分に伸縮継ぎ目によって区分けされている。
【００１４】
この場合、１つのフレーム部分は、有利には最大で４つの切欠きを有している。これらの切欠き内にＬＥＤを配置することができる。フレーム部分１つあたりの切欠きのこの個数は、フレームをプラスチックから製作しかつ金属支持体をアルミニウムから製作した場合に高い温度変動時でも高い信頼性および機能性を保障している。
【００１５】
ＬＥＤは光源モジュールに、有利にはパターン、たとえば４．５ｍｍのパターンで８列４行に配置されていて、自動車におけるＨＵＤシステム（ＨＵＤ＝Ｈｅａｄ−Ｕｐ  Ｄｉｓｐｌａｙ）に用いられるＬＥＤ光源を実現するために使用することができる。
【００１６】
光源モジュールを製作するためのフレームの区分けは、有利にはプロセス鎖の終了時、すなわち、封止材料の供給後に行われる。このことは、たとえばソーイング装置によって行うことができる。
【００１７】
本発明のさらなる利点は、従属請求項ならびに以下の図面の簡単な説明に開示してある。
【００１８】
図１には、ＬＥＤ光源モジュールが部分的な断面図で示してある。
【００１９】
光源モジュールは図示の部分に２つのＬＥＤを有している。この場合、１つのＬＥＤは、支持基板２に配置されたそれぞれ２つのオプトエレクトロニクス構成素子１を有している。
【００２０】
支持基板２は一般的に良熱伝導性の材料から成っていて、それぞれ介在された絶縁層３と、支持層５とによって金属支持体４に配置されている。この金属支持体４は、支持体としてだけでなく、ヒートシンクとしても働く。金属支持体４は、高い熱導出を得るために、有利にはアルミニウムまたは銅から成っている。
【００２１】
支持基板２に組み込まれた絶縁層３は、一般的に酸化ケイ素層６と、この酸化ケイ素層６に被着された窒化ケイ素層７とから成っている。酸化ケイ素層は、ケイ素基板から成る支持層５に被着されている。絶縁作用は、特に窒化ケイ素層７と酸化ケイ素層６とによって得られる。この場合、ケイ素基板５は、主として、支持材料としてしか働かない。絶縁性の層７には、ＬＥＤのコンタクティングのための伝導性の金属パッド２０が位置している。
【００２２】
ケイ素層は極端に薄く被着されてよく、良熱伝導性を有しているので、この層は、電気的な絶縁と、オプトエレクトロニクス構成素子１から支持基板２を介して金属支持体４への熱導出とに対して理想的である。
【００２３】
支持基板２の間には別のプリント配線板８が配置されている。このプリント配線板８は、オプトエレクトロニクス構成素子１を互いに電気的に接続するために働く。プリント配線板８とオプトエレクトロニクス構成素子１との間の接続のためには、配線９が設けられている。
【００２４】
ＬＥＤを封止することができ、また、リフレクタを製作するためにも、光源モジュールにフレーム１０が装着されている。このフレーム１０は、装着されたオプトエレクトロニクス構成素子１を備えたそれぞれ１つの支持基板２を取り囲んでいる。
【００２５】
フレーム１０は下側でプリント配線板８に接着されており、これによって、ＬＥＤが位置する中間室を充填することができる。
【００２６】
リフレクタを得るためには、まず、フレームが、反射性の封止材料１１、たとえば白色のシリコーンもしくは酸化チタン（ＴｉＯ２）または酸化チタン粒子と混合されたエポキシ樹脂を備えた充填材料で封止される。
【００２７】
封止は、支持基板２の上縁部の下方ぎりぎりまで行われる。この場合、反射性の封止材料１１の表面はフレーム１０の内縁部に対して凹状に延びている。
【００２８】
第２のステップでは、透明な封止材料１２による内室の封止が行われる。この場合、このためには、一般的に透明なシリコーンまたは透明なエポキシ樹脂が使用される。
【００２９】
反射性の透明な封止材料１１，１２によるフレーム１０の封止によって、このフレーム１０は多かれ少なかれＬＥＤに固く結合されている。
【００３０】
フレーム１０は、コスト理由から、一般的にプラスチックから製作されるので、温度差が激しい場合に大きな負荷がＬＥＤに対して生ぜしめられる。なぜならば、プラスチックフレーム１０が、一般的にアルミニウムから成る金属支持体４と異なる程度で膨張するからである。
【００３１】
ＬＥＤに対する機械的な負荷を吸収するためには、フレーム１０に伸縮継ぎ目１３が設けられている。この伸縮継ぎ目１３を介して、アルミニウムから成る金属支持体４の、著しく温度に関連した膨張を吸収することができる。伸縮継ぎ目１３は、フレーム１０における著しく先細りにされた箇所として形成することができ、これによって、この著しく先細りにされた箇所でフレーム１０のプラスチックが負荷の発生時に弾性変形することができる。
【００３２】
また、伸縮継ぎ目１３は、図１に示したように、この箇所におけるフレーム１０の完全な分離部として形成されていてもよい。フレーム１０の完全な分離時には、一般的に伸縮継ぎ目１３に分離切断部１３ａが設けられており、これによって、別個のフレーム部分１０ａ，１０ｂが形成される。
【００３３】
図２には、たとえば自動車におけるヘッドアップディスプレイシステム（ＨＵＤシステム）に用いられる光源モジュールのために使用されるような完全なフレーム１０が、上方から見た図で示してある。
【００３４】
フレーム１０は３２個の切欠き１４を有している。これらの切欠き１４内には、図１に示したように、少なくとも２つのオプトエレクトロニクス構成素子１を備えたそれぞれ１つの支持基板２が配置されている。
【００３５】
このためには、ヘッドアップディスプレイシステムに対して、光点が４．５ｍｍのパターンで、つまり、互いに４．５ｍｍの間隔を置いて８列４行に配置されている。多色の光点は、種々異なる色を備えた複数のオプトエレクトロニクス構成素子１が１つの支持基板２に配置されることによって得られる。
【００３６】
激しい温度変動と、これに基づき生ぜしめられる、フレーム１０および金属支持体４の互いに異なる膨張とによるＬＥＤの起こり得る損傷を回避するためには、フレーム１０に伸縮継ぎ目１３が格子状に配置されており、これによって、フレームが複数のセグメントに格子状の伸縮継ぎ目１３によって分割されている。この場合、１つのフレームセグメントは最大で４つの切欠き１４を有している。
【００３７】
図３には、図２に示したＡ−Ａ線に沿ったフレーム１０の断面図が示してある。このフレーム１０はほぼ面状に形成されていて、その下側にピン１５を有している。このピン１５によって、フレーム１０を金属支持体４に組み付けることができる。さらに、組付け孔１６も設けられている。この組付け孔１６も同じく金属支持体に結合するために使用することができる。
【００３８】
図３に示した断面図の右側の部分には、切欠き１４が横断面図で示してある。この場合、この切欠き１４は下側に小さなアンダカット１７を有しており、これによって、反射性の封止材料１１が形状接続的にも収容されている。
【００３９】
伸縮継ぎ目１３の箇所では、フレームが両側に台形の切欠きを有している。この切欠きは、薄いウェブがすでに変形を吸収するように選択されてもよいし、図１に示したように、この箇所においてソーイング装置によって、残されたウェブが分離切断部１３ａで切断されるように選択されてもよい。
【００４０】
切断は、金属支持体４へのフレームの組付けの終了後ならびに切欠き１４の封止後に行われ得る。
【００４１】
図４〜図６には、フレーム１０の組付けが簡単に概略的に示してある。図４ａ〜図６ａには、それぞれ上方から見た図が示してあり、図４ｂ〜図６ｂには、側面図が示してある。
【００４２】
図４ａおよび図４ｂには、図２および図３で説明したフレームが示してあり、図５ａおよび図５ｂには、被着された絶縁・支持層と、この絶縁・支持層に配置された、フレキシブル導体接続部１９を備えたフレキシブルなプリント配線板１８とを有する金属支持体４が示してある。この場合、フレキシブルなプリント配線板１８には、支持基板２とオプトエレクトロニクス構成素子１とが被着されている。
【００４３】
図６ａおよび図６ｂには、どのようにしてフレーム１０が、すでに被着されたフレキシブルなプリント配線板１８を備えた金属支持体４にのみ差し被せられ、プリント配線板１８に接着されるのかが示してある。
【００４４】
ソーイング装置による伸縮継ぎ目１３の切断は、この方法ステップ後にすでに行われていてもよいし、切欠き１４の封止後に初めて行われてもよい。
【００４５】
本発明の保護範囲は、実施例に基づく本発明の説明に制限されていない。むしろ、本発明は、新たな各特徴と、これらの特徴の各組合せとを含んでいる。このことは、特に特許請求の範囲における特徴の組合せが明確に特許請求の範囲に記載されていない場合でも、各組合せを含んでいる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明による光源モジュールの一部の断面図である。
【図２】光源モジュールのためのフレームを上方から見た図である。
【図３】図２に示したＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図４Ａ】光源モジュールのためのフレームを上方から見た図である。
【図４Ｂ】光源モジュールのためのフレームの側面図である。
【図５Ａ】光源モジュールのための被着されたプリント配線板を備えた支持体を上方から見た図である。
【図５Ｂ】光源モジュールのための被着されたプリント配線板を備えた支持体の側面図である。
【図６Ａ】組み付けられた状態における、図４ａおよび図４ｂに示したフレームならびに図５ａおよび図５ｂに示した被着されたプリント配線板を備えた支持体を上方から見た図である。
【図６Ｂ】組み付けられた状態における、図４ａおよび図４ｂに示したフレームならびに図５ａおよび図５ｂに示した被着されたプリント配線板を備えた支持体の側面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  オプトエレクトロニクス構成素子、  ２  支持基板、  ３  絶縁層、  ４  金属支持体、  ５  支持層、  ６  酸化ケイ素層、  ７  窒化ケイ素層、  ８  プリント配線板、  ９  配線、  １０  フレーム、  １０ａ，１０ｂ  フレーム部分、  １１，１２  封止材料、  １３  伸縮継ぎ目、  １３ａ  分離切断部、  １４  切欠き、  １５  ピン、  １６  組付け孔、  １７  アンダカット、  １８  プリント配線板、  １９  フレキシブル導体接続部、  ２０  金属パッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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2006501657.tif 000010
2006501657.tif 000011
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