(57)【要約】本発明は、システムキャリヤ（１）と、該システムキャリヤ（１）上に配置されたリフレクタ装置（２）とを備えた、放射線を発する少なくとも２つの構成素子、特にＬＥＤに用いられるハウジングに関する。本発明の構成では、リフレクタ装置（２）が、多数のリフレクタを有しており、該リフレクタが、それぞれ放射線を発する少なくとも１つの構成素子を収容するために働き、さらに前記リフレクタが、保持装置（４）を用いて互いに固定されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
システムキャリヤ（１）と、該システムキャリヤ（１）上に配置されたリフレクタ装置（２）とを備えた、放射線を発する少なくとも２つの構成素子、特にＬＥＤに用いられるハウジングにおいて、リフレクタ装置（２）が、多数のリフレクタエレメント（３）を有しており、該リフレクタエレメント（３）が、それぞれ放射線を発する少なくとも１つの構成素子を収容するために働き、さらに前記リフレクタエレメント（３）が、リフレクタ装置とは別個に製作された保持装置（４）を用いて互いに固定されていることを特徴とする、放射線を発する構成素子に用いられるハウジング。
【請求項２】
システムキャリヤ（１）の材料と、保持装置（４）の材料とが、互いに類似した熱膨張係数または互いに等しい熱膨張係数を有している、請求項１記載のハウジング。
【請求項３】
システムキャリヤ（１）と保持装置（４）とが、第１の熱膨張係数を有する第１の材料から成っており、リフレクタ装置（２）が、第２の熱膨張係数を有する第２の材料から成っている、請求項２記載のハウジング。
【請求項４】
第１の材料が金属、セラミックスまたは半導体である、請求項２または３記載のハウジング。
【請求項５】
第２の材料がプラスチックである、請求項２、３または４記載のハウジング。
【請求項６】
保持装置（４）が、放射線を発する構成素子のための導体フレーム（リードフレーム）として働く、請求項１から５までのいずれか１項記載のハウジング。
【請求項７】
保持装置（４）が少なくとも２つの切欠き（５）を有しており、該切欠き（５）内でそれぞれ少なくとも１つのリフレクタエレメント（３）が保持装置（４）に固着するように成形されており、特に保持装置（４）に固着するように射出成形またはトランスファ成形されている、請求項１から６までのいずれか１項記載のハウジング。
【請求項８】
各切欠き（５）内に正確に１つのリフレクタエレメント（３）が固着するように成形されている、請求項７記載のハウジング。
【請求項９】
保持装置（４）が、放射線を発する構成素子の電気的な接続のために利用可能である電気的な導体を有している、請求項１から８までのいずれか１項記載のハウジング。
【請求項１０】
保持装置（４）がマウントフレーム（７）を有しており、該マウントフレーム（７）によって、リフレクタ装置（２）を支持する保持装置（４）がシステムキャリヤ（１）上に搭載可能である、請求項１から９までのいずれか１項記載のハウジング。
【請求項１１】
マウントフレーム（７）が、リフレクタ装置を全周にわたって取り囲むように配置されていて、システムキャリヤ（１）に結合されている、請求項１から１０までのいずれか１項記載のハウジング。
【請求項１２】
マウントフレーム（７）とシステムキャリヤ（１）と保持装置（４）との間に形成された空間が封止用の流込み材料（８）で満たされている、請求項１１記載のハウジング。
【請求項１３】
保持装置（４）が、表面実装可能なコンタクトとして使用可能である接続ストリップを有している、請求項１から１２までのいずれか１項記載のハウジング。
【請求項１４】
放射線を発する構成素子、特に少なくとも２つのＬＥＤを備えたＬＥＤアレイにおいて、当該構成素子が、請求項１から１３までのいずれか１項記載のハウジングを有していることを特徴とする、放射線を発する構成素子。
【請求項１５】
ＬＥＤ（９）がシステムキャリヤ（１）上に搭載されている、請求項１４記載の放射線を発する構成素子。
【請求項１６】
放射線を発する構成素子に用いられる、請求項１から１３までのいずれか１項記載のハウジングを製造するための方法において、
第１の材料から成る保持装置（４）に多数のリフレクタエレメント（３）を固着するように成形し、この場合、隣接し合うリフレクタが保持装置を介して機械的に結合されており、
リフレクタ（３）を備えた保持装置（４）をシステムキャリヤ（１）上に配置し、かつ固定する
ことを特徴とする、放射線を発する構成素子に用いられるハウジングを製造するための方法。
【請求項１７】
保持装置（４）に複数の切欠きを設け、該切欠き内で保持装置（４）にリフレクタエレメント（３）を固着成形する、請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
リフレクタエレメント（３）を射出成形法またはトランスファ成形法によって保持装置（４）に固着成形する、請求項１６または１７記載の方法。
【請求項１９】
保持装置（４）とシステムキャリヤ（１）との結合をマウントフレーム（７）を介して行う、請求項１６から１８までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本特許出願はドイツ連邦共和国特許出願第１０３２４９０９.５−３３号の優先権に基づくものである。
【０００２】
本発明は、システムキャリヤとリフレクタ装置とを備えた、放射線を発する少なくとも２つの構成素子、特にＬＥＤに用いられるハウジングに関する。
【０００３】
照明目的または投影目的で使用されるＬＥＤアレイの場合、しばしば金属、セラミックスまたは半導体から成るシステムキャリヤが、ＬＥＤの搭載および／または熱導出のために使用される。ＬＥＤの方向付けられた放射を得るためには、ＬＥＤが個々にまたはグループ毎に（各グループは複数のＬＥＤを有している）それぞれ１つのリフレクタを必要とする。リフレクタはしばしばプラスチックから製造される。
【０００４】
図１には、公知先行技術に基づき知られているこのような装置が例示的に図示されている。図１に示した、放射線を発する構成素子は、たとえば２つのＬＥＤチップ９を有しており、両ＬＥＤチップ９は互いに対して少しだけ間隔を置いてシステムキャリヤ１上に配置されている。このシステムキャリヤ１は、冒頭で既に述べたように、一般には金属、セラミックスまたは半導体から成っている。ＬＥＤチップ９から放射された放射線を方向付けるためには、リフレクタ装置２が設けられている。このリフレクタ装置２はシステムキャリヤ１に直接に被着されている。結合は、たとえば接着によって行なわれ得る。リフレクタ装置２は２つのリフレクタ３を有しており、この場合、それぞれ１つのＬＥＤチップ９が１つのリフレクタ３内に位置している。リフレクタ装置２はシステムキャリヤ１とほぼ同じ延在長さを有しており、これにより両エレメントの間には大面積の結合が提供されている。
【０００５】
リフレクタ装置はシステムキャリヤとは異なり一般には、射出成形過程により簡単に所望の形状にもたらすことのできるプラスチックから成っているので、互いに大きく異なる熱膨張係数を有する２種の材料の間に大面積の結合が存在している。放射線を発する構成素子の動作中に生じる温度領域内では、システムキャリヤ１とリフレクタ装置２との熱膨張差に基づいて、特に横方向において機械的な応力もしくは歪みが出現して、この複合体もしくはその結合技術を破壊してしまう恐れがある。
【０００６】
放射線を発する構成素子の損傷を回避するために、公知先行技術では、リフレクタ装置に目標破断個所が設けられている。また、リフレクタ装置が、それぞれシステムキャリヤの所定の個所に被着される個々のリフレクタから成っているような装置も知られている。これら２つの手段において不都合となるのは、放射線を発する構成素子の製造もしくは放射線を発する構成素子に用いられるハウジングの製造に技術的な大きな手間がかかることである。
【０００７】
したがって、本発明の課題は、簡単にかつ廉価に製造することができ、かつ機械的に互いに結合された互いに異なる材料に基づいた機械的な問題が実質的に排除され得るような、放射線を発する構成素子に用いられるハウジングおよび放射線を発する構成素子を提供することである。
【０００８】
この課題は、請求項１の特徴部に記載のハウジングおよび請求項１４の特徴部に記載の放射線を発する構成素子により解決される。請求１６の特徴部には、本発明によるハウジングを製造するための方法が記載されている。請求項２〜請求項１３、請求項１５ならびに請求項１７〜請求項１９には、それぞれ本発明の有利な実施態様が記載されている。
【０００９】
本発明によるハウジングはシステムキャリヤと、該システムキャリヤ上に配置されたリフレクタ装置とを有している。リフレクタ装置は多数のリフレクタエレメントを有しており、該リフレクタエレメントは、それぞれ放射線を発する少なくとも１つの構成素子に対応している。さらに、これらのリフレクタエレメントは保持装置によって互いに結合されて１つのフィールドを成している。
【００１０】
したがって、リフレクタ装置は個々のリフレクタエレメントに分割される。しかし、これらのリフレクタエレメントは公知先行技術の場合のように個々にシステムキャリヤに被着されるのではなく、１つの保持装置において互いに固定されかつ互いに相対的に位置固定されている。次いで、これらのリフレクタを備えた保持装置はシステムキャリヤ上に配置され、かつ固定され得る。これにより極めて簡単な製作方法が得られる。
【００１１】
リフレクタ装置を個々のリフレクタエレメントに分割することにより、境界面、つまり一般にプラスチックから成るリフレクタエレメントと、たとえば金属、セラミックスまたは半導体から成るシステムキャリヤとが互いに接している面が減少させられる。それゆえに、動作中に出現する温度の影響を受けても、熱膨張に基づいた機械的な応力もしくは歪みは従来よりも僅かにしか生じず、これにより放射線を発する構成素子の信頼性は著しく向上する。
【００１２】
個々のリフレクタエレメントが保持装置を介して互いに結合されているので、システムキャリヤと保持装置とが温度変化時に互いに類似した熱膨張を実施し、しかも特に互いに等しい材料から製造されていると有利である。その場合には、リフレクタ装置が、保持装置およびシステムキャリヤの材料とは異なる材料、特に異なる熱膨張係数を有するプラスチックから成っていても不都合とならない。
【００１３】
放射線を発する構成素子の信頼性を改善するためには、システムキャリヤと保持装置とが、互いに適合された熱膨張係数または互いに類似の熱膨張係数を有しているだけで十分となる。もちろん、これら両エレメントのために同じ材料が使用されると特に有利である。システムキャリヤのために、たとえばアルミニウムが使用される場合には、保持装置もアルミニウムから製作されていると特に有利である。
【００１４】
保持装置が電気的な導体フレーム（リードフレーム）であると、特に簡単な製作が得られる。この導体フレームは公知の製作方法、特に打抜き・曲げ成形過程を用いて簡単に所望の形状にもたらすことができる。
【００１５】
保持装置は有利な構成では少なくとも１つの切欠きを有しており、該切欠きの各縁部にそれぞれ少なくとも１つのリフレクタエレメントが固着するように成形されており（「固着成形」と呼ぶ）、これによりリフレクタエレメントと共に固い結合が成立する。照明目的または投影目的のためにＬＥＤアレイを製造するためには、保持装置が多数の切欠きを有しており、これらの切欠きは、たとえば所定のパターンで配置されている。これらの切欠きは打抜き成形過程により簡単に製造されていてよい。リフレクタの固着成形は、プラスチックテクノロジから知られているような射出成形法またはトランスファ成形法によって行われると有利である。
【００１６】
各切欠き内に正確に１つのリフレクタエレメントが固着成形されていると特に有利である。リフレクタはこの場合、１つのＬＥＤを収容するために働くか、またはグループの形で提供される複数のＬＥＤを収容するためにも働くことができる。
【００１７】
本発明による保持装置を設けることにより、保持装置を、放射線を発する構成素子のための配線平面として利用することも可能となる。ＬＥＤは有利にはシステムキャリヤ上に配置され、これによって第１の電気的なコンタクトが形成され得る。次いで、適当な線路ガイドを規定する保持装置を介して、ＬＥＤの第２の接続を行うことができる。
【００１８】
本発明のさらに別の有利な構成では、保持装置がマウントフレームを有しており、該マウントフレームによって、リフレクタ装置を支持する保持装置がシステムキャリヤ上に搭載可能である。このマウントフレームは、リフレクタ装置を全周にわたって取り囲むように配置されていて、システムキャリヤに形状接続的に、つまり嵌合に基づいた係合により結合されていると有利である。これによって、マウントフレームは全てのリフレクタもしくは全てのＬＥＤを封入する。マウントフレームは、リフレクタを備えた保持装置を、たとえばねじ結合によってシステムキャリヤに簡単に取り付けることを可能にし、さらにマウントフレームとシステムキャリヤと保持装置との間に形成されたスペースもしくは空間を封止用の流込み材料で満たすことを可能にする。
【００１９】
本発明のさらに別の有利な構成では、保持装置が、表面実装のためのコンタクトとして使用可能である接続ストリップを有している。接続ストリップは、たとえば脚の形で存在していて、同じく打抜き成形過程により製造可能である。これらの接続ストリップを環状のマウントフレームを通じて案内し、次いで差し込むか、または表面実装テクノロジ（ＳＭＴ）コンタクトとしてプリント配線板またはシステムキャリヤに結合することができる。
【００２０】
以下に、図２〜図５につき説明する実施例につき、本発明のさらに別の利点、特徴および有利な実施態様を説明する。
【００２１】
図１は、公知先行技術に基づき知られている、冒頭で既に説明した、２つのＬＥＤを備えた放射線を発する構成素子を示す概略図であり、
図２は、本発明の第１実施例を概略的に示す横断面図であり、
図３は、複数リフレクタを備えた保持装置の斜視図であり、
図４は、図３に示した複数のリフレクタを備えた保持装置を断面して示す斜視図であり、
図５は、マウントフレームを使用する別の実施例を示す横断面図である。
【００２２】
全ての実施例において、同一の構成部分または同一作用の構成部分はそれぞれ同じ符号で示されている。
【００２３】
図２に示した実施例は、たとえば金属、セラミックスまたは半導体から成るシステムキャリヤ１を有している。このシステムキャリヤ１には、リフレクタ装置２が被着されている。リフレクタ装置２は、たとえば２つのリフレクタ３から成っており、両リフレクタ３は保持装置４に固着するように成形されている。リフレクタ装置２はプラスチック材料から製作されている。保持装置４は２つの切欠き５を有しており、この切欠き５の縁部６にそれぞれリフレクタ３が固着成形されている。切欠きの設置、ひいては各リフレクタの設置は、システムキャリヤ１にＬＥＤチップ９を被着させたい個所で行われる。保持装置４は、隣接し合うリフレクタ３を結合するための保持機能の他に、ＬＥＤチップ９のための電気的な接続路を有する別の配線平面としても利用され得る。
【００２４】
保持装置４はシステムキャリヤ１と同じ材料から成っていると有利である。しかし少なくとも保持装置４は、システムキャリヤ１の材料の熱膨張係数に適合または同化されている材料を有している。システムキャリヤ１が、たとえばアルミニウムから形成されると、保持装置４も同じくアルミニウムから成っていると有利である。たとえばＡｌＮ／Ａｌ２Ｏ３から成るセラミック製のシステムキャリヤ１の場合には、保持装置として鉄−ニッケル合金を使用することができる。
【００２５】
保持装置４は金属材料から成る導体フレーム（リードフレーム）として製作されていると有利である。この保持装置４には、切欠き５を打抜き加工により簡単に加工成形することができる。次いで、切欠き５を備えた保持装置４は、次のステップで射出成形工具内へ装入され得る。この射出成形工具内では、各切欠き５の縁部６にリフレクタ３（横断面で図示する）が固着するように射出成形される。したがって、こうして製造された半製品を唯１回の作業工程でシステムキャリヤ１に被着させ、このシステムキャリヤ１に固定することができる。
【００２６】
本発明による、放射線を発する構成素子を製造するために使用される、保持装置４とリフレクタ装置２とから成る半製品は図３および図４から一層良く判る。図３および図４から良く判るように、保持装置４は固着成形された多数のリフレクタ３を備えている。図４の横断面図から判るように、これらのリフレクタ３は、切欠き５の縁部を超えて延びる少しだけ大きな延在長さを有しており、これにより保持装置４との形状接続的な結合、つまり嵌合に基づいた係合による結合が成立する。
【００２７】
図５に示した別の実施例では、保持装置４がマウントフレーム７を備えている。このマウントフレーム７は、図５の右半部に図示したように、保持装置４とシステムキャリヤ１との間にのみ配置されていてよい。しかし、マウントフレーム７は図５の左半部に図示したように、保持装置４の両側に配置されていてもよい。マウントフレーム７は放射線を発する構成素子に設けられた全てのリフレクタ３を取り囲むように延びていると有利である。これにより、システムキャリヤ１と保持装置４とマウントフレーム７との間に形成された中空室を封止用の流込み材料で満たすことが可能となる。この場合、マウントフレーム７は一種の「シールリング」として働く。その他に、マウントフレーム７はシステムキャリヤ１における保持装置４の特に簡単な組付けを可能にする。結合はしばしば行なわれているように接着により行われ得るが、しかしマウントフレーム７を介したねじ結合またはリベット結合によっても行なわれ得る。マウントフレーム７はさらに、別のヒートシンクへの接続を可能にする。
【００２８】
本発明による手段により、リフレクタが、比較的大きなＬＥＤアレイの両横方向において互いに異なる延在長さを有するという問題が阻止される。プラスチックから成るリフレクタと、プラスチックとは異なる材料から成るキャリヤとの間の結合範囲に出現し得る機械的な問題は、比較的小さな面（離散した構造において比較可能に）にまで減じられる。それゆえに、本発明によるハウジングは特に有利には多数のＬＥＤを備えた放射線を発する構成素子において使用され得る。
【００２９】
機械的な特性の改善の他に、この付加的な保持装置は、この保持装置に別の電気的な接続部および配線を案内することを可能にする。この場合、リードフレームにより知られている全ての思想を使用することができる。
【００３０】
本発明は上で説明した実施例に限定されるものではない。それどころか、本発明はあらゆる新規特徴ならびにあらゆる特徴組合せを包含するものであり、このことは特に、たとえ特許請求の範囲または実施例に明示的に記載されていなくとも、特許請求の範囲に記載の特徴のあらゆる組合せが可能であることを意味する。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】公知先行技術に基づき知られている、冒頭で既に説明した、２つのＬＥＤを備えた放射線を発する構成素子を示す概略図である。
【図２】本発明の第１実施例を概略的に示す横断面図である。
【図３】複数リフレクタを備えた保持装置の斜視図である。
【図４】図３に示した複数のリフレクタを備えた保持装置を断面して示す斜視図である。
【図５】マウントフレームを使用する別の実施例を示す横断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図５】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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