DE102012201447A1

DE102012201447A1 - LED-Modul

Info

Publication number: DE102012201447A1
Application number: DE102012201447A
Authority: DE
Inventors: Martin Reiss
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2012-02-01
Filing date: 2012-02-01
Publication date: 2013-08-01
Also published as: WO2013113659A1

Abstract

Offenbart ist ein LED-Modul mit einer Leiterplatte und mit zumindest einer LED, das über eine dünne Beschichtung mit Schichtdicken von 1 bis 100 μm gegen Umwelteinflüsse geschützt ist. Die Beschichtung erstreckt sich dabei zumindest über eine Leiterplatte und eine LED des LED-Moduls. Weiterhin ist ein Verfahren zur Fertigung eines derartigen gegen Umwelteinflüsse geschützten LED-Moduls offenbart, bei dem eine Beschichtung zumindest eines Oberflächenabschnitts einer Leiterplatte und eines Außenflächenabschnitts einer LED mit einer Schichtdicke von 1 bis 100 μm erfolgt.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung geht aus von einem LED-Modul gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und von einem Verfahren zur Fertigung eines LED-Moduls gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein LED-Modul bzw. ein „Light-Engine”. Das LED-Modul umfasst dabei zumindest eine Lichtemittierende Diode (LED). Ergänzend kann das LED-Modul zumindest eine zusätzliche aktive oder passive Einheit, insbesondere eine Versorgungs- oder Steuereinheit der LED, aufweisen.
Die genannten Komponenten des LED-Moduls erweisen sich im Betrieb als empfindlich gegenüber Umwelteinflüssen. Um einen sicheren Betrieb und eine hohe Lebensdauer des LED-Moduls gewährleisten zu können, muss es je nach Einsatzort und Betriebsbedingungen beispielsweise gegen mechanische oder thermische Belastungen, Stoß, Beaufschlagung mit chemisch aggressiven oder elektrisch leitenden Flüssigkeiten, Dämpfen oder Gasen oder gegen Bestrahlung mit UV-Licht geschützt werden.
Gemäß dem Stand der Technik weist die Leiterplatte des LED-Moduls zu diesem Zweck an einer zu schützenden Seite eine durch einen Silikon-Verguss ausgebildete Schutzschicht auf. Um eine von der zumindest einen LED geforderte Abstrahlcharakteristik und Lichtintensität nicht zu beeinflussen, ist die LED aus diesem Verguss ausgespart. Um die LED dennoch zu schützen, weist sie eine ihren LED-Chip ummantelnde Silikonkapsel auf, die zudem durch eine Hartlinse, beispielsweise aus Epoxidharz, abgedeckt und so nochmals geschützt ist.
Nachteilig an dieser Lösung ist, dass der Silikon-Verguss eine große Schichtdicke aufweist, was sich nachteilig auf ein Gewicht des LED-Moduls auswirkt. Zudem müssen die LEDs vor dem Vergießen des Silikons zum Zwecke Ihrer Aussparung aus dem Verguss mit hohem Aufwand maskiert werden und jede LED muss zu ihrem Schutz individuell mit der Silikonkapsel versehen werden.
Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein gegen Umwelteinflüsse geschütztes LED-Modul mit verringertem Gewicht bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein LED-Modul mit den Merkmalen des Anspruchs 1, sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 9, sowie 11 und 12 offenbart.
Ein LED-Modul, insbesondere ein Light-Engine, hat eine Leiterplatte, an deren Oberseite zumindest eine LED angeordnet ist. Erfindungsgemäß erstreckt sich zumindest über einen Oberflächenabschnitt der Oberseite und einen Außenflächenabschnitt der LED eine dünne, insbesondere transparente, Beschichtung mit einer Schichtdicke, die größer als 1 μm und kleiner als 100 μm ist.
Da diese Beschichtung eine sehr viel geringere Schichtdicke als ein Verguss gemäß dem Stand der Technik aufweist, ergibt sich einerseits ein geringeres Gewicht für das LED-Modul und andererseits eine von der Beschichtung im Wesentlichen ungestörte Abstrahlcharakteristik der zumindest einen LED. Dies hat für eine Fertigung des LED-Moduls den großen Vorteil, dass ein Schutz für die Leiterplatte und die LED, also für das LED-Modul, in einem Schritt aufgetragen werden kann. Die LED und die Leiterplatte sind so von einer gemeinsamen Schicht gegen äußere Einflüsse wie Hitze, Feuchtigkeit, Verschmutzung oder gegen mechanische Beanspruchung oder chemisch aggressive Medien geschützt. Ein Aufwand für eine Maskierung der LEDs, wie er beispielsweise gemäß dem Stand der Technik vor dem Verguss der Leiterplatte nötig ist, kann somit entfallen. Auch eine Anbringung eines individuellen Schutzes für jede einzelne LED entfällt. Die Beschichtung ist dabei mit einem an das Beschichtungsmaterial angepassten Beschichtungsverfahren aufgebracht.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung weist die Beschichtung des LED-Moduls Parylen oder Parylen F oder ein Silikon oder ein Acrylat-Polyurethan-Copolymer auf.
Besonders vorteilhaft an den genannten Materialien ist deren Blaulichtstabilität, die bei Verwendung von blauen LEDs sehr wichtig für eine über die Lebensdauer der LED konstante Transparenz der Beschichtung ist. Insbesondere das Parylen F hebt sich dabei von anderen Parylenen wie C, N oder HT durch seinen günstigen Preis und seine hohe Blaulichtstabilität ab. Die genannten Beschichtungsmaterialien sind bevorzugt UV-beständig.
In einer besonders bevorzugten Variante der Erfindung weist die Beschichtung das Parylen oder das besonders bevorzugte Parylen F auf. Bevorzugt ist die Beschichtung dann über eine chemische Gasphasenabscheidung des Parylen oder Parylen F ausgebildet, wodurch sehr geringe Schichtdicken der Beschichtung realisierbar sind.
Für das Parylen oder das Parylen F werden dabei Schichtdicken in einem Bereich zwischen 5 und 25 μm bevorzugt. Besonders bevorzugt ist eine Schichtdicke von etwa 15 μm. Der untere Wert wird dabei maßgeblich durch die Anforderung an die Beschichtung festgelegt, dass diese keine Lücke beziehungsweise kein sogenanntes pin-hole aufweisen darf. Diese Bedingung ist ab etwa 5 μm realisierbar. Die obere Schichtdicke von bis zu 25 μm ergibt sich aus einer Anforderung, das optische Abstrahlverhalten der LED möglichst wenig zu beeinflussen.
Die Verwendung des Parylens oder des Parylen F für die Beschichtung bringt den Vorteil mit sich, dass aufgrund des chemischen Gasabscheideverfahrens das Beschichtungsmaterial auch in Bereiche der an der Leiterplatte angeordneten LED gelangen kann, die für Flüssigkeitsbasierende Verfahren normalerweise nicht zugänglich sind. In einer besonders bevorzugten Weiterbildung des LED-Moduls ergibt es sich dann, dass auch ein Bodenflächenabschnitt beziehungsweise ein Oberflächenabschnitt der LED, der im Wesentlichen der Oberseite der Leiterplatte zugewandt oder dieser gegenüberliegend angeordnet ist, die Beschichtung aufweist. In diesem Fall ist im Wesentlichen die komplette Außenfläche der LED, die beispielsweise mit aggressiven Medien, insbesondere Dämpfen oder Gasen, in Kontakt kommen kann, geschützt.
In einer alternativen Weiterbildung des erfindungsgemäßen LED-Moduls ist die Beschichtung als eine Silikonsprühschicht oder als eine Acrylat-Polyurethan-Sprühschicht ausgebildet.
Dabei weist die Sprühschicht bevorzugt eine Schichtdicke von etwa 10 bis 70 μm auf. Besonders bevorzugt beträgt die Schichtdicke etwa 50 μm.
Unabhängig vom gewählten Beschichtungsmaterial beziehungsweise gewählten Beschichtungsverfahren beträgt eine Genauigkeit der Schichtdicke bzw. eine Abweichung von einem Sollwert etwa +/–20%.
In einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung, bei der das LED-Modul besonders umfassend gegen äußere Umwelteinflüsse geschützt ist, erstreckt sich die Beschichtung zudem zumindest über einen Oberflächenabschnitt einer Unterseite der Leiterplatte.
In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung des LED-Moduls weist dieses eine insbesondere an der Ober- oder an der Unterseite der Leiterplatte angeordnete Elektronikeinheit auf. Diese ist bevorzugt eine elektronische Versorgungs- oder Steuereinheit der LED. Dabei erstreckt sich die Beschichtung zudem über einen Oberflächenabschnitt der Elektronikeinheit. Alternativ oder ergänzend kann das LED-Modul zumindest eine, insbesondere an der Ober- oder an der Unterseite der Leiterplatte angeordnete Vorrichtung aufweisen, wobei sich die Beschichtung zudem über einen Oberflächenabschnitt der Vorrichtung erstreckt. Diese Vorrichtung kann dabei ein aktives oder passives Element der LED-Anordnung sein.
Auf diese Weise sind nicht nur die Leiterplatte und die LED des LED-Moduls sondern zumindest noch eine weitere Komponente (aktiv oder passiv) gegen die Umwelteinflüsse geschützt.
Ein Verfahren zum Schutz eines LED-Moduls, das eine Leiterplatte aufweist, an deren Oberseite zumindest eine LED angeordnet ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass es einen Schritt „Beschichtung zumindest eines Oberflächenabschnitts der Oberseite der Leiterplatte und eine Außenflächenabschnitts der LED mit einer Schichtdicke von 1 bis 100 μm” aufweist.
Diese Beschichtung ist dabei bevorzugt transparent, temperatur- und blaulichtstabil. Aufgrund der gegenüber dem Stand der Technik (Verguss der Leiterplatte mit Silikon) sehr geringen Schichtdicke ist durch dieses Verfahren ein gegenüber dem Stand der Technik leichteres LED-Modul fertigbar. Außerdem wird aufgrund der sehr dünnen Beschichtung eine Abstrahlcharakteristik der LED nicht oder kaum beeinflusst. Des Weiteren kann beim erfindungsgemäßen Verfahren aufgrund der geringen Schichtdicke auf eine Maskierung der optischen Oberfläche der LED verzichtet werden, da durch die dünne Beschichtung das Abstrahlverhalten der LED nicht beeinflusst oder kaum beeinflusst wird. Dadurch verringert sich der verfahrenstechnische Aufwand für einen Schutz des LED-Moduls erheblich.
In einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens erfolgt der Schritt „Beschichtung” durch einen Schritt „Aufsprühen eines Silikons oder eines Acrylat-Polyurethan-Copolymers” oder der Schritt „Beschichtung” erfolgt durch einen Schritt „Chemische Gasphasenabscheidung eines Parylens oder eines Parylen F”. Für den Verfahrensschritt des „Aufsprühens” sind dabei Schichtdicken von 10 bis 70 μm insbesondere 50 μm bevorzugt. Für den Verfahrensschritt der „Chemischen Gasphasenabscheidung” sind Schichtdicken von 5 bis 25 μm, insbesondere 15 μm, bevorzugt. Die jeweils unteren Grenzwerte stellen eine Schichtdicke dar, bei der sichergestellt ist, dass keine Lücken oder sogenannte pin-holes in der Beschichtung auftreten, sodass der Schutz des LED-Moduls im Bereich der Beschichtung durchgängig ist. Dabei erweist sich die Beschichtung mit dem blaulichtstabilen und besonders günstigem Parylen F, das zudem noch durch seine dünne Schichtdicke die optischen Eigenschaften der LED wenig beeinflusst, als besonders bevorzugt und vorteilhaft.
Um eine möglichst gute Benetzung des Oberflächenabschnitts und/oder des Außenflächenabschnitts durch das Beschichtungsmaterial zu erreichen, erfolgt vor dem Schritt der Beschichtung beziehungsweise des Aufsprühens oder der chemischen Gasphasenabscheidung, eine Plasmabehandlung beziehungsweise Plasmaaktivierung oder -reinigung dieser Flächenabschnitte durch eine Beaufschlagung mit Stickstoff- und / oder Argon- und / oder Wasserstoffplasma. Ist die Benetzbarkeit aufgrund einer solchen Behandlung erhöht, ergibt sich im Verfahren der Vorteil, dünne und gleichmäßige Beschichtungen auszubilden. Das dargestellte Verfahren und dessen Weiterbildungen stellen eine schnelle und effiziente Beschichtung des LED-Moduls dar, die insbesondere licht- und thermisch hochstabil ist. In Abhängigkeit des gewählten Beschichtungsmaterials Parylen F, Silikon, Acrylat-Polyurethan-Copolymer kann eine Schutzfähigkeit der Beschichtung gegen spezifische chemische, thermische oder physikalische Einflüsse eingestellt werden. Dabei erweist sich das Material Parylen F als eine besonders günstige Lösung in der LED-Anwendung.
Bei den Verfahrensschritten des Aufsprühens des Silikons oder des Acrylat-Polyurethan-Copolymers erfolgt in einem Sprühkopf einer Sprühanlage bevorzugt eine radiale Verwirbelung des Polymermaterials, im Falle von Silikon mit Stickstoff, um ein vorzeitiges Anhärten des Materials zu verhindern. Bei dem Sprühprozess sollte eine Schichtdicke von etwa 40 μm erreicht werden, um eine durchgängige Schicht ohne pin-holes zu erzeugen. Eine maximale Schichtdicke von 200 μm sollte hingegen nicht überschritten werden, damit keine Brüche oder Risse durch mechanische Einflüsse, insbesondere durch Temperaturwechselbeanspruchung, auftreten können.
Alternativ zum gezeigten Parylen beziehungsweise Parylen F kann auch das bekannte Parylen HT (UV-Stabil), das herstellungsbedingt jedoch sehr teuer ist, verwendet werden. Parylen C hingegen eignet sich für das Aufbringen der Beschichtung auf die LED weniger, da es nicht blaulichtstabil ist.
Aufgrund der sehr geringen Schichtdicke der Beschichtung ergibt sich sowohl für das offenbarte LED-Modul als auch für das offenbarte Verfahren der große Vorteil, dass der Schutz des LED-Moduls bzw. die Beschichtung keinen Einfluss auf ein Produktdesign des LED-Moduls hat.
Das Verfahren weist den Vorteil auf, dass ein Materialverbrauch aufgrund der geringen Schichtdicke der Beschichtung niedrig ist. Zudem kann die Beschichtung des LED-Moduls auf sehr einfache Weise erfolgen, ohne in Abhängigkeit des zu beschichtenden LED-Moduls komplizierte Anpassungen des Fertigungsprozesses vornehmen zu müssen. Es ergibt sich ein verringerte Aufwand zur Prozesssteuerung.
Für den Fall, dass das LED-Modul gegen schädliche Gase wie beispielsweise SO₂ oder H₂S geschützt werden soll, wird als Beschichtungsmaterial bevorzugt Parylen F oder das Acrylat-Polyurethan-Copolymer verwendet. Sollte dieser Schutz nicht benötigt werden, wird als Beschichtungsmaterial bevorzugt das Silikon verwendet.
Selbstverständlich kann sich die Beschichtung auch über das komplette LED-Modul erstrecken.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden soll die Erfindung anhand von vier Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die Figuren zeigen:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines LED-Moduls mit einer LED und mit einer Silikon-Beschichtung;
2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines LED-Moduls mit einer eine Linse aufweisenden LED und mit einer Silikon-Beschichtung;
3 ein drittes Ausführungsbeispiel eines LED-Moduls mit einer LED und mit einer Parylen F-Beschichtung; und
4 ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen LED-Moduls mit einer eine Linse aufweisenden LED und mit Parylen F-Beschichtung;
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen LED-Moduls 1 mit einer LED 2 und mit einer Silikon-Beschichtung 18. Die LED 2 hat ein LED-Gehäuse 4, das eine etwa entlang einer Leuchtachse 6 der LED 2 angeordnete, im Wesentlichen zylindrische Ausnehmung 10 aufweist. An einer etwa planaren Bodenfläche 12 der Ausnehmung 10 ist etwa mittig ein LED-Chip 8 angeordnet. Dieser ist von einer transparenten Füllmasse 9 aus Silikon ummantelt, über die eine transparente innere Schicht der LED 2 ausgebildet ist. Die Füllmasse 9 bzw. die innere Schicht schließt etwa bündig mit einer Oberfläche 11 des LED-Gehäuses 4 ab.
Die LED 2 ist in Surface-mounted-Bauweise ausgeführt und ist auf einer Leiterplatte 14 des LED-Moduls 1 angeordnet. Das Gehäuse 4 der LED 2 ist dabei über Klebepunkte 15 an der Leiterplatte 14 befestigt, von denen in 1 lediglich 2 sichtbar sind.
Eine elektrische Kontaktierung der LED 2 beziehungsweise des LED-Chips 8 über Bonddrähte ist in 1 (und auch in den folgenden Figuren) aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.
Wird an dem LED-Chip 8 in Durchlassrichtung eine Spannung angelegt, so emittiert der LED-Chip 8 Licht, welches in 1 durch drei dicke Pfeile symbolisiert ist. Dieses emittierte Licht tritt in die innere Schicht 9 ein und trifft an einer Außenfläche 16 der inneren Schicht 9 auf die Silikon-Beschichtung 18. Die Silikon-Beschichtung ist über ein Sprühverfahren großflächig auf eine Oberfläche 17 der Leiterplatte 14 und auf eine Außenfläche 16 der LED 2 aufgebracht. Dabei wurden die Oberfläche 17 und die Außenfläche 16 vor dieser Aufbringung beziehungsweise Beschichtung über eine Plasmabehandlung mit Stickstoff (N₂) derart vorbehandelt, dass eine Benetzbarkeit mit Silikon erhöht wurde. Aufgrund dieser erhöhten beziehungsweise verbesserten Benetzbarkeit ist das Silikon mit einer im Wesentlichen gleichmäßigen Schichtdicke über die Außenfläche 16 und die Oberfläche 17 verteilt. Die Schichtdicke beträgt dabei im Mittel etwa 40 µm.
Das für die Beschichtung 18 gewählte Silikon weist einen etwas höheren Refraktionsindex auf als das Silikon der inneren Schicht bzw. der Füllmasse 9. Diese hat einen Refraktionsindex von 1,41. Allein aufgrund der unterschiedlichen Refraktionsindizes sich eine Bündelung des von der LED 2 emittierten Lichtes gemäß den längeren, dünnen Pfeilen in 1. Obwohl die LED 2 gemäß 1 über keine herkömmliche optische Linse verfügt, ist sie dennoch aufgrund des gewählten Beschichtungsmaterials in der Lage ist, gebündeltes Licht abzustrahlen. Neben dem leichtgewichtigen, dünnschichtigen Schutz der LED 2 und der Leiterplatte übernimmt die Beschichtung 18 somit auch eine optische Funktion, indem sie die Abstrahlcharakteristik beeinflusst. Auf diese Weise ist die Abstrahlcharakteristik der LED 2 auf einfachste vorrichtungstechnische Weise eingestellt. Verglichen mit herkömmlichen LEDs, bei denen im Strahlengang zusätzliche optische Elemente angebracht sind, um die Bündelung des Lichtes zu realisieren, weist dieses Ausführungsbeispiel (aber auch die folgenden) den Vorteil auf, dass es Bauraum einspart, da der LED keine Linsen vorgeschaltet werden müssen. Dadurch bleibt auch ein Produktdesign der LED 2 beziehungsweise des LED-Moduls 1 unverändert.
Es folgt die Beschreibung der Ausführungsbeispiele 2 bis 4 anhand der 2 bis 4. Diese Ausführungsbeispiele entsprechen bis auf eine ggf. verbaute Linse und eine ggf. abgeänderte Beschichtung dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1. Die folgenden Figurenbeschreibungen beschränken sich daher auf die Unterschiede zum bereits beschriebenen Ausführungsbeispiel gemäß 1. Gleich gebliebene Merkmale erhalten dabei die gleichen Bezugszeichen. Dies betrifft insbesondere die Leiterplatte 14, die Klebepunkte 15, das LED-Gehäuse 4, den LED-Chip 8, die Füllmasse 9, die Ausnehmung 10, deren Bodenfläche 12 sowie die Oberfläche 11 des LED-Gehäuses 4.
2 zeigt abweichend vom ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 eine LED 102 eines LED-Moduls 101, die neben der Füllmasse 9, die beim ersten Ausführungsbeispiel als innere transparente optische Schicht fungierte, eine Linse 109 aufweist, die plankonvex im Strahlengang der LED 102 ausgebildet ist. Ähnlich wie beim ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist eine Beschichtung 118 über die Oberfläche 17 der Leiterplatte 14 sowie über die Außenfläche 116 der LED 102 aufgetragen. Die Beschichtung 118 besteht dabei ebenso aus einer Silikon-Sprühschicht mit einer im Wesentlichen konstanten Schichtdicke von 40µm. Die unter der Linse 109 angeordnete Füllmasse 9 entspricht derjenigen des ersten Ausführungsbeispiels gemäß 1 und besteht ebenso aus Silikon. Auch die LED 102 weist ein bündelndes Abstrahlverhalten auf, was anhand der in 2 dargestellten Pfeile erkennbar ist.
Um bei der Fertigung des LED-Moduls 101 während dem Aufsprühen des Silikons eine möglichst gleichförmige Beschichtung 118 zu erhalten, wurden die Außenfläche 116 und die Oberfläche 17 vor dem Besprühen einer Plasmabehandlung mit N₂ unterzogen. Auf diese Weise wurde eine gute Benetzungsfähigkeit der Außenfläche 116 gewährleistet. Bei diesem Ausführungsbeispiel wurde zudem auf eine niedrige Viskosität des zu versprühenden Silikons von kleiner als 500 mPas geachtet. Dies unterstützt zusätzlich eine möglichst gleichmäßig ausgebildete Schichtdicke. Die Plasmabehandlung mit N₂ wurde dabei bei 50 mbar über fünf Minuten durchgeführt.
3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines LED-Moduls 201 mit einer LED 202 und mit einer Parylen F aufweisenden Beschichtung 218. Dieses Ausführungsbeispiel entspricht überwiegend dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1. Abweichend davon ist die Beschichtung 218 jedoch nicht aus Silikon, sondern aus Parylen F aufgebaut. Damit geht einher, dass eine Schichtdicke bedeutend geringer eingestellt ist, sie beträgt 15 μm mit einer Abweichung von +/–20%. Das Parylen F ist in einem chemischen Gasabscheideverfahren auf die Oberfläche 17 der Leiterplatte 14 und die Außenfläche 16 der LED 202 aufgebracht. Im Vergleich zu den bisher gezeigten Ausführungsbeispielen mit Silikon-Beschichtungen fällt auf, dass die Beschichtung 218 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel auch an einer Unterseite bzw. an einer der Oberfläche 17 der Leiterplatte 14 etwa gegenüber angeordneten Bodenfläche 213 der LED 202 angeordnet ist. Dieser Bereich ist bei auf der Leiterplatte montierter LED und beim bisher besprochenen Sprühverfahren nicht zugänglich, da er bei einem Besprühen der LEDs 2 bzw. 102 jeweils von den LEDs 2; 102 selbst abgedeckt ist.
Aufgrund des Verfahrens der Gasabscheidung erreicht das Parylen F jedoch auch Bereiche und Strukturen, wie beispielsweise scharfe Ränder und Spitzen oder enge und tiefe Spalte, sowie enge Hinterschnitte oder abgedeckte Hohlräume, die mit flüssigkeitsbasierten Verfahren, wie sie beispielsweise durch das Aufsprühen repräsentiert werden, nicht beschichtbar sind.
4 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen LED-Moduls 301 mit einer die Linse 109 aufweisenden LED 302. Dieses vierte Ausführungsbeispiel entspricht überwiegend dem dritten Ausführungsbeispiel gemäß 3 und unterscheidet sich von diesem lediglich durch die Linse 109.
Abweichend von den gezeigten Ausführungsbeispielen kann die Beschichtung auch ein Acrylat-Polyurethan-Copolymer aufweisen, dass in einem Sprühverfahren aufgetragen wurde.
Abweichend von den gezeigten Verfahren kann anstatt einem Sprühverfahren ein anderes Flüssigkeitsbasierendes Verfahren, wie beispielsweise ein Tauchverfahren angewendet werden. Dabei werden jedoch Schichtdicken erreicht, die größer sind als die vorbeschriebenen.
Abweichend von den gezeigten Ausführungsbeispielen kann das LED-Modul mehrere, beispielsweise zwei, drei oder vier, Beschichtungen aufweisen. Dabei kann die Schichtdicke jeder einzelnen der Beschichtungen beispielsweise reduziert sein, um die bevorzugte vorbeschriebene pin-holefreie (Gesamt-) Schichtdicke zu erhalten.
Offenbart ist ein LED-Modul mit einer Leiterplatte und mit zumindest einer LED, das über eine dünne Beschichtung mit Schichtdicken von 1 bis 100 μm gegen Umwelteinflüsse geschützt ist. Die Beschichtung erstreckt sich dabei zumindest über eine Leiterplatte und eine LED des LED-Moduls.
Weiterhin ist ein Verfahren zur Fertigung eines derartigen gegen Umwelteinflüsse geschützten LED-Moduls offenbart, bei dem eine Beschichtung zumindest eines Oberflächenabschnitts einer Leiterplatte und eines Außenflächenabschnitts einer LED mit einer Schichtdicke von 1 bis 100 μm erfolgt.
Bezugszeichenliste

1; 101; 201; 301: LED-Modul
2; 102; 202; 302: LED
4: LED-Gehäuse
6: Leuchtachse
8: LED-Chip
9: Füllmasse
109: Linse
10: Ausnehmung
11: Oberfläche
12: Bodenfläche
213; 313: Bodenfläche
14: Leiterplatte
15: Klebepunkt
16; 116: Außenfläche
17: Oberfläche
18; 118; 218; 318: Beschichtung
20; 120; 220; 320: Außenfläche

Claims

LED-Modul mit einer Leiterplatte (14), wobei an einer Oberseite der Leiterplatte (14) zumindest eine LED (2; 102; 202; 302) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine Beschichtung (18; 118; 218; 318) mit einer Schichtdicke von 1 bis 100 μm zumindest über einen Oberflächenabschnitt (17) der Oberseite und einen Außenflächenabschnitt (16; 116) der LED (2; 102; 202; 302) erstreckt.
LED-Modul nach Anspruch 1, wobei die Beschichtung (18; 118; 218; 318) ein Parylen oder ein Parylen F oder ein Silikon oder ein Acrylat-Polyurethan-Copolymer aufweist.
LED-Modul nach Anspruch 2, wobei die das Parylen oder das Parylen F aufweisende Beschichtung (218; 318) über eine chemische Gasphasenabscheidung ausgebildet ist.
LED-Modul nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei die das Parylen oder das Parylen F aufweisende Beschichtung (218; 318) eine Schichtdicke von etwa 5 bis 25 μm aufweist.
LED-Modul nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei sich die das Parylen oder das Parylen F aufweisende Beschichtung (218; 318) über einen Bodenflächenabschnitt (213; 313) der zumindest einen LED (202; 302) erstreckt.
LED-Modul nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Beschichtung (18; 118) als eine Silikon-Sprühschicht oder als eine Acrylat-Polyurethan-Sprühschicht ausgebildet ist.
LED-Modul nach Anspruch 6, wobei die als Sprühschicht ausgebildete Beschichtung (18; 118) eine Schichtdicke von etwa 10 bis 70 μm aufweist.
LED-Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich die Beschichtung zumindest über einen Oberflächenabschnitt einer Unterseite der Leiterplatte erstreckt.
LED-Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit zumindest einer an der Leiterplatte angeordneten Elektronikeinheit, wobei sich die Beschichtung über einen Oberflächenabschnitt der Elektronikeinheit erstreckt.
Verfahren zur Fertigung eines gegen Umwelteinflüsse geschützten LED-Moduls (1; 101; 201; 301) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Schritt: – Beschichtung zumindest eines Oberflächenabschnitts (17) einer Oberseite einer Leiterplatte (14) und eines Außenflächenabschnitts (16; 116) einer LED (2; 102; 202; 302) des LED-Moduls (1; 101; 201; 301) mit einer Schichtdicke von 1 bis 100 μm.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Schritt Beschichtung durch einen Schritt – Aufsprühen eines Silikons oder eines Acrylat-Polyurethan-Copolymers; oder durch einen Schritt – Chemische Gasphasenabscheidung eines Parylens oder eines Parylen F erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei vor dem Schritt Beschichtung ein Schritt – Plasmabehandlung oder Reinigung oder Aktivierung zumindest des Oberflächenabschnitts (17) oder des Außenflächenabschnitts (16; 116) erfolgt.