导电元件与发光装置电路板的连接的制作方法

本发明涉及一种用于建立导电元件与发光装置电路板之间的导电连接的设备和方法，以及一种相应的发光装置。

背景技术：

在灯具、尤其led灯具中，提供的网络电压通常由电子驱动件转换为适用于led的电压。为此，驱动件通常通过传导元件(例如丝线)与布置在灯具基座中的接触件、例如触针相连。丝线在此通常简单地压入基座触针中。

而与电路板或驱动件的接触通过插头或通过焊接制造。但是，其缺点在于，插头通常无法通过自动装配定位，因此，插拔连接通常需要额外的手工装配。此外，插头相对较贵，因此其在经济方面并非最佳的方案。

因此，连接通常通过将丝线焊接在电路板上实现。但是，焊接需要很多的时间投入，并且在此，既存在冷焊点的风险，其中，丝线尽管与电路板机械相连，但是不存在导电连接；又存在丝线与电路板连接不牢的风险，导致连接会轻易断开。

技术实现要素：

基于现有技术，本发明的目的在于，提供一种用于建立导电元件与尤其发光装置的电路板的电气连接的改善的设备以及一种相应的方法和一种发光装置。

此目的通过具有独立权利要求的特征的一种套筒、一种方法和一种发光装置实现。有利的扩展方案由从属权利要求给出。

相应地，提出一种用于将导电元件与发光装置的电路板电气相连的套筒，其中，套筒具有用于容纳导电元件(例如丝线)的贯穿开口。套筒在此具有第一和第二区域。第一区域的壁平行于套筒的纵向延伸，并且至少部分地能够向内变形。第二区域具有连接第一区域的第一区段和连接第一区段的第二区段，其中，第一区段的直径沿着纵向从第一区域到第二区段扩大。

套筒主要由导电材料、例如金属制成。套筒优选由单种材料或金属构成，但是其也可替代地区段式地由多种导电的材料组成。但是，套筒优选一件式地或一体地成型。此外，套筒还可具有基本为柱状的形状，其中，其包含限定了壁的外表面和内表面。贯穿开口在此布置在径向位于内部的区域中并限定了套筒的内表面。

第一和第二区域优选基本同轴地并沿着套筒的纵向延伸，从而导电元件、例如丝线或触针能够轻易地通过开口相应的尺寸设计导入套筒或其开口中。

第一区段沿着纵向从第一区域到第二区段的直径的扩大还具有以下优点，即简化了导电元件的导入。此外，由此在将套筒与电路板焊接时，由于焊剂的几何构造、表面张力和流动性的优化的配合，焊剂不会进入套筒的开口中或至少不会阻塞套筒，从而随后能够导入导电元件。

优选第一区段的直径连续并均匀地扩大，其中，第一区段例如可直线地、倾斜地、倒圆地和/或锥形地延伸。但是，第一区段的直径也可阶梯式地或波浪形地扩大。

第二区段的壁可平行于纵向或柱状地延伸、但也可相对于纵轴呈锥状或截锥状地延伸。此外，第二区段平行于纵轴或柱状延伸的优点在于，第二区段构成伸出的凸缘，其在套筒装入电路板的状态下能够轻易地触及以进行焊接，并因此提供了改善的接点。锥形延伸的优点在于，导电元件能够更容易地插入套筒的开口中。

因此，通过第一和/或第二区段的相应造型，第二区域优选构成至少一个倒角或阶梯和/或构造为漏斗形。在此，此倒角可基本为直的或者为倒圆角。第二区域的此种构造的优点在于，简化套筒或第二区域在电路板中的安装。

这样，在套筒装入电路板中的状态下，套筒的第一区段贴靠在电路板内的孔或缺口上并例如构成接点。因此，套筒的第二区域的倒角或漏斗形状能够妨碍或阻止套筒的旋转或滑动或者脱落，并由此实现套筒在电路板上的初级固定。换而言之，通过第二区域的构造而由电路板支承套筒并且至少防止套筒的滑转。此外，在套筒装入电路板中时，第一区段可至少部分地变形，从而在套筒和电路板之间提供应力配合的连接或过盈配合。这简化了后续的工序，例如焊接过程。

第一区段的形状也可基本匹配于电路板内的孔或缺口的形状，从而第二区域的第一区段至少部分地由孔或缺口所容纳并且实现改善的支承。此外，第一区段具有基本圆形的形状，其逐渐过渡为第二区段或第一区域。由此，第一区段可具有弧形形状或肘形形状，其中，在安装在电路板内的状态下，过渡位置贴靠在电路板的表面和/或孔上。在此，第二区段可构成伸出的凸缘，其或者锥形地、或者柱状地延伸。这样的优点在于，防止了套筒的侧向滑动或倾斜并且在安装状态下稳定套筒。

优选在第一区段的壁和套筒的纵向之间存在的夹角在20°到60°的范围内，优选在25°到35°的范围内。进行过的测试证实，通过将夹角调节到此范围内可减少焊剂流入套筒的开口中，其中，尤其在25°到35°范围内的夹角可在将套筒改善地支承或将套筒初级固定在电路板上的情况下减少或防止焊剂的流入。

优选位于第二区段的壁和套筒的纵向之间的夹角在0°到20°的范围内，优选在1°到10°的范围内，尤其优选在2°到3°的范围内。由此，实现了导电元件向套筒中的改善的或简化的引入。

此外，通过使第二区段的夹角小于第一区段的夹角，构成了至少部分地伸出电路板的颈部或凸缘。其优点主要在于，在焊接时没有焊剂陷入套筒中，并且同时，第二区域保持低的侧向膨胀，从而占用少量空间并且能够焊接，或者使套筒和电路板之间的焊点能够轻易触及。

为了改善在装入电路板的状态下的套筒的稳定性并且改善容纳在开口中的导电元件的支承，在套筒的纵向上，第一区域和第二区域的大小比例为至少2:1。优选大小比例为5:1至10:1。通过相对较大的、可变形的第一区域，提供了同样较大的、套筒和引入的导电元件之间的接触面积，从而提供相应较大的啮合面积。此外，第一区段较大的长度为容纳在其中的导电元件提供了更高的稳定性。

提出的套筒尤其有利地用于灯具或led灯具的电路板的装配。这样，套筒普遍制造成本低。此外，套筒可通过第二区域的第一区段的构造至少部分地由电路板可靠地支承并因此相应地焊接。但是，与导电元件的导电连接则通过第一区域的变形产生，从而不影响焊接。例如，变形可通过借助相应的工具挤压或皱缩第一区域实现，从而通过变形产生在套筒或第一区域与导电元件之间可靠的机械连接以及电气连接。第一区域的可变形性因此实现了第一区域和容纳在其中的导电元件或丝线的可靠且快速的挤压，这尤其对于制造灯具的驱动件或者对装配灯具的电路板有利。

由此，套筒例如能够由用于驱动件元件的自动装配装置简单地并在与部件或驱动件元件的同一工序中装配或安装在电路板上并由自动焊接装置焊接，从而实现了自动化制造并降低了成本和时间投入。

此外，还提出了一种发光装置、优选led发光装置，其具有带有接触件的壳体，至少一个光源，至少一个电路板，至少一个导电元件以及至少一个根据本发明的套筒。电路板具有第一表面、第二表面和至少一个在第一表面和第二表面之间贯穿的孔，其中，每个套筒导入相应的孔中并且与电路板导电地相连。在此，在每个套筒的开口中容纳一个导电元件，使得套筒与导电元件导电地连接。

此外，为了供应能量，导电元件还可与接触件、例如布置在基座内的接触销或接触螺纹件相连，或者也可建立与另一电路板的连接。

原则上，可以仅设置一个孔和装入其中的套筒，其中，套筒容纳导电元件，并且每个其他的导电元件都可以通过其他的方式与电路板相连。例如，当为一个导电元件设置的位置与其他元件分离和/或分散地布置，则此导电元件可简单地与电路板焊接。同样，为了供应能量，可借助套筒将一个接触件与电路板相连，而借助例如接触弹簧件或者螺纹将第二接触件与电路板相连。但是，优选设置至少两个套筒和孔，从而至少与接触件形成导电连接的导电元件借助套筒与电路板相连。

为了改善固定和连接，孔优选匹配于套筒的第二区域的第一区段并部分地容纳此第一区段。套筒因此在安装状态下由电路板支承。孔优选构造得使套筒和电路板之间在套筒的安装状态下通过套筒的第一区段的变形形成力配合的连接。例如，孔可具有基本柱状的形状，其中，孔的直径匹配于套筒，使得孔至少部分地环绕套筒的第一区段。相应地，孔可构造得使套筒能够非常精确地安装或定位，并且在焊接过程之前就已经提供初级连接，从而妨碍或阻止滑动或脱落。替代地，可为孔设置其他形状，从而孔例如构造得使其至少部分地对准第一区段或者构造为锥形。

此外，还可设置得使焊接面围绕着孔布置，并且其中，套筒与电路板焊接。焊接面优选布置在套筒的第二区段与电路板之间，也就是说，在电路板的一个侧面上，套筒从此侧面装入。焊接面实现了电路板借助至少一个焊点(焊锡)与套筒电气相连。焊接面或焊接衬垫或者焊接板可在此构造得使焊接简化并且妨碍或阻止焊剂不期望地流动到电路板的其他区域。由此，可通过焊接面或焊接衬垫的设计简化在电路板上的焊接过程。

通过将焊接面和相邻的铜皮以及导体电路与套筒相连，将第一表面的热量传导到电路板的第二表面上，并且能够通过电路板分散温度。由此，电路板的上表面和下表面彼此形成热连接并且更好地疏散和相应地交换led的热量。此种散热可借助套筒与布置在电路板第二表面上的焊接面或铜皮之间的至少一个焊点进一步改善。

优选焊接面基本圆形地构造并在其周围具有至少一个突出。此形状主要的优点在于，在焊接工序中，在突出处的焊接面可以与烙铁接触，从而能够加热焊接面，而不会产生套筒随着烙铁移动的风险。通过替代较大的焊接面而为较小的焊接面设置突出，在焊接时，热量更好地传导到焊接面的中心并因此传导到套筒。

尽管孔和套筒之间的相互配合已经能够妨碍或阻止容纳的套筒的滑动或脱落，但是，在布置在电路板上的焊接面中还可以使套筒与焊接面啮合。这优选通过力配合实现，其中，焊接面优选环绕套筒的第一区段。此外，还可设置形状配合，其中，套筒的第一区段例如具有突出部或突起，其在引入状态下由焊接面的突出部分支承并因此形成啮合。

由此，设置不同的替代的方案，其提供套筒在电路板上的可拆卸的或固定的连接。

此外，电路板还可与例如至少一个散热器和/或至少另一个电路板或者驱动件相连。

此外，发光装置还可具有透镜或透光的罩子。

提出的具有电路板或pcb(printedcircuitboard)和至少一个根据本发明的套筒的发光装置尤其对于基于led的灯具(例如改装灯)为有利的。这样，通过电路板的孔或缺口与相应套筒的配合以前述的优点经济有利地实现驱动件或电路板的自动化制造。因此，发光装置可尤其低成本地、可靠地、快速地并且自动化地制造。

此外，还提出了一种用于建立电路板和至少一个导电元件之间的导电连接的方法。此方法至少包含制成至少一个在电路板内的贯穿的孔，将至少一个套筒装入电路板中的相应孔中，以及制造电路板和套筒之间的导电连接。此外，导电元件引入套筒中并制造套筒与导电元件之间的导电连接。

套筒优选与根据本发明的套筒一致，从而在制成电路板内的至少一个贯穿通孔的方法步骤中能够同样顾及到套筒的第二区段的形状。

在将套筒装入电路板内相应的孔中时，优选借助套筒的变形提供套筒与电路板之间的应力配合的连接。在使用根据本发明的套筒时，这优选通过第二区域的变形实现，例如当套筒推入到孔中时的变形。因此，保证了套筒由电路板可靠地支承并且在其他工序中也不会滑动。

套筒与导电元件之间的导电连接优选通过套筒的变形建立。这可例如通过皱褶实现，在使用根据本发明的套筒时例如通过第一区域的皱褶实现。

如前所详述，为电路板装配套筒以及套筒区域的变形具有的优点主要在于，套筒借助自动化装配安装到电路板中并借助自动化焊接在同一工序中与驱动元件焊接。同样，由于套筒的相应构造，导电元件或丝线的引入不受焊接过程的影响，从而导电元件能够同样自动地借助机械简单地引入套筒中，在正确的长度上切割并通过相应的工具、例如钳子变形或挤压。因此，不需要复杂地且手动地将丝线焊接在电路板中。

套筒向电路板内相应的孔中的安装优选在为电路板装配至少一个元件的同一工序完成并且由自动化装配实施。

电路板与套筒之间的导电连接优选通过将套筒与电路板焊接建立。套筒与电路板的焊接可通过焊接面进行。

此外，套筒与电路板的至少一个表面的焊接优选在将至少一个元件焊接到电路板上的同一工序中完成并通过自动化焊接实施。

同样，导电元件向套筒中的引入以及套筒的变形优选在一个工序中完成并由自动化装置实施，其中，导电元件优选在变形后切割。

附图说明

本发明的其他优选的实施形式通过下面对附图的说明进一步阐述。其中：

图1示出了具有贯穿的第一区域的套筒的示意性纵向剖视图；

图2a示出了具有所示区段的套筒的第二区域的示意性纵向剖视图和第二区域的构造；

图2b示出了在第二区域的套筒的开放末端的俯视图；

图3示出了具有电路板、套筒和引入的丝线的发光装置的示意性纵向剖视图；

图4示出了具有套筒、焊点和引入的丝线的电路板的示意性纵向剖视图；并且

图5示出了具有套筒和焊接面的电路板的示意性俯视图。

具体实施方式

下面根据附图说明优选的实施例。在此，在各个附图中的同样的、类似的或功能相同的元件以同样的附图标记标注，并且为了避免赘述，部分地取消了对这些元件的重复说明。

图1中示意性地示出了套筒1的纵向剖视图，其具有第一区域10和第二区域12。在此，套筒1具有外表面16和内表面14，其共同限定了壁18。内表面14由沿纵向且设置在套筒1的径向内部区域内并且贯穿延伸的开口20限定。贯穿的开口20具有两个、在此示作相对的末端，并因此构成两个开放末端22。第二区域12处于开放末端22的其中之一处。第一区域10在此同样显示为贯穿的并且邻接第二区域12。第二区域12相对于第一区域10的扩展允许套筒1能够插入电路板的孔中，其中，第二区域12的至少局部能够由孔所容纳或者放置在电路板上。套筒1的第二区域12因此还保证了套筒1在电路板中的可靠的支承。

在图2a中示意性地示出了第二区域12的可能的构造。第二区域12具有第一区段120和第二区段124，其中，第一区段120邻接第一区域10，并且第二区段124邻接第一区段120。第一区段120的直径沿着纵向从第一区域10到第二区段124增大。在此，第二区段124构造为锥状，其中，第二区段124相对于套筒1的纵轴的扩展或夹角126小于第一区段120的相应的夹角122。图2b示出了两个区段相应的俯视图。

在图3中示意性地以发光装置的纵向剖视图示出与电路板3相连的套筒1。纵向剖视图示出了发光装置的各种可能的元件，这些元件布置在壳体7中。电路板3具有第一表面32和第二表面34，并且具有布置在第一表面和第二表面之间的贯通的孔36或缺口。在孔36中容纳套筒1，其中，套筒1的第二区域12至少部分地由孔36容纳并放置在电路板3上。此外，套筒1还借助至少一处焊点(未示出)与电路板3相连。在套筒1中容纳导电元件5或丝线。导电元件5可通过套筒1的第一区域(未示出)的变形与套筒1电气连接并由其支承。

在图4中示意性地示出了设置用于将套筒1与电路板3相连的焊点38。相应地，焊点38通过在电路板3的第一表面32上的铜皮或者具有导电能力的表面将套筒1或其第二区域与电路板3相连。同样，在此，丝线5容纳在套筒1中，其通过第一区域10的变形与套筒1固定地连接。

替代地，如图5中示意性地示出，焊点同样可通过布置在电路板3的第一表面32上的焊接面380装配。焊接面380基本构造为圆形，并在其周围具有三处突出。突出在此显示为基本为半圆形，而且具有以下优点，在焊接过程中，焊接面380能够在突出处与烙铁接触，从而能够加热焊接面380，而不存在套筒1随着烙铁移动的风险。尽管在此所示的突出基本为半圆形，但是，也可设置其他形状，例如矩形、三角形、棱锥形或梯形。

焊接面380能够与套筒1或与其第二区域(未示出)或者与第一区段120啮合，从而套筒1在导入孔36或在装配电路板3时已经机械地和/或导电地与电路板3相连并且可靠地由电路板3所支承。

例如，套筒1可通过过盈配合或者形状配合与焊接面380和/或孔36固定。由此，无需手动的啮合并且在不注意电路板3的方向的情况下即可完成下面的焊接步骤。

尽管本发明详细地通过示出的实施例进一步阐述和说明，但是，本发明不限于此，专业人士可在不脱离本发明的保护范围的情况下由此推导出其他变体。

整体上，只要没有例如通过“刚好一个”等表述明确地排除，“一个(ein,eine)”等表述可理解为单数或复数，尤其针对“至少一个”或“一个或多个”等。

只要未明确地排除，数字表述就可包含刚好为给出的数字，也可包含通常的公差范围。

只要可用，在实施例中显示的所有单个特征都可彼此结合和/或交换，而不脱离本发明的范围。

附图标记说明

1套筒

10第一区域

12第二区域

120第一区段

122第一区段的夹角

14内表面

124第二区段

126第二区段的夹角

16外表面

18壁

20开口

22开放末端

3电路板

32第一表面

34第二表面

36孔

38焊点

380焊接面

5导电元件或丝线

7壳体