AT17723U1 - Verfahren zur herstellung eines led-matrix-scheinwerfermoduls - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines led-matrix-scheinwerfermoduls Download PDF

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AT17723U1 ATGM50103/2021U AT501032021U AT17723U1 AT 17723 U1 AT17723 U1 AT 17723U1 AT 501032021 U AT501032021 U AT 501032021U AT 17723 U1 AT17723 U1 AT 17723U1
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines LED-Matrix-Scheinwerfermoduls (1), umfassend die folgenden Schritte: a) Bereitstellen eines im Wesentlichen ebenen metallischen Grundkörpers (2), b) Umformen des metallischen Grundkörpers (2) zur Ausbildung eines Kühlrippen (3a) umfassenden Kühlkörpers (3), wobei das Umformen dergestalt erfolgt, dass Kühlrippen (3a) von einer gemeinsam ausgebildeten Montageebene (E) abstehen, c) Bereitstellen eines Schaltungsträgers (4), auf dem auf einer Abstrahlseite (4a) LED-Lichtquellen (5) matrixförmig angeordnet sind, d) Bereitstellen eines metallischen EMV-schirmenden Hitzeschildes (6), wobei das Hitzeschild (6) als im Wesentlichen ebener Körper ausgebildet ist, in dem zu den LED-Lichtquellen (5) korrespondierende Ausnehmungen (6a) vorgesehen sind, durch die das von den LED-Lichtquellen (5) abstrahlbare Licht hindurchtreten kann, und e) Anbringen des Kühlkörpers (3) an der von der Abstrahlseite (4a) abgewandten Rückseite (4b) des Schaltungsträgers (4) und Anbringen des Hitzeschildes (6) an der Abstrahlseite (4a) des Hitzeschildes (6), sodass die Ausnehmungen in dem Hitzeschild (6) zu den LED-Lichtquellen (5) an dem Schaltungsträger (4) korrespondieren und der Kühlkörper (3) die Rückseite des Schaltungsträgers (4) zur Wärmeableitung von dem Schaltungsträger (4) thermisch kontaktiert.

Description

Beschreibung
VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES LED-MATRIX-SCHEINWERFERMODULS
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines LED-Matrix-Scheinwerfermoduls.
[0002] Solche Module werden typischerweise aus mehreren Bauteilen aufgebaut, die einzeln hergestellt und dann zusammengesetzt werden. Die Bauteile betreffen z.B. einen Schaltungsträger, einen Kühlkörper sowie ein Hitzeschild, das auch zur Schirmung von unerwünschter magnetischer Strahlung vorgesehen ist (EMV-Schutz).
[0003] Die Erfindung hat die Aufgabe, eine verbesserte Herstellung eines solchen Scheinwerfermoduls zu ermöglichen. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, dass erfindungsgemäß die folgenden Schritte umfasst:
[0004] a) Bereitstellen eines im Wesentlichen ebenen metallischen Grundkörpers,
[0005] b) Umformen des metallischen Grundkörpers zur Ausbildung eines Kühlrippen umfassenden Kühlkörpers, wobei das Umformen dergestalt erfolgt, dass Kühlrippen von einer gemeinsam ausgebildeten Montageebene abstehen,
[0006] c) Bereitstellen eines Schaltungsträgers, auf dem auf einer Abstrahlseite LED-Lichtquellen matrixförmig angeordnet sind,
[0007] d) Bereitstellen eines metallischen EMV-schirmenden Hitzeschildes, wobei das Hitzeschild als im Wesentlichen ebener Körper ausgebildet ist, in dem zu den LED-Lichtquellen korrespondierende Ausnehmungen vorgesehen sind, durch die das von den LED-Lichtquellen abstrahlbare Licht hindurchtreten kann, und
[0008] e) Anbringen des Kühlkörpers an der von der Abstrahlseite abgewandten Rückseite des Schaltungsträgers und Anbringen des Hitzeschildes an der Abstrahlseite des Hitzeschildes, sodass die Ausnehmungen in dem Hitzeschild zu den LED-Lichtquellen an dem Schaltungsträger korrespondieren und der Kühlkörper die Rückseite des Schaltungsträgers zur Wärmeableitung von dem Schaltungsträger thermisch kontaktiert.
[0009] Unter dem Ausdruck „matrixförmig angeordnet“ wir eine Anordnung in Reihen und Spalten verstanden, wobei diese Anordnung zumindest eine Reihe und zumindest zwei Spalten umfasst.
[0010] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Umformen gemäß Schritt b) durch wechselweises versetztes Biegen um einen Winkel von jeweils 90° erfolgt, wobei die Biegeachsen zueinander parallel orientiert sind.
[0011] Weiters kann vorgesehen sein, dass der metallische Grundkörper eine IMS-Printplatte ist, die zumindest zwei Abschnitte aufweist, wobei in einem ersten Abschnitt der Kühlkörper durch Umformen des ersten Abschnittes gemäß Schritt b) ausgebildet wird und in einem dem ersten Abschnitt nachfolgenden zweiten Abschnitt der Schaltungsträger gemäß Schritt c) ausgebildet ist, wobei das Anbringen des Kühlkörpers an dem Schaltungsträger gemäß Schritt e) durch Umformen des Kühlkörpers zur flächigen Kontaktierung des Schaltungsträgers erfolgt.
[0012] Weiters kann vorgesehen sein, dass am Ende des dritten Abschnittes Laschen vorgesehen sind, die in einem rechten Winkel von dem Hitzeschild abstehen und bei dem Umformen des Hitzeschildes einen definierten Abstand zu dem Schaltungsträger festlegen. Uber die Laschen kann der Abstand auf der gegenüberliegenden Seite definiert werden. Diese können z.B. vernietet oder verrastet werden.
[0013] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Hitzeschild durch ein gesondertes Stanzblech ausgebildet ist, und in Schritt e) separat mit dem Schaltungsträger verbunden wird.
[0014] Weiters kann vorgesehen sein, dass der Schaltungsträger getrennt von dem Hitzeschild und dem Kühlkörper ausgebildet ist und das Hitzeschild und der Kühlkörper aus einem gemeinsamen Stanzblech geformt werden und in Schritt e) mit dem Schaltungsträger verbunden werden.
[0015] Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Schaltungsträger frei von einem metallischen Trägermaterial ist.
[0016] Die Erfindung betrifft zudem ein LED-Matrix-Scheinwerfermodul, das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde und die in dem Verfahren genannten Komponenten umfasst.
[0017] Weiters betrifft die Erfindung einen Fahrzeugscheinwerfer umfassend ein erfindungsgemäßes LED-Matrix-Scheinwerfermodul.
[0018] Die Erfindung ist im Folgenden anhand beispielhafter und nicht einschränkender Ausführungsformen näher erläutert, die in den Figuren veranschaulicht sind. Darin zeigt
[0019] Figur 1 eine Darstellung eines LED-Matrix-Scheinwerfermoduls,
[0020] Figur 2 einen ebenen Grundkörper,
[0021] Figuren 3 bis 5b eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens,
[0022] Figur 6 GIS zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, un
[0023] Figuren 7 und 8 eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
[0024] In den folgenden Figuren bezeichnen - sofern nicht anders angegeben - gleiche Bezugszeichen gleiche Merkmale.
[0025] Figur 1 zeigt eine Explosionsdarstellung eines LED-Matrix-Scheinwerfermoduls 1, das einen Print umfasst, der auf einem Kühlkörper angeordnet ist. Zusätzlich sind den LEDs 5, die printseitig in Form weißer Rechtecke erkennbar sind, Lichtführungen und Optiken zugeordnet, die in die Öffnungen im Hitzeschild 6 eingreifen und so das Licht der LED- Lichtquellen durch das Hitzeschild hindurch nach außen lenken und gegebenenfalls unter Hinzunahme weiterer Optikelemente abschließend formen können.
[0026] Anhand von den Figuren 2 bis 5b ist nun eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens nachvollziehbar. Darin ist erkennbar, dass das Verfahren folgende Schritte umfasst:
[0027] a) Bereitstellen eines im Wesentlichen ebenen metallischen Grundkörpers 2,
[0028] b) Umformen des metallischen Grundkörpers 2 zur Ausbildung eines Kühlrippen 3a umfassenden Kühlkörpers 3, wobei das Umformen dergestalt erfolgt, dass Kühlrippen 3a von einer gemeinsam ausgebildeten Montageebene E abstehen (siehe Fig. 3, durch Biegen um die Biegeachsen x+4, X2, X3a USW.),
[0029] c) Bereitstellen eines Schaltungsträgers 4, auf dem auf einer Abstrahlseite 4a LED-Lichtquellen 5 matrixförmig angeordnet sind (siehe Fig. 3),
[0030] d) Bereitstellen eines metallischen EMV-schirmenden Hitzeschildes 6, wobei das Hitzeschild 6 als im Wesentlichen ebener Körper ausgebildet ist, in dem zu den LED-Lichtquellen 5 korrespondierende Ausnehmungen 6a vorgesehen sind, durch die das von den LED-Lichtquellen 5 abstrahlbare Licht hindurchtreten kann (siehe Fig. 5b), und
[0031] e) Anbringen des Kühlkörpers 3 an der von der Abstrahlseite 4a abgewandten Rückseite 4b des Schaltungsträgers 4 und Anbringen des Hitzeschildes 6 an der Abstrahlseite 4a des Hitzeschildes 6, sodass die Ausnehmungen in dem Hitzeschild 6 zu den LED-Lichtquellen 5 an dem Schaltungsträger 4 korrespondieren und der Kühlkörper 3 die Rückseite des Schaltungsträgers 4 zur Wärmeableitung von dem Schaltungsträger 4 thermisch kontaktiert.
[0032] Figur 3 zeigt darin den bereits zu einem Kühlkörper 3 verformten Grundkörper 2, der in der gezeigten Ausführungsform sowohl die Kühlrippen 3a als auch einen ebenen unverformten Bereich umfasst, auf den die Kühlrippen 3a entsprechend der Pfeilrichtung in Fig. 3 aufgeklappt werden. Der metallische Grundkörper 2 ist in diesem Beispiel eine IMS- Printplatte, die drei Abschnitte 2a, 2b und 2c aufweist, wobei in einem ersten Abschnitt 2a der Kühlkörper 3 durch Um-
formen des ersten Abschnittes 2a gemäß Schritt b) ausgebildet wird und in einem dem ersten Abschnitt 2a nachfolgenden zweiten Abschnitt 2b der Schaltungsträger 4 gemäß Schritt c) ausgebildet ist. Das Anbringen des Kühlkörpers 3 an dem Schaltungsträger 4 gemäß Schritt e) erfolgt durch Umformen des Kühlkörpers 3 zur flächigen Kontaktierung des Schaltungsträgers 4 (entsprechend der Pfeilrichtung in Fig. 4).
[0033] Die Reihenfolge der einzelnen Schritte ist dabei typischerweise so gewählt, dass zuerst der Grundkörper 2 gemäß Schritt a) bereitgestellt wird, dann der Schaltungsträger gemäß Schritt c) auf dem Grundkörper 2 z.B. durch Verlöten der Bauteile, ausgebildet wird, und dann das Umformen nach Schritt b) erfolgt.
[0034] Unter einer IMS-Platte wird ein „insulated metal substrate“ in Plattenform verstanden, also eine Platte mit Metallkern, der elektrisch isolierend beschichtet und biegbar ist.
[0035] In der besagten ersten Ausführungsform der Erfindung ist ein dem zweiten Abschnitt 2b nachfolgender dritten Abschnitt 2c auf der IMS-Platte vorgesehen, durch welchem das Hitzeschild 6 gemäß Schritt d) ausgebildet wird. Das Anbringen des Hitzeschildes 6 an dem Schaltungsträger 4 gemäß Schritt e) kann durch Umformen des Hitzeschildes 6 erfolgen (entsprechend der Pfeilrichtung in Fig. 5a). Fig. 5b zeigt eine Draufsicht auf diese Ausführungsform der Erfindung. Dabei ist erkennbar, dass am Ende des dritten Abschnittes Laschen 7 vorgesehen sind, die in einem rechten Winkel von dem Hitzeschild 6 abstehen und bei dem Umformen des Hitzeschildes 6 einen definierten Abstand zu dem Schaltungsträger 4 festlegen.
[0036] Gemäß der zweiten Ausführungsform nach Fig. 6 kann vorgesehen sein, dass das Hitzeschild 6 durch ein gesondertes Stanzblech ausgebildet ist, und in Schritt e) separat mit dem Schaltungsträger 4 verbunden wird.
[0037] In der dritten Ausführungsform nach Figur 7 und 8 ist vorgesehen, dass der Schaltungsträger 4 getrennt von dem Hitzeschild 6 und dem Kühlkörper 3 ausgebildet ist und das Hitzeschild 6 und der Kühlkörper 3 aus einem gemeinsamen Stanzblech geformt werden und in Schritt e) mit dem Schaltungsträger 4 verbunden werden. Da der Schaltungsträger 4 in diesem Fall nicht einstückig mit dem Kühlkörper ausgebildet ist, kann dieser aus einem anderen Material als der Grundkörper 2 bestehen. So kann vorgesehen sein, dass der Schaltungsträger 4 frei von einem metallischen Trägermaterial ist. Als Schaltungsträger 4 könnte daher z.B. eine herkömmliche FR4-Printplatte eingesetzt werden.
[0038] Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsformen beschränkt, sondern durch den gesamten Schutzumfang der Ansprüche definiert. Auch können einzelne Aspekte der Erfindung bzw. der Ausführungsformen aufgegriffen und miteinander kombiniert werden. Etwaige Bezugszeichen in den Ansprüchen sind beispielhaft und dienen nur der einfacheren Lesbarkeit der Ansprüche, ohne diese einzuschränken.

Claims (10)

Ansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines LED-Matrix-Scheinwerfermoduls (1), umfassend die folgenden Schritte:
a) Bereitstellen eines im Wesentlichen ebenen metallischen Grundkörpers (2),
b) Umformen des metallischen Grundkörpers (2) zur Ausbildung eines Kühlrippen (3a) umfassenden Kühlkörpers (3), wobei das Umformen dergestalt erfolgt, dass Kühlrippen (3a) von einer gemeinsam ausgebildeten Montageebene (E) abstehen,
c) Bereitstellen eines Schaltungsträgers (4), auf dem auf einer Abstrahlseite (4a) LEDLichtquellen (5) matrixförmig angeordnet sind,
d) Bereitstellen eines metallischen EMV-schirmenden Hitzeschildes (6), wobei das Hitzeschild (6) als im Wesentlichen ebener Körper ausgebildet ist, in dem zu den LED- Lichtquellen (5) korrespondierende Ausnehmungen (6a) vorgesehen sind, durch die das von den LED-Lichtquellen (5) abstrahlbare Licht hindurchtreten kann, und
e) Anbringen des Kühlkörpers (3) an der von der Abstrahlseite (4a) abgewandten Rückseite (4b) des Schaltungsträgers (4) und Anbringen des Hitzeschildes (6) an der Abstrahlseite (4a) des Hitzeschildes (6), sodass die Ausnehmungen in dem Hitzeschild (6) zu den LED-Lichtquellen (5) an dem Schaltungsträger (4) korrespondieren und der Kühlkörper (3) die Rückseite des Schaltungsträgers (4) zur Wärmeableitung von dem Schaltungsträger (4) thermisch kontaktiert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Umformen gemäß Schritt b) durch wechselweises versetztes Biegen um einen Winkel von jeweils 90° erfolgt, wobei die Biegeachsen (x1, x2, x3) zueinander parallel orientiert sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der metallische Grundkörper (2) eine IMS- Printplatte ist, die zumindest zwei Abschnitte (2a, 2b) aufweist, wobei in einem ersten Abschnitt (2a) der Kühlkörper (3) durch Umformen des ersten Abschnittes (2a) gemäß Schritt b) ausgebildet wird und in einem dem ersten Abschnitt (2a) nachfolgenden zweiten Abschnitt (2b) der Schaltungsträger (4) gemäß Schritt c) ausgebildet ist, wobei das Anbringen des Kühlkörpers (3) an dem Schaltungsträger (4) gemäß Schritt e) durch Umformen des Kühlkörpers (3) zur flächigen Kontaktierung des Schaltungsträgers (4) erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die IMS-Printplatte einen dem zweiten Abschnitt (2b) nachfolgenden dritten Abschnitt (2c) aufweist, in welchem dritten Abschnitt (2c) das Hitzeschild (6) gemäß Schritt d) ausgebildet wird, wobei das Anbringen des Hitzeschildes (6) an dem Schaltungsträger (4) gemäß Schritt e) durch Umformen des Hitzeschildes (6) erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei am Ende des dritten Abschnittes Laschen (7) vorgesehen sind, die in einem rechten Winkel von dem Hitzeschild (6) abstehen und bei dem Umformen des Hitzeschildes (6) einen definierten Abstand zu dem Schaltungsträger (4) festlegen.
6. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Hitzeschild (6) durch ein gesondertes Stanzblech ausgebildet ist, und in Schritt e) separat mit dem Schaltungsträger (4) verbunden wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schaltungsträger (4) getrennt von dem Hitzeschild (6) und dem Kühlkörper (3) ausgebildet ist und das Hitzeschild (6) und der Kühlkörper (3) aus einem gemeinsamen Stanzblech geformt werden und in Schritt e) mit dem Schaltungsträger (4) verbunden werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Schaltungsträger (4) frei von einem metallischen Trägermaterial ist.
9. LED-Matrix-Scheinwerfermodul, hergestellt nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
10. Fahrzeugscheinwerfer umfassend ein LED-Matrix-Scheinwerfermodul nach Anspruch 9.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
ATGM50103/2021U 2021-05-05 2021-05-05 Verfahren zur herstellung eines led-matrix-scheinwerfermoduls AT17723U1 (de)

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