CN108541400A - 用于将至少一个电子部件定位在电路板上的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于将至少一个电子部件（3）定位在提供用于安装在车辆前照灯中的电路板（1）上的方法，其中，所述电路板（1）包括至少一个位置标记，并且所述至少一个电子部件（3）的所述定位相对于所述电路板（1）上的所述至少一个位置标记来进行，其中，所述至少一个位置标记被光学地检测并且被用于所述定位，其中，所使用的所述至少一个位置标记是所述电路板（1）的至少一个对准标记（5、6、7、8、8'、8''），在所述车辆前照灯中，当所述电路板（1）被安装时，所述至少一个对准标记（5、6、7、8、8'、8''）与所述车辆前照灯的与所述对准标记（5、6、7、8、8'、8''）互补的定位装置（9、15）机械地相互作用。

Description

用于将至少一个电子部件定位在电路板上的方法

技术领域

本发明涉及一种用于将至少一个电子部件定位在用于安装在车辆前照灯中的电路板上的方法，在该方法中，该至少一个电子部件相对于该电路板上的至少一个位置标记来定位，其中，该至少一个位置标记被光学地检测，并且本发明涉及一种通过这种方法产生的电路板。

背景技术

车辆前照灯越来越多地包括电子部件，并且特别是半导体部件，其中，特别是其中使用发光二极管（LED）作为用于前照灯的光源的LED技术正在被大规模地使用。与例如卤素灯之类的常规光源相比，LED具有高的光输出并且以小的空间需求为特征。LED一般被固定在电路板或印刷电路板上，该电路板或印刷电路板还具有用于向LED供应功率的合适的导电轨迹，并且该LED使用在电路板构造领域中已知的装配方法来固定在电路板上。

在将LED用作用于车辆前照灯的光源的情况下，必须注意到关于LED相对于例如反射器和/或透镜之类的与LED相关联的光学部件部分的定位的极低的容差，这是因为具有极高亮度的LED的立法者规定了关于所产生的光图像的精确要求，以便在车辆前照灯处于操作中时避免耀眼的迎面而来的交通（车辆）。因此，在现有技术中，由于在常规电路板构造技术的情况下通常发生的制造不精确，有必要根据LED或光源在电路板或印刷电路板上的实际位置来调整例如反射器和/或透镜之类的部件部分。因此，在装配LED和例如激光二极管之类的类似光源时出现的容差导致前照灯制造商需要根据经验来确定反射器和/或透镜的必要相对位置并且将光学元件固定在该特定位置。然而，电路板的生产是很大程度上自动化的过程，并且因此，可以快速和大量地并因此非常经济地来执行，关于光源和例如反射器和/或透镜之类的光学元件的相对位置的前照灯的调整涉及大量的工作，这与高效和经济的前照灯生产的需求相冲突。

光源在用于车辆前照灯中的电路板或印刷电路板上的定位的相对不精确性的一个重要原因特别是基于以下事实，即：即使在关于导电轨迹和光源的位置对印刷电路板进行非常精确的制造的情况下，也不可能产生将电路板紧固到车辆前照灯的可能性，一般来说，电路板的边缘部分或对准标记，例如边缘、凹口和/或孔口等，与用于例如LED或激光二极管之类的光源的导电轨迹和接触焊盘的生产具有相同的精度。在基于位置标记的光源和紧固可能性的常规参照可能性的情况下，该位置标记类似于导电轨迹地被施加于电路板或者被蚀刻或印刷在电路板上，一方面在定位紧固可能性时，并且另一方面在组装光源时，会产生误差。因此，这样的参照可能性无法导致期望的精确结果，这是因为，由于电路板的紧固结构的位置的所述不精确性，产生在固定到车辆前照灯时的固有的不精确性，这又意味着必须随后调整例如反射器和/或透镜之类的光学元件，以便获得期望的光图像。

因此，本发明的目的在于消除所描述的缺点以及改进在介绍中所描述的类型的方法到如下程度，即：一旦部件已被装配在电路板上并且该电路板已被固定在车辆前照灯中，则可以避免对例如反射器和/或透镜之类的光学元件的后续定位或调整，使得车辆前照灯可以以自动化到最大可能的程度的方式来生产。

发明内容

为了实现该目的，根据本发明将在介绍中所描述的类型的方法发展到如下程度，即：使得所使用的至少一个位置标记是电路板的至少一个对准标记，在车辆前照灯中，当该电路板被安装时，该至少一个对准标记与车辆前照灯的与该对准标记互补的定位装置机械地相互作用。如已经提及的，电路板的对准标记特别是被用于电路板在车辆前照灯上的机械定位和/或固定。特别地，电路板中的凹部适合作为对准标记，该凹部形成在边缘部分中，也就是说，形成在界定电路板的边缘处，并且可以包括例如形式为凹口的机械标记。例如，界定边缘可延伸通过的孔口也是合适的。完全在电路板内形成的孔口原则上适合作为对准标记。机械定位装置可以形成为销、止动件等，其被设置在车辆前照灯的相应的部件部分上，以与电路板的相对应地成形的对准标记相互作用，以便在车辆前照灯上或车辆前照灯中限定电路板的定向和位置。如果根据本发明，电路板的设置用于与机械定位装置相互作用的这种对准标记被用作位置标记，该位置标记被检测以便相对于该位置标记来定位电子部件，则因此消除了车辆前照灯的生产中的不精确性的一个关键来源，这是因为例如LED（发光二极管）之类的至少一个电子部件相对于对准标记来参照，当承载该电子部件的电路板处于安装状态下时，该对准标记确定在车辆前照灯中并且因此相对于例如反射器和/或透镜之类的另外的光学元件的实际位置，该另外的光学元件与电子部件相互作用，用于车辆前照灯的合成光图像。总体而言，根据本发明的方法的应用消除了关于电子部件的定位的一个潜在误差源，使得在总体上实现了更高的精度，并且特别是可以避免在对光学部件的后续对准中所涉及的工作。

由于为了将电子部件定位在电路板上，与车辆前照灯的定位装置的相互作用是必不可少的，因此显然，例如在至少两个对准标记被用于组装并且因此也被用于定位的情况下，为了进行固定以防止扭转，电路板可以与定位装置特别好地相互作用，换言之，可以以特别固定和精确的方式被组装在车辆前照灯中。可以通过至少在两个位置处以与定位装置机械连接的形式相互作用，来特别精确地保持电路板。如果使用至少两个对准标记来定位，则对准标记本身可以特别容易地形成，例如形成为凹口，并且允许简单地组装在车辆前照灯中。

在定位过程的进行期间仅使用一个对准标记的情况下，特别是在较小的电路板的情况下，电路板相对于车辆前照灯中的安装位置的精确对准原则上也是可能的。在较大的电路板的情况下，有利的是，如果使用至少两个对准标记来进行定位，以便获得可能的最大精度，这特别是可以在电路板上的至少两个对准标记被用于根据本发明的方法的情况下实现，该至少两个对准标记优选地位于电路板上相对的边缘或边缘区域上，在电路板具有基本上矩形的形状的情况下，优选地位于电路板的最长相对边缘上。这里，基本上矩形的形状意味着可以尽一切办法提供电路板的用于安装在车辆前照灯中的圆角或其他形状适配，然而，电路板的基本形状大部分遵循矩形的走向。

为了后续实施根据本发明的电路板的自动化生产，根据本发明的方法的特征优选地可以在于，特别是使用摄像机，从电路板的第一侧光学地检测所述至少一个对准标记，并且基于所述至少一个对准标记的位置数据，包括用于所述至少一个部件的装配位置的数据记录被创建，并且被提供给用于装配电子部件的机器。用于检测可见结构的这种摄像机辅助的方法在现有技术中是已知的，并且也可以被容易地应用于电路板的对准标记，例如孔、槽、边缘和凹口等，其中，现今标准的数字图像采集提供了以完全自动化的方式来创建具有用于所述至少一个部件的装配位置的数据记录的可能性。

为了改善电路板的对准标记的光学检测，并且特别是利用摄像机的光学检测，根据本发明的方法优选地被发展到如下程度，即：从与所述第一侧相反的第二侧来照亮电路板。从与可以使用摄像机从该侧来光学地检测电路板的第一侧相反的第二侧照亮电路板导致在电路板的边缘区域处或对准标记处的对比度的显著增加，使得可以好得多地识别对准标记，并且因此，也可以好得多地识别为了与用于车辆前照灯上的电路板的机械定位装置相互作用而设置的对准标记。

一般而言，电路板通过切割、铣削、冲压和/或钻孔来产生，以便产生边缘，并且因此，也产生用于与机械定位装置相互作用的对准标记，由此，仔细检查，这种对准标记决非由实际上理想、光滑的边缘或甚至表面构成，而是相反，通常具有较大的不规则性。然而，由于最终正是这种类型的对准标记的不规则走向对于车辆前照灯中电路板的实际位置而言是相关的，因此它必须按照根据本发明的方法来尽可能精确地光学检测，以便在定位电子部件时获得最大可能的精度。因此，根据本发明的方法优选地被发展到如下程度，即：使用平行定向的光来进行照亮。利用来自第二侧的平行定向的光的照亮，以及特别是借助于摄像机的在边缘部分处或在对准标记处的对该平行定向的光的检测，由于不存在发散的光分量，以最大的可能精度投射实际有效的对准标记的边缘，使得可以提供电子部件相对于在电路板的安装位置有效的对准标记的相当精确的参照。此外，根据本发明的方法与电路板的第一侧上的表面的任何不平坦性无关，而当借助于显微镜方法来确定位置时，由于在电路板的边缘区域中的金属和漆的逐渐变薄的层，不能总是明确地确定相关的聚焦平面。

为了进一步改善所述至少一个电子部件在电路板上的定位，优选地采用如下方法，即：使得电路板的多个位置标记被检测。在这方面，对于本领域技术人员而言清楚的是，所述至少一个电子部件的所述定位的确定程度随着所检测的位置标记的数量而增加，尽管在一些情况下，无论如何也可以设想，仅检测一个位置标记并将其用于电子部件在电路板上的定位。

特别是为了降低成本，根据本发明的方法优选地以如下方式来执行，即：多个电路板被产生在共同的面板上，并且当电路板尚未彼此分离时，检测所述至少一个位置标记，这对应于在电路板技术的领域中常规的生产方法的范围内执行根据本发明的方法。具体而言，在电路板技术的领域内标准的是，在共同的板上生产多个电路板或印刷电路板，即功能单元，该功能单元在生产过程结束时被称为电路板或印刷电路板。其中多个功能单元被连接到彼此并且仅通过例如切割、铣削或冲压之类的后续处理步骤来分离的这种板在所讨论的领域中被所属领域技术人员称为面板，其中，在产生各导电轨迹之后并且在定位或应用电子部件之后，根据本发明，利用检测设置用于与机械定位装置相互作用的对准标记，面板被切割到应有的尺寸或被分割以便产生功能单元，即电路板或印刷电路板。根据本发明的方法使得在电路板仍然以共同的面板的形式合并的情况下已经可以提供电子部件的精确定位，使得根据本发明的电子部件的装配和定位可以在设计用于大面板的处理和加工的机器中进行，并且其通常在电路板生产过程的情况下使用。

特别有利的是，如果在共同的面板上制造多于一个电路板，并且对准标记以如下方式被布置在面板中，即：使得它们例如通过锯切在电路板分离时被切断，并且仅在该分离之后在边缘处形成凹口或通常为凹入部，则实现很高的定位精度。该凹入部原则上可以具有适于与定位装置机械地相互作用的任何任意形状。

此处，优选地采用如下方法，即：使得在每种情况下，针对共同的面板上的每个电路板检测至少一个位置标记，使得位置标记对于电路板当安装在车辆前照灯中时在车辆前照灯中的定位而言实际相关，或者电路板的相关的对准标记被用于所述至少一个电子部件的精确定位。

如上面结合在单个电路板的情况下的根据本发明的过程已经描述的，也可以在处理共同的面板上的电路板时采用如下方法，即：使得针对用于共同的面板上的每个电路板的待定位部件检测多个位置标记，并且该多个位置标记被用于创建具有该部件的装配位置的数据记录，这对应于本发明的一个优选实施例。

如上面也已经另外多次解释的，根据本发明的方法被特别方便地用于生产车辆前照灯，使得根据本发明的方法优选地被发展到如下程度，即：所述电子部件选自由SMD部件、LED、激光二极管和光电二极管组成的组。对于本领域技术人员而言，SMD部件也被称为SMD（表面安装器件）。

由于在用于电路板的生产线中，处理工具通常仅被布置在通过生产线的电路板的一侧上，因此在根据本发明的方法中，光学检测也使用上述工具从导电轨迹和电子部件被应用到电路板的一侧进行。换句话说，这意味着根据本发明的方法优选地被发展到如下程度，即：电路板的所述第一侧是电路板的其上定位有所述至少一个电子部件的一侧。

附图说明

下面将基于附图中示意性地图示的示例性实施例来更详细地解释本发明，附图中：

图1示出了具有多个电子部件和多个可想到的对准标记的电路板的示意性平面图，这些对准标记可被用作用于执行根据本发明的方法的位置标记，

图2示出了用于执行根据本发明的方法的生产线的一部分的示意图，以及

图3示出了根据本发明的方法的流程图。

具体实施方式

在图1中，电路板通过附图标记1来标示。电路板1具有多个导线2和多个电子部件3，其中，导线2将电子部件3连接到连接器区域4，该连接器区域4又被连接到车辆的电气系统（未示出）。印刷电路板1现在可具有多个位置标记，其中，该位置标记根据本发明通过电路板的对准标记形成，该对准标记被设置用于与用于车辆前照灯上的电路板的机械定位装置相互作用。因此，孔5、槽6、凹口7以及凹入部8、8'、8''可形成电路板的对准标记。为了解释本发明，在根据图1的示例中示出了多个这种类型的对准标记。然而，很明显的是，为了实现根据本发明的方法，可以使用更少或更多的这种类型的对准标记以及不同设计的对准标记来作为位置标记，只要它们仅在电路板1被固定就位时才与用于车辆前照灯上的电路板的相应的机械定位装置相互作用。在图1中，通过示例的方式在该部段中图示了销15和止动件9，其中，销15和止动件9例如可以与车辆前照灯的散热器10（未更详细地示出）形成为一体。替代性地，还可想到的是，螺钉（未示出）例如与孔5或槽6相互作用，为此目的，相应的螺纹开口11被设置在散热器10中。根据本发明，现在检测孔5、槽6、凹口7和/或凹入部8、8'、8''所形成的对准标记，并且限定各个部件相对于这些对准标记的位置。

在根据本发明的方法中，至少一个电子部件3被定位在意在用于安装在车辆前照灯中的电路板1上。

这里，电路板1包括至少一个位置标记，并且所述至少一个电子部件3相对于电路板1上的所述至少一个位置标记来定位。所述至少一个位置标记被光学检测并且被用于定位。

电路板1的至少一个对准标记5、6、7、8、8'、8''被用作至少一个位置标记，并且在车辆前照灯中，当电路板1被安装时，该至少一个对准标记5、6、7、8、8'、8''与车辆前照灯的互补的对准标记9、15机械地相互作用。

在图2中，例如，由孔5和槽6形成的对准标记设有用于光学检测的摄像机12，其中，为了增加在对准标记处的对比度，从与第一侧相反的第二侧照亮电路板1。光穿过形成对准标记的凹部，使得摄像机在穿过电路板的光与被电路板遮蔽的光之间具有最佳的对比度值，以便检测电路板的对准标记。

图2的细节A一方面表明，电路板的边缘或对准标记决不具有理想的走向，而是相反可具有不规则性、粗糙度和锯齿状的边缘，使得通过多个箭头13来表示的平行定向的光可以被特别有利地用于可靠地检测实际有效的电路板的对准标记的边缘。该平行定向的光在生产线中通过使用准直器14来产生。

图3再次示出了所述方法的整个过程的概览。为了进行电子部件或LED或激光二极管的定位，电路板的位置标记被光学检测，其中，根据本发明的这些位置标记是设置用于与车辆前照灯的机械定位装置相互作用的电路板的对准标记。由所述至少一个对准标记的位置或位置数据创建具有所述部件的装配位置的数据记录，并且该数据记录被转发到或提供给装配机。装配机可以包括多个装配器站。在所述方法结束时，以自动光学检查（AOI）的形式来进行输出检查。

Claims (15)

1.一种用于将至少一个电子部件（3）定位在意在用于安装在车辆前照灯中的电路板（1）上的方法，其中，所述电路板（1）包括至少一个位置标记，并且所述至少一个电子部件（3）相对于所述电路板（1）上的所述至少一个位置标记来定位，其中，所述至少一个位置标记被光学地检测并且被用于定位，其特征在于，

所使用的所述至少一个位置标记是所述电路板（1）的至少一个对准标记（5、6、7、8、8'、8''），在所述车辆前照灯中，当所述电路板（1）被安装时，所述至少一个对准标记（5、6、7、8、8'、8''）与所述车辆前照灯的与所述对准标记（5、6、7、8、8'、8''）互补的定位装置（9、15）机械地相互作用。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电路板（1）的至少两个对准标记（5、6、7、8、8'、8''）被用于所述至少一个电子部件（3）的所述定位。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述至少两个对准标记（5、6、7、8、8'、8''）被设置在所述电路板（1）的相对边缘上。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述电路板（1）具有基本上矩形的形状，所述基本上矩形的形状具有短边缘和长边缘，并且所述至少两个对准标记（5、6、7、8、8'、8''）被设置在所述电路板（1）的相对的长边缘上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个对准标记（5、6、7、8、8'、8''）特别是使用摄像机（12）从所述电路板（1）的第一侧被光学地检测，并且基于所述至少一个对准标记（5、6、7、8、8'、8''）的位置数据，具有用于至少一个部件（3）的装配位置的数据记录被创建，并且被提供给用于装配电子部件（3）的机器。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述电路板（1）从与所述第一侧相反的第二侧被照亮。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述电路板使用平行定向的光（13）来照亮。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，电路板（1）的多个位置标记被检测。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，多个电路板（1）被产生在共同的面板上，并且所述至少一个位置标记在所述电路板（1）尚未彼此分离时被检测。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，针对所述共同的面板上的每个电路板（1），至少一个位置标记被检测。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，针对所述共同的面板上的每个电路板，用于待定位的部件（3）的多个位置标记被检测，并且被用于创建具有用于所述部件（3）的装配位置的数据记录。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法，其特征在于，多个电路板（1）被产生在共同的面板上，并且仅在所述电路板（1）已与所述共同的面板分离的情况下，所述至少一个对准标记（6、7、8、8'、8''）才被设置在所述电路板（1）的边缘处。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其特征在于，所述电子部件（3）选自由SMD部件、LED、激光二极管和光电二极管组成的组。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其特征在于，所述电路板（1）的所述第一侧是所述电路板的其上定位有所述至少一个电子部件（3）的一侧。

15.一种通过根据权利要求1至14中任一项所述的方法来生产的电路板。