DE102014101784B4 - Verfahren zum Aufbau eines LED- Lichtmoduls - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Aufbau eines LED- Lichtmoduls, aufweisend eine Leiterplatte (10), auf der wenigstens ein LED- Leuchtmittel (11) aufgenommen ist, und aufweisend ein optisches Element (12), in das ein durch das LED- Leuchtmittel (11) erzeugbares Licht einstrahlbar ist, wobei das optische Element (12) einen Aufnahmeabschnitt (12a) aufweist, über den das optische Element (12) an einem Aufnahmekörper (13) aufgenommen ist, wobei das Verfahren wenigstens die folgenden Schritte aufweist:- Anordnen (100) des LED- Leuchtmittels (11) auf der Leiterplatte (10),- Messen (110) der Position des LED- Leuchtmittels (11) in einer X-Y- Ebene in der Montageoberfläche (18) der Leiterplatte (10), wobei die Position des LED- Leuchtmittels (11) zusätzlich in einer Höhenposition gemessen wird,- Herstellen (120) eines Aufnahmegegenabschnittes (14) am Aufnahmekörper (13) in Abhängigkeit von der gemessenen Position des LED- Leuchtmittels (11) wenigstens in der X-Y- Ebene und- Anordnen des optischen Elementes (12) an den Aufnahmekörper (13) durch ein Einsetzen des Aufnahmeabschnittes (12a) im Aufnahmegegenabschnitt (14), wobei ein Kühlkörper (16) vorgesehen ist, der mit dem optischen Element (12) baueinheitlich ausgebildet ist, sodass das Anordnen des optischen Elementes (12) am Aufnahmekörper (13) gemeinsam mit dem Kühlkörper (16) ausgeführt wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbau eines LED-Lichtmoduls sowie ein solches LED- Lichtmodul, aufweisend eine Leiterplatte, auf der wenigstens ein LED-Leuchtmittel aufgenommen ist, und aufweisend ein optisches Element, in das ein durch das LED-Leuchtmittel erzeugbares Licht einstrahlbar ist, wobei das optische Element einen Aufnahmeabschnitt aufweist, über den das optische Element an einem Aufnahmekörper aufgenommen ist.
  • Unter einem LED- Lichtmodul wird vorliegend jede bauliche Einheit verstanden, die bestimmt ist zur Aussendung von Licht und die vorzugsweise in das Gehäuse eines Scheinwerfers für ein Kraftfahrzeug einbaubar ist. Als Leuchtmittel umfasst dabei das LED- Lichtmodul ein LED- Leuchtmittel, also ein Halbleiterleuchtmittel, wobei ein LED-Lichtmodul ein oder mehrere LED- Leuchtmittel aufweisen kann. Unter einer Leiterplatte wird vorliegend jeder insbesondere sich flächig erstreckende Körper verstanden, auf oder an dem ein LED- Leuchtmittel angeordnet werden kann und insbesondere auch elektrisch betrieben werden kann. So kann die Leiterplatte jede Form einer Schaltungsträgertechnologie einschließen, beispielsweise eine IMS-Technologie, eine FPC (flexible printed circuit) Technologie, eine FPC Platte auf Aluminiumbasis, eine Direct Copper Bonding - Platine, sogenannte DCBs, ein Trägerkörper auf Basis einer sogenannten Thick Film -Technologie und dergleichen.
  • STAND DER TECHNIK
  • Die DE 10 2007 034 123 A1 zeigt ein Verfahren zum Aufbau eines LED-Lichtmoduls, und es ist eine Leiterplatte vorgesehen, auf der ein LED-Leuchtmittel aufgenommen ist, und es ist ein optisches Element in Form einer Vorsatzlinse gezeigt, die Aufnahmeabschnitte in einer Zapfenform aufweist, über die das optische Element an einem Aufnahmekörper, gebildet durch einen Kühlkörper, aufgenommen ist. Die Zapfen werden dabei nach einem Einführen in jeweils zugeordnete Aussparungen, die im Kühlkörper eingebracht sind, plastisch verformt, wodurch eine formschlüssige Verbindung zwischen dem optischen Element und dem Aufnahmekörper ausgebildet wird. Das Anordnen des optischen Elementes erfolgt nach dem Anordnen des LED-Leuchtmittels auf der Leiterplatte, die wiederum auf dem Kühlkörper angeordnet ist. Wird die Vorsatzlinse mit dem Kühlkörper verbunden, besteht nicht die Möglichkeit, in der Ebene quer zur Erstreckungsrichtung der Zapfen das optische Element nachträglich auszurichten. Die Folge kann eine Fehlstellung des LED-Leuchtmittels relativ zum optischen Element sein, und die Fehlstellung hat insbesondere die Ursache in der SMD-Montage des LED-Leuchtmittels auf der Montageoberfläche der Leiterplatte. Das LED-Leuchtmittel, das als SMD-Bauteil ausgeführt ist, wird auf die Montageoberfläche der Leiterplatte aufgelötet, wodurch sich Toleranzen ausbilden können, die zu einer Fehlstellung des LED-Leuchtmittels relativ zum optischen Element führt, das in einer unveränderbaren, starren Position am Kühlkörper angeordnet ist. Insbesondere können sich in der Erstreckungsebene der Leiterplatte weitere Toleranzen ergeben, beispielsweise durch die Verbindung zwischen der Leiterplatte und dem Kühlkörper. Schließlich sind optische Aberrationen die Folge, die stets zu vermeiden sind.
  • Die DE 10 2009 049 016 A1 zeigt einen weiteren Aufbau eines LED-Lichtmoduls, und ein optisches Element in Form einer Vorsatzoptik wird an einer Leiterplatte befestigt, wobei wiederum ein Befestigungsdom vorgesehen ist, der durch eine Aussparung in der Leiterplatte geführt wird. Alternativ zu einer vorbekannten Vernietung des Doms auf der Hinterseite der Leiterplatte wird dabei vorgeschlagen, mittels eines Blechelementes eine Verkrallung einer Blechkante des Blechelementes in der Mantelfläche des Befestigungsdoms der Vorsatzoptik zu schaffen. Eine Einjustage der Vorsatzoptik relativ zu einem LED-Leuchtmittel, das auf der Leiterplatte aufgenommen ist, ist auch bei einem Aufbau dieses LED-Lichtmoduls nicht möglich.
  • Die DE 10 2008 039 147 A1 offenbart ein optoelektronisches Modul, insbesondere als Bestandteil eines Kfz-Scheinwerfers, mit wenigstens einen Leuchtdiodenchip, der auf einem Träger angeordnet ist; mit einem Montageaufsatz, der am Träger befestigt ist und die Leuchtdiodenchips zumindest teilweise überdeckt; wobei der Montageaufsatz eine Strukturierung seiner Oberseite aufweist, die die Positionierung eines optischen Elements ermöglicht.
  • Die DE 10 2009 052 340 A1 offenbart ein Leuchtdiodenmodul einer Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug umfassend ein Trägerelement, auf dem mindestens eine Leuchtdiode befestigt und kontaktiert ist, wobei die mindestens eine Leuchtdiode auf einem Leitungsträger befestigt und kontaktiert ist und der Leitungsträger seinerseits an dem Trägerelement befestigt und kontaktiert ist. Auf dem Leitungsträger oder dem Trägerelement kann weiterhin ein optisch wirksames Element angeordnet sein.
  • Die WO 2014/028954 A1 offenbart ein Verfahren zum Positionieren eines Licht formenden Körpers, z.B. eines Reflektors, relativ zu zumindest einer Lichtquelle, mit den folgenden Schritten: a) Anbringen der zumindest einen Lichtquelle auf einer Trägerplatte; b) Vermessen der Position der zumindest einen Lichtquelle auf der Trägerplatte; c) Anbringen von einer oder vorzugsweise mehreren Referenzpositionen an der Trägerplatte, wobei die Position der zumindest einen Referenzposition von der Position der zumindest einen Lichtquelle abhängt; d) Referenzieren, d.h. Ausrichten des lichtformenden Körpers an der oder den Referenzpositionen an der Trägerplatte; und e) Befestigen des lichtformenden Körpers an der Trägerplatte bzw. in Bezug auf die Trägerplatte.
  • Die WO 2005/013315 A2 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer Leuchte mit einem Leuchtensockel mit Positionsreferenzelementen und mit einer Gasentladungs- oder Glühlampe mit einem Leuchtelement, wobei die Gasentladungs- oder Glühlampe in dem Leuchtensockel befestigt wird; die Position des Leuchtelements relativ zu den Positionsreferenzelementen bestimmt wird; woraufhin ein Bearbeitungsvorgang oder eine dauerhafte Verformung auf die Positionsreferenzelemente angewendet wird, sodass Kontaktflächen gebildet werden, die eine bestimmte Position in Bezug auf das Leuchtelement definieren.
  • Die DE 10 2007 023 918 A1 offenbart eine Beleuchtungseinheit mit einem flächenförmigen Trägerteil, auf dem beidseitig jeweils auf einer Hauptfläche eine Mehrzahl von lichtemittierenden Halbleiterbauelementen, insbesondere Hochleistungs-Leuchtdioden, angeordnet sind, und auf jeder Seite des Trägerteils jeweils ein Kühlkörper vorgesehen ist, wobei jedes der Halbleiterbauelemente mittels eines Wärmeleitmittels, das durch eine Durchbrechung des Trägerteils hindurchgeführt ist, gut wärmeleitend mit einem auf der gegenüberliegenden Seite des Trägerteils vorgesehenen Kühlkörper verbunden ist, und wobei an jedem Kühlkörper zumindest ein Reflektor ausgebildet ist, der eine reflektierende Oberfläche aufweist, welche die Lichtemission eines Halbleiterbauelementes bündelt, welches auf der diesem Kühlkörper zugewandten Seite des Trägerteils angeordnet ist.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines Verfahrens zum Aufbau eines LED-Lichtmoduls, das eine hohe Positionsgenauigkeit eines LED-Leuchtmittels auf einer Leiterplatte relativ zu einem optischen Element aufweist.
  • Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren zum Aufbau eines LED-Lichtmoduls gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass das Verfahren wenigstens die folgenden Schritte aufweist: Anordnen des LED-Leuchtmittels auf der Leiterplatte, Messen der Position des LED-Leuchtmittels in einer X-Y-Ebene in der Montageoberfläche der Leiterplatte, wobei die Position des LED- Leuchtmittels zusätzlich in einer Höhenposition gemessen wird, Herstellen eines Aufnahmegegenabschnittes am Aufnahmekörper in Abhängigkeit von der gemessenen Position des LED-Leuchtmittels in der X-Y-Ebene und Anordnen des optischen Elementes am Aufnahmekörper durch ein Einsetzen des Aufnahmeabschnittes im Aufnahmegegenabschnitt, wobei ein Kühlkörper vorgesehen ist, der mit dem optischen Element baueinheitlich ausgebildet ist, sodass das Anordnen des optischen Elementes am Aufnahmekörper gemeinsam mit dem Kühlkörper ausgeführt wird.
  • Durch die Verfahrensmerkmale gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Vorteil erreicht, dass das optische Element relativ zum LED-Leuchtmittel unabhängig von auftretenden Toleranzen ausgerichtet werden kann. Durch die vorangegangene Anordnung des LED-Leuchtmittels auf der Leiterplatte, bei dem sich Abweichungen der Positionen des LED-Leuchtmittels in der X-Y-Ebene ergeben können, können diese Abweichungen insbesondere neben weiteren Abweichungen erfasst werden, und in Abhängigkeit der tatsächlichen Ist-Position des LED-Leuchtmittels in der X-Y-Ebene, die in der Montageoberfläche der Leiterplatte liegt, kann ein Aufnahmegegenabschnitt hergestellt werden. Damit weist der Aufnahmegegenabschnitt eine toleranzbereinigte Position im Aufnahmekörper auf, die ungeachtet der zwischen dem LED-Leuchtmittel und dem Aufnahmegegenabschnitt liegenden Komponenten, einschließlich des Aufnahmekörpers selbst, zum LED-Leuchtmittel genau ausgerichtet ist.
  • Zwischen dem Vorgang des Messens der Position des LED-Leuchtmittels und dem Herstellen des Aufnahmegegenabschnittes können Berechnungsoperationen ausgeführt werden, um beispielsweise ein Werkzeug zum Herstellen des Aufnahmegegenabschnittes auf die Ist-Position des LED-Leuchtmittels einzujustieren. Beispielsweise kann durch die Ist-Position des LED-Leuchtmittels eine Referenzposition definiert werden, von der ausgehend der Aufnahmegegenabschnitt hergestellt werden kann. Der Aufnahmegegenabschnitt kann beispielsweise in Form einer Tasche im Aufnahmekörper eingebracht werden, und die Aufnahmetasche kann geometrische Abmessungen aufweisen, die komplementär zu den geometrischen Abmessungen des Aufnahmeabschnittes am optischen Element ausgebildet sind.
  • Mit Vorteil kann das Herstellen des Aufnahmegegenabschnittes am Aufnahmekörper durch eine spanende Bearbeitung, insbesondere durch eine Fräsbearbeitung, ausgeführt werden. Dabei bildet die Fräsbearbeitung lediglich eine Möglichkeit zur Herstellung des Aufnahmegegenabschnittes, und weitere Verfahren, beispielsweise Erodierverfahren oder ähnliche Verfahren mit etwa gleichem Bearbeitungsergebnis können ebenfalls Verwendung finden.
  • Das Herstellen des Aufnahmegegenabschnittes kann beispielsweise an der Leiterplatte selbst erfolgen, sodass der Aufnahmekörper durch die Leiterplatte gebildet wird. Alternativ kann das LED-Lichtmodul einen Kühlkörper umfassen, und der Aufnahmegegenabschnitt kann am Kühlkörper hergestellt werden. Dabei kann die Leiterplatte auf den Kühlkörper aufgebracht sein, und auch eine Toleranz in der Position der Leiterplatte auf dem Kühlkörper kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren derart ausgeglichen werden, dass die Toleranz keinen Einfluss auf die hergestellte Position des optischen Elementes relativ zum LED-Leuchtmittel hat.
  • Mit weiterem Vorteil kann das LED-Leuchtmittel eine Lichtaustrittsfläche aufweisen, wobei das Messen der Position des LED-Leuchtmittels in einer X-Y-Ebene an der Lichtaustrittsfläche vorgenommen werden kann. Beispielsweise sind LED-Leuchtmittel bekannt, die eine Lichtaustrittsfläche von nur 1 mm x 1 mm aufweisen, sodass eine Abweichung der Position des LED-Leuchtmittels durch den Lötvorgang auf der Montageoberfläche der Leiterplatte von nur 0,5 mm in der X-Y-Ebene relativ zum optischen Element die Funktion des LED-Lichtmoduls erheblich beeinträchtigen kann. Beispielsweise kann das optische Element einen Fokus aufweisen, der möglichst mittig in der Lichtaustrittsfläche liegen sollte. Weicht beispielsweise die X- und die Y-Position jeweils um 50 % von der Größe der Lichtaustrittsfläche ab, so liegt nur noch ein Viertel der Lichtaustrittsfläche im Fokus des optischen Elementes.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens kann das Messen der Position durch ein optisches Messmittel, insbesondere mittels einer Kamera, ausgeführt werden. Der Verfahrensschritt des Messens der Position erfolgt insbesondere berührungslos in Bezug auf das LED-Leuchtmittel, und insbesondere kann die Position der Lichtaustrittsfläche in der X-Y-Ebene erfasst werden. Erfindungsgemäß wird die Position des LED- Leuchtmittels in einer X-Y- Ebene und zusätzlich in einer Höhenposition gemessen. Folglich kann auch das Herstellen eines Aufnahmegegenabschnittes am Aufnahmekörper in Abhängigkeit von der gemessenen Position des LED-Leuchtmittels im Raum nicht nur in der X-Y-Ebene sondern auch in der Höhenposition erfolgen, beispielsweise indem der Aufnahmegegenabschnitt mit einer bestimmten Tiefe ausgebildet wird.
  • Ein Kühlkörper ist mit dem optischen Element baueinheitlich ausgebildet. Beispielsweise können das optische Element, vorzugsweise aus einem transparenten Material, und der Kühlkörper, beispielsweise aus einem metallischen Material, miteinander gefügt sein, um eine baueinheitliche Ausführung zu bilden. Auch besteht die Möglichkeit, dass das optische Element nicht durch transmittive, sondern durch eine reflektive Optik gebildet ist, und das optische Element kann einen Reflektor umfassen. Der Reflektor und der Kühlkörper können aus einem materialeinheitlichen, einteiligen Element ausgebildet sein, und erfindungsgemäß wird das Anordnen des optischen Elementes am Aufnahmekörper gemeinsam mit dem Kühlkörper ausgeführt. Damit kann sich auch ein vorteilhafter Aufbau ergeben, bei dem der Aufnahmeabschnitt am Kühlkörper ausgebildet ist, der Bestandteil des optischen Elementes ist. Dadurch entsteht insbesondere der Vorteil, dass durch den Kontakt des Aufnahmeabschnittes mit dem Aufnahmegegenabschnitt eine Entwärmung des Aufnahmekörpers über den Kühlkörper erfolgen kann. Insbesondere dann, wenn der Aufnahmekörper durch die Leiterplatte gebildet ist, können die Leiterplatte und damit auch das LED-Leuchtmittel durch den Kontakt des Aufnahmeabschnittes und des Aufnahmegegenabschnittes über den Kühlkörper entwärmt werden. Die Leiterplatte kann beispielsweise einen Metallkern umfassen, und der taschenartige Aufnahmegegenabschnitt kann in metallischen Kernen der Leiterplatte eingebracht sein. Ein weiterer Vorteil kann dadurch gebildet werden, dass das LED- Leuchtmittel und das optische Element auf einer gemeinsamen Montageoberfläche des Aufnahmekörpers, das insbesondere gebildet sein kann durch die Leiterplatte, angeordnet werden können.
  • Das Verfahren zum Aufbau des LED-Lichtmoduls kann auch angewendet werden, wenn auf der Leiterplatte mehrere LED-Leuchtmittel aufgenommen sind. Dabei kann das Messen wenigstens einer Position eines LED-Leuchtmittels in einer X-Y-Ebene und in der Höhenposition nach einer vorgebbaren lichttechnischen Gewichtung erfolgen. Beispielsweise kann das Lichtmodul ein zentrales LED-Leuchtmittel aufweisen, an dem die Positionserfassung vorgenommen wird.
  • Insbesondere LED-Leuchtmittel mit einer kritischen lichttechnischen Funktion können beim Toleranzausgleich bevorzugt werden.
  • Mit weiterem Vorteil kann eine Absaugeinrichtung vorgesehen sein, wobei das Herstellen des Aufnahmegegenabschnittes am Aufnahmekörper unter gleichzeitiger Absaugung von beim Herstellen anfallenden Substanzen ausgeführt wird. Erfolgt die Herstellung beispielsweise durch einen Fräsvorgang, so können anfallende Späne durch die Absaugeinrichtung abgesaugt werden. Die Absaugeinrichtung kann beispielsweise ein Saugrohr aufweisen, das das Zerspanungswerkzeug, beispielsweise einen Fräser, umschließt. Wird im Saugrohr ein Unterdruck erzeugt, so können die Späne, die beim Herstellen des Aufnahmegegenabschnittes erzeugt werden, durch das Saugrohr abgeführt werden.
  • BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DER ERFINDUNG
  • Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
    • 1 einen schematischen Ablauf mehrerer Verfahrensschritte gemäß den Merkmalen der vorliegenden Erfindung,
    • 2 eine perspektivische Ansicht einer Leiterplatte, durch die ein Aufnahmekörper zur Aufnahme des optischen Elementes gebildet ist,
    • 3 eine Querschnittsansicht einer Herstellung eines Aufnahmegegenabschnittes im Aufnahmekörper sowie eine zugeordnete Absaugeinrichtung,
    • 4 eine quergeschnittene Ansicht der Anordnung eines optischen Elementes auf einer Leiterplatte, wobei das optische Element einen Kühlkörper und einen Reflektor umfasst und einteilig ausgebildet ist und
    • 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines optischen Elementes in Anordnung auf einer Leiterplatte, wobei das optische Element einen Kühlkörper und einen am Kühlkörper als Einzelteil montierten Reflektor aufweist.
  • 1 zeigt in einer schematischen Ansicht den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Aufbau eines LED-Lichtmoduls. Das Verfahren umfasst als erfindungswesentliche Verfahrensschritte zunächst das Anordnen 100 eines LED-Leuchtmittels auf einer Leiterplatte, wobei der Verfahrensschritt des Anordnens 100 wenigstens beispielsweise einen Lötprozess umfassen kann, und das LED-Leuchtmittel kann als SMD-Bauteil ausgeführt sein, um auf einer Montageoberfläche der Leiterplatte aufgelötet zu werden.
  • Als weiterer Verfahrensschritt ist das Messen 110 der Position des LED-Leuchtmittels in einer X-Y-Ebene in der Montageoberfläche der Leiterplatte vorgesehen, wobei auch die Höhenposition des LED- Leuchtmittels mit erfasst wird. Der Verfahrensschritt des Messens 110 kann beispielsweise durch ein optisches Messmittel, insbesondere mittels einer Kamera, vorgenommen werden. Anschließend folgt der Verfahrensschritt des Herstellens 120 eines Aufnahmegegenabschnittes an einem Aufnahmekörper, wobei der Aufnahmekörper vorzugsweise die Leiterplatte selbst bilden kann, alternativ kann beispielsweise auch ein Kühlkörper vorgesehen sein, durch den der Aufnahmekörper gebildet ist und in den der Aufnahmegegenabschnitt eingebracht wird. Das Herstellen 120 des Aufnahmegegenabschnittes kann beispielsweise durch einen Fräsvorgang mittels eines Zerspanungswerkzeuges erfolgen. Wird anschließend ein optisches Element am Aufnahmekörper durch ein Einsetzen eines am optischen Element vorhandenen Aufnahmeabschnittes in den Aufnahmegegenabschnitt vorgesehen, so wird der Vorteil erreicht, dass das optische Element in Bezug auf die Position des LED-Leuchtmittels, insbesondere in Bezug auf eine Lichtaustrittsfläche des LED-Leuchtmittels, sehr genau ausgerichtet ist.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann Teil eines gesamten Fertigungs- und Montageverfahrens zur Herstellung eines LED-Lichtmoduls sein, wobei die aufgeführten erfindungswesentlichen Verfahrensschritte integriert werden können in eine größere Anzahl von einzelnen, aufeinanderfolgenden Verfahrensschritten.
  • 2 zeigt in einer perspektivischen Ansicht eine Leiterplatte 10, in der der Aufnahmegegenabschnitt 14 eingebracht ist, sodass die Leiterplatte 10 gemäß dem gezeigten Ausführungsbeispiel einen Aufnahmekörper 13 zur Aufnahme eines optischen Elementes bildet. Die Leiterplatte 10 weist auf einer vorderen Seite ein auf einer Montageoberfläche 18 der Leiterplatte 10 aufgebrachtes LED-Leuchtmittel 11 auf, und das LED-Leuchtmittel 11 weist eine Lichtaustrittsfläche 15 auf. Das LED-Leuchtmittel 11 ist in nicht näher gezeigter Weise auf die Montageoberfläche 18 der Leiterplatte 10 aufgelötet, und vorzugsweise ist das LED-Leuchtmittel 11 als SMD-Bauteil gebildet. Durch den Lötprozess entsteht eine Ungenauigkeit in der X-Y-Ebene, welche X-Y-Ebene mit zwei Richtungen X und Y angegeben ist, und die X-Y-Ebene liegt in der Montageoberfläche 18. Die Ungenauigkeiten in der Position des LED-Leuchtmittels 11 auf der Montageoberfläche 18 sind insbesondere bedingt durch den Lötprozess, der den Verfahrensschritt des Anordnens 100 des LED-Leuchtmittels 11 auf der Leiterplatte 10 bildet.
  • Nachfolgend kann mit dem Verfahrensschritt des Messens 110 die tatsächliche Position des LED-Leuchtmittels 11, insbesondere der Lichtaustrittsfläche 15 des LED-Leuchtmittels 11, in der X-Y-Ebene und in der Höhenposition auf der Montageoberfläche 18 erfasst werden, und abhängig von der tatsächlichen Ist-Position des LED-Leuchtmittels 11, ohne auftretende Toleranzen zu berücksichtigen, wird ein Aufnahmegegenabschnitt 14 in die gleiche Montageoberfläche 18 eingebracht, auf der auch das LED-Leuchtmittel 11 aufgenommen ist.
  • Der Aufnahmegegenabschnitt 14 ist als Vertiefung taschenartig ausgebildet und kann durch den Verfahrensschritt des Herstellens 120 des Aufnahmegegenabschnittes 14 beispielsweise spanend hergestellt werden. Beispielsweise kann das Herstellen 120 durch einen Fräsvorgang mittels eines Schneidwerkzeuges erfolgen, wie in der folgenden 3 dargestellt.
  • 3 zeigt eine Querschnittsansicht der Leiterplatte 10, und es ist ein Zerspanungswerkzeug 20 dargestellt, mit dem der Aufnahmegegenabschnitt 14 durch einen Zerspanvorgang eingebracht wird. Beim Zerspanvorgang können nicht näher gezeigte Substanzen, beispielsweise Späne, entstehen, die aus dem Bearbeitungsbereich entfernt werden müssen. Hierzu ist eine Absaugeinrichtung 17 vorgesehen, die im Wesentlichen aus einem Saugrohr 21 ausgebildet ist, durch das die Substanzen abgesaugt werden, wie mit mehreren Pfeilen angedeutet.
  • Das Saugrohr 21 kann beispielsweise leicht über der Montageoberfläche 18 der Leiterplatte 10 enden und einen Spalt aufweisen, durch den angesaugte Luft hindurchtreten kann, sodass verhindert wird, dass Substanzen aus dem Bearbeitungsbereich zur Herstellung des Aufnahmegegenabschnittes 14 austreten.
  • 4 zeigt eine Querschnittsansicht durch ein optisches Element 12 in Anordnung auf einer Montageoberfläche 18 einer Leiterplatte 10. Das optische Element 12 umfasst einen Reflektor 19, und der Reflektor 19 ist beispielhaft und vereinfacht gezeigt einteilig ausgestaltet mit einem Kühlkörper 16. In der Montageoberfläche 18 ist ein Aufnahmegegenabschnitt 14 eingebracht, in dem ein Aufnahmeabschnitt 12a einsitzt, und der Aufnahmeabschnitt 12a ist am optischen Element 12 angebracht. Durch die Ausgestaltung des optischen Elementes 12 mit einem Kühlkörper 16 kann durch den Kontakt zur Leiterplatte 10 erreicht werden, dass auf der Leiterplatte 10 aufgenommene elektrische Komponenten durch den Kühlkörper 16 entwärmt werden können.
  • Das Ausführungsbeispiel zeigt damit einen Aufnahmekörper 13, der durch die Leiterplatte 10 gebildet ist, und auf der Leiterplatte 10 ist ein LED-Leuchtmittel 11 aufgebracht. Durch den Kontakt der Leiterplatte 10 mit dem Kühlkörper 16 kann folglich das LED-Leuchtmittel 11 entwärmt werden, wenn dieses betrieben wird und Licht in den Reflektor 19 einstrahlt. Zugleich wird der Vorteil erreicht, dass durch die positionsgenaue Anordnung des optischen Elementes 12 auf der Leiterplatte 10 die Position des Reflektors 19 in Abhängigkeit der Ist-Position des LED-Leuchtmittels 11 eingerichtet ist.
  • 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines LED-Lichtmoduls mit einer Leiterplatte 10, die einen Aufnahmekörper 13 zur Aufnahme eines optischen Elementes 12 bildet. Das optische Element 12 umfasst dabei einen Kühlkörper 16 und einen Reflektor 19, und der Reflektor 19 ist, wie auch der Kühlkörper 16, zunächst als Einzelteil ausgebildet und in der Position A ist eine Verbindungsstelle gebildet, in der der Reflektor 19 am Kühlkörper 16 angebunden ist. Auf der Montageoberfläche 18 der Leiterplatte 10, die den Aufnahmekörper 13 zur Aufnahme des optischen Elementes 12 bildet, ist das LED-Leuchtmittel 11 angeordnet, um in den Reflektor 19 einzustrahlen.
  • Das optische Element 12 ist über den Kühlkörper 16 an der Leiterplatte 10 angeordnet, an dem sich der Aufnahmeabschnitt 12a befindet, der in dem Aufnahmegegenabschnitt 14 einsitzt, der in der Montageoberfläche 18 der Leiterplatte 10 eingebracht ist. Damit wird der Vorteil erreicht, dass das LED-Leuchtmittel 11 und das optische Element 12, aufweisend den Kühlkörper 16 und den Reflektor 19, auf der gleichen Montageoberfläche 18 angeordnet sind.
  • Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiven Einzelheiten, räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritte, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Leiterplatte
    11
    LED- Leuchtmittel
    12
    optisches Element
    12a
    Aufnahmeabschnitt
    13
    Aufnahmekörper
    14
    Aufnahmegegenabschnitt
    15
    Lichtaustrittsfläche
    16
    Kühlkörper
    17
    Absaugeinrichtung
    18
    Montageoberfläche
    19
    Reflektor
    20
    Zerspanungswerkzeug
    21
    Saugrohr
    100
    Verfahrensschritt des Anordnens
    110
    Verfahrensschritt des Messens
    120
    Verfahrensschritt des Herstellens
    X
    Richtung in einer X - Y - Ebene
    Y
    Richtung in einer X - Y - Ebene
    A
    Verbindungsstelle

Claims (7)

  1. Verfahren zum Aufbau eines LED- Lichtmoduls, aufweisend eine Leiterplatte (10), auf der wenigstens ein LED- Leuchtmittel (11) aufgenommen ist, und aufweisend ein optisches Element (12), in das ein durch das LED- Leuchtmittel (11) erzeugbares Licht einstrahlbar ist, wobei das optische Element (12) einen Aufnahmeabschnitt (12a) aufweist, über den das optische Element (12) an einem Aufnahmekörper (13) aufgenommen ist, wobei das Verfahren wenigstens die folgenden Schritte aufweist: - Anordnen (100) des LED- Leuchtmittels (11) auf der Leiterplatte (10), - Messen (110) der Position des LED- Leuchtmittels (11) in einer X-Y- Ebene in der Montageoberfläche (18) der Leiterplatte (10), wobei die Position des LED- Leuchtmittels (11) zusätzlich in einer Höhenposition gemessen wird, - Herstellen (120) eines Aufnahmegegenabschnittes (14) am Aufnahmekörper (13) in Abhängigkeit von der gemessenen Position des LED- Leuchtmittels (11) wenigstens in der X-Y- Ebene und - Anordnen des optischen Elementes (12) an den Aufnahmekörper (13) durch ein Einsetzen des Aufnahmeabschnittes (12a) im Aufnahmegegenabschnitt (14), wobei ein Kühlkörper (16) vorgesehen ist, der mit dem optischen Element (12) baueinheitlich ausgebildet ist, sodass das Anordnen des optischen Elementes (12) am Aufnahmekörper (13) gemeinsam mit dem Kühlkörper (16) ausgeführt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Herstellen (120) des Aufnahmegegenabschnittes (14) am Aufnahmekörper (13) durch eine spanende Bearbeitung, insbesondere durch eine Fräsbearbeitung, ausgeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Herstellen (120) des Aufnahmegegenabschnittes (14) an der Leiterplatte (10) erfolgt, sodass der Aufnahmekörper (13) durch die Leiterplatte (10) gebildet wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das LED- Leuchtmittel (11) eine Lichtaustrittsfläche (15) aufweist, wobei das Messen (110) der Position des LED- Leuchtmittels (11) in der X-Y-Ebene an der Lichtaustrittsfläche (15) vorgenommen wird.
  5. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messen (110) der Position des LED-Leuchtmittels (11) in der X-Y-Ebene durch ein optisches Messmittel, insbesondere mittels einer Kamera, ausgeführt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Leiterplatte (10) mehrere LED- Leuchtmittel (11) aufgenommen sind, wobei das Messen (110) wenigstens einer Position eines der LED- Leuchtmittel (11) in der X-Y- Ebene und in der Höhenposition nach einer vorgebbaren lichttechnischen Gewichtung erfolgt.
  7. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Absaugeinrichtung (17) vorgesehen ist, wobei das Herstellen (120) des Aufnahmegegenabschnittes (14) am Aufnahmekörper (13) unter gleichzeitiger Absaugung von beim Herstellen (120) anfallenden Substanzen ausgeführt wird.
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