DE102015113562B4 - Converter heatsink assembly with metallic solder connection - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Konverter-Kühlkörperverbunds (110) mit – einem optischen Konverter (3) zur zumindest teilweisen Umwandlung von Licht einer ersten Wellenlänge in Licht einer zweiten Wellenlänge, und – einem Kühlkörper (42), – bei welchem zumindest Teile der Oberfläche des optischen Konverters (3) unmittelbar mit einer metallhaltigen Beschichtung (104) beschichtet sind, – wobei die metallhaltige Beschichtung (104) die Wärme aus dem Konverter in den Kühlkörper ableiten kann, – der Kühlkörper (42) über eine metallische Lotverbindung (101) mit dem optischen Konverter (3) verbunden wird und – bei welchem der Kühlkörper (42) und/oder der optische Konverter (3) mit einer weiteren Lotverbindung (102) mit einer weiteren Baugruppe verbunden werden, bei welchem die zweite Lotverbindung (102) ein Lot umfasst, welches einen niedrigeren Schmelzpunkt Ts2 aufweist als der Schmelzpunkt Ts1 des Lots der ersten Lotverbindung (101).A method for producing a converter-heat sink assembly (110) comprising - an optical converter (3) for at least partially converting light of a first wavelength into light of a second wavelength, and - a heat sink (42), - wherein at least parts of the surface of the optical Converter (3) are coated directly with a metal-containing coating (104), - wherein the metal-containing coating (104) can derive the heat from the converter in the heat sink, - the heat sink (42) via a metallic solder connection (101) with the optical Converter (3) is connected and - in which the heat sink (42) and / or the optical converter (3) are connected to another solder connection (102) with another assembly, wherein the second solder connection (102) comprises a solder, which has a lower melting point Ts2 than the melting point Ts1 of the solder of the first solder joint (101).

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Im Allgemeinen betrifft die Erfindung einen Konverter-Kühlkörperverbund sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Konverter-Kühlkörperverbundes. Im speziellen betrifft die Erfindung einen optischen Konverter, welcher durch eine metallische Anbindung mit einem Kühlkörper verbunden ist.In general, the invention relates to a converter-heat sink assembly and a method for producing a converter-heat sink assembly. In particular, the invention relates to an optical converter, which is connected by a metallic connection to a heat sink.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Fluoreszenzkonverter, allgemein auch als optische Konverter oder auch nur als Konverter bezeichnet, werden zur Konversion von Licht (bzw. elektromagnetische Strahlung) einer ersten Wellenlänge in Licht einer zweiten Wellenlänge eingesetzt.Fluorescence converters, also generally referred to as optical converters or even converters, are used for the conversion of light (or electromagnetic radiation) of a first wavelength into light of a second wavelength.

Hierbei wird der Konverter durch eine Primärstrahlungslichtquelle mit einer ersten Wellenlänge angeregt. Das Licht der Primärstrahlungslichtquelle wird dabei zumindest teilweise vom Konverter in eine Sekundärstrahlung mit einer zweiten Wellenlänge umgewandelt. Ein Teil der eindringenden Lichtleistung wird im Konverter dabei in Wärme umgewandelt. Diese muss dabei möglichst effizient aus dem Konverter abgeführt werden, um eine zu starke Temperaturerhöhung im Konverter zu vermeiden, da dies, abhängig vom verwendeten Konvertermaterial zu einer Zerstörung des Konvertermaterials führen kann. Zudem nimmt auch bei Konvertern mit einer vergleichsweise hohen thermischen Zerstörschwelle die Konversionseffizienz mit zunehmender Temperatur ab. Dieser Effekt ist dabei auf das sog. „thermal quenching” zurück zu führen. Um die oben beschriebenen nachteiligen Auswirkungen zu minimieren bzw. zu vermeiden weisen Vorrichtungen zur Lichtkonversion im allgemeinen einen Kühlkörper, beispielsweise in Form einer Wärmesenke auf, mit dessen Hilfe die Wärme aus dem Konvertermaterial abgeleitet werden kann. Entscheidende Faktoren für eine effiziente Wärmeableitung aus dem Konverter sind dabei insbesondere die Wärmeleitfähigkeit des Konvertermaterials sowie die Wärmeleitfähigkeit der Verbindung zwischen Konverter und Kühlkörper.Here, the converter is excited by a primary radiation light source having a first wavelength. The light of the primary radiation light source is at least partially converted by the converter into a secondary radiation having a second wavelength. Part of the penetrating light output is converted into heat in the converter. This must be removed as efficiently as possible from the converter in order to avoid an excessive increase in temperature in the converter, since this, depending on the converter material used can lead to destruction of the converter material. In addition, even with converters with a comparatively high thermal damage threshold, the conversion efficiency decreases with increasing temperature. This effect is attributed to the so-called "thermal quenching". In order to minimize or avoid the adverse effects described above, light conversion devices generally comprise a heat sink, for example in the form of a heat sink, with the aid of which the heat can be dissipated from the converter material. Decisive factors for efficient heat dissipation from the converter are in particular the thermal conductivity of the converter material and the thermal conductivity of the connection between converter and heat sink.

Die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2008 012 316 A1 betrifft eine Haltleiterlichtquelle mit einer Primärstrahlquelle und einem Lumineszenzkonversionselement. Dieses ist von der Primärstrahlquelle beanstandet an einem Kühlkörper angeordnet. Es weist eine Reflektoroberfläche auf, welche die durch das Lumineszenzkonversionselement tretenden von diesem nicht absorbierte Primärstrahlung in das Lumineszenzkonversionselement zurückreflektiert und/oder Sekundärstrahlung in Richtung einer Lichtauskoppelfläche des Lumineszenzkonversionselements reflektiert.The German patent application DE 10 2008 012 316 A1 relates to a semiconductor light source having a primary beam source and a luminescence conversion element. This is spaced from the primary radiation source arranged on a heat sink. It has a reflector surface which reflects back the primary radiation not passing through the luminescence conversion element into the luminescence conversion element and / or reflects secondary radiation in the direction of a light outcoupling surface of the luminescence conversion element.

Weiterhin beschreibt die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2014 100 723 A1 eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einer halbleiterbasierten Lichtquelle zur Abgabe elektromagnetischer Primärstrahlung sowie einem Lumineszenzkonversionselement. Dieses weist eine Lichteinkoppelfläche sowie eine Lichtauskoppelfläche auf sowie einen Leuchtstoff zur Konvertierung von Primärstrahlung in Sekundärstrahlung. Dem Element ist ein Kühlkörper zugeordnet.Furthermore, the German Offenlegungsschrift describes DE 10 2014 100 723 A1 a lighting device for vehicles with a semiconductor-based light source for emitting electromagnetic primary radiation and a luminescence conversion element. This has a light input surface and a light output surface and a phosphor for converting primary radiation into secondary radiation. The element is associated with a heat sink.

Die WO 2009/115976 A1 beschreibt eine Vorrichtung zur Lichtkonversion, bei welcher der Konverter in Einzelabschnitte unterteilt ist. Durch die Unterteilung des Konvertermaterials in kleinere Einzelabschnitte soll dabei eine zügige Wärmeableitung vom Konverter über das Element zur Wärmeableitung in die Wärmesenke gewährleistet werden. Diese einzelnen Konverterabschnitte stehen in Kontakt mit einem wärmeleitenden und reflektierenden Material. Eine im Stand der Technik beschriebene Möglichkeit zur thermischen Anbindung von Konvertern an Kühlkörper besteht in der Verwendung eines Klebers, beispielsweise auf Epoxid- oder Silikonbasis.The WO 2009/115976 A1 describes a device for light conversion, in which the converter is divided into individual sections. By dividing the converter material into smaller individual sections, a rapid heat dissipation from the converter via the element for heat dissipation into the heat sink is to be ensured. These individual converter sections are in contact with a thermally conductive and reflective material. One possibility described in the prior art for the thermal connection of converters to heat sinks is the use of an adhesive, for example based on epoxy or silicone.

So beschreibt beispielsweise die US 201257364 A die thermische Anbindung eines Konverters durch einen Kleber, welcher wärmeleitende Füllstoffe enthält. Die Klebschicht trägt jedoch maßgeblich zum thermischen Widerstand des Gesamtsystems bei, so dass die zulässige Leistung des Anregungslichtes und somit auch die zu erzielenden Lichtströme und Leuchtdichten hierdurch limitiert werden. Zudem stellt die Klebverbindung zumeist einen limitierenden Faktor für die Lebensdauer des Gesamtsystems dar.For example, describes the US 201257364 A the thermal connection of a converter by an adhesive which contains heat-conductive fillers. However, the adhesive layer contributes significantly to the thermal resistance of the overall system, so that the allowable power of the excitation light and thus also the luminous fluxes and luminances to be achieved are thereby limited. In addition, the adhesive bond usually represents a limiting factor for the life of the entire system.

Des Weiteren muss die Verbindung zwischen Konverter und Kühlkörper optische Anforderungen, insbesondere eine ausreichend hohe Reflexion, erfüllen. So wird das Sekundärlicht im Konverter lokal isotrop abgestrahlt, so dass beispielsweise bei einer Anordnung in Remission Lichtanteile des Sekundärlichts nicht in Nutzrichtung, sondern in Richtung des Kühlkörpers emittiert werden. Um auch diese Lichtanteile nutzen zu können, sollten diese vom Kühlkörper reflektiert werden.Furthermore, the connection between converter and heat sink must meet optical requirements, in particular a sufficiently high reflection. Thus, the secondary light in the converter is radiated locally isotropically, so that, for example, in an arrangement in remission light components of the secondary light are emitted not in the useful direction, but in the direction of the heat sink. In order to use these light components, they should be reflected by the heat sink.

Dies wird im Stand der Technik dadurch gelöst, dass ein Spiegel verwendet wird. Dieser wird zumeist mit einer dünnen Klebschicht (z. B. auf Basis eines Silikon- oder Epoxyklebers) auf dem Kühlkörper aufgebracht.This is achieved in the prior art by using a mirror. This is usually applied to the heat sink with a thin adhesive layer (eg based on a silicone or epoxy adhesive).

Einen Konverter-Kühlkörperverbund sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Konverter-Kühlkörperverbundes zeigt die WO 2015/022151 der gleichen Anmelderin. Bei diesem Konverter-Kühlkörperverbund mit einen optischen Konverter zur zumindest teilweisen Umwandlung von Licht einer ersten Wellenlänge in Licht einer zweiten Wellenlänge, einer metallhaltigen, reflektierenden Beschichtung sowie einem Kühlkörper, sind zumindest Teile der Oberfläche des optischen Konverters unmittelbar mit der metallhaltigen Beschichtung beschichtet, leitet die metallhaltige Beschichtung die Wärme aus dem Konverter in den Kühlkörper ab und ist der Kühlkörper über eine metallische Lotverbindung mit der metallhaltigen Beschichtung verbunden. Eine direkte Anbringung des optischen Konverters auf dem Kühlkörper mittels Löten erweist sich gemäß dieser Offenbarung als vorteilhaft für geringeren Farbort-Shift, selbst bei höheren Leistungen, gegenüber Kombinationen, in welchen statt Kleben eine Lotverbindung genutzt wird. Die vorgeschlagene Lotverbindung ist jedoch bereits für eine im Wesentlichen endgültige Montage des optischen Konverters offenbart.A converter-heatsink assembly and a method for producing a converter-heatsink composite shows the WO 2015/022151 the same applicant. In this converter-heat sink assembly with an optical converter for at least partial conversion of light of a first Wavelength in light of a second wavelength, a metal-containing reflective coating and a heat sink, at least parts of the surface of the optical converter are coated directly with the metal-containing coating, the metal-containing coating dissipates the heat from the converter into the heat sink and is the heat sink over a metallic solder joint connected to the metal-containing coating. A direct attachment of the optical converter on the heat sink by soldering proves to be advantageous for lower color shift, even at higher powers, compared to combinations in which instead of gluing a solder joint is used according to this disclosure. However, the proposed solder connection is already disclosed for a substantially final assembly of the optical converter.

Häufig ist jedoch gerade bei komplexen Strukturen, wie beispielsweise derartigen Konverter-Kühlkörper-Verbunden eine, auch als Binning bezeichnete, Selektion entsprechend bestimmter Eigenschaften, wie beispielsweise dem Streuverhalten, dem Farbort des reflektierten Lichts und/oder der thermischen Belastbarkeit dieser Bauteilkombination von Bedeutung, insbesondere auch dann, wenn im Rahmen einer Serienfertigung, beispielsweise von Lichtquellen von Automobilscheinwerfern, streng definierte Farbeigenschaften bereitgestellt werden müssen.Frequently, however, especially in complex structures, such as such converter-heatsink composites, also referred to as binning, selection according to certain properties, such as the scattering behavior, the color location of the reflected light and / or the thermal capacity of this component combination of importance, in particular even if strictly defined color properties have to be provided as part of series production, for example of light sources of automobile headlights.

Wird folglich der optische Konverter direkt in den Auskoppelkopf eines faseroptischen Konversionsmoduls eingelötet, so kann es bei der vorstehend erwähnten nötigen Selektion dazu kommen, dass der Auskoppelkopf mit in diesen eingelötetem Kühlkörper auszusondern und folglich nicht mehr verwendbar ist.Consequently, if the optical converter is soldered directly into the coupling-out head of a fiber-optic conversion module, then it may happen during the necessary selection mentioned above that the coupling-out head can be weeded out and thus no longer usable.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen Konverter-Kühlkörperverbund bereitzustellen, bei dem Kühlkörper und Konverter derart miteinander verbunden sind, dass die Verbindung zwischen Konverter und Kühlkörper vorzugsweise ein hohes Reflexionsvermögen aufweist und sowohl die Verbindung zwischen Konverter und Kühlkörper als auch das Gesamtsystem einen geringen thermischen Widerstand sowie eine hohe Lebensdauerprognose aufweisen und dennoch eine kostengünstige Selektion ermöglicht wird. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines entsprechenden Konverter-Kühlkörperverbundes.It is therefore an object of the invention to provide a converter-heat sink assembly in which the heat sink and converter are interconnected such that the connection between converter and heat sink preferably has a high reflectivity and both the connection between the converter and heat sink and the entire system a small have thermal resistance and a long service life prediction and yet a cost-effective selection is possible. Another object of the invention is to provide a method for producing a corresponding converter-heat sink assembly.

Die Aufgabe der Erfindung wird bereits durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche 1 und 17 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildung sind auch Gegenstand der Unteransprüche.The object of the invention is already achieved by the subject matter of independent claims 1 and 17. Advantageous embodiments and further development are also the subject of the dependent claims.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Die Aufgabe wird beispielsweise auch gelöst mit einem Verfahren zur Herstellung eines Konverter-Kühlkörperverbunds mit einem optischen Konverter zur zumindest teilweisen Umwandlung von Licht einer ersten Wellenlänge in Licht einer zweiten Wellenlänge, und einem Kühlkörper, bei welchem vorzugsweise zumindest Teile der Oberfläche des optischen Konverters unmittelbar mit einer metallhaltigen Beschichtung beschichtet sind, wobei die metallhaltige Beschichtung die Wärme aus dem Konverter in den Kühlkörper ableiten kann, der Kühlkörper über eine metallische Lotverbindung mit dem optischen Körper, insbesondere mit der metallhaltigen Beschichtung, verbunden wird und bei welchem der Kühlkörper und/oder der optische Konverter mit einer weiteren Lotverbindung mit einer weiteren Baugruppe verbunden werden, bei welchem die zweite Lotverbindung (102) ein Lot umfasst, welches einen niedrigeren Schmelzpunkt Ts2 aufweist als der Schmelzpunkt Ts1 des Lots der ersten Lotverbindung.The object is also achieved, for example, with a method for producing a converter-heat-sink assembly with an optical converter for the at least partial conversion of light of a first wavelength into light of a second wavelength, and a heat sink, in which preferably at least parts of the surface of the optical converter directly a metal-containing coating are coated, wherein the metal-containing coating can derive the heat from the converter in the heat sink, the heat sink is connected via a metallic solder connection to the optical body, in particular with the metal-containing coating, and wherein the heat sink and / or the optical Converter can be connected to another assembly with a further solder connection, wherein the second solder connection ( 102 ) comprises a solder having a lower melting point Ts2 than the melting point Ts1 of the solder of the first solder joint.

Hierdurch wird der Konverter-Kühlkörperverbund zu einer selektierbaren Einheit, da erst nach Herstellung der zweiten Lotverbindung weitere Baugruppen mit dieser Einheit verbunden werden und entsteht auch eine äußerst vorteilhafte Struktur nach Herstellung der zweiten Lotverbindung.As a result, the converter-heat sink assembly to a selectable unit, since only after production of the second solder joint further assemblies are connected to this unit and also creates an extremely advantageous structure after production of the second solder joint.

Durch Verwendung von zwei metallischen Verbindungen, der ersten und der zweiten Lotverbindung, wird hervorragende Wärmeleitfähigkeit bereitgestellt, denn die metallische Lotverbindung weist einen zumindest gegenüber dem keramischen Material des optischen Konverters nur geringen thermischen Widerstand auf.By using two metallic compounds, the first and the second solder joint, excellent thermal conductivity is provided because the metallic solder compound has at least a low thermal resistance compared to the ceramic material of the optical converter.

Ferner kann durch die unterschiedlichen Schmelztemperaturen Ts1 und Ts2 eine weitere Justierung, auch nach Herstellung beider Lotverbindungen erfolgen, welches beispielsweise Reflexionswinkel vorteilhaft beeinflussen kann. Hierzu kann die Baugruppe mit dem Konverter-Kühlkörperverbund auf eine Temperatur von höher als Ts2 jedoch niedriger als Ts1 erwärmt werden, wodurch der Konverter-Kühlkörperverbund nun neu positionierbar wird und in der neu positionierten und damit besser justierten Position durch Abkühlen zumindest der zweiten Lotverbindung unter Ts2 mechanisch festgelegt werden.Furthermore, due to the different melting temperatures Ts1 and Ts2, a further adjustment, even after production of both solder connections, can take place, which can advantageously influence, for example, reflection angles. For this purpose, the assembly with the converter-heat sink assembly can be heated to a temperature greater than Ts2 but lower than Ts1, whereby the converter-heat sink assembly is now repositionable and in the repositioned and thus better adjusted position by cooling at least the second solder joint below Ts2 be mechanically fixed.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird zunächst die erste Lotverbindung, vorzugsweise bei einer Temperatur von höher oder gleich Ts1, hergestellt und danach die zweite Lotverbindung. Hierbei kann die zweite Lotverbindung auch während des Abkühlens direkt nach der ersten Lotverbindung hergestellt werden, wenn beispielsweise eine zeitlich definierte „Abkühlrampe” gefahren wird und die Baugruppen entsprechend im Zustand einer „Vorjustierung” „vorpositioniert” sind.In a particularly preferred embodiment, the first solder joint is first prepared, preferably at a temperature of greater than or equal to Ts1, and then the second solder joint. In this case, the second solder joint can also be produced during the cooling process directly after the first solder joint, for example when a time-defined "cooling ramp" is run and the assemblies are accordingly "prepositioned" in the state of a "pre-adjustment".

Auch dann sind nachträgliche Justierungen noch möglich, wenn beispielsweise nicht alle Baugruppen nach Herstellung der beiden Lotverbindungen korrekt justiert sind, kann, soweit jeweils nötig, nochmals eine Erwärmung auf über Ts2 vorgenommen werden, welche zumindest langzeitig unter Ts1 verbleiben sollte, sodass die erste Lotverbindung nicht mehr gelöst wird, jedoch die zweite erweicht und die jeweils nötige oder vorteilhafte Nachjustierung erlaubt.Even then subsequent adjustments are still possible if, for example, not all assemblies are correctly adjusted after production of the two solder joints, as far as necessary, again a warming to Ts2 Ts be made, which should remain at least long term below Ts1, so that the first solder joint not more is solved, but the second softens and allows the respectively necessary or advantageous readjustment.

Generell ist es vorteilhaft, wenn die zweite Lotverbindung bei einer Temperatur hergestellt wird, welche höher ist als Ts2 und dauerhaft Ts1 nicht überschreitet, sodass zumindest während der Herstellung der zweiten Lotverbindung die erste Lotverbindung nicht derart geschwächt wird, dass die Anordnung des optischen Konverters relativ zum Kühlkörper merklich verändert wird.In general, it is advantageous if the second solder connection is produced at a temperature which is higher than Ts2 and permanently does not exceed Ts1, so that at least during the production of the second solder connection the first solder connection is not weakened such that the arrangement of the optical converter relative to Heat sink is noticeably changed.

Der Begriff „Merklich verändert” bezeichnet hierbei eine relative Lageänderung von optischem Konverter relativ zum Kühlkörper, welche über die durch thermische Ausdehnung bedingte relative Lageänderung messbar hinausgeht.The term "significantly changed" here denotes a relative change in position of the optical converter relative to the heat sink, which exceeds measurable beyond the thermal expansion caused by relative change in position.

Ein besonders spannungsfreier Konverter-Kühlkörperverbund ergibt sich, wenn zur Herstellung der jeweiligen Lotverbindung ein Erwärmen der Anordnung mit zumindest einem optischen Konverter und zumindest einem Kühlkörper durch Einbringen in einen Ofen mit einer Temperatur oberhalb von Ts1 oder Ts2 erfolgt, wobei die Mindestaufenthaltsdauer der Anordnung aus zumindest einem optischen Konverter und zumindest einem Kühlkörper im Ofen die Einstellung eines Temperaturgleichgewichts gestattet.A particularly stress-free converter-heatsink composite results when for the preparation of the respective solder connection heating of the arrangement with at least one optical converter and at least one heat sink by introduction into an oven having a temperature above Ts1 or Ts2, wherein the minimum residence time of the arrangement of at least an optical converter and at least one heat sink in the oven allows the setting of a temperature equilibrium.

Bei diesem Temperaturgleichgewicht sollen sich die jeweiligen Temperaturen des optischen Konverters, des Kühlkörpers, der Lote sowie der weiteren Baugruppen um jeweils weniger als 5 K unterscheiden. Durch die von thermischen Spannungen besonders freie Anordnung, ergibt sich ein auch bei thermischer Belastung günstiges Verhalten.At this temperature equilibrium, the respective temperatures of the optical converter, the heat sink, the solders and the other assemblies should differ by less than 5 K in each case. Due to the thermal stresses particularly free arrangement, resulting in a favorable thermal load behavior.

Bevorzugt kann zur Herstellung der jeweiligen Lotverbindung ein Erwärmen der Anordnung mit zumindest einem optischen Konverter und zumindest einem Kühlkörper insbesondere auch durch lokales Erwärmen, insbesondere durch einen mechanischen Wärmekontakt vorgenommen werden, beispielsweise durch Kontakt mit einem vorzugsweise thermisch gesteuerten Heizelement, somit durch Kontakt mit einem erwärmten Körper, beispielsweise einem erwärmten monolithischen Körper eines faseroptischen Auskoppelkopfes, welcher bereits vorpositionierte Baugruppen trägt und beispielsweise selbst induktiv erwärmt wird.For producing the respective solder connection, heating of the arrangement with at least one optical converter and at least one heat sink may also be carried out in particular by local heating, in particular by mechanical thermal contact, for example by contact with a preferably thermally controlled heating element, thus by contact with a heated one Body, such as a heated monolithic body of a fiber optic Auskoppelkopfes, which already carries prepositioned modules and, for example, itself is heated inductively.

Hierdurch ist ein zügiger und genau dosierter Wärmeeintrag möglich, welcher insbesondere für die Fertigung zeitlich vorteilhaft und thermisch sehr präzise sein kann.As a result, a rapid and accurately metered heat input is possible, which can be particularly advantageous in time for the production and thermally very precise.

Alternativ oder zusätzlich kann zur Herstellung der jeweiligen Lotverbindung ein Erwärmen der Anordnung mit zumindest einem optischen Konverter und zumindest einem Kühlkörper auch durch lokales Erwärmen, insbesondere durch Strahlung, fokussierte thermische Strahlung, Laserstrahlung, insbesondere auch gepulste Laserstrahlung erfolgen.Alternatively or additionally, to produce the respective soldered connection, the arrangement with at least one optical converter and at least one heat sink can also be heated by local heating, in particular by radiation, focused thermal radiation, laser radiation, in particular also pulsed laser radiation.

Wenn zur Herstellung der jeweiligen Lotverbindung ein Erwärmen der Anordnung mit zumindest einem optischen Konverter und zumindest einem Kühlkörper sowie vorzugsweise einer weiteren optischen Baugruppe bei vermindertem Umgebungsdruck erfolgt und insbesondere verminderter Umgebungsdruck herrscht, bis die jeweilige Lotverbindung hergestellt ist, ergibt sich hierdurch eine besonders lunkerfreie und homogene Lotverbindung, bei welcher auch Unebenheiten der Oberfläche des optischen Konverters, des Kühlkörpers sowie der weiteren Baugruppe besser benetzt und somit durch die Lotverbindung vollständiger verbunden werden können.If, for the production of the respective soldered connection, a heating of the arrangement with at least one optical converter and at least one heat sink and preferably a further optical subassembly takes place at reduced ambient pressure and, in particular, reduced ambient pressure prevails until the respective soldered connection is produced, this results in a particularly void-free and homogeneous Bonded solder, in which also unevenness of the surface of the optical converter, the heat sink and the other assembly wetted better and thus can be more fully connected by the solder joint.

Die Angabe, dass die „Lotverbindung hergestellt ist” bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die jeweilige Schmelztemperatur Ts1 und/oder Ts2 so lange unterschritten wurde, bis sich das jeweilige Lot verfestigt hat, dies bedeutet jeweils eine Festigkeit von mehr als 50% der Raumtemperatur-Zugfestigkeit dieses Lots hat, wobei Raumtemperatur etwa 300 K betragen soll.The statement that the "solder joint is made" in this context means that the respective melting temperature Ts1 and / or Ts2 has been undershot until the respective solder has solidified, this means in each case a strength of more than 50% of the room temperature Tensile strength of this solder has, with room temperature should be about 300 K.

Durch Austrag verbleibender Luftanteile oder Lunker im geschmolzenen Lot ist eine präzisere Fertigung, insbesondere vorpositionierter Baugruppen, möglich, welches mit geringeren Verlusten durch Baugruppen, die nach deren Fertigung nicht innerhalb des Toleranzfeldes liegen, einhergeht.By discharging remaining air fractions or voids in the molten solder, a more precise production, in particular prepositioned assemblies, is possible, which is associated with lower losses due to assemblies that are not within the tolerance range after their production.

Vorteilhaft liegt der Schmelzpunkt Ts1 bei 250°C bis 450°C, bevorzugt bei 280°C bis 320°C sowie besonders bevorzugt bei etwa 300°C.Advantageously, the melting point Ts1 is at 250 ° C to 450 ° C, preferably at 280 ° C to 320 ° C and more preferably at about 300 ° C.

Ebenfalls vorteilhaft liegt der Schmelzpunkt Ts2 bei der Schmelzpunkt Ts2 bei 150°C bis 245°C, bevorzugt bei 180°C bis 230°C sowie besonders bevorzugt bei etwa 220°C.Likewise advantageous is the melting point Ts2 at the melting point Ts2 at 150 ° C to 245 ° C, preferably at 180 ° C to 230 ° C and particularly preferably at about 220 ° C.

Durch diese Wahl der Schmelzpunkte Ts1 und Ts2 lassen sich fertigungstechnisch sichere und zügige Abläufe realisieren, wobei geringere Temperaturdifferenzen der Schmelzpunkte aufgrund schnellerer Erwärmung und Abkühlung zügigere Fertigungsabläufe gestatten und größere Temperaturdifferenzen höhere Fertigungssicherheit mit sich bringen.By this choice of melting points Ts1 and Ts2 can be produced technically safe and speedy processes realize, with lower temperature differences of the melting points due faster heating and cooling allow more rapid production processes and larger temperature differences bring higher manufacturing reliability.

Wenn eine Vielzahl von optischen Konvertern auf zumindest einem Kühlkörper angebracht und vorzugsweise gemeinsam erwärmt wird, kann hiermit die Serienfertigung vorteilhaft unterstützt werden, da dabei dann die jeweilige Lotverbindung bereits für diese Vielzahl optischer Konverter hergestellt werden kann. Vorteilhaft kann dabei der optische Konverter jeweils von am Kühlkörper angebrachten Halterungen im Wesentlichen korrekt positioniert und in vielen Fällen in Bezug auf weitere Baugruppen auch bereits korrekt justiert aufgenommen werden.If a plurality of optical converters are mounted on at least one heat sink and preferably heated together, the series production can hereby be advantageously supported, since in that case the respective solder connection can already be produced for this multiplicity of optical converters. Advantageously, the optical converter can in each case be positioned correctly by holders mounted on the heat sink and, in many cases, also be correctly adjusted in relation to further components.

Nach Herstellen, beispielsweise der ersten Lotverbindung kann von dem zumindest einen Kühlkörper wenigstens ein Teil abgetrennt werden, welches zumindest einen optischen Konverter trägt und einen Konverter-Kühlkörperverbund mit diesem bildet und dieses der weiteren Fertigung zugeführt werden. Vorteilhaft kann dabei die Abtrennung entlang einer vordefinierten und mechanisch geschwächten Linie innerhalb des Kühlkörpers vorgenommen werden.After producing, for example, the first solder joint can be separated from the at least one heat sink at least a part which carries at least one optical converter and forms a converter-heat sink assembly with this and this are supplied to the further manufacturing. Advantageously, the separation along a predefined and mechanically weakened line can be made within the heat sink.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird ein Konverter-Kühlkörperverbund, insbesondere wie vorstehend und nachfolgend detaillierter beschrieben, an einem Auskoppelkopf eines faseroptischen Konversionsmoduls befestig.In a particularly preferred embodiment, a converter-heat sink assembly, in particular as described above and in more detail below, attached to a coupling head of a fiber optic conversion module.

Wenn bei der industriellen Fertigung zumindest ein Anteil einer Vielzahl von optischen Konvertern zusammen mit weiteren Baugruppen auf eine Temperatur niedriger als Ts1 jedoch höher als Ts2 gebracht werden, und vorzugsweise die Lage des Verbundes aus optischem Konverter und Kühlkörper relativ zu weiteren Baugruppen, insbesondere relativ zu Baugruppen eines Auskoppelkopfes eines faseroptischen Konversionsmoduls geprüft wird, kann hierauf basierend ein Binning, somit eine Selektion bereits während der Fertigung stattfinden und können darüber hinaus weitere mechanische Justierungen vorgenommen werden. Eine dieser Justierungen kann die Justierung des Abstands des optischen Konverters beispielsweise zu Fasern sein, aus welchen Anregungslicht austritt. Hierdurch können aufgrund der Strahlungskeule, welche das Anregungslicht nach Austritt aus der Faser bildet, auch Lichtfleckgrößen des Anregungslichtes auf dem optischen Konverter eingestellt werden.If, in industrial production, at least a portion of a multiplicity of optical converters together with further assemblies is brought to a temperature lower than Ts1 but higher than Ts2, and preferably the position of the composite of optical converter and heat sink relative to further assemblies, in particular relative to assemblies a decoupling head of a fiber optic conversion module is checked, based on this binning, thus a selection already take place during production and can also be made further mechanical adjustments. One of these adjustments can be the adjustment of the distance of the optical converter, for example to fibers, from which excitation light emerges. As a result, due to the radiation lobe, which forms the excitation light after emerging from the fiber, also light spot sizes of the excitation light can be set on the optical converter.

Vorteilhaft wird durch die Erfindung auch ein Konverter-Kühlkörperverbund bereitgestellt, umfassen einen optischen Konverter zur zumindest teilweisen Umwandlung von Licht einer ersten Wellenlänge in Licht einer zweiten Wellenlänge, vorzugsweise eine metallhaltige, reflektierende Beschichtung, sowie einen Kühlkörper, wobei vorzugsweise zumindest Teile der Oberfläche des optischen Konverters unmittelbar mit der metallhaltigen Beschichtung beschichtet sind, die metallhaltige Beschichtung die Wärme aus dem Konverter in den Kühlkörper ableiten kann, der Kühlkörper über eine metallische Lotverbindung mit dem optischen Körper, insbesondere der metallhaltigen Beschichtung verbunden ist und der Kühlkörper und/oder der optischen Konverter mit einer weiteren Lotverbindung mit einer weiteren Baugruppe verbunden ist, bei welchem die zweite Lotverbindung ein Lot umfasst, welches einen niedrigeren Schmelzpunkt Ts2 aufweist als der Schmelzpunkt Ts1 des Lots der ersten Lotverbindunginsbesondere auch, um die vorstehend beschriebenen Vorteile zu erlangen.Advantageously, the invention also provides a converter-heat sink assembly comprising an optical converter for at least partially converting light of a first wavelength into light of a second wavelength, preferably a metal-containing, reflective coating, and a heat sink, wherein preferably at least parts of the surface of the optical Converter are directly coated with the metal-containing coating, the metal-containing coating can dissipate the heat from the converter in the heat sink, the heat sink is connected via a metallic solder connection to the optical body, in particular the metal-containing coating and the heat sink and / or the optical converter a further solder joint is connected to a further assembly, wherein the second solder joint comprises a solder having a lower melting point Ts2 than the melting point Ts1 of the solder of the first Lotverbindinsb in particular, to obtain the advantages described above.

Vorteilhaft ist das erste Lot ein Ag/Au-Lot und kann somit vorzugsweise eine Silber und Gold umfassende Legierung bereitstellen.Advantageously, the first solder is an Ag / Au solder and thus can preferably provide an alloy comprising silver and gold.

Vorteilhaft ist das zweite Lot ein Ag/Sn und kann somit vorzugsweise eine Silber und Zinn umfassende Legierung bereitstellen.Advantageously, the second solder is Ag / Sn and thus can preferably provide an alloy comprising silver and tin.

Bevorzugt umfasst der Kühlkörper, Stahl-, Aluminium-, Kupfer- und/oder Bronze-Legierungen, welche mit entsprechenden Loten, gegebenenfalls unter Zugabe von Fluß und Reinigungsmitteln, gut benetzbar und durch Lotverbindungen verbindbar sind.Preferably, the heat sink comprises steel, aluminum, copper and / or bronze alloys which are readily wettable with solder, optionally with the addition of flux and cleaning agents, and which can be connected by soldering.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen detaillierter beschrieben.The invention will be described in more detail below with reference to preferred embodiments and with reference to the accompanying drawings.

Es zeigen:Show it:

1 einen Konverter-Kühlkörperverbund zusammen mit einer weiteren Baugruppe einer ersten bevorzugten Ausführungsform in einer dreidimensionalen Schnittdarstellung von vorn von einem leicht erhöhten Blickpunkt aus gesehen, wobei die weitere Baugruppe der monolithische Körper eines Auskoppelkopfes eines faseroptischen Konversionsmodul ist, 1 a converter-heat sink assembly together with another assembly of a first preferred embodiment in a three-dimensional sectional view seen from the front from a slightly elevated viewpoint, the further assembly is the monolithic body of a coupling head of a fiber optic conversion module,

2 eine Baugruppe eines Auskoppelkopfes eines faseroptischen Konversionsmodul, in welcher der in 1 gezeigte Konverter-Kühlkörperverbund durch eine zweite Lotverbindung gehalten ist, in einer dreidimensionalen Schnittdarstellung von vorn von einem leicht erhöhten Blickpunkt aus gesehen, 2 an assembly of a coupling head of a fiber optic conversion module, in which the in 1 shown converter-heat sink assembly is held by a second solder joint, seen in a three-dimensional sectional view from the front of a slightly elevated viewpoint,

3 eine dreidimensional dargestellte Aufsicht auf den faseroptischen Auskoppelkopf eines faseroptischen Konversionsmoduls einer ersten Ausführungsform von schräg oben her gesehen, 3 3 shows a three-dimensional plan view of the fiber-optic coupling-out head of a fiber-optic conversion module of a first embodiment seen obliquely from above,

4 eine horizontal verlaufende, dreidimensionale Schnittdarstellung des in 3 gezeigten Auskoppelkopfes einer ersten Ausführungsform, welche durch die Mitte des faseroptischen Auskoppelkopfes und durch die Mitte der Faser des faseroptischen Konversionsmoduls verläuft, 4 a horizontally extending, three-dimensional sectional view of the in 3 shown coupling head of a first embodiment, which passes through the center of the fiber optic Auskoppelkopfes and through the center of the fiber of the fiber optic conversion module,

5 eine horizontal verlaufende, dreidimensionale Schnittdarstellung des in 3 gezeigten Auskoppelkopfes einer zweiten Ausführungsform, welche durch die Mitte des faseroptischen Auskoppelkopfes und durch die Mitte der Faser des faseroptischen Konversionsmoduls verläuft, 5 a horizontally extending, three-dimensional sectional view of the in 3 shown coupling head of a second embodiment, which extends through the center of the fiber optic Auskoppelkopfes and through the center of the fiber of the fiber optic conversion module,

6 eine horizontal verlaufende, dreidimensionale Schnittdarstellung des in 3 gezeigten Auskoppelkopfes einer dritten Ausführungsform, welche durch die Mitte des faseroptischen Auskoppelkopfes und durch die Mitte der Faser des faseroptischen Konversionsmoduls verläuft, 6 a horizontally extending, three-dimensional sectional view of the in 3 1, which extends through the center of the fiber optic decoupling head and through the center of the fiber of the fiber optic conversion module,

7 einen Konverter-Kühlkörperverbund, bei welchem eine Vielzahl von optischen Konvertern auf zumindest einem Kühlkörper angebracht sind, sodass diese gemeinsam mit dem zumindest einen Kühlkörper erwärmt werden können. 7 a converter-heat sink assembly in which a plurality of optical converters are mounted on at least one heat sink, so that they can be heated together with the at least one heat sink.

Detaillierte Beschreibung bevorzugter AusführungsformenDetailed description of preferred embodiments

Bei der nachfolgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen bezeichnen gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Ausführungsformen jeweils gleiche oder gleichwirkende Baugruppen. Soweit wesentliche funktionale Abweichungen vorliegen, werden diese jeweils unter Bezugnahme auf die betroffene Ausführungsform und Baugruppe detaillierter erläutert.In the following detailed description of preferred embodiments, like reference numerals designate like or equivalent components throughout the various embodiments. Insofar as there are substantial functional deviations, these will be explained in more detail with reference to the relevant embodiment and assembly.

Zunächst wird auf 1 Bezug genommen, welche als Ausschnittsdarstellung von Bestandteilen eines faseroptischen Konversionsmoduls 1 einen Konverter-Kühlkörperverbund 101 zusammen mit einer weiteren Baugruppe einer ersten bevorzugten Ausführungsform in einer dreidimensionalen Schnittdarstellung von vorn von einem leicht erhöhten Blickpunkt aus gesehen, wobei die weitere Baugruppe der monolithische Körper 32 eines Auskoppelkopfes 30 des faseroptischen Konversionsmodul 1 ist.First, it will open 1 Reference is made, which is a sectional view of components of a fiber optic conversion module 1 a converter-heat sink assembly 101 together with another assembly of a first preferred embodiment in a three-dimensional sectional view seen from the front from a slightly elevated viewpoint, wherein the further assembly of the monolithic body 32 a decoupling head 30 the fiber optic conversion module 1 is.

Mit einer ersten Lotverbindung 101 ist der optische Konverter 3 an einem Kühlkörper 42 gehalten, welcher wiederum mit einer zweiten Lotverbindung 102 am monolithischen Körper 32 gehalten ist. Die zweite Lotverbindung 102 umfasst ein Lot, welches einen niedrigeren Schmelzpunkt Ts2 aufweist als der Schmelzpunkt Ts1 der ersten Lotverbindung 101.With a first solder connection 101 is the optical converter 3 on a heat sink 42 held, which in turn with a second solder joint 102 on the monolithic body 32 is held. The second solder connection 102 comprises a solder which has a lower melting point Ts2 than the melting point Ts1 of the first solder joint 101 ,

Der optische, vorzugsweise keramische Konverter 3 kann eine Beschichtung 104 aufweisen, durch welche die mechanische Stabilität der ersten Lotverbindung 101 unterstützt und die Ableitung der Wärme aus dem optischen Konverter 3 verbessert wird.The optical, preferably ceramic converter 3 can be a coating 104 by which the mechanical stability of the first solder joint 101 supports and dissipates the heat from the optical converter 3 is improved.

Diese Beschichtung 104 ist vorzugsweise, eine metallhaltige, reflektierende Beschichtung zur Wärmeableitung sowie auch zur Verbesserung der Konversionseffizienz des optischen Konverters 3 durch Reflexion von in Richtung der Beschichtung 104 gestreuten Anregungslichtanteilen.This coating 104 is preferably a metal-containing reflective coating for heat dissipation as well as for improving the conversion efficiency of the optical converter 3 by reflection from in the direction of the coating 104 scattered excitation light components.

Das Beschichtungsverfahren zum Aufbringen der Beschichtung 104 auf dem optischen Konverter 3 mit einem vorzugsweise keramischen Körper umfasst dabei zumindest die Verfahrensschritte a) bis f).The coating process for applying the coating 104 on the optical converter 3 with a preferably ceramic body comprises at least the process steps a) to f).

In Schritt a) wird zunächst ein optischer, insbesondere keramischer Konverter 3 mit zumindest einer polierten Oberfläche bereitgestellt. Die hohe Temperaturstabilität des keramischen Konvertermaterials des optischen Konverters 3 ermöglicht dabei neben der Verwendung von Primärlichtquellen mit hohen Leuchtdichten (z. B. Halbleiterlaser) auch hohe Prozesstemperaturen in den nachfolgenden Verfahrensschritten.In step a) is first an optical, in particular ceramic converter 3 provided with at least one polished surface. The high temperature stability of the ceramic converter material of the optical converter 3 In addition to the use of primary light sources with high luminances (for example semiconductor lasers), this also permits high process temperatures in the subsequent process steps.

Schritt b) beinhaltet die Bereitstellung einer metallhaltigen Paste. Die metallhaltige Paste umfasst ein Metallpulver in einem organischen Anpastmedium. Insbesondere handelt es sich bei den verwendeten organischen Anpastmedien um ein Rheologieadditiv, das eine Lösung von Harzen und organischen Additiven in einem Lösemittelgemisch darstellt und/oder IR-trockenbar ist (z. B. Johnson Matthey 650-63 IR Medium Oil-based, Okuno 5000). Mit Hilfe des Anpastmediums wird die Rheologie der Paste eingestellt, so dass die Paste beispielsweise druckfähig ist.Step b) involves the provision of a metal-containing paste. The metal-containing paste comprises a metal powder in an organic pasting medium. In particular, the organic pasting agents used are a rheology additive which is a solution of resins and organic additives in a solvent mixture and / or is IR-dryable (eg Johnson Matthey 650-63 IR Medium Oil-based, Okuno 5000 ). With the help of the Anpastmediums the rheology of the paste is adjusted, so that the paste is for example printable.

Das Metallpulver enthält bevorzugt zumindest ein Metall aus der Gruppe mit den Elementen Silber, Gold und Platin oder Legierungen hiervon. Insbesondere wird Silberpulver verwendet. Dies ist besonders vorteilhaft, da Silber sowohl eine hohe Wärmeleitfähigkeit als auch eine hohe Reflektivität aufweist.The metal powder preferably contains at least one metal from the group comprising the elements silver, gold and platinum or alloys thereof. In particular, silver powder is used. This is particularly advantageous because silver has both high thermal conductivity and high reflectivity.

Gemäß einer Ausführungsform enthält die in Schritt b) bereit gestellte Metallpaste einen Silberanteil von 70 bis 90 Gew.-%, bevorzugt 80 bis 85 Gew.-%. Der Anteil an organischen Anpastmedium beträgt 10 bis 30 Gew.-%, bevorzugt 15 bis 20 Gew.-%.According to one embodiment, the metal paste provided in step b) contains a silver content of 70 to 90% by weight, preferably 80 to 85% by weight. The proportion of organic Anpastmedium is 10 to 30 wt .-%, preferably 15 to 20 wt .-%.

Nachfolgend wird die in Schritt b) erhaltene Paste zumindest auf einen Teilbereich der polierten Konverteroberfläche aufgebracht (Schritt c). Bevorzugt wird die Paste durch ein Druckverfahren, insbesondere durch ein Siebdruckverfahren auf die Konverteroberfläche aufgebracht. Hierdurch ist es möglich, in überraschend einfacher Weise eine laterale Struktur der Beschichtung auf der Konverteroberfläche zu erzeugen. So können auch lediglich Teilbereiche der Konverteroberfläche bedruckt oder ausgespart werden. Andere Druckverfahren wie beispielsweise Tampondruck oder Rolldruckverfahren sind ebenfalls möglich.Subsequently, the paste obtained in step b) is applied to at least a portion of the polished converter surface (step c). The paste is preferably applied to the converter surface by a printing process, in particular by a screen printing process. This makes it possible, in a surprisingly simple manner, a lateral structure of the coating on the To produce converter surface. So only partial areas of the converter surface can be printed or cut out. Other printing methods such as pad printing or roll printing methods are also possible.

In Schritt d) wird die auf der Konverteroberfläche aufgebrachte Paste getrocknet. Bevorzugt wird die Paste bei Temperaturen im Bereich von 150 bis 400°C, besonders bevorzugt bei Temperaturen im Bereich von 250 bis 300°C getrocknet. Hierdurch werden die im Anpastmedium enthaltenen Lösungsmittel zumindest teilweise entfernt und die aufgebrachte Paste insbesondere vorverdichtet. Die Trocknungszeit ist abhängig vom Lösungsmittelanteil in der aufgebrachten Paste und liegt typischerweise zwischen 5 und 30 minIn step d), the paste applied to the converter surface is dried. The paste is preferably dried at temperatures in the range from 150 to 400 ° C., particularly preferably at temperatures in the range from 250 to 300 ° C. As a result, the solvents contained in the Anpastmedium are at least partially removed and the applied paste in particular precompressed. The drying time depends on the solvent content in the applied paste and is typically between 5 and 30 minutes

Im nachfolgenden Schritt e) wird die aufgebrachte Paste bei Temperaturen > 450°C eingebrannt, was zu einer guten thermischen und mechanischen Anbindung der so gebildeten Beschichtung an den Konverter führt. Die hohen Einbrandtemperaturen bewirken zudem eine Sinterung der im Metallpulver enthaltenen Metallpartikel. Die so entstandene Sinterstruktur weist eine relativ hohe Homogenität auf und führt zu den guten Reflexionseigenschaften der so erhaltenen Beschichtung. Hierbei haben sich Einbrandtemperaturen im Bereich von 700°C bis 1000°C als besonders vorteilhaft herausgestellt.In the subsequent step e), the applied paste is baked at temperatures> 450 ° C, resulting in a good thermal and mechanical connection of the coating thus formed to the converter. The high penetration temperatures also cause a sintering of the metal particles contained in the metal powder. The resulting sintered structure has a relatively high homogeneity and leads to the good reflection properties of the coating thus obtained. In this case, burn-in temperatures in the range of 700 ° C to 1000 ° C have been found to be particularly advantageous.

Abhängig von der verwendeten Einbrandtemperatur und dem verwendeten Metallpulver kann gemäß einer Ausführungsform das Metallpulver weitgehend oder teilweise aufschmelzen, so dass der keramische Konverter an der Grenzfläche vom Metall benetzt wird. Gemäß weiteren Ausführungsformen sintern die in der Paste enthaltenen Metallpartikel lediglich zusammen.Depending on the firing temperature used and the metal powder used, according to one embodiment, the metal powder can be largely or partially melted, so that the ceramic converter is wetted by the metal at the interface. According to further embodiments, the metal particles contained in the paste merely sinter together.

Bei dem Einbrand der Paste werden die organischen Bestandteile der aufgebrachten Paste bzw. die Reste des Anpastmediums ausgebrannt.When the paste is burnt in, the organic constituents of the applied paste or the residues of the pasting medium are burned out.

Der so mit der Beschichtung 104 beschichtete Konverter 3 wird in Schritt f) an den Kühlkörper 42 unter Ausbildung einer ersten Lotverbindung 101 angebunden, diese bedeutet durch die dabei hergestellte erste Lotverbindung auch mechanisch an diesem fixiert.The way with the coating 104 coated converters 3 is in step f) to the heat sink 42 forming a first solder joint 101 Tied, this means by the first solder joint produced thereby also mechanically fixed to this.

Hierbei wird der Kühlkörper 42 unter Verwendung des ersten Lotes an die in Schritt e) erhaltene Beschichtung 104 unter Verwendung eines vorzugsweise zinnhaltigen, bleifreien Lotes gelötet. Bevorzugte weitere erste Lote für die erste Lotverbindung 101 sind nachfolgend noch detaillierter beschrieben.This is the heat sink 42 using the first solder to the coating obtained in step e) 104 soldered using a preferably tin-containing, lead-free solder. Preferred further first solders for the first solder joint 101 are described in more detail below.

Gemäß einer Weiterbildung weist die in Schritt b) bereitgestellte Paste zusätzlich einen Glasanteil auf. Der Glasanteil führt dabei zu einer besseren Haftung der Beschichtung auf der Konverteroberfläche sowie zu einem verbesserten Sinterverhalten der Metallpartikel untereinander. Der Glasanteil beeinflusst zudem die Lötbarkeit der metallischen Beschichtung 104 in positiver Weise.According to a development, the paste provided in step b) additionally has a glass content. The glass content leads to a better adhesion of the coating on the converter surface and to an improved sintering behavior of the metal particles with one another. The glass content also influences the solderability of the metallic coating 104 in a positive way.

Gemäß einer zusätzlichen Weiterbildung kann die metallische Beschichtung mehrfach aufgebracht werden. Dazu wird entweder nach dem Trocknen der Paste (Schritt d) oder nach dem Einbrand der Paste (Schritt e) erneut Paste aufgebracht (Schritt c) und wie beschrieben weiterprozessiert.According to an additional development, the metallic coating can be applied several times. For this purpose, either after the drying of the paste (step d) or after the penetration of the paste (step e) again paste applied (step c) and further processed as described.

In einer Ausführungsform beträgt der Glasanteil 0,05 bis 8 Gew.-%, bevorzugt 0,1 bis 6 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,2 bis 5 Gew.-% beträgt. Dieser Glasanteil hat sich als vorteilhaft herausgestellt, da zum einen der Glasanteil ausreicht, um die Haftung der Beschichtung an der Oberfläche des Konverters zu erhöhen, andererseits jedoch noch eine gute Lötbarkeit der Beschichtung gewährleistet.In one embodiment, the glass content is 0.05 to 8 wt .-%, preferably 0.1 to 6 wt .-%, particularly preferably 0.2 to 5 wt .-% is. This proportion of glass has been found to be advantageous, since on the one hand the glass content is sufficient to increase the adhesion of the coating to the surface of the converter, but on the other hand still ensures good solderability of the coating.

Als vorteilhaft hat sich hierbei die Verwendung von Glaspulvern mit einer Korngrößenkennzahl D50 im Bereich von 1 bis 5 ☐m herausgestellt. Dies gewährleistet eine homogene Verteilung der Glaspartikel in der Paste und somit auch eine homogene Verteilung des Glasanteils in der in Schritt e) erhaltenen Beschichtung.The use of glass powders having a particle size index D50 in the range from 1 to 5 μm has proven to be advantageous. This ensures a homogeneous distribution of the glass particles in the paste and thus also a homogeneous distribution of the glass content in the coating obtained in step e).

Gemäß einer Ausführungsform weist das in der Paste enthaltene Glas eine Glasübergangstemperatur Tg im Bereich von 300 bis 600°C, bevorzugt im Bereich von 350 bis 560°C auf.According to one embodiment, the glass contained in the paste has a glass transition temperature Tg in the range from 300 to 600 ° C, preferably in the range from 350 to 560 ° C.

Bevorzugt handelt es sich bei dem in Schritt b) verwendeten Glaspulver um ein PbO-, ein Bi2O3-, ein ZnO-, ein SO3- oder ein silikatbasiertes Glas. Diese Gläser haben sich in Hinblick auf deren Erweichungstemperaturen bzw. deren Brechwerte als besonders vorteilhaft herausgestellt.The glass powder used in step b) is preferably a PbO, a Bi 2 O 3 , a ZnO, an SO 3 or a silicate-based glass. These glasses have been found to be particularly advantageous in terms of their softening temperatures and their refractive index.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird in Schritt b) ein silikatbasiertes Glas, insbesondere ein Glas mit einem SiO2 Gehalt von mindestens 25 Gew.-% verwendet. Entsprechende Gläser weisen neben vorteilhaften Brechwerten und Erweichungstemperaturen zudem auch unter den erfindungsgemäßen Einbrandbedingungen (Schritt e)) eine hohe Resistenz gegenüber Redoxvorgängen unter Beteiligung des Metalls und/oder des keramischen Konverters auf.According to a particularly preferred embodiment, a silicate-based glass, in particular a glass with an SiO 2 content of at least 25 wt .-% is used in step b). In addition to advantageous refractive indices and softening temperatures, corresponding glasses also exhibit high resistance to redox processes involving the metal and / or the ceramic converter, even under the firing conditions (step e) according to the invention.

Die um der Einfachheit willen nur in 2 gezeigte Beschichtung 104 kann vorzugsweise bei allen Ausführungsformen auf der der Lotverbindung 101 zugewandten Seite des optischen Konverters 3 angebracht sein, auch wenn diese Beschichtung 104 um der Einfachheit der Darstellung willen nicht explizit in jeder Figur dargestellt ist.The sake of simplicity only in 2 shown coating 104 may preferably in all embodiments on the solder joint 101 facing side of the optical converter 3 be appropriate, even if this coating 104 For the sake of simplicity of illustration, it is not explicitly shown in each figure.

Die zweite Lotverbindung 102 ist in der Lage, einen Spalt 103 zwischen dem monolithischen Körper 32 und dem Kühlkörper 42 zu füllen und ermöglicht in deren erweichtem Zustand eine Verschiebung des Konverter-Kühlkörperverbunds 110 zumindest in die Richtungen x und y relativ zum monolithischen Körper 32 oder auch eine Dreh- oder Taumelbewegung um die in 2 dargestellte z-Achse.The second solder connection 102 is capable of a gap 103 between the monolithic body 32 and the heat sink 42 to fill and allows in their softened state, a shift of the converter-heat sink assembly 110 at least in the directions x and y relative to the monolithic body 32 or a rotary or tumbling motion around the in 2 illustrated z-axis.

In diesem erweichten Zustand des zweiten Lots 102 kann beispielsweise der Konverter-Kühlkörperverbund 110 mittels einem dem Fachmann wohlbekannten, jedoch in den Figuren nicht dargestellten Hexapods relativ zum monolithischen Körper 32 mit wenigen μm lateraler Abweichung, beispielsweise mit weniger als 10 μm lateraler Abweichung, in x- und y-Richtung justiert werden und nach dieser Justierung mechanisch zunächst durch den Hexapod und danach auch durch die zweite Lotverbindung 102 stabil gehalten werden, insbesondere nachdem die Temperatur der zweiten Lötverbindung unter deren Schmelzpunkt Ts2 abgesenkt wurde.In this softened state of the second lot 102 For example, the converter-heatsink composite 110 by means of a Hexapods well known to the skilled person, but not shown in the figures relative to the monolithic body 32 be adjusted with a few microns lateral deviation, for example, less than 10 microns lateral deviation in the x and y direction and after this adjustment mechanically first by the hexapod and then also by the second solder joint 102 be kept stable, in particular after the temperature of the second solder joint has been lowered below its melting point Ts2.

Wird die Konverter-Kühlkörperanordnung beispielsweise gleichweit in positiver x- und y-Richtung verschoben, vermindert dieses den Abstand der Oberfläche des optischen Konverters 3 zur Austrittsfläche 7 einer das Anregungslicht führenden optischen Faser 4, siehe hierzu beispielsweise auch die 4, 5 und 6. Durch Verringerung dieses Abstands wird die Größe des Leuchtflecks 10 auf dem optischen Konverter 3 verkleinert, wohingegen durch Erhöhung des Abstands der Oberfläche des optischen Konverters 3 zur Austrittsfläche 2 der Faser 4 die Größe des Leuchtflecks 10 erhöht. Diesbezüglich wird auf die parallele, am gleichen Tag beim selben Amt eingereichte Anmeldung mit dem Titel „Verfahren zur Justierung eines auf einem optischen Konverter erzeugten Leuchtflecks sowie Vorrichtung mit justiertem Leuchtfleck und deren Verwendungen” desselben Anmelders Bezug genommen und diese durch Bezugnahme inkorporiert.If, for example, the converter-heat sink arrangement is displaced equidistant in the positive x and y directions, this reduces the distance of the surface of the optical converter 3 to the exit surface 7 an optical fiber guiding the excitation light 4 , see for example also the 4 . 5 and 6 , By reducing this distance, the size of the spot becomes 10 on the optical converter 3 reduced, whereas by increasing the distance of the surface of the optical converter 3 to the exit surface 2 the fiber 4 the size of the light spot 10 elevated. In this regard, the co-pending application filed concurrently with the same office and entitled "Method of Adjusting Optical Spot-Generated Light Spot and Lighted Spot Device and Use Thereof" by the same Applicant is incorporated by reference.

Wie vorstehend angesprochen kann der Konverter-Kühlköperverbund 110 um die z-Achse (siehe hierzu auch die Darstellung und 2) gedreht oder gekippt werden, welches eine Justierung der Neigung der Oberfläche des optischen Konverters 3, auf welche das Anregungslicht fällt, gestattet. Hierdurch kann sowohl das reflektierte Anregungslicht als auch die Hauptstreukeule des Nutzlichtes in deren Ausbreitungsrichtung beeinflusst und damit auch in einem definierten Winkelintervall justiert werden.As mentioned above, the converter-Kühlköperverbund 110 around the z-axis (see also the illustration and 2 ) are rotated or tilted, which is an adjustment of the inclination of the surface of the optical converter 3 on which the excitation light falls allowed. In this way, both the reflected excitation light and the main lobe of the useful light can be influenced in its direction of propagation and thus also adjusted in a defined angular interval.

Nachfolgend wird auf 2 Bezug genommen, welche eine Baugruppe 105 eines Auskoppelkopfes 30 eines faseroptischen Konversionsmodul 1 zeigt, in welcher der in 1 gezeigte Konverter-Kühlkörperverbund 101 durch eine zweite Lotverbindung 102 gehalten ist, in einer dreidimensionalen Schnittdarstellung von vorn von einem leicht erhöhten Blickpunkt aus gesehen.The following will be on 2 Reference is made to an assembly 105 a decoupling head 30 a fiber optic conversion module 1 shows in which of the 1 shown converter-heatsink composite 101 by a second solder connection 102 is held, seen in a three-dimensional sectional view from the front of a slightly elevated viewpoint.

Diese Baugruppe kann beispielsweise auch Teil des in 6 dargestellten oder eines anderen Auskoppelkopfes sein, wie nachfolgend noch detaillierter beschrieben wird.For example, this assembly can also be part of the in 6 be shown or another coupling head, as will be described in more detail below.

Die Baugruppe 105 weist eine im wesentlichen horizontal verlaufende Passfläche 106 sowie eine säulenförmige Erhebung definierende horizontale Passflächen 107, 108, 109 auf, mittels welchen die Baugruppe 105 passgenau und unter Erhaltung der Justierung des Konverter-Kühlkörperverbunds 110 relativ zur Baugruppe 105.The assembly 105 has a substantially horizontally extending mating surface 106 and a columnar elevation defining horizontal mating surfaces 107 . 108 . 109 on, by means of which the assembly 105 accurate and while maintaining the adjustment of the converter-heat sink assembly 110 relative to the assembly 105 ,

Zum besseren Verständnis wird nachfolgend eine besonders bevorzugte Ausführungsform beschrieben, bei welcher der Konverter-Kühlkörperverbund mit einem Auskoppelkopf 30 als weiterer Baugruppe mittels der zweiten Lotverbindung 102 verbunden ist.For better understanding, a particularly preferred embodiment is described below, in which the converter-heat sink assembly with a coupling head 30 as a further assembly by means of the second solder joint 102 connected is.

Nachfolgend wird auf 3 Bezug genommen, welche eine dreidimensional dargestellte Aufsicht auf den faseroptischen Auskoppelkopf 30 eines faseroptischen Konversionsmoduls 1 einer ersten Ausführungsform von schräg oben her gesehen zeigt.The following will be on 3 Reference is made, which shows a three-dimensional view of the fiber optic Auskoppelkopf 30 a fiber optic conversion module 1 a first embodiment seen from above obliquely.

Unter einer Schutzhülle aus Glas 31 ist der optische Konverter 3 sowie der Halter 29 für die Faser 4 mit darin angeordneter Faser 4 zu erkennen, welcher als längliche Hülse in einem monolithischen Körper 32 angeordnet ist, der sowohl die Faser 4 mit deren Halterung 29 als auch den optischen Konverter 3 trägt.Under a protective cover made of glass 31 is the optical converter 3 as well as the holder 29 for the fiber 4 with fiber disposed therein 4 to recognize which as an elongated sleeve in a monolithic body 32 is arranged, which is both the fiber 4 with its holder 29 as well as the optical converter 3 wearing.

Eine Lichtfalle 33 ist ebenfalls vom monolithischen Körper 32 gehalten und weist an deren in 3 zu erkennendem Ende ein stopfenförmiges Element 34 auf.A light trap 33 is also from the monolithic body 32 held and points to their in 3 for detecting end of a plug-shaped element 34 on.

Mittels einer im monolithischen Körper 32 angeordneten Hülse 35 kann die Faser 4 mechanisch sicher am Auskoppelkopf 30 gehalten werden.By means of a monolithic body 32 arranged sleeve 35 can the fiber 4 mechanically safe on the coupling head 30 being held.

Eine Passung ist in Form einer rechteckförmigen Ausnehmung 36 an der Unterseite des monolithischen Körpers 32 ausgebildet, welche zusammen mit Schrägen 37, 38 und 39 definierter Abmessung die korrekt positionierte Anbringung des Auskoppelkopfs 30 an weiteren, in den Figuren nicht dargestellten Baugruppen ermöglicht. Hierdurch kann mit hoher mechanischer Präzision die Position des Leuchtflecks 10 auch in den weiteren, nicht dargestellten Baugruppen genutzt werden und werden sowohl die Passung 36 als auch die Schrägen 37, 38 und 39 mit mechanischen Toleranzen von weniger als 50 μm, bevorzugt mit weniger als 10 μm gefertigt.A fit is in the form of a rectangular recess 36 at the bottom of the monolithic body 32 formed, which together with bevels 37 . 38 and 39 defined dimension the correctly positioned attachment of the coupling-out head 30 allows further, not shown in the figures assemblies. As a result, with high mechanical precision, the position of the light spot 10 be used in the other, not shown assemblies and are both the fit 36 as well as the slopes 37 . 38 and 39 manufactured with mechanical tolerances of less than 50 microns, preferably less than 10 microns.

Eine weitere, am monolithischen Körper 32 ausgebildete rechteckförmige Ausnehmung 40 ist 4 zu entnehmen, welche eine horizontal verlaufende, dreidimensionale Schnittdarstellung des in 3 gezeigten Auskoppelkopfes 30 zeigt, welche durch die Mitte des faseroptischen Auskoppelkopfes 30 und durch die Mitte der Faser 4 des faseroptischen Konversionsmoduls verläuft.Another, on the monolithic body 32 formed rectangular recess 40 is 4 which shows a horizontally extending, three-dimensional sectional representation of the in 3 shown Auskoppelkopfes 30 showing which through the center of the fiber optic decoupling head 30 and through the middle of the fiber 4 of the fiber optic conversion module runs.

Um der Einfachheit willen ist in 4 nur der Faserkern der Faser 4 gezeigt. Der Durchmesser des lichtleitenden Kerns der Faser kann bei dieser sowie allen weiteren hier beschriebenen Ausführungsformen generell etwa 3 μm bis 1500 μm, bevorzugt etwa 3,5 μm bis 1000 μm und am bevorzugtesten etwa 50 μm bis 150 μm betragen.For the sake of simplicity is in 4 only the fiber core of the fiber 4 shown. The diameter of the photoconductive core of the fiber in this and all other embodiments described herein may generally be about 3 μm to 1500 μm, preferably about 3.5 μm to 1000 μm, and most preferably about 50 μm to 150 μm.

Aus 4 ist zu erkennen, dass die Lichtfalle 33 eine im monolithischen Körper 32 gehaltene Hülse 41 umfasst, welche das Element 34 aufnimmt, wobei dieses stopfenförmig in die Hülse 41 eingebracht ist und an dieser Hülse durch eine mechanische Sitzpassung mit Presssitz, Kleben, Löten oder auch Einschrauben gehalten sein kann. Die Hülse 40 kann in deren Innerem geschwärzt, aufgeraut oder mit in den Figuren nicht dargestellten Lichtfallen versehen sein, welche sich in der Hülse mit einem Dreiecksprofil radial erstrecken können.Out 4 it can be seen that the light trap 33 one in the monolithic body 32 held sleeve 41 includes, which is the element 34 receives, with this plug-shaped in the sleeve 41 is introduced and can be held on this sleeve by a mechanical fit with press fit, gluing, soldering or screwing. The sleeve 40 may be blackened in its interior, roughened or provided with light traps, not shown in the figures, which may extend radially in the sleeve with a triangular profile.

Die Längs- oder Symmetrieachse der Hülse 40 ist auf den Leuchtfleck 10 des optischen Konverters 3 ausgerichtet und erstreckt sich unter einem Winkel, welcher dem Reflexionswinkel des aus der Faser 4 ausgetretenen und am optischen Konverter 3 reflektierten Anregungslichts entspricht. Hierdurch wird im Wesentlichen das gesamte, am optischen Konverter 3 reflektierte Anregungslicht von der Hülse 40 der Lichtfalle 33 aufgenommen.The longitudinal or symmetry axis of the sleeve 40 is on the spot of light 10 of the optical converter 3 aligned and extends at an angle which corresponds to the angle of reflection of the fiber 4 leaked and on the optical converter 3 reflected excitation light corresponds. As a result, essentially the entire, the optical converter 3 reflected excitation light from the sleeve 40 the light trap 33 added.

Bei den bevorzugten Ausführungsformen ist sowohl die Faser 4 in deren Halterung 29 als auch der optische Konverter 3 vor und nach der Justierung im monolithischen Körper 32 angeordnet, welcher bevorzugt durch ein pulvermetallurgisches Spritzgießverfahren, insbesondere durch ein Metal-Injection-Mould-Verfahren (MIM) hergestellt ist und folglich hohe mechanische Festigkeit zusammen mit guter Wärmeleitfähigkeit bereitstellen kann.In the preferred embodiments, both the fiber 4 in their holder 29 as well as the optical converter 3 before and after the adjustment in the monolithic body 32 which is preferably produced by a powder metallurgical injection molding method, in particular by a metal injection molding (MIM) method, and thus can provide high mechanical strength together with good thermal conductivity.

Durch die in 3 nur im Schnitt dargestellten Windungen 111, 112, 113 der Induktionsspule 114 kann der monolithische Körper 32 definiert erwärmt werden, sodass der Konverter-Kühlkörperverbund 110 eine Temperatur von höher als Ts2 und niedriger als Ts1 annimmt und sodass folglich dieser Verbund 110 durch die erweichte Lotverbindung 102 am monolithischen Körper 32 montierbar und auch nach der Montage bei einem Wiedererwärmen auf diese Temperatur relativ zum monolithischen Körper 32 justierbar ist.By the in 3 only turns shown in section 111 . 112 . 113 the induction coil 114 can the monolithic body 32 be defined, so that the converter heatsink composite 110 assumes a temperature higher than Ts2 and lower than Ts1, and consequently, this composite 110 through the softened solder connection 102 on the monolithic body 32 mountable and also after assembly when reheating to this temperature relative to the monolithic body 32 is adjustable.

Diese Art der Erwärmung ist nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt sondern kann bei jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen durchgeführt werden. Auch nur die Erwärmung des Konverter-Kühlkörperverbunds, beispielsweise der in 7 dargestellten Anordnung mit einem Kühlkörper 42 und einer Vielzahl optischer Konverter 3 ist hierdurch möglich.This type of heating is not limited to the embodiment described above but may be performed in any of the embodiments described herein. Also, only the heating of the converter-heat sink assembly, such as in 7 illustrated arrangement with a heat sink 42 and a variety of optical converters 3 This is possible.

Die erste Lotverbindung 101 zwischen dem optischen Konverter 3, und dem Kühlkörper 42 sowie die zweite Lotverbindung 102 zwischen dem Kühlkörper sowie dem monolithischen Körper 32 sorgen sowohl für mechanisch festen Halt als auch gute Wärmeleitfähigkeit, sodass die Temperatur des optischen Konverters 3 im Betrieb nicht höher als 170°C bis 190°C wird. Hierbei kann die abzugebende Wärme durch den monolithischen Körper 32 auch an die in den Figuren nicht dargestellten weiteren Baugruppen weiter geleitet werden.The first solder joint 101 between the optical converter 3 , and the heat sink 42 and the second solder joint 102 between the heat sink and the monolithic body 32 ensure both a mechanically strong hold and good thermal conductivity, so the temperature of the optical converter 3 does not exceed 170 ° C to 190 ° C during operation. Here, the heat to be dissipated through the monolithic body 32 also be forwarded to the other assemblies not shown in the figures.

Die Wärmeleitfähigkeit λ des monolithischen Körpers 32 ist zusammen mit dem Kühlkörper 42 größer als 200 W/(m·K) und ist bevorzugt größer als 350 W/(m·K).The thermal conductivity λ of the monolithic body 32 is together with the heat sink 42 greater than 200 W / (m · K) and is preferably greater than 350 W / (m · K).

Bei dieser in 4 dargestellten Ausführungsform ist der Konverter-Kühlkörperverbund mit der zweiten Lotverbindung 102 an einer ebenen Bodenfläche 115 des monolithischen Körpers 32 gehalten.At this in 4 illustrated embodiment, the converter-heat sink assembly with the second solder joint 102 on a flat floor surface 115 of the monolithic body 32 held.

In weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann jedoch auch eine der in 2 dargestellten Baugruppe 105 ähnliche Baugruppe 105' den Konverter-Kühlkörperverbund vorjustiert tragen und durch passgenaue Montage dieser Baugruppe 105' am monolithischen Körper 32 eine justierte Anordnung innerhalb des faseroptischen Auskoppelkopfes 30 bereitstellen. Hierzu muss lediglich die Baugruppe 105' in den monolithischen Körper 32 eingebracht werden, wie dies nachfolgend unter Bezugnahme auf die 5 und 6 detaillierter beschrieben wird.In further preferred embodiments, however, one of the in 2 shown assembly 105 similar assembly 105 ' carry the converter-heat sink assembly pre-adjusted and by accurately fitting this assembly 105 ' on the monolithic body 32 an adjusted arrangement within the fiber optic decoupling head 30 provide. All you need to do is to have the assembly 105 ' in the monolithic body 32 be introduced as described below with reference to the 5 and 6 will be described in more detail.

Ein besonderer Vorteil dieser Ausführungsformen liegt in der flexiblen Verwendung der Konverter-Kühlkörperverbund-Baugruppen 110. Beispielsweise können vorkonfektionierte faseroptische Auskoppelköpfe 30 in hoher Stückzahl kostengünstig gefertigt werden und diese mit selektierten vorgefertigten Konverter-Kühlkörperverbund-Baugruppen 110 bestückt werden.A particular advantage of these embodiments lies in the flexible use of the converter-heat sink assembly assemblies 110 , For example, prefabricated fiber optic Auskoppelköpfe 30 be manufactured cost-effectively in large quantities and this with selected prefabricated converter-heatsink assembly assemblies 110 be fitted.

Für verschiedene spektrale Toleranzfelder, beispielsweise für Kraftfahrzeugscheinwerfer verschiedener Hersteller mit eigenen Toleranzfeldern können spektral selektierte, dem jeweiligen Hersteller zugeordnete Konverter-Kühlkörperverbund-Baugruppen 110 dann jeweils am monolithischen Körper 32 angebracht werden um ein den Herstellervorgaben entsprechendes faseroptisches Konversionsmodul bereitzustellen. Auf diese Weise kann kundenspezifischen Anforderungen flexibel Rechnung getragen werden und müssen nur die jeweiligen Konverter-Kühlkörperverbund-Baugruppen 110 kundenspezifisch gefertigt und bevorratet werden.For different spectral tolerance fields, for example for motor vehicle headlights Different manufacturers with their own tolerance fields can spectrally selected, the respective manufacturer associated converter heatsink assembly assemblies 110 then each on the monolithic body 32 be attached to provide a manufacturer's specifications corresponding fiber optic conversion module. In this way, customer-specific requirements can be accommodated flexibly and need only the respective converter-heatsink assembly assemblies 110 custom made and stocked.

Nachfolgend wir auf 5 Bezug genommen, welche eine horizontal verlaufende, dreidimensionale Schnittdarstellung des in 3 gezeigten Auskoppelkopfes 30 einer zweiten Ausführungsform, welche durch die Mitte des faseroptischen Auskoppelkopfes 30 und durch die Mitte der Faser 4 des faseroptischen Konversionsmoduls 1 verläuft, zeigt.Below we go 5 Reference is made, which is a horizontally extending, three-dimensional sectional view of the in 3 shown Auskoppelkopfes 30 a second embodiment, which through the center of the fiber optic Auskoppelkopfes 30 and through the middle of the fiber 4 of the fiber optic conversion module 1 runs, shows.

Dies Ausführungsform unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen durch die Anordnung des Konverter-Kühlkörperverbunds 110 auf einem Träger 116, an welchem diese Anordnung mittels der zweiten Lotverbindung 102 gehalten ist und zusammen mit diesem Träger 116 die einzeln handhabbare Baugruppe 105' definiert, welche in eine zugeordnete passgenaue Ausnehmung 117 des monolithischen Körpers eingebracht werden kann, sodass für den optischen Konverter 3 bereits vorgenommene Justierungen unter Erhalt dieser Justierungen dann bereits zu einem endfertigen und korrekt justierten Auskoppelkopf 30 führen. Hierbei hat die Säulenform des Trägers 116 auch wärmeableitende Wirkung, da auch der Träger 116 mittels der zweiten Lotverbindung im monolithischen Körper 32 gehalten sein und an diesen die vom Kühlkörper 42 aufgenommene Wärme abgeben kann.This embodiment differs from that described above by the arrangement of the converter-heat sink assembly 110 on a carrier 116 to which this arrangement by means of the second solder connection 102 is held and together with this carrier 116 the individually manageable assembly 105 ' defined, which in an associated fitting recess 117 of the monolithic body can be introduced, so for the optical converter 3 Already made adjustments while preserving these adjustments then already to a final and correctly adjusted Auskoppelkopf 30 to lead. Here is the column shape of the carrier 116 also heat-dissipating effect, as well as the carrier 116 by means of the second solder connection in the monolithic body 32 be held on these and the heat sink 42 can dissipate absorbed heat.

Bei der in 6 dargestellten dritten Ausführungsform ist der Kühlkörper 42 selbst auch seitlich in der passgenauen Ausnehmung 117 aufgenommen und ersetzt funktional durch seine Form auch den Träger 116. In dieser Ausführungsform entspricht die Baugruppe 105' somit dem Konverter-Kühlkörperverbund 110 und ist dieser mit der zweiten Lotverbindung 102 gehalten am monolithischen Körper 32. Hierfür weist er eine von der in 2 dargestellten Ausführungsform abweichende Form auf, um seitlich sowie in seiner Einschubrichtung mittels der zweiten Lotverbindung 102 definiert und justiert am monolithischen Körper 32 gehalten zu sein, welches für die Serienfertigung hilfreich ist, da dann auf weitere Justierungen verzichtet werden kann, insbesondere wenn bereits die passgenaue Aufnahme in der Ausnehmung 117 die für eine endgültige Justierung benötigten Toleranzen bereitstellt.At the in 6 The third embodiment shown is the heat sink 42 even laterally in the precisely fitting recess 117 functionally replaced by its shape and the wearer 116 , In this embodiment, the assembly corresponds 105 ' thus the converter-heatsink composite 110 and is this with the second solder joint 102 held on monolithic body 32 , For this he has one of the in 2 embodiment shown deviating shape to laterally and in its insertion direction by means of the second solder joint 102 defined and adjusted at the monolithic body 32 to be kept, which is helpful for mass production, since then can be dispensed with further adjustments, especially if already the exact fit in the recess 117 provides the tolerances needed for a final adjustment.

Alternativ kann die Ausnehmung 117 größer als die seitlichen Abmessungen der Baugruppe 105' sein und einen Spalt 103 definieren, welcher mit dem zweiten Lot gefüllt ist. Dann kann die zweite Lotverbindung 102 es mit einem durch den Spalt 103 definierten Spiel gestatten, die Justierung der Lage der Baugruppe 105' vorzunehmen und somit die Lage des optischen Konverters 3 zu justieren. Hierzu kann ein in den Figuren nicht dargestellter Hexapod die Baugruppe 105' bzw. 110 tragen und korrekt justiert zu halten, zumindest bis die zweite Lotverbindung hergestellt ist.Alternatively, the recess 117 greater than the lateral dimensions of the assembly 105 ' his and a gap 103 define which is filled with the second Lot. Then the second solder joint 102 it with one through the gap 103 allow defined play, adjusting the position of the assembly 105 ' and thus the position of the optical converter 3 to adjust. For this purpose, a Hexapod not shown in the figures, the assembly 105 ' respectively. 110 Wear and keep adjusted correctly, at least until the second solder joint is made.

7 zeigt einen Konverter-Kühlkörperverbund 105', 110, bei welchem eine Vielzahl von optischen Konvertern 3 auf zumindest einem Kühlkörper 42 angebracht sind, sodass diese gemeinsam mit dem zumindest einen Kühlkörper 42 auf eine Temperatur oberhalb von Ts1 erwärmt werden können und hierbei die erste Lotverbindung 101 hergestellt werden kann. 7 shows a converter-heat sink assembly 105 ' . 110 in which a variety of optical converters 3 on at least one heat sink 42 are attached, so that together with the at least one heat sink 42 can be heated to a temperature above Ts1 and in this case the first solder joint 101 can be produced.

Zur Korrekten Positionierung des optischen Konverters 3 relativ zum Kühlkörper 42 können jeweils Vorsprünge 118, 119, 120, 121 vom Kühlkörper 42 hervorstehen, welche den optischen Konverter 3 passgenau seitlich umgreifen und hierdurch dessen lateral korrekt justierte Lage sicherstellen.For correct positioning of the optical converter 3 relative to the heat sink 42 can each projections 118 . 119 . 120 . 121 from the heat sink 42 protruding, which the optical converter 3 fit around the side of the housing precisely to ensure its laterally correctly adjusted position.

Nach Herstellen der ersten Lotverbindung 101 können dann jeweils Konverter-Kühlkörperverbunde 110, vorzugsweise entlang der mechanisch durch Furchen 122 bis 129 geschwächten Linien abgetrennt und hierdurch vereinzelt werden.After making the first solder joint 101 can then each converter-heatsink composites 110 , preferably along the mechanically through furrows 122 to 129 Weakened lines are separated and thereby separated.

Bei allen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird zunächst die erste Lotverbindung 101, vorzugsweise bei einer Temperatur von höher oder gleich Ts1, hergestellt und wird danach die zweite Lotverbindung 102 hergestellt.In all the embodiments described above, first the first solder connection 101 , preferably at a temperature higher than or equal to Ts1, and thereafter becomes the second solder joint 102 produced.

Danach, jedoch nicht zwingend im zeitlich unmittelbarer Folge, wird die zweite Lotverbindung 102 bei einer Temperatur hergestellt, welche höher ist als Ts2 und dauerhaft Ts1 nicht überschreitet, sodass zumindest während der Herstellung der zweiten Lotverbindung 102 die erste Lotverbindung 101 nicht derart geschwächt wird, dass die Anordnung des optischen Konverters 3 relativ zum Kühlkörper 42 merklich verändert wird.Thereafter, but not necessarily in chronological order, the second solder joint 102 produced at a temperature which is higher than Ts2 and permanently does not exceed Ts1, so that at least during the production of the second solder joint 102 the first solder joint 101 not so weakened that the arrangement of the optical converter 3 relative to the heat sink 42 is noticeably changed.

Soweit durch die Temperaturerhöhung, welche mit dem Herstellen der Lotverbindungen einhergeht, beispielsweise bei der ersten Ausführungsform Material der Faser 4 thermisch geschädigt werden kann, ist es möglich diese Faser 4 mit deren Halter 29 auch erst nach Herstellen der ersten und/oder zweiten Lotverbindung 101, 102 am monolithischen Körper 32 anzubringen.As far as the temperature increase, which is associated with the production of the solder joints, for example, in the first embodiment material of the fiber 4 thermally damaged, it is possible this fiber 4 with their holder 29 also only after producing the first and / or second solder connection 101 . 102 on the monolithic body 32 to install.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens kann beim Herstellen der jeweiligen Lotverbindung ein Erwärmen der Anordnung mit zumindest einem optischen Konverter 3 und zumindest einem Kühlkörper 42 durch Einbringen in einen Ofen mit einer Temperatur oberhalb von Ts1 oder Ts2 erfolgen, wobei die Mindestaufenthaltsdauer der Anordnung aus zumindest einem optischen Konverter und zumindest einem Kühlkörper im Ofen die Einstellung eines Temperaturgleichgewichts gestattet.In a preferred embodiment of the manufacturing method, heating of the arrangement with at least one optical converter can take place during production of the respective solder connection 3 and at least one heat sink 42 by introducing into an oven with a temperature above Ts1 or Ts2, wherein the minimum residence time of the arrangement of at least one optical converter and at least one heat sink in the oven allows the setting of a temperature equilibrium.

Derartige Öfen sind dem Fachmann wohlbekannt und folglich in den Figuren nicht dargestellt.Such ovens are well known to those skilled in the art and therefore not shown in the figures.

Alternativ oder zusätzlich zur vorstehend beschriebenen Ausführungsform kann ein Erwärmen der Anordnung mit zumindest einem optischen Konverter 3 und zumindest einem Kühlkörper 42 durch lokales Erwärmen, insbesondere durch einen mechanischen Wärmekontakt, beispielsweise durch Kontakt mit einem vorzugsweise thermisch gesteuerten Heizelement 114, Kontakt mit einem erwärmten Körper, beispielsweise einem erwärmten monolithischen Körper 32, welcher vorpositionierte Baugruppen trägt und beispielsweise selbst induktiv erwärmt ist, erfolgen.Alternatively or in addition to the embodiment described above, heating of the arrangement with at least one optical converter 3 and at least one heat sink 42 by local heating, in particular by a mechanical thermal contact, for example by contact with a preferably thermally controlled heating element 114 , Contact with a heated body, such as a heated monolithic body 32 , which carries prepositioned modules and, for example, is itself heated inductively done.

Auch die in 7 dargestellten Baugruppen können auf diese Weise erwärmt werden.Also in 7 shown assemblies can be heated in this way.

ein Erwärmen der Anordnung mit zumindest einem optischen Konverter und zumindest einem Kühlkörper durch lokales Erwärmen, insbesondere Erwärmen durch Strahlung, fokussierte thermische Strahlung, Laserstrahlung, insbesondere auch gepulste Laserstrahlung erfolgt.a heating of the arrangement with at least one optical converter and at least one heat sink by local heating, in particular heating by radiation, focused thermal radiation, laser radiation, in particular also pulsed laser radiation takes place.

Ein Erwärmen zur Herstellung der jeweiligen Lotverbindung 101, 102 der Anordnung mit zumindest einem optischen Konverter 3 und zumindest einem Kühlkörper 42 sowie vorzugsweise einer weiteren optischen Baugruppe 32 kann auch bei vermindertem Umgebungsdruck erfolgen und dabei insbesondere verminderter Umgebungsdruck herrschen, bis die jeweilige Lotverbindung 101, 102 hergestellt ist.A heating for the preparation of the respective solder joint 101 . 102 the arrangement with at least one optical converter 3 and at least one heat sink 42 and preferably a further optical assembly 32 can also be carried out at reduced ambient pressure and thereby prevail in particular reduced ambient pressure until the respective solder connection 101 . 102 is made.

Hierbei liegt der Schmelzpunkt Ts1 bei 250°C bis 450°C, bevorzugt bei 280°C bis 320°C sowie besonders bevorzugt bei etwa 300°C und liegt der Schmelzpunkt Ts2 bei 150°C bis 245°C, bevorzugt bei 180°C bis 230°C sowie besonders bevorzugt bei etwa 220°C.Here, the melting point Ts1 at 250 ° C to 450 ° C, preferably at 280 ° C to 320 ° C and more preferably at about 300 ° C and the melting point Ts2 at 150 ° C to 245 ° C, preferably at 180 ° C. to 230 ° C and more preferably at about 220 ° C.

Das erste Lot kann dabei ein Ag/Au-Lot und das zweite Lot ein Ag/Sn-Lot sein.The first solder may be an Ag / Au solder and the second solder an Ag / Sn solder.

Der Kühlkörper 42 kann Stahl-, Aluminium-, Kupfer- und/oder Bronze-Legierungen umfassen und insbesondere auch durch ein Metal-Injection-Mould-Verfahren (MIM) hergestellt sein.The heat sink 42 may comprise steel, aluminum, copper and / or bronze alloys and in particular also be produced by a metal injection molding (MIM) method.

Besonders vorteilhaft können die vorstehend beschriebenen faseroptischen Konversionsmodule in Kraftfahrzeugscheinwerfern eingesetzt werden oder Kraftfahrzeugscheinwerfer diese, auch als integrales Bauteil erfassen, da hiermit sowohl hervorragend justierte, in der Regel gegenüber mechanischen und thermischen Einflüssen dauerbetriebsfeste Einheiten bereitgestellt werden.Particularly advantageously, the above-described fiber optic conversion modules can be used in motor vehicle headlights or motor vehicle headlights to capture them, as an integral component, since hereby perfectly well adjusted, usually against mechanical and thermal influences permanently operational units are provided.

Claims (26)

Verfahren zur Herstellung eines Konverter-Kühlkörperverbunds (110) mit – einem optischen Konverter (3) zur zumindest teilweisen Umwandlung von Licht einer ersten Wellenlänge in Licht einer zweiten Wellenlänge, und – einem Kühlkörper (42), – bei welchem zumindest Teile der Oberfläche des optischen Konverters (3) unmittelbar mit einer metallhaltigen Beschichtung (104) beschichtet sind, – wobei die metallhaltige Beschichtung (104) die Wärme aus dem Konverter in den Kühlkörper ableiten kann, – der Kühlkörper (42) über eine metallische Lotverbindung (101) mit dem optischen Konverter (3) verbunden wird und – bei welchem der Kühlkörper (42) und/oder der optische Konverter (3) mit einer weiteren Lotverbindung (102) mit einer weiteren Baugruppe verbunden werden, bei welchem die zweite Lotverbindung (102) ein Lot umfasst, welches einen niedrigeren Schmelzpunkt Ts2 aufweist als der Schmelzpunkt Ts1 des Lots der ersten Lotverbindung (101).Method for producing a converter-heat sink assembly ( 110 ) with - an optical converter ( 3 ) for at least partially converting light of a first wavelength into light of a second wavelength, and - a heat sink ( 42 ), In which at least parts of the surface of the optical converter ( 3 ) directly with a metal-containing coating ( 104 ), the metal-containing coating ( 104 ) can dissipate the heat from the converter into the heat sink, - the heat sink ( 42 ) via a metallic solder connection ( 101 ) with the optical converter ( 3 ) and - in which the heat sink ( 42 ) and / or the optical converter ( 3 ) with another solder connection ( 102 ) are connected to a further assembly in which the second solder connection ( 102 ) comprises a solder which has a lower melting point Ts2 than the melting point Ts1 of the solder of the first solder joint ( 101 ). Verfahren zur Herstellung eines Konverter-Kühlkörperverbunds (110) nach Anspruch 1, bei welchem zunächst die erste Lotverbindung (101), vorzugsweise bei einer Temperatur von höher oder gleich Ts1, hergestellt wird und danach die zweite Lotverbindung (102) hergestellt wird.Method for producing a converter-heat sink assembly ( 110 ) according to claim 1, wherein first the first solder connection ( 101 ), preferably at a temperature higher than or equal to Ts1, and then the second solder joint ( 102 ) will be produced. Verfahren zur Herstellung eines Konverter-Kühlkörperverbunds (110) nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem, die zweite Lotverbindung (102) bei einer Temperatur hergestellt wird, welche höher ist als Ts2 und dauerhaft Ts1 nicht überschreitet, sodass zumindest während der Herstellung der zweiten Lotverbindung (102) die erste Lotverbindung (101) nicht derart geschwächt wird, dass die Anordnung des optischen Konverters (3) relativ zum Kühlkörper (42) merklich verändert wird.Method for producing a converter-heat sink assembly ( 110 ) according to claim 1 or 2, wherein the second solder joint ( 102 ) is produced at a temperature which is higher than Ts2 and permanently does not exceed Ts1, so that at least during the production of the second solder joint ( 102 ) the first solder connection ( 101 ) is not so weakened that the arrangement of the optical converter ( 3 ) relative to the heat sink ( 42 ) is noticeably changed. Verfahren zur Herstellung eines Konverter-Kühlkörperverbunds (110) nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei welchem zur Herstellung der jeweiligen Lotverbindung (101, 102) ein Erwärmen der Anordnung mit zumindest einem optischen Konverter (3) und zumindest einem Kühlkörper (42) durch Einbringen in einen Ofen mit einer Temperatur oberhalb von Ts1 oder Ts2 erfolgt, wobei die Mindestaufenthaltsdauer der Anordnung aus zumindest einem optischen Konverter (3) und zumindest einem Kühlkörper (42) im Ofen die Einstellung eines Temperaturgleichgewichts gestattet.Method for producing a converter-heat sink assembly ( 110 ) according to claim 1, 2 or 3, wherein for the production of the respective solder connection ( 101 . 102 ) heating the arrangement with at least one optical converter ( 3 ) and at least one heat sink ( 42 ) by placing in an oven with a temperature above Ts1 or Ts2, wherein the minimum residence time of the arrangement of at least one optical converter ( 3 ) and at least one heat sink ( 42 ) in the oven allows the setting of a temperature equilibrium. Verfahren zur Herstellung eines Konverter-Kühlkörperverbunds (110) nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei welchem zur Herstellung der jeweiligen Lotverbindung (101, 102) ein Erwärmen der Anordnung mit zumindest einem optischen Konverter (3) und zumindest einem Kühlkörper (42) durch lokales Erwärmen, insbesondere durch einen mechanischen Wärmekontakt, beispielsweise durch Kontakt mit einem vorzugsweise thermisch gesteuerten Heizelement, Kontakt mit einem erwärmten Körper, beispielsweise einem erwärmten monolithischen Körper (32), welcher vorpositionierte Baugruppen trägt und beispielsweise selbst induktiv erwärmt ist, erfolgt.Method for producing a converter-heat sink assembly ( 110 ) according to claim 1, 2 or 3, wherein for the production of the respective solder connection ( 101 . 102 ) heating the arrangement with at least one optical converter ( 3 ) and at least one heat sink ( 42 ) by local heating, in particular by a mechanical thermal contact, for example by contact with a preferably thermally controlled heating element, contact with a heated body, for example a heated monolithic body ( 32 ), which carries prepositioned modules and, for example, itself is inductively heated takes place. Verfahren zur Herstellung eines Konverter-Kühlkörperverbunds (110) nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei welchem zur Herstellung der jeweiligen Lotverbindung (101, 102) ein Erwärmen der Anordnung mit zumindest einem optischen Konverter (3) und zumindest einem Kühlkörper (42) durch lokales Erwärmen, insbesondere Erwärmen durch Strahlung, fokussierte thermische Strahlung, Laserstrahlung, insbesondere auch gepulste Laserstrahlung erfolgt.Method for producing a converter-heat sink assembly ( 110 ) according to claim 1, 2 or 3, wherein for the production of the respective solder connection ( 101 . 102 ) heating the arrangement with at least one optical converter ( 3 ) and at least one heat sink ( 42 ) by local heating, in particular heating by radiation, focused thermal radiation, laser radiation, in particular also pulsed laser radiation takes place. Verfahren zur Herstellung eines Konverter-Kühlkörperverbunds (110) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welchem zur Herstellung der jeweiligen Lotverbindung (101, 102) ein Erwärmen der Anordnung mit zumindest einem optischen Konverter (3) und zumindest einem Kühlkörper (42) sowie vorzugsweise einer weiteren optischen Baugruppe bei vermindertem Umgebungsdruck erfolgt und insbesondere verminderter Umgebungsdruck herrscht, bis die jeweilige Lotverbindung (101, 102) hergestellt ist.Method for producing a converter-heat sink assembly ( 110 ) according to one of claims 1 to 6, in which for the production of the respective soldered connection ( 101 . 102 ) heating the arrangement with at least one optical converter ( 3 ) and at least one heat sink ( 42 ) and preferably a further optical assembly takes place at reduced ambient pressure and in particular a reduced ambient pressure prevails until the respective soldered connection ( 101 . 102 ) is made. Verfahren zur Herstellung eines Konverter-Kühlkörperverbunds (110) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welchem der Schmelzpunkt Ts1 bei 250°C bis 450°C, bevorzugt bei 280°C bis 320°C sowie besonders bevorzugt bei etwa 300°C liegt.Method for producing a converter-heat sink assembly ( 110 ) according to any one of claims 1 to 7, wherein the melting point Ts1 at 250 ° C to 450 ° C, preferably at 280 ° C to 320 ° C and more preferably at about 300 ° C. Verfahren zur Herstellung eines Konverter-Kühlkörperverbunds (110) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welchem der Schmelzpunkt Ts2 bei 150°C bis 245°C, bevorzugt bei 180°C bis 230°C sowie besonders bevorzugt bei etwa 220°C liegt.Method for producing a converter-heat sink assembly ( 110 ) according to one of claims 1 to 8, wherein the melting point Ts2 at 150 ° C to 245 ° C, preferably at 180 ° C to 230 ° C and particularly preferably at about 220 ° C. Verfahren zur Herstellung eines Konverter-Kühlkörperverbunds (110) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welchem eine Vielzahl von optischen Konvertern (3) auf zumindest einem Kühlkörper (42) angebracht und vorzugsweise gemeinsam erwärmt werden.Method for producing a converter-heat sink assembly ( 110 ) according to any one of claims 1 to 9, wherein a plurality of optical converters ( 3 ) on at least one heat sink ( 42 ) and preferably heated together. Verfahren zur Herstellung eines Konverter-Kühlkörperverbunds (110) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei welchem der optische Konverter (3) jeweils von am Kühlkörper (42) angebrachten Halterungen im Wesentlichen korrekt positioniert aufgenommen wird.Method for producing a converter-heat sink assembly ( 110 ) according to one of claims 1 to 10, in which the optical converter ( 3 ) each of the heat sink ( 42 ) mounted brackets is substantially correctly positioned. Verfahren zur Herstellung eines Konverter-Kühlkörperverbunds (110) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei welchem von dem zumindest einen Kühlkörper (42) wenigstens ein Teil abgetrennt wird, welches zumindest einen optischen Konverter (3) trägt und einen Konverter-Kühlkörperverbund (110) mit diesem bildet.Method for producing a converter-heat sink assembly ( 110 ) according to one of claims 1 to 11, in which at least one heat sink ( 42 ) at least one part is separated, which at least one optical converter ( 3 ) and a converter-heat sink assembly ( 110 ) with this forms. Verfahren zur Herstellung eines Konverter-Kühlkörperverbunds (110) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei welchem die Abtrennung entlang einer vordefinierten und mechanisch geschwächten Linie vorgenommen wird.Method for producing a converter-heat sink assembly ( 110 ) according to one of claims 1 to 12, wherein the separation is made along a predefined and mechanically weakened line. Verfahren zur Herstellung einer optischen Baugruppe, insbesondere eines Auskoppelkopfes (30) eines faseroptischen Konversionsmoduls (1), bei welchem ein nach einem der vorstehenden Ansprüche hergestellter Konverter-Kühlkörperverbund (110) an einem Auskoppelkopf (30) eines faseroptischen Konversionsmoduls (1) befestig wird.Method for producing an optical assembly, in particular a decoupling head ( 30 ) of a fiber optic conversion module ( 1 ), in which a converter-heat-sink assembly produced according to one of the preceding claims (US Pat. 110 ) on a coupling head ( 30 ) of a fiber optic conversion module ( 1 ) is fastened. Verfahren zur Herstellung einer optischen Baugruppe, insbesondere eines Auskoppelkopfes (30) eines faseroptischen Konversionsmoduls (1), nach Anspruch 14, bei welchem zumindest ein Anteil der Vielzahl von optischen Konvertern (3) zusammen mit weiteren Baugruppen auf eine Temperatur niedriger als Ts1 jedoch höher als Ts2 gebracht werden, und vorzugsweise die Lage des Verbundes aus optischem Konverter (3) und Kühlkörper (42) relativ zu weiteren Baugruppen, insbesondere relativ zu Baugruppen eines Auskoppelkopfes (30) eines faseroptischen Konversionsmoduls (1) geprüft wird.Method for producing an optical assembly, in particular a decoupling head ( 30 ) of a fiber optic conversion module ( 1 ) according to claim 14, wherein at least a portion of the plurality of optical converters ( 3 ) are brought together with other assemblies to a temperature lower than Ts1 but higher than Ts2, and preferably the position of the composite of optical converter ( 3 ) and heat sink ( 42 ) relative to further assemblies, in particular relative to assemblies of a coupling head ( 30 ) of a fiber optic conversion module ( 1 ) is checked. Konverter-Kühlkörperverbund (110) umfassend – einen optischen Konverter (3) zur zumindest teilweisen Umwandlung von Licht einer ersten Wellenlänge in Licht einer zweiten Wellenlänge, – eine metallhaltige, reflektierende Beschichtung (104), – sowie einen Kühlkörper (42), – wobei zumindest Teile der Oberfläche des optischen Konverters (3) unmittelbar mit der metallhaltigen Beschichtung (104) beschichtet sind, – die metallhaltige Beschichtung (104) die Wärme aus dem Konverter (3) in den Kühlkörper (42) ableiten kann, – der Kühlkörper (42) über eine metallische Lotverbindung (101) mit dem optischen Konverter (3) verbunden ist und – der Kühlkörper (42) und/oder der optischen Konverter (3) mit einer weiteren Lotverbindung (102) mit einer weiteren Baugruppe verbunden ist, und bei welchem die zweite Lotverbindung (102) ein Lot umfasst, welches einen niedrigeren Schmelzpunkt Ts2 aufweist als der Schmelzpunkt Ts1 des Lots der ersten Lotverbindung (101).Converter heatsink assembly ( 110 ) - an optical converter ( 3 ) for the at least partial conversion of light of a first wavelength into light of a second wavelength, - a metal-containing, reflective coating ( 104 ), - and a heat sink ( 42 ), Wherein at least parts of the surface of the optical converter ( 3 ) directly with the metal-containing coating ( 104 ), - the metal-containing coating ( 104 ) the heat from the converter ( 3 ) in the heat sink ( 42 ), - the heat sink ( 42 ) via a metallic solder connection ( 101 ) with the optical converter ( 3 ) and - the heat sink ( 42 ) and / or the optical converter ( 3 ) with another solder connection ( 102 ) is connected to a further module, and in which the second solder connection ( 102 ) comprises a solder which has a lower melting point Ts2 than the melting point Ts1 of the solder of the first solder joint ( 101 ). Konverter-Kühlkörperverbund (110) nach Anspruch 16, bei welchem der Schmelzpunkt Ts1 bei 250°C bis 450°C, bevorzugt bei 280°C bis 320°C sowie besonders bevorzugt bei etwa 300°C liegt.Converter heatsink assembly ( 110 ) according to claim 16, wherein the melting point Ts1 at 250 ° C to 450 ° C, preferably at 280 ° C to 320 ° C and particularly preferably at about 300 ° C. Konverter-Kühlkörperverbund (110) nach Anspruch 16 oder 17, bei welchem der Schmelzpunkt Ts2 bei 150°C bis 245°C, bevorzugt bei 180°C bis 230°C sowie besonders bevorzugt bei etwa 220°C liegt.Converter heatsink assembly ( 110 ) according to claim 16 or 17, wherein the melting point Ts2 at 150 ° C to 245 ° C, preferably at 180 ° C to 230 ° C and more preferably at about 220 ° C. Konverter-Kühlkörperverbund (110) nach einem der Ansprüche von 16 bis 18, bei welchem das erste Lot ein Ag/Au-Lot ist.Converter heatsink assembly ( 110 ) according to any one of claims 16 to 18, wherein the first solder is an Ag / Au solder. Konverter-Kühlkörperverbund (110) nach einem der Ansprüche von 16 bis 19, bei welchem das zweite Lot ein Ag/Sn-Lot ist.Converter heatsink assembly ( 110 ) according to any one of claims 16 to 19, wherein the second solder is an Ag / Sn solder. Konverter-Kühlkörperverbund (110) nach einem der Ansprüche von 16 bis 20, bei welchem eine Vielzahl von optischen Konvertern (3) auf einen Kühlkörper (42) aufgelötet sind, welcher zur Vereinzelung mechanisch geschwächte Bereiche aufweist.Converter heatsink assembly ( 110 ) according to any one of claims 16 to 20, wherein a plurality of optical converters ( 3 ) on a heat sink ( 42 ) are soldered, which has mechanically weakened areas for separating. Konverter-Kühlkörperverbund (110) nach einem der Ansprüche von 16 bis 21, bei welchem der Kühlkörper (42) Stahl-, Aluminium-, Kupfer- und/oder Bronze-Legierungen umfasst.Converter heatsink assembly ( 110 ) according to one of claims 16 to 21, in which the heat sink ( 42 ) Comprises steel, aluminum, copper and / or bronze alloys. Konverter-Kühlkörperverbund (110) nach einem der Ansprüche von 16 bis 22, bei welchem die weitere Baugruppe ein Auskoppelkopf (30) eines faseroptischen Konversionsmoduls (1) ist.Converter heatsink assembly ( 110 ) according to one of claims 16 to 22, in which the further module is a coupling head ( 30 ) of a fiber optic conversion module ( 1 ). Auskoppelkopf (30) eines faseroptischen Konversionsmoduls (1), umfassend einen Konverter-Kühlkörperverbund (110) nach einem der Ansprüche von 16 bis 23.Coupling head ( 30 ) of a fiber optic conversion module ( 1 ) comprising a converter-heat sink assembly ( 110 ) according to any one of claims 16 to 23. Faseroptisches Konversionsmodul (1) umfassend einen Auskoppelkopf (30) nach Anspruch 24.Fiber optic conversion module ( 1 ) comprising a decoupling head ( 30 ) according to claim 24. Scheinwerfer eines Fahrzeugs, insbesondere Land-, Wasser oder Luftfahrzeug, umfassend ein faseroptisches Konversionsmodul (1) nach Anspruch 25.Headlight of a vehicle, in particular land, water or aircraft, comprising a fiber-optic conversion module ( 1 ) according to claim 25.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102017216079A1 (en) * 2017-09-12 2019-03-14 Osram Gmbh CONVERSION ELEMENT IN COOLING BODY
DE102020117119A1 (en) 2019-07-04 2021-03-18 Schott Ag Optical converter wheel
DE102019121508A1 (en) * 2019-08-09 2021-02-11 Schott Ag Base body for a light conversion or lighting device

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008012316A1 (en) * 2007-09-28 2009-04-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Semiconductor light source with a primary radiation source and a luminescence conversion element
WO2015022151A1 (en) * 2013-08-12 2015-02-19 Schott Ag Converter-heat sink composite with metallic solder connection
DE102014100723A1 (en) * 2014-01-23 2015-07-23 Hella Kgaa Hueck & Co. Lighting device for vehicles

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009115976A1 (en) 2008-03-20 2009-09-24 Koninklijke Philips Electronics N.V. Illumination system comprising a luminescent element with a heat sink
US8833975B2 (en) 2010-09-07 2014-09-16 Sharp Kabushiki Kaisha Light-emitting device, illuminating device, vehicle headlamp, and method for producing light-emitting device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008012316A1 (en) * 2007-09-28 2009-04-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh Semiconductor light source with a primary radiation source and a luminescence conversion element
WO2015022151A1 (en) * 2013-08-12 2015-02-19 Schott Ag Converter-heat sink composite with metallic solder connection
DE102014100723A1 (en) * 2014-01-23 2015-07-23 Hella Kgaa Hueck & Co. Lighting device for vehicles

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