WO2018024640A1 - Lichtmodul mit wenigstens einer halbleiterlichtquelle und mit wenigstens einem optikkörper - Google Patents

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WO2018024640A1
WO2018024640A1 PCT/EP2017/069218 EP2017069218W WO2018024640A1 WO 2018024640 A1 WO2018024640 A1 WO 2018024640A1 EP 2017069218 W EP2017069218 W EP 2017069218W WO 2018024640 A1 WO2018024640 A1 WO 2018024640A1
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semiconductor light
light source
optical body
coupling
coating
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PCT/EP2017/069218
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Günther Fischer
Markus Fleger
Tilman Maucher
Heinrich Schäfer
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HELLA GmbH & Co. KGaA
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    • H01L33/54—Encapsulations having a particular shape

Definitions

  • Light module with at least one semiconductor light source and with at least one optical body
  • the invention relates to a light module having at least one semiconductor light source and having at least one optical body, which is arranged in front of a light emitting surface of the semiconductor light source, wherein the optical body has a coupling surface, which is arranged at least indirectly on the light emitting surface.
  • DE 10 2012 008 639 A1 describes a method for producing a light module with a plurality of semiconductor light sources, which are arranged on a common printed circuit board.
  • the semiconductor light sources have light-emitting surfaces on which optical bodies are applied.
  • the optic bodies are made in an open mold by pouring them from the mold. In this case, the optic bodies are brought into contact with the printed circuit board, so that an immediate adhesion of the optic bodies with the light-emitting surfaces of the semiconductor light sources takes place.
  • an adhesion promoter is used, so that a cohesive connection can take place.
  • optical body which have respective Einkoppelfinger.
  • the optical body with the coupling fingers are formed of a silicone, so that the resilient coupling surfaces can be adapted to the light-emitting surfaces of the semiconductor light sources.
  • Such optical bodies are generally arranged by mechanical holding means in front of the semiconductor light sources, so that no cohesive connection between the coupling surfaces and the light-emitting surface is present. In the production of such light modules tolerances play a major role, which are often very difficult to comply and thereby high process costs.
  • silicone optical bodies are subject to stronger thermal expansions, so that additional measures have to be taken to compensate for the greater extent of silicone optical bodies in comparison with, for example, a printed circuit board with semiconductor light sources. If adhesive systems are used, for example with adhesion promoters, additional necessary process steps are formed, whereby in the case of purely mechanical contacting of the coupling surfaces with the light-emitting surfaces migration of foreign substances into the gap and thus into light-relevant areas can take place.
  • Optic bodies with a large number of individual coupling fingers can only be produced to a limited extent by injection molding if they are to be injection-molded to a certain extent onto the semiconductor light sources.
  • the simple spraying of such optics body is not readily possible because under several trained in an array Einkoppelfingern undercuts are available that can not be produced by injection molding.
  • an optical body having a plurality of coupling fingers arranged in an array can be produced individually by injection molding, wherein the coupling surfaces then have to be brought into contact with the semiconductor light sources at the end on the coupling fingers.
  • the object of the invention is the development of a light module that can be produced in a simplified manner. In particular, tight tolerances are to be able to be maintained, which are required between the semiconductor light sources and the optical body. Another object of the invention is to avoid migration of foreign substances into at least one of the joining surfaces. Furthermore, light losses due to coupling and tolerances should be avoided, and color change effects through air gaps, for example between the light-emitting surface and the coupling surfaces of the optic bodies, should also be avoided. This object is achieved starting from a light module according to the preamble of claim 1 and starting from a method according to the preamble of claim 8 with the respective characterizing features. Advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims.
  • the invention includes the technical teaching that the coupling-in surface is adhesively bonded to an adjacent surface on or in front of the semiconductor light source by means of a bonding process.
  • the core of the invention is the cohesive connection of the coupling surface with at least one adjacent surface on or in front of the semiconductor light source, without the use of welding or soldering and without the use of an adhesive.
  • a bonding process is based on a previous surface functionalization, in which chemically reactive groups are generated on the surface, which react with each other under the influence of temperature and pressure. As a result of this reaction, permanently solid bonds are formed between the surfaces to be joined, with an effect on the joining partners not essentially taking place.
  • a bond connection forms an optically interference-free connection between two materials, wherein the surface functionalization may in particular comprise a plasma activation or a so-called corona treatment.
  • the adjacent surface is formed by the light-emitting surface of the semiconductor light source itself. It is also possible for a coating to be cast on / around the semiconductor light source or for a primary optic to be arranged on the semiconductor light source, the adjoining surface being formed on the coating or on the primary optics.
  • the connection between the coating and the light-emitting surface and / or the primary optics and the light-emitting surface can be designed in any desired way, in particular the coating and / or the primary optics can be cast on the semiconductor source and thus on the light-emitting surface, for example by injection molding or in unpressurized mold casting.
  • the coating can be applied continuously to a printed circuit board, so that the coating Layering a plurality of, for example, arranged in an array semiconductor light sources and their light-emitting surfaces covered.
  • the optical body is formed of a silicone material or of a glass material. Both materials, silicone and glass, are bondable.
  • the infused coating and / or the primary optics may or may be formed of a silicone material.
  • the bonding can be done for example between silicone and silicone or between silicone and glass.
  • the optical body has, for example, one or more coupling fingers, wherein the coupling surface is formed at the free end of the coupling finger. If a plurality of semiconductor light sources are arranged, for example, in an array in front of and next to one another, the optical body can have a plurality of coupling fingers, which are adapted to the arrangement of the semiconductor light sources.
  • the Einkoppelfinger are opposite to the coupling surface end connected to each other, for example, by a extending over a plurality of semiconductor light sources planar connecting body, on which the Einkoppelfinger are formed extending away from the plane of the flat connecting body away.
  • a plurality of semiconductor light sources are provided, then they can be mounted on a common printed circuit board, wherein the optical body is thus integrally formed with the plurality of coupling fingers.
  • the optical body On the decoupling side of the optical body can be the continuous planar configuration of the optical body, which runs approximately parallel to the circuit board. Between the circuit board and the continuous course of the optical body extend the Einkoppelfinger, the end face with their coupling surfaces on the respective light-emitting surfaces of the semiconductor light source.
  • the invention is furthermore directed to a method for producing a light module with at least one semiconductor light source and with at least one optical body, which is arranged in front of a light emitting surface of the semiconductor light source, wherein the optical body has a coupling surface, which is arranged on the light emitting surface.
  • the method comprises at least the following steps: providing the semiconductor light source, providing the optics body, activating at least one surface of the optic body and / or on the semiconductor light source and integrally bonding the optic body to an adjacent surface at or in front of the semiconductor light source by means of a bonding process.
  • a coating or a primary optic can be applied beforehand to the semiconductor light source, the optic body being adhesively bonded to a surface of the coating or to the primary optics by means of a bonding method. Consequently, the bond need not take place directly between the optical body and the light-emitting surface of the semiconductor light source, since it is advantageously also possible to first apply a coating or a primary optic to the semiconductor light source.
  • the adjacent surface is thus formed with the surface of the coating or the primary optics, which adjacent surface is finally bonded to the coupling surface of the optical body in the bonding process.
  • the coupling surface and / or the adjoining surface is activated by means of an activation method before the cohesive connection of the optical body with an adjacent surface.
  • the activation method may include, for example, an oxygen plasma treatment method or a corona treatment.
  • the surface to be activated is finally functionalized accordingly.
  • FIGS. 1 shows an exemplary embodiment of a light module with, by way of example, a semiconductor light source in an arrangement on a printed circuit board, wherein a coupling surface of the optical body is applied directly on the light-emitting surface of the semiconductor light source in a material-bonding manner,
  • FIG. 2 shows the light module according to FIG. 1 in a modified form, in which a coating is applied to the printed circuit board and on the light-emitting surface of the semiconductor light source, and
  • FIG. 3 shows the light module according to FIG. 1 in a modified embodiment, in which a primary optic is applied to the light-emitting surface of the semiconductor light source.
  • Figures 1, 2 and 3 show embodiments of a light module 1, each having the features of the invention.
  • the light module 1 is shown in fragmentary fashion, and the illustrated components can be formed in an array several times next to each other and arranged in front of one another.
  • the light module 1 has a semiconductor light source 10 which is arranged on a printed circuit board 18.
  • the printed circuit board 18 is shown only in sections, and adjacent to the illustrated semiconductor light source 10 further semiconductor light sources 10 may be arranged on the same or separate circuit boards.
  • further coupling fingers 17 may be present parallel to the illustrated coupling finger 17, which are mounted on further semiconductor light sources 10.
  • At the end of the coupling fingers 17 are coupling surfaces 13, can be coupled into the light, which is emitted via the light emitting surface 12 of the semiconductor light source 10 when the semiconductor light source 10 is operated.
  • a centering 20 for centering the coupling fingers 17 over the light emitting surfaces 12 of the semiconductor light source 10. If several Einkoppelfinger 17 are provided, the centering can be done via a central centering. However, it can also be provided for each Einkoppelfinger 17 a centering centering the Einkoppelfinger 17 on the light emitting surface 12 of the respective associated semiconductor light source 10.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of the light module 1 with a semiconductor light source 10 having a light-emitting surface 12.
  • the light-emitting surface 12 forms an adjoining surface 14 which is adhesively bonded to the coupling surface 13 of the coupling finger 17 of the optical body 1 1 in the bonding process.
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of the light module 1, wherein a coating 16 is applied over the printed circuit board 18 and above the semiconductor light source 10 and consequently also over the light-emitting surface 12.
  • the coating 16 comprises, for example, a silicone material.
  • the adjoining surface 15 is formed by the surface of the coating 1 6, so that the coupling surface 13 is not bonded directly to the light emitting surface 12 by bonding, but the surface of the coating 1 6 forms the adjacent surface 15 for connecting the optical body 1 first in the bonding process.
  • Figure 3 describes an embodiment of the light module 1 with a semiconductor light source 10, in which on the light emitting surface 12, a primary optics 19 is attached, for example, consisting of silicone.
  • the adjacent surface 15 becomes formed by the surface of the primary optics 19, with which the coupling surface 13 of the optical body 1 1 is connected.
  • At least one of the bonding-bonded surfaces in particular the light-emitting surface 12, the adjoining surface 14 formed by the light-emitting surface 12 or the adjacent surface 15 formed by the surface of the coating 16 and / or the primary optics 19, with a Activation method functionalized prior to performing the bonding process.
  • the functionalization of the surface creates the possibility of bonding the surfaces together at the required temperature and pressure.

Abstract

Lichtmodul (1) mit wenigstens einer Halbleiterlichtquelle (10) und mit wenigstens einem Optikkörper (11) und Verfahren zur Herstellung eines Lichtmoduls (1), der vor einer lichtemittierenden Oberfläche (12) der Halbleiterlichtquelle (10) angeordnet ist, wobei der Optikkörper (11) eine Einkoppelfläche (13) aufweist, die an der lichtemittierenden Oberfläche (12) wenigstens mittelbar angeordnet ist. Erfindungsgemäß ist die Einkoppelfläche (13) an eine angrenzende Oberfläche (14, 15) an oder vor der Halbleiterlichtquelle (10) mittels eines Bondprozesses stoffschlüssig angebunden.

Description

Lichtmodul mit wenigstens einer Halbleiterlichtquelle und mit wenigstens einem Optikkörper
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Lichtmodul mit wenigstens einer Halbleiterlichtquelle und mit wenigstens einem Optikkörper, der vor einer lichtemittierenden Oberfläche der Halbleiterlichtquelle angeordnet ist, wobei der Optikkörper eine Einkoppelfläche aufweist, die an der lichtemittierenden Oberfläche wenigstens mittelbar angeordnet ist.
STAND DER TECHNIK
Die DE 10 2012 008 639 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines Lichtmoduls mit mehreren Halbleiterlichtquellen, die auf einer gemeinsamen Leiterplatte angeordnet sind. Die Halbleiterlichtquellen weisen lichtemittierende Oberflächen auf, auf denen Optikkörper aufgebracht sind. Die Optikkörper werden in einer offenen Gießform hergestellt, indem diese von der Gießform abgegossen werden. Dabei werden die Optikkörper mit der Leiterplatte in Kontakt gebracht, sodass eine unmittelbare An- haftung der Optikkörper mit den lichtemittierenden Oberflächen der Halbleiterlichtquellen stattfindet. Zur Verbindung des Substrates mit dem Silikon dient dabei ein Haftvermittler, sodass eine stoffschlüssige Verbindung stattfinden kann.
Aus der EP 2 518 397 A2 sind Optikkörper bekannt, die jeweilige Einkoppelfinger aufweisen. Endseitig an den Einkoppelfingern befinden sich Einkoppelflächen, die mit den lichtemittierenden Oberflächen der Halbleiterelemente in Kontakt gebracht werden. Die Optikkörper mit den Einkoppelfingern sind aus einem Silikon ausgebildet, sodass sich die nachgiebigen Einkoppelflächen an die lichtemittierenden Oberflächen der Halbleiterlichtquellen angleichen können. Derartige Optikkörper werden im Allgemeinen durch mechanische Haltemittel vor den Halbleiterlichtquellen angeordnet, sodass keine stoffschlüssige Verbindung zwischen den Einkoppelflächen und der lichtemittierenden Oberfläche vorliegt. Bei der Fertigung derartiger Lichtmodule spielen Toleranzen eine große Rolle, welche häufig sehr schwer einzuhalten sind und wodurch hohe Prozesskosten entstehen. Weiterhin sind Optikkörper aus Silikon stärkeren Wärmeausdehnungen unterlegen, sodass zusätzliche Maßnahmen getroffen werden müssen, um die stärkere Ausdehnung von Optikkörpern aus Silikon im Vergleich beispielsweise einer Leiterplatte mit Halbleiterlichtquellen auszugleichen. Werden Klebesysteme verwendet, beispielsweise mit Haftvermittlern, entstehen zusätzlich notwendige Prozessschritte, wobei bei rein mechanischen Kontaktierungen der Einkoppelflächen mit den lichtemittierenden Oberflächen eine Migration von Fremdsubstanzen in den Spalt und damit in lichtrelevante Bereiche stattfinden kann.
Optikkörper mit einer Vielzahl von einzelnen Einkoppelfingern sind im Spritzgussverfahren nur bedingt herstellbar, wenn diese gewissermaßen auf die Halbleiterlichtquellen im Spritzguss aufgespritzt werden sollen. Das einfache Anspritzen solcher Optikkörper ist nicht ohne weiteres möglich, da bei mehreren in einem Array ausgebildeten Einkoppelfingern Hinterschneidungen vorhanden sind, die im Spritzguss nicht herstellbar sind. Allenfalls kann ein Optikkörper mit mehreren in einem Array angeordneten Einkoppelfingern im Spritzguss einzeln hergestellt werden, wobei die anschließend die Einkoppelflächen endseitig an Einkoppelfinger mit den Halbleiterlichtquellen in Verbindung gebracht werden müssen.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines Lichtmoduls, das vereinfacht hergestellt werden kann. Insbesondere sollen enge Toleranzen eingehalten werden können, die zwischen den Halbleiterlichtquellen und dem Optikkörper gefordert sind. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Vermeidung von Migration von Fremdsubstanzen in wenigstens eine der Fügeflächen. Ferner sollen Lichtverluste durch das Einkoppeln und durch Toleranzen vermieden werden, auch Farbänderungseffekte durch Luftspalte, beispielsweise zwischen der lichtemittierenden Oberfläche und den Einkoppelflächen der Optikkörper, sollen vermieden werden. Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Lichtmodul gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ausgehend von einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8 mit den jeweils kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Einkoppelfläche an eine angrenzende Oberfläche an oder vor der Halbleiterlichtquelle mittels eines Bondprozesses stoffschlüssig angebunden ist.
Kern der Erfindung ist die stoffschlüssige Verbindung der Einkoppelfläche mit wenigstens einer angrenzenden Oberfläche an oder vor der Halbleiterlichtquelle, ohne dass ein Verschweißen oder Verlöten Anwendung findet und ohne dass ein Klebstoff Verwendung findet. Ein Bondprozess basiert auf einer vorangegangenen Oberflächen- funktionalisierung, in dem chemisch reaktive Gruppen an der Oberfläche erzeugt werden, die unter Einfluss von Temperatur und Druck miteinander reagieren. Durch diese Reaktion entstehen zwischen den zu fügenden Oberflächen dauerhaft feste Verbindungen, wobei eine Beeinflussung der Fügepartner im Wesentlichen nicht stattfindet. Eine Bondverbindung bildet dabei insbesondere eine optisch störungsfreie Verbindung zwischen zwei Materialien, wobei die Oberflächenfunktionalisierung insbesondere eine Plasmaaktivierung oder eine sogenannte Koronabehandlung umfassen kann.
Mit besonderem Vorteil ist die angrenzende Oberfläche durch die lichtemittierende Oberfläche der Halbleiterlichtquelle selbst gebildet. Auch ist es möglich, dass auf/um die Halbleiterlichtquelle eine Beschichtung aufgegossen wird oder dass auf der Halbleiterlichtquelle eine Primäroptik angeordnet wird, wobei die angrenzende Oberfläche an der Beschichtung beziehungsweise an der Primäroptik ausgebildet ist. Die Verbindung zwischen der Beschichtung und der lichtemittierenden Oberfläche und/oder der Primäroptik und der lichtemittierenden Oberfläche kann dabei auf beliebige Weise ausgestaltet sein, insbesondere kann die Beschichtung und/oder die Primäroptik an der Halbleiterquelle und damit an der lichtemittierenden Oberfläche angegossen sein, beispielsweise im Spritzguss oder im drucklosen Formenguss. Die Beschichtung kann insbesondere durchgehend auf einer Leiterplatte aufgebracht werden, sodass die Be- Schichtung mehrere beispielsweise in einem Array angeordnete Halbleiterlichtquellen und deren lichtemittierenden Oberflächen überdeckt.
Mit weiterem Vorteil ist es möglich, dass der Optikkörper aus einem Silikonmaterial oder aus einem Glasmaterial ausgebildet ist. Beide Materialien, Silikon und Glas, sind dabei bondfähig.
Auch die aufgegossene Beschichtung und/oder die Primäroptik kann oder können aus einem Silikonmaterial ausgebildet sein. Das Bonding kann damit beispielsweise erfolgen zwischen Silikon und Silikon oder zwischen Silikon und Glas.
Der Optikkörper weist beispielsweise einen oder mehrere Einkoppelfinger auf, wobei am freien Ende des Einkoppelfingers die Einkoppelfläche ausgebildet ist. Sind mehrere Halbleiterlichtquellen beispielsweise in einem Array vor- und nebeneinander angeordnet, kann der Optikkörper mehrere Einkoppelfinger aufweisen, die an die Anordnung der Halbleiterlichtquellen angepasst ist. Die Einkoppelfinger sind dabei gegenüberliegend zur Einkoppelfläche endseitig miteinander verbunden, beispielsweise durch einen sich über mehrere Halbleiterlichtquellen erstreckenden flächigen Verbindungskörper, an dem die Einkoppelfinger sich aus der Ebene des flächigen Verbindungskörpers weg erstreckend angeformt sind.
Sind mehrere Halbleiterlichtquellen vorgesehen, so können diese auf einer gemeinsamen Leiterplatte angebracht werden, wobei der Optikkörper folglich mit den mehreren Einkoppelfingern einteilig ausgebildet ist. Auf der Auskoppelseite des Optikkörpers kann sich dabei die durchgängige flächige Ausgestaltung des Optikkörpers befinden, die etwa parallel zur Leiterplatte verläuft. Zwischen Leiterplatte und dem durchgehenden Verlauf des Optikkörpers erstrecken sich die Einkoppelfinger, die endseitig mit ihren Einkoppelflächen auf die jeweiligen lichtemittierenden Oberflächen der Halbleiterlichtquelle aufsetzen.
Die Erfindung ist weiterhin gerichtet auf ein Verfahren zur Herstellung eines Lichtmoduls mit wenigstens einer Halbleiterlichtquelle und mit wenigstens einem Optikkörper, der vor einer lichtemittierenden Oberfläche der Halbleiterlichtquelle angeordnet wird, wobei der Optikkörper eine Einkoppelfläche aufweist, die an der lichtemittierenden Oberfläche angeordnet wird. Erfindungsgemäß weist das Verfahren wenigstens die folgenden Schritte auf: Bereitstellen der Halbleiterlichtquelle, Bereitstellen des Optikkörpers, Aktivieren wenigstens einer Oberfläche des Optikkörpers und/oder an der Halbleiterlichtquelle und stoffschlüssiges Verbinden des Optikkörpers mit einer angrenzenden Oberfläche an oder vor der Halbleiterlichtquelle mittels eines Bondverfahrens.
Auf der Halbleiterlichtquelle kann zuvor eine Beschichtung oder eine Primäroptik aufgebracht werden, wobei der Optikkörper mit einer Oberfläche der Beschichtung beziehungsweise mit der Primäroptik stoffschlüssig mittels eines Bondverfahrens verbunden wird. Folglich muss die Bondverbindung nicht unmittelbar zwischen dem Optikkörper und der lichtemittierenden Oberfläche der Halbleiterlichtquelle stattfinden, da es vorteilhafterweise auch möglich ist, zunächst eine Beschichtung oder eine Primäroptik auf die Halbleiterlichtquelle aufzubringen. Die angrenzende Oberfläche wird folglich mit der Oberfläche der Beschichtung oder der Primäroptik gebildet, welche angrenzende Oberfläche schließlich mit der Einkoppelfläche des Optikkörpers im Bondverfahren stoffschlüssig verbunden wird.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vor dem stoffschlüssigen Verbinden des Optikkörpers mit einer angrenzenden Oberfläche die Einkoppelfläche und/oder die angrenzende Oberfläche mittels eines Aktivierungsverfahrens aktiviert. Das Aktivierungsverfahren kann beispielsweise ein Sauerstoff- Plasma-Behandlungsverfahren oder eine Koronabehandlung umfassen. Dabei wird die zu aktivierende Oberfläche schließlich entsprechend funktionalisiert.
BEVORZUGSTES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL DER ERFINDUNG
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt: Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel eines Lichtmoduls mit beispielhaft einer Halbleiterlichtquelle in Anordnung auf einer Leiterplatte, wobei eine Einkoppelfläche des Optikkörpers direkt auf der lichtemittierenden Oberfläche der Halbleiterlichtquelle stoffschlüssig im Bondverfahren aufgebracht ist,
Fig. 2 das Lichtmodul gemäß Figur 1 in einer abgewandelten Form, bei der auf der Leiterplatte und auf der lichtemittierenden Oberfläche der Halbleiterlichtquelle eine Beschichtung aufgebracht ist, und
Fig. 3 das Lichtmodul gemäß Figur 1 in einer abgewandelten Ausführungsform, bei der auf der lichtemittierenden Oberfläche der Halbleiterlichtquelle eine Primäroptik aufgebracht ist.
Die Figuren 1 , 2 und 3 zeigen Ausführungsvarianten eines Lichtmoduls 1 mit jeweils den Merkmalen der Erfindung. Das Lichtmodul 1 ist beispielhaft lediglich ausschnittsweise gezeigt, und die dargestellten Komponenten können in einem Array mehrfach nebeneinander und voreinander angeordnet ausgebildet sein.
Das Lichtmodul 1 weist beispielhaft gezeigt eine Halbleiterlichtquelle 10 auf, die auf einer Leiterplatte 18 angeordnet ist. Die Leiterplatte 18 ist lediglich ausschnittsweise gezeigt, und benachbart zur dargestellten Halbleiterlichtquelle 10 können weitere Halbleiterlichtquellen 10 auf der gleichen oder separaten Leiterplatten angeordnet sein.
Weiterhin dargestellt ist ein Optikkörper 1 1 mit einem Einkoppelfinger 17, wobei sich der Optikkörper 1 1 an der von der Anordnung der Halbleiterlichtquelle 10 angewandten Seite fortsetzen kann. Es können dabei weitere Einkoppelfinger 17 parallel zum dargestellten Einkoppelfinger 17 vorhanden sein, die auf weitere Halbleiterlichtquellen 10 aufsetzen. Endseitig an den Einkoppelfingern 17 befinden sich Einkoppelflächen 13, in die Licht eingekoppelt werden kann, das über die lichtemittierende Oberfläche 12 der Halbleiterlichtquelle 10 ausgesendet wird, wenn die Halbleiterlichtquelle 10 betrieben wird.
An den freien Enden der Einkoppelfinger 17, die mit der Einkoppelfläche 13 enden, befindet sich eine Zentrierung 20, um die Einkoppelfinger 17 über den lichtemittierenden Oberflächen 12 der Halbleiterlichtquelle 10 zu zentrieren. Wenn mehrere Einkoppelfinger 17 vorgesehen sind, kann die Zentrierung über eine zentrale Zentrierung erfolgen. Es kann aber auch für jeden Einkoppelfinger 17 eine Zentrierung vorgesehen sein, der den Einkoppelfinger 17 über die lichtemittierende Oberfläche 12 der jeweils zugeordneten Halbleiterlichtquelle 10 zentriert.
Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Lichtmoduls 1 mit einer Halbleiterlichtquelle 10 aufweisend eine lichtemittierende Oberfläche 12. Die lichtemittierende Oberfläche 12 bildet eine angrenzende Oberfläche 14, die mit der Einkoppelfläche 13 des Einkoppelfingers 17 des Optikkörpers 1 1 im Bondverfahren stoffschlüssig verbunden ist. Damit erfolgt beispielhaft eine unmittelbare stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Optikkörper 1 1 und der lichtemittierenden Oberfläche 12, wobei der Optikkörper 1 1 beispielsweise aus einem Silikon oder einem Glasmaterial ausgebildet ist.
Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Lichtmoduls 1 , wobei über der Leiterplatte 18 und über der Halbleiterlichtquelle 10 und folglich auch über der lichtemittierenden Oberfläche 12 eine Beschichtung 1 6 aufgebracht ist. Die Beschichtung 16 umfasst beispielsweise ein Silikonmaterial. Die angrenzende Oberfläche 15 wird dabei gebildet durch die Oberfläche der Beschichtung 1 6, sodass die Einkoppelfläche 13 nicht direkt mit der lichtemittierenden Oberfläche 12 im Bondverfahren stoffschlüssig verbunden ist, jedoch bildet die Oberfläche der Beschichtung 1 6 die angrenzende Oberfläche 15 zur Verbindung des Optikkörpers 1 1 im Bondverfahren.
Figur 3 beschreibt ein Ausführungsbeispiel des Lichtmoduls 1 mit einer Halbleiterlichtquelle 10, bei der auf der lichtemittierenden Oberfläche 12 eine Primäroptik 19 angebracht ist, beispielsweise bestehend aus Silikon. Die angrenzende Oberfläche 15 wird dabei durch die Oberfläche der Primäroptik 19 gebildet, mit der die Einkoppelfläche 13 des Optikkörpers 1 1 verbunden ist.
Wenigstens einer der im Bondverfahren stoffschlüssig miteinander verbundenen Oberflächen, insbesondere also die lichtemittierende Oberfläche 12, die angrenzende Oberfläche 14 gebildet durch die lichtemittierende Oberfläche 12 oder die angrenzende Oberfläche 15 gebildet durch die Oberfläche der Beschichtung 1 6 und/oder der Primäroptik 19, werden mit einem Aktivierungsverfahren vor dem Ausführen des Bondverfahrens funktionalisiert. Durch die Funktionalisierung der Oberfläche entsteht die Möglichkeit, die Oberflächen im Bondverfahren bei erforderlicher Temperatur und einem erforderlichen Druck miteinander zu verbinden.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiven Einzelheiten, räumliche Anordnungen und Verfahrensschritte, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
Bezugszeichenliste
1 Lichtmodul
10 Halbleiterlichtquelle
1 1 Optikkörper
12 lichtemittierende Oberfläche
13 Einkoppelfläche
14 angrenzende Oberfläche
15 angrenzende Oberfläche
1 6 Beschichtung
17 Einkoppelfinger
18 Leiterplatte
19 Primäroptik
20 Zentrierung

Claims

Lichtmodul mit wenigstens einer Halbleiterlichtquelle und mit wenigstens einem Optikkörper
Patentansprüche
1 . Lichtmodul (1 ) mit wenigstens einer Halbleiterlichtquelle (10)
und mit wenigstens einem Optikkörper (1 1 ), der vor einer lichtemittierenden Oberfläche (12) der Halbleiterlichtquelle (10) angeordnet ist, wobei der Optikkörper (1 1 ) eine Einkoppelfläche (13) aufweist, die an der lichtemittierenden Oberfläche (12) wenigstens mittelbar angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Einkoppelfläche (13) an eine angrenzende Oberfläche (14, 15) an oder vor der Halbleiterlichtquelle (10) mittels eines Bondprozesses stoffschlüssig angebunden ist.
2. Lichtmodul (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die angrenzende Oberfläche (14) durch die lichtemittierende Oberfläche (12) gebildet ist.
3. Lichtmodul (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Halbleiterlichtquelle (10) eine Beschichtung (1 6) aufgegossen ist oder dass auf der Halbleiterlichtquelle (10) eine Primäroptik (19) angeordnet ist, wobei die angrenzende Oberfläche (15) an der Beschichtung (16) bzw. an der Primäroptik (19) ausgebildet ist.
4. Lichtmodul (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Optikkörper (1 1 ) aus einem Silikonmaterial oder aus einem Glasmaterial ausgebildet ist.
5. Lichtmodul (1 ) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die aufgegossene Beschichtung (1 6) bzw. die Primäroptik (19) aus einem Silikonmaterial ausgebildet ist. Lichtmodul (1 ) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Optikkörper (1 1 ) einen Einkoppelfinger (17) aufweist, wobei am freien Ende des Einkoppelfingers (17) die Einkoppelfläche (13) ausgebildet ist.
Lichtmodul (1 ) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Halbleiterlichtquellen (10) vorgesehen sind, die auf einer gemeinsamen Leiterplatte (18) aufgebracht sind, und dass der Optikkörper (1 1 ) mit mehreren Einkoppelfingern (17) einteilig ausgebildet ist.
Verfahren zur Herstellung eines Lichtmoduls (1 ) mit wenigstens einer Halbleiterlichtquelle (10) und mit wenigstens einem Optikkörper (1 1 ), der vor einer lichtemittierenden Oberfläche (12) der Halbleiterlichtquelle (10) angeordnet wird, wobei der Optikkörper (1 1 ) eine Einkoppelfläche (13) aufweist, die an der lichtemittierenden Oberfläche (12) angeordnet wird, wobei das Verfahren wenigstens die folgenden Schritte aufweist:
- Bereitstellen der Halbleiterlichtquelle (10),
- Bereitstellen des Optikkörpers (1 1 ),
- Aktivieren wenigstens einer Oberfläche (13, 14, 15) des Optikkörpers (1 1 ) und/oder an der Halbleiterlichtquelle (10) und
- stoffschlüssiges Verbinden des Optikkörpers (1 1 ) mit einer angrenzenden Oberfläche (14, 15) an oder vor der Halbleiterlichtquelle (10) mittels eines Bondverfahrens.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Halbleiterlichtquelle eine Beschichtung (1 6) oder eine Primäroptik (19) aufgebracht wird, wobei der Optikkörper (1 1 ) mit einer Oberfläche (15) der Beschichtung (16) bzw. mit der Primäroptik (19) stoffschlüssig mittels eines Bondverfahrens verbunden wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem stoffschlüssigen Verbinden des Optikkörpers (1 1 ) mit einer angrenzenden Oberfläche (14, 15) die Einkoppelfläche (13) und/oder die angrenzende Oberfläche (14, 15) mittels eines Aktivierungsverfahrens aktiviert wird.
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