用于構(gòu)建led發(fā)光模塊的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于構(gòu)建LED (發(fā)光二極管)發(fā)光模塊的方法，所述LED發(fā)光模塊具有電路板，在所述電路板上接納至少一個(gè)LED發(fā)光器件，所述LED發(fā)光模塊還具有至少一個(gè)光學(xué)元件，能通過(guò)所述LED發(fā)光器件產(chǎn)生的光能夠射入所述光學(xué)元件中，所述光學(xué)元件具有接納銷(xiāo)，并且在所述電路板中引入多個(gè)孔，從而光學(xué)元件通過(guò)將接納銷(xiāo)插入所述孔中而設(shè)置在電路板上。
[0002]LED發(fā)光模塊這里是指所有這樣的結(jié)構(gòu)單元，所述結(jié)構(gòu)單元確定為用于發(fā)出光并且所述結(jié)構(gòu)單元優(yōu)選能夠安裝到用于機(jī)動(dòng)車(chē)輛的前照燈的殼體中。這里所述LED發(fā)光模塊作為發(fā)光器件包括LED發(fā)光器件，即半導(dǎo)體發(fā)光器件，LED發(fā)光模塊可以具有一個(gè)或多個(gè)LED發(fā)光器件。這里，電路板是指所有特別是面式地延伸的物體，LED發(fā)光器件能夠設(shè)置在所述物體上并能夠在所述物體上電動(dòng)地工作。因此，電路板可以包括任意形式的電路載體技術(shù)，例如MS技術(shù)、FPC(柔性印刷電路)技術(shù)、鋁基的FPC電路板、直接覆銅板(DirectCopper Bonding)，即所謂的DCB，基于厚膜技術(shù)的載體以及類(lèi)似技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0003]DE 10 2007 034 123 Al給出一種用于構(gòu)建LED發(fā)光模塊的方法，并且設(shè)有電路板，在所述電路板上接納LED發(fā)光器件，并且還給出一種附加透鏡形式的光學(xué)元件，所述光學(xué)元件具有銷(xiāo)軸形式的接納部段，通過(guò)所述接納部段，所述光學(xué)元件被接納在通過(guò)冷卻體構(gòu)成的接納體上。這里，銷(xiāo)軸在導(dǎo)入相應(yīng)配設(shè)的在冷卻體中引入的凹口中之后發(fā)生塑性變形，由此，在光學(xué)元件和接納體之間構(gòu)成形鎖合的連接。光學(xué)元件的設(shè)置在將LED發(fā)光器件設(shè)置在電路板上之后進(jìn)行，所述電路板又設(shè)置在冷卻體上。如果附加透鏡與冷卻體連接，則不存在這樣的可能性，即事后使光學(xué)元件在橫向于銷(xiāo)軸延伸方向的平面內(nèi)定向。結(jié)果是，出現(xiàn)LED發(fā)光器件相對(duì)于光學(xué)元件的錯(cuò)誤位置，并且該錯(cuò)誤位置的原因特別是在于LED發(fā)光器件在電路板的安裝表面上的SMD安裝。設(shè)計(jì)成SMD構(gòu)件的LED發(fā)光器件焊接在電路板的安裝表面上，由此可能形成誤差，所述誤差導(dǎo)致LED發(fā)光器件相對(duì)于光學(xué)元件的錯(cuò)誤位置，所述光學(xué)元件在不可改變的、剛性的位置中設(shè)置在冷卻體上。特別是在電路板的延伸平面中可能出現(xiàn)另外的誤差，例如由于電路板與冷卻體之間的連接出現(xiàn)的誤差。最后，還會(huì)造成光行差，這始終是應(yīng)該避免的。
[0004]DE 10 2009 049 016 Al給出LED發(fā)光模塊的另一種結(jié)構(gòu)，附加光學(xué)裝置形式的光學(xué)元件固定在電路板上，這里也設(shè)有固定銷(xiāo)，所述固定銷(xiāo)被引導(dǎo)通過(guò)電路板中的凹口。替代在先已知的將固定銷(xiāo)鉚接在電路板的后側(cè)，這里建議，通過(guò)板元件實(shí)現(xiàn)板元件的板邊緣在固定銷(xiāo)的外周面中卡接(Verkrallung)。在LED發(fā)光模塊的這種結(jié)構(gòu)中，也不能相對(duì)于容納在電路板上的LED發(fā)光器件調(diào)整附加光學(xué)裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于，改進(jìn)用于構(gòu)建LED發(fā)光模塊的方法，所述方法實(shí)現(xiàn)了電路板上的LED發(fā)光器件相對(duì)于至少一個(gè)光學(xué)元件高的位置精度。
[0006]由根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的用于構(gòu)建LED發(fā)光模塊的方法出發(fā)，與特征部分的特征相結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)所述目的。本發(fā)明有利的改進(jìn)方案在各從屬權(quán)利要求中給出。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的方法至少包括以下步驟:將至少一個(gè)LED發(fā)光器件設(shè)置在電路板的安裝表面上，測(cè)量LED發(fā)光器件在電路板的安裝表面中的位置，在電路板中制造孔，所述孔具有這樣的位置，所述位置取決于在安裝表面的平面中測(cè)得的LED發(fā)光器件的位置，以及，通過(guò)將接納銷(xiāo)插入所述孔中而將光學(xué)元件設(shè)置在電路板上。
[0008]通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的方法特征實(shí)現(xiàn)了這樣的優(yōu)點(diǎn)，光學(xué)元件能相對(duì)于LED發(fā)光器件與所出現(xiàn)的誤差無(wú)關(guān)地非常精確地對(duì)齊。當(dāng)事先將LED發(fā)光器件設(shè)置在電路板上時(shí)，可能出現(xiàn)LED發(fā)光器件在安裝表面的平面中的位置的誤差，由此，除了其他誤差以外，所述誤差特別是可以檢測(cè)的，并且根據(jù)LED發(fā)光器件在安裝表面的平面中事實(shí)的實(shí)際位置例如可以給每個(gè)LED發(fā)光器件制造兩個(gè)孔。
[0009]在LED發(fā)光器件的位置的測(cè)量過(guò)程和一個(gè)或多個(gè)孔的制造步驟之間，可以執(zhí)行運(yùn)算操作，以便例如將用于制造孔的工具調(diào)整到LED發(fā)光器件的實(shí)際位置。例如可以通過(guò)LED發(fā)光器件的實(shí)際位置限定一個(gè)基準(zhǔn)位置，基于所述基準(zhǔn)位置可以制造例如兩個(gè)孔。
[0010]在電路板中制造孔有利地可以通過(guò)切削加工、特別是通過(guò)銑削加工或通過(guò)鉆孔加工來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0011]另外有利的是，LED發(fā)光器件可以具有光射出面，其中，在光射出面上進(jìn)行LED發(fā)光器件在安裝表面的平面中的位置測(cè)量。例如已知這樣的LED發(fā)光器件，所述LED發(fā)光器件具有僅為Immxlmm的光射出面，從而由于在電路板的安裝表面上的焊接過(guò)程導(dǎo)致的LED發(fā)光器件在安裝平面中相對(duì)于光學(xué)元件的只有0.5mm的位置偏差就會(huì)對(duì)LED發(fā)光模塊的功能造成明顯的影響。例如光學(xué)元件可以具有焦點(diǎn)，該焦點(diǎn)應(yīng)盡可能居中地位于光射出面中。如果例如LED發(fā)光器件相對(duì)于光學(xué)元件沿X方向以及沿垂直于X方向的Y方向分別以光射出面的尺寸的50%出現(xiàn)偏差，則光射出面只有四分之一仍處于光學(xué)元件的焦點(diǎn)中。
[0012]LED發(fā)光器件可以構(gòu)造成SMD構(gòu)件(表面安裝器件(surface mounted device)),所述SMD構(gòu)件例如以回流法焊接在電路板的安裝表面上。在所述方法期間，LED發(fā)光器件在其位置上可能發(fā)生移動(dòng)，從而在焊料冷卻時(shí)形成的LED位置可能不允許地大地偏離其理論位置。
[0013]根據(jù)所述方法的一個(gè)有利的實(shí)施形式，位置測(cè)量可以通過(guò)光學(xué)測(cè)量裝置，特別是通過(guò)照相機(jī)來(lái)執(zhí)行。位置測(cè)量的方法步驟相對(duì)于LED發(fā)光器件特別是無(wú)接觸地進(jìn)行，并且特別是可以檢測(cè)光射出面在安裝表面中的位置。
[0014]當(dāng)應(yīng)在電路板上接納多個(gè)LED發(fā)光器件時(shí)，也可以使用所述用于構(gòu)建LED發(fā)光模塊的方法。此時(shí)可以按照預(yù)先規(guī)定的光學(xué)技術(shù)上的權(quán)重(Gewichtung)測(cè)量一個(gè)LED發(fā)光器件在X-Y平面中和/或在高度位置中的位置。例如發(fā)光模塊可以具有一個(gè)中央的LED發(fā)光器件，在該LED發(fā)光器件上進(jìn)行位置檢測(cè)。在誤差補(bǔ)償中，特別是具有光學(xué)技術(shù)上的關(guān)鍵功能的LED發(fā)光器件可以是優(yōu)選的。
[0015]另外有利的是，設(shè)有抽吸裝置，在同時(shí)抽吸在制造中產(chǎn)生的物質(zhì)、例如切肩的情況下實(shí)現(xiàn)電路板中孔的制造。如果例如通過(guò)銑削過(guò)程或通過(guò)鉆孔過(guò)程來(lái)進(jìn)行制造，則可以通過(guò)抽吸裝置吸走所產(chǎn)生的切肩。抽吸裝置例如可以具有抽吸管，所述抽吸管包圍切削工具、例如銑刀。如果在抽吸管中產(chǎn)生負(fù)壓，則在制造孔時(shí)產(chǎn)生的切肩可以通過(guò)抽吸管導(dǎo)出。
[0016]根據(jù)所述方法的一個(gè)有利的實(shí)施方案，可以首先在唯一的電路板上設(shè)置多個(gè)LED發(fā)光器件，并且例如可以對(duì)所述多個(gè)LED發(fā)光器件進(jìn)行預(yù)定位，接著按回流法焊接所述LED發(fā)光器件。接下來(lái)，可以對(duì)對(duì)LED發(fā)光器件在安裝表面的平面內(nèi)的位置進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)量。此后，引入多個(gè)孔，其中每個(gè)LED發(fā)光器件例如配設(shè)兩個(gè)或更多個(gè)孔，并且所述孔的位置取決于相應(yīng)LED發(fā)光器件在安裝表面的平面內(nèi)測(cè)得的位置。最后，該方法以將光學(xué)元件設(shè)置在電路板上結(jié)束，其中每個(gè)LED發(fā)光器件配設(shè)一個(gè)光學(xué)元件。所述的方法因此例如可以依次地設(shè)置以下步驟:設(shè)置LED發(fā)光器件、測(cè)量、以及制造用于每個(gè)單個(gè)LED的孔。
[0017]根據(jù)所述方法的一個(gè)改進(jìn)方案以及根據(jù)LED發(fā)光模塊的構(gòu)型，光學(xué)元件可以構(gòu)造成，使得所述光學(xué)元件在多個(gè)LED發(fā)光器件上延伸，從而多個(gè)例如設(shè)置成一排的LED發(fā)光器件向該光學(xué)元件中照射。這里可以設(shè)定，對(duì)至少兩個(gè)LED發(fā)光器件在安裝表面的平面內(nèi)的位置進(jìn)行測(cè)量并且接著將光學(xué)元件固定在電路板上，其方式是，將光學(xué)元件上的接納銷(xiāo)插入孔中，此時(shí)各孔彼此無(wú)關(guān)地具有通過(guò)對(duì)不同LED發(fā)光器件進(jìn)行的測(cè)量確定的位置。
[0018]盡管此時(shí)不是根據(jù)每個(gè)LED發(fā)光器件的位置來(lái)確定相應(yīng)孔的位置，但可以確定，在安裝特別是作為SMD構(gòu)件的LED發(fā)光器件時(shí)，各LED發(fā)光器件相互之間的位置與LED發(fā)光器件的相對(duì)于電路板尺寸的總體位置相比具有更小的偏差。通過(guò)這種方法，可以將有多個(gè)LED發(fā)光器件向其中照射的特定的光學(xué)元件相對(duì)于LED發(fā)光器件的位置精度改進(jìn)約50%，因?yàn)楦鱈ED發(fā)光器件彼此間的位置具有與LED發(fā)光器件總體相對(duì)于否則自由制造的孔的位置相比更小的誤差。
[0019]此外，本發(fā)明還涉及一種LED發(fā)光模塊，所述LED發(fā)光模塊具有電路板，在所述電路板上設(shè)置至少一個(gè)LED發(fā)光器件，所述LED發(fā)光模塊還具有至少一個(gè)光學(xué)元件，通過(guò)能LED發(fā)光器件產(chǎn)生的光能夠射入所述光學(xué)元件中，其中，光學(xué)元件具有接納銷(xiāo)，并且在電路板中引入孔，所述光學(xué)元件通過(guò)將接納銷(xiāo)插入所述孔中而設(shè)置在電路板上。根據(jù)本發(fā)明的LED發(fā)光模塊這里具有孔，所述孔具有這樣的位置，所述位置對(duì)準(zhǔn)所述至少一個(gè)LED發(fā)光器件，所述孔具有通過(guò)切削加工產(chǎn)生的造型。
[0020]這里孔可以具有圓形或長(zhǎng)形的形狀，其中圓形的孔優(yōu)選用鉆孔工具制造，而設(shè)計(jì)成長(zhǎng)形的孔可以通過(guò)銑削工具制造。這里，給LED發(fā)光器件例如配設(shè)一個(gè)具有圓形形狀的孔和另一個(gè)具有長(zhǎng)形形狀的孔。由此實(shí)現(xiàn)了這樣的優(yōu)點(diǎn)，即，光學(xué)元件的接納銷(xiāo)和孔的位置之間的誤差在將光學(xué)元件安裝到電路板上時(shí)可以毫無(wú)問(wèn)題地補(bǔ)償，例如光學(xué)元件通過(guò)圓形的孔定位在X-Y平面中，而通過(guò)長(zhǎng)孔可以嵌裝第二接納銷(xiāo)，通過(guò)長(zhǎng)孔最終限定光學(xué)元件在LED發(fā)光器件上的位置。
【附圖說(shuō)明】
[0021]其他改進(jìn)本發(fā)明的措施在下面連同借助附圖對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的說(shuō)明一起詳細(xì)不出。其中:
[0022]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的特征的多個(gè)方法步驟的示意性流出，
[0023]圖2示出電路板的示意圖，在所述電路板上示例性地設(shè)置七個(gè)LED發(fā)光器件，
[0024]圖3示出具有根據(jù)圖2的LED發(fā)光器件的電路板，其中利用下一個(gè)方法步驟測(cè)量LED發(fā)光器件的位置，并根據(jù)相應(yīng)的計(jì)算向電路板中引入多個(gè)孔，
[0025]圖4示出帶有安裝在安裝表面上的光學(xué)元件的電路板的側(cè)視圖，
[0026]圖5示出光學(xué)元件在電路板上的拼接布置，
[0027]