DE102010000758A1 - Method for manufacturing LED module with multiple LEDs in e.g. automotive engineering taillight, involves cutting freely thin sheet arrangement of carrier film along one outer contour of thin sheet arrangement in order to obtain LED module - Google Patents
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Abstract
Description
Stand der TechnikState of the art
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines LED-Moduls mit einer Vielzahl von LED's sowie ein entsprechendes LED-Modul.The present invention relates to a method for producing an LED module with a plurality of LEDs and a corresponding LED module.
In der Lichttechnik nehmen sogenannte LED's in zunehmendem Maße einen breiteren Einsatzbereich ein. Beispielsweise in der Fahrzeugtechnik werden Rücklichter, Blinker oder Tagfahrlichter zunehmend durch LED's bereitgestellt. Bei diesen Einsatzzwecken kann es jedoch notwendig sein, dass die LED's, z. B. aus Designgründen, in dreidimensionalen Anordnungen in den Fahrzeugleuchten eingesetzt werden sollen. Bisher werden 3D-LEDmodule für Kfz-Rücklichter, Blinker oder Tagfahrlichter vorwiegend auf Basis von relativ teuren flexiblen Leiterplatten hergestellt, die nach dem Löten weitgehend manuell in den Scheinwerfer montiert werden. Die Aufgabe der Erfindung ist die Darstellung eines kostengünstigen, Varianten flexiblen Fertigungskonzeptes zur industriellen Herstellung von diversen 3D-LEDmodulen.In lighting technology so-called LEDs are increasingly adopting a wider range of applications. For example, in vehicle technology taillights, turn signals or daytime running lights are increasingly provided by LEDs. In these applications, however, it may be necessary that the LED's, z. B. for design reasons, to be used in three-dimensional arrangements in the vehicle lights. So far, 3D LED modules for automotive taillights, turn signals or daytime running lights are mainly produced on the basis of relatively expensive flexible circuit boards, which are largely manually mounted in the spotlight after soldering. The object of the invention is the representation of a cost-effective, flexible production concept variants for the industrial production of various 3D LED modules.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 weist demgegenüber den Vorteil auf, dass es eine kostengünstige Herstellung von LED-Modulen ermöglicht, wobei die LED-Module eine hohe Flexibilität aufweisen, um bei verschiedenen Anwendungsfällen eingesetzt werden zu können. Hierbei ist problemlos eine zweidimensionale sowie auch eine dreidimensionale Verwendung des LED-Moduls möglich. Erfindungsgemäß kann eine kostengünstige Fertigung, welche voll automatisiert ist, erreicht werden, wobei die LED-Module insbesondere auch für unterschiedlichste Scheinwerfergeometrien verwendet werden können. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass das erfindungsgemäße Verfahren zuerst eine Dünnblechanordnung mit einem Leiterbahnnetz sowie eine Vielzahl von Trägerplatten zur Aufnahme von LED's bereitstellt. Anschließend wird die Dünnblechanordnung auf eine flexible Trägerfolie aufgebracht, z. B. mittels Kleben. Vorzugsweise weist die Trägerfolie eine einseitige Klebefläche auf. Danach werden die Trägerplatten mit LED's bestückt und die LED's auf den Trägerplatten fixiert und elektrisch mit dem Leiterbahnnetz verbunden. Als letzten Schritt wird das LED-Modul von der Trägerfolie entlang einer äußeren Kontur der Dünnblechanordnung freigeschnitten. Dadurch weist das LED-Modul nur noch im Bereich der Dünnblechanordnung die Trägerfolie auf. Das derart hergestellte LED-Modul weist eine ebene, zweidimensionale Form auf, kann jedoch problemlos durch Umbiegen in beliebige dreidimensionale Formen gebracht werden und somit einfach an vorgegebene dreidimensionale Strukturen von Fahrzeuglichtern angepasst werden.The inventive method with the features of
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.The dependent claims show preferred developments of the invention.
Bevorzugt sind an den Trägerplatten Haltelaschen vorgesehen, welche aus einer Trägerplattenebene von den Trägerplatten mittels Umbiegen, vorzugsweise um einen Winkel von 90°, hergestellt werden. In den Haltelaschen sind vorzugsweise Ausnehmungen vorgesehen, welche z. B. ein Einclipsen der Haltelaschen in Haltestrukturen ermöglichen.Retaining tabs are preferably provided on the carrier plates, which are produced from a carrier plate plane of the carrier plates by means of bending, preferably at an angle of 90 °. In the retaining tabs recesses are preferably provided which z. B. allow clipping the retaining tabs in support structures.
Besonders bevorzugt werden mittels Löten oder Schweißen oder Verstemmen die LED's auf der Trägerplatte fixiert und eine elektrische Verbindung zwischen den LED's und dem Leiterbahnnetz hergestellt.Particularly preferably, the LEDs are fixed on the carrier plate by means of soldering or welding or caulking and an electrical connection is established between the LEDs and the printed conductor network.
Die Dünnblechanordnung wird vorzugsweise mittels Stanzen oder Lasern oder Ätzen aus einem dünnen Blech hergestellt.The thin sheet assembly is preferably made by stamping or lasering or etching a thin sheet.
Für eine einfache Handhabung und zur Vermeidung von Beschädigungen wird das LED-Modul vorzugsweise auf einem 3D-Formträger fixiert. Der 3D-Formträger weist eine starre Gestalt auf, so dass eine Handhabung des LED-Moduls erleichtert wird.For easy handling and to avoid damage, the LED module is preferably fixed on a 3D mold carrier. The 3D mold carrier has a rigid shape, so that handling of the LED module is facilitated.
Um eine möglichst große Flexibilität des LED-Moduls sicherzustellen, weist das LED-Modul eine baumartige Struktur mit einem Stammbereich und einer Vielzahl von seitlichen Abzweigungen auf. Hierdurch kann eine große Anzahl von LED's auf kleinstem Raum angeordnet werden.To ensure the greatest possible flexibility of the LED module, the LED module has a tree-like structure with a stem area and a plurality of lateral branches. This allows a large number of LEDs are arranged in a small space.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein LED-Modul, welches den Vorteil aufweist, dass es einfach und kostengünstig herstellbar ist und insbesondere an verschiedene Strukturen von Lichtern, insbesondere Kraftfahrzeuglichtern, angepasst werden kann. Hierbei umfasst das erfindungsgemäße LED-Modul eine Dünnblechanordnung mit einer Vielzahl von Trägerplatten zur Aufnahme der LED's sowie ein Leiterbahnnetz. Die Dünnblechanordnung ist auf einer flexiblen Trägerfolie angeordnet, wobei die Trägerfolie eine Form, entsprechend einer äußeren Kontur der Dünnblechanordnung, aufweist. Eine Vielzahl von LED's ist auf den Trägerplatten angeordnet und mit dem Leiterbahnnetz elektrisch verbunden. Durch Umbiegen von Teilen des Leiterbahnnetzes kann das erfindungsgemäße LED-Modul einfach und kostengünstig an verschiedene zweidimensionale oder dreidimensionale Strukturen angepasst werden.Furthermore, the present invention relates to an LED module, which has the advantage that it is simple and inexpensive to produce and can be adapted in particular to different structures of lights, in particular motor vehicle lights. In this case, the LED module according to the invention comprises a thin-sheet arrangement with a plurality of carrier plates for receiving the LEDs and a printed conductor network. The thin-sheet arrangement is arranged on a flexible carrier foil, the carrier foil having a shape corresponding to an outer contour of the thin-plate arrangement. A plurality of LEDs is arranged on the carrier plates and electrically connected to the printed conductor network. By bending over parts of the interconnect network, the LED module according to the invention can be easily and inexpensively adapted to different two-dimensional or three-dimensional structures.
Vorzugsweise weist das Leiterbahnnetz des erfindungsgemäßen LED-Moduls eine baumartige Struktur mit einem Stammbereich und einer Vielzahl von seitlichen Abzweigungen auf. Hierdurch kann eine hohe Flexibilität des LED-Moduls zur Anpassung an verschiedene Strukturen erreicht werden.Preferably, the interconnect network of the LED module according to the invention has a tree-like Structure with a stem area and a plurality of lateral branches. This allows a high flexibility of the LED module to adapt to different structures can be achieved.
Weiter bevorzugt sind die seitlichen Abzweigungen des erfindungsgemäßen LED-Moduls an einer Seite des Stammbereichs jeweils abwechselnd mit unterschiedlichen Längen, insbesondere jeweils einmal kürzerer Länge und einmal längerer Länge, vorgesehen.Further preferably, the lateral branches of the LED module according to the invention on one side of the stem area are each provided alternately with different lengths, in particular once shorter in each case and once longer in length.
Vorzugsweise verbindet das Leiterbahnnetz die LED's in Reihe miteinander. Weiter bevorzugt sind die Trägerplatten derart mit den LED's verbunden, dass die Trägerplatten als Kühlelemente für die LED's dienen können. Die Trägerplatten eignen sich zudem als Aufnahmegeometrien für das Handlingssystem beim späteren Umsetzen des 2D-Gebildes in die 3D-Formträger, bzw. als Fixierungsgeometrie des 2D-Gebildes während des Bestück- und Lötprozesses (2D = zweidimensional, 3D = dreidimensional).Preferably, the conductor network connects the LEDs in series with each other. More preferably, the carrier plates are connected to the LED's such that the carrier plates can serve as cooling elements for the LED's. The carrier plates are also suitable as receiving geometries for the handling system during later conversion of the 2D structure into the 3D mold carriers, or as fixation geometry of the 2D structure during the placement and soldering process (2D = two-dimensional, 3D = three-dimensional).
Das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße LED-Modul werden besonders bevorzugt im Kraftfahrzeugbereich, z. B. als Rücklicht, Blinker oder Tagfahrlicht, verwendet. Die erfindungsgemäße Idee ermöglicht dabei eine signifikante Reduzierung der Herstellungskosten, so dass derartige LED-Module auch bei kostengünstigeren Kleinwagen verwendet werden können.The inventive method and the LED module according to the invention are particularly preferred in the automotive field, z. B. as a taillight, turn signals or daytime running lights used. The idea according to the invention makes it possible to significantly reduce the production costs, so that such LED modules can also be used in more cost-effective small cars.
Zeichnungdrawing
Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist:Hereinafter, a preferred embodiment of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawing is:
Bevorzugte Ausführungsformen der ErfindungPreferred embodiments of the invention
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die angefügten Figuren ein erfindungsgemäßes Verfahren sowie ein erfindungsgemäßes LED-Modul
Die
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des LED-Moduls
Wie insbesondere aus
Das erfindungsgemäße LED-Modul
Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren weist dabei keinerlei Einschränkungen bezüglich Material, Größe oder Gestalt auf. Besonders vorteilhaft ist dabei, dass einfache Fertigungsschritte ausgeführt werden können und insbesondere eine schnelle Montage in einem Scheinwerfer oder auf einem Basiselement
Es können übliche, kostengünstige Verfahren zur Fertigung des 3D-Formträgers verwendet werden, z. B. Tiefziehen, Stanzbiegen oder Spritzgießen. Das LED-Modul ist robust für Transport und anschließende Montageschritte im Scheinwerferwerk. Das Umwandeln des zweidimensionalen Bauteils in ein dreidimensionales Bauteil geschieht in einem Zustand von hohem Freiheitsgrad, so dass geringe Kräfte eine einfache uneingeschränkte, z. B. robotergesteuerte Ausrichtung, kurze Taktzeiten und eine hohe Flexibilität möglich sind. Der Schlüsselprozess des Umformens vom zweidimensionalen zum dreidimensionalen Bauteil ermöglicht es, aus einem standardisiert bestückten Ausgangsprodukt verschiedenste Fertigprodukte im LED-Bereich mit unterschiedlichsten Anforderungen, bezüglich Design, Abmessungen, Entwärmung usw., zu produzieren.It can be used conventional, inexpensive method of manufacturing the 3D mold carrier, z. B. deep drawing, stamping or injection molding. The LED module is robust for transport and subsequent assembly steps in the headlight unit. The conversion of the two-dimensional component into a three-dimensional component takes place in a state of high degree of freedom, so that low forces a simple unrestricted, z. As robot-controlled alignment, short cycle times and high flexibility are possible. The key process of forming from the two-dimensional to the three-dimensional component makes it possible to produce a wide range of finished products in the LED sector with a wide variety of requirements, from design, dimensions, heat dissipation, etc., from a standard assembled initial product.
In den
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