BESCHREIBUNG

Die Erfindung geht aus von einer Leuchtvorrichtung mit einer Leiterplatte, auf der mit einer Lötverbindung eine Strahlungsquelle befestigt und elektrisch kontaktiert ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Scheinwer ^¬ fer und ein Verfahren zum Herstellen einer Leuchtvorrich ^¬ tung .

Für viele Applikationen ist eine genaue Ausrichtung einer Lichtquelle bezüglich einer nachgeschalteten, das Licht weiterverarbeitenden Optik notwendig, insbesondere bezüg ^¬ lich der optischen Hauptachse der Optik, wenn diese als Projektionsoptik eingesetzt ist. Dadurch können Effi ^¬ zienzverluste und Artefakte, wie beispielsweise Inhomoge- nitäten in der Färb- und Intensitätsverteilung reduziert werden .

Ist ein Modul mit Licht emittierenden Dioden (LEDs) vor ^¬ gesehen, welches mehrere auf einer Leiterplatte oder ei ^¬ nem „printed circuit board (PCB) " angeordnete chipförmige LEDs aufweist, ist es üblicherweise erforderlich, dass die einzelnen chipförmigen LEDs des Moduls mit geringer Positioniertoleranz jeweils zueinander und bezüglich der Leiterplatte ausgerichtet sind.

Im Stand der Technik werden zur Positionierung von LEDs auf einer Leiterplatte üblicherweise sogenannte „Pick & Place Verfahren" eingesetzt. Hierbei werden die chipför ^¬ migen LEDs aufgenommen und mit einer vergleichsweise ho ^¬ hen Genauigkeit, wie beispielsweise einer Toleranz von maximal 25 pm, auf der Leiterplatte abgesetzt. Eine der- artige Positioniergenauigkeit ist für viele Anwendungen jedoch nicht ausreichend oder wird durch den sich an ^¬ schließenden Lotprozess wieder reduziert.

Darüber hinaus gibt es noch ein weiteres Problem, das die genaue Positionierung der LEDs auf der Leiterplatte be ^¬ hindert. Als wesentliche Bestandteile weist eine Leiter ^¬ platte ein elektrisch leitfähiges Substrat oder eine elektrisch leitfähige Schicht, wie beispielsweise ein Kupfersubstrat oder eine Kupferschicht, auf, in der Strombahnen zur Versorgung der LEDs herausgeformt sind. Des Weiteren kann die Leiterplatte eine Lackschicht ha ^¬ ben, die auf dem leitfähigen Substrat abgeschieden wird und als elektrische Isolation dient. Zum Verlöten einer jeweiligen LED kann das Substrat ein Kontaktierungsareal oder Kupferareal oder Kupferpad aufweisen, das eine ähn ^¬ liche Größe wie die entsprechende LED hat. Auf dem Kon ^¬ taktierungsareal kann die LED dann positioniert werden, wobei die Positionierungsgrenzen dann durch das Kontak- tierungsareal realisiert sind. Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Kontaktierungsareal zur Wärmespreizung deutlich größer als die entsprechende LED ist. Eine Ver ^¬ schiebung der LED bei der Montage ist hierbei dann durch die Schichtöffnung der Lackschicht begrenzt. In dem Be ^¬ reich, in dem die LEDs auf der Leiterplatte abgesetzt werden und mit dem Substrat kontaktiert werden sollen, darf demnach keine Lackschicht vorhanden sein. Um zu ver ^¬ hindern, dass Kontaktierungsprobleme auftreten, muss die ^¬ se lackfreie Zone mindestens um die Größenordnung der Lacktoleranzen größer sein als die Größe der chipförmigen LED. Beispielsweise erfordert eine chipförmige LED mit einer Querschnittsfläche von 1 mm x 1 mm typischerweise eine lackfreie Zone von mindestens der Größe 1,05 mm x 1,05 mm. Insbesondere wenn aufgrund der Wärmespreizung unterhalb der LED nicht das Kontaktierungsareal als räum ^¬ lich begrenzendes Element genutzt werden kann, weil deren Flächenausdehnung die Größe der chipformigen LED deutlich überschreiten muss, kann lediglich die Lackschicht als räumliche Begrenzung der beim Löten aufschwimmenden chip ^¬ formigen LED eingesetzt werden.

Zur elektrischen Kontaktierung und Fixierung der chipför- migen LEDs auf der Leiterplatte wird üblicherweise ein Lot verwendet. Dies wird soweit erhitzt, dass es schmilzt und eine Art Lot-Kissen bildet, auf dem die chipförmige LED nach dem Absetzen schwimmt, solange bis das Lot nach einem entsprechenden Abkühlungsvorgang wieder erstarrt ist.

Bisher wurde versucht, die Positioniergenauigkeit der LEDs auf der Leiterplatte durch möglichst kleine Schicht ^¬ öffnungen der Lackschicht bzw. möglichst geringe Lotmen ^¬ gen zu erhöhen. Beide Ansätze sind jedoch in ihren Mög- lichkeiten begrenzt, da die Gefahr einer schlechten elektrischen und thermischen Verbindung von den LEDs und der Leiterplatte steigt, indem entweder die chipförmige LED teilweise auf der Lackschicht angeordnet wird oder die Lotmenge zu gering ist. Bei Anwendungen mit einzelnen LEDs könnte eine nachträgliche Justierung des Moduls be ^¬ ziehungsweise der zugehörigen Optik relativ zueinander ein Stück weit Abhilfe schaffen, was allerdings aufwendig und kostenintensiv ist. Außerdem ist dies kaum noch mög ^¬ lich bei Anwendungen wie im Bereich der Effektbeleuch- tung, in denen Module einige 10 LEDs bis über 100 LEDs aufweisen können. Hierbei können dann die Abweichungen zwischen den LEDs nicht mehr nachträglich kompensiert werden .

Dem gegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Leuchtvorrichtung und einen Scheinwerfer zu schaf- fen, die vorrichtungstechnisch einfach und kostengünstig ausgestaltet sind und eine hohe Effizienz und/oder weni ^¬ ger störende Artefakte aufweist. Des Weiteren ist es die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen einer Leuchtvorrichtung zu schaffen, das kostengünstig ist und zu einer Leuchtvorrichtung mit einer hohen Effizienz führt .

Die Aufgabe hinsichtlich der Leuchtvorrichtung wird ge ^¬ löst gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1, hinsichtlich des Scheinwerfers gemäß den Merkmalen des Anspruchs 14 und hinsichtlich des Verfahrens gemäß den Merkmalen des Anspruchs 15.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.

Erfindungsgemäß ist eine Leuchtvorrichtung mit einer Lei- terplatte vorgesehen, die ein elektrisch leitfähiges Sub ^¬ strat aufweist. Auf diesem kann zumindest eine Strah ^¬ lungsquelle über eine zwischen der Strahlungsquelle und dem Substrat vorgesehene Lötverbindung befestigt und ins ^¬ besondere elektrisch kontaktiert sein. Die Strahlungs- quelle ist hierbei auf einer Montagefläche des Substrats über die Lötverbindung befestigt. Die Montagefläche kann hierbei zumindest abschnittsweise von einer auf dem Sub ^¬ strat angeordneten Schicht, insbesondere einer Isolati ^¬ onsschicht, und/oder von einer Kante des Substrats be- grenzt sein. Vorteilhafterweise ist zumindest ein Aus- laufraum oder eine Auslaufzone für ein flüssiges Lot aus ^¬ gebildet. Flüssiges Lot tritt bei der Herstellung der Lötverbindung auf. Der zumindest eine Auslaufräum ist dann vorzugsweise mit der Montagefläche über zumindest eine AuslaufÖffnung verbunden. Vorteilhafterweise ist der zumindest eine Auslaufräum und/oder ist/sind die zumin ^¬ dest eine AuslaufÖffnung derart angeordnet und/oder aus ^¬ gestaltet, dass bei der Herstellung der Lötverbindung ei ^¬ ne definierte Positionierung der Strahlungsquelle bezüg- lieh oder an der Schicht und/oder an der Kante durch das Fließen des flüssigen Lots durch die zumindest eine Aus ^¬ lauföffnung in den zumindest einen Auslaufräum erfolgt.

Diese Lösung hat den Vorteil, dass ein Lotauslaufprozess bei der Herstellung der Leuchtvorrichtung gezielt zur Er- höhung einer Positioniergenauigkeit ausgenutzt wird, in ^¬ dem zumindest eine Lot-Auslaufzone derart ausgestaltet wird, dass sich eine Vorzugsrichtung für den Lot- Auslaufprozess ergibt und die Strahlungsquelle entspre ^¬ chend in dieser Vorzugsrichtung verschoben und positio- niert werden kann. Mit dem Auslaufräum kann des Weiteren überschüssiges Lot abfließen, was der Reduktion der Lot ^¬ dicke zugutekommt und somit den thermischen Widerstand als auch die Verkippung der Strahlungsquelle reduziert. Beispielsweise kann beim Auslaufen des Lots in den zumin- dest einen Auslaufraum sich die Strahlungsquelle in Rich ^¬ tung des AuslaufStromes mitbewegen, wobei dies erfin ^¬ dungsgemäß zur Positionierung der Strahlungsquelle ausge ^¬ nutzt wird. Somit führt die erfindungsgemäße Leuchtvor ^¬ richtung vorrichtungstechnisch einfach und kostengünstig zu einer erhöhten Positioniergenauigkeit und damit in ei- ner Applikation zu einer verbesserten Effizienz, sowie einer Reduktion von störenden Artefakten.

Mit Vorteil kann die Schicht zumindest eine Schichtöff ^¬ nung für die zumindest eine Strahlungsquelle aufweisen, wobei die Strahlungsquelle über die Schichtöffnung auf dem Substrat angeordnet sein kann.

Alternativ oder zusätzlich zur Schicht kann das Substrat, wie vorstehend bereits erwähnt, eine Kante haben, die das Substrat umfasst. Das Substrat kann dann inselartig oder halbinselartig auf der Leiterplatte angeordnet sein und von der Kante vollständig oder zumindest abschnittsweise umfasst sein. Beispielsweise ist auch denkbar, dass eine Mehrzahl von Substraten vorgesehen ist, wobei die insel ^¬ artigen Substrate miteinander, beispielsweise über Stege, verbunden sind und somit eine gemeinsame Kante ausbilden.

Es ist denkbar auch mehrere Strahlungsquellen vorzusehen, wobei dann für eine jeweilige Strahlungsquelle zumindest eines Teils der Strahlungsquellen oder aller Strahlungs ^¬ quellen eine jeweilige Montagefläche oder Schichtöffnung vorgesehen sein kann. Sind mehrere Montageflächen oder Schichtöffnungen vorgesehen, so soll die vorstehend und nachstehend erläuterte Ausgestaltung für eine jeweilige Montagefläche oder Schichtöffnung, also auch hinsichtlich Auslaufraum und AuslaufÖffnung, zumindest eines Teils der Montageflächen oder Schichtöffnungen oder aller Montage ^¬ fläche oder Schichtöffnungen vorgesehen sein. Die Strah ^¬ lungsquelle ist vorzugsweise als lichtimitierende Diode (LED) ausgestaltet. Bei der Schicht, die auf dem Substrat angeordnet ist, handelt es sich vorzugsweise um eine Isolationsschicht. Diese ist beispielsweise als Lack aufgebracht.

Mit Vorteil hat die Schicht einen Schichtrand, der die Schichtöffnung begrenzt und der eine Abstützflache oder Anlagefläche für die Strahlungsquelle hat, um diese zu positionieren. Somit kann die Strahlungsquelle nicht nur durch die Anordnung und Ausgestaltung des zumindest einen Auslaufraums und der zumindest einen AuslaufÖffnung defi- niert bewegt werden, sondern sich auch definiert an dem Schichtrand abstützen, um eine genaue Position einzuneh ^¬ men. Die Abstützung erfolgt dabei beispielsweise mittel ^¬ bar über das Lot oder unmittelbar und direkt.

Ist das Substrat von der Kante begrenzt, so kann sich die Strahlungsquelle an der Kante abstützen. Dies wird durch die Benet zungsfähigkeit des Lots erreicht, das nicht über die Kante fließen kann. Somit kann sich die Strahlungs ^¬ quelle ähnlich wie beim oben stehend angeführten Schichtrand an der Kante des Substrats abstützen. In weiterer Ausgestaltung kann der Schichtrand zwei Ab- stützflächen oder die Kante zwei Abstützbereiche aufwei ^¬ sen. Diese können dann derart angeordnet sein, dass damit eine Zentrierung der Strahlungsquelle bei der Herstellung der Lötverbindung ermöglicht ist. Die Strahlungsquelle kann dann in ihrer Verschiebeebene, die sich parallel zum Substrat erstrecken kann, definiert in beiden Raumrich ^¬ tungen positioniert werden. Vorzugsweise ist dann die Verschiebung der Strahlungsquelle so groß, dass diese den Schichtrand oder die Umrandung der lackfreien Zone oder die Kante erreicht und erst von der hier vorhandenen Bar- riere, nämlich der Schicht oder der Kante, gestoppt wird. Dadurch kann die Positioniergenauigkeit auf nahezu die einfache Lacktoleranz verbessert werden.

Im nicht verlöteten Zustand ist die Strahlungsquelle vor- zugsweise frei, d.h. in alle Richtungen etwa parallel zum Substrat, auf der Montagefläche bewegbar.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der zumindest eine Auslaufraum vorrichtungstechnisch einfach in der Schicht ausgebildet. Denkbar wäre auch, dass der Auslauf- räum im Substrat oder an einer anderen Stelle der Leiter ^¬ platte vorgesehen ist. Beispielsweise wäre auch denkbar, dass die AuslaufÖffnung auch durch eine Aussparung oder Bohrung oder Durchgangsbohrung durch die Leiterplatte ge ^¬ bildet ist, wobei dann der Auslaufraum auf einer von der Strahlungsquelle wegweisenden Seite der Leiterplatte vor ^¬ gesehen sein kann.

Ist das Substrat von der Kante begrenzt, so kann vorgese ^¬ hen sein, dass der Auslaufraum einen Teil des Substrats bildet und somit durch eine Oberfläche eines Substratab- Schnitts begrenzt und gebildet sein kann. Der Substratab ^¬ schnitt kann mit einem die Montagefläche aufweisenden Substratabschnitt über eine geometrische Engstelle des Substrats verbunden sein. Diese Engstelle kann dann die AuslaufÖffnung zwischen der Montagefläche und dem Aus- laufräum bilden.

Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Auslauföff ^¬ nung vorrichtungstechnisch einfach in den Schichtrand eingebracht ist. Hierdurch kann diese einfach ausgebildet und ausgestaltet werden. Vorzugsweise sind zumindest zwei AuslaufÖffnungen vorge ^¬ sehen, die derart angeordnet sind, dass die Strahlungs ^¬ quelle in zwei Richtungen mit einer Verschiebekraft, durch das in die AuslaufÖffnungen fließenden Lots, beauf- schlagt ist. Hierdurch kann die Strahlungsquelle in einen Eckbereich der Schichtöffnung oder Montagefläche bei der Herstellung der Lötverbindung bewegt werden. Somit können die Auslaufzonen so angeordnet sein, dass die Strahlungs ^¬ quelle in zwei Richtungen bewegt werden kann und letzt- lieh in einer Ecke der lackfreien Zone oder Montagefläche zum Stillstand kommen kann. Auf diese Weise wird eine bestmögliche Positioniergenauigkeit erreicht.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind eine Mehrzahl von AuslaufÖffnungen vorgesehen, die jeweils mit der Schichtöffnung oder Montagefläche verbunden sind. Diese sind dann vorzugsweise asymmetrisch in Umfangsrichtung der Schichtöffnung oder Montagefläche verteilt und/oder weisen einen unterschiedlichen Öffnungsquerschnitt auf. Hierdurch kann über eine jeweilige AuslaufÖffnung eine Verschiebekraft definiert ausgebildet werden, die dann auf die Strahlungsquelle wirkt. Somit ist eine definierte Positionierbewegung der Strahlungsquelle ermöglicht. Wür ^¬ de dagegen eine symmetrische Anordnung der AuslaufÖffnun ^¬ gen an den Seiten der Schichtöffnung oder Montagefläche vorgesehen sein, die jeweils gleich groß sind, könnte dies dazu führen, dass die Hauptrichtung des fließenden Lots erratisch ist, sodass die Strahlungsquelle in unter ^¬ schiedliche Richtungen bewegt wird, was zu einer Undefi ^¬ nierten Positionierung der Strahlungsquelle führen könn- te. Die Strahlungsquelle würde dann nicht zu einer ge ^¬ wünschten Position bewegt werden, sondern sich undefi- niert lateral verschieben und/oder verdrehen. Durch die asymmetrische Anordnung der AuslaufÖffnungen wird dies vorteilhafterweise vermieden.

Bei der weiteren bevorzugten Ausführungsform können eine Mehrzahl von Auslaufräumen vorgesehen sein, die über eine jeweilige AuslaufÖffnung mit der Schichtöffnung oder Mon ^¬ tagefläche verbunden sind. Die AuslaufÖffnungen können dann asymmetrisch in Umfangsrichtung der Schichtöffnung oder Montagefläche verteilt sein und/oder eine unter- schiedliche Größe aufweisen, um die Fließeigenschaften in Fließrichtung des Lots definiert einzustellen, um eben dann die Strahlungsquelle entsprechend definiert ver ^¬ schieben und positionieren zu können.

Die Schichtöffnung oder Montagefläche oder das Substrat hat beispielsweise einen, insbesondere etwa, rechteckei ^¬ gen oder n-eckigen Querschnitt. Hierdurch kann/können auf einfache Weise beispielsweise eine Abstüt zfläche oder zwei Abstützflächen oder ein Abstützbereich oder zwei Ab ^¬ stüt zbereiche gebildet werden. Vorzugsweise sind dann zwei benachbarte zueinander angewinkelte Randabschnitte des Schichtrands oder der Kante als Abstützflächen oder Abstützbereiche ausgebildet, was zu einer einfachen Zent ^¬ rierung der Strahlungsquelle führt. Denkbar ist auch, ei ^¬ nen anderen Querschnitt, wie beispielsweise einen runden Querschnitt, vorzusehen, da auch hier eine definierte Po ^¬ sitionierung möglich wäre.

Vorzugsweise hat die Strahlungsquelle ein Gehäuse mit ei ^¬ nem, insbesondere etwa, rechteckigen Querschnitt. Dies führt zu einer einfacheren Zentrierung der Strahlungs- quelle. Selbstverständlich ist auch eine andere Form, wie beispielsweise eine runde Form, denkbar und für eine de ^¬ finierte Positionierung geeignet.

Mit Vorteil ist eine, insbesondere eine einzige, Auslauf ^¬ öffnung im Eckbereich der eckigen, insbesondere vierecki- gen, Schichtöffnung oder Montagefläche vorgesehen. Somit kann auf einfache Weise ein asymmetrischer Lotfluss ge ^¬ schaffen werden, der zu einer definierten Positionierung der Strahlungsquelle führt. Vorzugsweise sind die zum Eckbereich benachbarten Randabschnitte des Schichtrands oder der Kante dann als Abstützflachen oder Abstützberei ^¬ che vorgesehen. Somit kann die Strahlungsquelle dann durch Fließen des Lots in den Eckbereich bewegt werden und sich definiert am Schichtrand oder der Kante abstüt ^¬ zen. Alternativ ist denkbar, die, insbesondere einzige, AuslaufÖffnung in einen Randabschnitt der eckigen, insbe ^¬ sondere viereckigen Schichtöffnung oder Montagefläche vorzusehen. Die definierte Positionierung kann dann an dem Randabschnitt oder an, insbesondere zwei, anderen Randabschnitten erfolgen. Die Strahlungsquelle ist dann zumindest bezüglich einer Richtung genau positioniert.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, sind, ins ^¬ besondere genau oder zumindest, zwei AuslaufÖffnungen vorgesehen, die jeweils in einen jeweiligen Randabschnitt des Schichtrands der eckigen, insbesondere viereckigen, Schichtöffnung eingebracht sind oder die sich jeweils von einem jeweiligen Randabschnitt der Kante des eckigen, insbesondere viereckigen, Substrats erstrecken. Die Rand ^¬ abschnitte sind hierbei vorzugsweise benachbart. Die je ^¬ weilige AuslaufÖffnung ist vorzugsweise mit einem jewei- ligen Auslaufräum verbunden. Die Strahlungsquelle kann dann in zwei Richtungen durch ein Fließen des Lots über die beiden AuslaufÖffnungen mit einer Verschiebekraft be ^¬ aufschlagt werden und vorzugsweise in den Eckbereich zwi ^¬ schen den beiden Randabschnitten bewegt und positioniert werden. Die AuslaufÖffnungen sind beispielsweise mittig der Randabschnitte oder versetzt zur Mitte ausgebildet. Sind die AuslaufÖffnungen außermittig angeordnet, so sind sie vorzugsweise aneinander angenähert bzw. hin zum Eck ^¬ bereich angeordnet. Denkbar ist auch, dass zwei oder zu ^¬ mindest zwei AuslaufÖffnungen bei einem von der eckigen Form abweichenden Form der Schichtöffnung oder der Kante vorgesehen sind.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfin ^¬ dung können drei oder vier Randabschnitte des Schichtrands der eckigen, insbesondere viereckigen, Schichtöffnungen oder der Kante des eckigen, insbesondere viereckigen, Substrats jeweils eine AuslaufÖffnung auf ^¬ weisen. Die jeweilige AuslaufÖffnung ist vorzugsweise mit einem jeweiligen Auslaufräum verbunden. Zwei benachbarte AuslaufÖffnungen weisen hierbei vorzugsweise einen größe- ren Querschnitt als die weitere oder die jeweiligen wei ^¬ teren AuslaufÖffnungen auf. Durch den größeren Quer ^¬ schnitt ist eine erhöhte Fließgeschwindigkeit des Lots und eine erhöhte Durchflussmenge des Lots erreicht, womit die auf die Strahlungsquelle wirkenden Verschiebekräfte zur Positionierung der Strahlungsquelle erhöht sind. Die durch die kleineren AuslaufÖffnungen oder durch die klei ^¬ nere AuslaufÖffnung entstehenden Kraft oder Kräfte können für die Stabilisierung der Strahlungsquelle eingesetzt werden, um beispielsweise ein Verkanten der Strahlungs- quelle zu verhindern. Außerdem kann durch die zusätzli ^¬ chen AuslaufÖffnungen eine größere Lotmenge abfließen, wodurch insgesamt eine Lotdicke vorteilhafterweise bei Bedarf verringert werden kann. Zwei benachbarte Auslauf ^¬ räume weisen bei dieser Ausführungsform vorzugsweise ei ^¬ nen größeren Querschnitt als der weitere Auslaufraum oder die jeweiligen weiteren Auslaufräume auf. Somit kann mehr Lot in diese größeren Auslaufräume einströmen und die Strahlungsquelle somit länger mit einer Verschiebekraft in diese Richtung beaufschlagt werden, was letztendlich zur gewünschten Positionierung der Strahlungsquelle führt. Da drei oder vier Auslaufräume vorgesehen sind, kann dennoch eine große Menge an Lot abgeführt werden. Denkbar ist auch, dass die AuslaufÖffnungen bei einem von der eckigen Form abweichenden Form der Schichtöffnung o- der Kante vorgesehen sind. Der Auslaufraum oder zumindest ein Auslaufraum oder zu ^¬ mindest ein Teil der Auslaufräume oder alle Auslaufräume, zu dem oder zu denen die Strahlungsquelle definiert be ^¬ wegt ist, können in einer Richtung weg von der Schicht ^¬ öffnung oder von der Montagefläche verbreitert sein. Durch diese Aufweitung ist der Strömungswiderstand nach der AuslaufÖffnung geringer als in der AuslaufÖffnung . Denkbar ist auch, dass sich der Auslaufraum oder die Aus ^¬ laufräume, zu dem oder zu denen die Strahlungsquelle de ^¬ finiert bewegt ist, in einer Richtung weg von der Schichtöffnung oder der Montagefläche verjüngen. Hier ^¬ durch kann eine platzsparende Ausgestaltung des Auslauf ^¬ raums oder der Auslaufräume ausgebildet werden.

Vorzugsweise weist das Lot für die Lotverbindung eine vergleichsweise geringe Viskosität auf, was ein Fließen des Lots in den Auslaufraum oder die Auslaufräume verbes- sert . Vorzugsweise hat hierbei das Lot Viskositätsverrin- gernde Zusätze, die diesem beigemischt werden können.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zumindest ein Teil der Oberfläche, die vom Lot benetzt ist oder über die das Lot fließt, vergleichsweise glatt ist. Jedoch kann eine Fließgeschwindigkeit des Lots erhöht werden, was für die Verschiebung der Strahlungs ^¬ quelle vorteilhaft ist. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Oberfläche, insbesondere das Substrat, die vom Lot benetzt ist oder über die das Lot fließt, zumin ^¬ dest abschnittsweise mit einem Material beschichtet ist, das zu einer Erhöhung der Benetzbarkeit führt. Insbeson ^¬ dere kann vorgesehen sein, dass die Oberfläche in einem Auslaufraum oder mehreren oder allen Auslaufräumen zumin- dest abschnittsweise mit dem Material beschichtet ist.

Das Substrat ist vorzugsweise aus Kupfer gebildet, was zu einer hohen elektrischen Leitfähigkeit führt. Auf das Substrat zumindest auf Seiten der Strahlungsquelle kann beispielsweise zusätzlich eine Schicht aufgebracht oder eingebracht oder ausgebildet sein. Bei dieser handelt es sich beispielsweise um eine zinnhaltige und/oder silber ^¬ haltige und/oder goldhaltige Schicht und/oder um eine ENEPIG-Schicht (Electroless Nickel Electroless Palladium Immersion Gold-Schicht) Die Strahlungsquelle ist beispielsweise mit einem Kontak- tierungsfeld oder Kupferpad des Substrats verlötet. Die ^¬ ses kann größer oder gleich groß wie die Schichtöffnung oder die Montagefläche sein. Die Schichtöffnung ist dabei vorzugsweise vollständig oberhalb des Kontaktierungsfelds angeordnet oder umgreift das Kontaktierungsfeld . Dies führt zu einer sicheren Kontaktierung der Strahlungsquel ^¬ le.

Vorzugsweise ist die Leuchtvorrichtung Teil eines Schein ^¬ werfers. Dieser kann insbesondere für eine Effektbeleuch- tung eingesetzt sein. In diesem Bereich sind hohe Effizi ^¬ enzen erforderlich, weswegen ein Einsatz der erfindungs ^¬ gemäßen Leuchtvorrichtung in diesem Bereich besonders be ^¬ vorzugt ist .

Alternativ ist denkbar, den Scheinwerfer oder die Leucht- Vorrichtung für Entertainmentbeleuchtungen, Architain- mentbeleuchtungen, Allgemeinbeleuchtungen, medizinische und therapeutische Beleuchtungen, Beleuchtungen für den Gartenbau oder für Beleuchtungen in der Fahrzeugtechnik einzuset zen . Eine Licht emittierende Diode (LED) oder Leuchtdiode kann in Form mindestens einer einzeln gehäusten LED oder in Form mindestens eines LED-Chips, der eine oder mehrere Leuchtdioden aufweist, vorliegen. Es können mehrere LED- Chips auf einem gemeinsamen Substrat ("Submount") mon- tiert sein und eine LED bilden oder einzeln oder gemein ^¬ sam beispielsweise auf einer Platine (z.B. FR4, Metall ^¬ kernplatine, etc.) befestigt sein ("CoB" = Chip on Board) . Die mindestens eine LED kann mit mindestens einer eigenen und/oder gemeinsamen Optik zur Strahlführung aus- gerüstet sein, beispielsweise mit mindestens einer Fres- nel-Linse oder einem Kollimator. Anstelle oder zusätzlich zu anorganischen LEDs, beispielsweise auf Basis von AlInGaN oder InGaN oder AlInGaP, sind allgemein auch or ^¬ ganische LEDs (OLEDs, z.B. Polymer-OLEDs ) einsetzbar. Die LED-Chips können direkt emittierend sein oder einen vor- gelagerten Leuchtstoff aufweisen. Alternativ kann die lichtemittierende Komponente eine Laserdiode oder eine Laserdiodenanordnung sein. Denkbar ist auch eine OLED- LeuchtSchicht oder mehrere OLED-Leuchtschichten oder ei- nen OLED-Leuchtbereich vorzusehen. Die Emissionswellen ^¬ längen der lichtemittierenden Komponenten können im ult ^¬ ravioletten, sichtbaren oder infraroten Spektralbereich liegen. Die lichtemittierenden Komponenten können zusätz ^¬ lich mit einem eigenen Konverter ausgestattet sein. Be- vorzugt emittieren die LED-Chips weißes Licht im genorm ^¬ ten ECE-Weißfeld der Automobilindustrie, beispielsweise realisiert durch einen blauen Emitter und einen gelb/grünen Konverter.

Der Begriff „etwa" kann beispielweise bedeuten, dass eine Abweichung in den fachüblichen Toleranzen oder von bis zu 5% vorhanden sein kann.

Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zum Herstellen einer Leuchtvorrichtung gemäß einem oder mehrerer der vorherge ^¬ henden Aspekte vorgesehen, dass folgende Schritte aufwei- sen kann:

Anordnung der Strahlungsquelle auf dem Lot in der

Schichtöffnung oder auf der Montagefläche des Sub strats ,

- Erhitzen und Schmelzen des Lots und

Fließen des flüssigen Lots über die zumindest eine

AuslaufÖffnung in dem zumindest einen Auslaufraum, wobei die Strahlungsquelle mitbewegt und definiert positioniert wird. Im festen Zustand ist das Lot vorzugsweise als Lotpaste oder als Lotkissen oder als Lotdepot ausgebildet.

Zum Schmelzen des Lots wird die Temperatur über die Schmelztemperatur hochgefahren, die abhängig vom verwen- deten Lot ist. Das Schmelzen des Lots erfolgt dann auf ^¬ grund der vergleichsweise kleinen Abmessungen quasi homo ^¬ gen im gesamten Lot, womit ein nahezu instantaner fest- flüssig-Übergang erreicht wird.

Das Schmelzen oder Aufschmelzen des Lots erfolgt mit ei- nem Prozess, bei dem thermische Energie in das Lot ein ^¬ bringbar ist. Insbesondere ist hierfür ein Ofen vorgese ^¬ hen .

Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungs ^¬ beispielen näher erläutert werden. Die Figuren zeigen: Fig. 1 bis 3 jeweils in einer Draufsicht einen Ausschnitt einer Leuchtvorrichtung gemäß einem jeweiligen Ausführungsbeispiel ,

Fig. 4a und 4b jeweils in einer Draufsicht einen Aus ^¬ schnitt einer Leuchtvorrichtung gemäß einem weite- ren Ausführungsbeispiel, wobei unterschiedliche

Verfahrensschritte eines erfindungsgenäßen Verfah ^¬ rens zum Herstellen der Leuchtvorrichtung ersicht ^¬ lich sind,

Fig. 5 in einem perspektivischen Längsschnitt die Leucht- Vorrichtung aus Figur 1,

Fig. 6 in einer Draufsicht einen Ausschnitt einer Leucht ^¬ vorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbei ^¬ spiel und Fig. 7 in einem perspektivischen Längsschnitt die Leucht ^¬ vorrichtung aus Fig. 6.

Gemäß Figur 1 ist eine Leuchtvorrichtung 1 dargestellt, die Teil eines Scheinwerfers 2 ist. Diese hat eine Lei- terplatte 4, von der gemäß Figur 1 ein Ausschnitt gezeigt ist, mit einem Substrat 6, das eine Schicht der Leiter ^¬ platte 4 bildet. Das Substrat 6 dient zur elektrischen Kontaktierung einer Strahlungsquelle in Form einer Licht emittierenden Diode (LED) 8. Die chipartige LED 8 ist hierbei auf einer Montagefläche 7 des Substrats 6 mit dem Substrat 6 verlötet. Auf dem Substrat 6 ist eine Schicht in Form einer lackförmigen Isolationsschicht 10 aufge ^¬ bracht. Diese hat eine Schichtöffnung 12, die einen grö ^¬ ßeren Querschnitt als die LED 8 hat, womit die LED 8 im nicht verlöteten Zustand in der Schichtöffnung 12 frei beweglich ist. Die Schichtöffnung 12 führt zu einer Zu ^¬ gänglichkeit zum Substrat 6, damit die LED 8 mit dem Sub ^¬ strat 6 verlötet werden kann. Sowohl die LED 8 als auch die Schichtöffnung 12 weisen einen, insbesondere etwa, rechteckförmigen Querschnitt auf. Die Schichtöffnung 12 hat somit einen viereckigen Schichtrand 14. In einem Eck ^¬ bereich 16 des Schichtrands 14 ist eine AuslaufÖffnung 18 eingebracht. Über diese ist ein Auslaufräum 20, der in der Isolationsschicht 10 ausgebildet ist, mit der Schichtöffnung 12 verbunden.

Bei der Herstellung der Leuchtvorrichtung 1 wird die LED 8 auf einem festen Lot 21 angeordnet. Nach dem Schmelzen des Lots fließt dieses dann über die AuslaufÖffnung 18 in den Auslaufraum 20, womit eine Fließrichtung 22 erreicht wird. Durch das fließende Lot 21 wird die LED 8 in einer Bewegungsrichtung 24 bewegt, die etwa mit der Fließrich- tung 22 übereinstimmt und in den Eckbereich weist. Die LED 8 wird somit von dem Lot 21 in den Eckbereich 16 ge ^¬ zogen. Eine Verschiebebewegung der LED 8 wird dann durch den Schichtrand 14 begrenzt. Dieser bildet dabei zwei sich von der AuslaufÖffnung 18 weg erstreckende Abstütz- flächen 26, 28 aus, an denen sich die quaderförmige LED 8 definiert abstützt und zentriert wird. Die Abstützung er ^¬ folgt hierbei direkt oder über das Lot 21 zwischen den Abstützflächen 26, 28 und der LED 8. Somit ist gemäß Figur 1 eine lackfreie Zone in Form der Schichtöffnung 12 geschaffen, die mit einem asymmetrisch angeordneten lackfreien Auslaufräum 20 verbunden ist. So ^¬ mit kann ein Lotfluss in eine bestimmte Vorzugsrichtung erfolgen, und die LED 8 bis an die Ränder der lackfreien Zone bewegt werden.

Gemäß 2 sind im Unterschied zur Figur 1 zwei Auslaufräume 30, 32 vorgesehen. Diese sind jeweils über eine Auslauf ^¬ öffnung 34, 36 mit der Schichtöffnung 12 verbunden. Eine jeweilige AuslaufÖffnung 34, 36 ist dabei in eine jewei- lige Abstützfläche 26, 28 der Schichtrands 14 einge ^¬ bracht. Die Abstützflächen 26, 28 sind hierbei, insbeson ^¬ dere rechtwinklig zueinander, angewinkelt.

Bei der Herstellung der Leuchtvorrichtung 1 gemäß Figur 2 fließt Lot 21 in einen jeweiligen Auslaufräum 30 und 32. Das Lot 21, das in den Auslaufraum 30 fließt, hat eine erste Bewegungsrichtung 38 und das Lot 21, das in den zweiten Auslaufraum 32 fließt, hat eine Bewegungsrichtung 40. Die Bewegungsrichtung 24 der LED 8 setzt sich dann vektoriell aus diesen beiden Bewegungsrichtunten 38 und 40 zusammen, die etwa senkrecht zueinander angeordnet sind. Somit wird die LED 8 auch gemäß Figur 2 in einen Eckbereich bewegt bis die LED 8 sich an den Abstützflä- chen 26 und 28 abstützt.

Figur 3 zeigt die Leuchtvorrichtung 1, bei der im Unter- schied zu den vorhergehenden Ausführungsformen vier Aus ^¬ laufräume 30, 32, 42 und 44 vorgesehen sind. Ein jeweili ^¬ ger Auslaufraum 30, 32, 42 und 44 ist hierbei in eine je ^¬ weilige Schichtseite des Schichtrands 14 eingebracht. Die Ausgestaltung und Anordnung der Auslaufräume 30 und 32 mit ihren AuslaufÖffnungen 34, 36 entspricht hierbei den ^¬ jenigen aus Figur 2. Der Auslaufräum 42 ist dagegen klei ^¬ ner als die Auslaufräume 30 und 32 ausgebildet. Er liegt hierbei dem Auslaufräum 30 gegenüber. Seine AuslaufÖff ^¬ nung 46 ist ebenfalls kleiner als die AuslaufÖffnungen 34, 36. Der Auslaufräum 44, der gegenüberliegend vom Aus ^¬ laufraum 32 angeordnet ist, ist noch kleiner als der be ^¬ reits kleinere Auslaufräum 42. Des Weiteren ist seine AuslaufÖffnung 48 ebenfalls kleiner als die Auslauföff ^¬ nung 46. Durch die Größe der Auslaufräume 30, 32, 42 und 44 kann die maximale Lotmenge eingestellt werden, die da ^¬ rin eingebracht werden kann. Durch die Größe der Auslauf ^¬ öffnungen 34, 36, 46 und 48 ist des Weiteren ein Lotmen ^¬ genstrom einstellbar. Durch die größeren AuslaufÖffnungen 34 und 36 und die größeren Auslaufräume 30 und 32 fließt somit mehr Lot 21 in kürzerer Zeit in die Auslaufräume 30 und 32 im Vergleich zu den Auslaufräumen 42 und 44. Somit wird die LED 8 in die Bewegungsrichtung 24 bewegt, obwohl Kräfte entgegenwirken, die durch Fließen von Lot in die Auslaufräume 42 und 44 ausgebildet werden. Diese Kräfte sind allerdings kleiner als die durch das Fließen des Lots 21 in die Auslaufräume 30 und 32 auf die LED 8 wir- kenden Kräfte. Die kleineren Kräfte dienen zur Stabili ^¬ sierung der Bewegung der LED 8. Des Weiteren führen die zusätzlichen Auslaufräume 42 und 44 zu einem gleichmäßi ^¬ geren Abfließen des Lots aus der Schichtöffnung 14. Des Weiteren kann durch die Vielzahl von Auslaufräumen 30, 32, 42 und 4 die Menge des weg fließenden Lots erhöht werden .

Gemäß Figur 4a ist die LED 8 in einem Zustand darge ^¬ stellt, in dem die LED 8 in einem Pick & Place Prozess in der Substratebene gegenüber dem Schichtrand 14 um einen unerwünschten Winkel von etwa 15° verdreht abgesetzt wur ^¬ de. In Figur 4b ist dann ein Zustand gezeigt, bei dem Lot 21 in die Auslaufräume 30 und 32 geflossen ist, womit insgesamt die LED 8 in den Eckbereich bewegt ist und nach automatischer Zentrierung über die zielgerichtete Bewe ^¬ gung gegen die beiden an die Auslaufräume 30 und 32 an ^¬ grenzenden Abstützflächen sich an dem Schichtrand 14 ab ^¬ stützt. Hierdurch ist die LED 8 nun wie gewünscht paral ^¬ lel zu den den Abstützflächen ausgerichtet. Die LED 8 wurde somit um den oben erwähnten Winkel von etwa 15° ge ^¬ dreht .

Figur 5 zeigt vereinfacht in einem perspektivischen Längsschnitt einen Ausschnitt der Leuchtvorrichtung 1 aus Figur 1. Wie vorstehend erläutert ist auf der Leiterplat- te 4 das Substrat 6 angeordnet. Auf diesem ist die Schicht 10 mit der Schichtöffnung 12 vorgesehen. Über die Schichtöffnung 12 ist die LED 8 auf dem Substrat 6 mit dem Lot 21 befestigt. In Figur 5 ist die Abstüt zfläche 26 als eine zum Substrat 6 etwa senkrecht ausgebildete Flä- che eingezeichnet. Es ist auch denkbar, dass die Abstütz- fläche kurvenartig ausgebildet ist, also beispielsweise als Fläche, die sich ausgehend von dem Substrat 6 in ei ^¬ ner Richtung weg von der LED 8 kurvenartig erstreckt. Zum Positionieren stützt sich die LED 8 über das Lot 21 oder direkt an der Abstüt zflache 26 ab. In Figur 6 ist eine weitere Leuchtvorrichtung 50 gezeigt. Im Unterschied zu den oben stehend erläuterten Ausfüh ^¬ rungsformen ist hierbei keine Lackschicht vorgesehen. Stattdessen ist auf der Leiterplatte 4 ein Substrat 52 mit einer Kante 54 festgelegt. Das Substrat 52 ist hier- bei inselartig ausgebildet, wobei dann die Kante 54 voll ^¬ ständig umlaufend ausgebildet ist. Das Substrat 52 hat eine Montagefläche 56 auf der die LED 8 über ein Lot an ^¬ geordnet ist, wobei die Montagefläche 56 von der Kante 54 begrenzt ist. Von einem Eckbereich der viereckigen Monta- gefläche 56 aus erstreckt sich eine AuslaufÖffnung 58, die mit einem Auslaufräum 60 verbunden ist. Sowohl die AuslaufÖffnung, als auch der Auslaufraum 60 sind Teil des Substrats 52 und von der Kante 54 umfasst. Die Auslauf ^¬ öffnung 58 ist durch eine geometrische Verengung des Sub- strats zwischen dem Bereich mit dem Auslaufraum 60 und der Montagefläche 56 gebildet. Der Auslaufräum 60 ist durch einen Oberflächenabschnitt des Substrats 52 ausge ^¬ bildet. Bei der Herstellung fließt dann das flüssige Lot in den Auslaufraum 60, womit die LED 8 entsprechend der Figur 1 in den Eckbereich der Montagefläche 56 bewegt wird, bis sich die LED 8 an der Kante 54 über das Lot ab ^¬ stützt und nicht mehr weiter bewegt wird. Alternativ kann das Substrat mit einem Auslaufraum oder mehreren Auslauf ^¬ räumen und einer AuslaufÖffnung oder mehreren Auslauföff- nungen geometrisch entsprechend wie in den Figuren 2 und 3 gezeigt ausgebildet sein. Figur 7 zeigt im perspektivischen Längsschnitt einen Aus ^¬ schnitt der Leuchtvorrichtung 50 aus Figur 6. Hierbei sind die Leiterplatte 4, das Substrat 52 und die LED 8 erkennbar, die über das Lot 21 auf dem Substrat 52 ange ^¬ ordnet ist. Das Lot 21 kann hierbei nicht über die Kante 54 fließen, weswegen sich die LED 8 an der Kante 54 über das Lot 21 abstützen und eine definierte Position einneh ^¬ men kann.

Offenbart ist eine Leuchtvorrichtung mit einer Leiter ^¬ platte. Diese hat einen oder mehrere leitfähige Abschnit ^¬ te. Auf einem leitfähigen Abschnitt ist eine Licht emit ^¬ tierende Diode (LED) über eine Lötverbindung elektrisch kontaktiert und befestigt. Des Weiteren weist die Leiter ^¬ platte eine lackförmige Isolationsschicht auf und/oder der leitfähige Abschnitt hat eine Kante. Der Befesti ^¬ gungsbereich der LED ist über eine AuslaufÖffnung mit ei ^¬ nem Auslaufraum verbunden, damit bei der Herstellung ge ^¬ schmolzenes Lot definiert abfließen kann. Die Anordnung und/oder Ausgestaltung der AuslaufÖffnung erfolgt hierbei derart, dass eine bevorzugte Bewegungsrichtung der LED ausgebildet wird, um diese definiert zu positionieren.

BEZUGSZEICHENLISTE

Leucht orrichtung 1; 50

Scheinwerfer 2

Leiterplatte 4

Substrat 6; 52

Montagefläche 7; 56

LED

IsolationsSchicht 10

Schichtöffnung 12

Schichtrand 14

Eckbereich 16

AuslaufÖffnung 18; 34, 36; 46, 48;

Lot 21

Auslaufraum 20; 30, 32; 42, 44;

Fließrichtung 22

Bewegungsrichtung 24; 38, 40

Abstütz fläche 26, 28

Kante 54