(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
オプトエレクトロニクスモジュール（１００）であって、
電磁放射を放出する目的で設けられている少なくとも１つの半導体チップ（１０）と、
少なくとも１つの保持装置（２０）と、
前記オプトエレクトロニクスモジュール（１００）の光学パラメータまたは電子パラメータに関する情報を担持しており、前記保持装置（２０）によって所定の位置に固定されており、表面実装可能なデバイスの形態である、少なくとも１つの符号化要素（５０）と、
を備え、
前記保持装置（２０）が、凹部（２１）を構成し、
前記符号化要素（５０）が、前記凹部（２１）の中に配置され、前記保持装置（２０）により少なくとも一部分を包み込まれた状態で、前記保持装置（２０）によってフォームロックにより前記凹部（２１）に固定されており、これにより、前記保持装置（２０）が、前記符号化要素（５０）の保護装置としてさらに機能し、
前記オプトエレクトロニクスモジュール（１００）が、前記保持装置（２０）の前記凹部（２１）の中に配置されている少なくとも２つの電気接触要素（２２ａ，２２ｂ）に導電接続し、かつ、制御ユニットの端子に導電接続することができる、電気導体トラック（４１ａ，４１ｂ）を備えており、これにより、前記制御ユニットが、前記符号化要素（５０）によって提供される情報を前記電気導体トラック（４１ａ，４１ｂ）を介して取得することができ、
前記符号化要素（５０）が、前記保持装置（２０）の前記電気接触要素（２２ａ，２２ｂ）に電気的に接触する少なくとも２つの電気接触面（５１ａ，５１ｂ）を有する、オプトエレクトロニクスモジュール（１００）。
【請求項２】
前記オプトエレクトロニクスモジュール（１００）がキャリア要素をさらに備えており、前記凹部（２１）が、前記キャリア要素の上に形成されている、
請求項１に記載のオプトエレクトロニクスモジュール（１００）。
【請求項３】
前記凹部（２１）が、前記オプトエレクトロニクスモジュール（１００）の前記キャリア要素に取り付けられた、プラグイン要素、またはプラグインコネクタ（４０）に形成されている、
請求項１に記載のオプトエレクトロニクスモジュール（１００）。
【請求項４】
前記保持装置（２０）が、前記符号化要素（５０）を不可逆的に固定するように構成されている、
請求項１から請求項３のいずれかに記載のオプトエレクトロニクスモジュール（１００）。
【請求項５】
前記保持装置（２０）が、ロック位置と受け入れ位置との間で可動である少なくとも１つのロック装置（２３ａ，２３ｂ）を備えており、前記受け入れ位置においては、前記符号化要素（５０）を挿入方向（２４）に沿って前記保持装置（２０）の内側の固定位置（２５）の方に移動させることができ、前記ロック位置においては、前記ロック装置（２３ａ，２３ｂ）が、前記符号化要素（５０）を少なくとも一部分において前記固定位置（２５）に固定するようにされている、
請求項１から請求項４のいずれかに記載のオプトエレクトロニクスモジュール（１００）。
【請求項６】
前記ロック装置（２３ａ，２３ｂ）が、弾性材料からなる少なくとも１つのロック要素を備えており、前記ロック要素が、移動によって弾性的に変形する結果として、前記符号化要素（５０）を前記挿入方向（２４）に沿って前記固定位置（２５）の方に移動させることができるようにされており、さらに、前記ロック要素が、前記符号化要素（５０）の前記固定位置（２５）に達した時点で、元の形状をとり、それによって前記符号化要素（５０）を所定の位置に固定するようにされている、
請求項５に記載のオプトエレクトロニクスモジュール（１００）。
【請求項７】
前記ロック要素が、舌（２３ａ，２３ｂ）の形であり、前記ロック要素が、前記ロック位置においては前記挿入方向（２４）に対して３０゜未満の鋭角を形成しており、前記保持装置（２０）の側方内壁（２６ａ，２６ｂ）から突き出している、
請求項６に記載のオプトエレクトロニクスモジュール（１００）。
【請求項８】
前記凹部（２１）の上に前記保持装置（２０）のカバー要素（２８）を配置しており、これにより、前記符号化要素（５０）が、一方で前記凹部（２１）の側方内壁（２６ａ，２６ｂ）によって、他方で前記カバー要素（２８）および前記凹部（２１）の底面（２７）によって、フォームロックにより固定され、これにより、前記保持装置（２０）が、前記符号化要素（５０）を完全に包み込む、
請求項１から請求項４のいずれかに記載のオプトエレクトロニクスモジュール（１００）。
【請求項９】
前記符号化要素（５０）が、前記オプトエレクトロニクスモジュール（１００）の光学パラメータまたは電子パラメータに対応する抵抗値を有する抵抗器、または、前記オプトエレクトロニクスモジュール（１００）の光学パラメータまたは電子パラメータに対応するキャパシタンスを有するキャパシタ、または、前記オプトエレクトロニクスモジュール（１００）の光学パラメータまたは電子パラメータに対応するデジタル値が格納されるメモリユニット、のうちの少なくとも１つを備えている、
請求項１から請求項７のいずれかに記載のオプトエレクトロニクスモジュール（１００）。
【請求項１０】
照明装置であって、
請求項１から請求項９のいずれかに記載のオプトエレクトロニクスモジュール（１００）と、前記オプトエレクトロニクスモジュール（１００）を駆動するための前記制御ユニットとを備え、前記符号化要素（５０）によって提供される情報を、前記制御ユニットが、前記電気導体トラック（４１ａ，４１ｂ）を介して取得することができる、
照明装置。
【請求項１１】
オプトエレクトロニクスモジュール（１００）を製造するプロセスであって、
ａ）  電磁放射を放出する目的で設けられる少なくとも１つの半導体チップ（１０）を有するオプトエレクトロニクスモジュール（１００）を作製するステップと、
ｂ）  前記オプトエレクトロニクスモジュール（１００）の光学パラメータまたは電子パラメータを測定するステップと、
ｃ）  符号化要素（５０）を作製するステップであって、前記符号化要素（５０）が、前記オプトエレクトロニクスモジュール（１００）の前記光学パラメータまたは前記電子パラメータに関する情報を担持する、ステップと、
ｄ）  前記符号化要素（５０）を前記オプトエレクトロニクスモジュール（１００）の所定の位置に固定するステップと、
を有する、プロセス。
【請求項１２】
ステップａ）において、請求項５から請求項７のいずれかに記載のオプトエレクトロニクスモジュール（１００）が作製され、ステップｄ）において、前記符号化要素（５０）が、前記挿入方向（２４）に沿って前記固定位置（２５）に挿入される、または押し込まれる、
請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１３】
前記符号化要素（５０）を固定した後、加熱されたスタンプ（６０）を、前記凹部（２１）を含む領域において前記オプトエレクトロニクスモジュール（１００）の表面に押し付け、したがって、変形領域（２９）において材料が塑性変形し、これにより、前記保持装置（２０）が、前記符号化要素（５０）を完全に包み込む、
請求項１１または請求項１２に記載のプロセス。
【請求項１４】
オプトエレクトロニクスモジュール（１００）を製造するプロセスであって、
ａ） 電磁放射を放出する目的で設けられる少なくとも１つの半導体チップ（１０）を有するオプトエレクトロニクスモジュール（１００）を作製するステップと、
ｂ） 前記オプトエレクトロニクスモジュール（１００）の光学パラメータまたは電子パラメータを測定するステップと、
ｃ） 表面実装可能なデバイスの形における、２つの電気接触面（５１ａ，５１ｂ）を有する符号化要素（５０）を作製するステップであって、前記符号化要素（５０）が、前記オプトエレクトロニクスモジュール（１００）の前記光学パラメータまたは前記電子パラメータに関する情報を担持する、ステップと、
ｄ） 前記符号化要素（５０）を前記オプトエレクトロニクスモジュール（１００）の所定の位置に固定するステップと、
を有し、
前記オプトエレクトロニクスモジュール（１００）が、凹部（２１）および前記凹部（２１）の底部（２７）に配置された電気接触要素（２２ａ，２２ｂ）を有する保持装置（２０）を備え、固定位置において、前記符号化要素（５０）の前記２つの電気接触面（５１ａ，５１ｂ）が、前記凹部（２１）の中の前記電気接触要素（２２ａ，２２ｂ）の上に載る、プロセス。
【請求項１５】
ステップａ）〜ステップｄ）の少なくとも１つが、少なくとも部分的に、対象物を持ち上げて移動させ所定の位置に置くピックアンドプレイス機械において実施される、
請求項１４に記載のプロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
オプトエレクトロニクスモジュールと、本発明によるオプトエレクトロニクスモジュールを備えた照明装置とを開示する。さらに、オプトエレクトロニクスモジュールの製造プロセスを開示する。
【背景技術】
【０００２】
１つのタイプおよび１つの製造会社の放射放出オプトエレクトロニクス半導体デバイスにおいては、製造プロセスによって、放出される光の明るさや色位置に関して違いが生じることがあり、このため半導体デバイスの分類（「ビニング」）を行う必要が生じる。多くの用途においては、オプトエレクトロニクス半導体デバイスを駆動するために使用される制御ユニットが、分類に関する情報を取得できることが必要である。
【０００３】
例として、自動車のヘッドライトに取り付けられる発光ダイオードモジュールが挙げられる。事故の後、ヘッドライトに関連付けられる制御ユニットが依然として動作する場合、ヘッドライトを交換する必要が生じることがある。交換用のヘッドライトは、もともと使用されていたヘッドライトと比較して、明るさに関して大きくは異なっていないことが重要であるため、光制御ユニットは、新たに取り付けられる発光ダイオードモジュールの明るさに関する情報を取得できるようにされていなければならない。
【０００４】
この問題の数多くの解決策が従来技術から公知である。１つの解決策は、発光ダイオードチップを担持している回路基板の上に、発光ダイオードモジュールの明るさを表す抵抗値を有する１つまたは複数の抵抗器（いわゆるビニング抵抗器）をはんだ付けすることである。既存の発光ダイオードモジュールが新しいものと交換される場合、光制御ユニットは、抵抗を求め、生成される光の明るさが、もともと使用されていた発光ダイオードモジュールの明るさに一致するように、例えばパルス幅変調によって発光ダイオードモジュールを動作させることができる。この解決策の欠点として、追加のはんだ付けプロセスによって、発光ダイオードモジュールの特定の部品が損傷することがある。
【０００５】
別の解決策は、回路基板にすでに設けられている抵抗器のサイズを、例えばレーザトリミングによって後から修正することである。この解決策の欠点として、抵抗値を正確に調整する目的で、追加の装置が利用できる必要がある。しかしながら、すでに存在している抵抗器が電気パルスによって破壊された場合、対応する追加の接点を設ける必要がある。全体として、これにより装置に関する相当なコストがかかる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の１つの課題は、自身の光学パラメータに関する情報を経済的かつ簡単な技術的手段によって適用することのできるオプトエレクトロニクスモジュールを開示することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は、請求項１によるオプトエレクトロニクスモジュールによって解決される。
【０００８】
解決すべきさらなる課題は、オプトエレクトロニクスモジュールを製造することである。
【０００９】
この課題は、請求項１３によるプロセスによって解決される。
【００１０】
本オプトエレクトロニクスモジュールおよび本プロセスの有利な構造形態および発展形態は、それぞれの従属請求項に開示されている。
【００１１】
好ましい実施形態によると、本オプトエレクトロニクスモジュールは、電磁放射を放出する目的で設けられている少なくとも１つの半導体デバイスと、オプトエレクトロニクスモジュールの少なくとも１つの光学パラメータまたは電子パラメータを符号化するデバイス（コンポーネント）を所定の位置に固定するようにされている少なくとも１つの保持装置と、を備えている。
【００１２】
半導体デバイスは、例えば、レーザダイオード、レーザダイオードチップ、発光ダイオード、または発光ダイオードチップである。
【００１３】
保持装置は、デバイスを不可逆的に固定するようにされていることが好ましい。すなわち、デバイスは、ほとんど、またはまったく力を印加することなく保持装置の中に挿入されるようにされており、しかしながら、デバイスを保持装置から取り外すためには、相当な大きさの力を印加するか、保持装置を破壊するしかない。
【００１４】
さらに、保持装置は、０．４〜７．３ｍｍの範囲内、特に１．５〜２．５ｍｍの範囲内の第１の辺長と、０．２〜６．１ｍｍの範囲内、特に０．５〜１．５ｍｍの範囲内の第２の辺長と、０．１〜４ｍｍの範囲内、特に０．５〜１．５ｍｍの範囲内の第３の辺長とを有する、すなわち、ＳＭＤデバイス（ＳＭＤ＝「表面実装可能なデバイス」）の最小および最大の可能な形にそれぞれ対応する長さの間の範囲内である、平行六面体の形におけるデバイス（コンポーネント）を、所定の位置に固定するようにされていることが好ましい。
【００１５】
さらに、保持装置は、保持装置の中に固定されるデバイスの少なくとも一部分を包み込む保護装置の形であることが好ましい。
【００１６】
保持装置によって、追加のはんだ付けプロセスの必要なしに、または、追加の装置を使用することが要求される、オプトエレクトロニクスモジュールの何らかの別の種類の操作の必要なしに、オプトエレクトロニクスモジュールの特性を符号化するデバイスを中に挿入することが可能になる。少なくとも一実施形態によると、本オプトエレクトロニクスモジュールは、キャリア要素をさらに備えている。保持装置は、キャリア要素に、あるいはキャリア要素に取り付けられているプラグイン要素またはプラグインコネクタに、配置されている。
【００１７】
特に、保持装置は、少なくとも一部分が、キャリア要素、プラグイン要素、またはプラグインコネクタにおける凹部によって形成されている。
【００１８】
本オプトエレクトロニクスモジュールは、少なくとも２本の電気導体トラックをさらに備えていることができ、これらの電気導体トラックは、制御ユニットの端子に導電接続されるようにされており、かつ、保持装置の中に配置されている少なくとも２つの電気接触要素に導電接続している。２本の電気導体トラックによって、制御ユニットとの電気接続を形成することが可能であり、制御ユニットは、オプトエレクトロニクスモジュールの光学パラメータまたは電子パラメータに関する情報を、この電気接続を介して取得することができる。本オプトエレクトロニクスモジュールの好ましい実施形態によると、保持装置は、ロック位置と受け入れ位置との間で可動である少なくとも１つのロック装置を備えている。受け入れ位置においては、デバイス（コンポーネント）を挿入方向に沿って保持装置の内側の固定位置の方に移動させることができる。しかしながら、ロック位置においては、ロック装置は、デバイスを少なくとも一部分において固定位置に固定するようにされている。すなわち、ロック位置においては、少なくとも一方向に関してデバイスを固定位置に固定するようにロック装置を構成することができ、他の方向に関しては、保持装置の別の部分によって固定される。しかしながら、ロック装置がデバイスを固定位置に完全に固定することも、等しく可能である。
【００１９】
好ましい発展形態においては、ロック装置は、弾性材料からなる少なくとも１つのロック要素を備えている。ロック要素は、デバイスを挿入方向に沿って固定位置の方に移動させることができるようにされている。このことは、移動することによってロック要素が弾性的に変形する結果として起こる。さらに、ロック要素は、デバイスの固定位置に達した時点で、元の形状をとる、または元の形状に比較的近い形状をとり、それによってデバイスを所定の位置に固定するようにされている。
【００２０】
このような配置構造の結果として、自動的に閉じるメカニズムが提供される。デバイスが移動する結果として（この移動は挿入方向に沿って行われ、固定位置で終了する）、弾性材料からなるロック要素が曲がり、その元の形状（ロック装置のロック位置に相当する）から、ロック装置の受け入れ位置に相当する形状に変化する。デバイスの固定位置に達すると、ロック要素は、弾性的復元力の作用下でロック位置に戻り、ロック位置では、ロック要素は元の形状、または元の形状に比較的近い形状をとる。
【００２１】
ロック要素は、舌の形であることが好ましく、ロック要素は、ロック位置においては挿入方向に対して３０゜未満の鋭角を形成しており、保持装置の側方内壁から突き出している。
【００２２】
さらなる好ましい実施形態によると、本オプトエレクトロニクスモジュールは、少なくとも１つの符号化要素をさらに備えており、この符号化要素は、オプトエレクトロニクスモジュールの光学パラメータまたは電子パラメータに関する情報を担持しており、保持装置によって所定の位置に固定されている。
【００２３】
オプトエレクトロニクスモジュールの光学パラメータまたは電子パラメータは、例えば、半導体デバイスによって放出される電磁放射の明るさや色位置である。このようなパラメータは、公称パラメータまたは初期パラメータであることが好ましく、一般にその値は、オプトエレクトロニクスモジュールをその意図される位置において実際に動作させる前に、オプトエレクトロニクスモジュールの外側に位置する測定装置を使用して求められる。この目的のため、オプトエレクトロニクスモジュールを実際に動作させる前に、オプトエレクトロニクスモジュール上に配置されている半導体デバイスを、基準電流および基準温度において動作させる。測定装置によって求められる明るさや色位置の値は、符号化要素によってアナログ形式またはデジタル形式で担持される情報の基礎をなす。
【００２４】
色位置に関する情報は、オプトエレクトロニクスモジュールによって放出される放射が１つの波長に限定されないときに有用である。むしろ、放出方向において少なくとも１つの半導体デバイスの下流に配置されている変換要素によって、半導体デバイスによって生成される放射の波長の少なくとも一部分を変換することができる。変換要素は、一般には、半導体デバイスによって放出される放射の少なくとも一部分を吸収し、次いで、半導体デバイスによってもともと放出された放射の波長よりも好ましくは長い波長の放射を放出する。結果として、混合色光（好ましくは白色光）を生成することができる。
【００２５】
さらには、異なる波長の光を放出する少なくとも２つの半導体デバイスを使用し、必要に応じてこれらの光を混合することによって、混合色光を生成することが可能である。
【００２６】
このようにして生成される混合色光の色位置は、所望の色空間に準拠して求めることができ、例えば、ＣＩＥ色空間システムやＤＩＮ色空間システムなどの標準的な色空間システムを使用することが可能である。
【００２７】
本発明の好ましい発展形態においては、保持装置は、カバー要素をさらに備えている。
【００２８】
オプトエレクトロニクスモジュールの光学パラメータまたは電子パラメータに関する情報は、さまざまな方法で符号化要素に格納することができる。オプトエレクトロニクスモジュールを駆動するための制御ユニットは、符号化要素によって提供される情報を送信手段を介して取得できることが好ましい。
【００２９】
この目的のため、符号化要素は、オプトエレクトロニクスモジュールの光学パラメータまたは電子パラメータに対応する抵抗値、またはオプトエレクトロニクスモジュールの光学パラメータまたは電子パラメータに依存する抵抗値を有する抵抗器を備えていることができる。この場合、オプトエレクトロニクスモジュールを駆動するために使用される制御ユニットは、例えば抵抗器にかかる電圧降下を測定することによって、符号化要素の抵抗を求めるようにされている。
【００３０】
さらには、符号化要素は、オプトエレクトロニクスモジュールの光学パラメータまたは電子パラメータに対応するキャパシタンス、またはオプトエレクトロニクスモジュールの光学パラメータまたは電子パラメータに依存するキャパシタンスを有するキャパシタを備えていることができる。この場合、オプトエレクトロニクスモジュールを駆動するために使用される制御ユニットは、例えば符号化要素の共振挙動をチェックすることによって、キャパシタのキャパシタンスを求めることができることが好ましい。
【００３１】
さらには、符号化要素は、オプトエレクトロニクスモジュールの光学パラメータまたは電子パラメータに対応するデジタル値、またはオプトエレクトロニクスモジュールの光学パラメータまたは電子パラメータに依存するデジタル値が格納されるメモリユニットを備えていることができる。オプトエレクトロニクスモジュールを駆動するために使用される制御ユニットは、メモリユニットに格納されているデジタル値を読み出すようにされていることが好ましい。
【００３２】
本発明のさらなる好ましい実施形態においては、符号化要素は、ＳＭＤデバイス（ＳＭＤ＝「表面実装可能なデバイス」）とも称することのできる、表面実装可能なデバイスである。これに関連して、表面実装技術（ＳＭＴ＝「表面実装技術」）も参照される。
【００３３】
しかしながら、表面実装可能なデバイスの形における符号化要素は、表面実装技術において通常行われるように、オプトエレクトロニクスモジュールにはんだ付けされないことが好ましい。それにもかかわらず、表面実装可能なデバイスを使用することが有利である理由として、表面実装可能なデバイスは、寸法が小さいため要求される空間が小さく、コンポーネントを連続的に、したがって経済的に配置することができる。さらに、ＳＭＤ抵抗器およびＳＭＤキャパシタは、数多くの標準のサイズ、抵抗値、およびキャパシタンスのものが利用可能である。さらには、表面実装可能なデバイスを使用することによって、この目的のために形成される保持装置の中に、ピックアンドプレイス機械においてデバイスを挿入することができる。例えば、Ｅ系列に対応する公称値を有する抵抗器を使用することが可能である。
【００３４】
本発明のさらなる好ましい実施形態によると、符号化要素は、保持装置の電気接触要素に電気的に接触する少なくとも２つの電気接触面を有する。
【００３５】
さらには、オプトエレクトロニクスモジュールを駆動するための制御ユニットと送信手段とを備えた照明装置が開示される。制御ユニットは、符号化要素によって提供される情報を、送信手段を介して取得することができる。送信手段は、一般には、オプトエレクトロニクスモジュールの上述した電気導体トラックを備えている。
【００３６】
さらには、上記の実施形態の少なくとも１つに関連して説明したオプトエレクトロニクスモジュールを製造するプロセスが開示される。
【００３７】
本製造プロセスの少なくとも一実施形態によると、最初に、電磁放射を放出する目的で設けられる少なくとも１つの半導体デバイスを有するオプトエレクトロニクスモジュールを作製する。次いで、オプトエレクトロニクスモジュールの光学パラメータまたは電子パラメータを測定する。例えば、オプトエレクトロニクスモジュールの明るさを、基準電流および基準温度において半導体デバイスを動作させることによって測定することができる。
【００３８】
さらなるプロセスステップにおいては、オプトエレクトロニクスモジュールの測定された光学パラメータまたは電子パラメータに関する情報を担持する符号化要素を作製する。
【００３９】
最後のプロセスステップにおいては、符号化要素をオプトエレクトロニクスモジュールの所定の位置に固定する。
【００４０】
特に、符号化要素は、この目的のために設けられる保持装置の中に固定することができる。これにより、この目的のために追加のはんだ付けプロセスが要求されることなく、オプトエレクトロニクスモジュールに符号化要素を取り付けることが可能になる。
【００４１】
好ましい実施形態においては、最初のプロセスステップにおいて、ロック位置と受け入れ位置との間で可動であるロック装置を有する少なくとも１つの保持装置を備えたオプトエレクトロニクスモジュールを作製する。受け入れ位置においては、デバイスを挿入方向に沿って保持装置の内側の固定位置の方に移動させることができる。しかしながら、ロック位置においては、ロック装置は、デバイスを少なくとも一部分において固定位置に固定するようにされている。最後のプロセスステップにおいては、符号化要素を挿入方向に沿って固定位置に挿入する、または押し込むことができる。
【００４２】
本発明のさらなる実施形態においては、上述したプロセスステップの少なくとも１つを、少なくとも部分的に、ピックアンドプレイス機械において実施する。特に、適切な特性を有する符号化要素を、ピックアンドプレイス機械の真空ピンセットによって持ち上げて、オプトエレクトロニクスモジュールの方に移動させ、オプトエレクトロニクスモジュールの所定の位置に固定することができる。
【００４３】
さらなる利点、有利な実施形態、および発展形態は、以下に図面を参照しながら説明する例示的な実施形態において明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】例示的な実施形態による、本発明によるオプトエレクトロニクスモジュールの概略図である。
【図２Ａ】例示的な実施形態による、本発明によるオプトエレクトロニクスモジュール上に配置されているプラグインコネクタの概略背面図および概略正面図を示している。
【図２Ｂ】例示的な実施形態による、本発明によるオプトエレクトロニクスモジュール上に配置されているプラグインコネクタの概略背面図および概略正面図を示している。
【図３】プラグインコネクタに配置されている保持装置の概略平面図を示している。
【図４Ａ】保持装置の概略断面図である。
【図４Ｂ】保持装置の概略断面図である。
【図５】符号化要素を保持装置の中に挿入する状況を概略的に示している。
【図６Ａ】符号化要素が挿入された状態における保持装置の概略断面図を示している。
【図６Ｂ】符号化要素が挿入された状態における保持装置の概略断面図を示している。
【図７Ａ】図７Ａ〜図７Ｃは、第１の例示的な実施形態による、３つの異なる移動位置における保持装置のロック装置と、オプトエレクトロニクスモジュールの製造プロセスを示している。
【図７Ｂ】図７Ａ〜図７Ｃは、第１の例示的な実施形態による、３つの異なる移動位置における保持装置のロック装置と、オプトエレクトロニクスモジュールの製造プロセスを示している。
【図７Ｃ】図７Ａ〜図７Ｃは、第１の例示的な実施形態による、３つの異なる移動位置における保持装置のロック装置と、オプトエレクトロニクスモジュールの製造プロセスを示している。
【図８Ａ】第２の例示的な実施形態による、オプトエレクトロニクスモジュールの製造プロセスを示している。
【図８Ｂ】第２の例示的な実施形態による、オプトエレクトロニクスモジュールの製造プロセスを示している。
【図８Ｃ】第２の例示的な実施形態による、オプトエレクトロニクスモジュールの製造プロセスを示している。
【図８Ｄ】第２の例示的な実施形態による、オプトエレクトロニクスモジュールの製造プロセスを示している。
【図９Ａ】第３の例示的な実施形態による、オプトエレクトロニクスモジュールの製造プロセスを示している。
【図９Ｂ】第３の例示的な実施形態による、オプトエレクトロニクスモジュールの製造プロセスを示している。
【図９Ｃ】第３の例示的な実施形態による、オプトエレクトロニクスモジュールの製造プロセスを示している。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
例示的な実施形態および図面において、同じ要素、類似する要素、または同じ機能の要素は、それぞれ同じ参照数字によって表してある。図示した要素と、要素の互いの相対的な大きさは、正しい縮尺ではないものとみなされたい。むしろ、図を明確にする、または本発明を深く理解できるようにする目的で、個々の要素（例えば、層、部品、デバイス、領域など）の大きさを、図面において誇張して示してあり、これは、要素の個々の寸法、またはすべての寸法にあてはまる。
【００４６】
図１は、本発明によるオプトエレクトロニクスモジュール（全体として参照数字１００によって示してある）を概略的に示している。このモジュールは、動作時に青色光を放出する複数の半導体デバイス１０を備えており、青色光は変換要素（詳細には示していない）によって白色光に変換される。半導体デバイス１０はセラミック回路基板１１にはんだ付けされており、セラミック回路基板１１は、キャリア要素としての役割を果たす金属コア回路基板３０に接着剤によって接合されて取り付けられている。金属コア回路基板３０の上には、オプトエレクトロニクスモジュール１００、特に、複数の半導体デバイス１０の温度を求めるようにされている温度センサ３３がさらに配置されている。半導体デバイス１０それぞれに１つの温度センサを割り当てることも可能であり、したがって、各温度センサが、本質的に、自身に関連付けられている半導体デバイスの温度を求める。
【００４７】
温度センサ３３は、熱電素子の形とすることができる。さらには、温度センサ３３を、負の温度係数（ＮＴＣ抵抗器）または正の温度係数（ＰＴＣ抵抗器）を有しうる温度依存性抵抗器とすることもできる。これに代えて、半導体デバイス（例えばトランジスタまたはダイオード）を温度センサとして使用することも可能である。
【００４８】
さらには、電気導体トラック４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅ，４１ｆ（図２Ａに示してある）が埋め込まれているプラグインコネクタ４０が、金属コア回路基板３０にはんだ付けされている。電気導体トラック４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅ，４１ｆは、金属コア回路基板３０の対応するはんだ付け面３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅ，３４ｆにはんだ付けされている複数の角状はんだ付けピン（angular soldering pins）３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆにおいて終了している。はんだ付け面３４ｃ，３４ｄ，３４ｅ，３４ｆそれぞれは、金属コア回路基板３０の上に配置されているそれぞれの電気導体トラック３２ｃ，３２ｄ，３２ｅ，３２ｆの一部分であり、これらの電気導体トラック３２ｃ，３２ｄ，３２ｅ，３２ｆを介して半導体デバイス１０および温度センサ３３それぞれに動作電流が供給される。
【００４９】
オプトエレクトロニクスモジュール１００は、相補型コネクタ（図示していない）によって、プラグインコネクタ４０および配線用ハーネスを介して制御ユニット（図示していない）に接続されており、制御ユニットは、半導体デバイス１０および温度センサ３３に動作電流を提供し、温度センサ３３によって供給される測定データを評価する。
【００５０】
プラグインコネクタ４０には凹部２１が設けられており、凹部２１の内側には、表面実装可能なデバイスを所定の位置に固定するための保持装置２０が配置されている。図２Ａおよび図２Ｂは、２つの異なる視点からのプラグインコネクタ４０の概略図を示している。プラグインコネクタ４０に埋め込まれている電気導体トラック４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅ，４１ｆは、プラグインコネクタ４０の一方の側において露出しており、これらの導体トラックは、相補型コネクタ（図示していない）の適切なソケットに挿入可能であるプラグイン接点にまとめられる。プラグインコネクタ４０の反対側においては、電気導体トラック４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｅ，４１ｆは、外側に導かれて角状はんだ付けピン３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆに接続されており、角状はんだ付けピン３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ，３１ｆは、金属コア回路基板３０の上にこの目的のために設けられているはんだ付け面３４ａ，３４ｂ，３４ｃ，３４ｄ，３４ｅ，３４ｆにはんだ付けされている。電気導体トラック４１ｃ，４１ｄは温度センサ３３に電力を供給するために使用され、電気導体トラック４１ｅ，４１ｆは半導体デバイス１０に電力を供給するために使用される。電気導体トラック４１ａ，４１ｂに接続されている角状はんだ付けピン３１ａ，３１ｂは、金属コア回路基板３０上の追加の電気導体トラックに接続されていないはんだ付け面３４ａ，３４ｂにおいて終了している。
【００５１】
図３は、プラグインコネクタ４０の上側の概略的な斜視図を示している。凹部２１に設けられている保持装置２０は、弾性材料（例えば金属またはプラスチック）からなる２つの舌部２３ａ，２３ｂを備えており、これらの舌部２３ａ，２３ｂは、ロック要素としての役割を果たし、凹部２１の２つの側方内壁２６ａ，２６ｂから突き出している。
【００５２】
図４Ａおよび図４Ｂは、保持装置２０の２つの断面図を示しており、これらの図から明らかであるように、プラグインコネクタ４０の中をガイドされている電気導体トラック４１ａ，４１ｂが凹部２１の中に突き出しており、凹部２１の中でこれらの電気導体トラック４１ａ，４１ｂが電気接触要素２２ａ，２２ｂ（このうち電気接触要素２２ｂのみが図４Ａおよび図４Ｂに示されている）を形成している。
【００５３】
図５は、プラグインコネクタ４０のさらなる概略的な斜視図であり、表面実装可能なデバイスの形における符号化要素５０を保持装置２０の中に挿入することのできる挿入方向２４を示している。挿入方向２４は、金属コア回路基板３０の表面に垂直に、かつ凹部２１の側方内面２６ａ，２６ｂに平行に延びている。符号化要素５０は、より具体的にはＳＭＤ抵抗器であり、その抵抗値は、オプトエレクトロニクスモジュール１００によって放出される光の測定される明るさに対応する。符号化要素５０は、２つの電気接触面５１ａ，５１ｂを有し、これらの電気接触面５１ａ，５１ｂは、符号化要素５０が保持装置２０の中に挿入された時点で、保持装置２０の電気接触要素２２ａ，２２ｂに電気的に接触する。
【００５４】
図６Ａおよび図６Ｂは、符号化要素５０が中に挿入された状態における保持装置２０の２つの概略的な斜視図を示している。弾性舌部２３ａ，２３ｂは、符号化要素５０を挿入方向に沿って移動させることを可能にするロック突起部（locking lug）として機能し、したがって、符号化要素５０を挿入するには、小さい力のみを印加すればよい。固定位置２５（図６Ａおよび図６Ｂにおいて符号化要素５０はここに配置されている）においては、舌部２３ａ，２３ｂがロック位置に配置されており、これによって符号化要素５０が所定の位置に不可逆的に固定されており、すなわち、符号化要素５０を保持装置２０から取り外すことができない、または、相当な大きさの力を印加することによってのみ保持装置２０から取り外すことができる。挿入方向２４に沿って、符号化要素は、一方で弾性舌部２３ａ，２３ｂによって、他方で電気接触要素２２ａ，２２ｂによって、固定位置２５にフォームロック（form lock）によって固定されており、符号化要素５０は自身の２つの電気接触面５１ａ，５１ｂによって電気接触要素２２ａ，２２ｂの上に支持されている。挿入方向２４に垂直な方向には、符号化要素５０は、凹部２１の内面２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄによってフォームロックによって固定されている。符号化要素５０がフォームロックによって固定される結果として、保持装置２０は、符号化要素５０の大部分を包み込む保護装置としてさらに機能する。
【００５５】
符号化要素５０は、平行六面体の形におけるＳＭＤ抵抗器であることが好ましい。したがって、凹部２１の側方内面２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄの間の距離と、弾性舌部２３ａ，２３ｂの長さおよび配置構造は、このような寸法の平行六面体をフォームロックによって固定できるように選択されることが好ましい。
【００５６】
符号化要素５０は、オプトエレクトロニクスモジュール１００の初期明るさ（すなわち、オプトエレクトロニクスモジュール１００を実際に動作させる前に基準電流および基準温度において測定装置によって求められた明るさ）に関する情報を担持する。より具体的には、符号化要素５０の抵抗値は、抵抗値を直接または間接的に測定することによってオプトエレクトロニクスモジュール１００の初期明るさに関する情報を求めることができるように、選択される。電気導体トラック４１ａ，４１ｂに接続されている制御ユニット（オプトエレクトロニクスモジュール１００を駆動する役割を果たす）は、電気導体トラック４１ａ，４１ｂ（これらは保持装置２０の電気接触要素２２ａ，２２ｂを介して符号化要素５０の２つの電気接触面５１ａ，５１ｂに接続されている）を介して、符号化要素５０の抵抗値を求めることができる。したがって、電気導体トラック４１ａ，４１ｂと、中間に接続されているさらなる要素（例えば、プラグインコネクタ４０に挿入されている相補型コネクタや、相補型コネクタと制御ユニットとの間に延びている配線用ハーネスなど）は、送信手段の役割を果たし、制御ユニットは、符号化要素５０によって提供される情報をこの送信手段を介して取得することができる。
【００５７】
制御ユニットは、オプトエレクトロニクスモジュール１００の初期明るさと、オプションとして、温度センサ３３によって求められる測定された温度値とに基づき、半導体デバイス１０に電力を供給する適切な動作電流を、電気導体トラック４１ｅ，４１ｆおよび電気導体トラック３２ｅ，３２ｆを介して提供する。
【００５８】
Ｅ系列からの抵抗値であって、抵抗器の経年劣化および温度挙動に関して十分に区別可能であり、かつそれぞれが特定の明るさ値に関連付けられる抵抗値が使用されることが好ましい。
【００５９】
図７Ａ〜図７Ｃは、弾性舌部２３ａ，２３ｂによって形成されているロック装置を３つの異なる移動位置において示している。図７Ａは、ロック位置にある弾性舌部２３ａ，２３ｂを示しており、ロック位置では、弾性舌部２３ａ，２３ｂは、挿入方向２４に対して４５゜未満、好ましくは３０゜未満の鋭角を形成しており、凹部２１の２つの側方内壁２６ａ，２６ｂから突き出している。次いで、符号化要素５０を、挿入方向２４に沿って、保持装置２０の内側の固定位置２５に達する（図７Ｃに示してある）まで移動させる。
【００６０】
挿入方向２４に沿って符号化要素５０を移動させている間、弾性舌部２３ａ，２３ｂは曲がって側面の方に押され、したがって符号化要素５０の移動によって弾性的に変形する。結果として、弾性舌部２３ａ，２３ｂは受け入れ位置（図７Ｂに示してある）に移行し、受け入れ位置では、符号化要素５０を挿入方向２４に沿って連続的に移動させることができる。固定位置２５に達した時点で（図７Ｃ）、弾性舌部２３ａ，２３ｂは弾性的復元力の作用下で元の形状に戻り、再びロック位置に配置される。ロック位置では、弾性舌部２３ａ，２３ｂは、挿入方向２４とは反対方向における移動が防止されるように符号化要素５０を所定の位置に固定する。凹部２１の底面２７には電気接触要素２２ａ，２２ｂが配置されており、固定位置２５においては、電気接触要素２２ａ，２２ｂの上に符号化要素５０がその２つの電気接触面５１ａ，５１ｂによって支持される。
【００６１】
以下では、第１の例示的な実施形態による、オプトエレクトロニクスモジュールの製造プロセスについて説明する。最初に、図１に示したオプトエレクトロニクスモジュール１００を作製する。次いで、基準電流および基準温度において、オプトエレクトロニクスモジュール１００によって放出される白色光の明るさを測定する。次いで、オプトエレクトロニクスモジュール１００の明るさを表す適切な符号化要素５０を選択し、ピックアンドプレイス機械の真空ピンセットによって持ち上げ、図７Ａ〜図７Ｃに示したように保持装置２０の中に挿入する。より具体的には、それぞれが異なる明るさ値を表す、同一構造の複数のＳＭＤ抵抗器のうち、オプトエレクトロニクスモジュール１００の測定された明るさを最良に表す抵抗値を有するデバイスを選択し、ピックアンドプレイス機械の真空ピンセットを利用して、オプトエレクトロニクスモジュール１００の保持装置２０の中に押し込む。
【００６２】
図８Ａ〜図８Ｄは、第２の例示的な実施形態による、オプトエレクトロニクスモジュールの製造プロセスを示している。最初のプロセスステップにおいて、凹部２１を有するオプトエレクトロニクスモジュールを作製し、凹部２１は、例えばこの場合にもプラグインコネクタ４０に形成することができる。この例示的な実施形態においては、図７Ａ〜図７Ｃとは異なり、弾性舌部などの形におけるロック要素が凹部２１に設けられない。しかしながら、凹部２１の底面２７には、この場合にも電気接触要素２２ａ，２２ｂが配置されている。オプトエレクトロニクスモジュールの明るさが測定された時点で、適切な符号化要素５０を凹部２１の中に挿入し、この場合、符号化要素５０の２つの電気接触面５１ａ，５１ｂが凹部２１の中に配置されている電気接触要素２２ａ，２２ｂの上に載るように挿入する（図８Ｂ）。次いで、凹部２１の上にカバー要素２８を配置し、したがって、一方で凹部の側方内面２６ａ，２６ｂによって、他方でカバー要素２８および底面２７によって、符号化要素がフォームロックによって固定される（図８Ｃおよび図８Ｄに示してある）。結果として、符号化要素５０を完全に包み込む保持装置２０が形成される。
【００６３】
図９Ａ〜図９Ｃは、第３の例示的な実施形態による、オプトエレクトロニクスモジュール１００の製造プロセスを示している。この実施形態は、第２の例示的な実施形態と異なる点として、凹部２１の上にカバー要素が配置されない。そうではなく、最初に、符号化要素５０を固定位置２５に挿入する（図９Ｂに示してある）。次いで、加熱されたスタンプ（heated stamp）６０を、凹部２１を含む領域において外側から挿入方向２４に沿ってオプトエレクトロニクスモジュールの表面に押し付け、したがって、変形領域２９において材料が塑性変形する。結果として、この場合も、符号化要素５０を完全に包み込む保持装置２０が形成される。
【００６４】
関連出願
本特許出願は、独国特許出願第１０２０１２１０１８１８．９号の優先権を主張し、この文書の開示内容は参照によって本明細書に組み込まれている。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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