CN101165396B - 半导体灯 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种半导体灯，其具有发光半导体装置，该半导体装置包括载体和位于载体之上的至少一个发光半导体组件，此半导体灯还具有热沉，其中，热沉具有第一主表面，半导体装置相邻于第一主表面，载体面向第一主表面，半导体装置热联结到热沉，并且热沉具有用于电气式连接半导体装置的至少一个馈通器。

Description

半导体灯
技术领域
本专利申请要求申请号为06022067.0的欧洲专利申请的优选权，其公开内容通过引用结合于本文。
本发明涉及一种带有发光半导体装置和热沉(heat sink)的半导体灯(semiconductor lamp)。
背景技术
文献US6,465,961B1公开了一种用于照明目的的半导体光源。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改善了热沉和使用寿命的半导体光源。
此目的可以借助于下文所介绍的半导体灯而现实。下文中还介绍了该半导体灯更具优点的改善。
根据本发明的半导体灯具有发光半导体装置，该发光半导体装置包括载体(carrier)和位于载体之上的至少一个发光半导体组件，该半导体灯还包括热沉，其中该热沉具有第一主表面，半导体装置相邻于第一主表面，载体面向于第一主表面，半导体装置热联结到热沉，并且热沉具有用于电气式连接半导体装置的至少一个馈通器(feedthrough)。
在一个实施例中，该灯还包括控制单元。该控制单元设计成用于把电能供给到发光半导体装置。其通过馈通器电气式连接到发光半导体装置，并且在运行时向发光装置供给电流。
在优选的实施例中，热沉的第一主表面具有第一凹部，并且发光半导体装置位于第一凹部中。优选地，该凹部具有底部区域，特别优选的是平坦的底部区域，载体相邻于底部区域且热联结到底部区域中的热沉。馈通器起始于(例如)第一凹部，优选地起始于第一凹部的底部区域。
在优选的实施例中，发光半导体装置并不从第一凹部的开口突出。优选地，从半导体装置发射的光通过第一凹部的开口而耦合输出。因此第一凹部的开口是远离底部区域的区域，换而言之，此区域由第一凹部从第一主表面″挖去″。
带有馈通器的热沉能够有利于保护半导体装置和/或电气连接机构(例如导线等)，以使其避免受到机械损坏，这种电气连接机构用于电气式连接半导体装置。同时，也可以实现热散逸性能的改善。例如，并非一定需要使半导体灯的壳体围绕热沉。相反，热沉可以优选地成为半导体灯的壳体或壳体一部分。由于有了这种改进的热学管理方式(thermal management)，可以使发光半导体组件的使用寿命变的很长。例如，半导体灯(尤其是发光半导体组件)能够维持或超出预定亮度50000小时或更长，该预定亮度可以是(例如)半导体组件初始亮度的一半。
在优选的实施例中，半导体灯包括能与标准插座一起使用的基部，这种标准插座可以是用于传统电灯泡的插座。有了这种基部，该半导体灯就能适用于常规的照明目的。与本领域内已知的传统灯或LED光源相比，这就提供了具有更高效率、更高可靠性、更长使用寿命、更佳颜色表达(color impression)-例如绿光源-和更小尺寸的照明源。
基部(例如)相邻于第二主表面，第二主表面是热沉的第一主表面的相对面。优选地，其具有爱迪生型螺纹接头(Edison-type threadedfitting)，尤其是E14或E27接头、卡口接头(bayonet connector)或插头连接器(pin connector)。
在特别优选的实施例中，半导体灯包括绝缘部分(insulatingpart)，绝缘部分在热沉和基部之间建立起稳定的机械连接。绝缘部分优选地能使热沉与基部电气式绝缘。为此，绝缘部分优选地至少部分地位于热沉和基部之间。例如，绝缘部分具有相邻于热沉第二主表面的第一侧和远离热沉的第二侧，第二侧优选地与第一侧相对，并相邻于基部。
特别优选地，热沉在第二主表面中具有第二凹部，绝缘部分则延伸入第二凹部内。优选地还有，绝缘部分具有中空形状。其可以由(例如)塑料制成。
在一个实施例中，绝缘部分可以借助机械连接机构机械式稳定连接到热沉，例如借助于螺钉(screw)和/或齿连接(toothing)。优选地，基部能用粘合剂(例如环氧树脂)固定到绝缘部分。另外备选地，基部也能够用机械连接机构固定到绝缘部分。
绝缘部分能有效地把基部与热沉电气式隔离。即使在基部上施加高压时，这也能够使得对半导体灯的操作更加安全，并且简化了发光半导体装置的维修。
优选地，控制单元至少部分地位于热沉的第二凹部之中。更优选的是，使绝缘部分至少部分地围绕着控制单元。特别优选地，控制单元设置于绝缘部分的内部(例如，如果绝缘部分具有中空形状的话)，并且不从绝缘部分突出。
热沉最好还可以充当控制单元的热沉，这使得小尺寸半导体灯能够被实现，并且使得生产成本的效率更高。
优选地，控制单元电气式地连接到基部。在一个实施例中，其被设计成能够在110-120V或220-240V的标准AC输入下工作。控制单元优选地包括隔离变压器(isolation transformer)。
在特别优选的实施例中，半导体灯包括光学元件。该光学元件具有主透光面(main light transmission face)，从发光半导体装置发射的发射光通过主透光面耦合输出。光学元件优选地设置成相邻于热沉的第一主表面。特别优选的是，主透光面至少部分地覆盖第一凹部的开口。例如，光学元件包括窗体。该窗体优选地包括主光传输表面，并且特别优选地至少部分地覆盖第一凹部。
在优选的实施例中，光学元件包括设置于发光半导体组件下游侧的波束形成元件(beam forming element)。波束形成元件通常位于半导体组件和主透光面之间。优选地，其包括透镜(lens)和/或反射镜(mirror)。例如，特别优选地，透镜可以集成于窗体中。
如果半导体灯包括多个发光半导体组件，那么独立波束形成元件优选地被分配到各个半导体组件。
光学元件能够(例如)把发光半导体组件发射的光束变窄或使之加宽。例如，在灯工作时，从光学元件的主透光面发射的光束能够具有位于15°和30°之间的开口角度2θ，尤其是位于20°和24°之间的区域，其中也包括边界值。在另一实施例中，开口角度2θ的值位于60°和120°之间，其中也包括边界值。
在至少一个实施例中，光学元件包括定位元件。该定位元件可以是(例如)侧壁、支杆、间隙(clearance)等。定位元件设计成用于相对于发光半导体装置和/或热沉把光学元件定位到预定位置中，例如，通过将其设置到热沉的相应导引结构中(或上)来实现。该导引结构能够是(例如)间隙或指状的突出部。
在一个实施例中，光学元件延伸入第一主表面的第一凹部内。例如，至少部分窗体、波束形成元件和/或定位元件位于第一凹部中，换而言之，位于第一凹部的开口和底部区域之间。优选地，定位元件延伸到第一凹部的底部区域。特别优选地，定位元件是基本与侧部区域(其位于第一凹部的开口和底面部分之间)具有相同形状和/或相同横向尺寸的侧壁。
定位元件有利于，相对发光半导体装置和/或热沉，为光学元件提供预定横向位置和垂直向位置。
优选地，窗体、波束形成元件和/或定位元件形成为一个整体片，特别优选地其由同质材料形成。在至少一个实施例中，整个光学元件形成一个整体片，例如通过注射成型(injection molding)方式实现。
在另一实施例中，半导体灯包括相邻于发光半导体装置的密封环。该密封环优选地其延伸主平面内围绕载体。优选地，密封环、载体和光学元件完全围绕着发光半导体组件，并形成用于发光半导体组件的封装。这样有利于避免湿气穿透进入半导体组件中。
在另外的优选实施例中，设置有盖环，可以把光学元件固定到热沉。盖环相邻于热沉的第一主表面和光学元件的主透光面。盖环以机械稳定方式连接到热沉(尤其是连接到热沉的第一主表面)，例如使用螺钉和/或铆钉中的至少一种方式，和/或使用粘合剂连接。
优选地，盖环围绕，尤其是完全围绕着第一凹部的开口。优选地，盖环的形状相应于第一凹部开口的形状。在第一主表面的顶视图中，盖环和/或第一凹部能够具有如下形状：例如，圆形、椭圆形或多边形，尤其三角形、正方形(rectangular quadratic)或六边形。
在优选的实施例中，热沉具有至少一个侧面，其位于第一主表面和第二主表面之间，并且优选地把两者相连接。在第一主表面的顶视图中，侧面优选地具有基本圆形或多边形的形状，例如矩形或正方形。在更优选的实施例中，在第一主表面的顶视图中，在相邻于第一主表面的侧面顶部区域处，该侧面的截面要比相邻于第二主表面的侧面底部区域处大。优选地，侧面在从第一主表面到第二主表面的过程中变窄。在一个实施例中，在顶部区域和底部区域之间，侧面具有中部区域，其为腰部，尤其是在第一主表面顶视图中，中部区域的最小截面也是侧面的最小截面。
在特别优选的实施例中，侧面具有多个突出部。优选地，突出部具有层状形式，换而言之，突出部形成翼片。该翼片优选地起始于相邻热沉的第一主表面处，并且向热沉第二主表面延伸。特别优选地，层状突出部从第一主表面延伸到第二主表面。突出部有利于增大热沉表面积，并因此而改善热散逸性能。
在优选的实施例中，把光学元件固定到热沉的盖环在热沉横向延伸超出侧面。换而言之，在第一主表面的顶视图中，盖环至少部分地延伸于至少一个突出部上。盖环，尤其是横向延伸超出侧面的盖环部分，优选地包括多个孔洞或槽口，其在盖环的整个厚度上延伸。即使是在半导体灯紧密装配入夹持器中时，孔洞或槽口也能够借助对流促进通过盖环的空气循环和热散逸。如果突出部具有翼片的形式，那么在第一主表面的顶视图中，至少一个孔洞或槽口可以优选地设置在两个翼片之间。
热沉优选地由金属形成，特别优选地由铝形成。载体优选地为印刷电路板，其特别优选地具有金属芯子的印刷电路板。金属芯子印刷电路板为从发光半导体组件到热沉提供了非常有效的热传导。
优选地，发光半导体组件安装在载体连接面上，载体连接面是载体远离热沉的主体区域。
术语“发光半导体组件”在本文中包括，任何类型的发光二极管或激光二极管，包括有机发光二极管(organic light-emitting diode)。发光半导体组件包括，有机材料层和/或无机材料层的堆叠，例如半导体芯片堆叠。层堆叠包括适于发射电磁发射的有源电荧发光层(activeelectroluminescent layer)。
优选地，可以使用大功率发光半导体组件。大功率发光半导体组件优选地具有0.5W或更大的电能消耗，特别优选的是位于1W和3W之间的电能，其中包括边界值。
优选地，发光半导体组件具有电连接器和热接触器，特别优选地，热接触器与电连接器不同。层堆叠优选地位于热接触器上。热接触器热联接至载体，例如通过焊接。
另外优选的是，发光半导体组件包括反射体和/或透镜。例如，反射体和/或透镜能够把由有源层(active layer)发射的光部分引导向半导体组件的光输出面(light output face)，和/或扩大或减少立体角，发射通过发光半导体组件的光输出表面的电磁发射光位于此立体角中。因此，最好把发射自半导体组件的光束的形状，优化成能够耦合入光学元件。
发光半导体装置优选地包括多个发光半导体组件。例如，其包括三个发光半导体组件，其优选地安装在具有基本为圆形的载体上。更优选地，这三个半导体组件位于离开载体中心相同距离处，并且特别优选地互成120°关系。
半导体灯优选地具有3W或更大的输入电能，特别优选的是5W到7W之间的输入电能，其中包括边界值。
优选地，在离开热沉第一主表面1m距离处，由工作中的半导体灯发射的光束的光照度达到600lux或更大。
附图说明
参考下文各种优选的示例性实施例的详细描述及附图，将对本发明的上述及其它的特征和优点做更为详细的描述，其中：
图1A示意了半导体灯的第一实施例的横断面视图，
图1B示意了图1A所描述的实施例的变型的横断面视图，
图2示意了半导体灯的第二实施例的横断面视图，
图3示意了根据第二实施例的半导体灯的分解透视图，
图4A示意了根据第二实施例的半导体灯的热沉的顶视图，
图4B示意了根据第二实施例的半导体灯的热沉的仰视图，
图5示意了根据第二实施例的半导体灯的发光半导体装置的截断部分的横断面视图，
图6A示意了根据第三实施例的热沉的横断面视图，及
图6B示意了图6A的热沉的侧视图。
元件列表
1热沉
2发光半导体装置
3载体
4发光半导体组件
5光学元件
6粘合剂
7基部
8控制单元
9导线
10绝缘部分
11罩环
12密封环
21螺钉
70接头
101第一主表面
102第二主表面
103侧面
110馈入器
120第一凹部
121底部区域
122开口
130第二凹部
132开口
140间隙
150突起部
301连接面
302安装面
401光输出表面
410电气连接器
420层堆叠
430热接触器
440透镜
450反射体
501主光传输面
510波束形成元件
520定位元件
530窗体
1110孔洞
具体实施方式
这些附图基本只是示意性的，并没有考虑真实的标度，并且单个元件也不是大致以其真实的相互尺寸关系示意。贯穿于实施例和附图，相同或相当的组件在每种情况下都使用相同的参考符号表示。
在图1A中描述的根据第一示例性实施例的半导体灯，包括由铜构成的热沉1。在热沉1的第一主表面101上，安装有发光半导体装置2。该发光半导体装置2包括载体3和安装在载体3的连接面301(远离热沉1的面)上的发光半导体组件4。发光半导体装置4是发光二极管(LED)，其通过其电连接器410机械式，电气式并导热式连接到载体3，电连接器410(例如)可以焊接到载体连接面301。在本实施例中，LED4位于载体3的中央。
半导体灯进一步包括光学元件5。光学元件5具有波束形成元件510(在这种情况下，波束形成元件510为透镜)和至少一个定位元件520。相对于发光半导体组件4的光输出表面401，定位元件520把波束形成元件510设置于预定位置。因此，在工作时，自发光半导体组件4穿过光输出表面401发射的光，从发光半导体装置2经过波束形成元件510耦合输出。
借助于安装面302，发光半导体装置2设置于热沉1上，安装面302是相对于载体3的载体连接面301的载体3的主体区域，其面向于热沉1的第一主表面101。
发光半导体装置2设置成，能够稳定地机械连接至热沉1且与之发生热接触，例如通过载体3和热沉1之间的热传导粘合剂6。例如，可以使用粘合剂热传导膜(heat conducting film)。
相邻热沉1的第二主表面102(第一主表面101的相对面)处，设置有包括控制单元8在内的基部7。由外部电源通过插头连接器70向控制单元8提供电能。
控制单元8设计成能够驱动发光半导体装置2。因此，其通过导线9电气式连接到后者。导线9通过热沉1的馈通器110馈送。在本实施例中，馈通器110从热沉1的第一主表面101延伸到热沉1的第二主表面102。
在此示例性实施例的变型中，如图1B所述，馈通器110连接第一主表面101和热沉1的侧面103。
相邻热沉1的侧面103的基部7通过导线9连接到发光半导体装置2，发光半导体装置2相邻热沉1的第一主表面101。导线9通过侧面103中的开口进入馈通器110。在从侧面103到热沉第一主表面101的过程中，馈通器110(例如)分成多个分支。因此，如果(例如)发光半导体装置2(尤其是载体3)具有多个电气连接点的话，那么单个馈通器就可以中止于各电气连接点处，在电气连接点处，诸如导线9的电气连接机构，可以连接到半导体装置2或进入半导体装置2内。
如图2所示，根据第二示例性实施例的半导体灯包括由铝构成的热沉1，优选为铸铝(cast aluminum)构成。热沉1的第一主表面101具有第一凹部120。发光半导体装置2位于第一凹部120中。其安装在第一凹部120的平坦底部区域121上，并且发光半导体装置2的载体3热联结到此底部区域122中的热沉1。发光半导体装置2没有从第一凹部120的开口122中突出，开口122远离底部区域121。
发光半导体装置2通过机械连接机构机械稳定地连接到热沉1的底部区域121。机械连接机构可以(例如)包括螺钉或铆钉21和热沉1中的相应间隙140。发光半导体装置2可以用一个或多个机械连接机构固定。此处，其可借助于单个中心螺钉和间隙而安装。
在其第二主表面102中，热沉1还具有第二凹部130。绝缘部分10相邻于热沉1的第二主表面102，并延伸入第二主表面102的第二凹部130内。基部7位于相邻绝缘部分10处，并远离热沉。在本示例性实施例中，基部7包括用于传统电灯泡的爱迪生型螺纹接头70。绝缘部分10在热沉1和基部7之间提供稳定的机械连接且电气式地隔离基部7和热沉1。优选地，通过粘合剂和/或把基部7按压到绝缘部分10上，可以把基部7连接到绝缘部分10。
绝缘部分由塑料形成。其包括两个片。第一片位于热沉1的第二凹部130中，和优选地从热沉的第二主表面102的第二凹部130的开口132突出。其(例如)通过至少一个固定机构机械稳定地连接到热沉。例如，第一片可以具有装配入第二凹部130面中的凹部内的至少一个突出部，尤其是装配入第二凹部130侧壁中的凹部中。
另外或作为可选方案，设计成用于把发光半导体装置2固定到热沉1的机械连接机构，还能够用来把第一片固定到热沉1。机械连接机构包括，(例如)从热沉1的第一凹部120的底部区域121延伸到第二凹部130的上部区域(其相邻于第一凹部120的底部区域121)的间隙。绝缘部分10的第一片的侧(其面向热沉的第一主表面101)优选地具有凹部，其向着第二主表面102方向延伸到间隙140。在这种情况下，优选地，延伸通过载体中孔洞，又通过热沉的间隙140并进入第一片的凹部的螺钉，用于提供半导体装置2和绝缘部分10到热沉1的稳定机械连接。
特别优选地，绝缘部分10还包括第二片。第二片优选地设置成完全位于热沉1外部。特别优选地，其以机械稳定方式连接到第一片，例如借助于齿连接。换而言之，在一个实施例中，在第一和第二片相邻区域处，每片都相应具有咬接结构，在装配第一和第二片时，咬接结构相互咬接。
优选地，绝缘部分10具有中空形状。换而言之，绝缘部分10围绕一个内部。优选地，控制单元8设置于此内部中。
控制单元8最好由设置于绝缘部分中的夹持元件固定于预定位置。因此，半导体灯的生产工艺最好简化成，在装配绝缘部分10的第一和第二片时，控制单元8能够自动地由夹持元件保持在适当位置，而不需要以另外的工艺步骤把控制单元8固定到绝缘部分10。
借助于导线9，控制单元8能够电气式地连接到发光半导体装置2，其通过热沉1的至少一个馈通器110馈送，并且优选地通过绝缘部分10中的至少一个开口进入绝缘部分10。
在本示例性实施例中，馈通器110从第一凹部120的底部区域121延伸到第二凹部130的上部区域。相应地可以从图4A和4B的顶视图和俯视图可以看出，多个馈通器110设置于这个实施例中。例如，独立馈通器可以设置在发光半导体装置2的每个发光半导体组件3上。在本示例性实施例中，在第一主表面101的顶视图中，三个馈通器110设置在离第一凹部120中心相同距离处，并且互成120°角关系。
控制单元8还通过导线等电气式地连接到爱迪生型螺纹接头70。根据本示例性实施例的控制单元8设计成，能够在220-240V和/或100-120V的标准AC输入之下工作，由外部电源通过基部7向灯供电。
控制单元8包括隔离变压器，隔离变压器电气式连接成能使热沉1和发光半导体装置2电气式隔离，换而言之，使其与灯基部7处的高压电流分离(galvanically decoupled)。
控制单元8能够优选地在低压，特别优选地在安全超低压下控制发光半导体装置2。供给到工作中的发光半导体装置2的控制单元8的输出电压，优选地具有60V或更小的最大值，特别优选地为25V或更小。在这种情况下，最好热沉1可以不必接地，尽管半导体灯工作过程中，其可以由用户接触。
根据本实施例的半导体灯，还包括光学元件5。光学元件5包括(例如)具有主透光面501的窗体530，通过主透光面501，由发光半导体组件4经过其光输出面401发射的光，从半导体灯耦合输出。
光学元件5还包括发光半导体组件4下游侧的波束形成元件510。波束形成元件包括(例如)反射体。优选地，波束形成元件具有如下形状：锥体，金字塔锥体，去顶锥体，或去顶金字塔锥体，其侧壁则形成反射体。特别优选地，波束形成元件510还包括透镜。透镜和反射体可以形成一个整体片。
光学元件5还包括定位元件520。在本实施例中，在主透光面501的顶视图中，光学元件具有圆或椭圆的形状，定位元件520是旋转式侧壁。然而，例如在主透光面501的顶视图中，当光学元件具有多边形时，定位元件520也可以包括多个侧壁。定位元件520还可以由支柱等形成。
优选地，至少部分侧壁表面是纹理化或粗糙化的。例如，面向发光半导体组件和远离热沉的侧壁内侧上是纹理化或粗糙化的。
光学元件基本完全覆盖热沉1的第一凹部120的第一主表面101的开口122，并延伸入第一凹部120内。备选地，光学元件5还能够横向延伸超出第一凹部120的边缘。
优选地，窗体530、波束形成元件510和/或定位元件520被集成在一起，例如通过注射成型方式。
在工作时，从半导体灯通过光学元件5的主透光面501耦合输出的光束，由光学元件5形成15°至30°的开口角度2θ，尤其是从20°到24°，其中包括边界值。
借助盖环11，光学元件5固定到热沉1。通过螺钉或铆钉中的至少一种方式和/或通过粘合剂，盖环11被连接到热沉1。其(例如)在光学元件5的边缘区域上，即在相邻(例如)第一凹部120的侧壁和开口122的边缘区域上横向延伸，因此能将热沉1保持于适当位置。
可以看出，例如，在图3的透视图中，盖环具有多个孔洞1110。孔洞1110延伸在盖环的整个厚度上(还能从图4A和4B得到确认)。孔洞1110至少部分地位于盖环横向延伸超出热沉侧面103的部分中，如图所示，例如在图4B所示的热沉1的第二主表面102的仰视图中。
图4B还显示了，热沉1包括从热沉1的侧面103突出的多个突出部150。突出部150的外部可以(例如)横向延伸超出盖环11。
突出部具有(例如)翼片的形式。它们优选地从热沉的第一主表面101延伸到第二主表面102。
特别优选地，在热沉1的第一主表面101的顶视图中，至少一个孔洞1110，尤其是，单个孔洞1110，设置在两个相邻翼片150之间。
根据本实施例的半导体灯还包括密封环12，密封环12优选地相邻于热沉1的第一主表面101定位。特别优选地，密封环12位于第一凹部120中，尤其是位于第一凹部的底部区域121中。
密封环可以(例如)在其主平面区域内围绕载体3。优选地，密封环完全地围绕着载体3。
密封环12与(例如)载体3、光学元件5和/或热沉1相结合，可以封装发光半导体组件4。发光半导体组件4的封装有利于防止其接触湿气，因而能够减少半导体组件4的加速老化。
由工作中的半导体灯发射的、通过光学元件5的主透光面501的光束优选地具有20至24°的开口角度2θ，其中包括边界值。
半导体灯具有包括热沉1的壳体。壳体优选地还包括绝缘部分10、插座7、光学元件5和/或盖环11。
例如，和位于附加壳体内部的热沉相比，在成为体壳一部分时，热沉有利于改善热散逸性能。还有利于增大热沉1的外部区域(热量通过此外部区域散逸)面积。
优化的热散逸性能，使得半导体灯特别是适合用于大功率发光半导体组件4中，诸如大功率LED中。根据本示例性实施例，发光半导体装置2包括三个大功率半导体组件4。在载体3的连接面301的顶视图中，这些半导体组件4优选地在离开中心相同距离处安装到载体3上，并且特别优选地互成120°关系。
在图5中所示的是，来自优选型大功率LED 4的发光半导体装置2的截断部分。大功率LED 4包括半导体材料的层堆叠420。层堆叠420包括在工作中放射电磁发射光的有源层。
层堆叠420电气式地连接到至少两个电连接器410。电连接器410的一部分从发光半导体装置的壳体突出，并且优选地以这种方式形成，使得半导体组件是可表面安装的。
层堆叠420(例如)设置于热接触器430上，热接触器430优选地不同于电连接器410。优选地，热接触器430热联结到发光半导体装置2的载体3，例如由焊接实现。
另外，发光半导体组件4包括透镜440，至少部分由有源层发射的光通过透镜440耦合输出，发光半导体组件4还包括反射体450，尤其是围绕层堆叠420的单个反射侧壁或多个反射侧壁。优选地，反射侧壁450倾斜贴靠热接触器430的主平面区域，并向着半导体组件4的光输出表面401引导由有源层发射的部分发射光。
载体3优选地为印刷电路板，并且特别优选地是具有金属芯子的印刷电路板，以使得热量能够很有效地传导到热沉。
在热沉的第一主表面的顶视图中，根据本示例性实施例的半导体灯具有圆形或椭圆形形状。然而，也可以使用多边形，尤其是三角形、矩形、正方形或六边形。
热沉1的第二凹部130基本上具有圆柱或椭圆柱体形状。然而，它还可以是如下形状的：锥体、截顶锥体、金字塔锥体、截顶金字塔锥体、具有多边形截面的柱体，如长方体或立方体，或者其还可以具有圆顶体。热沉1可以具有这样的第二凹部130，其有具有形成为圆顶体或钟形体的上部和形成为柱体的下部，如图6A所示。
优选地，侧面103的形状相应于第一和第二凹部的形状。换而言之，在第一主表面101的顶视图中，热沉1优选地在相邻第一主表面101和相邻第二主表面102区域具有较大基部面积，并且在这两个区域之间具有减少基部面积的腰部，因此减小了热量耗散的表面积。
特别优选地，侧面103具有多个突出部，尤其是翼片突出部，其优选地从第一主表面延伸到第二主表面。突出部能够(例如)补偿腰部，并在腰部区域具有较大横向延伸，而在上部和下部区域具有较小横向延伸。
特别优选地，在从第一主表面101到第二主表面102延伸过程中，和单一的热沉截面相比，包括突出部的热沉的截面区域包络并不具有局部极小值。通过这种方式，热量耗散的热沉表面积就进一步增大了。
本发明的保护范围并不受限于示例性实施例基础上的发明说明。相反，本发明包含任何新特征，也包含这些特征的任何组合，其中尤其包括专利权利要求书中的特征的任何组合，即使此组合在专利权利要求书中没有具体示例也是如此。

Claims (36)

1.一种半导体灯，其具有发光半导体装置(2)，所述半导体装置包括载体(3)和位于所述载体之上的至少一个发光半导体组件(4)，所述半导体灯还具有热沉(1)和控制单元(8)，其中
所述热沉具有第一主表面(101)，
所述半导体装置相邻于所述第一主表面定位，所述载体面向于所述第一主表面，
所述半导体装置热联结到所述热沉，和
所述热沉具有用于电气式连接所述半导体装置的至少一个馈通器(110)，及
所述控制单元通过所述馈通器电气式连接到所述发光装置，并在工作时向所述发光装置供给电流，
其特征在于，所述第一主表面(101)具有第一凹部(120)，所述发光半导体装置(2)位于所述第一凹部中，所述载体(3)安装在所述第一凹部(120)的底部区域(121)上且在所述底部区域热联结到所述热沉(1)；
所述热沉(1)在其第二主表面(102)中具有第二凹部(130)，所述第二主表面(102)在所述第一主表面(101)的相对侧，所述控制单元(8)至少部分地位于所述第二凹部(130)中以便所述热沉起到所述控制单元的热沉的作用；
所述灯具有基部(7)，所述基部(7)能够与电灯泡的标准插座一起使用；并且
所述灯包括绝缘部分(10)，所述绝缘部分在所述热沉(1)和所述基部(7)之间建立起稳定机械连接，并使所述热沉与所述基部电气绝缘。
2.根据权利要求1所述的灯，其特征在于，所述发光半导体装置(2)并不从所述第一凹部(120)的开口(122)突出，并且所述发光半导体装置(2)通过所述第一凹部的开口而发光。
3.根据权利要求1所述的灯，其特征在于，所述基部(7)相邻于所述热沉(1)的第二主表面(102)定位。
4.根据权利要求1所述的灯，其特征在于，所述基部(7)具有爱迪生型螺纹接头、卡口接头或插头连接器中的一种。
5.根据权利要求1所述的灯，其特征在于，所述绝缘部分(10)具有中空形状。
6.根据权利要求1所述的灯，其特征在于，所述绝缘部分(10)由塑料形成。
7.根据权利要求1所述的灯，其特征在于，所述绝缘部分(10)延伸入所述第二凹部内。
8.根据权利要求7所述的灯，其特征在于，所述控制单元(8)至少部分地由所述绝缘部分(10)围绕。
9.根据权利要求8所述的灯，其特征在于，所述控制单元(8)设置于所述绝缘部分(10)的内部，并且不从所述绝缘部分突出。
10.根据权利要求7所述的灯，其特征在于，所述控制单元(8)设计成能够在100-120V或220-240V的标准AC输入下工作。
11.根据权利要求7所述的灯，其特征在于，所述控制单元(8)包括隔离变压器。
12.根据权利要求1所述的灯，其特征在于，所述灯包括带有主透光面(501)的光学元件(5)，从所述发光半导体装置(2)发射的发射光能够通过所述主透光面(501)耦合输出。
13.根据权利要求2所述的灯，其特征在于，所述灯包括带有主透光面(501)的光学元件(5)，从所述发光半导体装置(2)发射的发射光能够通过所述主透光面(501)耦合输出，其中，所述光学元件延伸入所述第一主表面(101)的所述第一凹部(120)内。
14.根据权利要求13所述的灯，其特征在于，所述光学元件(5)包括设置于所述发光半导体组件(4)下游侧的波束形成元件(510)。
15.根据权利要求14所述的灯，其特征在于，所述波束形成元件(510)包括透镜和/或反射镜。
16.根据权利要求14所述的灯，其特征在于，所述灯包括多个发光半导体组件(4)，其中，独立波束形成元件(510)被分配到每个半导体组件。
17.根据权利要求14所述的灯，其特征在于，所述光学元件(5)使从工作中的所述灯发射的光束形成具有15°≤2θ≤30°的开口角度2θ。
18.根据权利要求14所述的灯，其特征在于，所述光学元件(5)使从工作中的所述灯发射的光束形成具有60°≤2θ≤120°的开口角度2θ。
19.根据权利要求1所述的灯，其特征在于，所述灯包括相邻于所述发光半导体装置(2)的密封环(12)。
20.根据权利要求13所述的灯，其特征在于，所述灯包括密封环(12)，其中，所述载体(3)、所述光学元件(5)和所述密封环完全围绕和封装所述发光半导体组件(4)。
21.根据权利要求19或20所述的灯，其特征在于，所述密封环(12)在其主平面区域中围绕所述载体(3)。
22.根据权利要求12所述的灯，其特征在于，所述光学元件(5)借助于盖环(11)能够固定到所述热沉(1)，所述盖环(11)相邻于所述热沉的第一主表面(101)和所述光学元件的所述主透光面(501)。
23.根据权利要求13所述的灯，其特征在于，所述光学元件(5)借助于盖环(11)能够固定到所述热沉(1)，所述盖环(11)相邻于所述热沉的所述第一主表面(101)和所述光学元件的所述主透光面(501)，并且所述盖环围绕所述第一凹部(120)的所述开口(122)。
24.根据权利要求1所述的灯，其特征在于，所述热沉(1)具有位于所述第一主表面(101)和所述第二主表面(102)之间的至少一个侧面(103)，所述至少一个侧面(103)具有多个突出部(150)。
25.根据权利要求22或23所述的灯，其中，所述热沉(1)具有位于所述第一主表面(101)和所述第二主表面(102)之间的至少一个侧面(103)，所述至少一个侧面(103)具有多个突出部(150)，其中，所述盖环(11)的一部分横向延伸超出所述侧面。
26.根据权利要求25所述的灯，其特征在于，所述横向延伸超出所述侧面(103)的所述盖环(11)部分，包括在所述盖环的整个厚度上延伸的多个孔洞(1110)或槽口。
27.根据权利要求24所述的灯，其特征在于，所述至少一个所述突出部(150)具有翼片形状。
28.根据权利要求26所述的灯，其特征在于，所述突出部(150)具有翼片形状，并且在第一主表面(101)的顶视图中，所述孔洞(1110)或槽口设置于两个翼片之间。
29.根据权利要求1所述的灯，其特征在于，所述热沉(1)由金属形成。
30.根据权利要求29所述的灯，其特征在于，所述热沉由铝形成。
31.根据权利要求1所述的灯，其特征在于，所述载体(3)是印刷电路板。
32.根据权利要求31所述的灯，其特征在于，所述印刷电路板具有金属芯子。
33.根据权利要求1所述的灯，其特征在于，所述发光半导体组件(4)具有电连接器(410)和热接触器(430)，其中所述热接触器(430)热联结到所述载体(3)。
34.根据权利要求33所述的灯，其特征在于，所述热接触器(430)不同于所述电连接器(410)。
35.根据权利要求1所述的灯，其特征在于，所述灯具有3W或更大的输入电能。
36.根据权利要求35所述的灯，其特征在于，所述灯具有5至7W的输入电能，其中包括边界值。
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