DE102004031685A1 - Housing for an optoelectronic component has central heat dissipating element with central thermal contact region surrounded by ring of chip mounting surfaces - Google Patents

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Abstract

A housing (3) for an optoelectronic component comprises a heat-dissipating element with a central thermal contact region (41). The housing comprises many chip (1) mounting surfaces laterally displaced from the thermal contact region and forming a ring around it. An independent claim is also included for an optoelectronic element comprising a housing as above.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für ein optoelektronisches Bauelement gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein optoelektronisches Bauelement mit einem derartigen Gehäuse.The The invention relates to a housing for a Optoelectronic component according to the preamble of claim 1 and an optoelectronic component with such a housing.

In der WO 02/084749 A2 ist ein optoelektronisches Bauelement mit einem Gehäuse und einem Wärmeabfuhrelement offenbart, wobei ein Halbleiterchip auf einen Montagebereich in der Mitte des Wärmeabfuhrelements befestigt ist. Auf einer dem Halbleiterchip gegenüberliegenden Seite des Wärmeabfuhrelements weist dieses eine Außenfläche auf, die frei von Gehäusematerial ist, so dass Wärme über diese Außenfläche aus dem Bauelement an die Umgebung abgegeben werden kann und/oder das Wärmeabfuhrelement von außen thermisch anschließbar ist. Auf der Seite der Montagefläche ist das Wärmeabfuhrelement mit dem Halbleiterchip, dem Gehäusematerial sowie mit einer Vergussmasse versehen, so dass auf dieser Seite keine oder nur sehr wenig Wärme aus dem Bauelement abgegeben werden kann.In WO 02/084749 A2 is an optoelectronic component with a casing and a heat dissipation member discloses, wherein a semiconductor chip on a mounting area in the middle of the heat removal element is attached. On a semiconductor chip opposite Side of the heat dissipation element this has an outer surface, the free of housing material is, so that heat over this Outside surface off the device can be delivered to the environment and / or the Heat dissipation element from the outside thermally connectable. On the side of the mounting surface is the heat dissipation element with the semiconductor chip, the housing material and provided with a potting compound, so that on this page no or very little heat can be discharged from the device.

Das Gehäuse bzw. das Bauelement weist eine sehr gute Wärmeabfuhr auf und eignet sich von daher insbesondere für Halbleiterchips, die mit einer hohen elektrischen Leistung betrieben werden und deshalb eine hohe Verlustwärme erzeugen. Dies können insbesondere Halbleiterchips sein, die eine elektromagnetische Strahlung emittieren und eine hohe Strahlungsleistung aufweisen.The casing or the component has a very good heat dissipation and is suitable from therefore in particular for Semiconductor chips operated with a high electrical power and therefore produce a high heat loss. This can be especially Be semiconductor chips that emit electromagnetic radiation and have a high radiation power.

Für viele Anwendungen wie beispielsweise bei Leuchten oder Lampen reicht die Strahlungsintensität eines einzigen strahlungsemittierenden Halbleiterchips nicht aus, sondern es wird eine Mehrzahl von Halbleiterchips benötigt. In solchen Fällen wird häufig eine Mehrzahl von Bauelementen mit jeweils einem Halbleiterchip bzw. eine Mehrzahl von Gehäusen verwendet. Insbesondere bei der Verwendung mehrerer Halbleiterchips auf engem Raum ist eine gute Wärmeabfuhr von hoher Bedeutung, so dass sich die in der WO 02/084749 A2 offenbarten Bauelemente sehr gut eignen. Ein Nachteil dabei ist, dass jedes einzelne Bauelement sowohl elektrisch als auch thermisch angeschlossen werden muss, was relativ aufwendig ist. Zudem ist bei der Verwendung mehrerer einzelner Bauelemente die Möglichkeit einer möglichst dichten und kompakten Anordnung der Halbleiterchips durch die Größe der Bauelement-Gehäuse und die Notwendigkeit, für jedes Bauelement elektrisch und thermische Anschlussbereiche bereitzustellen, beschränkt.For many Applications such as lights or lamps is sufficient radiation intensity of a single radiation-emitting semiconductor chip is not but it requires a plurality of semiconductor chips. In such cases becomes common a plurality of components each having a semiconductor chip or a plurality of housings used. Especially when using multiple semiconductor chips in a small space is a good heat dissipation Of great importance, so that the disclosed in WO 02/084749 A2 Components are very well suited. A disadvantage is that each one single component connected both electrically and thermally must be, which is relatively expensive. Moreover, when using multiple individual components the possibility one possible dense and compact arrangement of the semiconductor chips by the size of the component housing and the need for to provide each component with electrical and thermal connection areas, limited.

In der US 2003/0153108 A1 ist ein optoelektronisches Bauelement mit einer Mehrzahl von elektromagnetische Strahlung emittierenden Halbleiterchips offenbart. Die Halbleiterchips sind in einem Gehäuse des Bauelements integriert, wodurch sie sich kompakter anordnen lassen als bei einer Mehrzahl separater Bauelemente. Allerdings ist die elektrische Kontaktierung der Halbleiterchips auch bei diesem Bauelement relativ aufwendig, da die einzelnen Elektroden jedes Halbleiterchips jeweils extern angeschlossen werden müssen. Ein weiterer Nachteil ist, dass die Halbleiterchips extern nicht thermisch anschließbar sind. Zwar ist jedem Halbleiterchip ein separates Wärmeabfuhrelement zugeordnet; dieses Wärmeabfuhrelement ist jedoch auf einer Seite mit dem Halbleiterchip und auf allen anderen Seiten mit Gehäusematerial bedeckt, so dass es lediglich die Funktion einer Wärmesenke erfüllt und kaum eine praktikable Möglichkeit bietet, die Wärme effektiv aus dem Bauelement herauszuführen.In US 2003/0153108 A1 is an optoelectronic component with a plurality of electromagnetic radiation emitting semiconductor chips disclosed. The semiconductor chips are integrated in a housing of the component, whereby they can be arranged more compact than a plurality of separate ones Components. However, the electrical contacting of the semiconductor chips also in this device relatively expensive, since the individual electrodes each semiconductor chip must each be connected externally. One Another disadvantage is that the semiconductor chips are not thermally external connectable are. Although each semiconductor chip is a separate heat dissipation element assigned; this heat dissipation element is however on one side with the semiconductor chip and on all other pages with housing material covered, so it just serves the function of a heat sink Fulfills and hardly a viable option offers, the heat effectively lead out of the device.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Gehäuse für ein Bauelement bereitzustellen, das eine kompakte Anordnung von Halbleiterchips ermöglicht, eine gute Wärmeabfuhr aufweist und zugleich eine einfache externe elektrische und thermische Kontaktierung des Gehäuses bzw. von in dem Gehäuse angeordneten Halbleiterchips erlaubt. Zudem soll ein Bauelement mit einem derartigen Gehäuse bereitgestellt werden.A The object of the present invention is a housing for a component to provide a compact arrangement of semiconductor chips, a good heat dissipation has and at the same time a simple external electrical and thermal Contacting the housing or from in the housing arranged semiconductor chips allowed. In addition, a component with such a housing to be provided.

Diese Aufgabe wird durch ein Gehäuse gemäß Anspruch 1 und ein Bauelement gemäß Anspruch 21 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und bevorzugte Weiterbildungen des Gehäuses und des Bauelements sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.These Task is by a housing according to claim 1 and a component according to claim 21 solved. Advantageous embodiments and preferred developments of the housing and the component are Subject of the dependent claims.

Erfindungsgemäß weist ein Gehäuse der eingangs genannten Art eine Mehrzahl von Chipmontageflächen auf, die zu dem thermischen Anschlussbereich lateral versetzt sowie ringartig um den thermischen Anschlussbereich herum angeordnet sind.According to the invention a housing of the aforementioned type a plurality of chip mounting surfaces, the laterally offset to the thermal connection area and ring-like are arranged around the thermal connection area around.

Durch die Verwendung eines Wärmeabfuhrelementes, das einer Mehrzahl von Chipmontageflächen zugeordnet ist, sowie durch die ringartige Anordnung der Chipmontageflächen um den thermischen Anschlussbereich herum kann mit dem Gehäuse eine räumlich kompakte Anordnung von Halbleiterchips erreicht werden. Zugleich ermöglicht der thermische Anschlussbereich eine gute Wärmeabfuhr aus dem Gehäuse.By the use of a heat removal element, which is associated with a plurality of chip mounting surfaces, as well as by the ring-like arrangement of the chip mounting surfaces around the thermal connection region around can with the case a spatially compact arrangement of semiconductor chips can be achieved. at the same time allows the thermal connection area a good heat dissipation from the housing.

Die Chipmontagebereiche sind lateral, d.h. parallel zu einer Haupterstreckungsebene des Wärmeabfuhrelementes oder des Gehäuses, zu dem thermischen Anschlussbereich versetzt, wodurch eine gesamte Außenfläche des thermischen Anschlussbereichs für eine Wärmeauskopplung aus dem Gehäuse verwendet werden kann.The chip mounting areas are laterally, ie parallel to a main extension plane of the heat removal element or the housing, offset to the thermal connection region, whereby an entire outer surface of the thermal End area for a heat extraction from the housing can be used.

Bevorzugt weist der thermische Anschlussbereich hierfür auf einer ersten Seite zumindest eine Teilfläche auf, die frei von thermisch isolierendem Material ist. Besonders bevorzugt ist die gesamte Fläche auf der ersten Seite des thermischen Anschlussbereichs frei von thermisch isolierendem Material.Prefers the thermal connection area for this purpose at least on a first page a partial area on, which is free of thermally insulating material. Especially preferred is the entire surface free on the first side of the thermal connection area thermally insulating material.

Zudem weist der thermische Anschlussbereich bevorzugt auch auf einer zweiten Seite, die gegenüber der ersten Seite liegt, zumindest eine Teilfläche auf, die frei von thermisch isolierendem Material ist. Besonders bevorzugt ist die gesamte Fläche auf der zweiten Seite des thermischen Anschlussbereichs frei von thermisch isolierendem Material.moreover the thermal connection region preferably also has a second one Side, opposite the first side lies, at least a partial surface, which is free of thermal insulating material is. Particularly preferred is the entire surface on the second side of the thermal connection area free of thermal insulating material.

Die freien Flächen ermöglichen vorteilhafterweise auf der jeweiligen Seite sowohl eine freie Abstrahlung der Wärme als auch eine thermische Kontaktierung des Gehäuses.The open spaces enable advantageously on the respective side both a free radiation the heat as well as a thermal contacting of the housing.

Das Gehäuse weist mit Vorteil eine Mehrzahl von elektrischen Anschlussbereichen zum internen elektrischen Anschließen von Halbleiterchips auf, die zu dem thermischen Anschlussbereich lateral versetzt angeordnet sind. Die elektrischen Anschlussbereiche ermöglichen eine interne elektrische Verschaltung von Halbleiterchips auf vielfältige Weise.The casing advantageously has a plurality of electrical connection areas for internal electrical connection of semiconductor chips, which is laterally offset from the thermal connection area are. The electrical connection areas allow an internal electrical Interconnection of semiconductor chips in many ways.

Die elektrischen Anschlussbereiche sind bevorzugt ringartig um den thermischen Anschlussbereich herum angeordnet, was ein elektrisches Anschließen der ringartig angeordneten Halbleiterchips begünstigt.The electrical connection areas are preferably ring-like around the thermal Terminal area arranged around, which is an electrical connection of the ring-like arranged semiconductor chips favors.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform weist das Gehäuse zwei elektrische Außenkontakte auf, mittels denen eine Mehrzahl von in dem Gehäuse angeordneter Halbleiterchips extern auf einfache Weise elektrisch angeschlossen werden können.In In a particularly advantageous embodiment, the housing has two electrical external contacts by means of which a plurality of semiconductor chips arranged in the housing can be electrically connected externally in a simple manner.

Mit Vorteil weist das Gehäuse einen Gehäusekörper mit einer ringartigen Kavität auf, in der die Chipmontageflächen angeordnet sind. Die Verwendung lediglich einer Kavität für eine Mehrzahl von Chipmontageflächen vereinfacht das Gehäuse und dessen Herstellung und verringert somit die Herstellungskosten.With Advantage shows the case a housing body with a ring-like cavity on, in which the chip mounting surfaces are arranged. The use of only one cavity for a plurality of chip mounting surfaces simplifies the housing and its production and thus reduces the manufacturing cost.

Alternativ weist das Gehäuse mit Vorteil einen Gehäusekörper mit einer Mehrzahl von Kavitäten auf, in denen die Chipmontageflächen angeordnet sind. Werden die Innenwände der Kavitäten als Reflektoren ausgebildet, so kann durch die Mehrzahl von Kavitäten eine vorteilhafte Beeinflussung einer Abstrahlcharakteristik des Gehäuses bzw. eines Bauelementes mit einem derartigen Gehäuse erreicht werden.alternative shows the case with advantage a housing body with a plurality of cavities on where the chip mounting surfaces are arranged. Be the inner walls of the cavities as reflectors formed, so may through the plurality of cavities advantageous influencing of a radiation characteristic of the housing or a component can be achieved with such a housing.

Zweckmäßigerweise umfasst das Gehäuse ein Vergussmaterial, das die Kavität bzw. die Kavitäten zumindest teilweise ausfüllt, wodurch eine verbesserte Strahlungsauskopplung aus in dem Gehäuse angeordneter Halbleiterchips und aus dem Gehäuse erreicht werden kann.Conveniently, includes the housing Potting material that is the cavity or the cavities at least partially whereby an improved radiation decoupling from arranged in the housing Semiconductor chips and out of the housing can be achieved.

Der thermische Anschlussbereich des Wärmeabfuhrelements weist mit Vorteil ein Element zum Befestigen des Bauelements auf.Of the thermal connection region of the heat removal element has with Advantage of an element for securing the device.

Bevorzugt umfasst das Element zum Befestigen des Bauelements ein Loch in dem thermischen Anschlussbereich und/oder eine Lotfläche auf einer Montageseite des Bauelementes, wodurch das Bauelement einfach und wirkungsvoll montiert werden und gleichzeitig thermisch leitend angeschlossen werden kann.Prefers For example, the element for fixing the device has a hole in it thermal connection area and / or a solder surface on a mounting side of the device, making the device simple and effective be mounted and simultaneously connected thermally conductive can.

Das Gehäuse weist bevorzugt zwischen einschließlich 4 und einschließlich 12, besonders bevorzugt zwischen einschließlich 6 und einschließlich 8 Chipmontageflächen auf.The casing preferably between 4 and 12 inclusive, more preferably between 6 and 8 inclusive chip mounting surfaces.

Mit dem Gehäuse lässt sich insbesondere eine räumlich dichte Anordnung von Halbleiterchips sowie eine signifikante Miniaturisierung von Bauelementen mit einer Mehrzahl von Halbleiterchips oder von Gegenständen wie Lampen oder Leuchten, in denen eine Mehrzahl von Halbleiterchips zum Einsatz kommt, erreichen. Das Gehäuse weist entlang einer Haupterstreckungsebene bevorzugt eine Ausdehnung von kleiner als oder gleich 2 cm, besonders bevorzugt von kleiner als oder gleich 1,5 cm und größer als 0 cm auf.With the housing let yourself especially one spatially dense arrangement of semiconductor chips as well as a significant miniaturization of components with a plurality of semiconductor chips or of objects such as lamps or lights, in which a plurality of semiconductor chips is used, reach. The housing faces along a main plane of extension preferably an extent of less than or equal to 2 cm, more preferably of less than or equal to 1.5 cm and greater than 0 cm.

In einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Gehäuse mindestens ein Substrat auf, das einen Grundkörper aus einem elektrisch isolierenden Material und eine elektrisch leitfähige Beschichtung aufweist, wobei eine Außenfläche der Beschichtung mindestens eine der Chipmontageflächen aufweist. Dieses Substrat ist insbesondere auf dem Wärmeabfuhrelement angeordnet, so dass die Chipmontageflächen von dem Wärmeabfuhrelement und/oder voneinander elektrisch isoliert werden. Dies ermöglicht eine beliebige Verschaltung von in dem Gehäuse montierter Halbleiterchips in Serie und/oder parallel zueinander.In an advantageous embodiment shows the case at least one substrate having a base body made of an electrically insulating Having material and an electrically conductive coating, an outer surface of the Coating has at least one of the chip mounting surfaces. This substrate is in particular on the heat dissipation element arranged so that the chip mounting surfaces of the heat dissipation element and / or electrically isolated from each other. This allows a Any interconnection of mounted in the housing semiconductor chips in series and / or parallel to each other.

Das Wärmeabfuhrelement ist bevorzugt in der Art eines elektrischen Leiterrahmens ausgebildet, wodurch eine einfache Herstellung des Gehäuses ermöglicht wird.The Heat dissipation element is preferably designed in the manner of an electrical lead frame, whereby a simple manufacture of the housing is made possible.

Der thermische Anschlussbereich des Wärmeabfuhrelements weist zumindest teilweise eine größere Dicke auf als übrige Bereiche des Wärmeabfuhrelements, was seine Wärmekapazität und Wärmeleitung mit Vorteil vergrößert.The thermal connection region of the heat dissipation element has at least partially greater thickness than other areas of the heat removal element, which advantageously increases its heat capacity and heat conduction.

Das Wärmeabfuhrelement umfasst in einer bevorzugten Ausführungsform einen Zentralbereich, der den thermischen Anschlussbereich aufweist, sowie eine Mehrzahl von Armen, die von dem Zentralbereich ausgehend nach außen verlaufen. Zwischen den Armen ist jeweils mindestens ein elektrischer Anschlussbereich angeordnet.The Heat dissipation element in a preferred embodiment comprises a central area which having the thermal connection region, and a plurality of Arms that run outward from the central area. Between the arms is at least one electrical connection area arranged.

Als Alternative oder Ergänzung zu einem Leiterrahmen weist das Gehäuse mit Vorteil eine gedruckte Leiterplatte (PCB) auf, auf oder über der die Chipmontagebereiche und/oder die elektrischen Anschlussflächen angeordnet sind oder die diese aufweist.When Alternative or supplement to a lead frame, the housing advantageously has a printed one Printed circuit board (PCB) on, on or above the chip mounting areas and / or the electrical connection surfaces are arranged or the this has.

Bei dem optoelektronischen Bauelement ist eine Mehrzahl von strahlungsemittierender Halbleiterchips thermisch leitend mit dem Wärmeabfuhrelement verbunden.at The optoelectronic component is a plurality of radiation-emitting Semiconductor chips thermally conductively connected to the heat dissipation element.

Das Bauelement weist bevorzugt zumindest eine Gruppe von Halbleiterchips auf, die zueinander elektronisch in Serie geschaltet sind.The Component preferably has at least one group of semiconductor chips on, which are connected to each other electronically in series.

In einer Ausführungsform mit besonderen Vorteilen weist das Bauelement mindestens zwei Sorten von Halbleiterchips auf, die bei Betrieb elektromagnetische Strahlung unterschiedlicher Wellenlängenbereiche emittieren.In an embodiment with particular advantages, the device has at least two varieties of semiconductor chips which, when in operation, emit electromagnetic radiation different wavelength ranges emit.

Weitere Vorteile, bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen des Bauelements ergeben sich aus den im folgenden in Verbindung mit den 1 bis 12 erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:Further advantages, preferred embodiments and developments of the device will become apparent from the following in connection with the 1 to 12 explained embodiments. Show it:

1 eine schematische räumliche Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels des Bauelements, 1 a schematic spatial representation of a first embodiment of the device,

2 eine schematische Draufsicht auf das in 1 dargestellte Bauelement, 2 a schematic plan view of the in 1 illustrated component,

3 eine schematische Draufsicht auf das in 1 und 2 dargestellte Bauelement, jedoch ohne Gehäusematerial, 3 a schematic plan view of the in 1 and 2 shown component, but without housing material,

4 schematische Darstellung eines auf einem Substrat aufgebrachten Halbleiterchips des Bauelements, 4 schematic representation of a deposited on a substrate semiconductor chip of the device,

5 bis 10 schematische räumliche Darstellungen von Rückseiten verschiedener Ausführungsbeispiele des Bauelements, 5 to 10 schematic spatial representations of back sides of various embodiments of the device,

11 eine schematische räumliche Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels des Bauelements, und 11 a schematic spatial representation of another embodiment of the device, and

12 eine schematische Schnittansicht eines Bereiches mit einem Halbleiterchip des in 11 dargestellten Bauelements. 12 a schematic sectional view of a region with a semiconductor chip of in 11 illustrated component.

In den Ausführungsbeispielen und Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Bestandteile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die dargestellten Elemente der Figuren sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können sie zum besseren Verständnis teilweise übertrieben groß dargestellt sein.In the embodiments and figures are the same or equivalent components each with provide the same reference numerals. The illustrated elements The figures are not to scale to look at, rather for a better understanding partially exaggerated shown big be.

Das in den 1 und 2 dargestellte Bauelement weist ein einstückig ausgebildetes Gehäuse 3 mit einer ringförmigen Kavität 5 (siehe 1) auf, in der acht Halbleiterchips 1 angeordnet sind. Die Halbleiterchips sind beispielsweise Leuchtdioden, die bei ihrem Betrieb eine elektromagnetische Strahlung emittieren. Das Gehäuse 3 weist ein Gehäusematerial aus einem geeigneten Kunststoff auf, z.B. einen Thermoplast wie beispielsweise Polyphthalamid (PPT). Das Gehäusematerial ist in dem Ausführungsbeispiel für die von den Halbleiterchips 1 emittierte elektromagnetische Strahlung reflektierend. Entsprechend sind die auf dem Gehäusematerial gebildeten Innenwände 31 als Reflektoren ausgebildet, das heißt sie verlaufen schräg bezüglich einer Montageebene der Halbleiterchips 1 sowie von den Halbleiterchips weg, so dass die Kavität 5 sich mit zunehmender Tiefe verjüngt.That in the 1 and 2 shown component has an integrally formed housing 3 with an annular cavity 5 (please refer 1 ), in the eight semiconductor chips 1 are arranged. The semiconductor chips are, for example, light-emitting diodes which emit electromagnetic radiation during their operation. The housing 3 has a housing material of a suitable plastic, for example a thermoplastic such as polyphthalamide (PPT). The housing material is in the embodiment of the semiconductor chips 1 emitting electromagnetic radiation reflecting. Accordingly, the inner walls formed on the housing material 31 formed as reflectors, that is, they extend obliquely with respect to a mounting plane of the semiconductor chips 1 as well as away from the semiconductor chips, leaving the cavity 5 rejuvenated with increasing depth.

Das Bauelement weist ein Wärmeabfuhrelement 4 auf, das einen thermischen Anschlussbereich 41 und eine Vielzahl von Montagebereichen 42 aufweist, in denen die Halbleiterchips 1 auf dem Wärmeabfuhrelement 4 aufgebracht sind. Das Wärmeabfuhrelement 4 weist eine erste Hauptfläche, auf der die Halbleiterchips 1 aufgebracht sind, sowie eine der ersten Hauptfläche gegenüberliegende zweite Hauptfläche auf, wobei diese beiden Hauptflächen im thermischen Anschlussbereich 41 des Wärmeabfuhrelements 4 frei von jeglichem Gehäusematerial sind. Dies ermöglicht vorteilhafterweise sowohl eine gute Wärmeabstrahlung aus dem Bauelement sowie eine gute thermische Ankopplung des Bauelements über den thermischen Anschlussbereich 41. Der thermische Anschlussbereich 41 weist zudem ein Loch 17 auf, so dass er nicht nur für eine thermische Ankopplung, sondern auch für eine einfache Montage des Bauelements verwendet werden kann. Eine solche Montage kann z.B. umfassen, dass das Bauelement mit dem Loch auf einen Montagestift gesteckt und auf diesem fixiert wird.The component has a heat dissipation element 4 on, that has a thermal connection area 41 and a variety of mounting areas 42 in which the semiconductor chips 1 on the heat dissipation element 4 are applied. The heat dissipation element 4 has a first major surface on which the semiconductor chips 1 are applied, as well as one of the first main surface opposite the second main surface, wherein these two main surfaces in the thermal connection region 41 the heat removal element 4 free from any housing material. This advantageously allows both good heat radiation from the component and good thermal coupling of the component via the thermal connection region 41 , The thermal connection area 41 also has a hole 17 so that it can be used not only for thermal coupling but also for easy assembly of the device. Such an assembly may include, for example, that the device is plugged with the hole on a mounting pin and fixed on this.

Das Bauelement weist Anschlussbereiche 10 auf, die in einer gleichen Ebene verlaufen und angeordnet sind wie das Wärmeabfuhrelement 4. Die Anschlussbereiche 10 und das Wärmeabfuhrelement 4 sind beispielsweise aus einem gleichen Material gefertigt, das z.B. ein thermisch und elektrisch gut leitendes Metall wie Aluminium oder Kupfer ist. Zur Herstellung des Bauelements können das Wärmeabfuhrelement 4 und die elektrischen Anschlussbereiche 10 in einem Verbund eines Leiterrahmens bereitgestellt sein. Dieser Leiterrahmen wird nachfolgend mittels eines Spritzverfahrens wie Spritzgießen oder Spritzpressen teilweise mit dem Gehäusematerial umformt, um das Gehäuse 3 zu bilden. Nachfolgend werden die Halbleiterchips montiert.The component has connection areas 10 on, which run in a same plane and on ordered are like the heat dissipation element 4 , The connection areas 10 and the heat dissipation member 4 For example, they are made of the same material, which is, for example, a thermally and electrically good conductive metal such as aluminum or copper. For the production of the device, the heat dissipation element 4 and the electrical connection areas 10 be provided in a composite of a lead frame. This lead frame is subsequently partially molded by means of a spraying process such as injection molding or transfer molding with the housing material to the housing 3 to build. Subsequently, the semiconductor chips are mounted.

Die elektrischen Anschlussbereiche 10 und die Montagebereiche 42 sind um den thermischen Anschlussbereich 41 des Wärmeabfuhrelements 4 herum angeordnet. Die Montagebereiche 42 verlaufen in einzelnen Armen des Wärmeabfuhrelements in der Montageebene von innen radial nach außen, so dass sich eine symmetrische, sternartige Anordnung ergibt, auf der die Halbleiterchips 1, wie in den 1 bis 3 dargestellt, kreisförmig angeordnet werden können. Während eine derartige Anordnung der Halbleiterchips 1 sehr kompakt sein kann, ermöglicht die vorteilhafte Ausgestaltung des Wärmeabfuhrelements 4 gleichzeitig eine sehr gute Wärmeabfuhr einer von den Halbleiterchips 1 erzeugten Wärme aus dem Bauelement heraus.The electrical connection areas 10 and the mounting areas 42 are around the thermal connection area 41 the heat removal element 4 arranged around. The mounting areas 42 extend in individual arms of the heat dissipation element in the mounting plane from the inside radially outwards, so that a symmetrical, star-like arrangement results, on which the semiconductor chips 1 as in the 1 to 3 represented, can be arranged in a circle. While such an arrangement of the semiconductor chips 1 can be very compact, allows the advantageous embodiment of the heat dissipation element 4 at the same time a very good heat dissipation of one of the semiconductor chips 1 generated heat from the device out.

Das Wärmeabfuhrelement 4 muss nicht notwendigerweise eine radialsymmetrische Form aufweisen und es ist nicht zwingend notwendig, die Halbleiterchips 1 kreisförmig oder symmetrisch um den thermischen Anschlussbereich 41 anzuordnen. Vielmehr können die Halbleiterchips 1 auch in beliebigen Anordnungen, beispielsweise ovalförmig, in Form eines Rechtecks oder ringartig mit unterschiedlichen Abständen der Halbleiterchips zu dem thermischen Anschlussbereich 41, um den thermischen Anschlussbereich 41 herum angeordnet sein. Entscheidend ist, dass die Halbleiterchips 1 um den thermischen Anschlussbereich 41 herum angeordnet sind und über den thermischen Anschlussbereich 41 von außen thermisch kontaktierbar sind. Ein weiterer vorteilhafter Aspekt ist dass der thermische Anschlussbereich Flächen aufweist, die frei von thermisch isolierendem Material sind, so dass Wärme von den zwei Hauptflächen des thermischen Anschlussbereichs 41 abgeleitet und/oder abgestrahlt werden kann.The heat dissipation element 4 does not necessarily have a radially symmetric shape and it is not mandatory, the semiconductor chips 1 circular or symmetrical around the thermal connection area 41 to arrange. Rather, the semiconductor chips 1 also in any arrangements, for example oval-shaped, in the form of a rectangle or ring-like with different distances between the semiconductor chips to the thermal connection area 41 to the thermal connection area 41 be arranged around. It is crucial that the semiconductor chips 1 around the thermal connection area 41 are arranged around and over the thermal connection area 41 are thermally contacted from the outside. A further advantageous aspect is that the thermal connection region has surfaces which are free of thermally insulating material, so that heat from the two main surfaces of the thermal connection region 41 can be derived and / or radiated.

Bei dem in den 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Halbleiterchips 1 nicht unmittelbar auf dem Wärmeabfuhrelement 4 aufgebracht, sondern auf einem Substrat 12, welches auf dem Wärmeabfuhrelement 4 aufgebracht ist. Wie in der vergrößerten Darstellung der 4 gut erkennbar ist, umfasst das Substrat 12 einen Grundkörper 13 sowie eine Beschichtung 14, auf der der Halbleiterchip aufgebracht ist.In the in the 1 to 3 illustrated embodiment, the semiconductor chips 1 not directly on the heat dissipation element 4 applied but on a substrate 12 which is on the heat dissipation element 4 is applied. As in the enlarged view of 4 is clearly visible, includes the substrate 12 a basic body 13 as well as a coating 14 on which the semiconductor chip is applied.

Der Grundkörper besteht aus einem elektrisch isolierenden und thermisch gut leitendem Material, beispielsweise aus einem keramischen Material, das z.B. Al2O3 und/oder AlN aufweist. Die Beschichtung 14 ist dagegen elektrisch leitfähig und elektrisch leitend mit einer der Beschichtung 14 zugewandten Seite des Halbleiterchips 1 verbunden, z.B. mittels eines Lotes oder eines elektrisch leitfähigen Klebstoffes.The main body consists of an electrically insulating and thermally highly conductive material, for example of a ceramic material having, for example, Al 2 O 3 and / or AlN. The coating 14 is on the other hand electrically conductive and electrically conductive with one of the coating 14 facing side of the semiconductor chip 1 connected, for example by means of a solder or an electrically conductive adhesive.

Aus 2 ist ersichtlich, wie die Halbleiterchips in dem Bauelement zueinander elektrisch verschaltet sind. Jeweils vier der acht Halbleiterchips 1, die zwischen der Anode 20 und der Kathode 21 einen Halbkreis bilden, sind zueinander in Serie geschaltet. Betrachtet man eine der zwei in Serie geschalteten Gruppen von Halbleiterchips, so ist die Anode 20 mittels eines Bonddrahts 11 elektrisch leitend mit der Beschichtung 14 eines benachbarten Substrates und somit auch mit einer Seite des auf dem Substrat 12 aufgebrachten Halbleiterchips 1 elektrisch leitend verbunden. Die der Beschichtung 12 gegenüberliegende Seite des Halbleiterchips 1 ist mit dem nächsten benachbarten elektrischen Anschlussbereich 10 elektrisch leitend verbunden. Diese elektrische Verbindung von Anschlussbereich 10 und Beschichtung 12 bzw. Halbleiterchip und Anschlussbereich 10 setzt sich bis zur Kathode 21 fort.Out 2 it can be seen how the semiconductor chips in the device are electrically interconnected. Four of the eight semiconductor chips each 1 between the anode 20 and the cathode 21 form a semicircle, are connected to each other in series. Looking at one of the two series-connected groups of semiconductor chips, the anode is 20 by means of a bonding wire 11 electrically conductive with the coating 14 a neighboring substrate and thus also with a side of the on the substrate 12 applied semiconductor chips 1 electrically connected. The coating 12 opposite side of the semiconductor chip 1 is to the nearest adjacent electrical connection area 10 electrically connected. This electrical connection of connection area 10 and coating 12 or semiconductor chip and connection area 10 sits down to the cathode 21 continued.

Eine derartige elektrische Verschaltung der Halbleiterchips 1 stellt selbstverständlich lediglich ein Ausführungsbeispiel dar, wobei sich die Halbleiterchips 1 prinzipiell in beliebiger Form parallel und/oder in Serie zueinander schalten lassen. Ein Vorteil der in 2 dargestellten Verschaltung ist, dass die Anode 20 und die Kathode 21 einen relativ zur Bauelementgröße großen Abstand voneinander haben. Dadurch lässt sich das Bauelement leichter elektrisch anschließen.Such an electrical interconnection of the semiconductor chips 1 Of course, is only one embodiment, wherein the semiconductor chips 1 in principle, in any form parallel and / or in series with each other. An advantage of in 2 shown interconnection is that the anode 20 and the cathode 21 have a relative to the component size large distance from each other. This makes it easier to electrically connect the device.

In den 5 bis 10 ist eine Vielzahl von unterschiedlichen Ausgestaltungsmöglichkeiten für elektrische Außenkontakte 8 dargestellt, über die das Bauelement extern elektrisch angeschlossen werden kann. Die 5 bis 10 zeigen das Bauelement jeweils von einer Rückseite her, das heißt von einer der Kavität 5 und den Halbleiterchips 1 abgewandten Seite.In the 5 to 10 is a variety of different design options for external electrical contacts 8th represented, via which the component can be connected externally electrically. The 5 to 10 each show the component from a back side, that is from one of the cavity 5 and the semiconductor chips 1 opposite side.

Gemäß einem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Gehäuse in Bereichen der Anode und der Kathode Löcher auf, so dass eine Rückseite der Anode 20 und der Kathode 21 freigelegt ist. Bei dieser Ausführungsform kann das Bauelement z.B. elektrisch angeschlossen werden, indem z.B. entweder elektrische Kontaktstifte in die Löcher gesteckt und auf die elektrischen Außenkontakte 8 gedrückt werden oder indem das Bauelement auf festmontierte Kontaktstifte aufgesteckt wird. Zusätzlich können Innenwände der Löcher und die freigelegten Flächen der Anode 20 und der Kathode 21 noch eine elektrisch leitfähige Beschichtung aufweisen.According to a in 5 illustrated embodiment, the housing in areas of the anode and the cathode holes, so that a back of the anode 20 and the cathode 21 is exposed. In this embodiment, for example, the device may be electrically connected, for example, by plugging either electrical contact pins in the holes and the external electrical contacts 8th be pressed or by the device on firmly mounted contact pins is attached. In addition, inner walls of the holes and the exposed areas of the anode 20 and the cathode 21 still have an electrically conductive coating.

Bei dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel sind im Unterschied zu dem vorhergehend anhand 5 erläuterten Ausführungsbeispiel die Löcher auf der Rückseite des Gehäuses mit elektrisch leitfähigem Material aufgefüllt, so dass die elektrischen Außenkontakte 8 im wesentlichen auf Höhe der Gehäuserückwand sind oder diese etwas überragen. Derart ausgebildete elektrische Außenkontakte 8 eignen sich zum elektrischen Anschließen des Bauelements mittels Löten oder Kleben, das Bauelement ist dadurch oberflächenmontierbar.At the in 6 illustrated embodiment are in contrast to the previous reference 5 explained embodiment, the holes on the back of the housing filled with electrically conductive material, so that the external electrical contacts 8th are essentially at the height of the rear wall or this tower slightly above. Such trained external electrical contacts 8th are suitable for electrical connection of the device by means of soldering or gluing, the device is thereby surface mountable.

Dies gilt auch für das in 7 dargestellte Bauelement, bei dem zusätzlich der thermische Anschlussbereich 41 mit thermisch leitfähigem Material, beispielsweise Kupfer, verdickt ist. Mit anderen Worten ist das Loch über dem thermischen Anschlussbereich 41 mit elektrisch leitfähigem Material aufgefüllt, so dass die rückseitige Fläche des thermischen Anschlussbereichs etwa auf Höhe der Gehäuserückwand liegt oder die überragt. Dies hat den Vorteil, dass der thermische Anschlussbereich 41 eine größere Wärmekapazität aufweist und dass er z.B. mittels Löten extern thermisch anschließbar ist.This also applies to the in 7 shown component, in addition to the thermal connection area 41 is thickened with thermally conductive material, such as copper. In other words, the hole is over the thermal connection area 41 filled with electrically conductive material, so that the rear surface of the thermal connection area is located approximately at the height of the housing rear wall or surmounted. This has the advantage that the thermal connection area 41 has a greater heat capacity and that it is externally thermally connected, for example by means of soldering.

Bei dem in 8 dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Anode 20 und die Kathode 21 Verlängerungen in Form von Kontaktpins auf, die seitlich aus dem Gehäuse herausragen und zur Rückseite des Bauelements hingebogen sind, wodurch sie elektrische Außenkontakte 8 bilden. Die Kontaktpins können beispielsweise auch mittels Laserschweißen hinten am Leadframe befestigt sein. Für ein elektrisches Anschließen des Bauelements eignen sich derartige Außenkontakte 8 beispielsweise zum Stecken oder Löten.At the in 8th illustrated embodiment, the anode 20 and the cathode 21 Extensions in the form of contact pins, which protrude laterally from the housing and are bent towards the back of the device, thereby making external electrical contacts 8th form. The contact pins can for example also be attached by laser welding at the rear of the leadframe. For an electrical connection of the component such external contacts are suitable 8th for example, for plugging or soldering.

Bei dem in 9 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die ebenfalls als Kontaktpins ausgebildeten Außenkontakte 8 derart umgebogen, dass ihre Enden im wesentlichen parallel zu der Rückseite des Bauelements verlaufen. In dieser Form lässt sich das Bauelement bevorzugt mittels Löten elektrisch kontaktieren und ist wie die in den 6 und 7 dargestellten Ausführungsbeispiele oberflächenmontierbar.At the in 9 illustrated embodiment, which are also designed as contact pins external contacts 8th bent so that their ends are substantially parallel to the back of the device. In this form, the component can be contacted by solder preferably electrically and is like that in the 6 and 7 illustrated embodiments surface mountable.

Das in 10 dargestellte Ausführungsbeispiel des Bauelements weist wiederum auf der Rückseite Durchkontaktierungen zu der Anode 20 und der Kathode 21 auf, die beispielsweise mit elektrisch leitfähigem Material aufgefüllt sind. Auf den so gebildeten elektrischen Außenkontakten 8 können z.B. elektrische Zuleitungen 16 in Form von ummantelten Drähten angelötet werden. Die elektrischen Zuleitungen 16 können vorteilhafterweise durch das Loch in dem thermischen Anschlussbereich 41 des Wärmeabfuhrelements 4 zur Vorderseite des Bauelements hingeführt werden, so dass ein elektrisches Anschließen des Bauelements selbst auf engem Raum auf vielfache und einfache Art möglich ist.This in 10 illustrated embodiment of the device in turn has on the back vias to the anode 20 and the cathode 21 on, for example, are filled with electrically conductive material. On the thus formed electrical external contacts 8th can eg electrical supply lines 16 be soldered in the form of coated wires. The electrical leads 16 can advantageously through the hole in the thermal connection area 41 the heat removal element 4 be led to the front of the device, so that an electrical connection of the device even in a confined space in many and simple way is possible.

Im Unterschied zu dem anhand der 1 und 2 vorhergehend erläuterten Ausführungsbeispiel weist das in 11 dargestellte Bauelement nicht eine einzige Kavität, sondern eine Mehrzahl von Kavitäten 5 auf, die jeweils einem Halbleiterchip 1 zugeordnet sind bzw. in denen jeweils ein Halbleiterchip 1 angeordnet ist. Auch die Innenwände dieser Kavitäten 5 sind bevorzugt als Reflektoren ausgebildet.In contrast to that on the basis of 1 and 2 previously explained embodiment has the in 11 shown component not a single cavity, but a plurality of cavities 5 on, each one a semiconductor chip 1 are assigned or in each of which a semiconductor chip 1 is arranged. Also the inner walls of these cavities 5 are preferably designed as reflectors.

Das in 11 dargestellte Bauelement weist statt eines Leiterrahmens z.B. eine gedruckte Leiterplatte 30 (PCB) auf (siehe 12), welche die elektrischen Anschlussbereiche 10 umfasst. Zusätzlich umfasst die Leiterplatte 30 Chipmontagebereiche, auf Halbleiterchips montiert werden können. Alternativ umfasst die Leiterplatte Montagebereiche für Substrate, welche wiederum Chipmontagebereiche aufweisen. Die Leiterplatte weist in einer Ausführungsform z.B. das Wärmeabfuhrelement in Form eines Metallkerns auf. Mögliche Details der Leiterplatte sind in den Figuren nicht dargestellt. Grundsätzliche Gestaltungsmöglichkeiten von Leiterplatten sind dem Fachmann bekannt und werden von daher an dieser Stelle nicht weitergehend erläutert.This in 11 shown component has instead of a lead frame, for example, a printed circuit board 30 (PCB) (see 12 ), which the electrical connection areas 10 includes. In addition, the circuit board includes 30 Chip mounting areas, can be mounted on semiconductor chips. Alternatively, the circuit board comprises mounting areas for substrates, which in turn have chip mounting areas. In one embodiment, the printed circuit board has, for example, the heat dissipation element in the form of a metal core. Possible details of the circuit board are not shown in the figures. Fundamental design possibilities of printed circuit boards are known to the person skilled in the art and will therefore not be explained further at this point.

Statt nur einem Halbleiterchip 1 können bei dem in 11 dargestellten Bauelement, in einer Kavität auch mehrere Halbleiterchips angeordnet sein. So ist es beispielsweise möglich, dass in jeder Kavität jeweils zwei Halbleiterchips 1 angeordnet sind, die elektromagnetische Strahlung unterschiedlicher Wellenlängenbereiche emittieren, beispielsweise rotes und gelbes oder orangenes Licht. Somit könnte man bei einem Automobil beispielsweise Bremslichter und Blinklichter nicht nur dank der kompakten Bauform des erfindungsgemäßen Bauelements besonders platzsparend gestalten, sondern auch zu einem Leuchtelement zusammenfassen, das sowohl die Funktion eines Blinklichts als auch die eines Bremslichts erfüllen kann.Instead of just a semiconductor chip 1 can at the in 11 represented component, in a cavity also be arranged a plurality of semiconductor chips. For example, it is possible that in each cavity in each case two semiconductor chips 1 are arranged which emit electromagnetic radiation of different wavelength ranges, for example, red and yellow or orange light. Thus, one could make especially space-saving in an automobile, for example, brake lights and flashing lights not only thanks to the compact design of the device according to the invention, but also combine to form a light element that can fulfill both the function of a flashing light and a brake light.

Die Verwendung verschiedener Sorten von Chips, die elektromagnetische Strahlung verschiedener Wellenlängenbereiche emittieren, ist selbstverständlich unabhängig von der konkreten Gehäuseform und ist insbesondere auch bei den anhand der 1 und 2 erläuterten Ausführungsbeispiele möglich.The use of different types of chips that emit electromagnetic radiation of different wavelength ranges, of course, regardless of the specific housing shape and is particularly in the case of the 1 and 2 explained embodiments possible.

Bei allen bisher erläuterten Ausführungsbeispielen sind die Kavitäten 5 z.B. mit einer strahlungsdurchlässigen Vergussmasse 6 aufgefüllt. Zusätzlich oder alternativ ist den Kavitäten beispielsweise ein strahlungsumlenkendes Optikelement 18, wie z.B. eine Linse nachgeordnet. In der in 12 dargestellten Schnittansicht eines Teiles des in 11 dargestellten Bauelements ist eine der Kavitäten 5 dargestellt. Diese ist mit einer Vergussmasse 6 aufgefüllt, auf der wiederum eine Sammellinse als Optikelement 18 aufgebracht ist. Dadurch ist es möglich, enge Abstrahlungs-Charakteristiken, d.h. eine relativ geringe Divergenz eines vom Bauelement emittierten Lichtkegels zu erreichen, so dass unter Umständen bei Anwendungen des Bauelements z.B. ein externer Reflektor eingespart werden kann.In all previously described embodiments, the cavities 5 eg with a radiation-permeable potting compound 6 refilled. additionally or alternatively, the cavities, for example, a radiation-deflecting optical element 18 , such as a lens downstream. In the in 12 illustrated sectional view of a part of in 11 shown component is one of the cavities 5 shown. This is with a potting compound 6 filled, on the turn a converging lens as an optical element 18 is applied. This makes it possible to achieve narrow radiation characteristics, ie a relatively low divergence of a light cone emitted by the component, so that, for example, an external reflector can be saved in applications of the component.

Die Vergussmasse 5 weist z.B. ein Epoxidharz oder Silikon auf und kann mit einem Lumineszenzkonversionsmaterial versetzt sein, das durch eine von den Halbleiterchips 1 emittierte elektromagnetische Strahlung anregbar ist und diese absorbierte Strahlung zumindest teilweise in eine elektromagnetische Strahlung eines veränderten Wellenlängenbereiches konvertiert. Durch derart erzeugte elektromagnetische Strahlung unterschiedlicher Wellenlängenbereiche lässt sich Mischlicht mit einem definierten resultierenden Farbort auf der CIE-Farbtafel, z.B. weißes Licht, erzeugen. Das Lumineszenzkonversionsmaterial kann mindestens einen Leuchtstoff enthalten. Dazu eignen sich beispielsweise anorganische Leuchtstoffe, wie mit seltenen Erden (insbesondere Ce) dotierte Granate, oder organische Leuchtstoffe, wie Perylen-Leuchtstoffe. Weitere geeignete Leuchtstoffe sind beispielsweise in der WO 98/12757 aufgeführt, deren Inhalt insofern hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.The potting compound 5 has, for example, an epoxy resin or silicone, and may be mixed with a luminescence conversion material passing through one of the semiconductor chips 1 emitted electromagnetic radiation is excitable and this absorbed radiation at least partially converted into an electromagnetic radiation of a different wavelength range. By means of electromagnetic radiation of different wavelength ranges generated in this way, mixed light can be generated with a defined resulting color location on the CIE color chart, for example white light. The luminescence conversion material may contain at least one phosphor. For this purpose, for example, inorganic phosphors, such as with rare earth (in particular Ce) doped garnets, or organic phosphors, such as perylene phosphors are. Further suitable phosphors are listed, for example, in WO 98/12757, the content of which is hereby incorporated by reference.

Zusätzlich oder alternativ kann die Vergussmasse mit einem Diffusor für die in dem Bauelement erzeugte elektromagnetische Strahlung versetzt sein. Bei den in den 1 und 2 dargestellten Bauelementen könnte dadurch ein homogenes, ringförmiges oder ringartiges Leuchtband erzeugt werden.Additionally or alternatively, the potting compound may be offset with a diffuser for the electromagnetic radiation generated in the device. In the in the 1 and 2 As a result, a homogeneous, annular or ring-shaped light band could be produced.

Die bislang beschriebenen Ausführungsbeispiele des Bauelementes weisen allesamt einen Gehäusegrundkörper auf, der bevorzugt für eine im Bauelement erzeugte elektromagnetische Strahlung reflektierend ist und der eine oder mehrere Kavitäten aufweist, in der bzw. in denen die Halbleiterchips angeordnet sind. Dabei handelt es sich um sogenannte Premould-Bauformen, d.h. um Bauelemente, deren Gehäusekörper in der Regel vor einer Montage der Halbleiterchips hergestellt werden, indem z.B. ein Leiterrahmen oder eine gedruckte Leiterplatte (PCB) teilweise mit einem Gehäusematerial umformt werden. Dies erfolgt z.B. mittels eines Spritzverfahrens wie Spritzgießen oder Spritzpressen.The previously described embodiments of the component all have a housing base body, which is preferred for one in the component generated electromagnetic radiation is reflective and the has one or more cavities, in which or in which the semiconductor chips are arranged. there are so-called premould designs, i. to components, their housing body in usually made before mounting the semiconductor chips, by e.g. a leadframe or printed circuit board (PCB) partially with a housing material be transformed. This is done e.g. by means of a spraying process such as injection molding or transfer molding.

Alternativ ist es auch möglich, den Gehäusekörper erst herzustellen, nachdem die Halbleiterchips 1 montiert worden sind. Beispielsweise wird hierfür ein Gehäusematerial verwendet, das für eine im Bauelement erzeugte Strahlung durchlässig ist und mittels dem nicht nur ein Leiterrahmen oder ein PCB umformt wird, sondern auch die Halbleiterchips 1 eingekapselt werden. Bei derart hergestellten Grundkörper ist es in der Regel vorteilhafterweise nicht erforderlich, dass der Gehäusegrundkörper Kavitäten aufweist und dass darin angeordnete Halbleiterchips z.B. mittels einer Vergussmasse vergossen sind.Alternatively, it is also possible to produce the housing body only after the semiconductor chips 1 have been mounted. For example, for this purpose, a housing material is used, which is permeable to a radiation generated in the device and by means of which not only a lead frame or a PCB is formed, but also the semiconductor chips 1 be encapsulated. In the case of base bodies produced in this way, it is generally advantageously not necessary for the housing base body to have cavities and for semiconductor chips arranged therein to be cast, for example, by means of a potting compound.

Das Gehäusematerial kann derart geformt werden, dass es in einer Abstrahlrichtung jeweils eines oder mehrerer der Halbleiterchips in der Art eines Optikelements, z.B. linsenartig gewölbt ist. Zudem kann das Gehäusematerial wie die vorhergehend erläuterte Vergussmasse ein Lumineszenzkonversionselement mit einem oder mehreren Leuchtstoffen und/oder ein Diffusormaterial aufweisen.The housing material can be shaped so that it in a radiation direction respectively one or more of the semiconductor chips in the manner of an optical element, e.g. arched like a lens is. In addition, the housing material as explained above Potting compound a luminescence conversion element with one or more Have phosphors and / or a diffuser material.

Die Bauelemente weisen in ihrer Haupterstreckungsebene beispielsweise eine Ausdehnung von kleiner als oder gleich 15 mm, z.B. von 10 mm auf. Dabei sind die Halbleiterchips z.B. entlang eines Kreises mit einem Durchmesser von 7,5 mm angeordnet, d.h. sie haben einen Abstand zum Mittelpunkt des thermischen Anschlussbereicheses 41 von etwa 3,75 mm (siehe Bezugszeichen 9 in 3), und der thermische Anschlussbereich 41 weist z.B. die Form einer kreisförmigen Scheibe mit einem Durchmesser von 5 mm auf.The components have in their main extension plane, for example, an extension of less than or equal to 15 mm, for example of 10 mm. In this case, the semiconductor chips are arranged, for example, along a circle with a diameter of 7.5 mm, ie they are at a distance from the center of the thermal connection region 41 of about 3.75 mm (see reference numeral 9 in 3 ), and the thermal connection area 41 has, for example, the shape of a circular disc with a diameter of 5 mm.

Alternativ ist es auch problemlos möglich, ein Bauelement zu realisieren, dessen Ausdehnung in der Haupterstreckungsebene weniger als 10 mm, z.B. etwa 7,5 mm beträgt. Der thermische Anschlussbereich 41 weist bei diesem Ausführungsbeispiel in der Haupterstreckungsebene des Bauelements eine Ausdehnung von maximal etwa 2,5 mm auf. Die Halbleiterchips 1 sind derart angeordnet, dass sie in der Haupterstreckungsebene einen maximalen Abstand zum Mittelpunkt des thermischen Anschlussbereiches 41 von 2,5 mm aufweisen (siehe Bezugszeichen 9 in 3), was beispielsweise erreicht werden kann, indem sie entlang eines Kreises mit 5 mm Durchmesser angeordnet sind. Eine derart kompakte Anordnung von Halbleiterchips lässt sich mit einzelnen Bauelementen nicht realisieren.Alternatively, it is also easily possible to realize a component whose extension in the main extension plane is less than 10 mm, for example about 7.5 mm. The thermal connection area 41 In this embodiment, in the main plane of extension of the component has a maximum extension of about 2.5 mm. The semiconductor chips 1 are arranged so that they are in the main plane of extension a maximum distance to the center of the thermal connection region 41 of 2.5 mm (see reference numeral 9 in 3 ), which can be achieved, for example, by being arranged along a circle of 5 mm diameter. Such a compact arrangement of semiconductor chips can not be realized with individual components.

Mit einem erfindungsgemäßen Bauelement ist es möglich, die Halbleiterchips mit relativ hohen elektrischen Leistungen zu betreiben. Beispielsweise wird jeder Halbleiterchip mit einer elektrischen Leistung von größer als oder gleich 240 mW oder sogar mit einer elektrischen Leistung von größer als oder gleich 280 mW betrieben. Das Bauelement kann z.B. mit einer elektrischen Leistung von größer als oder gleich etwa 1,5 W betrieben werden.With a component according to the invention is it is possible the semiconductor chips with relatively high electrical power too operate. For example, each semiconductor chip is provided with an electrical Performance of greater than or equal to 240 mW or even with an electric power of greater than or operated at 280 mW. The device may e.g. with a electrical power greater than or about 1.5 W are operated.

Der Schutzumfang der Erfindung ist nicht durch die Beschreibung der Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. So ist es z.B. möglich, die Halbleiterchips direkt auf dem Wärmeabfuhrelement aufzubringen und/oder mit diesem elektrisch leitend zu verbinden. Der thermische Anschlussbereich kann auf beiden Seiten mit thermisch leitendem Material verdickt werden. Zudem kann das Gehäuse auch mehrere ringartige Anordnungen von Chipmontagebereichen aufweisen, wobei sich z.B. eine oder einige der Anordnungen innerhalb anderer Anordnungen befindet bzw. befinden, d.h. die Halbleiterchips mindestens einer Anordnung sind näher am thermischen Anschlussbereich. Die Erfindung umfasst jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.The scope of the invention is not limited by the description of the invention with reference to the embodiments of these. For example, it is possible to apply the semiconductor chips directly on the heat-dissipating element and / or to connect them electrically conductively. The thermal connection area can be thickened on both sides with thermally conductive material. In addition, the housing can also have a plurality of ring-like arrangements of chip mounting areas, wherein, for example, one or some of the arrangements are or are located within other arrangements, ie the semiconductor chips of at least one arrangement are closer to the thermal connection area. The invention encompasses any novel feature as well as any combination of features, which in particular includes any combination of features in the claims, even if this feature or combination itself is not explicitly stated in the patent claims or exemplary embodiments.

Claims (21)

Gehäuse für ein optoelektronisches Bauelement, mit einem Wärmeabfuhrelement, das einen zentral angeordneten thermischen Anschlussbereich zum thermischen Anschließen des Gehäuses aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse eine Mehrzahl von Chipmontageflächen aufweist, die zu dem thermischen Anschlussbereich lateral versetzt sowie ringartig um den thermischen Anschlussbereich herum angeordnet sind.A housing for an optoelectronic component, comprising a heat dissipation element, which has a centrally disposed thermal connection region for thermally connecting the housing, characterized in that the housing has a plurality of chip mounting surfaces which laterally offset to the thermal connection region and arranged annularly around the thermal connection region are. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der thermische Anschlussbereich auf einer ersten Seite zumindest eine Teilfläche aufweist, die frei von thermisch isolierendem Material ist.casing according to claim 1, characterized in that the thermal connection area on a first side has at least a partial area which is free of thermally insulating material. Gehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der thermische Anschlussbereich auf einer zweiten Seite, die gegenüber der ersten Seite liegt, zumindest eine Teilfläche aufweist, die frei von thermisch isolierendem Material ist.casing according to claim 2, characterized in that the thermal connection area on a second page, which is opposite the first page, at least one subarea which is free of thermally insulating material. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse eine Mehrzahl von elektrischen Anschlussbereichen zum internen elektrischen Anschließen von Halbleiterchips aufweist, die zu dem thermischen Anschlussbereich lateral versetzt angeordnet sind.casing according to one of the preceding claims, characterized that the case a plurality of electrical connection areas to the internal electrical Connect of semiconductor chips leading to the thermal terminal region arranged laterally offset. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Anschlussbereiche ringartig um den thermischen Anschlussbereich herum angeordnet sind.casing according to one of the preceding claims, characterized that the electrical connection areas ring around the thermal Connection area are arranged around. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse zwei elektrische Außenkontakte aufweist.casing according to one of the preceding claims, characterized that the case two external electrical contacts having. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse einen Gehäusekörper mit einer ringartigen Kavität aufweist, in der die Chipmontageflächen angeordnet sind.casing according to one of the preceding claims, characterized that the case a housing body with having a ring-like cavity, in the chip mounting surfaces are arranged. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse einen Gehäusekörper mit einer Mehrzahl von Kavitäten aufweist, in denen die Chipmontageflächen angeordnet sind.casing according to one of the claims 1 to 6, characterized in that the housing has a housing body with having a plurality of cavities, in which the chip mounting surfaces are arranged. Gehäuse nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse ein Vergussmaterial umfasst, das die Kavität bzw. die Kavitäten zumindest teilweise ausfüllt.casing according to claim 7 or 8, characterized in that the housing a Potting material comprising the cavity or the cavities at least partially completed. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der thermische Anschlussbereich des Wärmeabfuhrelements ein Element zum Befestigen des Bauelements aufweist.casing according to one of the preceding claims, characterized the thermal connection region of the heat dissipation element is an element for securing the device. Gehäuse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Element zum Befestigen des Bauelements ein Loch in dem thermischen Anschlussbereich und/oder eine Lotfläche auf einer Montageseite des Bauelementes umfasst.casing according to claim 10, characterized in that the element for fastening of the device a hole in the thermal connection area and / or a solder surface on a mounting side of the component comprises. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse zwischen einschließlich 4 und einschließlich 12, bevorzugt zwischen einschließlich 6 und einschließlich 8 Chipmontageflächen aufweist.casing according to one of the preceding claims, characterized that the case between inclusive 4 and including 12, preferably between inclusive 6 and inclusive 8 chip mounting surfaces having. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse entlang einer Haupterstreckungsebene eine Ausdehnung von maximal 2 cm, bevorzugt von maximal 1,5 cm aufweist.casing according to one of the preceding claims, characterized that the case along a main plane of extension an extension of maximum 2 cm, preferably of not more than 1.5 cm. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse mindestens ein Substrat aufweist, das einen Grundkörper aus einem elektrisch isolierenden Material und eine elektrisch leitfähige Beschichtung aufweist, wobei eine Außenfläche der Beschichtung mindestens eine der Chipmontageflächen aufweist.casing according to one of the preceding claims, characterized that the case has at least one substrate, which is a basic body an electrically insulating material and an electrically conductive coating having an outer surface of the Coating has at least one of the chip mounting surfaces. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeabfuhrelement in der Art eines elektrischen Leiterrahmens ausgebildet ist.casing according to one of the preceding claims, characterized that the heat dissipation element is formed in the manner of an electrical lead frame. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der thermische Anschlussbereich des Wärmeabfuhrelements zumindest teilweise eine größere Dicke aufweist als übrige Bereiche des Wärmeabfuhrelements.casing according to one of the preceding claims, characterized that the thermal connection region of the heat dissipation element at least partially a larger thickness has as the rest Regions of the heat removal element. Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeabfuhrelement einen Zentralbereich, der den thermischen Anschlussbereich umfasst, sowie eine Mehrzahl von Armen aufweist, die von dem Zentralbereich ausgehend nach außen verlaufen, und dass zwischen den Armen jeweils mindestens ein elektrischer Anschlussbereich angeordnet ist.casing according to one of the preceding claims, characterized that the heat dissipation element a central area comprising the thermal terminal area, and a plurality of arms extending from the central area outwards run, and that between the arms in each case at least one electric Connection area is arranged. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse eine gedruckte Leiterplatte (PCB) aufweist.casing according to one of the claims 1 to 16, characterized in that the housing is a printed circuit board (PCB). Optoelektronisches Bauelement, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Gehäuse gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18 und eine Mehrzahl von strahlungsemittierender Halbleiterchips aufweist, die thermisch leitend mit dem Wärmeabfuhrelement verbunden sind.Optoelectronic component, characterized that it is a case according to one of claims 1 to 18 and a plurality of radiation-emitting semiconductor chips comprising, the thermally conductively connected to the heat dissipation element are. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement zumindest eine Gruppe von Halbleiterchips aufweist, die zueinander elektronisch in Serie geschaltet sind.Optoelectronic component according to claim 19, characterized in that the component at least one group of semiconductor chips having each other electronically in series are switched. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement mindestens zwei Sorten von Halbleiterchips aufweist, die bei Betrieb eine elektromagnetische Strahlung unterschiedlicher Wellenlängenbereiche emittieren.Optoelectronic component according to claim 19 or 20, characterized in that the component at least two Varieties of semiconductor chips having an electromagnetic in operation Emit radiation of different wavelength ranges.
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