DE102008003670A1 - Mehrchip gepackte LED-Lichtquelle - Google Patents

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Abstract

Es ist eine Lichtquelle mit einem Anschlussrahmen, einem Körper und einer Mehrzahl von Chips, wobei jeder Chip eine LED trägt, offenbart. Der Körper weist eine obere Oberfläche, eine untere Oberfläche und eine Mehrzahl an Seitenoberflächen auf. Der Anschlussrahmen weist einen ersten, einen zweiten und einen dritten Abschnitt auf, wobei der erste Abschnitt eine Chipbefestigungsfläche mit einem ersten Vorsprung aufweist, der durch den Körper hindurchtritt und in einem Pad an der unterseitigen Oberfläche endet. Der zweite und der dritte Abschnitt weisen jeweils einen Vorsprung auf, der gebogen ist, um eine erste und eine zweite Leitung zu bilden, die entlang einer der Seitenoberflächen verlaufen. Jeder Chip ist so an der Chipbefestigungsfläche gebondet, dass ein erster Kontakt mit der Chipbefestigungsfläche elektrisch verbunden ist und ein zweiter Kontakt mit einem aus dem zweiten und dem dritten Abschnitt verbunden ist. Der erste Vorsprung des ersten Abschnitts sorgt für eine verbesserte Wärmeübertragung.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Leuchtdioden (LEDs) sind attraktive Kandidaten zum Ersetzen von herkömmlichen Lichtquellen, die auf Glühlampen und Fluoreszenzlampen basieren. LEDs weisen eine bedeutend höhere Leistungseffizienz als Glühlampen und eine sehr viel längere Lebensdauer auf. Außerdem benötigen LEDs keine Hochspannungssysteme wie Fluoreszenzlampen und können Lichtquellen bereitstellen, die „Punktquellen" eher nahe kommen als Fluoreszenzleuchten. Das letztere Merkmal ist insbesondere für Lichtquellen von Bedeutung, die Kollimationsoptiken und andere bildgebende Optiken verwenden.
  • LEDs emittieren Licht in einem relativ schmalen Spektralband. Um eine Lichtquelle mit einer beliebigen wahrgenommenen Farbe bereitzustellen, muss daher das Licht von mehreren LEDs in einer einzigen Leuchte kombiniert sein oder irgend eine Art Leuchtstoffumwandlungsschicht verwendet werden, um das schmale Band des Lichts in Licht mit der gewünschten Farbe umzuwandeln. Während dies einerseits die Bauweise einiger LED-Lichtquellen komplizierter macht, stellt es andererseits die Grundlage für Lichtquellen bereit, deren Farbe durch Ändern des von den verschiedenfarbigen LEDs ausgesendeten Lichtanteils oder deren Intensität durch Ändern der Stromversorgung aller LEDs geändert werden kann. Im Gegensatz dazu senden herkömmliche Lichtquellen, die auf Fluoreszenzlampen basieren, Licht mit fester Farbe und Intensität aus.
  • Typischerweise werden mehrere LEDs benötigt, um herkömmliche Lichtquellen zu ersetzen. Typischerweise weisen LEDs Leistungsdissipationen von weniger als ein paar Watt auf. Um eine Lichtquelle hoher Intensität als Ersatz für herkömmliche Beleuchtungsarmaturen bereitzustellen, muss daher in jeder Lichtquelle eine relativ große Anzahl an LEDs verwendet werden.
  • Außerdem altern LEDs im Laufe der Verwendung. Typischerweise nimmt der Lichtoutput mit der Verwendung ab, und in einigen Fällen verschiebt sich das von der LED ausgesendete Spektrum im Lauf der Alterung, was zu Farbverschiebungen führt. Im Allgemeinen weisen LEDs, die unterschiedliche Farben von Licht aussenden, unterschiedliche Alterungscharakteristika auf, da das Alterungsprofil einer LED von den Herstellungsverfahren und Materialien sowie von anderen Faktoren abhängt. In einer auf drei verschiedenfarbigen LEDs basierenden Lichtquelle verursacht die Verschiebung in der Intensität und/oder dem Spektrum eine Farbverschiebung des Lichts, das von der Quelle emittiert wird. Um diese Probleme in einer gepackten LED-Quelle, die auf mehreren LED-Chips basiert, zu korrigieren, muss ein Zugang zu jedem Chip oder jeder Chipgruppe gegeben sein, die dieselbe Farbe an Licht emittieren, sodass der durch diesen Chip oder diese Chipgruppe hindurch fließende Strom im Laufe der Lebenszeit der Lichtquelle separat eingestellt werden kann.
  • Die Wärmedissipation stellt ebenfalls ein bedeutendes Problem bei der Planung von Hochleistungs-LED-Lichtquellen dar. Die Effizienz, mit der eine LED elektrische Leistung in Licht umwandelt, nimmt mit der Temperatur des p-n-Übergangs in der LED ab. Die Veränderung der Effizienz kann zu Farbverschiebungen in einer Multi-LED-Lichtquelle, die auf verschiedenfarbigen LEDs basiert, führen. Auch nimmt die Lebensdauer der LED ab, wenn die LED bei einer hohen Temperatur betrieben wird. Deshalb müssen einige Mechanismen zum effizienten Abtransport von Wärme von den Chips in der LED-Baugruppe integriert sein. Im Allgemeinen umfasst das Package irgendeine Form eines Wärmewegs, der die LED-Chips mit einer größeren Wärmeabstrahlungsoberfläche, etwa dem Kern der gedruckten Leiterplatte, auf dem die gepackte Lichtquelle angebracht ist, thermisch verbindet. Die Bereitstellung eines derartigen Wärmewegs in Mehrchip-LEDPackages bereitet Probleme, da jede LED normalerweise an einem separaten wärmeleitenden Pad angebracht ist, die über einen Weg mit relativ hohem Wärmewiderstand mit dem Kern der gedruckten Leiterplatte verbunden ist. Um den Wärmewiderstand zu senken, muss die Größe eines jeden Wärmeleiters angehoben werden, was wiederum die Größe der gepackten Lichtquelle anhebt.
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung weist eine Lichtquelle mit einem Anschlussrahmen (lead frame), einem Körper und einer Mehrzahl an Chips (dies) auf, wobei jeder Chip eine LED aufweist. Der Körper weist eine obere Oberfläche oder Oberseite, eine untere Oberfläche oder Unterseite und eine Mehrzahl an seitlichen Oberflächen oder Seitenoberfläche auf. Der Anschlussrahmen weist einen ersten, einen zweiten und einen dritten Abschnitt auf, wobei der erste Abschnitt eine Chipbefestigungsfläche aufweist, welche einen ersten Vorsprung hat, der sich von dieser aus erstreckt, durch den Körper hindurch tritt und in einem Pad an der unteren Oberfläche endet. Der zweite und der dritte Abschnitt weisen jeweils einen seitlichen Bereich und einen sich vom seitlichen Bereich aus erstrecken Vorsprung auf, wobei der Vorsprung gebogen ist, um eine erste und eine zweite Leitung zu bilden, die entlang einer der seitlichen Oberflächen verlaufen. Jeder der Chips wird durch Anlegen eines Potentials zwischen dem ersten und dem zweiten Kontakt am Chip mit Energie versorgt. Jeder Chip ist so an der Chipbefestigungsfläche gebondet, dass der erste Kontakt mit der Chipbefestigungsfläche elektrisch verbunden ist, wobei der zweite Kontakt mit einem aus dem zweiten und dem dritten Abschnitt verbunden ist. Der Anschlussrahmen ist so im Körper eingebettet, dass das Licht der LEDs aus dem Körper austritt. Der erste Vorsprung des ersten Abschnitts weist einen geringeren Wärmewiderstand auf als die erste oder die zweite Leitung. Die zweite und die dritte Leitung können auch in Pads an der unteren Oberfläche des Körpers enden, um eine oberflächenbefestigte gepackte Lichtquelle (surface mounting packaged light source) zu bilden.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 und 2 sind perspektivische Ansichten einer Lichtquelle 20 nach dem Stand der Technik.
  • 3 ist eine Draufsicht der Lichtquelle 20 nach dem Stand der Technik.
  • 4 ist eine perspektivische Ansicht des Anschlussrahmens, der in einer Lichtquelle 60 verwendet wird, um eine bessere Ansicht des Anschlussrahmens 70 in der fertigen Lichtquelle bereitzustellen.
  • 5 ist eine perspektivische Draufsicht der Lichtquelle 60.
  • 6 ist eine perspektivische Unteransicht der Lichtquelle 60.
  • 7 ist eine Querschnittsansicht des Anschlussrahmens 70 entlang der in 4 gezeigten Linie 7-7.
  • 8 ist eine Querschnittsansicht eines Abschnitts einer Lichtquelle 90 gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 9 ist eine Draufsicht einer anderen Ausführungsform einer Lichtquelle gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
  • Die Art, in der die vorliegende Erfindung Vorteile bietet, ist besser nachvollziehbar, wenn auf die 1–3 Bezug genommen wird, die eine als Multi-LED gepackte Lichtquelle 20 nach dem Stand der Technik veranschaulichen. Die 1 und 2 sind perspektivische Ansichten der Lichtquelle 20, und 3 ist eine Draufsicht der Lichtquelle 20. Zur Vereinfachung der Zeichnungen wurden die Details der Chipanordnungen und Verbindungen ab 1 weggelassen.
  • Die Lichtquelle 20 ist aus einem Anschlussrahmen aufgebaut, der gestanzt, geschnitten oder geteilt ist, um in der fertigen Lichtquelle Leitungen 21–24 bereitzustellen. LED-Chips 31–33 sind jeweils an einer der Leitungen 22–24 angebracht. Die Chips werden mit Energie versorgt, indem ein Potential zwischen einem ersten Kontakt an der Unterseite einer jeden LED und einem zweiten Kontakt an der Oberseite einer jeden LED angelegt wird. Die zweiten Kontakte sind durch Drahtbonds, wie Drahtbond 35, mit der Leitung 21 verbunden. Auf die Kontakte wird mittels der Bereiche der Leitungen zugegriffen, die sich außerhalb des Package erstrecken.
  • Das Package weist zwei Teile auf. Der untere Teil 28 wird um die Leitungen herum geformt, nachdem die Chips an den Leitungen angebracht und die verschiedenen Drahtbonds gebildet wurden. Der obere Bereich 26 weist einen Hohlraum 25 auf, welcher eine reflektierende Wand 27 hat. Der obere Bereich wird mit dem unteren Bereich verbunden, nachdem der untere Bereich geformt wurde. Der Anschlussrahmen wird dann geteilt, um die Leitungen, die sich außerhalb der Baugruppe erstrecken, zu belassen. Schlussendlich werden die Leitungen gebogen, um Pads bereitzustellen, die sich unter das Package erstrecken. Diese Pads können dazu verwendet werden, die gepackte Lichtquelle (packaged light source) an einer Oberfläche zu befestigen.
  • Die von jedem Chip erzeugte Wärme muss durch die Leitung, an der der Chip angebracht ist, vom Chip weggeleitet werden. Die Wärme wird zur gedruckten Leiterplatte geführt, an der das Package oder die Baugruppe angebracht ist. Der Wärmekreislauf kann so betrachtet werden, dass er aus einer Wärmequelle, d. h. der LED, an einem Ende eines linearen Wärmeleiters besteht, wobei das andere Ende auf einer konstanten Temperatur, d. h. der Temperatur des Kerns der gedruckten Leiterplatte, an der das Package angebracht ist, gehalten wird. Der Wärmewiderstand dieses Pfads hängt von der Länge und der Abmessung des Querschnitts der Leitung ab. Bei typischen Anschlussrahmenabmessungen weist dieser Pfad einen ausreichenden Widerstand auf, um einen Anstieg der Temperatur des LED-Chips zu bewirken, wenn ein Hochleistungschip verwendet wird.
  • Im Prinzip könnten die Abmessungen der Leitungen vergrößert werden. Das Vergrößern der Dicke der Leitungen führt jedoch zu anderen Problemen, wenn die Leitungen um das Package herum gebogen sind. Somit muss jede solche Vergrößerung der Abmessungen durch eine Vergrößerung der Breite der Leitungen außerhalb des Package erfolgen. Diese Lösung führt zu einer gesteigerten Größe des Package, was in zahlreichen Anwendungen ebenfalls unerwünscht ist. Außerdem muss die Größe des Package mit steigender Anzahl an LEDs noch weiter vergrößert werden.
  • Nun wird auf die 4–7 Bezug genommen, die eine LED-Lichtquelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen. 4 ist eine perspektivische Ansicht des Anschlussrahmens, der in Lichtquelle 60 verwendet wird, nachdem der Anschlussrahmen gebogen wurde, wobei die verschiedenen geformten Bereiche der Lichtquelle 60 nicht dargestellt sind, um eine bessere Ansicht des Anschlussrahmens (lead frame) 70 in der fertigen Lichtquelle bereitzustellen. 5 ist eine perspektivische Draufsicht der Lichtquelle 60, in der die Details des Anschlussrahmens weggelassen wurden, um die Zeichnung zu vereinfachen. 6 ist eine perspektivische Unteransicht der Lichtquelle 60.
  • Die Lichtquelle 60 weist drei LED-Chips 71–73 auf. Für die vorliegende Erörterung wird davon ausgegangen, dass diese LEDs Licht im roten, blauen bzw. grünen Bereich des Spektrums emittieren. Jedoch können je nach spezieller Anwendung andere Farbkombinationen verwendet werden. Die Chips sind an einem Anschlussrahmen 70 angebracht, der 4 mit 61–64 gekennzeichnete Abschnitte aufweist. Alle diese Chips sind an einer Chipbefestigungsfläche 67 am Abschnitt 64 durch Bonden der unterseitigen Oberflächen des Chips am Abschnitt 64 unter Verwendung eines leitfähigen Klebers angebracht. Jeder Chip weist erste und zweite Kontakte auf, um die LED oder die LEDs am Chip mit Energie zu versorgen. Es wird angenommen, dass sich der erste Kontakt an der unteren Oberfläche des Chips befindet. Somit sind alle ersten Kontakte der Chips mit einer gemeinsamen Elektrode verbunden, die über die externen Pads 64A, 65A oder 66A an der unteren Oberfläche der fertigen Lichtquelle zugänglich ist. Die zweiten Kontakte der Chips 71–73 befinden sich an der oberen Oberfläche der Chips und sind jeweils über Drahtbonds, wie dem Drahtbond 75, mit einem der Abschnitte 61–63 des Anschlussrahmens 70 verbunden. Diese Kontakte sind über Pads 61A–63A an der unteren Oberfläche der Lichtquelle 60 zugänglich, wie in 6 gezeigt ist.
  • Der Abschnitt 64 des Anschlussrahmens 70 kann als 4 Unterabschnitte aufweisend betrachtet werden. Der erste Unterabschnitt ist die Chipbefestigungsfläche 67. Der zweite Unterabschnitt ist ein Vorsprung, der gebogen ist, um eine Leitung zu bilden, die nach der Wicklung um die Außenseite des Package oder Baugruppe herum in dem Pad 64A endet. Der dritte und der vierte Unterabschnitt, die mit 65 und 66 gekennzeichnet sind, sind Vorsprünge, die von der Chipbefestigungsfläche 67 direkt nach unten gebogen sind und in den Pads 65A bzw. 66A enden. Die Unterabschnitte 65 und 66 bilden zwei Wärmepfade, die die Chipbefestigungsfläche 67 direkt mit der unteren Oberfläche der Lichtquelle 60 verbinden. Diese Wärmepfade sind wesentlich kürzer als der Wärmepfad, der die Chipbefestigungsfläche 67 über das Pad 64A mit der unteren Oberfläche der Lichtquelle 60 verbindet, da dieser Wärmepfad die Außenoberfläche der Lichtquelle 60 queren muss. Nun wird auf 7 Bezug genommen, die eine Querschnittsansicht des Anschlussrahmens 70 durch die in 4 dargestellten Linie 7-7 zeigt. Wie 7 entnommen werden kann, wird die Mindestlänge h des Wärmeleitpfads von der Chipbefestigungsfläche 67 zur Oberfläche der Pads 65A und 66A durch die Parameter der Biegevorrichtung, die die Anschlussrahmenleitungen biegt, und der Mindestmenge an Verkapselungsmaterial, die unter der Chipbefestigungsfläche bereitgestellt sein muss, um für das angemessene Bonden des Anschlussrahmens im fertigen, verkapselten Produkt zu sorgen, bestimmt. Im Gegensatz dazu ist die Länge der Wärmepfade durch ein herkömmliches Package von den Seitenabmessungen des Package sowie von h bestimmt. Zudem kann die Querschnittsfläche der Wärmepfade 65 und 66 deutlich größer sein als jene der Abschnitte 61–64, da diese Wärmepfade mehr als die Hälfte der Seitenabmessung des Package in Anspruch nehmen können, ohne die Signalleitungen in den Abschnitten 61–64 zu beinträchtigen. Demzufolge stellt die vorliegende Erfindung eine deutlich bessere Wärmeleitung bereit, als unter Verwendung eines herkömmlichen Mehrchip-Package erzielt wird.
  • Nun wird erneut auf die 4–6 Bezug genommen. Der Anschlussrahmen 70 ist in einem Package verkapselt, das als einen unteren Abschnitt 81 und einen oberen Abschnitt 82 aufweisend betrachtet werden kann. Der obere Abschnitt 82 weist eine Öffnung auf, die sich von der oberen Oberfläche des Abschnitts 82 zur Chipbefestigungsfläche 67 erstreckt. In einer Ausführungsform weist die Wand 83 dieser Öffnung geneigte Seiten auf und ist mit einem reflektierenden Material beschichtet. Zahlreiche LED-Chips emittieren einen bedeutenden Anteil des Lichts von den Seitenwänden der Chips aus. Dieses Licht ist Licht, das aufgrund des großen Unterschieds zwischen dem Brechungsindex der zum Aufbau der LED verwendeten Schichten und des Materials außerhalb der LED in der LED gefangen war. Um die Effizienz der Lichtquelle zu verbessern, wird dieses Licht von der reflektierenden Wand 83 in den nach vorn gerichteten Bereich umgelenkt.
  • Die Öffnung im oberen Bereich 82 kann mit einer Schicht aus einem transparenten Material befüllt sein, so dass die LED-Chips zwischen dem Anschlussrahmen und der Materialschicht verkapselt sind. Dieses Material kann ein streuendes Material aufweisen, wie etwa Streupartikel, die das Licht aus verschiedenen LED-Chips mischen, um eine Lichtquelle bereitzustellen, die die Abmessungen der Öffnung aufzuweisen scheint und eine gleichmäßige Intensität aufweist. Das Verkapselungsmaterial kann ein Epoxid, ein anderes Polymer oder Silikon sein. Streuende Materialien, die aus TiO2- oder SiO2-Teilchen, deren Größe in der Größenordnung der Wellenlänge des von den LEDs erzeugten Lichts liegt, können verwendet werden. Zudem kann das Verkapselungsmaterial Leuchtstoffe oder Lumineszenzmaterialien aufweisen, die das von einer oder mehreren LEDs erzeugte Licht in Licht mit einem anderen Spektrum umwandeln. Ist ein streuendes Material in der Verkapselungsschicht enthalten, so können die Wände der Öffnung eine weiße matte Oberflächenbehandlung aufweisen. Die Oberflächenbehandlung kann auf den Wänden aufgetragen sein, oder das Material, aus dem der obere Abschnitt 82 aufgebaut ist, kann ein weißes Polymer oder ein ähnliches Material sein.
  • Nun wird auf 8 Bezug genommen, die eine Querschnittsansicht eines Abschnitts einer Lichtquelle 90 gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die Lichtquelle 90 weist zwei LEDs 93 und 94 auf, die innerhalb eines oberen Abschnitts 97, der einen Reflektor ähnlich dem oben beschriebenen Reflektor aufweist, an der Chipbefestigungsfläche des Anschlussrahmens angebracht sind. Jede LED ist in einer ersten Materialschicht, die mit 95 und 96 gekennzeichnet ist, verkapselt. Diese Materialschicht kann Leuchtstoffe oder andere farbverändernde Materialien, wie etwa Lumineszenzmaterialien oder Farbstoffe, beinhalten. Der Reflektor ist mit einer zweiten Schicht aus Verkapselungsmaterial 91 befüllt, das ebenfalls ein streuendes Material, so wie oben erörtert, beinhalten kann. Die Schicht 91 könnte auch optische Merkmale aufweisen, wie etwa eine Linse 92, die in der oberen Oberfläche der Schicht eingeformt ist.
  • Nun wird erneut auf die 4–6 Bezug genommen. Der untere Abschnitt 81 verkapselt den Anschlussrahmen 70. Um zu gewährleisten, dass der Anschlussrahmen 70 fest im Inneren des Verkapselungsmaterials eingebunden ist, weist der Anschlussrahmen 70 mehrere Öffnungen, wie etwa die Öffnung 76, auf, durch die hindurch das Verkapselungsmaterial im Zuge des Formungsprozesses fließt. Ein zusätzlicher Ausschnitt 77 kann in der Chipbefestigungsfläche 67 bereitgestellt sein, um einen Verankerungspunkt für die Verkapselungsschicht bereitzustellen.
  • Der obere und der untere Abschnitt des Gehäuses können entweder vor oder nach dem Befestigen der Chips am Anschlussrahmen geformt werden. Im letzteren Fall werden die Chips durch die Öffnung im oberen Abschnitt 82 hindurch angebracht.
  • In den oben beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden drei LED-tragende Chips verwendet. Es können jedoch auch Ausführungsformen konstruiert werden, die eine andere Anzahl an Chips aufweisen. Zudem können einer oder mehrere der Chips parallel verdrahtet sein, indem die Kontakte an den oberen Oberflächen der Chips mit der gleichen Leitung im Anschlussrahmen verbunden sind. Nun wird auf 9 Bezug genommen, in der eine Draufsicht einer anderen Ausführungsform einer Lichtquelle gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt ist. Die Lichtquelle 100 weist fünf Chips 101–105 auf, die an einem Anschlussrahmen mit einer Chipbefestigungsfläche 109, die mit der Leitung 108 verbunden ist, angebracht sind. Bei den Chips 102–104 sind die darauf befindlichen oberen Kontakte mit jeweils einer der Leitungen 106–108 verbunden. Bei den Chips 101 und 105 sind die darauf befindlichen oberen Kontakte mit der Leitung 106 verbunden. Diese Anordnung ist bei Lichtquellen von Nutzen, bei denen eine der LED-Farben nicht mit einer den anderen Chips ähnlichen Nennleistung zur Verfügung steht und daher mehrere Chips verwendet werden müssen, um die gewünschte Lichtintensität zu erzielen.
  • Die oben beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwenden eine Anordnung, bei der die Chipbefestigungsfläche mit einer Signalleitung und einem Wärmeleitpad verbunden ist. Es könnten jedoch auch Ausführungsformen ausgestaltet werden, bei denen das direkt nach unten gerichtete Wärmeleitpad auch als die Signalleitung für die Kontakte an der unteren Oberfläche der Chips, die an der Chipbefestigungsfläche angebracht sind, verwendet wird, ohne dadurch von den Lehren der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
  • Für Fachleute auf dem Gebiet der Erfindung gehen aus der vorangegangenen Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen verschiedene Modifikationen der vorliegenden Erfindung hervor. Dementsprechend ist die vorliegende Erfindung ausschließlich durch den Schutzumfang der folgenden Ansprüche eingeschränkt.

Claims (9)

  1. Lichtquelle, aufweisend einen Anschlussrahmen, einen Körper und eine Mehrzahl an Chips, wobei jeder Chip eine LED trägt, bei der der Körper eine obere Oberfläche, eine untere Oberfläche und eine Mehrzahl an Seitenoberflächen aufweist, der Anschlussrahmen einen ersten, einen zweiten und einen dritten Abschnitt aufweist, wobei der erste Abschnitt eine Chipbefestigungsfläche mit einem ersten Vorsprung aufweist, der sich von dieser aus erstreckt, durch den Körper hindurch tritt und in einem Pad an der unteren Oberfläche endet, wobei der zweite und der dritte Abschnitt jeweils einen seitlichen Bereich und einen sich vom seitlichen Bereich aus erstreckenden Vorsprung aufweisen, wobei der Vorsprung gebogen ist, um eine erste und eine zweite Leitung zu bilden, wobei jede Leitung entlang einer der Seitenoberflächen verläuft, wobei jeder der Chips durch Anlegen eines Potentials zwischen dem ersten und dem zweiten Kontakt am Chip mit Energie versorgt ist, wobei jeder Chip so an der Chipbefestigungsfläche gebondet ist, dass der erste Kontakt mit der Chipbefestigungsfläche elektrisch verbunden ist, wobei der zweite Kontakt mit einem aus dem zweiten und dem dritten Abschnitt verbunden ist, und wobei der Anschlussrahmen so in den Körper eingebettet ist, dass Licht der LEDs aus dem Körper austritt.
  2. Lichtquelle gemäß Anspruch 1, wobei der erste Vorsprung des ersten Abschnitts einen geringeren Wärmewiderstand als die erste oder die zweite Leitung aufweist.
  3. Lichtquelle gemäß Anspruch 1, wobei der erste Abschnitt ferner einen zweiten Vorsprung aufweist, der sich von der Chipbefestigungsfläche aus erstreckt, wobei der zweite Vorsprung gebogen ist, um eine dritte Leitung zu bilden, die entlang einer der Seitenoberflächen verläuft.
  4. Lichtquelle gemäß Anspruch 1, wobei die zweite und die dritte Leitung in Pads an der unteren Oberfläche des Körpers enden.
  5. Lichtquelle gemäß Anspruch 1, wobei der Körper eine Öffnung mit reflektierenden Wänden aufweist, die Licht, das eine Seitenoberfläche eines der Chips verlässt, derart umlenken, dass das Licht durch die obere Oberfläche des Körpers austritt.
  6. Lichtquelle gemäß Anspruch 5, ferner aufweisend eine Schicht aus transparentem Material, die die Chips bedeckt.
  7. Lichtquelle gemäß Anspruch 6, wobei die Schicht aus transparentem Material die Öffnung füllt.
  8. Lichtquelle gemäß Anspruch 6, wobei die Schicht aus transparentem Material Silikon aufweist.
  9. Lichtquelle gemäß Anspruch 1, wobei eine Mehrzahl der Chips mit dem zweiten Abschnitt verbunden ist.
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Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9070850B2 (en) 2007-10-31 2015-06-30 Cree, Inc. Light emitting diode package and method for fabricating same
US8669572B2 (en) 2005-06-10 2014-03-11 Cree, Inc. Power lamp package
US7675145B2 (en) * 2006-03-28 2010-03-09 Cree Hong Kong Limited Apparatus, system and method for use in mounting electronic elements
US8748915B2 (en) * 2006-04-24 2014-06-10 Cree Hong Kong Limited Emitter package with angled or vertical LED
US8735920B2 (en) 2006-07-31 2014-05-27 Cree, Inc. Light emitting diode package with optical element
US8367945B2 (en) * 2006-08-16 2013-02-05 Cree Huizhou Opto Limited Apparatus, system and method for use in mounting electronic elements
US9711703B2 (en) 2007-02-12 2017-07-18 Cree Huizhou Opto Limited Apparatus, system and method for use in mounting electronic elements
US7993038B2 (en) * 2007-03-06 2011-08-09 Toyoda Gosei Co., Ltd. Light-emitting device
JP4795293B2 (ja) * 2007-03-30 2011-10-19 ローム株式会社 半導体発光装置
KR100801621B1 (ko) * 2007-06-05 2008-02-11 서울반도체 주식회사 Ｌｅｄ 패키지
CN101388161A (zh) * 2007-09-14 2009-03-18 科锐香港有限公司 Led表面安装装置和并入有此装置的led显示器
US10256385B2 (en) 2007-10-31 2019-04-09 Cree, Inc. Light emitting die (LED) packages and related methods
US8866169B2 (en) * 2007-10-31 2014-10-21 Cree, Inc. LED package with increased feature sizes
US7524087B1 (en) * 2007-11-16 2009-04-28 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Optical device
KR100998233B1 (ko) 2007-12-03 2010-12-07 서울반도체 주식회사 슬림형 ｌｅｄ 패키지
TWM337834U (en) * 2007-12-10 2008-08-01 Everlight Electronics Co Ltd Package structure for light emitting diode
US8791471B2 (en) * 2008-11-07 2014-07-29 Cree Hong Kong Limited Multi-chip light emitting diode modules
US8368112B2 (en) 2009-01-14 2013-02-05 Cree Huizhou Opto Limited Aligned multiple emitter package
US20110037083A1 (en) * 2009-01-14 2011-02-17 Alex Chi Keung Chan Led package with contrasting face
US7791099B1 (en) * 2009-03-25 2010-09-07 Hsin-Sun Engineering Co., Ltd. Lighting device using high power LED with multiple lead
US8101962B2 (en) * 2009-10-06 2012-01-24 Kuang Hong Precision Co., Ltd. Carrying structure of semiconductor
KR101047778B1 (ko) 2010-04-01 2011-07-07 엘지이노텍 주식회사 발광 소자 패키지 및 이를 구비한 라이트 유닛
US8507940B2 (en) * 2010-04-05 2013-08-13 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Heat dissipation by through silicon plugs
JP5528900B2 (ja) * 2010-04-30 2014-06-25 ローム株式会社 発光素子モジュール
US8696159B2 (en) * 2010-09-20 2014-04-15 Cree, Inc. Multi-chip LED devices
TWI414714B (zh) 2011-04-15 2013-11-11 Lextar Electronics Corp 發光二極體杯燈
CN102588762A (zh) * 2011-01-06 2012-07-18 隆达电子股份有限公司 发光二极管杯灯
US8866708B2 (en) * 2011-01-21 2014-10-21 Peter Sui Lun Fong Light emitting diode switch device and array
GB2491390B (en) * 2011-06-02 2013-10-09 Wen-Kung Sung Heat dissipation structure of light-emitting diode
US8564004B2 (en) 2011-11-29 2013-10-22 Cree, Inc. Complex primary optics with intermediate elements
CN103178191B (zh) * 2011-12-24 2015-10-28 展晶科技(深圳)有限公司 发光二极管
TW201330332A (zh) * 2012-01-02 2013-07-16 Lextar Electronics Corp 固態發光元件及其固態發光封裝體
KR101941450B1 (ko) * 2012-08-02 2019-01-23 엘지디스플레이 주식회사 발광 다이오드 패키지
US20140369047A1 (en) * 2013-06-18 2014-12-18 Everlight Electronics Co., Ltd. Frame and Light Apparatus
US10408402B2 (en) 2014-03-10 2019-09-10 Robe Lighting S.R.O. Optical system for a LED luminaire
US20160298829A1 (en) * 2015-04-09 2016-10-13 Pavel Jurik System and method for controlling light output in a led luminaire
JP6398563B2 (ja) * 2014-05-29 2018-10-03 日亜化学工業株式会社 発光装置
US9601670B2 (en) 2014-07-11 2017-03-21 Cree, Inc. Method to form primary optic with variable shapes and/or geometries without a substrate
US10622522B2 (en) 2014-09-05 2020-04-14 Theodore Lowes LED packages with chips having insulated surfaces
JP6575065B2 (ja) * 2014-12-26 2019-09-18 日亜化学工業株式会社 発光装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09321341A (ja) * 1996-05-30 1997-12-12 Nichia Chem Ind Ltd 光半導体装置及びその製造方法
TW383508B (en) * 1996-07-29 2000-03-01 Nichia Kagaku Kogyo Kk Light emitting device and display
EP1004145B1 (de) * 1997-07-29 2005-06-01 Osram Opto Semiconductors GmbH Optoelektronisches bauelement
US6498440B2 (en) 2000-03-27 2002-12-24 Gentex Corporation Lamp assembly incorporating optical feedback
US20020163001A1 (en) * 2001-05-04 2002-11-07 Shaddock David Mulford Surface mount light emitting device package and fabrication method
US6879040B2 (en) 2002-09-18 2005-04-12 Agilent Technologies, Inc. Surface mountable electronic device
JP4280050B2 (ja) * 2002-10-07 2009-06-17 シチズン電子株式会社 白色発光装置
JP4603368B2 (ja) * 2003-02-28 2010-12-22 オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 構造化された金属被覆を施されたパッケージボディを有するオプトエレクトロニクス素子、この種の素子を製作する方法、およびプラスチックを含むボディに、構造化された金属被覆を施す方法
US7327078B2 (en) * 2004-03-30 2008-02-05 Lumination Llc LED illumination device with layered phosphor pattern
KR100665117B1 (ko) * 2005-02-17 2007-01-09 삼성전기주식회사 Ｌｅｄ 하우징 및 그 제조 방법
JP4814540B2 (ja) * 2005-03-23 2011-11-16 スタンレー電気株式会社 蛍光体の製造方法
US7385227B2 (en) * 2005-04-12 2008-06-10 Avago Technologies Ecbu Ip Pte Ltd Compact light emitting device package with enhanced heat dissipation and method for making the package
US7365407B2 (en) * 2006-05-01 2008-04-29 Avago Technologies General Ip Pte Ltd Light emitting diode package with direct leadframe heat dissipation
JP2008147203A (ja) * 2006-12-05 2008-06-26 Sanken Electric Co Ltd 半導体発光装置
TWI352439B (en) * 2007-09-21 2011-11-11 Lite On Technology Corp Light emitting diode packaging device, heat-dissip

Also Published As

Publication number Publication date
US7800304B2 (en) 2010-09-21
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US20080170391A1 (en) 2008-07-17

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