DE102008003971A1 - Leuchtdiodenanordnung mit Schutzrahmen - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Leuchtdiodenanordnung, aufweisend einen Träger (T, T'), wenigstens einen Leuchtdioden-Chip (2, 102), welcher auf dem Träger (T, T') angeordnet ist, wobei der Leuchtdioden-Chip (2, 102) mit wenigstens einem Bonddraht (3, 103) verbunden ist, eine über dem Leuchtdioden-Chip (2, 102) aufgebrachte, lichtdurchlässige Schicht (8, 108), und einen Rahmen (4, 104), der den wenigstens einen Leuchtdioden-Chip (2, 102) umrandet. Der Rahmen (4, 104) weist wenigstens einen Steg (5, 105) auf, um den Rahmen (4, 104) in wenigstens einen ersten Rahmenbereich (6, 106) der den wenigstens einen Leuchtdioden-Chip (2, 102) aufweist, und wenigstens einen zweiten Rahmenbereich (7, 107) einzuteilen. Der erste Rahmenbereich (6, 106) stellt eine seitliche Begrenzung für die Schicht (8, 108) dar, und der zweite Rahmenbereich (7, 107) stellt einen Schutzbereich für den wenigstens einen Bonddraht (3, 103) dar. Mit der erfindungsgemäßen Anordnung lässt sich eine Leuchtdiodenanordnung realisieren, die einfach in ihrem Aufbau und der Montage ist und ferner einen sicheren Schutz der Bonddrähte vor mechanischen Einflüssen bietet.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Leuchtdiodenanordnung sowie ein Verfahren zu deren Herstellung, die einen auf einem Träger angeordneten Leuchtdioden-Chip aufweist, wobei der Leuchtdioden-Chip mit wenigstens einem Bonddraht verbunden ist.
  • Aus dem Stand der Technik sind zahlreiche Leuchtdiodenanordnungen bekannt, die einen auf einem Träger, wie beispielsweise einer Platine angeordneten Leuchtdioden-Chip zeigen. Beispielsweise mittels des sogenannten globe-top-Verfahrens wird z. B. aus einer Kanüle ein Farbkonversionsmaterial oder transparentes Material auf den Leuchtdioden-Chip aufgebracht. Das Material muss dazu eine bestimmte (Mindest-)Viskosität aufweisen, damit es nicht zerfließt, sondern als Schicht über dem Chip stabil angeordnet bleibt. Der globe-top bietet durch diese Form bedingt mechanischen Schutz des Chips und der Bonddrähte.
  • Um weiße Leuchtdioden über optische Systeme gut abbilden zu können, ist es notwendig, die leuchtende Fläche so klein wie möglich zu halten. In diesem Fall sind die Dicke und die Breite dieser Schicht räumlich jedoch kleiner ausgebildet als die sich vom Leuchtdioden-Chip erstreckenden Bonddrähte, mit denen der Leuchtdioden-Chip mit den Anschlüssen auf dem Träger verbunden ist. Die Bonddrähte erstrecken sich somit über die Schicht hinaus, liegen daher frei und somit besteht die Gefahr, dass die sehr dünnen Bonddrähte, die einen Durchmesser von ungefähr 25 bis 50 μm aufweisen, aufgrund mechanischer Einflüsse beschädigt werden können. Es ist diesbezüglich beispielsweise bekannt, dass zum Schutz der Leuchtdiodenanordnung ein die Leuchtdiodenanordnung voll umrandender Rahmen um diese angeordnet und mit transparentem Material ausgegossen wird.
  • Dementsprechend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Leuchtdiodenanordnung zur Verfügung zu stellen, die einfach in ihrem Aufbau und der Montage ist und ferner einen sicheren Schutz der Bonddrähte vor mechanischen Einflüssen bietet.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche geschützt. Die abhängigen Ansprüche bilden den zentralen Gedanken der Erfindung in besonders vorteilhafter Weise weiter.
  • Gemäß der Erfindung weist die Leuchtdiodenanordnung folgende Merkmale auf: einen Träger, wenigstens einen Leuchtdioden-Chip, welcher auf dem Träger angeordnet ist, wobei der Leuchtdioden-Chip mit wenigstens einem Bonddraht verbunden ist, eine über dem Leuchtdioden-Chip aufgebrachte, im wesentlichen lichtdurchlässige Schicht, sowie einen Rahmen, der den wenigstens einen Leuchtdioden-Chip umrandet. Der Rahmen weist wenigstens einen Steg auf, um den Rahmen in wenigstens einen ersten Rahmenbereich, der den wenigstens einen Leuchtdioden-Chip aufweist, und wenigstens einen zweiten Rahmenbereich einzuteilen. Der erste Rahmenbereich stellt eine seitliche Begrenzung für die Schicht dar, und der zweite Rahmenbereich stellt einen Schutzbereich für den wenigstens einen Bonddraht dar.
  • Vorteilhafterweise ist der Rahmen wenigstens zweiteilig aus einem ersten Rahmenteil und einem zweiten Rahmenteil gebildet. In einer ersten Ausführungsform kann der erste Rahmenteil den ersten Rahmenbereich und der zweite Rahmenteil den zweiten Rahmenbereich bilden. In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform weist der erste Rahmenteil den ersten Rahmenbereich und den zweiten Rahmenbereich auf, und der zweite Rahmenteil ist derart auf dem ersten Rahmenteil angeordnet, so dass der zweite Rahmenbereich des ersten Rahmenteils wenigstens teilweise abgedeckt ist.
  • Der Steg ist dabei vorzugsweise integral im Rahmen ausgebildet.
  • Die Schicht besteht vorteilhafterweise aus einer Farbkonversionsschicht, die teilweise Licht einer ersten Wellenlänge absorbiert und Licht einer zweiten Wellenlänge emittiert.
  • Vorteilhafterweise ist die Schicht eine transparente Schicht. Die Schicht kann auch als eine Diffusorschicht ausgebildet sein.
  • Der Bonddraht verläuft vorteilhafterweise über den Steg gebogen vom ersten Rahmenbereich in den zweiten Rahmenbereich hinein.
  • Vorteilhafterweise weist der Steg wenigstens eine Ausnehmung auf, in der der über den Steg gebogene Drahtabschnitt des Bonddrahtes geschützt angeordnet ist. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Ausnehmung wenigstens einen Rücksprung auf, in den der über den Steg gebogene Drahtabschnitt des wenigstens einen Bonddrahtes geschützt angeordnet ist.
  • Die Oberkante des ersten Rahmenbereichs weist vorzugsweise wenigstens eine solche Höhe auf, dass sie mit der Oberfläche der über dem Leuchtdioden-Chip aufgebrachten Schicht abschließt.
  • Vorteilhafterweise überragt der Rahmen wenigstens teilweise den Bonddraht an seiner höchsten Stelle in der Höhe.
  • Der Rahmen ist vorteilhafterweise aus einem elektrisch nicht leitfähigem Material gebildet. Dieses Material kann beispielsweise Keramik, Kunststoff, Metall, Silikon, Glas, Kohlefaser, Glasfaser, Silizium, oder eine Kombination aus diesen sein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Material des Rahmens temperaturbeständig, vorzugsweise wenigstens bis zu einer Temperatur von 150°C. Ferner vor teilhafterweise ist das Material des Rahmens gut verklebbar, bspw. mit dem Trägermaterial.
  • Die Leuchtdiodenanordnung weist eine lichtdurchlässige Schicht auf, die über dem Leuchtdioden-Chip aufgebracht ist und einen Rahmen, der den wenigstens einen Leuchtdioden-Chip umrandet, wobei der Rahmen wenigstens einen Steg aufweist, um den Rahmen in wenigstens einen ersten Rahmenbereich, der den wenigstens einen Leuchtdioden-Chip aufweist, und wenigstens einen zweiten Rahmenbereich einzuteilen, wobei ferner der erste Rahmenbereich eine seitliche Begrenzung für die Schicht darstellt, und der zweite Rahmenbereich einen Schutzbereich für den wenigstens einen Bonddraht darstellt.
  • Durch die einfache Anordnung des Rahmens sowie seiner beiden Bereiche wird einerseits eine seitliche Begrenzung für eine über dem Leuchtdioden-Chip anzuordnende Schicht beschrieben, die außerdem ein genau vordefiniertes Volumen für das Dispensen dieser Schicht, beispielsweise einer Farbkonversionsschicht, beschreibt, wobei in die Schicht gleichzeitig der Bonddraht wenigstens chipseitig geschützt eingebettet ist. Aufgrund des vordefinierten Volumens bietet der Rahmen somit die Möglichkeit, in besonders einfacher Weise Schicht- bzw. Dispensmaterialien mit einer niedrigen Viskosität, also einer hohen Fließfähigkeit, über dem Leuchtdioden-Chip aufzubringen, da das Material durch das vordefinierte Volumen des ersten Rahmenbereichs eindeutig beschrieben ist und daher nicht zerfließen kann. Daher sind auch dünne Schichten, im Folgenden auch Dispensschichten genannt, aufbringbar, die unterhalb der Dicke liegen, die beispielsweise beim Aufbringen gemäß einem globe-top-Ansatz erfolgen. Außerdem ist auch die Form der Schicht ebenfalls nicht auf die bisher bekannte Linsenform beschränkt, so dass die Oberfläche beispielsweise auch flach gebildet sein kann. Die Schicht dient andererseits auch dem Schutz der Bonddrähte vor mechanischen Einflüssen. Unter mechanischen Einflüssen ist beispielsweise eine direkte Berührung oder anderer mechanischer Kontakt während und insbesondere auch nach dem Bestücken der Leuchtdiodenanordnung auf einem Träger zu verstehen.
  • Mittels des durch den Rahmen definierten Schutzbereichs für den wenigstens einen Draht wird überdies auf einfache Weise ein Schutzrahmen für den Draht zur Verfügung gestellt, ohne dass der Draht dazu gesondert lagepositioniert werden muss. Somit wird auf einfache Weise der empfindliche dünne Bonddraht vor mechanischen Einflüssen geschützt und gleichzeitig ein definierter Raum mit kleinem Volumen geschaffen, in den eine Schicht über dem Leuchtdioden-Chip sicher und einfach sowie kostengünstig und in optimaler Stärke und beliebiger Form aufgebracht werden kann. Obwohl der Bonddraht aus der optimal gestalteten Schicht herausragt, ist dieser dennoch sicher in dem Schutzbereich angeordnet und somit vor mechanischen Einflüssen über seine gesamte Länge geschützt.
  • Ferner ist der Rahmen wenigstens zweiteilig aus einem ersten Rahmenteil und einem zweiten Rahmenteil gebildet. Auf diese Weise ist es möglich, die Rahmeneinteilung, also den ersten und den zweiten Rahmenbereich, individuell und entsprechend der Beschaffenheit der Leuchtdiodenanordnung anzupassen und ein einfaches Plazieren der Rahmenbereiche des Rahmens zueinander zu gewährleisten.
  • In einer ersten Ausführungsform bildet der erste Rahmenteil den ersten Rahmenbereich, wohingegen der zweite Rahmenteil den zweiten Rahmenbereich bildet. Auf diese Weise ist eine individuelle Gestaltung der jeweiligen Rahmenbereiche möglich, die ferner entsprechend der Gegebenheiten individuell zueinander positioniert werden können.
  • In einer zweiten Ausführungsform weist der erste Rahmenteil sowohl den ersten Rahmenbereich als auch den zweiten Rahmenbereich auf, und der zweite Rahmenteil ist auf dem ersten Rahmenteil angeordnet, so dass der zweite Rahmenbe reich wenigstens teilweise abgedeckt ist. Auf diese Weise ist der Schutz für die Bonddrähte gegenüber einer einteiligen Ausgestaltung noch verbessert, da der zweite Rahmenteil erst nach dem Bonden der Bonddrähte aufgebracht werden kann. Der erste Rahmenteil weist somit bereits die erfindungsgemäßen beiden Rahmenbereiche auf und bietet daher eine gute Zugänglichkeit dieser beiden Rahmenbereiche, wenn der erste Rahmenteil auf einem Träger aufgebracht ist. Zudem liegt ein ausreichender Schutz der Bonddrähte vor, da der zweite Rahmenbereich durch das Anordnen des zweiten Rahmenteils bestmöglich abgedeckt werden kann und den Bonddraht auch auf der dem Leuchtdioden-Chip abgewandten Seite in Bezug auf den Steg bestmöglich schützt. Somit kann der erste Rahmenteil besonders gut zugänglich gestaltet werden, so dass die Kontakte beim Bonden gut erreichbar sind, während der Rahmen dennoch einen bestmöglichen Schutz des Bonddrahtes auch in den Drahtabschnitt gewährleistet, der nicht in der vorgenannten Schicht eingebettet ist.
  • Des Weiteren ist der Steg vorzugsweise integral im Rahmen ausgebildet. Auf diese Weise ist der Steg sogleich an der für ihn bestimmten Stelle angeordnet und das Positionieren und Anbringen des Rahmens und der Bonddrähte wird vereinfacht. Ferner werden Produktions- und Arbeitsschritte bei der Herstellung und Montage und somit auch Kosten der Leuchtdiodenanordnung gespart. Des Weiteren kann der Steg, wenn dieser integral mit dem ersten Rahmenteil ausgebildet ist, auch flacher gebildet sein, wodurch die Höhe der Leuchtdiodenanordnung noch freier und somit optimaler gestaltet werden kann.
  • Darüber hinaus kann die Schicht aus einer Farbkonversionsschicht bestehen, die teilweise Licht einer ersten Wellenlänge absorbiert und Licht einer zweiten Wellenlänge emittiert. Auf diese Weise wird die Funktion der Schicht zum Schutz des Bonddrahtes vor mechanischen Einflüssen gleichzeitig von der Farbkonversionsschicht übernommen. Somit kann auf einfache Weise das Lichtspektrum vergrößert, also insbesondere auch weiße Leuchtdioden (d. h. farbige Leuchtdioden mit Farbkonversionsschicht) zur Verfügung gestellt werden, während außerdem die gesamte Struktur der Leuchtdiodenanordnung deutlich vereinfacht ist.
  • Des Weiteren kann die Schicht eine transparente Schicht sein, wobei die transparente Schicht somit zugleich die Funktion der Schicht zum Schutz der Bonddrähte übernimmt.
  • Die Schicht kann ferner eine Diffusorschicht sein, die somit ebenfalls sogleich die Funktion der Schutzschicht übernimmt, wodurch die Leuchtdiodenanordnung vereinfacht wird und gleichzeitig einen guten Schutz der Bonddrähte vor mechanischen Einflüssen gewährleistet.
  • Zudem verläuft der Bonddraht über den Steg gebogen vom ersten Rahmenbereich in den zweiten Rahmenbereich. Ein Ende des Bonddrahtes kann somit im ersten Rahmenbereich, also auf dem Leuchtdioden-Chip gebondet werden, während das andere Ende des Bonddrahtes in dem zweiten Bereich an eine Anschlussstelle, beispielsweise einer Leiterbahn auf einer Leiterplatte, gebondet werden kann. Somit wird auf einfache Weise eine Trennung der beiden Bereiche gewährleistet, wobei das Volumen für die Schicht im ersten Rahmenbereich eindeutig durch die seitliche Begrenzung vorgegeben werden kann, während weitestgehend unabhängig davon der Bonddraht andererseits sicher in dem anderen Rahmenbereich angeordnet und somit vor mechanischen Einflüssen geschützt ist. Das Bonden der Bonddrähte ist somit vereinfacht und der Bonddraht ist gleichzeitig auf der Chip-Seite des Rahmens durch die entsprechende Schicht und des Weiteren durch den Schutzbereich des Rahmens geschützt.
  • Ferner weist der Steg vorzugsweise wenigstens eine Ausnehmung auf, in die der über den Steg gebogene Drahtabschnitt des wenigstens einen Bonddrahtes geschützt angeordnet ist, wobei die Ausnehmung besonders vorzugsweise wenigstens ei nen Rücksprung aufweist. Durch die Anordnung der Bonddrähte in besagten Ausnehmungen werden diese weiter vor mechanischen Einflüssen geschützt. Dies ist insbesondere, aber nicht ausschließlich, bei einteilig ausgebildeten Rahmen von Vorteil, da auf diese Weise die Rahmenwände bzw. der Steg gleich hoch ausgebildet sein können, während der Bonddraht dennoch nicht über den Rahmen hinausragt.
  • Darüber hinaus weist die Oberkante des ersten Rahmenbereichs wenigstens eine solche Höhe auf, dass sie mit der Oberfläche der über dem Leuchtdioden-Chip aufgebrachten Schicht abschließt. Auf diese Weise wird das Dispensen einer vordefinierten, optimierten, möglichst dünnen Schicht deutlich vereinfacht, die beispielsweise, wie oben bereits erwähnt, als Farbkonversionsschicht, transparente Schicht oder Diffusorschicht ausgebildet ist und gleichzeitig dem Schutz des Bonddrahtes vor mechanischen Einflüssen dient. Ferner kann die Höhe minimal ausgebildet sein, so dass die Leuchtdiodenanordnung darüber hinaus auch in ihrer Größe verkleinert werden kann.
  • Des Weiteren überragt der zweite Rahmenbereich den Bonddraht an seiner höchsten Stelle in der Höhe. Auf diese Weise steht der Bonddraht nicht über den Rahmen hinaus und liegt daher nicht frei, wodurch der Schutz des wenigstens einen Bonddrahtes vor mechanischen Einflüssen noch weiter erhöht ist.
  • Darüber hinaus ist der Rahmen aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material gebildet, wie beispielsweise Keramik, Kunststoff, Metall, Silikon, Glas, Kohlefaser, Glasfaser, Silizium oder einer Kombination aus diesen. Das Material des Rahmens ist dabei temperaturbeständig bis wenigstens zu einer Temperatur von 150°C. Es ist somit möglich, das Material vor den üblicherweise bei dem Aushärtungsprozess beispielsweise für das Farbkonversionsmaterial oder ein anderes Dispensmaterial auftretenden, erhöhten Temperatu ren sicher zu schützen und Beschädigungen des Rahmens somit zu vermeiden.
  • Ferner ist das Material des Rahmens gut verklebbar, bspw. mit dem Trägermaterial. Auf diese Weise wird ein einfacher Zusammenbau des Rahmens bzw. der Leuchtdiodenanordnung gewährleistet, der bzw. die darüber hinaus eine lange Lebensdauer aufweist bzw. aufweisen.
  • Weitere Merkmale, Vorteile und Eigenschaften der Erfindung sollen nunmehr anhand von Ausführungsbeispielen und der Figuren der begleitenden Zeichnung erläutert werden.
  • 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Leuchtdiodenanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
  • 2 zeigt eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Leuchtdiodenanordnung durch den Schnitt II-II in 1.
  • 3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Rahmens für eine Leuchtdiodenanordnung nach dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß einer ersten Ausführungsform.
  • 4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Rahmens einer Leuchtdiodenanordnung nach dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß einer zweiten Ausführungsform.
  • 5 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Rahmens für eine Leuchtdiodenanordnung nach dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß einer dritten Ausführungsform.
  • 6 zeigt eine Leuchtdiodenanordnung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
  • 7 zeigt eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen Leuchtdiodenanordnung durch den Schnitt VII-VII in 6.
  • 8a zeigt eine perspektivische Ansicht eines ersten Rahmenteils einer Leuchtdiodenanordnung gemäß 6.
  • 8b zeigt eine perspektivische Ansicht eines zweiten Rahmenteils einer Leuchtdiodenanordnung gemäß 6.
  • 1 und 2 zeigen ein erstes, bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Leuchtdiodenanordnung 1. 2 zeigt dabei eine Schnittansicht durch die Schnittlinie II-II in 1. Die Leuchtdiodenanordnung 1 weist einen Träger T auf. Dieser Träger T ist beispielsweise eine Leiterplatte. Der Träger T weist vorzugsweise wenigstens eine Leiterbahn L auf. Die Leiterbahn L ist ferner vorzugsweise durch Ätzen oder auch mit einem anderen Verfahren auf den Träger T aufgebracht.
  • Auf dem Träger T ist darüber hinaus wenigstens ein Leuchtdioden-Chip 2 angeordnet, vorzugsweise geklebt oder gelötet. Der Leuchtdioden-Chip 2 emittiert vorzugsweise Licht einer ersten Wellenlänge. Der Leuchtdioden-Chip 2 kann ferner entweder mit seiner Oberseite nach oben oder auch vertikal oder in einer anderen, bekannten Weise auf dem Träger T angeordnet sein.
  • Des Weiteren ist der Leuchtdioden-Chip 2 mit einem Ende wenigstens eines Bonddrahts 3, im Folgenden auch Draht genannt, verbunden. Dieser Draht 3 ist des Weiteren mit seinem anderen Ende an eine Anschlussstelle A, wie beispielsweise eine Leiterbahn L, auf den Träger T gebondet.
  • Des Weiteren weist die Leuchtdiodenanordnung 1 einen Rahmen 4 auf, der den wenigstens einen Leuchtdioden-Chip 2 umrandet. Der Rahmen 4 weist wenigstens einen Steg 5 auf, um den Rahmen 4 in wenigstens einen ersten Rahmenbereich 6 und wenigstens einen zweiten Rahmenbereich 7 einzuteilen.
  • Der erste Rahmenbereich 6 weist den wenigstens einen Leuchtdioden-Chip 2 auf. Ferner beschreibt der erste Rahmenbereich 6 vorzugsweise eine seitliche Begrenzung für eine lichtdurchlässige Schicht 8. Diese Schicht 8 ist über dem Leuchtdioden-Chip 2 aufgebracht. Aufgrund der seitlichen Begrenzung wird ein vordefiniertes Volumen beschrieben, so dass mit dem erfindungsgemäßen Rahmen 4 die Möglichkeit eröffnet wird, besonders einfach eine Schicht 8 mit einer niedrigen Viskosität, also einer hohen Fließfähigkeit, über dem Leuchtdioden-Chip 2 aufzubringen, da das Material durch das vordefinierte Volumen des ersten Rahmenbereichs 6 eindeutig beschrieben ist und daher nicht zerfließen kann. Auf diese Weise sind auch dünne Schichten 8 aufzubringen, die unterhalb der Dicke liegen, die beispielsweise beim Aufbringen gemäß dem globe-top-Ansatz erfolgen. Hierdurch kann ferner Dispensmaterial eingespart und die Schicht 8 aufgrund ihrer geringeren Dicke optimiert werden. Dies ist beispielsweise dadurch möglich, dass die Schicht 8 nicht mehr auf die bisher bekannte Linsenform beschränkt ist, da in den vordefinierten Rahmenbereich 6 auch dünnflüssige Dispensmaterialien eingebracht werden können, so dass die Oberfläche der Schicht 8 beispielsweise auch flach gebildet sein kann. Die Schicht 8 dient ferner auch dem Schutz des Bonddrahtes 3 vor mechanischen Einflüssen, da er innerhalb des Rahmenbereichs 6 geschützt in die Schicht 8 eingebettet ist.
  • Es ist in einer weiteren Ausgestaltungsform auch denkbar, dass mehrere Leuchtdioden-Chips 2 in dem ersten Rahmenbereich 6 angeordnet sind. In diesem Fall kann über die mehreren Leuchtdioden-Chips 2 eine einzige, zusammenhängende Schicht 8 aufgebracht sein.
  • In einer weiteren Ausgestaltungsform kann auch vorgesehen sein, dass der Rahmen 4, vorzugsweise der erste Rahmenbereich 6, mit einer Gitterstruktur versehen ist, derart, dass durch das Gitter die mehreren Leuchtdioden-Chips 2 einzeln oder jeweils in Gruppen eingerahmt sind. Die einzelnen Leuchtdioden-Chips 2 oder Gruppen von Leuchtdioden-Chips 2 können sodann unabhängig von den jeweils anderen Leuchtdioden-Chips 2 oder Gruppen von Leuchtdioden-Chips 2 mit einer Schicht 8 versehen werden. Auf diese Weise ist es möglich, verschiedene Materialien als Schicht 8 auf die Leuchtdioden-Chips 8 aufzutragen, um beispielsweise je Leuchtdioden-Chip 2 bzw. Gruppe von Leuchtdioden-Chips 2 unterschiedliche Farben erzeugen zu können.
  • In dem zweiten Rahmenbereich 7 ist darüber hinaus vorzugsweise die wenigstens eine Anschlussstelle A für den Draht 3 angeordnet. Der zweite Rahmenbereich 7 stellt, räumlich abgegrenzt von dem ersten Rahmenbereich 6 mit Leuchtdioden-Chip 2 und Schicht 8, ferner einen Schutzbereich für den wenigstens einen Draht 3 dar, also insbesondere für den aus der Schicht 8 exponierten Drahtabschnitt des Drahtes 3. Für den Draht 3 wird somit auf einfache Weise durch den Rahmen 4 ein definierter Schutzbereich in Form eines Schutzrahmens, der den Schutzbereich wenigstens seitlich umgibt, zur Verfügung gestellt, ohne dass der Draht 3 gesondert lagepositioniert werden muss. Somit ist auf einfach Weise auch der Drahtabschnitt des Drahtes 3, der nicht in die Schicht 8 eingebettet ist, durch den Rahmen 4 sicher geschützt, der des Weiteren ein vordefiniertes Volumen für die Dispensschicht 8 bereithält.
  • Durch die einfache Anordnung des Rahmens 4 sowie seiner beiden Bereiche 6, 7 wird somit einerseits ein genau vordefiniertes Volumen für eine über dem Leuchtdioden-Chip 2 anzuordnende Schicht 8 beschrieben, in der gleichzeitig der Draht 3 geschützt eingebettet ist. Andererseits wird der empfindliche dünne Bonddraht 3 auch in den Bereichen, in denen er nicht in einer Schicht 8 eingebettet ist, durch den vom Rahmen 4 definierten Schutzbereich sicher vor mechanischen Einflüssen geschützt, so dass der Draht 3 über seine gesamte Länge geschützt angeordnet ist, ohne einschränkenden Einfluss auf die Gestaltung der Dispensschicht 8 zu haben.
  • Wie 1 zeigt, ist der Steg 5 vorzugsweise einteilig integral mit dem Rahmen 4 ausgebildet. Durch die integrale Ausbildung sind die einzelnen Teile des Rahmens 4 sogleich zueinander ausgerichtet, schon bevor sie auf einem Träger T aufgebracht werden. Das Positionieren und Anbringen des Rahmens 4 und der Bonddrähte 3 wird somit vereinfacht. Ferner werden Produktions- und Arbeitsschritte bei der Herstellung und Montage und somit auch Kosten für die Leuchtdiodenanordnung 1 gespart.
  • Es ist jedoch auch denkbar, dass der Rahmen 4 mehrteilig, vorzugsweise zweiteilig aus einem ersten Rahmenteil und einem zweiten Rahmenteil gebildet ist. In einer solchen Ausführungsform bildet beispielsweise der erste Rahmenteil den ersten Rahmenbereich 6 und der zweite Rahmenteil den zweiten Rahmenbereich 7. Auf diese Weise ist es möglich, die Rahmeneinteilung, also den ersten Rahmenbereich 6 und den zweiten Rahmenbereich 7, individuell und entsprechend der Beschaffenheit der Leuchtdiodenanordnung 1 anzupassen. Ferner können die beiden Rahmenbereiche 6, 7 des Rahmens 4 einfach zueinander ausgerichtet und somit den Gegebenheiten entsprechend optimal platziert werden.
  • 6 zeigt darüber hinaus ein weiteres, zweites Ausführungsbeispiel, bei dem der erste Rahmenteil 110 den ersten Rahmenbereich 106 und den zweiten Rahmenbereich 107 aufweist, und der zweite Rahmenteil 120 auf dem ersten Rahmenteil 110 angeordnet ist, so dass der zweite Rahmenbereich 107 des ersten Rahmenteils 110 wenigstens teilweise abgedeckt ist. Dieses Ausführungsbeispiel wird an späterer Stelle der Beschreibung noch eingehender erläutert.
  • Der Rahmen 4 ist vorzugsweise aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material gebildet. Dieses kann beispielsweise Keramik, Kunststoff, Metall, Silikon, Glas, Kohlefaser, Glasfaser, Silizium, oder eine Kombination aus diesen sein. Das Material des Rahmens ist dabei vorzugsweise temperaturbeständig bis beispielsweise wenigstens zu einer Temperatur von 150°C. Es ist somit möglich, das Material beim Aufbringen einer Schicht 8 vor den üblicherweise bei dem Aushärtungsprozess des Dispensmaterials auftretenden, erhöhten Temperaturen sicher zu schützen und Beschädigungen des Rahmens 4 somit zu vermeiden.
  • Ferner ist das Material des Rahmens vorzugsweise gut verklebbar. Auf diese Weise wird ein einfacher Zusammenbau des Rahmens 4 bzw. der Leuchtdiodenanordnung 1 und darüber hinaus eine lange Lebensdauer gewährleistet, da der Rahmen 4 sicher auf dem Träger T befestigt werden kann.
  • Die Schicht 8 ist, wie insbesondere aus 2 ersichtlich, vorzugsweise über dem Leuchtdioden-Chip 2 aufgebracht, um den Draht 3 im Bereich des ersten Rahmenbereichs 6 vor mechanischen Einflüssen zu schützen. Die Schutzschicht 8 besteht dazu vorzugsweise aus einer Farbkonversionsschicht, die teilweise Licht der ersten Wellenlänge absorbiert und Licht einer zweiten Wellenlänge emittiert. Auf diese Weise wird die Funktion des Schutzes des Drahtes 3 durch die Schicht 8 gleichzeitig von der Farbkonversionsschicht übernommen. Somit kann auf einfache Weise eine Leuchtdiodenanordnung 1 zur Verfügung gestellt werden, also insbesondere auch weiße Leuchtdioden, die einen sicheren Schutz der Bonddrähte 3 gewährleistet und bei der gleichzeitig die gesamte Struktur deutlich vereinfacht ist.
  • Ferner kann die Schicht 8 eine transparente Schicht oder eine Diffusorschicht sein. Der Einsatz einer transparenten Schicht ist besonders bei monochromatischen Leuchtdioden von Vorteil. Die Schicht 8 übernähme somit zugleich die Funktion zum Schutz der Bonddrähte 3 und die der transparenten Schicht bzw. der Diffusorschicht oder auch jeder anderen, für Leuchtdioden geeigneten Schicht 8.
  • Aufgrund der Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Rahmens 4 kann die Schicht 8 mit einem Dispensmaterial, wie beispielsweise einem Farbkonversionsmaterial, mit einer niedrigeren Viskosität, also in einem dünnflüssigeren Zustand, aufgetragen werden, als beispielsweise beim globe-top-Ansatz, so dass, wie oben bereits beschrieben, auch das Aufbringen des Dispensmaterials aufgrund der erfinderischen Leuchtdiodenanordnung 1 vereinfacht ist.
  • Wie 1 und insbesondere 2 zu entnehmen ist, ist der Draht 3 vorzugsweise über den Steg 5 gebogen und verläuft von dem ersten Rahmenbereich 6 in den zweiten Rahmenbereich 7. Ein Ende des Drahtes 3 kann somit im ersten Rahmenbereich 6, also auf dem Leuchtdioden-Chip 2, gebondet werden, während das andere Ende des Drahtes 3 in dem zweiten Rahmenbereich 7 an die Anschlussstelle A gebondet werden kann. Somit wird auf einfache Weise eine Trennung der beiden Bereiche 6, 7 gewährleistet, wobei das Volumen für die Schicht 8 im ersten Rahmenbereich 6 eindeutig vorgegeben werden kann, während der Draht 3 andererseits sicher in beiden Rahmenbereichen 6, 7 angeordnet und somit vor mechanischen Einflüssen geschützt ist. Aufgrund der guten Zugänglichkeit der Rahmenbereiche 6, 7 wird das Bonden des Drahtes 3 vereinfacht, während gleichzeitig ein hoher Schutz des Bonddrahtes 3 gewährleistet wird.
  • Der Rahmen 4 ist vorzugsweise derart gestaltet, dass wenigstens der zweite Rahmenbereich 7 den Draht 3 an seiner höchsten Stelle, also der Stelle, an der der Draht 3 über den Steg 5 gebogen angeordnet ist, überragt. Auf diese Weise ist der Draht 3, da er nicht über den Rahmen 4, wenigstens nicht über den zweiten Rahmenbereich 7 hinaus ragt, durch die entsprechenden Seitenwände des Rahmens 4 sicher vor mechanischen Einflüssen geschützt ist.
  • Der Steg 5 weist, wie insbesondere in den 1 und 2 gezeigt, vorzugsweise wenigstens eine Ausnehmung 9 auf. Diese Ausnehmung 9 ist besonders vorzugsweise ein Rücksprung, der sich an der Oberkante des Steges 5 von dem ersten Rahmenbereich 6 zum zweiten Rahmenbereich 7 erstreckt. Der Draht 3 ist so angebracht, dass der über den Steg 5 gebogene Drahtabschnitt über die gesamte Breite des Steges 5 in der Ausnehmung 9 angeordnet ist und der Draht 3 jeweils vor und hinter dem Steg 5, also im ersten und zweiten Rahmenbereich 6, 7 in diese hinein zu dem Leuchtdioden-Chip 2 bzw. der Anschlussstelle A hin verläuft, so dass besagter, über den Steg 5 gebogener Drahtabschnitt die höchste Stelle des Drahtes 3 darstellt. Dies ist insbesondere, aber nicht ausschließlich, bei einteilig ausgebildeten Rahmen 4 von Vorteil, da auf diese Weise die Rahmenwände und der Steg 5 gleich hoch ausgebildet sein können, während der Draht 3 dennoch nicht über den Rahmen 4 hinausragt. Somit kann, neben dem Drahtabschnitt, der in der Schicht 8 im ersten Rahmenbereich 6 eingebettet ist und dem Drahtabschnitt, der in dem Schutzbereich des zweiten Rahmenbereichs 7 angeordnet ist, auch der Drahtabschnitt, der gebogen über dem Steg 5 in der Ausnehmung 9 verläuft sicher vor mechanischen Einflüssen geschützt werden. Daher kann der Bonddraht 3 über seine gesamte Länge sicher und geschützt angeordnet und muss nicht gesondert lagpositioniert werden.
  • In 3 bis 5 sind drei bevorzugte Ausführungsformen eines Rahmens 4', 4'', 4''' gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel gezeigt, die jeweils unterschiedliche Stege 5', 5'', 5''' aufweisen. Der Steg 5' in 3 ist dabei so ausgebildet, dass die restlichen Seitenwände des Rahmens 4' den Steg 5' wenigstens teilweise überragen, der Steg 5' somit mit seiner gesamten Oberfläche unterhalb der höchsten Oberkante des Rahmens angeordnet ist. Ein Draht 3, der über den Steg 5' gebogen angeordnet ist, wird somit durch die über den Steg 5' hinausragenden Bereiche des Rahmens 4' vor mechanischen Einflüssen geschützt.
  • In den 4 und 5 sind des Weiteren unterschiedliche, bevorzugte Ausgestaltungsformen von Ausnehmungen 9'', 9''' in den Stegen 5'', 5''' eines Rahmens 4'', 4''' gezeigt, in den der gebogene Drahtabschnitt des Drahtes 3, wie bereits oben beschrieben, angeordnet sein kann, um diesen sicher zu schützen. Die Ausnehmungen 9, 9'', 9''' weisen dabei vorzugsweise wenigstens eine Breite quer zur Erstreckungsrichtung des Drahtes 3 auf, die wenigstens der Breite des Drahtes 3 entspricht, damit dieser in den Ausnehmungen sicher platziert werden kann. Je schmaler und tiefer die Ausnehmung 9, 9'', 9''' gebildet ist, desto besser geschützt ist der Draht 3 in dieser angeordnet. Je breiter die Ausnehmung 9, 9'', 9''' gebildet ist, desto einfacher ist der Draht 3 in dieser anzuordnen und je niedriger die Ausnehmung 9, 9'', 9''' gebildet ist, desto dicker kann die Schicht 8 bei gleicher Höhe des Rahmens 4'', 4''' ausgebildet sein.
  • Die Oberkante des ersten Rahmenbereichs 6 weist vorzugsweise wenigstens eine solche Höhe auf, dass sie mit der Oberfläche der Schicht 8 über den Leuchtdioden-Chip 2 abschließt. Die Schicht 8 wiederum weist vorzugsweise eine solche Dicke auf, dass sie maximal mit der niedrigsten Oberkante des Rahmens 4, vorzugsweise des ersten Rahmenbereichs 6, des Stegs 5 oder der Ausnehmung 9, abschließt. Auf diese Weise wird das Dispensen einer vordefinierten, optimierten, möglichst dünnen Schicht 8 deutlich vereinfacht. Ferner kann die Höhe des Rahmens 4 minimal ausgebildet sein, so dass die Leuchtdiodenanordnung 1 darüber hinaus insgesamt in ihrer Größe verkleinert werden kann.
  • Die obere Grenze der Dicke des Rahmens 4 kann im Millimeterbereich liegen, wohingegen die untere Grenze der Dicke des Rahmens 4 so gewählt ist, dass die Dicke des Rahmens 4 wenigstens der Höhe des Leuchtdioden-Chips 2 entspricht. Eine typische Höhe für einen Leuchtdioden-Chip 2 ist beispielsweise 100 μm. Die Höhe des Rahmens 4 insgesamt liegt somit vorzugsweise in einem Bereich von 100 bis 500 μm, besonders vorzugsweise in einem Bereich von etwa 250 μm. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die zuvor genannten Maße begrenzt.
  • Im Folgenden wird ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung einer Leuchtdiodenanordnung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.
  • In einem ersten Schritt wird der wenigstens eine Leuchtdioden-Chip 2 auf den Träger T aufgebracht. Dies geschieht beispielsweise durch Kleben oder Auflöten des Leuchtdioden-Chips 2 auf eine Leiterplatte. Anschließend wird der Rahmen 4, aufweisend den Steg 5, der den Rahmen 4 in wenigstens einen ersten Rahmenbereich 6, der eine seitliche Begrenzung für die Schicht 8 darstellt, und wenigstens einen zweiten Rahmenbereich 7, der den Schutzbereich für den wenigstens einen Bonddraht 3 darstellt, einteilt, auf den Träger T so aufgebracht, dass der erste Rahmenbereich 6 um den wenigstens einen Leuchtdioden-Chip 2 herum aufgebracht wird. Der Rahmen 4 wird hierzu vorzugsweise auf den Träger T geklebt, es ist auch jede andere Befestigungsmöglichkeit denkbar. In einem dritten Schritt wird der wenigstens eine Draht 3 an den Leuchtdioden-Chip 2 in dem ersten Rahmenbereich 6 und an die Anschlussstelle A auf dem Träger T in dem zweiten Rahmenbereich 7 gebondet. Der sehr dünne Bonddraht 3 verläuft dabei gebogen von dem ersten Rahmenbereich 6 über den Steg 5 in den zweiten Rahmenbereich 7 und liegt ferner vorzugsweise in Ausnehmungen 9 des Steges 5, in denen der Draht 3 noch geschützter liegt. Der sehr dünne Bonddraht 3 wird auf diese Weise insbesondere nach oben mechanisch geschützt und ist weniger exponiert. In einem letzten Schritt wird eine Schicht 8 über dem Leuchtdioden-Chip 2 in dem ersten Rahmenbereich 6 aufgebracht. Durch das durch den Rahmen 4 vordefinierte Volumen können eher dünne Schutzschichten 8, beispielsweise mit Dispensmaterialien einer geringen Viskosität, einfach aufgebracht werden, die unterhalb der Dicke liegen, die beispielsweise beim Aufbringen gemäß einem globe-top-Ansatz erfolgen. Dadurch ist ferner auch die Gestaltungsmöglichkeit der Schicht 8 deutlich erhöht.
  • 6 und 7 zeigen ein zweites, bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Leuchtdiodenanordnung 100, wobei 7 eine Schnittansicht durch die Schnittlinie VII-VII in 6 darstellt. Diese Leuchtdiodenanordnung 100 weist zahlreiche Merkmale der Leuchtdiodenanordnung 1 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel auf, so dass im Wesentlichen auf die obigen Ausführungen verwiesen wird und im Folgenden nur auf die wesentlichen Merkmale ausführlicher eingegangen wird.
  • Die Leuchtdiodenanordnung 100 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel weist ebenfalls wenigstens einen Leuchtdioden-Chip 102 auf, welcher auf einem Träger T' angeordnet ist. Der Leuchtdioden-Chip 102 emittiert vorzugsweise ein Licht einer ersten Wellenlänge. Der Leuchtdioden-Chip 102 ist mit wenigstens einem Draht 103 verbunden. Die Leuchtdiodenanordnung 100 weist ferner einen Rahmen 104 auf, der den wenigstens einen Leuchtdioden-Chip 102 umrandet. Der Rahmen weist ferner wenigstens einen Steg 105, im vorliegenden, bevorzugten Ausführungsbeispiel zwei Stege 105 auf. Mittels dieser Stege 105 wird der Rahmen in wenigstens einen ersten Rahmenbereich 106 und wenigstens einen zweiten Rahmenbereich 107 eingeteilt. Der erste Rahmenbereich 106 weist dabei den wenigstens einen Leuchtdioden-Chip 102 auf. Es ist, wie 6 und 7 zu entnehmen ist, aber auch möglich, dass innerhalb eines einzigen Rahmens 104 mehrere Leuchtdioden-Chips 102 untergebracht sind, wie oben beim ersten Ausführungsbeispiel bereits eingehend beschrieben. Ebenfalls ist auch eine Gitterstruktur bzw. Gitterunterteilung im Rahmen 104, wie ebenfalls bzgl. des ersten Ausführungsbeispiels beschrieben, denkbar. Der erste Rahmenbereich 106 stellt ferner vorzugsweise eine seitlich Begrenzung für eine über dem Leuchtdioden-Chip 102 aufgebrachte, lichtdurchlässige Schicht 108 dar. Der zweite Rahmenbereich 107 stellt zudem vorzugsweise ebenfalls einen Schutzbereich für den wenigstens einen Draht 103 dar. Wie auch im ersten Ausführungsbeispiel, ist der Draht 103 auch in diesem Ausführungsbeispiel vorzugsweise auf den Leuchtdioden-Chip 102 im ersten Rahmenbereich 106 und an eine Anschlussstelle A', beispielsweise eine Leiterbahn L', gebondet. Dabei verläuft der Draht 103 bevorzugt vom ersten Rahmenbereich 106 über den Steg 105 gebogen in den zweiten Rahmenbereich 107.
  • Gemäß dieser zweiten Ausführungsform ist der Rahmen 104 wenigstens zweiteilig aus einem ersten Rahmenteil 110 und einem zweiten Rahmenteil 120 gebildet. Der zweite Rahmenteil 120 ist dazu vorzugsweise auf dem ersten Rahmenteil 110 angeordnet.
  • 8a zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines ersten Rahmenteils 110. Der erste Rahmenteil 110 weist vorzugsweise sowohl den ersten Rahmenbereich 106 als auch den zweiten Rahmenbereich 107 auf. Getrennt sind die beiden Rahmenbereiche 106, 107 vorzugsweise durch den wenigstens einen Steg 105, welcher besonders vorzugsweise integral mit dem ersten Rahmenteil 110 ausgebildet ist. Der Steg kann, wenn er integral mit dem ersten Rahmenteil 110 ausgebildet ist, auch flacher gebildet sein, wodurch die Höhe der Leuchtdiodenanordnung 100 besonders optimal gestaltet werden kann. Bedingt durch die seitliche Begrenzung des ersten Rahmenteils 106 und den dadurch möglichen Einsatz von Dispensmaterialien mit einer geringen Viskosität ist somit die Gestaltungsmöglichkeit der Leuchtdiodenanordnung 100 bzw. der Schicht 108 verbessert, wobei gleichzeitig Dispensmaterial eingespart werden kann, beispielsweise im Vergleich zum globe-top-Ansatz. Es wird an dieser Stelle auch auf die Ausführungen bzgl. dem ersten Ausführungsbeispiel verwiesen.
  • 8b zeigt ferner den zweiten Rahmenteil 120. Der zweite Rahmenteil 120 weist vorzugsweise eine Öffnung 121 sowie wenigstens eine von der Öffnung ausgehende Aussparung 122 auf.
  • 7 zeigt die Schnittansicht der zusammengesetzten Leuchtdiodenanordnung 100. Der zweite Rahmenteil 120 ist auf dem ersten Rahmenteil 110 angeordnet. Aufgrund der in dem zweiten Rahmenteil 107 befindlichen Öffnung 121 liegt der erste Rahmenbereich 106 des ersten Rahmenteils 110 vorzugsweise nach oben hin frei. Somit kann im zusammengebauten Zustand die Schicht 108 einfach auf den Leuchtdioden-Chip 102 im ersten Rahmenbereich 106 aufgebracht werden. Auf diese Weise ist der Draht 103 im ersten Rahmenbereich 106 sicher in der Schicht 108 eingebettet. Ferner kann das Licht, welches vom Leuchtdioden-Chip 102 emittiert wird, frei nach oben abstrahlen.
  • Die Aussparung 122 erstreckt sich vorzugsweise oberhalb des Steges 105 vom ersten Rahmenbereich 106 bis hin zum zweiten Rahmenbereich 107 des ersten Rahmenteils 110 vorzugsweise in der Form eines Pfades 109, so dass außerdem der zweite Rahmenbereich 107 des ersten Rahmenteils 110 wenigstens teilweise freigelegt ist. Auf diese Weise kann der wenigstens eine Draht 103 sicher von den Leuchtdioden-Chips 102 im ersten Rahmenbereich 106 über den Steg 105 gebogen zu den Anschlussstellen A', die in den zweiten Rahmenbereich 107 angeordnet sind, verlaufen, wobei der Draht 103 in dem Pfad 109, gebildet durch die Aussparung 122, geschützt angeordnet ist. Die Aussparung 122 ist dabei vorzugsweise so gebildet, dass der zweite Rahmenbereich 107 geringfügig größer als der Durchmesser des Bonddrahtes 103 freigelegt ist, um einen größtmöglichen Schutz des Bonddrahtes 103, eben vorzugsweise durch eine maximale Abdeckung des zweiten Rahmenbereiches 107 durch den ersten Rahmenteil 110, zu gewährleisten. Besonders vorzugsweise können, insbesondere in dem Fall, in dem mehrere Leuchtdi oden-Chips 102 innerhalb des ersten Rahmenbereichs 106 angeordnet sind, mehrere Aussparungen 122 im zweiten Rahmenteil 120 vorgesehen sein. Auf diese Weise können die mehreren, vom ersten Rahmenbereich 106 in den zweiten Rahmenbereich 107 verlaufenden Drähte 103 jeweils einzeln oder in Gruppen über den Steg 105 durch jeweils eine Aussparung 122 bzw. einen Pfad 109 verlaufen, und sind somit aufgrund schmaler ausgebildeter Aussparungen 122 sicher geschützt vor mechanischen Einflüssen angeordnet.
  • Der Schutz für den bzw. die Drähte 103 gegenüber einer einteiligen Ausgestaltung ist somit dahingehend verbessert, dass der zweite Rahmenteil 120 erst nach dem Bonden der Bonddrähte 103 aufgebracht werden kann. Wenn der erste Rahmenteil 110 auf dem Träger T' aufgebracht ist, ist eine gute Zugänglichkeit der beiden Rahmenbereiche 106, 107 gewährleistet, da diese nach oben hin offen gestaltet und angeordnet sind. Der bzw. die Bonddrähte 103 können somit besonders einfach an den Leuchtdioden-Chip 102 im ersten Rahmenbereich 106 und die Anschlussstelle A' im zweiten Rahmenbereich 107 gebondet werden. Durch den nach dem Bonden auf den ersten Rahmenteil 110 aufgebrachten zweiten Rahmenteil 120 ist sodann der erste Rahmenbereich 107 derart abgedeckt, dass der Bonddraht 103 sicher von oben geschützt in diesem Bereich 107 angeordnet ist. Bei der Gestaltung des ersten Rahmenteils 110 muss daher keine Rücksicht auf eine Zugänglichkeit der Kontakte beim Bonden genommen werden, da der zweite Rahmenbereich 107 erst durch das nachträgliche Anordnen des zweiten Rahmenteils 120 wenigstens teilweise abgedeckt wird. Ferner wird beim Aufsetzen des zweiten Rahmenteils 120 auf den ersten Rahmenteil 110 durch die Aussparungen 122 Pfade 109 über den Stegen 105 gebildet, innerhalb derer die Drähte 103 sicher geschützt vom ersten Rahmenbereich 106 in den zweiten Rahmenbereich 107 gebogen verlaufend angeordnet werden können. Somit wird die Zugänglichkeit der Drähte 103 beim Bonden verbessert, während diese dennoch gleichzeitig be sonders gut vor mechanischen Einflüssen von außen geschützt sind.
  • Im Folgenden wird ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung einer Leuchtdiodenanordnung 100 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben.
  • In einem ersten Schritt wird der wenigstens eine Leuchtdioden-Chip 102 auf dem Träger T' aufgebracht. Dies geschieht vorzugsweise durch Kleben oder Auflöten des Leuchtdioden-Chips 102 auf eine Leiterplatte. In einem zweiten Schritt wird der erste Rahmenteil 110 des Rahmens 104, der durch den wenigstens einen Steg 105 in wenigstens einen ersten Rahmenbereich 106, der eine seitliche Begrenzung für die Schicht 108 darstellt, und wenigstens einen zweiten Rahmenbereich 107, der den Schutzbereich für den wenigstens einen Bonddraht 103 darstellt, eingeteilt ist, auf den Träger T', wobei der erste Rahmenbereich 106 um den wenigstens einen Bonddraht 103 herum aufgebracht wird. In einem dritten Schritt wird der wenigstens eine Draht 103 an den Leuchtdioden-Chip 102 und eine Anschlussstelle A' des Trägers T' gebondet. Dies ist besonders einfach möglich, da insbesondere auch der zweite Rahmenbereich 107 nach oben hin gänzlich freiliegt und die Bereiche 106, 107 somit besonders gut zugänglich sind. In einem vierten Schritt wird der zweite Rahmenteil 120 des Rahmens 104 auf den ersten Rahmenteil 110 aufgebracht. Auf diese Weise wird der zweite Rahmenbereich 107 weitestgehend abgedeckt, so dass der Bonddraht in disem Bereich 107 sicher geschützt angeordnet ist und nicht gesondert lagepositioniert werden muss. Ferner wird durch die in der Öffnung 121 des zweiten Rahmenteils 120 eingebrachten Aussparungen 122 ein Pfad 109 oberhalb des Steges 105 des ersten Rahmenteils 110 gebildet, in dem der über den Steg 105 vom ersten Rahmenbereich 106 in den zweiten Rahmenbereich 107 gebogen verlaufend angeordnete Drahtabschnitt des Drahtes 103 sicher angeordnet und vor mechanischen Einflüssen geschützt ist. In einem letzten Schritt wird die Schicht 108 über den Leuchtdioden-Chip 102 in dem ersten Rahmenbereich 106 des ersten Rahmenteils 110 aufgebracht. Die Schicht 108 kann dabei beispielsweise eine Farbkonversionsschicht, eine transparente Schicht und/oder eine Diffusorschicht sein, so dass die Schicht 108 neben den zuvor genannten Vorteilen bei Verwendung der jeweiligen Schichtmaterialien gleichzeitig die Aufgabe des Schutzes der Bonddrähte 103 übernimmt.
  • Mittels der oben beschriebenen Verfahren kann eine Leuchtdiodenanordnung 1, 100 gemäß der Erfindung hergestellt werden, die einfach in ihrem Aufbau und der Montage ist und einen sicheren Schutz der Bonddrähte 3, 103 über deren gesamte Länge gewährleistet.
  • Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die oben genannten Einschränkungen. Alle denkbaren Ausgestaltungsformen der genannten Ausführungsbeispiele werden durch diese Anmeldung abgedeckt. So ist beispielsweise die Höhe und die Dicke des Rahmens nicht durch deren in der Beschreibung genannten bevorzugten Maße beschränkt. Ferner ist das Material des Rahmens nicht auf die genannten Materialien beschränkt. Auch die Schicht kann alle in der Leuchtdiodentechnologie bekannten Materialien aufweisen und ist auch in ihrer Dicke bzw. Stärke nicht begrenzt.
    • 1, 100
    Leuchtdiodenanordnung,
    2, 102
    Leuchtdioden-Chip,
    3, 103
    Bonddraht,
    4–4''', 104
    Rahmen,
    5–5''', 105
    Steg,
    6, 106
    erster Rahmenbereich,
    7, 107
    zweiter Rahmenbereich,
    8, 108
    Dispenssicht, Schutzschicht,
    9, 9'', 9'''
    Ausnehmung,
    109
    Pfad,
    110
    erstes Rahmenteil,
    120
    zweites Rahmenteil,
    121
    Öffnung in zweitem Rahmenteil,
    122
    Aussparung in zweitem Rahmenteil.

Claims (21)

  1. Leuchtdiodenanordnung, aufweisend: einen Träger (T, T'), wenigstens einen Leuchtdioden-Chip (2, 102), welcher auf dem Träger (T, T') angeordnet ist, wobei der Leuchtdioden-Chip (2, 102) mit wenigstens einem Bonddraht (3, 103) verbunden ist, eine über dem Leuchtdioden-Chip (2, 102) aufgebrachte, lichtdurchlässige Schicht (8, 108), einen Rahmen (4, 104), der den wenigstens einen Leuchtdioden-Chip (2, 102) umrandet, wobei der Rahmen (4, 104) wenigstens einen Steg (5, 105) aufweist, um den Rahmen (4, 104) in wenigstens einen ersten Rahmenbereich (6, 106), der den wenigstens einen Leuchtdioden-Chip (2, 102) aufweist, und wenigstens einen zweiten Rahmenbereich (7, 107) einzuteilen, wobei der erste Rahmenbereich (6, 106) eine seitliche Begrenzung für die Schicht (8, 108) darstellt, und der zweite Rahmenbereich (7, 107) einen Schutzbereich für den wenigstens einen Bonddraht (3, 103) darstellt.
  2. Leuchtdiodenanordnung nach Anspruch 1, wobei der Rahmen (4, 104) wenigstens zweiteilig aus einem ersten Rahmenteil (110) und einem zweiten Rahmenteil (120) gebildet ist.
  3. Leuchtdiodenanordnung nach Anspruch 2, wobei der erste Rahmenteil den ersten Rahmenbereich (6, 106) und der zweite Rahmenteil den zweiten Rahmenbereich (7, 107) bildet.
  4. Leuchtdiodenanordnung nach Anspruch 2, wobei der erste Rahmenteil (110) den ersten Rahmenbereich (106) und den zweiten Rahmenbereich (107) aufweist, und der zweite Rahmenteil (120) auf dem ersten Rahmenteil (110) angeordnet ist, so dass der zweite Rahmenbereich (107) des ersten Rahmenteils (110) wenigstens teilweise abgedeckt ist.
  5. Leuchtdiodenanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der Steg (5, 105) im Rahmen (4, 104) integral ausgebildet ist.
  6. Die Leuchtdiodenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schicht (8, 108) aus einer Farbkonversionsschicht besteht, die teilweise Licht einer ersten Wellenlänge absorbiert und Licht einer zweiten Wellenlänge emittiert.
  7. Die Leuchtdiodenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schicht (8, 108) eine transparente Schicht ist.
  8. Die Leuchtdiodenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schicht (8, 108) eine Diffusorschicht ist.
  9. Die Leuchtdiodenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Bonddraht (3, 103) über den Steg (5, 105) gebogen vom ersten Rahmenbereich (6, 106) in den zweiten Rahmenbereich (7, 107) verläuft.
  10. Die Leuchtdiodenanordnung nach Anspruch 9, wobei der Steg (5, 105) wenigstens eine Ausnehmung (9) aufweist, in der der über den Steg (5, 105) gebogene Drahtabschnitt des Bonddrahtes (3, 103) geschützt angeordnet ist.
  11. Die Leuchtdiodenanordnung nach Anspruch 10, wobei die Ausnehmung (9) wenigstens einen Rücksprung aufweist, in den der über den Steg (5, 105) gebogene Drahtabschnitt des Bonddrahtes (3, 103) geschützt angeordnet ist.
  12. Die Leuchtdiodenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Oberkante des ersten Rahmenbereichs (6, 106) wenigstens eine solche Höhe aufweist, dass sie mit der Oberfläche der über dem Leuchtdioden-Chip (2, 102) aufgebrachten Schicht (8, 108) abschließt.
  13. Die Leuchtdiodenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Rahmen (4, 104) den Bonddraht (3, 103) an seiner höchsten Stelle in der Höhe überragt.
  14. Die Leuchtdiodenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Rahmen (4, 104) aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material gebildet ist, beispielsweise aus Keramik, Kunststoff, Metall, Silikon, Glass, Kohlefaser, Glasfaser, Silizium, oder einer Kombination aus diesen.
  15. Die Leuchtdiodenanordnung nach Anspruch 14, wobei das Material des Rahmens (4, 104) temperaturbeständig bis wenigstens zu einer Temperatur von 150°C ist.
  16. Die Leuchtdiodenanordnung nach Anspruch 14 oder 15, wobei das Material des Rahmens (4, 104) gut verklebbar ist.
  17. Verfahren zur Herstellung einer Leuchtdiodenanordnung, aufweisend die Schritte: – Aufbringen wenigstens eines Leuchtdioden-Chips (2, 102) auf einen Träger (T, T'), – Aufbringen eines Rahmens (4, 104), aufweisend einen Steg (5, 105), der den Rahmen (4, 104) in einen ersten Rahmenbereich (6, 106), der eine seitliche Begrenzung für eine Schicht (8,108) darstellt, und einen zweiten Rahmenbereich (7, 107), der einen Schutzbereich für wenigstens einen Bonddraht (3, 103) darstellt, einteilt, auf den Träger (T, T'), wobei der erste Rahmenbereich (6, 106) um den wenigstens einen Leuchtdioden-Chip (2, 102) herum aufgebracht wird, – Bonden wenigstens eines Bonddrahtes (3, 103) an den Leuchtdioden-Chip (2, 102) in dem ersten Rahmenbereich (6, 106) und eine Anschlussstelle (A, A') auf dem Träger (T, T') in dem zweiten Rahmenbereich (7, 107), und – Aufbringen einer Schicht (8, 108) über den Leuchtdioden-Chip (2, 102) in dem ersten Rahmenbereich (6, 106).
  18. Verfahren zur Herstellung einer Leuchtdiodenanordnung, aufweisend die Schritte: – Aufbringen wenigstens eines Leuchtdioden-Chips (102) auf einen Träger (T'), – Aufbringen eines ersten Rahmenteils (110) eines Rahmens (104), der durch wenigstens einen Steg (105) in wenigstens einen ersten Rahmenbereich (106), der eine seitliche Begrenzung für eine Schicht (108) darstellt, und wenigstens einen zweiten Rahmenbereich (107), der einen Schutzbereich für wenigstens einen Bonddraht (103) darstellt, eingeteilt ist, auf den Träger (T'), wobei der erste Rahmenbereich (106) des ersten Rahmenteils (110) um den wenigstens einen Leuchtdioden-Chip (102) herum aufgebracht wird, – Bonden des wenigstens einen Bonddrahtes (103) an den Leuchtdioden-Chip (102) im ersten Rahmenbereich (106) und eine Anschlussstelle (A') auf dem Träger (T') im zweiten Rahmenbereich (107), – Aufbringen eines zweiten Rahmenteils (120) des Rahmens (104) auf den ersten Rahmenteil (110), und – Aufbringen einer Schicht (108) über den Leuchtdioden-Chip (102) in dem ersten Rahmenbereich (106) des ersten Rahmenteils (110).
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 oder 18, wobei die Schicht (8, 108) aus einer Farbkonversionsschicht besteht, die teilweise Licht der ersten Wellenlänge absorbiert und Licht einer zweiten Wellenlänge emittiert.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei die Schicht (8, 108) eine transparente Schicht ist.
  21. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 20, wobei die Schicht (8, 108) eine Diffusorschicht ist.
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