DE102008026162A1

DE102008026162A1 - Seiten-emittierende LED-Baugruppe mit verbesserter Wärmedissipation

Info

Publication number: DE102008026162A1
Application number: DE102008026162A
Authority: DE
Inventors: Siang Ling Oon; Thye Linn Mok; Kah Yan Loon
Original assignee: Avago Technologies ECBU IP Singapore Pte Ltd
Current assignee: Avago Technologies International Sales Pte Ltd
Priority date: 2007-05-31
Filing date: 2008-05-30
Publication date: 2008-12-04
Also published as: CN101483213B; JP2009054990A; JP4885908B2; TW200913317A; CN101483213A; US7566159B2; US20080298081A1

Abstract

Eine Lichtquelle und ein Verfahren zum Herstellen derselben werden offenbart. Die Lichtquelle umfasst einen Leitungsrahmen, einen integrierten Schaltungschip und einen Körper. Der Leitungsrahmen hat erste und zweite Abschnitte. Der erste Abschnitt umfasst einen lateralen Teil, eine Chipmontagefläche und eine erste Erweiterung. Der integrierte Schaltungschip ist auf den ersten Abschnitt in der Chipmontagefläche gebondet und ist in thermischem Kontakt mit der Chipmontagefläche. Der Körper hat Deck-, Boden- und Seitenflächen. Die erste Erweiterung ist gebogen, um einen Wärmepfad von der Chipmontagefläche zu der Seitenfläche zu liefern, wobei eine Oberfläche der ersten Erweiterung, die nicht mit der Seitenfläche in Kontakt ist, eine erste planare Bondingfläche gebildet. Der Wärmepfad hat weniger thermischen Widerstand als ein Wärmepfad durch den lateralen Teil.

Description

Hintergrund der Erfindung
Licht emittierende Dioden (LEDs) sind attraktive Kandidaten zum Ersetzen konventioneller Lichtquellen, wie zum Beispiel Glühbirnen und Fluoreszenzröhren. LEDs haben signifikant höhere Energiekonversionseffizienzen als Glühbirnen und, in einigen Fällen, höhere Energiekonversionseffizienzen als Fluoreszenzröhren. Ferner verbessern sich die Effizienzen der LEDs mit der Zeit ständig und folglich werden LEDs signifikante Energieeinsparungen in nicht zu ferner Zukunft liefern.
Zusätzlich haben LEDs Lebensdauern, die viel größer sind als die Lebensdauer von beiden, Fluoreszenzlampen oder Glühbirnen. Dieser Vorteil ist insbesondere wichtig in Anwendungen, in welchen die Kosten des Austauschens einer Glühlampe oder Fluoreszenzröhre hoch sind. Autorücklichter und Verkehrzeichenlampen werden schon in LED-basierte Beleuchtungssysteme konvertiert, um sich diese Aspekte von LEDs zunutze zu machen.
Schließlich sind LEDs „Punktquellen" und folglich besser geeignet als Fluoreszenzröhren für Beleuchtungsanwendungen, in welchen Licht kollimiert oder fokussiert werden muss. Eine solche Klasse von Anwendungen bringt die Beleuchtung eines planaren Lichtleiters mit sich, welcher verwendet wird, um eine zweidimensionale Vorrichtung, wie beispielsweise eine Flüssigkeitskristallanzeige (LCD) oder eine Schalttafel, zu beleuchten. Der Lichtleiter ist typischerweise ein dünner Bogen aus Plastik, welcher eine oder mehrere Kanten hat, durch welche Licht aus einer Lichtquelle injiziert wird. In Handgeräten (engl. handheld devices), wie beispielsweise Mobiltelefonen oder PDAs, ist die Dicke des Lichtleiters oft geringer als einige mm. Folglich ist die geringe Größe einer LED in solchen Anwendungen besonders wichtig.
Die hohe Lichtkonversionseffizienzen, welche LEDs attraktiv als Ersatzkandidaten macht, hängen ab von der Bereitstellung einer Umgebung, in welcher die durch die LED erzeugte Wärme effizient entfernt wird, so dass die LED nicht hohen Temperaturen ausgesetzt ist. Für die Zwecke dieser Diskussion wird die Lichtkonversionseffizienz einer Lichtquelle definiert als die Menge an Licht, welche von der Lichtquelle pro Watt an verbrauchter Elektrizität erzeugt wird. Die Lichtkonversionseffizienz der LEDs, die zurzeit erhältlich sind, fällt schnell ab mit ansteigender Temperatur. Zusätzlich zur Reduzierung der Lichtkonversionseffizienz verkürzt Wärme auch die Lebensdauer der LED und kann zu einem vorzeitigen Totalausfall des Geräts führen. Während die Lichtkonversionseffizienzen von LEDs hoch sind im Vergleich zu Glühlampenquellen, wird dennoch das meiste der an die LED abgegebenen Energie in Wärme umgewandelt.
LEDs altern auch mit der Zeit. Als ein Ergebnis der Alterung verringert sich die Menge an Licht, welche bei einem gegebenen Strom durch die LED erzeugt wird. In Lichtquellen, welche LEDs benutzen, die in verschiedenen Wellenlängenbändern Licht emittieren um eine Beleuchtung zu erzeugen, die als eine bestimmte Farbe aufweisend wahrgenommen wird, führen die Alterungseffekte in der wahrgenommenen Farbe zu einer Farbverschiebung über die Zeit. In vielen Anwendungen ist die Farbverschiebung störender als der Abfall in der Intensität der Lichtquelle. Die Rate, mit welcher LEDs altern, hängt von der Betriebstemperatur der LEDs ab, wobei höhere Betriebstemperaturen zu einem schnelleren Altern führen.
Entsprechend müssen Baugruppenanordnungen für LED-Dies einen effizienten Pfad zum Entfernen von Wärme von den Dies bereitstellen. Leitungsrahmenbaugruppen sind attraktiv aus einem Kostengesichtspunkt.
Jedoch sind Leitungsrahmenbaugruppen, welche eine ausreichende Wärmedissipation liefern, nicht verfügbar für Hochleistungs-Dies. Diese Baugruppen beruhen typischerweise auf dem Bewegen von Wärme von der LED zu einer äußeren Wärme-dissipierenden Oberfläche, da die Oberfläche der LED-Baugruppe zu klein ist, um Wärme an die Luft, welche die LED umgibt, zu dissipieren. Typischerweise wird die Wärme an einen Kern einer Leiterplatte (z. B. gedruckte Leiterplatte, Platine) transferiert, auf welcher die LED montiert ist. In einer typischen LED-Leitungsrahmenbaugruppe ist die LED auf den inneren Teil von einer der Leitungen montiert und die Wärme wird über diese Leitung zu dem Kern der Leiterplatte bewegt. Unglücklicherweise neigt der Leitungs-Wärmepfad dazu, einen zu hohen thermischen Widerstand aufzuweisen, und folglich muss das Die bei einer wesentlich erhöhten Temperatur betrieben werden, um die Wärme durch die Leitung zu treiben.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung umfasst eine Lichtquelle und ein Verfahren zum Herstellen derselben. Die Lichtquelle enthält einen Leitungsrahmen, einen integrierten Schaltungschip und einen Körper. Der Leitungsrahmen hat erste und zweite Abschnitte. Der erste Abschnitt enthält einen lateralen Teil, eine Chipmontagefläche und eine erste Erweiterung. Der integrierte Schaltungschip ist an den ersten Abschnitt in der Chipmontagefläche gebondet (z. B. mit dem ersten Abschnitt in der Chipmontagefläche verbunden) und ist in thermischem Kontakt mit der Chipmontagefläche. Der Körper hat Deck-, Boden- und Seiten(ober)flächen. Die erste Erweiterung ist gebogen, um einen Wärmepfad von der Chipmontagefläche zu der Seitenfläche zu liefern und eine Oberfläche der ersten Erweiterung, die nicht in Kontakt mit der Seitenfläche ist, bildet eine erste planare Bondingfläche. Der Wärmepfad hat weniger thermischen Widerstand bzw. einen geringeren thermischen Widerstand als ein Wärmepfad durch den lateralen Teil. Der integrierte Schaltungschip enthält ein Licht emittierendes Element, welches durch die ersten und zweiten Kontakte betrieben ist. Der erste Kontakt ist auf einer Oberfläche des Chips, die nicht an die Chipmontagefläche gebondet ist und ist elektrisch mit dem zweiten Abschnitt verbunden. In einem Aspekt der Erfindung enthält der zweite Teil eine zweite Erweiterung, wobei die zweite Erweiterung gebogen ist, um eine zweite planare Bonding-Fläche zu liefern. Die ersten und zweiten planaren Bonding-Oberflächen sind im Wesentlichen koplanar. In einem anderen Aspekt der Erfindung enthält die Körperschicht eine Öffnung, durch welche auf die Chipmontagefläche und einen Teil des zweiten Abschnitts zugegriffen werden kann. Die Öffnung kann reflektierende Wände umfassen, die einen Reflektor bilden zum Umlenken von Licht, welches den Chip in einer Richtung verlässt, die es dem Licht nicht erlauben würde durch die Öffnung zu treten, so dass das Licht aus der Öffnung austritt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Lichtquelle 20 des Standes der Technik.
2 ist eine Draufsicht auf den Leitungsrahmen, welcher in der Lichtquelle 20 des Standes der Technik verwendet wird.
3 ist eine Querschnittsansicht der Lichtquelle 20 des Standes der Technik, welche montiert ist, um eine Beleuchtung eines Lichtleiters zu liefern.
4 und 5 veranschaulichen eine Ausführungsform einer Lichtquelle gemäß der vorliegenden Erfindung.
6 ist eine Querschnittsansicht der Lichtquelle 40 durch die Linie 6-6, die in 4 dargestellt ist.
7A bis 7C sind Draufsichten auf eine Lichtquelle 90 in drei Herstellungsstufen.
8A bis 8C sind Querschnittsansichten einer Lichtquelle 90 durch Linien 8A-8A, 8B-8B bzw. 8C-8C.
9A bis 9C sind Querschnittsansichten der Lichtquelle 90 durch Linien 9A-9A, 9B-9B, bzw. 9C-9C.
10 ist eine perspektivische Ansicht eines Leitungsrahmens 100, der in einer Lichtquelle gemäß einer anderen Ausführungsform verwendet werden kann.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
Die Weise, in welcher die vorliegende Erfindung ihre Vorteile liefert, kann leichter verstanden werden mit Bezug auf die 1 bis 3, welche eine seiten-emittierende, in einer Baugruppe angeordnete LED-Lichtquelle (engl. side-emitting packaged LED light source) des Standes der Technik veranschaulichen. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Lichtquelle 20 und 2 ist eine Draufsicht auf den in der Lichtquelle 20 verwendeten Leitungsrahmen. 3 ist eine Querschnittsansicht der Lichtquelle 20, die montiert ist, um eine Beleuchtung eines Lichtleiters zu liefern. Die Lichtquelle 20 enthält eine LED 24, welche auf einer Leitung 21 des in 2 dargestellten Leitungsrahmens montiert ist. Die LED 24 enthält erste und zweite Kontakte, die zum Betreiben der LED 24 verwendet werden. Der erste Kontakt ist auf der Bodenfläche der LED 24 und ist mit dem Anschluss 21 elektrisch verbunden. Der zweite Kontakt ist auf der Deckfläche der LED 24 und ist mit einer Leitung 27 durch eine Bonddrahtverbindung 29 verbunden. Die LED 24 ist auf die Leitung 21 mit einem Klebstoff gebondet, welcher sowohl thermisch als auch elektrisch leitend ist, so dass die in der LED 24 erzeugte Wärme zu der Leitung 21 transferiert wird.
Der Leitungsrahmen ist in einem Körper 26 gekapselt, von welchem sich der Teil der Leitungen wegerstreckt, die bei 22 und 23 dargestellt sind. Der obere Teil des Körpers 26 umfasst einen Reflektor 25, welcher Licht, welches die LED 24 in einer seitlichen Richtung verlässt, umlenkt in eine Richtung, die innerhalb des Kegels der Winkel ist, in welchen Licht von der oberen Oberfläche der LED 24 emittiert wird. Der Teil 28 kann als Teil desselben Formungsvorgangs, welcher verwendet wird, um den Teil des Körpers zu bilden, der bei 26 dargestellt ist, bereitgestellt werden. Alternativ kann der Teil 28 separat gebildet sein und angebracht werden, nachdem der Teil gebildet ist.
Nun erfolgt Bezugnahme auf 3. Die Lichtquelle 20 ist ausgebildet, um an einer Leiterplatte, wie beispielsweise der Leiterplatte 32, montiert zu werden, so dass Licht die Lichtquelle 20 in einer Richtung verlässt, die parallel ist zu der Oberfläche der Leiterplatte 32. Die Lichtquelle 20 ist typischerweise auf der Leiterplatte 32 montiert durch Löten der Teile der Leitungen 21 und 27, die bei 22 und 23 dargestellt sind, auf Leiterbahnen auf der Oberfläche der Leiterplatte 32. Diese Anordnung ist gut geeignet zum Injizieren von Licht von der Lichtquelle 20 in einen Lichtleiter 31, der ebenfalls auf der Leiterplatte 32 montiert ist.
Die in der LED 24 erzeugte Wärme wird durch den Anschluss 21 zu dem Gebiet 22 geleitet. Das Montagefeld auf der Leiterplatte 32, an welche das Gebiet 22 gelötet wird, ist ebenfalls in thermischem Kontakt mit dem Kern der Leiterplatte 32. Folglich wird die Wärme zu dem Kern der Leiterplatte transferiert, die entweder eine ausreichende Fläche aufweist, um die Wärme zu dissipieren, oder an einer Struktur angebracht ist, welche die Wärme dissipiert. Leider hat der Wärmepfad 33 von der LED 24 zu dem Gebiet 22 einen erheblichen thermischen Widerstand und folglich muss die Temperatur der LED 24 signifikant über der Temperatur des Gebiets 22 liegen, um in vielen Anwendungen ausreichend Wärme zu transportieren.
Nun erfolgt Bezugnahme auf die 4 und 5, welche eine Ausführungsform einer Lichtquelle gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulichen. Die Lichtquelle 40 ist ähnlich zu der Lichtquelle 20, die oben diskutiert wurde, indem die Lichtquelle 40 einen Körper 51 aufweist, welcher um einen Leitungsrahmen 60 geformt ist. Der Körper kann aus einer großen Vielzahl von isolierenden Materialien geformt sein, wie zum Beispiel Epoxid oder Silikon. Der Körper 51 umfasst eine Öffnung 53, durch welche von einer LED 47 erzeugtes Licht aus der Lichtquelle 40 austritt. Der Körper 51 umfasst auch einen Reflektor 52, welcher Licht von der LED 47, das andernfalls nicht den Körper 51 verlassen würde, in den korrekten Kegel von Winkeln umlenkt, so dass das reflektierte Licht die Öffnung 53 verlässt innerhalb eines Kegels von Winkeln, welcher das Licht umfasst, das von der Deckfläche der LED 47 emittiert wird.
Der Leitungsrahmen 60 umfasst eine erste Leitung 46, auf welcher das Die 47, welches die LED umfasst, montiert ist. Das Die 47 hat erste und zweite Kontakte, welche verwendet werden, um die LED zu betreiben. Der erste Kontakt ist auf dem Boden des Dies 47 und der zweite Kontakt ist oben auf dem Die 47. Das Die 47 ist an den Anschluss 46 durch eine Schicht von Klebstoff 48 gebondet, welcher sowohl elektrisch als auch thermisch leitend ist. Der obere Kontakt auf dem Die 47 ist mit dem Anschluss 45 durch eine Bonddrahtverbindung 49 verbunden.
Der Anschluss 46 hat erste und zweite Abschnitte 41 bzw. 42, welche sich außerhalb des Körpers 51 erstrecken und welche gebogen sind, um Bondingfelder zum Bonden der Lichtquelle 40 an eine planare Oberfläche zu liefern. Ähnlich hat der Anschluss 45 einen Abschnitt 43, welcher sich außerhalb des Körpers 51 erstreckt und gebogen ist, um ein Bondingfeld zum Bonden der Lichtquelle 40 an die planare Oberfläche zu liefern. Die Abschnitte 41 und 43 liefern Stromverbindungen zum Betreiben des Dies 47.
Der Abschnitt 42 liefert einen Wärmeleitungspfad, welcher einen wesentlich geringeren thermischen Widerstand aufweist als der Pfad von dem Die 47 durch den Abschnitt 41. Wenn der Abschnitt 42 an ein Wärme dissipierendes Feld auf einer Leiterplatte gebondet ist, ist der Wärmeleitungspfad von dem Die 47 zu dem Wärme dissipierenden Feld ungefähr gleich zu der Dicke t des Abschnitts 42. Da der Teil des Anschlusses 46, auf welchen das Die 47 montiert ist, wesentlich breiter ist als die Breite W des Abschnitts 42, ist der thermische Widerstand des Pfades durch den Abschnitt 42 primär bestimmt durch die Dicke des Leitungsrahmens. Entsprechend wird ein Wärmeleitungspfad bereitgestellt, welcher einen thermischen Widerstand aufweist, der wesentlich geringer ist als der Pfad durch den Abschnitt 41.
In der Ausführungsform, auf die oben Bezug genommen wurde, ist t zwischen 0,1 und 0,8 mm und W ist gesetzt, um zwischen ein und zwei Mal der Breite des Dies zu sein, das heißt 0,45 bis 0,9 mm. Der Leitungsrahmen kann aus einer Anzahl von Materialien gebildet sein, einschließlich Kupfer, Kupferlegierungen, Messing, Bleimessing, Zinnmessing und weichem Stahl.
Nun wird Bezug genommen auf die 6, welche eine Querschnittsansicht der Lichtquelle 40 durch die in 4 dargestellte Linie 6-6 ist. In 6 ist die Lichtquelle 40 an eine Leiterplatte 71 (z. B. gedruckte Leiterplatte, Platine) befestigt, welche einen Kern 72 aufweist, der mit einer Wärme dissipierenden Struktur verbunden ist. Der Leitungsrahmenabschnitt 42 ist an den Kern 72 gebondet durch eine Schicht von Wärme leitendem Bondingmaterial 73, wie beispielsweise Lot oder Wärme leitendem Epoxid. Um die Zeichnung zu vereinfachen, ist die Wärme dissipierende Struktur in der Zeichnung nicht dargestellt. Folglich wird die Wärme von der LED 47, welche in der Figur durch die Pfeile angezeigt wird, die bei 76 dargestellt sind, effizient zu dem Kern 72 durch den Leitungsrahmenabschnitt 42 transferiert.
Der Leitungsrahmenabschnitt 42 ist auf der äußeren Oberfläche der Lichtquelle 40 positioniert, so dass die Lichtquelle 40 auf der Leiterplatte 71 montiert werden kann, so dass Licht, welches die Lichtquelle 40 verlässt, in Richtungen austritt, die mehr oder weniger parallel zu der Oberfläche der Leiterplatte 71 sind. Folglich ist die Lichtquelle 40 insbesondere gut angepasst zum Beleuchten der Kante eines Lichtleiters, wie beispielsweise des Lichtleiters 74. Der Bereich an Winkeln hängt von der Charakteristik des Die ab, auf welchem die LED 47 errichtet ist, und von der Form des Reflektors 52. Allgemein definieren der Reflektor 52 und die LED 47 ein Bündel von Winkeln um eine Richtung 77, die im Wesentlichen parallel zu der Oberfläche der Leiterplatte 71 ist. Die Verteilung von Lichtstrahlen innerhalb des Bündels hängt von der spezifischen Form des Reflektors 52 ab und ist ausgewählt, um das von der jeweiligen Anwendung geforderte Emissionsprofil zu liefern.
Nun wird Bezug genommen auf die 7 bis 9, welche eine Ausführungsform eines Verfahrens zum Herstellen einer Lichtquelle gemäß der vorliegenden Erfindung illustrieren. Die 7A bis 7C sind Draufsichten auf eine Lichtquelle 90 in drei Stufen der Herstellung. Die 8A bis 8C sind Querschnittsansichten durch die Linien 8A-8A, 8B-8B bzw. 8C-8C. Die 9A bis 9C sind Querschnittsansichten durch die Linien 9A-9A, 9B-9B bzw. 9C-9C. Es sollte sich verstehen, dass eine Anzahl von Lichtquellen von demselben Leitungsrahmenbogen gefertigt wird. Um die Zeichnungen und die Diskussion zu vereinfachen, ist in den Zeichnungen nur der Teil des Leitungsrahmenbogens dargestellt, welcher verwendet wird, um die Lichtquelle 90 herzustellen.
Bezug nehmend auf die 7A bis 9A, beginnt der Prozess mit einem Leitungsrahmen, welcher Leitungsabschnitte 81 und 82 aufweist. Der Leitungsrahmenabschnitt 81 weist eine Die-Montagefläche 83 und zwei Erweiterungen auf, die bei 84 und 85 dargestellt sind. Der Leitungsrahmenabschnitt 82 hat eine Erweiterung 86 und eine Drahtbondfläche 89. Nun wird Bezug genommen auf die 7B bis 9B, welche die Lichtquelle 90 veranschaulichen, nachdem der Körper 87 um Teile des Leitungsrahmens geformt wurde. Der Körper 87 umfasst eine Kavität mit Seiten 88, welche den oben diskutierten Reflektor bilden. Nachdem der Körper 87 geformt wurde, wird ein Die 91, welches die LED aufweist, auf die Die-Bondingfläche 83 gebondet und mit der Drahtbondfläche 89 durch eine Bonddrahtverbindung 92 verbunden. Die Erweiterungen 84–86 verbleiben außerhalb des Körpers 87. Schließlich, mit Bezug auf die 7C bis 9C, werden die Erweiterungen abwärts gebogen, so dass die Erweiterungen 84–86 nun benachbart zu der Seitenfläche bzw. seitlichen Oberfläche des Körpers 85 sind und die Oberflächen der Erweiterungen 84 bis 86, die nicht benachbart zu der Seitenwand des Körpers 87 sind, im Wesentlichen in derselben Ebene liegen, so dass alle drei Erweiterungen eine planare Oberfläche kontaktieren werden, so dass die Oberflächen an die planare Oberfläche gebondet werden können, wenn sie benachbart zu der planaren Oberfläche platziert werden. In einer Ausführungsform wird der Reflektor mit einem Material 94 gefüllt, welches transparent ist für das von dem Die 91 erzeugten Licht. Das transparente Material kann ein Epoxid oder ein Silikon sein.
Wieder wird auf 5 Bezug genommen. Im Prinzip könnten die Erweiterungen 41 und 42 kombiniert werden, um eine breite Leitung zu bilden. Jedoch gibt es ein Limit für die Verbesserung in dem Wärmetransfer, die geliefert werden kann durch Erhöhen der Breite W der Erweiterung 42. Wenn der thermische Widerstand durch die Erweiterung 42 klein wird verglichen mit dem thermischen Widerstand zwischen dem Die 47 und dem Leitungsrahmenabschnitt 46, wird eine weitere Vergrößerung in W keine signifikante Verbesserung liefern. Jedoch würde die vergrößerte Breite Probleme im Hinblick auf das Biegen der Leitung während der Herstellung darstellen.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen verwenden eine LED, welche einen Stromkontakt auf der Bodenoberfläche des Dies und den anderen Stromkontakt auf der Deckoberfläche des Dies hat. Jedoch können auch Ausführungsformen, in welchen beide Stromkontakte auf der Deckfläche des Dies sind, konstruiert werden. Nun wird Bezug genommen auf die 10, welche eine perspektivische Ansicht eines Leitungsrahmens 100 ist, der verwendet werden kann in einer Lichtquelle gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Leitungsrahmen 100 hat drei Leitungsrahmenabschnitte, welche bei 101–103 dargestellt sind. Der Abschnitt 102 umfasst die Die-Montagefläche, in welcher ein Die 110 an die Oberfläche des Leitungsrahmenabschnitts 102 durch eine Schicht von Bonding-Mitteln 113 gebondet ist. Der Abschnitt 102 umfasst einen Teil 105, welcher den Wärmetransferpfad zum Entfernen von Wärme von dem Die 110 bereitstellt. Die Stromanschlüsse auf dem Die 110 sind auf der Deckfläche des Dies und sind verbunden mit Leitungsrahmenabschnitten 101 bzw. 103 durch Bonddrahtverbindungen 111 und 112.
Da die Erweiterungen 104 und 105 die elektrischen Verbindungen zu dem Die 110 liefern, muss die Erweiterung 105 keine elektrischen Verbindungen herstellen. Entsprechend kann die Verbindung zwischen dem Die 110 und dem LED-Rahmenabschnitt 102 elektrisch isolierend sein, so lange der thermische Widerstand der Verbindung klein ist. Diese Realisierung ist nützlich, wenn die Lichtquelle Teil einer Anordnung ist, in welcher die Wärme dissipierende Oberfläche nicht als ein gemeinsamer elektrischer Kontakt wirken kann für die verschiedenen Vorrichtungen, die Wärme an den Leiterplattenkern dissipieren.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung haben LEDs als das Licht erzeugende Element in der Lichtquelle verwendet. Jedoch können andere Ausführungsformen, basierend auf anderen Licht erzeugenden Elementen gebaut werden. In dieser Hinsicht könnte eine Lichtquelle, welche aus einem VCSEL besteht, vorteilhaft verwendet werden.
Verschiedene Modifikationen der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann offensichtlich aus der vorangegangenen Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen. Entsprechend soll die vorliegende Erfindung nur durch den Umfang der folgenden Patentansprüche limitiert sein.

Claims

Lichtquelle enthaltend: einen Leitungsrahmen mit ersten und zweiten Abschnitten, wobei der erste Abschnitt einen lateralen Teil, eine Chipmontagefläche und eine erste Erweiterung aufweist; einen integrierten Schaltungschip, welcher an den ersten Abschnitt in der Chipmontagefläche gebondet ist und in thermischem Kontakt mit der Chipmontagefläche ist; und einen Körper mit Deck-, Boden- und Seitenflächen, wobei, die erste Erweiterung gebogen ist, um einen Wärmepfad von der Chipmontagefläche zu der Seitenfläche zu liefern, eine Oberfläche der ersten Erweiterung, die nicht in Kontakt mit der Seitenfläche ist, eine erste planare Bondingfläche bildet, wobei der Wärmepfad weniger thermischen Widerstand als ein Wärmepfad durch den lateralen Teil aufweist.
Die Lichtquelle nach Anspruch 1, wobei der Körper ein Epoxid oder ein Silikon umfasst.
Lichtquelle nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Leitungsrahmen Kupfer, eine Kupferlegierung, Messing, Bleimessing, Zinnmessing oder weichen Stahl aufweist.
Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der integrierte Schaltungschip gekennzeichnet ist durch eine Breite und eine Länge und wobei die erste Erweiterung eine Länge entlang der Biegung aufweist, die größer ist als das Maximum der Breite und der Länge.
Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der integrierte Schaltungschip ein Licht emittierendes Element aufweist, welches betrieben wird durch erste und zweite Kontakte, wobei der erste Kontakt auf einer Oberfläche des Chips ist, die nicht auf die Chipmontagefläche gebondet ist, und wobei der erste Kontakt mit dem zweiten Abschnitt elektrisch verbunden ist.
Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der zweite Abschnitt eine zweite Erweiterung aufweist, wobei die zweite Erweiterung gebogen ist, um eine zweite planare Bondingfläche zu liefern, wobei die erste und zweite Bondingfläche im Wesentlichen koplanar sind.
Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Körper eine Öffnung aufweist, durch welche die Chipmontagefläche und ein Teil des zweiten Abschnitts zugänglich ist.
Lichtquelle nach Anspruch 7, wobei die Öffnung reflektierende Wände aufweist, welche einen Reflektor bilden zum Umlenken von Licht, welches den Chip in einer Richtung verlässt, die es dem Licht nicht erlauben würde, durch die Öffnung hindurchzutreten, so dass das Licht die Öffnung verlässt.
Lichtquelle nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Öffnung mit einem Medium gefüllt ist, welches transparent ist für von dem Chip erzeugtes Licht.
Lichtquelle nach Anspruch 6, ferner enthaltend einen Teil mit ersten und zweiten Bondingfeldern auf einer planaren Oberfläche davon, wobei die ersten und zweiten Bondingflächen an die ersten und zweiten Bondingfelder gebondet sind, und wobei Licht den Chip in einer Richtung verlässt, die parallel zu der planaren Oberfläche ist.
Lichtquelle nach Anspruch 10, ferner enthaltend einen Lichtleiter mit einer Öffnung, welche eine Oberfläche aufweist, die senkrecht zu der planaren Oberfläche ist, wobei der Chip positioniert ist, so dass das Licht, welches den Chip verlässt, in die Öffnung eintritt.
Lichtquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Chip eine LED umfasst.
Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei der Chip einen VCSEL umfasst.
Verfahren zum Herstellen einer Lichtquelle mit einem Licht emittierenden Element auf einem Die, das Verfahren enthaltend: Bereitstellen eines Leitungsrahmens mit ersten und zweiten Abschnitten, der erste Abschnitt aufweisend einen lateralen Teil, eine Die-Montagefläche und eine erste Erweiterung; Bonden des Dies an den ersten Abschnitt in der Chipmontagefläche, so dass das Die in thermischem Kontakt ist mit der Die-Montagefläche; und Formen eines Körpers mit Deck-, Boden- und Seitenflächen um den Leitungsrahmen herum; Biegen der ersten Erweiterung, um einen Wärmepfad von der Die-Montagefläche zu der Seitenfläche zu liefern, wobei eine Oberfläche der ersten Erweiterung, die nicht in Kontakt ist mit der Seitenfläche, eine erste planare Bondingfläche bildet, und wobei der Wärmepfad weniger thermischen Widerstand aufweist als ein Wärmepfad durch den lateralen Teil.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Die ein Licht emittierendes Element aufweist, das angetrieben wird durch erste und zweite Kontakte, wobei der erste Kontakt auf einer Oberfläche des Dies ist, die nicht an die Die-Montagefläche gebondet ist, und wobei das Verfahren ferner aufweist das Verbinden des ersten Kontaktes mit dem zweiten Abschnitt durch eine Bonddrahtverbindung.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, wobei der Körper eine Öffnung aufweist, durch welche die Die-Montagefläche und ein Teil des zweiten Abschnitts zugänglich ist, wobei das Die an die Die-Montagefläche gebondet wird, nachdem der Körper geformt ist.
Verfahren nach Anspruch 16, ferner enthaltend das Abgeben eines Mediums, das transparent ist für von dem Die erzeugtes Licht, in die Öffnung.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Medium ein Epoxid oder ein Silikon umfasst.
Verfahren nach Anspruch 15, ferner enthaltend das Bereitstellen eines Teils mit ersten und zweiten Bondingfeldern auf einer planaren Oberfläche davon, und Bonden der ersten und zweiten Bondingfelder an die ersten und zweiten Bondingflächen, so dass Licht das Die in einer Richtung verlässt, die parallel ist zu der planaren Oberfläche.
Verfahren nach Anspruch 19, ferner enthaltend das Bereitstellen eines Lichtleiters mit einer Öffnung, welche eine Oberfläche aufweist, die senkrecht zu der planaren Oberfläche ist, und Positionieren des Dies so, dass Licht, welches das Die verlässt, in die Öffnung eintritt.