DE102011076425A1 - Semiconductor lighting device and method for producing a semiconductor lighting device - Google Patents

Semiconductor lighting device and method for producing a semiconductor lighting device Download PDF

Info

Publication number
DE102011076425A1
DE102011076425A1 DE102011076425A DE102011076425A DE102011076425A1 DE 102011076425 A1 DE102011076425 A1 DE 102011076425A1 DE 102011076425 A DE102011076425 A DE 102011076425A DE 102011076425 A DE102011076425 A DE 102011076425A DE 102011076425 A1 DE102011076425 A1 DE 102011076425A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
heat sink
semiconductor light
lighting device
light source
sink element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102011076425A
Other languages
German (de)
Inventor
Ralph Wirth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osram GmbH
Original Assignee
Osram GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram GmbH filed Critical Osram GmbH
Priority to DE102011076425A priority Critical patent/DE102011076425A1/en
Priority to PCT/EP2012/058793 priority patent/WO2012159905A1/en
Publication of DE102011076425A1 publication Critical patent/DE102011076425A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50Cooling arrangements
    • F21V29/70Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21KNON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21KNON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/20Light sources comprising attachment means
    • F21K9/27Retrofit light sources for lighting devices with two fittings for each light source, e.g. for substitution of fluorescent tubes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2105/00Planar light sources
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10Light-emitting diodes [LED]

Abstract

Die Halbleiter-Leuchtvorrichtung (F) weist mindestens eine Halbleiterlichtquelle (9) auf, die auf mindestens einer Stirnseite (2, 3) eines thermisch gut leitfähigen, plattenförmigen Kühlkörperelements (1) angebracht ist, wobei die mindestens eine Halbleiterlichtquelle (9) von genau einem Kühlkörperelement (1) getragen wird. Das Verfahren dient zum Herstellen einer Halbleiter-Leuchtvorrichtung (F), wobei mehrere elektrisch leitfähige, plattenförmige Kühlkörperelemente (1) zu einem Stapel (6) zusammengesetzt werden; auf mindestens einer Bestückoberfläche (7) des Stapels (6), welche sich aus nebeneinander liegenden Stirnseiten (2, 3) der Kühlkörperelemente (1) ergibt, eine elektrische Isolierschicht (8) aufgebracht wird; auf die elektrische Isolierschicht (8) mindestens eine Leiterbahn (10) aufgebracht wird; die mindestens einer Bestückoberfläche (7) mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle (9) bestückt wird; und die mindestens eine Halbleiterlichtquelle (9) mit der mindestens einen Leiterbahn (10) elektrisch kontaktiert wird. The semiconductor lighting device (F) has at least one semiconductor light source (9) which is mounted on at least one end face (2, 3) of a thermally highly conductive, plate-shaped heat sink element (1), wherein the at least one semiconductor light source (9) of exactly one Heat sink element (1) is worn. The method is used to produce a semiconductor lighting device (F), wherein a plurality of electrically conductive, plate-shaped heat sink elements (1) are assembled to form a stack (6); on at least one Bestückoberfläche (7) of the stack (6), which results from adjacent end faces (2, 3) of the heat sink elements (1), an electrical insulating layer (8) is applied; on the electrical insulating layer (8) at least one conductor track (10) is applied; the at least one Bestückoberfläche (7) is equipped with at least one semiconductor light source (9); and the at least one semiconductor light source (9) is electrically contacted with the at least one conductor track (10).

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft eine Halbleiter-Leuchtvorrichtung, aufweisend mindestens eine Halbleiterlichtquelle, die auf mindestens einer Stirnseite eines plattenförmigen Kühlkörperelements angebracht ist. Eine solche Halbleiter-Leuchtvorrichtung kann insbesondere als eine Retrofitlampe eingesetzt werden, z.B. als Ersatz einer Fluoreszenzröhre. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Halbleiter-Leuchtvorrichtung. The invention relates to a semiconductor light-emitting device, comprising at least one semiconductor light source, which is mounted on at least one end face of a plate-shaped heat sink element. Such a semiconductor light-emitting device can be used in particular as a retrofit lamp, e.g. as a substitute for a fluorescent tube. The invention further relates to a method for producing such a semiconductor light-emitting device.

US 7,878,686 B2 offenbart eine Leuchtvorrichtung mit einer Lichtquelle in Form einer gehäusten Leuchtdiode sowie mit einem Kühlkörper, welcher mehrere plattenförmige Elemente aufweist, die aus einem thermisch leitfähigen Material bestehen. Die mehreren plattenförmige Elemente sind aufeinander gestapelt und erlauben an einem Endbereich eine Bildung eines Zwischenraums zwischen ihnen. Die Lichtquelle ist an einer seitlichen Oberfläche auf den mehreren gestapelten plattenförmigen Elementen befestigt. US 7,878,686 B2 discloses a lighting device with a light source in the form of a packaged light emitting diode and with a heat sink, which has a plurality of plate-shaped elements, which consist of a thermally conductive material. The plural plate-shaped members are stacked on each other and allow formation of a gap between them at one end portion. The light source is attached to a side surface on the plurality of stacked plate-shaped members.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Leuchtvorrichtung unter Verwendung mindestens eines plattenförmigen Kühlkörperelements bereitzustellen. It is the object of the present invention to provide an improved lighting device using at least one plate-shaped heat sink element.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar. This object is achieved according to the features of the independent claims. Preferred embodiments are in particular the dependent claims.

Die Halbleiter-Leuchtvorrichtung weist mindestens eine Halbleiterlichtquelle, die auf mindestens einer Stirnseite eines thermisch gut leitfähigen, plattenförmigen Kühlkörperelements angebracht ist, auf, wobei die mindestens eine Halbleiterlichtquelle von genau einem Kühlkörperelement getragen wird. The semiconductor lighting device has at least one semiconductor light source which is mounted on at least one end face of a thermally highly conductive, plate-shaped heat sink element, wherein the at least one semiconductor light source is supported by exactly one heat sink element.

Diese Halbleiter-Leuchtvorrichtung weist die Vorteile auf, dass sie durch Variation der Zahl der verwendeten plattenförmigen Kühlkörperelemente einfach und grundsätzlich unbegrenzt in ihrer Lichtstärke skalierbar ist. Dabei treten im Gegensatz zu einer Auflage der Halbleiterlichtquelle auf mehreren Kühlkörperelementen keine mechanischen Beanspruchungen an der Halbleiterlichtquelle aufgrund des Kühlkörperelements auf. Zudem lässt sich ein einziges plattenförmiges Kühlkörperelement einfacher herstellen und handhaben als mehrere, entsprechend schmalere plattenförmige Kühlkörperelemente, insbesondere bei Halbleiterlichtquellen mit einer kleinen Auflagefläche, insbesondere LED-Chips. This semiconductor light-emitting device has the advantages that it is scalable by varying the number of plate-shaped heat sink elements used simple and basically unlimited in their light intensity. In contrast to a support of the semiconductor light source on a plurality of heat sink elements, no mechanical stresses occur on the semiconductor light source due to the heat sink element. In addition, a single plate-shaped heat sink element can be produced and handled more easily than a plurality of correspondingly narrower plate-shaped heat sink elements, in particular in the case of semiconductor light sources with a small contact surface, in particular LED chips.

Unter einem plattenförmigen Kühlkörperelement kann insbesondere ein Kühlkörperelement verstanden werden, welches in Bezug auf seine Länge und seine Höhe eine erheblich größere Ausdehnung aufweist als bezüglich seiner Breite. Unter einer Stirnseite kann dann insbesondere eine Seite verstanden werden, welche in der Breite ausgedehnt ist, also sehr schmal ist.A plate-shaped heat sink element can be understood in particular to be a heat sink element which has a considerably greater extent with respect to its length and its height than with respect to its width. Under a front page can then be understood in particular a page which is extended in width, so it is very narrow.

Die mindestens eine Halbleiterlichtquelle kann an einer oder an mehreren Stirnseiten angeordnet sein. Die mindestens eine Stirnseite stellt somit eine Trägerfläche für die mindestens eine Halbleiterlichtquelle bereit. The at least one semiconductor light source may be arranged on one or more end faces. The at least one end face thus provides a support surface for the at least one semiconductor light source.

Unter einem thermisch gut leitfähigen Kühlkörperelement kann insbesondere ein Kühlkörperelement verstanden werden, das bzw. dessen Material eine Wärmeleitfähigkeit von mehr als 2 W/(m·K), insbesondere von mehr als 10 W/(m·K), aufweist. A thermally highly conductive heat sink element can be understood in particular to be a heat sink element which or its material has a thermal conductivity of more than 2 W / (m · K), in particular more than 10 W / (m · K).

Das plattenförmige Kühlkörperelement kann insbesondere ein elektrisch leitfähiges Material, insbesondere Metall, sein, da elektrisch leitfähige, insbesondere metallische, Körper in der Regel thermisch gut leitfähig sind. Insbesondere metallische Körper lassen sich preiswert herstellen sowie einfach formen und nachbearbeiten. Zudem können sie eine elektrisch Funktion übernehmen, z.B. als Masse. The plate-shaped heat sink element may in particular be an electrically conductive material, in particular metal, since electrically conductive, in particular metallic, bodies are generally thermally highly conductive. In particular, metallic bodies can be produced inexpensively and simply shaped and reworked. In addition, they can perform an electrical function, e.g. as a mass.

Jedoch ist das Material des Kühlkörperelements nicht darauf beschränkt und mag thermisch leitfähigen Kunststoff und thermisch leitfähige Keramik umfassen. Insbesondere mag das Material des Kühlkörperelements aus einem thermisch gut, aber nicht elektrisch leitfähigen Material bestehen, insbesondere Keramik, beispielsweise AlN. However, the material of the heat sink element is not limited to this and may include thermally conductive plastic and thermally conductive ceramics. In particular, the material of the heat sink element may consist of a thermally good, but not electrically conductive material, in particular ceramic, for example AlN.

Es ist eine Ausgestaltung, dass die mindestens eine Halbleiterlichtquelle direkt auf dem Kühlkörperelement aufliegt. Dies ermöglicht vorteilhafterweise eine besonders effektive Wärmeübertragung von der Halbleiterlichtquelle auf das Kühlkörperelement. Es ist eine Weiterbildung, dass dieses Kühlkörperelement thermisch gut leitfähig ist, aber elektrisch nicht leitfähig ist, z.B. eine Keramikplatte aus AlN. It is an embodiment that the at least one semiconductor light source rests directly on the heat sink element. This advantageously enables a particularly effective heat transfer from the semiconductor light source to the heat sink element. It is a development that this heat sink element is thermally highly conductive, but is electrically non-conductive, e.g. a ceramic plate made of AlN.

Es ist eine andere Weiterbildung, dass das Kühlkörperelement elektrisch leitfähig ist und die mindestens eine Halbleiterlichtquelle gegenüber dem Kühlkörperelement elektrisch isoliert ausgestaltet ist. So kann eine große Vielzahl, auch elektrisch leitfähiger, Materialien für das Kühlkörperelement verwendet werden, z.B. ein Metall, und dennoch kann auch hierbei eine Verringerung eines thermischen Flusses von der Halbleiterlichtquelle auf den Kühlkörperelement aufgrund einer dazwischenliegenden elektrischen Isolierungsschicht, welche typischerweise eine geringe thermische Leitfähigkeit von weniger als 1 W/(m·K) aufweist, vermieden werden. It is another development that the heat sink element is electrically conductive and the at least one semiconductor light source is designed to be electrically insulated from the heat sink element. Thus, a wide variety, including electrically conductive, materials may be used for the heat sink element, e.g. a metal, and yet in this case too, a reduction in thermal flux from the semiconductor light source to the heat sink element due to an intervening electrical insulation layer, which typically has a low thermal conductivity of less than 1 W / (m · K), can be avoided.

Es ist noch eine Weiterbildung, dass Kontaktflächen der Halbleiterlichtquelle obenliegend (von dem Kühlkörperelement abgewandt) angeordnet sind, was eine Kontaktierung erleichtert, insbesondere mittels eines Drahtbondens. Dies gilt insbesondere für eine Halbleiterlichtquelle, die gegenüber dem Kühlkörperelement elektrisch isoliert ist. It is still a further development that contact surfaces of the semiconductor light source are arranged overhead (facing away from the heat sink element) are what facilitates contact, in particular by means of wire bonding. This applies in particular to a semiconductor light source which is electrically insulated from the heat sink element.

Es ist noch eine Ausgestaltung, dass das Kühlkörperelement elektrisch leitfähig ist und zwischen der mindestens einen Halbleiterlichtquelle und dem Kühlkörperelement eine elektrisch isolierende Isolierschicht vorhanden ist. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass eine große Vielfalt an Halbleiterlichtquellen verwendbar ist, insbesondere in Bezug auf deren elektrische Anschlussart. It is yet an embodiment that the heat sink element is electrically conductive and between the at least one semiconductor light source and the heat sink element, an electrically insulating insulating layer is present. This results in the advantage that a wide variety of semiconductor light sources can be used, in particular with regard to their electrical connection type.

Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass das mindestens eine plattenförmige Kühlkörperelement aus Aluminium (einschließlich einer Legierung davon) besteht, da Aluminium preiswert, korrosionsbeständig, hochgradig wärmeleitfähig und leicht ist. Es sind jedoch insbesondere auch andere Metalle und deren Legierungen denkbar, beispielsweise aufweisend Eisen und/oder Kupfer. It is a further embodiment that the at least one plate-shaped heat sink element is made of aluminum (including an alloy thereof), since aluminum is inexpensive, corrosion resistant, highly thermally conductive, and lightweight. However, other metals and their alloys are conceivable in particular, for example comprising iron and / or copper.

Bevorzugterweise umfasst die mindestens eine Halbleiterlichtquelle mindestens eine Leuchtdiode. Bei Vorliegen mehrerer Leuchtdioden können diese in der gleichen Farbe oder in verschiedenen Farben leuchten. Eine Farbe kann monochrom (z.B. rot, grün, blau usw.) oder multichrom (z.B. weiß) sein. Auch kann das von der mindestens einen Leuchtdiode abgestrahlte Licht ein infrarotes Licht (IR-LED) oder ein ultraviolettes Licht (UV-LED) sein. Mehrere Leuchtdioden können ein Mischlicht erzeugen; z.B. ein weißes Mischlicht. Die mindestens eine Leuchtdiode kann mindestens einen wellenlängenumwandelnden Leuchtstoff enthalten (Konversions-LED). Der Leuchtstoff kann alternativ oder zusätzlich entfernt von der Leuchtdiode angeordnet sein ("remote phosphor"). Die mindestens eine Leuchtdiode kann in Form mindestens einer einzeln gehäusten Leuchtdiode oder in Form mindestens eines LED-Chips vorliegen. Mehrere LED-Chips können auf einem gemeinsamen Substrat ("Submount") montiert sein. Die mindestens eine Leuchtdiode kann mit mindestens einer eigenen und/oder gemeinsamen Optik zur Strahlführung ausgerüstet sein, z.B. mindestens einer Fresnel-Linse, Kollimator, und so weiter. Anstelle oder zusätzlich zu anorganischen Leuchtdioden, z.B. auf Basis von InGaN oder AlInGaP, sind allgemein auch organische LEDs (OLEDs, z.B. Polymer-OLEDs) einsetzbar. Alternativ kann die mindestens eine Halbleiterlichtquelle z.B. mindestens einen Diodenlaser aufweisen.Preferably, the at least one semiconductor light source comprises at least one light-emitting diode. If several LEDs are present, they can be lit in the same color or in different colors. A color may be monochrome (e.g., red, green, blue, etc.) or multichrome (e.g., white). The light emitted by the at least one light-emitting diode can also be an infrared light (IR LED) or an ultraviolet light (UV LED). Several light emitting diodes can produce a mixed light; e.g. a white mixed light. The at least one light-emitting diode may contain at least one wavelength-converting phosphor (conversion LED). The phosphor can alternatively or additionally be arranged remotely from the light-emitting diode ("remote phosphor"). The at least one light-emitting diode can be in the form of at least one individually housed light-emitting diode or in the form of at least one LED chip. Several LED chips can be mounted on a common substrate ("submount"). The at least one light emitting diode may be equipped with at least one own and / or common optics for beam guidance, e.g. at least one Fresnel lens, collimator, and so on. Instead of or in addition to inorganic light emitting diodes, e.g. based on InGaN or AlInGaP, organic LEDs (OLEDs, for example polymer OLEDs) can generally also be used. Alternatively, the at least one semiconductor light source may be e.g. have at least one diode laser.

Es ist davon eine besonders bevorzugte Ausgestaltung, dass die mindestens eine Halbleiterlichtquelle in Form mindestens eines LED-Chips vorliegt. Ein LED-Chip ist besonders klein (mit einer typischen Breite von ca. 0,25 mm), so dass sich eine hohe Packungsdichte der LED-Chips ergibt. Dies wiederum ermöglicht eine Verwendung besonders schmaler Kühlkörperelemente und folglich eine hohe Leuchtdichte der Halbleiter-Leuchtvorrichtung. Zudem ist durch das fehlende Gehäuse eine Wärmeableitung von dem LED-Chip besonders hoch, insbesondere durch eine Auflagefläche des LED-Chips hindurch. It is a particularly preferred embodiment that the at least one semiconductor light source is present in the form of at least one LED chip. An LED chip is particularly small (with a typical width of about 0.25 mm), so that results in a high packing density of the LED chips. This in turn allows a use of particularly narrow heat sink elements and consequently a high luminance of the semiconductor light-emitting device. In addition, due to the missing housing, a heat dissipation from the LED chip is particularly high, in particular through a bearing surface of the LED chip.

Der mindestens eine LED-Chip kann insbesondere aufgeklebt oder aufgelötet sein. Das Aufkleben erfolgt vorzugsweise mittels eines gut wärmeleitfähigen Haftmittels, z.B. einer Wärmeleitpaste, einer Wärmeleit-Klebefolie usw. The at least one LED chip may in particular be glued or soldered. The gluing is preferably carried out by means of a good thermal conductivity adhesive, e.g. a thermal grease, a heat-conductive adhesive film, etc.

Es ist eine Weiterbildung, dass der mindestens eine LED-Chip nachträglich verkapselt, insbesondere nachträglich vergossen, ist. Dies verbessert einen Schutz des LED-Chips. Unter einer nachträglichen Verkapselung kann insbesondere eine Verkapselung verstanden werden, welche nach einem Bestücken des LED-Chips vorgenommen worden ist. It is a further development that the at least one LED chip subsequently encapsulated, in particular subsequently potted, is. This improves protection of the LED chip. Subsequent encapsulation can be understood in particular to be an encapsulation which has been carried out after the LED chip has been fitted.

Für eine Einstellung einer Farbe des von dem verkapselten LED-Chip abgestrahlten Lichts kann es vorteilhaft sein, dass die Verkapselung, insbesondere die Vergussmasse, mindestens einen wellenlängenumwandelnden Leuchtstoff aufweist. For setting a color of the light emitted by the encapsulated LED chip, it may be advantageous for the encapsulation, in particular the potting compound, to have at least one wavelength-converting phosphor.

Es ist eine spezielle Weiterbildung, insbesondere im Zusammenhang mit einem direkten Aufliegen auf dem Kühlkörperelement, dass der LED-Chip ein elektrisch isolierendes Substrat aufweist. Auf diesem Substrat können geeignete Halbleiterschichten aufgebracht sein, z.B. mittels eines Epitaxieverfahrens, welche eine Emitterfläche erzeugen, z.B. an einem pn-Übergang. Das Substrat kann insbesondere ein Saphir-Substrat sein, welches elektrisch isolierend ist und eine im Vergleich zu anderen isolierenden Materialien hohe Wärmeleitfähigkeit von 40 W/(m·K) bei Raumtemperatur aufweist.It is a special development, in particular in connection with a direct contact with the heat sink element, that the LED chip has an electrically insulating substrate. Suitable semiconductor layers may be applied to this substrate, e.g. by means of an epitaxy process, which produce an emitter surface, e.g. at a pn junction. In particular, the substrate may be a sapphire substrate which is electrically insulating and has a high thermal conductivity of 40 W / (m · K) at room temperature compared with other insulating materials.

Es ist eine besonders bevorzugte Kombination, dass auf einem Kühlkörperelement aus Aluminium mindestens ein LED-Chip mit einem Saphir-Substrat direkt aufliegt, da sich so eine besonders gute Wärmeableitung bei einer gleichzeitig hohen Leuchtdichte und einer preiswerten Herstellung ergibt. It is a particularly preferred combination that at least one LED chip with a sapphire substrate rests directly on a heat sink element made of aluminum, since this results in a particularly good heat dissipation with a simultaneously high luminance and an inexpensive production.

Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass das Kühlkörperelement mindestens eine Leiterbahn zur elektrischen Kontaktierung der mindestens einen Halbleiterlichtquelle aufweist und wobei zwischen der mindestens einen Leiterbahn und dem Kühlkörperelement eine elektrisch isolierende Isolierschicht vorhanden ist. Dies ermöglicht eine sichere Verdrahtung auf elektrisch leitfähigen Kühlkörperelementen. Bei einem elektrisch nichtleitenden Kühlkörperelement kann auf eine solche Isolierschicht verzichtet werden. It is further an embodiment that the heat sink element has at least one conductor for electrically contacting the at least one semiconductor light source and wherein between the at least one conductor track and the heat sink element, an electrically insulating insulating layer is present. This allows a secure wiring on electrically conductive heat sink elements. In an electrically non-conductive heat sink element can be dispensed with such an insulating layer.

Die Isolierschicht wird bevorzugt mittels eines Druckverfahrens, insbesondere mittels eines Siebdrucks oder eines Schablonendrucks, aufgebracht. Alternativ kann die Isolierschicht über selektive Abscheidungsmethoden oder aktive Strukurierungsmethoden aufgebracht werden, wie durch Beschichten, Photostrukturieren und/oder Ätzen usw. The insulating layer is preferably applied by means of a printing method, in particular by means of a screen printing or stencil printing. Alternatively, the insulating layer may be applied via selective deposition methods or active patterning techniques, such as by coating, photopatterning and / or etching, etc.

Falls die mindestens eine Halbleiterlichtquelle ebenfalls auf einer Isolierschicht aufliegt, kann die Isolierschicht eine einzige, durchgängige Isolierschicht sein. If the at least one semiconductor light source also rests on an insulating layer, the insulating layer may be a single, continuous insulating layer.

Falls die mindestens eine Halbleiterlichtquelle direkt auf dem Kühlkörperelement aufliegt, weist die Isolierschicht vorzugsweise eine jeweilige Aussparung an einem Bestückplatz der Halbleiterlichtquelle auf. If the at least one semiconductor light source rests directly on the heat sink element, the insulating layer preferably has a respective cutout at a placement location of the semiconductor light source.

Es ist auch eine Ausgestaltung, dass auf mindestens einer Stirnseite zumindest eines plattenförmigen Kühlkörperelements mehrere Halbleiterlichtquellen in Reihe angeordnet sind, insbesondere äquidistant zueinander, wobei zwischen zwei benachbarten Halbleiterlichtquellen eine Leiterbahn angeordnet ist. Die Reihenanordnung ermöglicht eine hohe Leuchtdichte sowie eine einfache Verdrahtung und Bestückung der Halbleiterlichtquellen. Der äquidistante Abstand ermöglicht eine gleichmäßige Verteilung der Lichtstärke und eine gleichmäßige Wärmeabfuhr über die Länge des Kühlkörperelements.It is also an embodiment that a plurality of semiconductor light sources are arranged in series on at least one end face of at least one plate-shaped heat sink element, in particular equidistantly from one another, wherein a conductor track is arranged between two adjacent semiconductor light sources. The series arrangement enables a high luminance as well as a simple wiring and assembly of the semiconductor light sources. The equidistant spacing allows a uniform distribution of the light intensity and a uniform heat dissipation over the length of the heat sink element.

Eine Leiterbahn kann mit einer benachbarten Halbleiterlichtquelle auf verschiedene Arten elektrisch kontaktiert werden, z.B. durch eine Druckkontaktierung, eine Verlötung, ein Drahtbonden usw. A trace may be electrically contacted with an adjacent semiconductor light source in various ways, e.g. by a pressure contact, a soldering, wire bonding, etc.

Die Leiterbahn kann insbesondere Silber aufweisen, z.B. aus einer Silberpaste hergestellt sein. Die Leiterbahn kann insbesondere aus einem sinterfähigen Silber hergestellt worden sein. The conductor may in particular comprise silver, e.g. be made of a silver paste. The conductor track may in particular have been produced from a sinterable silver.

Die Leiterbahn kann insbesondere aufgedruckt sein. The conductor can be printed in particular.

Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass die Halbleiter-Leuchtvorrichtung mehrere Halbleiterlichtquellen aufweist, welche zumindest bezüglich eines Kühlkörperelements elektrisch in Reihe geschaltet sind. Eine solche elektrische Verschaltung ist besonders einfach umsetzbar. It is also an embodiment that the semiconductor lighting device comprises a plurality of semiconductor light sources, which are electrically connected in series at least with respect to a heat sink element. Such an electrical connection is particularly easy to implement.

Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass die Stirnseite des mindestens einen plattenförmigen Kühlkörperelements eine Breite von nicht mehr als 5 mm, insbesondere von nicht mehr als 2 mm, insbesondere von ca. 1 mm, aufweist. Dadurch wird eine besonders hohe Leuchtdichte ermöglicht, insbesondere bei einer Verwendung von LED-Chips als den Halbleiterlichtquellen.It is yet another embodiment that the end face of the at least one plate-shaped heat sink element has a width of not more than 5 mm, in particular of not more than 2 mm, in particular of about 1 mm. As a result, a particularly high luminance is made possible, in particular when using LED chips as the semiconductor light sources.

Insbesondere eine Breite von 1 mm hat sich für LED-Chips als vorteilhaft erwiesen, da diese Breite immer noch eine sichere Bestückung und effektive Wärmeableitung von den LED-Chips ermöglicht, und zwar auch durch eine konvektive Kühlung des mindestens einen plattenförmigen Kühlkörperelements. Eine Verwendung mehrerer, entsprechend dünnerer plattenförmiger Kühlkörperelemente als Träger insbesondere für einen nur 0,25 mm breiten LED-Chip wäre schon alleine aufgrund der schwierigen Herstellung und Handhabung der dünneren Kühlkörperelemente nachteilig. In particular, a width of 1 mm has proved to be advantageous for LED chips, since this width still allows safe placement and effective heat dissipation from the LED chips, and indeed by a convective cooling of the at least one plate-shaped heat sink element. A use of several, correspondingly thinner plate-shaped heat sink elements as a carrier, in particular for only 0.25 mm wide LED chip would be disadvantageous, if only because of the difficult production and handling of the thinner heat sink elements.

Es ist auch noch eine Ausgestaltung, dass das plattenförmige Kühlkörperelement quaderförmig ist und eine Länge zwischen ca. 400 mm und 800 mm, insbesondere von ca. 600 mm, sowie eine Höhe zwischen ca. 15 mm und 25 mm, insbesondere von ca. 20 mm, aufweist. Diese Abmessungen haben sich als kompakt und dennoch effektiv dabei erwiesen, Wärme von der mindestens einen Halbleiterlichtquelle, insbesondere dem mindestens einen LED-Chip, konvektiv abzuleiten, insbesondere bei einer Leistungsdichte von 3000 lm/m wie sie für Retrofit-Fluoreszenzröhren vorteilhaft sind. So kann beispielsweise eine Temperatur an einem pn-Übergang der Halbleiterlichtquelle(n) unter 100 °C bleiben. Dies gilt insbesondere in Kombination mit der oben angeführten Breite, insbesondere von ca. 1 mm. Besonders bevorzugt wird ein quaderförmiges Kühlkörperelement aus Aluminium mit einer Länge von ca. 600 mm, einer Höhe von ca. 20 und einer Breite von ca. 1 mm. It is also an embodiment that the plate-shaped heat sink element is cuboid and a length between about 400 mm and 800 mm, in particular of about 600 mm, and a height between about 15 mm and 25 mm, in particular of about 20 mm , having. These dimensions have proven to be compact yet effective in convective dissipation of heat from the at least one semiconductor light source, particularly the at least one LED chip, particularly at a power density of 3000 lm / m, as are advantageous for retrofit fluorescent tubes. For example, a temperature at a pn junction of the semiconductor light source (s) can remain below 100 ° C. This is especially true in combination with the above-mentioned width, in particular of about 1 mm. Particularly preferred is a cuboid heat sink element made of aluminum with a length of about 600 mm, a height of about 20 and a width of about 1 mm.

Es ist zudem eine Ausgestaltung, dass die Halbleiter-Leuchtvorrichtung mehrere zu einem Stapel zusammengesetzte plattenförmige Kühlkörperelemente aufweist. Eine solche Halbleiter-Leuchtvorrichtung ermöglicht eine besonders hohe, mittels einer Zahl der plattenförmigen Kühlkörperelemente skalierbare Lichtstärke. It is also an embodiment that the semiconductor lighting device comprises a plurality of plate-shaped heat sink elements assembled into a stack. Such a semiconductor lighting device allows a particularly high, by means of a number of plate-shaped heat sink elements scalable light intensity.

In anderen Worten weist die Halbleiter-Leuchtvorrichtung mehrere zu einem Stapel zusammengesetzte plattenförmige Kühlkörperelemente auf, von denen mindestens ein Kühlkörperelement, insbesondere alle Kühlkörperelemente, wie oben beschrieben ausgebildet sind. In other words, the semiconductor lighting device has a plurality of plate-shaped heat sink elements assembled to form a stack, of which at least one heat sink element, in particular all heat sink elements, are designed as described above.

Es ist eine für eine hohe Lichtstärke bevorzugte Ausgestaltung, dass die plattenförmigen Kühlkörperelemente einen vollständig kompakten Körper bilden. Unter einem solchen vollständig kompakten Körper kann insbesondere ein aus Kühlkörperelementen zusammengesetzter Körper verstanden werden, welcher keinen definierten Spalt zwischen benachbarten Kühlkörperelementen aufweist. Unter einem solchen vollständig kompakten Körper kann auch ein aus Kühlkörperelementen zusammengesetzter Körper verstanden werden, bei dem benachbarte Kühlkörperelemente vollflächig aufeinanderliegen. So kann eine grundsätzlich beliebig hohe Zahl an Kühlkörperelementen zu einem Stapel zusammengesetzt werden. Dazu ist keine Vorbereitung oder Nachbearbeitung, z.B. Biegung, der Kühlkörperelemente notwendig. Bei quaderförmigen Kühlkörperelementen kann sich so insbesondere ein quaderförmiger Stapel ergeben. Dennoch ergibt sich eine ausreichende Wärmeabfuhr bei einer konvektiven Kühlung des Stapels, z.B. durch Anblasen von Kühlluft mittels eines Lüfters.It is a preferred embodiment for a high light intensity that the plate-shaped heat sink elements form a completely compact body. Such a completely compact body can in particular be understood as meaning a body composed of heat sink elements which does not have a defined gap between adjacent heat sink elements. Such a completely compact body can also be understood as meaning a body composed of heat sink elements, in which adjacent heat sink elements over the entire surface. Thus, a basically arbitrarily high number of heat sink elements can be assembled into a stack. For this purpose, no preparation or post-processing, such as bending, the heat sink elements necessary. In cuboid heat sink elements in particular a cuboid stack can result. Nevertheless, there is sufficient heat dissipation in a convective cooling of the stack, eg by blowing cooling air by means of a fan.

Es ist eine Weiterbildung, dass auf mindestens einer Oberfläche des Stapels, welche sich aus nebeneinander liegenden Stirnseiten der Kühlkörperelemente ergibt, und welche für eine Bestückung mit Halbleiterlichtquellen vorgesehen ist ("Bestückoberfläche"), eine gemeinsame elektrische Isolierschicht aufgebracht ist. So wird eine einfache und großflächige elektrische Isolierung ermöglicht. Bei direkt auf die Kühlkörperelemente aufzubringenden Halbleiterlichtquellen können in der elektrischen Isolierschicht entsprechende Aussparungen an den Bestückplätzen vorhanden sein. It is a further development that a common electrical insulating layer is applied to at least one surface of the stack, which results from adjacent end faces of the heat sink elements, and which is provided for equipping with semiconductor light sources ("placement surface"). So a simple and large-scale electrical insulation is possible. In the case of semiconductor light sources to be applied directly to the heat sink elements, corresponding recesses may be present in the electrical insulation layer at the placement locations.

Es ist noch eine Weiterbildung des Stapels, dass eine Verdrahtung, insbesondere mindestens eine Leiterbahn und/oder mindestens ein Bonddraht o.ä., zwischen Stirnseiten von mindestens zwei Kühlkörperelementen vorliegt. Dies erleichtert einen elektrischen Anschluss an eine externe Stromversorgung. beispielsweise können Reihen von Halbleiterlichtquellen benachbarter Kühlkörperelemente zusammen in Reihe oder parallel zueinander geschaltet werden. It is still a development of the stack that a wiring, in particular at least one conductor track and / or at least one bonding wire or the like, is present between end faces of at least two heat sink elements. This facilitates an electrical connection to an external power supply. For example, rows of semiconductor light sources of adjacent heat sink elements may be connected together in series or in parallel.

Die Kühlkörperelemente können zur Herstellung des Stapels miteinander verschweißt, verklebt, verschraubt, verklemmt u.v.m. werden. The heat sink elements can be welded, glued, screwed, clamped u.v.m. become.

Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass die Halbleiter-Leuchtvorrichtung eine Retrofitlampe oder einen Teil davon darstellt. Insbesondere bei einem Ersatz einer herkömmlichen Lampe durch eine äußerlich ähnlich geformte Retrofitlampe ist die Möglichkeit zur kompakten Bauweise bei hoher Lichtstärke (bevorzugt 3000 lm/m) vorteilhaft einsetzbar. Die Retrofitlampe kann insbesondere eine Retrofit-Fluoreszenzröhre sein. It is yet another embodiment that the semiconductor light-emitting device is a retrofit lamp or a part thereof. In particular, in a replacement of a conventional lamp by an externally similar shaped retrofit lamp, the possibility of compact design at high light intensity (preferably 3000 lm / m) is advantageously used. The retrofit lamp may in particular be a retrofit fluorescent tube.

Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleiter-Leuchtvorrichtung aufweisend mehrere zu einem Stapel zusammengesetzte plattenförmige Kühlkörperelemente, wobei (a) mehrere elektrisch leitfähige, plattenförmige Kühlkörperelemente zu einem Stapel zusammengesetzt werden; (b) auf mindestens einer Bestückoberfläche des Stapels, welche sich aus nebeneinander liegenden Stirnseiten der Kühlkörperelemente ergibt, eine elektrische Isolierschicht aufgebracht wird; (c) auf die elektrische Isolierschicht mindestens eine Leiterbahn aufgebracht wird; (d) die mindestens eine Bestückoberfläche mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle bestückt wird; und (e) die mindestens eine Halbleiterlichtquelle mit der mindestens einen Leiterbahn elektrisch kontaktiert wird. The object is also achieved by a method for producing a semiconductor light-emitting device comprising a plurality of plate-shaped heat sink elements assembled into a stack, wherein (a) a plurality of electrically conductive, plate-shaped heat sink elements are assembled into a stack; (B) on at least one placement surface of the stack, which results from adjacent end faces of the heat sink elements, an electrical insulating layer is applied; (C) at least one conductor track is applied to the electrical insulating layer; (d) the at least one placement surface is equipped with at least one semiconductor light source; and (e) the at least one semiconductor light source is electrically contacted with the at least one conductive trace.

Dieses Verfahren ermöglicht eine einfache und preiswerte Herstellung der Halbleiter-Leuchtvorrichtung. Das Verfahren kann insbesondere analog zu der Halbleiter-Leuchtvorrichtung ausgestaltet werden. This method enables a simple and inexpensive production of the semiconductor light-emitting device. The method can be configured in particular analogously to the semiconductor lighting device.

Beispielsweise kann das Verfahren den folgenden Schritt: (e) Verkapseln, insbesondere Vergießen der mindestens einen Halbleiterlichtquelle, insbesondere mit einem Leuchtstoff beaufschlagten Verkapselungsmaterial, aufweisen. So wird ein Schutz der mindestens einen Halbleiterlichtquelle erreicht. For example, the method may comprise the following step: (e) encapsulating, in particular casting, the at least one semiconductor light source, in particular encapsulation material exposed to a phosphor. Thus, protection of the at least one semiconductor light source is achieved.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert wird. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein. The above-described characteristics, features and advantages of this invention, as well as the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following schematic description of an embodiment which will be described in detail in conjunction with the drawings. In this case, the same or equivalent elements may be provided with the same reference numerals for clarity.

1 zeigt in Schrägansicht ein plattenförmiges Kühlkörperelement einer erfindungsgemäßen Halbleiter-Leuchtvorrichtung; 1 shows an oblique view of a plate-shaped heat sink element of a semiconductor light-emitting device according to the invention;

2 zeigt in Schrägansicht einen aus den plattenförmigen Kühlkörperelementen zusammengesetzten Stapel der erfindungsgemäßen Halbleiter-Leuchtvorrichtung aus 1; und 2 shows an oblique view of a composite of the plate-shaped heat sink elements stack of semiconductor lighting device according to the invention 1 ; and

3 zeigt in Schrägansicht einen Ausschnitt aus der erfindungsgemäßen Halbleiter-Leuchtvorrichtung. 3 shows an oblique view of a section of the semiconductor light-emitting device according to the invention.

1 zeigt in Schrägansicht ein plattenförmiges Kühlkörperelement 1 einer erfindungsgemäßen Halbleiter-Leuchtvorrichtung F. Das plattenförmiges Kühlkörperelement 1 liegt in Form einer quaderförmigen Platte ("Blade") aus Aluminium mit einer Reinheit von mindestens 90%, insbesondere mindestens 95%, vor. 1 shows an oblique view of a plate-shaped heat sink element 1 a semiconductor light-emitting device F according to the invention. The plate-shaped heat sink element 1 is in the form of a cuboidal plate ("blade") made of aluminum with a purity of at least 90%, in particular at least 95%.

Das Kühlkörperelement 1 weist eine Länge von L = 600 mm, eine Höhe von H = 20 mm und eine Breite von B = 1 mm auf. Dabei wird eine lange Stirnseite 2 durch die Länge L und die Breite B bestimmt, und eine kurze Stirnseite 3 durch die Höhe H und die Breite B. In der durch die Länge L und die Höhe H bestimmten Breitseite 4 sind drei kreisförmige Aussparungen 5 eingebracht, welche zum Verschrauben insbesondere im Falle einer Parallelfertigung vorgesehen sind.The heat sink element 1 has a length of L = 600 mm, a height of H = 20 mm and a width of B = 1 mm. This is a long front page 2 determined by the length L and the width B, and a short end face 3 by the height H and the width B. In the long side determined by the length L and the height H. 4 are three circular recesses 5 introduced, which are provided for screwing in particular in the case of a parallel production.

2 zeigt in Schrägansicht einen aus n (n > 1) plattenförmigen Kühlkörperelementen 1 zusammengesetzten Stapel 6 der Halbleiter-Leuchtvorrichtung F. Die Kühlkörperelemente 1 sind so mit ihren Breitseiten 4 deckungsgleich und damit vollflächig aufeinandergesetzt, dass sich ein quaderförmiger Stapel 6 mit der gleichen Länge L und Höhe H, aber einer Breite von n·B ergibt. 2 shows an oblique view of an n (n> 1) plate-shaped heat sink elements 1 composite pile 6 the semiconductor light-emitting device F. The heat sink elements 1 are like that with their broadsides 4 congruent and thus set over the entire area that a cuboid stack 6 with the same length L and height H but a width of n · B.

Ein solcher kompakter Stapel 6 weist den Vorteil auf, dass es sich durch Anfügen weiterer Kühlkörperelemente 1 ohne weiteres beliebig in seiner Breite erweitern lässt. Eine Fixierung der Kühlkörperelemente 1 kann beispielsweise mittels Befestigungselementen wie Schrauben usw. erfolgen, welche durch die Aussparungen 5 geführt werden. Such a compact stack 6 has the advantage that it can be attached by adding additional heat sink elements 1 can be extended arbitrarily in width without further ado. A fixation of the heat sink elements 1 can be done for example by means of fasteners such as screws, etc., which through the recesses 5 be guided.

Nun kann auf mindestens einer Bestückoberfläche 7 des Stapels 6, welche sich aus nebeneinander liegenden Stirnseiten 2 und/oder 3 der Kühlkörperelemente 1 ergibt, eine gemeinsame elektrische isolierende Isolierschicht 8 (siehe 3) aufgebracht werden, z.B. mittels eines Siebdrucks oder eines Schablonendrucks. Dabei können Bestückplätze für direkt auf die Stirnseiten 2 und/oder 3 der Kühlkörperelemente 1 aufzubringende Halbleiterlichtquellen in Form von LED-Chips 9 (siehe 3) ausgespart sein. Now, on at least one Bestückoberfläche 7 of the pile 6 , which consist of adjacent end faces 2 and or 3 the heat sink elements 1 results in a common electrical insulating insulating layer 8th (please refer 3 ), for example by means of screen printing or stencil printing. This can be placement for directly on the front pages 2 and or 3 the heat sink elements 1 applied semiconductor light sources in the form of LED chips 9 (please refer 3 ) be omitted.

Folgend können auf die Isolierschicht 8 Leiterbahnen 10 (siehe 3) aus einem silberhaltigen Material aufgebracht werden, welche insbesondere Bestückplätze eines Kühlkörperelements 1 miteinander verbinden. Dies kann beispielsweise durch einen Druckvorgang erreicht werden. Following can on the insulating layer 8th conductor tracks 10 (please refer 3 ) are applied from a silver-containing material, which in particular Bestückplätze a heat sink element 1 connect with each other. This can be achieved for example by a printing process.

In einem weiteren Schritt kann die Bestückoberfläche 7, die hier aus den Stirnseiten 2 gebildet wird, an den Bestückplätzen mit den LED-Chips 9 bestückt werden. Dabei werden die LED-Chips 9 äquidistant in Reihe auf genau ein zugehöriges Kühlkörperelement 1 aufgesetzt. Die LED-Chips 9 eines Kühlkörperelements 1 sind folglich elektrisch in Reihe geschaltet.In a further step, the placement surface 7 that's here from the front pages 2 is formed at the slots with the LED chips 9 be fitted. This will be the LED chips 9 equidistant in series to exactly one associated heat sink element 1 placed. The LED chips 9 a heat sink element 1 are thus electrically connected in series.

Folgend können die LED-Chips 9 mit benachbarten Leiterbahnen 10 elektrisch kontaktiert werden, z.B. durch ein Drahtbonden ("Wirebonding").Following are the LED chips 9 with adjacent tracks 10 electrically contacted, for example by wire bonding ("wire bonding").

In einem nächsten Schritt können die bis dahin noch nackten LED-Chips 9 mittels Vergießens mit einer mit Leuchtstoff beaufschlagten Vergussmasse vergossen werden. Dies schützt die LED-Chips 9 und deren elektrisch Kontaktierungen. In a next step, the previously naked LED chips 9 be cast by potting with an applied with phosphor potting compound. This protects the LED chips 9 and their electrical contacts.

Darüber hinaus können Leiterbahnen 10 verschiedener Kühlkörperelemente 1 elektrisch miteinander verbunden werden, z.B. mittels eines Drahtbondens, Lötens usw.In addition, conductor tracks can 10 various heat sink elements 1 electrically connected to each other, for example by means of wire bonding, soldering, etc.

Die Halbleiter-Leuchtvorrichtung F kann ferner mit einem Treiber versehen werden, gehäust werden usw. The semiconductor light-emitting device F may further be provided with a driver, housed, etc.

3 zeigt in Schrägansicht einen Ausschnitt aus der Halbleiter-Leuchtvorrichtung F auf einem der Kühlkörperelemente 1. 3 shows an oblique view of a section of the semiconductor light-emitting device F on one of the heat sink elements 1 ,

Die LED-Chips 9 sind hier bereits vergossen gezeigt. Die LED-Chips 9 liegen direkt auf dem zugehörigen Kühlkörperelement 1 auf. Die LED-Chips 9 sind dazu mit einem Saphir-Substrat ausgerüstet, so dass sich eine gute Ableitung der durch den LED-Chip 9 erzeugten Verlustwärme auf das Kühlkörperelement 1 bei einer gleichzeitig vorliegenden elektrischen Isolierung erreichen lässt. The LED chips 9 have already been shown shed here. The LED chips 9 lie directly on the associated heat sink element 1 on. The LED chips 9 are equipped with a sapphire substrate, so that a good dissipation of the through the LED chip 9 generated heat loss on the heat sink element 1 can achieve at a simultaneous electrical insulation.

Die LED-Chips 9 sind zueinander so auf dem jeweiligen Kühlkörperelement 1 beabstandet angeordnet, dass sich eine Leistungsdichte von 3000 lm/m ergibt. Die sich daraus ergebende Abwärme kann mittels des Stapels 6 alleine schon mittels einer konvektiven Kühlung abgeführt werden. Dadurch wird es beispielsweise möglich, eine Temperatur an einem pn-Übergang der LED-Chips 9 unter 100 °C halten. The LED chips 9 are each other so on the respective heat sink element 1 arranged at a distance that results in a power density of 3000 lm / m. The resulting waste heat can by means of the stack 6 alone by means of a convective cooling dissipated. This makes it possible, for example, a temperature at a pn junction of the LED chips 9 keep below 100 ° C.

Diese Halbleiter-Leuchtvorrichtung F eignet sich besonders zur Verwendung in einer Retrofit-Fluoreszenzröhre.This semiconductor light-emitting device F is particularly suitable for use in a retrofit fluorescent tube.

Obwohl die Erfindung im Detail durch das gezeigte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht darauf eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. While the invention has been further illustrated and described in detail by the illustrated embodiment, the invention is not so limited and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1
Kühlkörperelement Heat sink element
2 2
lange Stirnseite long frontal
3 3
kurze Stirnseite short front
4 4
Breitseite broadside
5 5
kreisförmige Aussparung circular recess
6 6
Stapel stack
7 7
Bestückoberfläche Bestückoberfläche
8 8th
Isolierschicht insulating
9 9
LED-Chip LED chip
10 10
Leiterbahn conductor path
F F
Halbleiter-Leuchtvorrichtung Semiconductor light emitting device
H H
Höhe height
B B
Breite width
L L
Länge length

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 7878686 B2 [0002] US 7878686 B2 [0002]

Claims (14)

Halbleiter-Leuchtvorrichtung (F), aufweisend mindestens eine Halbleiterlichtquelle (9), die auf mindestens einer Stirnseite (2, 3) eines thermisch gut leitfähigen, plattenförmigen Kühlkörperelements (1) angebracht ist, wobei die mindestens eine Halbleiterlichtquelle (9) von genau einem Kühlkörperelement (1) getragen wird. Semiconductor lighting device (F), comprising at least one semiconductor light source ( 9 ) on at least one end face ( 2 . 3 ) of a thermally highly conductive, plate-shaped heat sink element ( 1 ), wherein the at least one semiconductor light source ( 9 ) of exactly one heat sink element ( 1 ) will be carried. Halbleiter-Leuchtvorrichtung (F) nach Anspruch 1, wobei das Kühlkörperelement (1) elektrisch leitfähig ist, die mindestens eine Halbleiterlichtquelle (9) direkt auf dem Kühlkörperelement (1) aufliegt und die mindestens eine Halbleiterlichtquelle (9) gegenüber dem Kühlkörperelement (1) elektrisch isoliert ausgestaltet ist. Semiconductor lighting device (F) according to claim 1, wherein the heat sink element ( 1 ) is electrically conductive, the at least one semiconductor light source ( 9 ) directly on the heat sink element ( 1 ) rests and the at least one semiconductor light source ( 9 ) relative to the heat sink element ( 1 ) Is designed electrically isolated. Halbleiter-Leuchtvorrichtung (F) nach Anspruch 1, wobei das Kühlkörperelement (1) elektrisch leitfähig ist und zwischen der mindestens einen Halbleiterlichtquelle (9) und dem Kühlkörperelement (1) eine elektrisch isolierende Isolierschicht vorhanden ist. Semiconductor lighting device (F) according to claim 1, wherein the heat sink element ( 1 ) is electrically conductive and between the at least one semiconductor light source ( 9 ) and the heat sink element ( 1 ) an electrically insulating insulating layer is present. Halbleiter-Leuchtvorrichtung (F) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine plattenförmige Kühlkörperelement (1) aus Aluminium besteht. Semiconductor lighting device (F) according to one of the preceding claims, wherein the at least one plate-shaped heat sink element ( 1 ) consists of aluminum. Halbleiter-Leuchtvorrichtung (F) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Halbleiterlichtquelle (9) in Form mindestens einen LED-Chips vorliegt.Semiconductor lighting device (F) according to one of the preceding claims, wherein the at least one semiconductor light source ( 9 ) is present in the form of at least one LED chip. Halbleiter-Leuchtvorrichtung (F) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kühlkörperelement (1) mindestens eine Leiterbahn (10) zur elektrischen Kontaktierung der mindestens einen Halbleiterlichtquelle (9) aufweist und wobei zwischen der mindestens einen Leiterbahn (10) und dem Kühlkörperelement (1) eine elektrisch isolierende Isolierschicht (8) vorhanden ist. Semiconductor lighting device (F) according to one of the preceding claims, wherein the heat sink element ( 1 ) at least one conductor track ( 10 ) for electrically contacting the at least one semiconductor light source ( 9 ) and wherein between the at least one conductor track ( 10 ) and the heat sink element ( 1 ) an electrically insulating insulating layer ( 8th ) is available. Halbleiter-Leuchtvorrichtung (F) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf mindestens einer Stirnseite (2, 3) zumindest eines plattenförmigen Kühlkörperelements (1) mehrere Halbleiterlichtquellen (9) in Reihe angeordnet sind, insbesondere äquidistant zueinander, wobei zwischen zwei benachbarten Halbleiterlichtquellen (9) eine Leiterbahn (10) angeordnet ist. Semiconductor lighting device (F) according to one of the preceding claims, wherein on at least one end face ( 2 . 3 ) at least one plate-shaped heat sink element ( 1 ) a plurality of semiconductor light sources ( 9 ) are arranged in series, in particular equidistant from each other, wherein between two adjacent semiconductor light sources ( 9 ) a conductor track ( 10 ) is arranged. Halbleiter-Leuchtvorrichtung (F) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Halbleiter-Leuchtvorrichtung (F) mehrere Halbleiterlichtquellen (9) aufweist, welche elektrisch in Reihe geschaltet sind. Semiconductor lighting device (F) according to one of the preceding claims, wherein the semiconductor lighting device (F) a plurality of semiconductor light sources ( 9 ), which are electrically connected in series. Halbleiter-Leuchtvorrichtung (F) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Stirnseite (2, 3) des mindestens einen plattenförmigen Kühlkörperelements (1) eine Breite (B) von nicht mehr als 5 mm, insbesondere von nicht mehr als 2 mm, insbesondere von ca. 1 mm, aufweist.Semiconductor lighting device (F) according to one of the preceding claims, wherein the end face ( 2 . 3 ) of the at least one plate-shaped heat sink element ( 1 ) has a width (B) of not more than 5 mm, in particular of not more than 2 mm, in particular of about 1 mm. Halbleiter-Leuchtvorrichtung (F) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das plattenförmige Kühlkörperelement (1) quaderförmig ist und eine Länge (L) zwischen ca. 400 mm und 800 mm, insbesondere von ca. 600 mm, sowie eine Höhe (H) zwischen ca. 15 mm und 25 mm, insbesondere von ca. 20 mm, aufweist. Semiconductor lighting device (F) according to one of the preceding claims, wherein the plate-shaped heat sink element ( 1 ) is cuboidal and has a length (L) between about 400 mm and 800 mm, in particular of about 600 mm, and a height (H) between about 15 mm and 25 mm, in particular of about 20 mm. Halbleiter-Leuchtvorrichtung (F) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend mehrere zu einem Stapel (6) zusammengesetzte plattenförmige Kühlkörperelemente (1). Semiconductor lighting device (F) according to one of the preceding claims, comprising several to a stack ( 6 ) composite plate-shaped heat sink elements ( 1 ). Halbleiter-Leuchtvorrichtung (F) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Halbleiter-Leuchtvorrichtung (F) eine Retrofitlampe oder einen Teil davon darstellt. Semiconductor lighting device (F) according to one of the preceding claims, wherein the semiconductor lighting device (F) is a retrofit lamp or a part thereof. Verfahren zum Herstellen einer Halbleiter-Leuchtvorrichtung (F) nach Anspruch 11, wobei – mehrere elektrisch leitfähige, plattenförmige Kühlkörperelemente (1) zu einem Stapel (6) zusammengesetzt werden; – auf mindestens einer Bestückoberfläche (7) des Stapels (6), welche sich aus nebeneinander liegenden Stirnseiten (2, 3) der Kühlkörperelemente (1) ergibt, eine elektrische Isolierschicht (8) aufgebracht wird; – auf die elektrische Isolierschicht (8) mindestens eine Leiterbahn (10) aufgebracht wird; – die mindestens eine Bestückoberfläche (7) mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle (9) bestückt wird; und – die mindestens eine Halbleiterlichtquelle (9) mit der mindestens einen Leiterbahn (10) elektrisch kontaktiert wird. A method for producing a semiconductor light-emitting device (F) according to claim 11, wherein - a plurality of electrically conductive, plate-shaped heat sink elements ( 1 ) to a stack ( 6 ); On at least one placement surface ( 7 ) of the stack ( 6 ), which consist of adjacent end faces ( 2 . 3 ) of the heat sink elements ( 1 ), an electrical insulating layer ( 8th ) is applied; - on the electrical insulating layer ( 8th ) at least one conductor track ( 10 ) is applied; The at least one placement surface ( 7 ) with at least one semiconductor light source ( 9 ) is fitted; and - the at least one semiconductor light source ( 9 ) with the at least one conductor track ( 10 ) is contacted electrically. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Verfahren den folgenden Schritt – Verkapseln, insbesondere Vergießen, der mindestens einen Halbleiterlichtquelle (9), insbesondere mit einem Leuchtstoff beaufschlagten Verkapselungsmaterial, aufweist.The method of claim 13, wherein the method comprises the following step - encapsulating, in particular potting, the at least one semiconductor light source ( 9 ), in particular with a phosphor acted upon encapsulation material having.
DE102011076425A 2011-05-25 2011-05-25 Semiconductor lighting device and method for producing a semiconductor lighting device Withdrawn DE102011076425A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011076425A DE102011076425A1 (en) 2011-05-25 2011-05-25 Semiconductor lighting device and method for producing a semiconductor lighting device
PCT/EP2012/058793 WO2012159905A1 (en) 2011-05-25 2012-05-11 Semiconductor light device and method for manufacturing a semiconductor light device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011076425A DE102011076425A1 (en) 2011-05-25 2011-05-25 Semiconductor lighting device and method for producing a semiconductor lighting device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102011076425A1 true DE102011076425A1 (en) 2012-11-29

Family

ID=46124322

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102011076425A Withdrawn DE102011076425A1 (en) 2011-05-25 2011-05-25 Semiconductor lighting device and method for producing a semiconductor lighting device

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102011076425A1 (en)
WO (1) WO2012159905A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3771031A (en) * 1973-03-05 1973-11-06 Texas Instruments Inc Header assembly for lasers
US20090085047A1 (en) * 2007-05-22 2009-04-02 Goldeneye, Inc. Integrated multi-colored LED light source with heatsink and collimator
US20090321749A1 (en) * 2008-06-24 2009-12-31 Osram Opto Semiconductors Gmbh Light Emitting Device and Method of Manufacturing a Light Emitting Device
US7878686B2 (en) 2005-10-31 2011-02-01 Toyoda Gosei Co., Ltd. Light emitting device having a plurality of stacked radiating plate members

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100259927A1 (en) * 2009-04-09 2010-10-14 Chien Hsiao-Lou Led lamp structure
US8192048B2 (en) * 2009-04-22 2012-06-05 3M Innovative Properties Company Lighting assemblies and systems

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3771031A (en) * 1973-03-05 1973-11-06 Texas Instruments Inc Header assembly for lasers
US7878686B2 (en) 2005-10-31 2011-02-01 Toyoda Gosei Co., Ltd. Light emitting device having a plurality of stacked radiating plate members
US20090085047A1 (en) * 2007-05-22 2009-04-02 Goldeneye, Inc. Integrated multi-colored LED light source with heatsink and collimator
US20090321749A1 (en) * 2008-06-24 2009-12-31 Osram Opto Semiconductors Gmbh Light Emitting Device and Method of Manufacturing a Light Emitting Device

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012159905A1 (en) 2012-11-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112010002533B4 (en) Illumination for plant cultivation and plant cultivation system
EP3167224B1 (en) Semiconductor lamp
DE102010030336A1 (en) light emitting diode device
EP2198196B1 (en) Lamp
DE102019129907A1 (en) Multi-color light generator for a semiconductor lamp
DE102012213309A1 (en) Method for producing a light strip and light strip
DE102014118238A1 (en) Light-emitting device, the same-containing lighting device and mounting substrate
DE102008010512A1 (en) Optoelectronic component, particularly light emitting diode or photodiode, has semiconductor chip with chip lower side, and two electrical bondings with contact lower sides
WO2016023709A1 (en) Lighting device and method for producing such a lighting device
WO2017085063A1 (en) Led filaments, method for producing led filaments, and retrofitted lamp comprising an led filament
DE102009023055A1 (en) Line bulb-retrofit lamp has semiconductor lighting element having light emitting diode, radiator box and band-shaped semiconductor lighting module, which has semiconductor shining element and which is fastened on radiator box
DE102016102778A1 (en) Light-emitting device and lighting device
EP2845233B1 (en) Led module
WO2016074914A1 (en) Optoelectronic semiconductor component and method for producing an optoelectronic semiconductor component
DE102011084945A1 (en) LED light
EP2327110A1 (en) Optoelectronic component, and method for the production of an optoelectronic component
WO2018146084A1 (en) Led unit
DE102015118984A1 (en) light source
WO2015113926A2 (en) Light-emitting arrangement and method for producing a light-emitting arrangement
DE102012221250A1 (en) Lighting apparatus e.g. LED lighting apparatus has support plate that is provided with two adjacent portions which are fixed with semiconductor light sources and connected by bonding wire, and notch formed between adjacent portions
DE102013201952A1 (en) Semiconductor light-emitting module has substrate whose front side is arranged with semiconductor light sources that are laterally surrounded with circumferential side wall
DE102011076425A1 (en) Semiconductor lighting device and method for producing a semiconductor lighting device
DE102008026627B3 (en) Cooling system for LED chip arrangement
DE102016210048A1 (en) LIGHT SOURCE ASSEMBLY FOR A VEHICLE AND LIGHTING DEVICE FOR A VEHICLE WITH THE LIGHT SOURCE ARRANGEMENT
EP1634332A1 (en) Insulated metal substrate with at least one light diode, light diode matrix and production method

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: OSRAM GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: OSRAM GESELLSCHAFT MIT BESCHRAENKTER HAFTUNG, 81543 MUENCHEN, DE

Effective date: 20111201

Owner name: OSRAM GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: OSRAM AG, 81543 MUENCHEN, DE

Effective date: 20130205

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: OSRAM GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: OSRAM GMBH, 81543 MUENCHEN, DE

Effective date: 20130827

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee