DE102013201952A1 - Halbleiter-Leuchtmodul mit lichtdurchlässiger Vergussmasse - Google Patents

Halbleiter-Leuchtmodul mit lichtdurchlässiger Vergussmasse Download PDF

Info

Publication number
DE102013201952A1
DE102013201952A1 DE201310201952 DE102013201952A DE102013201952A1 DE 102013201952 A1 DE102013201952 A1 DE 102013201952A1 DE 201310201952 DE201310201952 DE 201310201952 DE 102013201952 A DE102013201952 A DE 102013201952A DE 102013201952 A1 DE102013201952 A1 DE 102013201952A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
substrate
semiconductor light
potting compound
light source
contact
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.)
Ceased
Application number
DE201310201952
Other languages
English (en)
Inventor
Farhang Ghasemi Afshar
Bernd Barchmann
Krister Bergenek
Andreas Biebersdorf
Andreas Dobner
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 DE201310201952 priority Critical patent/DE102013201952A1/de
Publication of DE102013201952A1 publication Critical patent/DE102013201952A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H01L25/00Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L51/00, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L51/00, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L51/00, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H01L33/00Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50Wavelength conversion elements
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H01L33/00Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/52Encapsulations
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H01L33/00Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H01L33/00Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/64Heat extraction or cooling elements
    • H01L33/642Heat extraction or cooling elements characterized by the shape

Abstract

Halbleiter-Leuchtmodul (31), aufweisend ein Substrat (32), an dessen Vorderseite (14) mindestens eine Halbleiterlichtquelle (19, 36) angeordnet ist, eine die mindestens eine Halbleiterlichtquelle (19, 36) seitlich umlaufend umgebende Seitenwand (15), welche Seitenwand (15, 37) und ein davon umschlossener Teil (33–35) des Substrats (32) mindestens eine Aufnahme (15, 33–35, 37) bilden, und mindestens eine in die Aufnahme (15, 33–35, 37) eingefüllte lichtdurchlässige Vergussmasse (26, 38), welche die mindestens eine Halbleiterlichtquelle (19, 36) bedeckt, wobei die Seitenwand (15, 37) ein Teil des Substrats (32) ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Halbleiter-Leuchtmodul, aufweisend ein Substrat, an dessen Vorderseite mindestens eine Halbleiterlichtquelle angeordnet ist, eine die mindestens eine Halbleiterlichtquelle seitlich umlaufend umgebende Seitenwand, welche Seitenwand und ein davon umschlossener Teil des Substrats eine Aufnahme bilden, und mindestens eine in die Aufnahme eingefüllte Vergussmasse, welche die mindestens eine Halbleiterlichtquelle bedeckt. Die Erfindung ist insbesondere anwendbar auf LED-Module, welche eine Leuchtstoff aufweisende Vergussmasse aufweisen.
  • Es ist ein Halbleiter-Leuchtmodul der oben genannten Art bekannt, bei dem die Seitenwand auf dem Substrat aufgeklebt ist, an das Substrat angespritzt ist oder mittels eines Schablonendrucks aufgedruckt ist. Dadurch ist die Herstellung vergleichsweise zeitaufwändig und teuer.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere ein einfach herstellbares und robustes Halbleiter-Leuchtmodul der betreffenden Art bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Halbleiter-Leuchtmodul, aufweisend ein Substrat, an dessen Vorderseite mindestens eine Halbleiterlichtquelle angeordnet ist, aufweisend eine die mindestens eine Halbleiterlichtquelle seitlich umlaufend umgebende Seitenwand, welche Seitenwand und aufweisend ein davon umschlossener Teil des Trägers mindestens eine Aufnahme bilden, und mindestens eine in die Aufnahme eingefüllte lichtdurchlässige Vergussmasse, welche die mindestens eine Halbleiterlichtquelle bedeckt, wobei die Seitenwand ein Teil des Substrats ist. In anderen Worten ist die Seitenwand in das Substrat integriert oder einstückig damit ausgebildet. Dadurch braucht die Seitenwand nicht durch gesonderten Materialauftrag hergestellt zu werden, was geringere Kosten und eine schnellere Herstellung erlaubt. Zudem ist der Seitenrand nun untrennbarer Bestandteil des Substrats, was ein besonders robustes Modul bereitstellt.
  • 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.
  • Mindestens eine lichtdurchlässige Vergussmasse mag transparent oder transluzent (diffus streuend) sein. Die Vergussmasse mag nur aus Grund- oder Matrixmaterial bestehen (also kein optisch wirksames Füllmaterial aufweisen), insbesondere für den Fall einer transparenten Vergussmasse. Mindestens eine Vergussmasse mag aber auch in das Matrixmaterial eingebettetes (optisch wirksames) Füllmaterial aufweisen, z.B. Diffusorpartikel und/oder Leuchtstoffpartikel usw.
  • Es ist eine Ausgestaltung, dass das Substrat aus Metall besteht. Metall ist gut wärmeleitfähig, lässt sich besonders einfach in komplizierten Geometrien formen und auch nachbearbeiten. Das Metall mag insbesondere eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 15 W/(m·K), insbesondere von mindestens 100 W/(m·K), aufweisen.
  • Es ist eine Weiterbildung, dass das Substrat aus Aluminium besteht. Aluminium ist hochgradig wärmeleitfähig, leicht, preiswert und korrosionsbeständig. Jedoch ist das Substrat nicht darauf beschränkt und mag z.B. auch aus Stahl, Kupfer usw. oder metallischen Legierungen bestehen.
  • Es ist noch eine Ausgestaltung, dass das Substrat ein aus einer Platte geprägter Körper ist. Die Prägung weist den Vorteil auf, dass sich das Substrat so besonders einfach formen lässt, insbesondere ohne eine Notwendigkeit einer spanabhebenden Bearbeitung. Jedoch ist grundsätzlich zusätzlich oder alternativ eine spanabhebende Bearbeitung des Substrats möglich. Auch mag z.B. ein gesintertes (Metall- oder Keramik-)Substrat eingesetzt werden. Das Substrat mag ferner ein Kunststoffsubstrat sein, das z.B. durch Kohlenstoffröhrchen thermisch und/oder elektrisch leitfähig gemacht worden ist.
  • Das Substrat mag insbesondere ein aus einem Blech geprägter Körper sein. Dieser ist so dünn (z.B. nicht dicker als 2 mm), dass er sich einfach und ohne Oberflächenbeschädigungen prägen lässt.
  • Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass das Substrat mit seiner Rückseite auf einer Vorderseite eines gut wärmeleitenden Trägers aufliegt, die Rückseite des Substrats und die Vorderseite des Träger insbesondere zumindest teilweise zueinander komplementär bzw. invers geformt sind und eine Rückseite des Trägers eben ist. Dadurch können auch Substrate großflächig (über den Träger) mit einer Unterlage, insbesondere einem Kühlkörper, verbunden werden, welche selbst keine praktisch ebene Unterseite aufweisen.
  • Unter einem gut wärmeleitenden Körper kann insbesondere ein Körper mit einer Wärmeleitfähigkeit von mindestens 15 W/(m·K), insbesondere von mindestens 100 W/(m·K), verstanden werden, z.B. aus Metall (insbesondere Aluminium), aus Keramik usw.
  • Es ist eine alternative oder zusätzliche Ausgestaltung, dass das Substrat ein zur Herstellung der Aufnahme spanabhebend bearbeiteter Körper ist. Das Spanabheben mag beispielweise ein Fräsen umfassen. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine noch vielgestaltigere Formung der Aufnahme, da keine Materialverdrängung durchgeführt zu werden braucht. So mag das Substrat selbst dann noch eine ebene Rückseite aufweisen, wenn die Aufnahme in rückwärtiger Richtung zu einer Hauptebene ausgenommen ist. Unter einer Hauptebene mag insbesondere eine Ebene des Substrats verstanden werden, in welcher ein Großteil (> 50%) des Substrats liegt. Unter einer Hauptebene mag insbesondere eine Ebene des Substrats verstanden werden, welche einer ursprünglichen Ebene des (noch unbearbeiteten) Substrats entspricht, insbesondere falls das Substrat ein plattenförmiges, insbesondere blechartiges, Substrat ist.
  • Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass das Substrat ein keramischer Körper ist. Dieser weist den Vorteil auf, dass er hochgradig wärmeleitfähig und zudem elektrisch isolierend herstellbar ist. Der keramische Körper mag beispielsweise grüngeformt und dann gesintert werden.
  • Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass mindestens eine Aufnahme mehrere Ebenen aufweist, auf einer unteren Ebene mindestens eine Halbleiterlichtquelle einer ersten Art angeordnet ist und auf einer oberen Ebene mindestens eine Halbleiterlichtquelle einer zweiten Art angeordnet ist. Dadurch kann auf einfache Weise eine räumlich Trennung unterschiedlicher Halbleiterlichtquellen zu dem Zweck erreicht werden, sie mit unterschiedlichen Vergussmassen zu bedecken. Denn die Vergussmassen können so einfach den verschiedenen Ebenen entsprechend eingefüllt werden, ohne dass aufwändige zusätzliche Maßnahmen wie eine Einführung von Trennwänden o.ä. notwendig sind. Die Aufnahme kann zwei oder mehr Ebenen aufweisen. Insbesondere mag eine oder es mögen mehrere Ebenen mit der gleichen Vergussmasse vergossen sein.
  • Es ist auch eine Ausgestaltung, dass die mindestens eine Halbleiterlichtquelle der unteren Ebene mit einer ersten Vergussmasse vergossen ist und die mindestens eine Halbleiterlichtquelle der oberen Ebene mit einer zweiten Vergussmasse vergossen ist.
  • Es ist noch eine Ausgestaltung, dass die erste Vergussmasse Leuchtstoff aufweist und die zweite Vergussmasse frei von Leuchtstoff ist. Dadurch wird ein eine Abstrahlung von zumindest teilweise wellenlängenkonvertiertem Licht von der unteren Ebene und eine nicht wellenlängenkonvertierte Lichtabstrahlung von der oberen Ebene (bzw. davon angeordneten Halbleiterlichtquellen) ermöglicht. Die zweite Vergussmasse mag dabei insbesondere auf der ersten Vergussmasse aufliegen.
  • Beispielsweise mag die untere Ebene mindestens eine, z.B. blaues, (Primär-)Licht abstrahlende LED (insbesondere LED-Chip) aufweisen. Deren Licht wird durch den Leuchtstoff der auf der LED aufliegenden ersten Vergussmasse zumindest teilweise, z.B. in gelbes Licht, wellenlängenkonvertiert und läuft dann durch die zweite Vergussmasse. Die LEDs auf der oberen Ebene mögen beispielsweise rotes Licht ohne weitere Wellenlängenkonversion durch die zweite Vergussmasse hindurch abstrahlen.
  • Jedoch ist das vorliegende Halbleiter-Leuchtmodul nicht darauf beschränkt und mag beispielsweise LEDs bzw. Licht anderer Farbe und/oder unterschiedlichen Leuchtstoff nutzen.
  • Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass in der Aufnahme mindestens ein elektrisches Kontaktelement angeordnet ist, Das elektrische Kontaktelement weist ein tiefer gelegenes Kontaktfeld zur Kontaktierung einer Halbleiterlichtquelle und ein damit elektrisch verbundenes, höher gelegenes Kontaktfeld zur externen elektrischen Kontaktierung au. Das tiefer gelegene Kontaktfeld ist von einer Vergussmasse vergossen, und das höher gelegene Kontaktfeld ragt aus der Vergussmasse heraus. So kann auch einfache Weise eine externe elektrische Kontaktierung mittels des höher gelegenen Kontaktfelds und eine durch die Vergussmasse geschützte Kontaktierung der mindestens einen Halbleiterlichtquelle erreicht werden.
  • Es ist eine Weiterbildung, dass das Kontaktelement einen gestuften (einstückigen) Metallkörper aufweist bzw. ist, welcher die Kontaktfelder bildet. Das Kontaktelement mag unterseitig eine elektrisch isolierende Lage oder Schicht aufweisen, z.B. um einen Kurzschluss zu vermeiden, insbesondere falls das Substrat elektrisch leitfähig ist.
  • 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 von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
  • 1 zeigt in einer Ansicht von schräg oben ein Substrat eines Halbleiter-Leuchtmoduls gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
  • 2 zeigt einen Längsschnitt durch das Substrat des Halbleiter-Leuchtmoduls gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
  • 3 zeigt das nun bestückte Substrat des Halbleiter-Leuchtmoduls gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
  • 4 zeigt in Schrägansicht ein Kontaktelement des Halbleiter-Leuchtmoduls gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, mit welchem das Substrat bestückt ist;
  • 5 zeigt in einer Ansicht von schräg oben einen Ausschnitt aus dem fertigen Halbleiter-Leuchtmodul gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
  • 6 zeigt das fertige Halbleiter-Leuchtmodul gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in Draufsicht;
  • 7 zeigt in Ansicht von schräg oben eine Explosionsansicht auf ein Substrat eines Halbleiter-Leuchtmoduls gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel mit einem zusätzlichen Träger;
  • 8 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht das fertige Halbleiter-Leuchtmodul gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel;
  • 9 zeigt das Substrat des Halbleiter-Leuchtmoduls gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel aufgesetzt auf den zusätzlichen Träger; und
  • 10 zeigt in einer Ansicht von schräg oben einen Längsschnitt durch ein Substrat eines Halbleiter-Leuchtmoduls gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
  • 1 zeigt in einer Ansicht von schräg oben ein Substrat 12 eines Halbleiter-Leuchtmoduls 11 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Das Substrat 12 ist ein plattenförmiges Aluminiumblech, bei dem von einer Rückseite 13 aus ein Prägewerkzeug (o.Abb.) eine an einer Vorderseite 14 hochstehende Seitenwand 15 eingeprägt hat, wie auch im Schnitt in 2 gezeigt. Die Seitenwand 15 ist umlaufend geschlossen und weist in Draufsicht eine ringförmige Form mit zwei seitlich nach außen ragenden Ausbuchtungen 16 auf. Die Seitenwand 15 und der davon umschlossene Bereich des Substrats 12, im Folgenden als Boden 17 bezeichnet, bilden eine vorderseitig offene Aufnahme 15, 17.
  • Das Substrat 12 weist ferner zwei, z.B. ausgestanzte, Löcher 18 auf, die seitlich außerhalb der Seitenwand 15 angeordnet sind und z.B. einer Befestigung und/oder Zentrierung des Substrats 12 dienen können.
  • In 3 ist die Vorderseite 14 des Substrats 12 bestückt. Und zwar sind an dem Boden 17 mehrere Halbleiterlichtquellen in Form von LED-Chips 19 angeordnet, hier in einer matrixartigen Anordnung. Zudem sind im Bereich der Ausbuchtungen 16 jeweils zwei Kontaktelemente 20 angeordnet, die jeweils zwei Kontaktfelder 21 und 22 aufweisen. Die LED-Chips 19 sind hier elektrisch in Reihe verschaltet und endseitig mit den Kontaktfeldern 21 der Kontaktelemente 20 verschaltet. Die Verschaltung geschieht über Bonddrähte 23. Zur externen elektrischen Kontaktierung sind die Kontaktfelder 22 vorgesehen, welche mit den Kontaktfeldern 21 des jeweiligen Kontaktelements 20 elektrisch verbunden sind. So kann beispielsweise durch ein Anlegen einer Spannung an die Kontaktfelder 22 ein Strom durch die LED-Chips 19 erzeugt werden, wodurch diese Licht emittieren.
  • 4 zeigt in Schrägansicht ein Kontaktelement 20. Das Kontaktelement 20 weist eine untere, elektrisch isolierende Schicht 24 auf, mit welcher es an dem Boden 17 befestigt ist. Auf der elektrisch isolierenden Schicht 24 befindet sich ein einfach gestufter Metallblock 25, z.B. aus Kupfer, wobei das (tiefere) Kontaktfeld 21 durch die tiefer liegende horizontale Fläche oder Auftritt des Metallblocks 25 gebildet wird und das (höhere) Kontaktfeld 22 durch die höher liegende horizontale Fläche oder Auftritt.
  • 5 zeigt in einer Ansicht von schräg oben als Längsschnitt einen Ausschnitt aus dem fertigen Halbleiter-Leuchtmodul 11.
  • Die LED-Chips 19 sind nun zusammen mit den (hier nicht eingezeichneten) Bonddrähten 23 mit einer lichtdurchlässigen Vergussmasse 26 vergossen. Dazu ist die Vergussmasse 26 in die nun als Gussform dienende Aufnahme 15, 17 eingefüllt worden. Das tiefere Kontaktfeld 21 des Kontaktelements 20 ist ebenfalls von der Vergussmasse 26 bedeckt, während das höhere Kontaktfeld 22 zur einfachen externen Kontaktierung aus der Vergussmasse 26 herausragt. 6 zeigt das fertige Halbleiter-Leuchtmodul 11 von oben mit Blick auf die Vorderseite 14.
  • Im Betrieb emittieren die LED-Chips 19 Licht (Primärlicht) in die Vergussmasse 26. Die Vergussmasse 26 kann Leuchtstoff aufweisen, welcher das, z.B. blaue, Primärlicht in Sekundärlicht größerer Wellenlänge, z.B. in gelbes Licht, umwandelt. Die Vergussmasse 26 mag dazu beispielsweise in einem transparenten Matrixmaterial (z.B. Silikon oder Epoxidharz) eingebettete Leuchtstoffpartikel als Füllmaterial aufweisen. Falls nicht das ganze Primärlicht umgewandelt wird (sog. Teilkonversion), tritt aus der freien Oberfläche der Vergussmasse 26 ein Mischlicht aus Primärlicht und Sekundärlicht aus, z.B. weißes bzw. blau-gelbes Mischlicht.
  • Allgemein können die LED-Chips 19 gleicher Art sein, z.B. Licht gleicher Farbe abstrahlen, oder mögen unterschiedlicher Art sein, z.B. Licht unterschiedlicher Farbe (beispielsweise blau und rot) abstrahlen. Auch mag die Vergussmasse 26 ein oder mehrere Leuchtstoffe aufweisen. Die Vergussmasse mag aber auch frei von Leuchtstoff sein. Die Vergussmasse mag zudem Diffusorpartikel als Füllmaterial aufweisen.
  • 7 zeigt in Ansicht von schräg oben eine Explosionsansicht auf ein Substrat 32 eines Halbleiter-Leuchtmoduls 31. Das Substrat 32 ist ähnlich zu dem Substrat 12 aufgebaut, wobei nun jedoch der Boden 33 gestuft ausgebildet ist, also zwei Ebenen 34, 35 aufweist. Eine untere (tiefer liegende) Ebene 34 ist als ein zentraler, kreisförmiger Teilbereich des Bodens 33 aufgebildet. Die untere Ebene 34 kann beispielsweise durch eine rückwärtig gerichtete Prägung des Bodens 33 gebildet worden sein, also in eine zur Prägung der Seitenwand 15 entgegengesetzte Richtung. Eine obere (höher liegende) Ebene 35 erstreckt sich ringförmig um die untere Ebene 34 und ist nicht höhenversetzt.
  • Wie in 8 gezeigt, sind an der unteren Ebene 34 mehrere erste LED-Chips 18 angeordnet, welche Licht einer ersten Farbe, z.B. blau, emittieren. An der oberen Ebene 35 sind mehrere zweite LED-Chips 36 angeordnet, welche Licht einer zweiten Farbe, z.B. rot, emittieren. Die untere Ebene 34 bzw. der zugehörige Teilbereich des Bodens 33 bildet mit der zugehörigen Seitenwand 37 eine erste Aufnahme 34, 37 für die (erste) Vergussmasse 26, mittels welcher die ersten LED-Chips 19 vergossen sind. Aus der ersten Aufnahme 34, 37 aus wird also blau-gelbes bzw. weißes Licht abgestrahlt.
  • Die Seitenwand 15, die obere Ebene 35 des Bodens 33 und die obere Oberfläche der ersten Vergussmasse 27 bilden eine (zweite) Aufnahme 15, 27, 35 für eine weitere, zweite Vergussmasse 38. Die Vergussmasse 38 ist frei von Leuchtstoff, mag aber z.B. Diffusorpartikel aufweisen, um davon abgestrahltes Licht zu homogenisieren. Von der Vergussmasse 38 nach oben abgestrahltes Licht ist also insbesondere ein blau-gelb-rotes bzw. warm-weißes Mischlicht. Das Substrat 32 ermöglicht also insbesondere eine einfache Lichtmischung von nicht konvertierten und konvertiertem (einschließlich teilkonvertiertem) Licht.
  • Aufgrund der in die rückwärtige Richtung ausgeprägten unteren Ebene 34 ist nun eine Auflage des Substrats 32 mit seiner Rückseite 13 direkt auf einen Kühlkörper oder eine andere ebene Fläche nicht mehr großflächig möglich.
  • Wie wieder unter Bezug auf 7 gezeigt, weist das Halbleiter-Leuchtmodul 31 zur verbesserten Anbindung an einen Kühlkörper (o.Abb.) einen zusätzlichen Träger 39 aus einem gut wärmeleitenden Material, z.B. Metall, auf. Der Träger 39 weist eine dem Substrat 32 zugewandte Vorderseite 40 auf, welche zu der Rückseite 13 des Substrats 12 komplementär oder invers und ähnlich zu der Vorderseite 14 des Substrats 12 geformt ist. Eine Rückseite 41 des Trägers 39 ist eben ausgebildet.
  • Der Träger 39 weist zudem Löcher 42 auf, welche einer Zentrierung zur korrektem Positionierung des Substrats 12 auf dem Träger 39 und/oder einer gemeinsamen Befestigung, z.B. mittels einer Verschraubung, dienen können.
  • Der Träger mag aus Metall (z.B. Aluminium) bestehen, wodurch ein Mismatch bei einer thermischen Ausdehnung gering gehalten werden kann. Alternativ mag der Träger 39 aus Keramik bestehen, wodurch sich auch eine elektrische Isolierung bereitstellen lässt.
  • Wie in 9 gezeigt, passen die Vorderseite 40 des Trägers 39 und die Rückseite 13 des Substrats 12 so zusammen, dass sie eine großflächige Kontaktfläche bilden. Daher kann in dem Substrat 12 vorhandene Wärme großflächig auf den Träger 39 übertragen werden und von diesem großflächig z.B. auf einen Kühlkörper oder anderen flachen Untergrund. So wird eine Wärmeabfuhr von den LED-Chips 19, 36 verbessert.
  • 10 zeigt in einer Ansicht von schräg oben einen Längsschnitt durch ein Substrat 52 eines Halbleiter-Leuchtmoduls 51. Hier ist die Seitenwand 15 eingeprägt, die erste Aufnahme 34, 37 jedoch spanabhebend eingebracht worden, z.B. durch Fräsen. Das Substrat 52 weist den Vorteil auf, dass seine Rückseite 13 keine Vorsprünge aufweist und somit beispielsweise großflächig auf einen ebenen Kühlkörperbereich aufsetzbar ist.
  • Jedoch mag das Substrat 52 auch durch Prägen anstelle des spanabhebenden Bearbeitens hergestellt worden sein, z.B. durch Prägen auch der Aufnahme 34, 37.
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch die gezeigten Ausführungsbeispiele 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.
  • So können die Substrate auch ausschließlich durch spanabhebende Bearbeitung aus einem Block, z.B. Metallblock, hergestellt werden.
  • Zudem mögen die Substrate aus Keramik hergestellt sein, z.B. durch Formen eines Grünkörpers und anschließendes Sintern.
  • Ferner ist es möglich, den Boden mit mehr als zwei Ebenen auszubilden, z.B. mit drei Ebenen (zweistufig) usw.
  • Ein Substrat mag mehrere getrennt angeordnete Aufnahmen aufweisen.
  • Bezugszeichenliste
  • 11
    Halbleiter-Leuchtmodul
    12
    Substrat
    13
    Rückseite des Substrats
    14
    Vorderseite des Substrats
    15
    Seitenwand
    16
    Ausbuchtung
    17
    Boden
    18
    Loch
    19
    LED-Chip
    20
    Kontaktelement
    21
    tieferes Kontaktfeld
    22
    höheres Kontaktfeld
    23
    Bonddraht
    24
    elektrisch isolierende Schicht
    25
    Metallblock
    26
    Vergussmasse
    31
    Halbleiter-Leuchtmodul
    32
    Substrat
    33
    Boden
    34
    untere Ebene
    35
    obere Ebene
    36
    LED-Chip
    37
    Seitenwand
    38
    Vergussmasse
    39
    Träger
    40
    Vorderseite des Trägers
    41
    Rückseite des Trägers
    51
    Halbleiter-Leuchtmodul
    52
    Substrat

Claims (9)

  1. Halbleiter-Leuchtmodul (11; 31; 51), aufweisend – in Substrat (12; 32; 52), an dessen Vorderseite (14) mindestens eine Halbleiterlichtquelle (19; 19, 36) angeordnet ist, – eine die mindestens eine Halbleiterlichtquelle (19; 19, 36) seitlich umlaufend umgebende Seitenwand (15; 37), – welche Seitenwand (15) und ein davon umschlossener Teil (17; 33) des Substrats (12; 32; 52) mindestens eine Aufnahme (15, 17; 15, 3335, 37) bilden, und – mindestens eine in die Aufnahme (15, 17; 15, 3335, 37) eingefüllte lichtdurchlässige Vergussmasse (26; 26, 38), welche die mindestens eine Halbleiterlichtquelle (19; 19, 36) bedeckt, wobei – die Seitenwand (15) ein Teil des Substrats (12; 32; 52) ist.
  2. Halbleiter-Leuchtmodul (11; 31; 51) nach Anspruch 1, wobei das Substrat (12; 32; 52) aus Metall, insbesondere Aluminium, besteht.
  3. Halbleiter-Leuchtmodul (11; 31; 51) nach Anspruch 2, wobei das Substrat (12; 32; 52) ein aus einer Platte geprägter Körper ist.
  4. Halbleiter-Leuchtmodul (31) nach Anspruch 3, wobei das Substrat (32) mit seiner Rückseite (13) auf einer Vorderseite (40) eines gut wärmeleitenden Trägers (39) aufliegt, die Rückseite (13) des Substrats (32) und die Vorderseite (40) des Trägers (39) zueinander komplementär geformt sind und eine Rückseite (41) des Trägers (39) eben ist.
  5. Halbleiter-Leuchtmodul (51) nach Anspruch 1, wobei das Substrat (52) ein zur Herstellung der Aufnahme spanabhebend bearbeiteter Körper ist.
  6. Halbleiter-Leuchtmodul nach Anspruch 1, wobei das Substrat ein keramischer Körper ist.
  7. Halbleiter-Leuchtmodul (11; 31; 51) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – indestens eine Aufnahme (15, 3335, 37) mehrere Ebenen (34, 35) aufweist, – auf einer unteren Ebene (34) mindestens eine Halbleiterlichtquelle (19) einer ersten Art angeordnet ist, – auf einer oberen Ebene (35) mindestens eine Halbleiterlichtquelle (36) einer zweiten Art angeordnet ist, – die mindestens eine Halbleiterlichtquelle (19) der unteren Ebene (34) mit einer ersten Vergussmasse (26) vergossen ist und – die mindestens eine Halbleiterlichtquelle (36) der oberen Ebene (35) mit einer zweiten Vergussmasse (38) vergossen ist.
  8. Halbleiter-Leuchtmodul (51) nach Anspruch 7, wobei die erste Vergussmasse (26) Leuchtstoff aufweist und die zweite Vergussmasse (38) frei von Leuchtstoff ist.
  9. Halbleiter-Leuchtmodul (11; 31; 51) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei – in der Aufnahme (15, 17; 15, 3335, 37) mindestens ein elektrisches Kontaktelement (20) angeordnet ist, – das elektrische Kontaktelement (20) ein tiefer gelegenes Kontaktfeld (21) zur Kontaktierung einer Halbleiterlichtquelle (19; 19, 36) und ein damit elektrisch verbundenes, höher gelegenes Kontaktfeld (22) zur externen elektrischen Kontaktierung aufweist und – das tiefer gelegene Kontaktfeld (21) von einer Vergussmasse (26; 38) vergossen ist und das höher gelegene Kontaktfeld (22) auf der Vergussmasse herausragt (26; 38).
DE201310201952 2013-02-06 2013-02-06 Halbleiter-Leuchtmodul mit lichtdurchlässiger Vergussmasse Ceased DE102013201952A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201310201952 DE102013201952A1 (de) 2013-02-06 2013-02-06 Halbleiter-Leuchtmodul mit lichtdurchlässiger Vergussmasse

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201310201952 DE102013201952A1 (de) 2013-02-06 2013-02-06 Halbleiter-Leuchtmodul mit lichtdurchlässiger Vergussmasse

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102013201952A1 true DE102013201952A1 (de) 2014-08-21

Family

ID=51263801

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201310201952 Ceased DE102013201952A1 (de) 2013-02-06 2013-02-06 Halbleiter-Leuchtmodul mit lichtdurchlässiger Vergussmasse

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102013201952A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017103381A (ja) * 2015-12-03 2017-06-08 シチズン電子株式会社 発光装置
DE102016104202A1 (de) * 2016-03-08 2017-09-14 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Halbleiterbauteil
DE102020206178A1 (de) 2020-05-15 2021-11-18 Uvex Arbeitsschutz Gmbh Leuchtanordnung

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017103381A (ja) * 2015-12-03 2017-06-08 シチズン電子株式会社 発光装置
DE102016104202A1 (de) * 2016-03-08 2017-09-14 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Halbleiterbauteil
US10629571B2 (en) 2016-03-08 2020-04-21 Osram Oled Gmbh Optoelectronic semiconductor component
DE102020206178A1 (de) 2020-05-15 2021-11-18 Uvex Arbeitsschutz Gmbh Leuchtanordnung

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2188566B1 (de) Led-lampe
EP3167224B1 (de) Halbleiterlampe
EP2198196B1 (de) Lampe
DE102008016458A1 (de) Leiterplatte
DE102014215939A1 (de) Beleuchtungsvorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer solchen
DE102011005597A1 (de) Leuchtvorrichtung
DE102010030702A1 (de) Halbleiterlampe
DE112015003293T5 (de) Licht emittierende Vorrichtung
DE102004009998A1 (de) Licht ausstrahlendes Element und Licht ausstrahlende Vorrichtung mit dem Licht ausstrahlenden Element und Verfahren zur Herstellung des Licht ausstrahlenden Elements
EP2783153B1 (de) Kühlkörper für halbleiterleuchtvorrichtung mit kunststoffteilen
DE112016002349T5 (de) Lichtemissionseinrichtung und Fahrzeuglampe mit dieser
WO2015028405A1 (de) Zusammenbau einer halbleiterlampe aus separat hergestellten bauteilen
DE102009023055A1 (de) Linienlampen-Retrofitlampe
DE102013201952A1 (de) Halbleiter-Leuchtmodul mit lichtdurchlässiger Vergussmasse
DE102014113844B4 (de) Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements und optoelektronisches Bauelement
DE102012212244A1 (de) Fahrzeug-Leuchtvorrichtung mit Halbleiterlichtquelle
DE102014205470B4 (de) Leuchtvorrichtung mit CoB-Bereich
DE102009022071A1 (de) Kühlkörper für eine Leuchtvorrichtung
DE102010061801A1 (de) LED-Modul mit gemeinsamem Farbumwandlungsmodul für wenigstens zwei LED-Chips
DE202016106624U1 (de) Lichtemittierendes Modul und Beleuchtungseinrichtung mit solch einem Modul
DE102017119779A1 (de) Befestigungssockel, lichtemittierende Vorrichtung, Beleuchtungsvorrichtung für sich bewegenden Körper und sich bewegender Körper
DE202013100293U1 (de) Intergral ausgebildete hocheffiziente mehrschichtige lichtemittierende Vorrichtung
EP2994695B1 (de) Reflektoranordnung mit mehreren reflektoren und halbleiterlichtquellen
DE102016206524A1 (de) LED zur Emission von Beleuchtungsstrahlung
DE102016203400A1 (de) Lichtmodul

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final