DE102014111766A1

DE102014111766A1 - Optoelektronische Leuchtvorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung

Info

Publication number: DE102014111766A1
Application number: DE102014111766.2A
Authority: DE
Inventors: Walter Wegleiter; Andreas Plössl; Frank Singer
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2013-09-11
Filing date: 2014-08-18
Publication date: 2015-03-12
Also published as: US9453634B2; US20150070914A1

Abstract

Es wird eine optoelektronische Leuchtvorrichtung angegeben mit einem Leuchtmodul umfassend einen optoelektronischen Halbleiterchip, einem Anschlussträger mit einer ersten Hauptfläche und einer der ersten Hauptfläche abgewandten zweiten Hauptfläche, und einem Kühlkörper, wobei das Leuchtmodul auf der ersten Hauptfläche des Anschlussträger angeordnet ist und der Anschlussträger mittels eines Verbindungselements an dem Kühlkörper aufgrund einer magnetischen Anziehung haftet.

Description

Es werden eine optoelektronische Leuchtvorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung angegeben.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, eine optoelektronische Leuchtvorrichtung anzugeben, bei der im Betrieb erzeugte Wärme besonders effizient abgeführt wird.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung anzugeben, das materialsparend ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Leuchtvorrichtung umfasst diese ein Leuchtmodul mit einem optoelektronischen Halbleiterchip. Der optoelektronische Halbleiterchip kann beispielsweise ein Leuchtdiodenchip sein. Der Leuchtdiodenchip kann im Betrieb elektromagnetische Strahlung erzeugen. Der Leuchtdiodenchip erzeugt im Betrieb zum Beispiel eine infrarote, sichtbare und/oder ultraviolette elektromagnetische Strahlung. Eine Halbleiterschichtenfolge des optoelektronischen Halbleiterchips kann auf einem III-V-Verbindungshalbleitermaterial basieren. Das III/V-Verbindungshalbleitermaterial weist wenigstens ein Element aus der dritten Hauptgruppe, wie beispielsweise B, Al, Ga, In, und ein Element aus der fünften Hauptgruppe, wie beispielsweise N, P, As, auf. Insbesondere umfasst der Begriff "III/V-Verbindungshalbleitermaterial" die Gruppe der binären, ternären oder quaternären Verbindungen, die wenigstens ein Element aus der dritten Hauptgruppe und wenigstens ein Element aus der fünften Hauptgruppe enthalten, beispielsweise Nitrid- und Phosphid-Verbindungshalbleiter. Eine solche binäre, ternäre oder quaternäre Verbindung kann zudem zum Beispiel ein oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen. Das III-V-Verbindungshalbleitermaterial kann beispielsweise GaN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlGaInP oder AlGaInAs umfassen. Die III-V-Verbindungshalbleiterschichtenfolge kann insbesondere eine aktive Schicht umfassen, in der im Betrieb des Halbeiterchips die elektromagnetische Strahlung erzeugt wird.
Der optoelektronische Halbleiterchip kann beispielsweise in einer Ausnehmung eines Gehäuses oder auf einem Träger des Leuchtmoduls montiert oder in einem Gehäuse des Leuchtmoduls vergossen sein. Das Leuchtmodul kann somit neben dem optoelektronischen Halbleiterchip das Gehäuse oder den Träger umfassen, wobei dann das Leuchtmodul selbstragend ausgebildet sein kann. Unter "selbstragend" versteht man im vorliegenden Zusammenhang, dass das Leuchtmodul nicht durch eine weitere Komponente der optoelektronischen Leuchtvorrichtung mechanisch gestützt und/oder stabilisiert wird. Das Leuchtmodul kann insbesondere vorgefertigt und/oder oberflächenmontierbar sein. Beispielsweise handelt es sich bei dem Leuchtmodul um ein Multichip-LED Modul. Das Multichip-LED Modul umfasst beispielsweise eine Vielzahl von Leuchtdiodenchips. Das Leuchtmodul umfasst ferner elektrische Anschlüsse, die für eine elektrische Kontaktierung des Leuchtmoduls geeignet sein können.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Leuchtvorrichtung umfasst diese einen Anschlussträger mit einer ersten Hauptfläche und einer der ersten Hauptfläche abgewandten zweiten Hauptfläche. Insbesondere verläuft die erste Hauptfläche in lateralen Richtungen parallel zu der zweiten Hauptfläche. Die lateralen Richtungen verlaufen parallel zu einer Haupterstreckungsrichtung des Anschlussträgers. Die erste Hauptfläche kann mit der zweiten Hauptfläche über eine Seitenfläche des Anschlussträgers verbunden sein. Die erste Hauptfläche kann von der zweiten Hauptfläche elektrisch isoliert sein. Beispielsweise kann das Leuchtmodul über die erste Hauptfläche des Anschlussträgers elektrisch kontaktiert sein. Beispielsweise kann der Anschlussträger über die zweite Hauptfläche magnetisch auf ein weiteres Bauteil und/oder einer weiteren Komponente der optoelektronischen Leuchtvorrichtung montiert, angeordnet und/oder befestigt sein.
Bei dem Anschlussträger kann es sich um eine bedruckte Leiterplatte (englisch: PCB (Printed Circuit Board)) oder einen Trägerrahmen (englisch: Leadframe) handeln. Der Anschlussträger kann einen elektrisch isolierenden Grundkörper umfassen. Der elektrisch isolierende Grundkörper umfasst beispielsweise ein duro- oder thermoplastisches Kunststoffmaterial oder ein keramisches Material, beispielsweise Siliziumnitrid (Si₃N₄), Aluminiumnitrid (AlN) oder Aluminiumoxidkeramiken (Al₂O₃). Auf und/oder in dem elektrisch isolierenden Grundkörper des Anschlussträgers können elektrisch leitende Leiterbahnen und/oder elektrisch leitende Anschlussstellen eingebracht sein.
Ferner kann es sich bei dem Anschlussträger um eine bedruckte Metallkernplatine handeln. Die bedruckte Metallkernplatine umfasst einen elektrisch leitenden Grundkörper. Der elektrisch leitende Grundkörper kann ein Kupfer, eine Kupferlegierung, ein Aluminium oder eine Aluminiumlegierung umfassen oder aus einem dieser Materialien bestehen. Der elektrisch leitende Grundkörper kann durch eine elektrisch isolierende Schicht von den elektrisch leitenden Leiterbahnen und/oder den elektrisch leitenden Anschlussstellen elektrisch isoliert oder getrennt sein. Beispielsweise könnte eine Aluminiumoxidschicht als elektrische Isolation zwischen Grundkörper und der elektrisch leitenden Leiterbahnen und/oder den elektrisch leitenden Anschlussstellen fungieren. Der Anschlussträger kann insbesondere sehr gut wärmeleitend sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Leuchtvorrichtung umfasst diese einen Kühlkörper. Der Kühlkörper kann insbesondere einen ebenen Bereich zur Anbindung, Montage und/oder Kontaktierung des Anschlussträgers aufweisen. Auf dem ebenen Bereich des Kühlkörpers kann der Anschlussträger mittelbar angeordnet sein. Das heißt, dass zwischen dem Anschlussträger und dem Kühlkörper beispielsweise eine verbindende Komponente angeordnet sein kann. Der Kühlkörper umfasst insbesondere ein sehr gut wärmeleitendes und wärmeabführendes Material. Ein solches Material kann beispielsweise ein Cu oder Al sein. Der Kühlkörper kann insbesondere in einer dem Anschlussträger abgewandten Richtung Kühlrippen aufweisen. Die Kühlrippen führen aufgrund einer Oberflächenvergrößerung des Kühlkörpers zu einer besseren und schnelleren Wärmeabführung nach außen. Die Wärme kann während des Betriebs des Leuchtmoduls erzeugt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Leuchtvorrichtung ist das Leuchtmodul auf der ersten Hauptfläche des Anschlussträgers angeordnet. Insbesondere kann das Leuchtmodul mit der ersten Hauptfläche des Anschlussträgers über die hier beschriebenen Leiterbahnen und/oder Anschlussstellen elektrisch kontaktiert sein. Beispielsweise ist das Leuchtmodul auf die erste Hauptfläche des Anschlussträgers gelötet und/oder geklebt. Insbesondere kann die erste Hauptfläche eine Lotstoppschicht zur vereinfachten elektrischen Kontaktierung des Leuchtmoduls aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Leuchtvorrichtung haftet der Anschlussträger mittels eines Verbindungselements an dem Kühlkörper aufgrund einer magnetischen Anziehung. Das Verbindungselement ist beispielsweise auf der zweiten Hauptseite des Anschlussträgers angeordnet und bildet beispielsweise mit einer zu dem Verbindungselement korrespondierenden Beschichtung des Kühlkörpers die magnetische Anziehung aus. Denkbar ist ferner, dass das Verbindungselement auf und/oder in dem Kühlkörper angeordnet ist und eine magnetische Anziehung auf eine Beschichtung des Anschlussträger ausübt. Die magnetische Anziehung zwischen dem Anschlussträger und dem Kühlkörper ist derart stark ausgebildet, dass der Anschlussträger mechanisch stabil an dem Kühlkörper haftet. Mechanisch stabil bedeutet in diesem Zusammenhang insbesondere, dass die magnetische Anziehung mindestens das Zehnfache oder Hundertfache oder Tausendfache der Gravitationskraft auf den Anschlussträger oder auf den Kühlkörpers halten kann bevor sich die magnetische Verbindung löst. Insbesondere kann die magnetische Anziehung einer Kraft von mehr als 0,5 N oder mehr als 5 N oder mehr als 30 N Stand halten.
Die mechanisch stabile Verbindung zwischen Verbindungselement und der oben genannten Beschichtung wird bevorzugt überwiegend oder ausschließlich durch magnetische Kräfte vermittelt, mechanische Kräfte oder adhäsive Kräfte spielen eine geringe oder keine Rolle. Zum Beispiel ist die stabile Verbindung verzahnungs- oder verankerungsfrei ausgebildet.
Das Verbindungselement umfasst beispielsweise ein ferromagnetisches Material. Ferromagnetische Materialien sind beispielsweise Fe, Ni und Co. Das Verbindungselement kann insbesondere eine ferromagnetische Legierung, beispielsweise Al-Ni-Co oder Ni-Fe-Co umfassen. Das Verbindungelement kann aus einem hier genannten ferromagnetischen Material oder einer ferromagnetischen Legierung bestehen. Ferner sind auch Legierungen oder Sinterkörper aus Seltenerd-Metallen wie zum Beispiel Samarium-Kobalt (Sm-Co) oder Neodym-Eisen-Bor (Nd-Fe-B) für das Verbindungselement denkbar. Diese Materialien zeichnen sich insbesondere durch hohe magnetische Anziehungskräfte, insbesondere bei Raumtemperatur, aus. Das Verbindungselement weist dauermagnetische Eigenschaften auf. Das Verbindungselement kann als separater Körper ausgebildet sein, der an einer Komponente der Leuchtvorrichtung befestigt sein kann. Das Verbindungselement kann als Beschichtung auf einer der Komponenten der Leuchtvorrichtung angeordnet sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Leuchtvorrichtung umfasst diese ein Leuchtmodul mit einem optoelektronischen Halbleiterchip, einen Anschlussträger mit einer ersten Hauptfläche und einer der ersten Hauptfläche abgewandten zweiten Hauptfläche und einem Kühlkörper, wobei das Leuchtmodul auf der ersten Hauptfläche des Anschlussträgers angeordnet ist und der Anschlussträger mittels eines Verbindungselements an dem Kühlkörper aufgrund einer magnetischen Anziehung haftet.
Die Anmeldung macht unter anderem von der Idee Gebrauch zur mechanischen Fixierung und thermischen Ankopplung eines Leuchtmoduls auf einen Kühlkörper ein Verbindungselement einzusetzen, sodass sich zwischen einem Anschlussträger auf dem das Leuchtmodul angeordnet ist und dem Kühlkörper eine magnetische Anziehung ausbildet. Der Anschlussträger haftet mittels des Verbindungselements mechanisch stabil an dem Kühlkörper. Das Verbindungselement umfasst ein ferromagnetisches Material und übt beispielsweise auf ein paramagnetisches oder ferromagnetisches Material eine magnetische Anziehung aus. Das paramagnetische oder ferromagnetische Material kann dann entsprechend auf einem Verbindungspartner, beispielsweise als eine Schicht, ausgebildet sein. Durch das Ausnutzen der magnetischen Anziehung kann die im Betrieb erzeugte Wärme des Leuchtmodul besonders effizient insbesondere über den Kühlkörper abgeführt werden. Dies ist darauf zurückzuführen, dass durch die magnetische Anziehung ein laterales Gleiten zwischen Verbindungspartnern, insbesondere Verbindungselement und Kühlkörper, ermöglicht wird, so dass keine Verringerung der Kontaktfläche zwischen den Verbindungspartnern erfolgt. Somit werden unterschiedliche materialspezifische thermische Ausdehnungskoeffizienten (Englisch: CTE (thermal coefficient of expansion)), insbesondere bei hohen Betriebstemperaturen, ausgeglichen, ohne dass durch eine Verformung der Verbindungspartnern sich die Kontaktfläche zwischen den Verbindungspartnern verringert und somit die Wärme nur schlecht abgeführt werden kann. Insbesondere kommen mechanische Verbindungselemente, beispielsweise Schrauben und/oder Klemmen, nicht zum Einsatz, da die magnetische Anziehung mechanisch stabil ist. Des Weiteren wird aufgrund der magnetischen Anziehung ein gleichmäßiger Krafteintrag auf die Komponenten der optoelektronischen Leuchtvorrichtung ausgeübt.
Um eine ausreichend gute magnetische Verbindung zu erhalten, weist eine wie oben beschriebene paramagnetische oder ferromagnetische Schicht beispielsweise eine Dicke von mindestens 2 µm oder mindestens 100 µm oder mindestens 500 µm auf. Alternativ oder zusätzlich ist die Dicke der paramagnetischen oder ferromagnetischen Schicht ≤ 1 mm oder ≤ 700 µm oder ≤ 500 µm. Ein Abstand zwischen paramagnetischer oder ferromagnetischer Schicht und Verbindungselement beträgt zum Beispiel höchstens 1 mm oder höchstens 100 µm oder höchstens 10 µm. Die paramagnetische oder ferromagnetische Schicht ist dabei bevorzugt selbst nicht als Dauermagnet ausgebildet. Die ferromagnetische Schicht umfasst zum Beispiel eines der folgenden Materialien oder besteht daraus: Fe, Ni, Co, AlNiCo, NiFeCo, Seltene Erde Metall-Verbindungen, wie SmCo, NdFeB.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Leuchtvorrichtung umfasst der Kühlkörper einen ersten Kontaktbereich und einen zweiten Kontaktbereich. Die Kontaktbereich können zur Montage von Komponenten der optoelektronischen Leuchtvorrichtung vorgesehen sein. Insbesondere sind die Kontaktbereiche Oberflächen oder Seitenflächen des Kühlkörpers. Die Kontaktbereiche können bis auf eine herstellungsbedingte Rauheit glatt und/oder eben sein. Der erste Kontaktbereich kann insbesondere zur magnetischen Kontaktierung des Anschlussträgers und der zweite Kontaktbereich kann zur Anbringung eines elektrischen Kontakts für beispielsweise den Anschlussträger vorgesehen sein. Beispielsweise ist auf den ersten Kontaktbereich das Verbindungselement angeordnet, über das der Anschlussträger aufgrund der magnetischen Anziehung mechanisch stabil haftet. Auf den zweiten Kontaktbereich kann beispielsweise der elektrische Kontakt angeordnet sein. Der elektrische Kontakt oder eine elektrische Kontaktierung steht insbesondere mit dem Anschlussträger elektrisch in Kontakt. Der erste und der zweite Kontaktbereich umfassen beispielsweise das gleiche Material.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Leuchtvorrichtung verläuft der erste Kontaktbereich parallel zu dem zweiten Kontaktbereich. Der erste Kontaktbereich und der zweite Kontaktbereich verlaufen parallel zu den lateralen Richtungen. Der erste Kontaktbereich und der zweite Kontaktbereich können insbesondere für sich alleine genommen durchgehend eben ausgebildet sein. Das heißt, dass die Kontaktbereiche keine Unterbrechungen, Erhebungen und/oder Ausnehmungen aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Leuchtvorrichtung überragt der zweite Kontaktbereich den ersten Kontaktbereich in vertikaler Richtung. Die vertikale Richtung verläuft dabei quer, insbesondere senkrecht, zu der lateralen Richtung.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Leuchtvorrichtung verbindet eine Setzstufe (in Englisch: riser) den ersten Kontaktbereich mit dem zweiten Kontaktbereich in der vertikalen Richtung miteinander. Die Setzstufe ist ein senkrechtes Verbindungselement und verbindet den ersten Kontaktbereich mit dem zweiten Kontaktbereich. Die Setzstufe schließt beispielsweise mit dem zweiten Kontaktbereich einen rechten Winkel ein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Leuchtvorrichtung grenzt der Anschlussträger an die Setzstufe des Kühlkörpers an und der Anschlussträger befindet sich mit der Setzstufe in direktem Kontakt. Beispielsweise steht die Seitenfläche des Anschlussträgers mit der Setzstufe in direktem Kontakt. Durch die Setzstufe wird insbesondere eine Justierung oder Montierung des Anschlusskörpers in der lateralen Richtung vereinfacht. Beispielsweise kann der Anschlussträger ohne flächig mit dem Kühlkörper in Kontakt zu stehen, zunächst an die Setzstufe anstoßen und danach flächig auf den Kühlkörper angeordnet werden. Der Anschlussträger kann mittels des Verbindungselements auf dem ersten Kontaktbereich des Kühlkörpers angeordnet sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Leuchtvorrichtung ist der zweite Kontaktbereich des Kühlkörpers frei von einem ferromagnetischen Material. Der zweite Kontaktbereich weist insbesondere kein ferromagnetisches Material auf oder ist von einem solchen bedeckt und ist insbesondere nicht zur Montage des Anschlussträgers über das Verbindungselement vorgesehen. Beispielsweise ist der zweite Kontaktbereich zur Anbringung eines elektrischen Kontaktelements vorgesehen. Unter dem elektrischen Kontaktelement kann insbesondere der elektrische Kontakt oder die elektrische Kontaktierung verstanden werden. Das elektrische Kontaktelement kann insbesondere ein elektrisch leitender Kontaktstreifen, ein Federsteck-Kontakt oder eine Ankontaktier-Fahne (Englisch auch: flex-layer) sein. Das elektrische Kontaktelement verbindet beispielsweise die erste Hauptfläche des Anschlussträgers mit dem zweiten Kontaktbereich des Kühlkörpers elektrisch. Der zweite Kontaktbereich kann von dem ersten Kontaktbereich des Kühlkörpers elektrisch isoliert sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Leuchtvorrichtung ist das Verbindungselement in dem Kühlkörper eingebettet und bildet mit einer paramagnetischen oder ferromagnetischen Beschichtung auf der zweiten Hauptfläche des Anschlussträgers die magnetische Anziehung aus. Unter "eingebettet" versteht man im vorliegenden Zusammenhang, dass das Verbindungselement eine äußere Form des Kühlkörpers nicht verändert und sich zumindest stellenweise in dem Kühlkörper befindet sowie eine Außenfläche des Verbindungselements parallel zu dem ersten Kontaktbereich des Kühlkörpers verläuft. Die Außenfläche des Verbindungselements kann mit dem ersten Kontaktbereich des Kühlkörpers eine ebene Fläche ausbilden, die zum Beispiel bis auf eine herstellungsbedingte Rauheit glatt ist. Die Außenfläche des Verbindungselements ist frei von einem Material des Kühlkörpers. Das Verbindungselement kann als Ferromagnet beziehungsweise als Dauermagnet ausgebildet sein. Die paramagnetische oder ferromagnetische Beschichtung auf der zweiten Hauptfläche des Anschlussträgers wird durch das Magnetfeld des Verbindungselements angezogen und bildet somit die magnetische Anziehung aus. Ferner weist die ferromagnetische Beschichtung eine zu dem Verbindungselement passende Polarität auf. Die paramagnetische oder ferromagnetische Beschichtung kann die zweite Hauptfläche vollständig bedecken und/oder mit der zweiten Hauptfläche in direktem Kontakt stehen.
Insbesondere stehen das Verbindungselement und die paramagnetische oder ferromagnetische Schicht in direktem Kontakt zueinander oder sind über eine Schicht, zum Beispiel eine Wärmeleitschicht, wie eine Wärmeleitpaste, voneinander beabstandet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Leuchtvorrichtung umfasst das Verbindungselement mehrere Dauermagnete und die Dauermagnete sind gemäß einer Halbach-Anordnung zueinander angeordnet. Unter "Halbach-Anordnung" versteht man im vorliegenden Zusammenhang eine spezielle Konfiguration von Dauermagneten. Eine solche Konfiguration ermöglicht, dass sich der magnetische Fluss – also das Magnetfeld – an der einen Seite der Konfiguration fast aufhebt und auf der gegenüberliegenden Seite das Magnetfeld verstärkt wird. Mit anderen Worten kann auf Basis der Halbach-Anordnung eine einseitige magnetische Anziehung des Verbindungselements in Richtung des Kühlkörpers erreicht werden. Das Verbindungselement kann beispielsweise eine dauermagnetische Schicht mit Dauermagneten, die gemäß der Halbach-Anordnung zueinander angeordnet sind, umfassen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Leuchtvorrichtung ist die magnetische Anziehung zwischen dem Verbindungselement, das auf der zweiten Hauptfläche des Anschlussträgers angeordnet ist, und einer paramagnetischen oder ferromagnetischen Beschichtung des Kühlkörpers ausgebildet. Die ferromagnetische Beschichtung des Kühlkörpers weist dann die passende Polarität zu dem Verbindungselement auf. Das Verbindungselement kann als ferromagnetische beziehungsweise dauermagnetische Beschichtung die zweite Hauptfläche des Anschlussträgers beispielsweise vollständig bedecken oder mit dieser im direkten Kontakt stehen. Das Verbindungselement kann eine Samarium-Cobalt (Sm-Co) Legierung umfassen. Das Verbindungselement kann auch segmentiert auf der zweiten Hauptfläche des Anschlussträgers angeordnet sein. Beispielsweise kann das Verbindungselement eine Vielzahl von kleineren dauermagnetischen Bereichen umfassen. Durch das Verbindungselement des Anschlussträgers wird die paramagnetische oder ferromagnetische Beschichtung des Kühlkörpers magnetisiert und es bildet sich die hier beschriebene magnetische Anziehung aus. Die paramagnetische oder ferromagnetische Beschichtung kann insbesondere vollständig auf dem ersten Kontaktbereich des Kühlkörpers angeordnet sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Leuchtvorrichtung ist das Verbindungselement von einer der ersten Hauptfläche zugewandten Seite des Anschlussträgers auf den Anschlussträger angeordnet, wobei sich die magnetische Anziehung zumindest teilweise durch den Anschlussträger hindurch in Richtung des Kühlkörpers erstreckt und mit dem Kühlkörper die magnetische Anziehung ausbildet. Das Verbindungselement kann dabei als Folie oder als starrer Körper ausgebildet sein. Das Verbindungselement kann insbesondere vorgefertigt sein. Ferner ist denkbar, dass das Verbindungselement aus einer vorgefertigten Folie ausgestanzt und/oder ausgeschnitten worden ist. Das Magnetfeld des Verbindungselements ist bevorzugt größer als die geometrischen Abmessungen des Anschlussträgers.
Die Folie kann beispielsweise eine Silikonfolie mit dauermagnetischen Partikeln umfassen. Die magnetische Anziehung bildet sich beispielsweise zwischen dem Verbindungselement und der paramagnetischen oder ferromagnetischen Beschichtung auf dem Kühlkörpers aus, wobei sich der Anschlussträger zwischen dem Verbindungselement und dem Kühlkörper befindet.
Das Verbindungselement kann insbesondere formschlüssig auf den Anschlussträger und/oder das Leuchtmodul aufgebracht sein und beispielsweise Spalten oder Lücken im Anschlussträger oder im Leuchtmodul oder zwischen Anschlussträger und Leuchtmodul formschlüssig auffüllen. Eine mechanische Verbindung zwischen dem Anschlussträger/Leuchtmodul und dem Verbindungselement wird zum Beispiel durch einen Kleber oder durch Verankerungen oder Verzahnungen erreicht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Leuchtvorrichtung überragt das Verbindungselement den Anschlussträger zumindest stellenweise in lateraler Richtung. Beispielsweise steht das Verbindungselement mit der ersten Hauptfläche und der Seitenfläche des Anschlussträgers zumindest stellenweise in direktem Kontakt. Insbesondere kann das Verbindungselement mit dem ersten Kontaktbereich des Kühlkörpers zumindest stellenweise eine gemeinsame Grenzfläche ausbilden. Mit anderen Worten überdeckt das Verbindungselement das Leuchtmodul vollständig, wobei an einer Strahlungsaustrittsfläche des Leuchtmoduls ein strahlungsdurchlässiges Bauelement angeordnet sein kann. Das strahlungsdurchlässige Bauelement verhindert insbesondere, dass die elektromagnetische Strahlung durch das Verbindungselement absorbiert wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Leuchtvorrichtung überragt der Kühlkörper den Anschlussträger in der lateralen Richtung. Die laterale Ausdehnung des Kühlkörpers ist somit größer als die des Anschlussträgers. Die im Betrieb erzeugte Wärme kann somit aufgrund der größeren Oberfläche des Kühlkörpers schneller nach außen abgeführt werden. Ferner steht eine größere Fläche zur Anordnung des Anschlusskörpers mittels des Verbindungselements zur Verfügung. Dies vereinfacht das Anordnen des Anschlussträgers auf den Kühlkörper.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Kühlkörper eine Mehrzahl von Kavitäten auf, die sich als Ausnehmungen ausgehend von dem ersten Kontaktbereich in den Kühlkörper erstrecken. Die Kavitäten können in Draufsicht auf den ersten Kontaktbereich zum Beispiel rippen- oder streifen- oder rechteckförmige Querschnittsformen aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Kavitäten im Kühlkörper teilweise oder vollständig mit dem Verbindungselement aufgefüllt. Das Verbindungselement füllt die Kavitäten insbesondere formschlüssig und ist mechanisch fest mit dem Kühlkörper verbunden. Ein Ablösen oder Herauslösen des Verbindungselements ist dann im vorgesehenen Betrieb nicht vorgesehen. Die mechanische Verbindung zwischen Kühlkörper und Verbindungselement wird zum Beispiel durch einen Kleber oder Verankerungen oder Verzahnungen erreicht.
Insbesondere kann das Verbindungselement bündig mit dem ersten Kontaktbereich abschließen, sodass der Kühlkörper und das Verbindungselement eine dem Anschlussträger zugewandte ebene Fläche ausbilden. Das Verbindungselement ist dann in eine Mehrzahl von einzelnen Verbindungselementen aufgeteilt, die je nach Form der Kavitäten zum Beispiel als einzelne Streifen oder Rippen ausgebildet sind.
Vorteilhafterweise wird durch eine solche Ausführungsform erreicht, dass der Anschlussträger im Bereich lateral neben oder zwischen den Kavitäten mit dem Kühlkörper in direktem oder indirektem Kontakt steht und in diesen Bereichen nicht durch ein ferromagnetisches Verbindungselement vom Kühlkörper beabstandet ist. Tatsächlich weisen ferromagnetische Materialien häufig schlechte thermische Leitfähigkeit auf, weshalb über das Verbindungselement schlechter Wärme vom Anschlussträger abtransportiert werden kann. Obige Ausführungsform bietet einen Kompromiss zwischen guter magnetischer Verbindung zwischen Anschlussträger und Kühlkörper im Bereich der Kavitäten einerseits und gutem Wärmetransport in Bereichen lateral neben und zwischen den Kavitäten andererseits.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist auf den Kühlkörper im ersten Kontaktbereich in Bereichen lateral neben oder zwischen den Kavitäten eine Metallisierung teilweise oder vollflächig aufgebracht. Die Metallisierung bewirkt zum Beispiel einen Abstand zwischen Anschlussträger und Kühlkörper im Bereich der Kavitäten, sodass im Bereich der Kavitäten kein direkter Kontakt zwischen Anschlussträger und Kühlkörper auftritt. Das kann zu einer weiteren Optimierung des Wärmeabtransports zwischen Anschlussträger und Kühlkörper führen. Die Metallisierung weist zum Beispiel eines der folgenden Materialien auf oder besteht daraus: Cu, Ni, Au.
Ferner wird ein Verfahren zur Herstellung einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung beschrieben. Beispielsweise kann eine hier beschriebene optoelektronische Leuchtvorrichtung mittels des Verfahrens hergestellt werden. Das heißt, die für das hier beschriebene Verfahren aufgeführten Merkmale sind auch für eine hier beschriebene optoelektronische Leuchtvorrichtung offenbart und umgekehrt.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens wird in einen Schritt A ein Anschlussträger und ein Verbindungselement bereitgestellt, wobei auf dem Anschlussträger ein Leuchtmodul mit einem optoelektronischen Halbleiterchip angeordnet ist. Das Verbindungselement umfasst beispielsweise ein ferromagnetisches Material oder eine ferromagnetische Legierung und kann als dauermagnetische Beschichtung ausgebildet sein. Das Verbindungselement kann beispielsweise auf der zweiten Hauptfläche des Anschlussträgers angeordnet sein. Ein Grundkörper des Anschlussträger kann beispielsweise ein Siliziumnitrid (Si₃N₄) umfassen und das Leuchtmodul kann über Leiterbahnen des Anschlussträgers elektrisch kontaktiert sein. Das Verbindungselement kann die dem Leuchtmodul abgewandte Seite des Anschlussträgers vollständig bedecken und mit dieser im direkten Kontakt stehen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird in einem Schritt B ein Kühlkörper mit einer dem Anschlussträger zugewandten Kontaktbereich bereitgestellt, wobei der Kontaktbereich zumindest stellenweise eine paramagnetische oder ferromagnetische Beschichtung aufweist. Die paramagnetische oder ferromagnetische Beschichtung kann insbesondere mit dem ersten ebenen Kontaktbereich des Kühlkörpers in direktem Kontakt stehen und diesen vollständig bedecken. Beispielsweise besteht der Kühlkörper aus Al und weist insbesondere auf dem ersten Kontaktbereich eine paramagnetische oder ferromagnetische Beschichtung auf. Ferner kann beispielsweise der gesamte Kühlkörper einschließlich der Kühlrippen und dem zweiten Kontaktbereich durch die paramagnetische oder ferromagnetische Beschichtung überzogen sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird in einem Schritt C durch Erwärmen des Verbindungselements auf mindestens ein Fünftel seiner Curie-Temperatur eine magnetische Anziehungskraft des Verbindungselements verringert. Eine Temperatur, bei deren Erreichen ferromagnetische Eigenschaften eines Materials vollständig verschwunden sind, sodass es oberhalb nur noch paramagnetisch ist, wird als Curie-Temperatur T_C (nach Pierre Curie) bezeichnet. Die Curie-Temperatur wird hier insbesondere bezüglich 0°C gemessen. Beispielsweise ein Verbindungselement aus Fe, dessen Curie-Temperatur bei 760°C liegt, kann auf eine Temperatur von circa 150°C aufgeheizt werden, so dass die magnetische Anziehung im Vergleich bei Raumtemperatur reduziert ist und somit eine Platzierung oder Montage des Anschlussträgers mittels des Verbindungselements auf den Kühlkörper nicht durch starke magnetische Anziehung behindert wird. Ferner ist denkbar, dass beispielsweise ein Verbindungselement für eine Beschichtung des Anschlussträgers eingesetzt wird, das eine Curie-Temperatur von circa 200°C aufweist. Folglich, würde dann ein Aufheizen des Verbindungselement auf 200°C zu einer temporären Eliminierung der magnetischen Anziehung führen. Eine Platzierung des Anschlussträgers mittels des Verbindungselements wäre nunmehr ohne Einwirkung magnetischer Anziehung möglich.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird in einem Schritt D der Anschlussträger mittels des Verbindungselements auf die paramagnetische oder ferromagnetische Beschichtung des Kühlkörpers angeordnet. Aufgrund der hier beschriebenen temporären Reduktion oder Eliminierung der magnetischen Anziehung durch das Erwärmen des Verbindungselements ist das Anordnen des Verbindungselements besonders einfach durchzuführen. Ferner kann die hier beschriebene Setzstufe die Ausrichtung des Anschlussträgers in der lateralen Richtung zusätzlich vereinfachen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird in einem Schritt E durch Abkühlen des Verbindungselements die magnetische Anziehungskraft des Verbindungselements erhöht. Hierdurch erlangt das Verbindungselement insbesondere ihre bei Raumtemperatur vorhandene magnetische Anziehung zurück und das durch das Verbindungselement ausgebildete Magnetfeld zieht die paramagnetische oder ferromagnetische Beschichtung an.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird das Verfahren in der hier angegebenen Reihenfolge A bis E durchgeführt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung wird in einem Schritt A ein Anschlussträger und ein Verbindungselement bereitgestellt, wobei auf dem Anschlussträger ein Leuchtmodul mit einem optoelektronischen Halbleiterchip angeordnet ist. In einem Schritt B wird ein Kühlköper mit einem dem Anschlussträger zugewandten Kontaktbereich bereitgestellt, wobei der Kontaktbereich zumindest stellenweise eine paramagnetische oder ferromagnetische Beschichtung aufweist. In einem Schritt C wird eine magnetische Anziehungskraft des Verbindungselements durch Erwärmen des Verbindungselements auf mindestens ein Fünftel seiner Curie Temperatur verringert. In einem Schritt D wird der Anschlussträger mittels des Verbindungselements auf die paramagnetische oder ferromagnetische Beschichtung des Kühlkörpers angeordnet. In einem Schritt E wird die magnetische Anziehungskraft des Verbindungselements durch Abkühlen des Verbindungselements erhöht.
Im Folgenden wird eine hier beschriebene optoelektronische Leuchtvorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung anhand von Ausführungsbeispielen mit zugehörigen Figuren erläutert.
Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder für eine bessere Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein.
1 zeigt anhand eines schematischen Ausführungsbeispiels eine Montage eines Anschlussträgers mit Leuchtmodul mittels des Verbindungselements auf einen Kühlkörper unter zur Hilfenahme einer Setzkante des Kühlkörpers zur Herstellung der optoelektronischen Leuchtvorrichtung
2 zeigt anhand eines schematischen Ausführungsbeispiels eine Variante der optoelektronischen Leuchtvorrichtung
3 zeigt anhand eines schematischen Ausführungsbeispiels eine weitere Variante der hier beschriebenen optoelektronischen Leuchtvorrichtung, die durch das hier beschriebene Verfahren hergestellt worden ist und
4 zeigt anhand eines weiteren schematischen Ausführungsbeispiels eine weitere Variante der hier beschriebenen optoelektronischen Leuchtvorrichtung.
In der 1 ist eine hier beschriebene optoelektronische Leuchtvorrichtung 100 gezeigt. Die optoelektronische Leuchtvorrichtung 100 umfasst ein Leuchtmodul 10 mit einem optoelektronischen Halbleiterchip 11 und ein Gehäuse 14. Das Leuchtmodul 10 kann beispielsweise ein Multichip-LED-Modul sein. Die optoelektronische Leuchtvorrichtung 100 umfasst einen Anschlussträger 2 mit einer ersten Hauptfläche 21 und einer der ersten Hauptfläche 21 abgewandte zweite Hauptfläche 22. Der Anschlussträger 2 umfasst einen Grundkörper 24 und Leiterbahnen 25, die auf der ersten Hauptfläche 21 des Anschlussträgers 2 angeordnet sind. Das Leuchtmodul 10 ist auf der ersten Hauptfläche 21 des Anschlussträgers 2 über die Leiterbahnen 25 angeordnet und das Leuchtmodul 10 ist insbesondere über den Anschlussträger 2 mittels einer elektrische Kontaktierung 7 elektrisch kontaktiert. Die elektrische Verbindung 7 ist in der 1 als Federsteck-Kontakt ausgebildet.
Die optoelektronische Leuchtvorrichtung 100 der 1 zeigt einen Kühlkörper 5 mit einem ersten Kontaktbereich 51 und einem zweiten Kontaktbereich 52. Der Kühlkörper 5 kann insbesondere ein Cu oder Al umfassen oder aus einem dieser Materialien bestehen. Die elektrische Verbindung 7 befindet sich auf dem zweiten Kontaktbereich 52 des Kühlkörpers 5. Der erste Kontaktbereich 51 verläuft zu dem zweiten Kontaktbereich 52 in lateralen Richtungen L parallel. Die lateralen Richtungen L verlaufen parallel zu einer Haupterstreckungsrichtung des Kühlkörpers 5. Der zweite Kontaktbereich 52 überragt in vertikaler Richtung V den ersten Kontaktbereich 51. Die vertikale Richtung V verläuft senkrecht zu den lateralen Richtungen L. Eine Setzstufe 53 verbindet den ersten Kontaktbereich 51 mit dem zweiten Kontaktbereich 52 in der vertikalen Richtung V. Die Setzstufe 53 schließt mit dem zweiten Kontaktbereich 52 einen rechten Winkel 54 ein. Der Anschlussträger 2 stößt in der lateralen Richtung während einer Montage des Anschlussträgers 2 an die Setzstufe 53 an. Somit ist eine Anordnung des Anschlussträgers 2 auf den ersten Kontaktbereich 51 des Kühlkörpers 5 besonders einfach und zeiteffizient.
In der 1 ist das Verbindungselement 6 als Dauermagnet in dem Kühlkörper eingebettet. Wie in der 1 gezeigt bildet eine Außenfläche 66 des Verbindungselements 6 mit dem ersten Kontaktbereich 51 des Kühlkörpers 5 eine gemeinsame ebene Fläche aus. Die Außenfläche 66 des Verbindungselements 6 ist dem Anschlussträger 2 zugewandt, wobei die Außenfläche 66 des Verbindungselements 6 bündig mit dem ersten Kontaktbereich 51 des Kühlkörpers 5 abschließt. Auf der zweiten Hauptfläche 22 des Anschlussträgers 2 ist eine paramagnetische oder ferromagnetische Beschichtung 61 ausgebildet, die mit der zweiten Hauptfläche 22 im direkten Kontakt steht und diese vollständig bedeckt. Das Verbindungselement 6 bildet ein Magnetfeld aus, das auf die paramagnetische oder ferromagnetische Beschichtung 61 des Anschlussträgers 2 eine magnetische Anziehung M ausbildet. Mittels des Verbindungselements 6 haftet der Anschlussträger 2 an dem Kühlkörper 5 aufgrund der magnetischen Anziehung M, die von dem Verbindungselement 6 ausgeht und sich zwischen dem Anschlussträger 2 und dem Kühlkörper 5 ausgebildet. Die magnetische Anziehung M ist durch einen Pfeil in der 1 dargestellt.
Der Kühlkörper 5 weist auf einer dem Anschlussträger 2 abgewandten Seite Kühlrippen 55 auf. Die Kühlrippen 55 führen insbesondere zu einer Oberflächenvergrößerung des Kühlkörpers 5, so dass die im Betrieb erzeugte Wärme des Leuchtmoduls 10 schnell und effizient nach außen abgeführt werden kann. Der Kühlkörper 5 überragt den Anschlussträger 2 in den lateralen Richtungen L.
Hinsichtlich einer Montage des Anschlussträgers 2 auf den im Kühlkörper 5 eingebetteten Verbindungselement 6 kann insbesondere die magnetische Anziehungskraft M des Verbindungselements 6 abgeschwächt werden, indem das Verbindungselement 6 auf mindestens ein Fünftel seiner Courier-Temperatur erwärmt wird. Hierdurch wird das durch das Verbindungselement 6 erzeugte Magnetfeld abgeschwächt. Beispielsweise kann somit eine Anordnung des Anschlussträgers 2 mittels der paramagnetischen oder ferromagnetischen Beschichtung 61 auf das Verbindungselement 6 vereinfacht werden, da die abgeschwächte magnetische Anziehung M ein Verschieben des Anschlussträgers 2 mittels der paramagnetischen oder ferromagnetischen Beschichtung 61 auf dem Verbindungselement 6 weniger stark behindert. Hat der Anschlussträger 2 die gewünschte Position auf dem Verbindungselement 6 erlangt kann die magnetische Anziehung M des Verbindungselements 6 durch Abkühlen des Verbindungselements 6 auf Raumtemperatur wieder erhöht werden.
In der 2 ist eine schematische Darstellung der optoelektronischen Leuchtvorrichtung 100 wie in 1 gezeigt, mit dem Unterschied, dass der Anschlussträger 2 flächig mittels seiner paramagnetischen oder ferromagnetischen Beschichtung 61 auf dem eingebetteten Verbindungselement 6 mittelbar haftet. Ferner ist in der 2 das Leuchtmodul 10 über die erste Hauptfläche 21 des Anschlussträgers 2 mittels der elektrischen Kontaktierung 7 in Form einer Ankontaktier-Fahne elektrisch kontaktiert, wobei die elektrische Kontaktierung 7 zumindest stellenweise mit dem zweiten Kontaktbereich 52 in direktem Kontakt steht.
In der 1 sowie in der 2 ist der zweite Kontaktbereich 52 des Kühlkörpers 5 frei von einem magnetischen Material. Ferner ist der zweite Kontaktbereich 52 des Kühlkörpers 5 in den 1 und 2 von dem ersten Kontaktbereich 51 des Kühlkörpers 5 elektrisch isoliert.
Bei der in der 3 gezeigten optoelektronischen Leuchtvorrichtung 100 ist die magnetische Anziehung M zwischen dem Verbindungselement 6, das auf der zweiten Hauptfläche 22 des Anschlussträgers 2 angeordnet ist, und einer paramagnetischen oder ferromagnetischen Beschichtung 62 des Kühlkörpers 5 ausgebildet. Das Verbindungselement 6 ist in der 3 als dauermagnetische Beschichtung ausgebildet. Das Verbindungselement 6 besteht beispielsweise aus einer Samarium Cobalt Legierung. Die paramagnetische oder ferromagnetische Beschichtung 62 des Kühlkörpers 5 kann eine Ni-Beschichtung umfassen und der Kühlkörper 5 selbst kann aus einem Al bestehen. Die paramagnetische oder ferromagnetische Beschichtung 62 des Kühlkörpers 5 kann insbesondere an Außenflächen des Kühlkörpers 5 ausgebildet sein, insbesondere sind der erste Kontaktbereich 51 und der zweite Kontaktbereich 52 sowie die Setzstufe 53 des Kühlkörpers 5 durch die paramagnetische oder ferromagnetische Beschichtung 62 beschichtet, wobei die Kühlrippen 55 frei von der paramagnetischen oder ferromagnetische Beschichtung 62 des Kühlkörpers 5 sind.
Die elektrische Kontaktierung 7 steht in der 3 zur Vermeidung eines elektrischen Kurzschlusses nicht mit dem zweiten Kontaktbereich 52 des Kühlkörpers 5 in Kontakt. Eine Seitenfläche 23, welche die erste Hauptfläche 21 mit der zweiten Hauptfläche 22 des Anschlussträgers 2 verbindet, ist zur Vermeidung eines elektrischen Kurzschlusses frei von einem elektrisch leitenden Material. Hierdurch ist eine elektrische Kontaktierung des Leuchtmoduls 10 über die erste Hauptfläche 21 des Anschlussträgers 2 mittels der elektrischen Kontaktierung 7 möglich. Die in der 3 gezeigte optoelektronische Leuchtvorrichtung kann durch das hier beschriebene Verfahren mit den Schritten A bis E hergestellt werden.
Bei der in der 4 gezeigten optoelektronischen Leuchtvorrichtung 100 ist ein schematisches Ausführungsbeispiel der optoelektronischen Leuchtvorrichtung 100 wie in der 3 gezeigt mit dem Unterschied, dass das Verbindungselement 6 nicht als dauermagnetische Beschichtung sondern als Folie ausgebildet ist. Das Verbindungselement 6 kann beispielsweise eine Silikonfolie mit dauermagnetischen Partikeln umfassen und ist von einer der ersten Hauptfläche 21 zugewandten Seite des Anschlussträgers 2 auf dem Anschlussträger 2 angeordnet. Die magnetische Anziehung M des Verbindungselements 6 erstreckt sich durch den Anschlussträger 2 in Richtung des Kühlkörpers 5 hindurch, wobei auf dem Kühlkörper die paramagnetische oder ferromagnetische Beschichtung 62 angeordnet sein kann. In der 4 überragt das Verbindungselement 6 den Anschlussträger zumindest stellenweise in den lateralen Richtungen L, wobei auch zumindest stellenweise die elektrische Kontaktierung 7 mit dem Verbindungselement 6 bedeckt sein kann.
In der 4 kann der Anschlussträger 2 an seiner ersten Hauptfläche 21 und zweiten Hauptfläche 22 frei von einem Material des Verbindungselements 6 sein. Die zwischen dem Verbindungselement 6, das in Form einer Folie vorliegt, und dem Kühlkörper 5 ausgebildete magnetische Anziehung M ist ausreichend, um den Anschlussträger 2 mechanisch stabil auf dem Kühlkörper zu fixieren. Die Beschichtung auf der zweiten Hauptfläche 22 des Anschlussträgers 2 ist also optional. In der 4 ist auf einer Strahlungsaustrittsfläche 12 des Leuchtmoduls 10 ein transparentes und/oder strahlungsdurchlässiges Bauelement 13 nachgeordnet, so dass die im Betrieb erzeugte Strahlung des Leuchtmoduls 10 nicht von dem Verbindungselement 6 absorbiert werden kann.
In 5 ist eine weitere optoelektronische Leuchtvorrichtung 100 gezeigt, bei dem der Kühlkörper 6 im ersten Kontaktbereich 51 eine Mehrzahl von Kavitäten 56 aufweist, die sich als Ausnehmungen ausgehend vom ersten Kontaktbereich 51 in den Kühlkörper 5 erstrecken. Vorliegend bilden die Kavitäten 56 eine Mehrzahl an lateral nebeneinander angeordneten, streifenförmigen Ausnehmungen im Kühlkörper 5. Die Kavitäten 56 sind mit dem Verbindungselement 6 aufgefüllt. Das Verbindungselement 6 überragt den Kühlkörper 5 aber nicht in eine Richtung weg von dem ersten Kontaktbereich 51. Lateral sind dabei Richtungen parallel zu einer Haupterstreckungsrichtung des Anschlussträgers 2. „Streifenförmig nebeneinander angeordnet“ ist hierbei so zu verstehen, dass in Draufsicht auf den Kontaktbereich 51 die Kavitäten 56 als nebeneinander liegende Streifen erscheinen.
In Bereichen lateral neben oder zwischen den Kavitäten 56 ist der erste Kontaktbereich 51 frei von dem Verbindungselement 6. Diese Bereiche sind mit einer Metallisierung 57 aus zum Beispiel Cu überzogen. Die Metallisierung 57 sorgt dabei dafür, dass der Anschlussträger 2 und das Verbindungselement 6 im Bereich der Kavitäten 56 nicht in direktem Kontakt zueinander stehen.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2013 109 986.6 , deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102013109986 [0065]

Claims

Optoelektronische Leuchtvorrichtung (100) mit – einem Leuchtmodul (10) umfassend einen optoelektronischen Halbleiterchip (11), – einem Anschlussträger (2) mit einer ersten Hauptfläche (21) und einer der ersten Hauptfläche (21) abgewandten zweiten Hauptfläche (22), und – einem Kühlkörper (5), wobei – das Leuchtmodul (10) auf der ersten Hauptfläche (21) des Anschlussträger (2) angeordnet ist und – der Anschlussträger (2) mittels eines Verbindungselements (6) an dem Kühlkörper (5) aufgrund einer magnetischen Anziehung (M) haftet.
Optoelektronische Leuchtvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei – der Kühlkörper (5) einen ersten Kontaktbereich (51) und einen zweiten Kontaktbereich (52) umfasst, – der erste Kontaktbereich (51) parallel zu dem zweiten Kontaktbereich (52) verläuft, – der zweite Kontaktbereich (52) den ersten Kontaktbereich (51) in vertikaler Richtung (V) überragt, und – eine Setzstufe (53) den ersten Kontaktbereich (51) mit dem zweiten Kontaktbereich (52) in der vertikalen Richtung (V) miteinander verbindet.
Optoelektronische Leuchtvorrichtung (100) nach Anspruch 2, wobei der Anschlussträger (2) an die Setzstufe (53) des Kühlkörpers (5) angrenzt und sich mit der Setzstufe (53) in direktem Kontakt befindet.
Optoelektronische Leuchtvorrichtung (100) nach Anspruch 2, wobei der zweite Kontaktbereich (52) des Kühlkörpers (5) frei von einem ferromagnetischen Material ist.
Optoelektronische Leuchtvorrichtung (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei – das Verbindungselement (6) in dem Kühlkörper (5) eingebettet ist und – mit einer paramagnetischen oder ferromagnetischen Beschichtung (61) auf der zweiten Hauptfläche (22) des Anschlussträgers (2) die magnetische Anziehung (M) ausbildet.
Optoelektronische Leuchtvorrichtung (100) nach Anspruch 5, wobei das Verbindungselement (6) mehrere Dauermagnete umfasst und die Dauermagnete gemäß einer Halbach-Anordnung zueinander angeordnet sind.
Optoelektronische Leuchtvorrichtung (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei sich die magnetische Anziehung (M) zwischen dem Verbindungselement (6), das auf der zweiten Hauptfläche (22) des Anschlussträgers (2) angeordnet ist, und einer paramagnetischen oder ferromagnetischen Beschichtung (62) des Kühlkörpers (5) ausbildet.
Optoelektronische Leuchtvorrichtung (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Verbindungselement (6) als Folie ausgebildet und von einer der ersten Hauptfläche (21) zugewandten Seite des Anschlussträgers (2) auf den Anschlussträger (2) angeordnet ist, wobei sich die magnetische Anziehung (M) durch den Anschlussträger (2) hindurch in Richtung des Kühlkörpers (5) erstreckt.
Optoelektronische Leuchtvorrichtung (100) nach Anspruch 8, wobei das Verbindungselement (6) den Anschlussträger (2) zumindest stellenweise in lateraler Richtung (L) überragt.
Optoelektronische Leuchtvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Kühlkörper (5) den Anschlussträger (2) in der lateralen Richtung (L) überragt.
Optoelektronische Leuchtvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei – der Kühlkörper (5) eine Mehrzahl von Kavitäten (56) aufweist, die sich als Ausnehmungen in den Kühlkörper (5) erstrecken, – die Kavitäten (56) im Kühlkörper (5) teilweise oder vollständig mit dem Verbindungselement (6) aufgefüllt sind, – der Anschlussträger (2) im Bereich lateral neben oder zwischen den Kavitäten (56) mit dem Kühlkörper (5) in direktem oder indirektem Kontakt steht und in diesen Bereichen nicht durch das Verbindungselement (6) vom Kühlkörper (5) beabstandet ist.
Optoelektronische Leuchtvorrichtung nach dem vorherigen Anspruch, wobei – auf den Kühlkörper (5) im ersten Kontaktbereich (51) in Bereichen lateral neben oder zwischen den Kavitäten (56) eine Metallisierung (57) teilweise oder vollflächig angebracht ist, – die Metallisierung (57) einen Abstand zwischen Anschlussträger (2) und Kühlkörper (5) im Bereich der Kavitäten (56) bewirkt, sodass im Bereich der Kavitäten (56) kein direkter Kontakt zwischen Anschlussträger (2) und Kühlkörper (5) auftritt.
Verfahren zur Herstellung einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung (100) mit folgenden Schritten: A) Bereitstellen eines Anschlussträgers (2) und eines Verbindungselements (6), wobei auf dem Anschlussträger (2) ein Leuchtmodul (10) mit einem optoelektronischen Halbleiterchip (11) angeordnet ist, B) Bereitstellen eines Kühlköpers (5) mit einem dem Anschlussträger (2) zugewandten Kontaktbereich, wobei der Kontaktbereich zumindest stellenweise eine paramagnetische oder ferromagnetische Beschichtung (62) aufweist, C) Verringern einer magnetischen Anziehungskraft (M) des Verbindungselements (6) durch Erwärmen des Verbindungselements (6) auf mindestens ein Fünftel seiner Curie Temperatur, D) Anordnen des Anschlussträgers (2) mittels des Verbindungselements (6) auf die paramagnetische oder ferromagnetische Beschichtung (62) des Kühlkörpers (5), E) Erhöhen der magnetischen Anziehungskraft (M) des Verbindungselements (6) durch Abkühlen des Verbindungselements (6).