DE102015205332A1 - Translucent boards equipped with LED and / or heat sinks - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen keramischen Trägerkörper (1) auf dessen Oberfläche einseitig oder mehrseitig versinterte Metallisierungsbereiche (2) als Leiterbahnen aufgebracht sind und der Trägerkörper (1) eine Platine ist, wobei auf dem Trägerkörper (1) zumindest eine LED (3) und gegebenfalls andere elektrische oder elektronische Bauelemente angeordnet sind. Damit der Trägerkörper (1) das Licht der LED´s (3) in allen Raumrichtungen abstrahlt, im Hochleistungsbereich (ab etwa 0,8 W pro LED) einsetzbar ist und eine Wärmeleitfähigkeit größer als 10 W/mK aufweist, wird vorgeschlagen, dass der keramische Trägerkörper (1) eine transluzente Keramik ist.The invention relates to a ceramic carrier body (1) on the surface of one or more sides sintered metallization regions (2) are applied as conductor tracks and the carrier body (1) is a circuit board, wherein on the carrier body (1) at least one LED (3) and optionally other electrical or electronic components are arranged. So that the carrier body (1) emits the light of the LEDs (3) in all spatial directions, in the high power range (from about 0.8 W per LED) can be used and has a thermal conductivity greater than 10 W / mK, it is proposed that the ceramic carrier body (1) is a translucent ceramic.

Description

Die Erfindung betrifft einen keramischen Trägerkörper auf dessen Oberfläche einseitig oder mehrseitig versinterte Metallisierungsbereiche als Leiterbahnen aufgebracht sind und der Trägerkörper eine Platine ist, wobei auf dem Trägerkörper zumindest eine LED und gegebenfalls andere elektrische oder elektronische Bauelemente angeordnet sind, deren Anschlusselemente mit den Leiterbahnen elektrisch verbunden sind.The invention relates to a ceramic carrier body on whose surface single-sided or multi-sided sintered metallization regions are applied as conductor tracks and the carrier body is a circuit board, wherein on the carrier body at least one LED and optionally other electrical or electronic components are arranged, the connection elements are electrically connected to the conductor tracks ,

Ein derartiger Trägerkörper ist in der WO 2007107601 A1 beschrieben.Such a carrier body is in the WO 2007107601 A1 described.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Trägerkörper nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so weiterzubilden, dass er das Licht der LED´s in allen Raumrichtungen abstrahlt, im Hochleistungsbereich (ab etwa 0,8 W pro LED) einsetzbar ist und eine Wärmeleitfähigkeit größer als 10 W/mK aufweist. Transluzente Gläser eignen sich nicht als Trägerkörper, da deren Wärmeleitfähigkeiten zu niedrig sind.The invention has the object of developing a carrier body according to the preamble of claim 1 so that it emits the light of the LED's in all directions, in the high power range (from about 0.8 W per LED) can be used and a thermal conductivity greater than 10 W / mK. Translucent glasses are not suitable as carrier bodies because their thermal conductivities are too low.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.According to the invention, this object is solved by the features of claim 1.

Dadurch, dass der keramische Trägerkörper eine transluzente Keramik ist, strahlt er das Licht der LED´s in allen Raumrichtungen ab, ist im Hochleistungsbereich (ab etwa 0,8 W pro LED) einsetzbar und weist eine Wärmeleitfähigkeit größer als 10 W/mK auf.Because the ceramic carrier body is a translucent ceramic, it emits the light of the LEDs in all spatial directions, can be used in the high-power range (from about 0.8 W per LED) and has a thermal conductivity greater than 10 W / mK.

Transluzente Keramiken werden zum Beispiel beschrieben in DE 10 2013 226 579 A . Translucent ceramics are described for example in DE 10 2013 226 579 A ,

In einer Ausführungsform kann der Trägerkörper einstückig mit Kühlrippen verbunden sein oder aber plattenförmig ausgebildet sein. Wenn der Trägerkörper einstückig mit Kühlrippen verbunden ist, spricht man auch von einem dreidimensionalen Trägerkörper im Gegensatz zu einem plattenförmigen, zweidimensionalen Trägerkörper.In one embodiment, the carrier body may be integrally connected to cooling fins or formed plate-shaped. When the carrier body is integrally connected with cooling fins, one speaks of a three-dimensional carrier body in contrast to a plate-shaped, two-dimensional carrier body.

Bevorzugt bestehen die Metallisierungsbereiche aus Silber-Platin.The metallization regions preferably consist of silver-platinum.

Zur Abführung der von den LED´s erzeugten Wärme ist in einer Ausführungsvariante der Trägerkörper flüssigkeitsgekühlt oder wird über natürliche oder erzwungene Konvektion gekühlt. So ist zum Beispiel eine Kühlung mit Heatpipes vorteilhaft.In order to dissipate the heat generated by the LEDs, in one embodiment the carrier body is liquid-cooled or is cooled by natural or forced convection. For example, cooling with heat pipes is advantageous.

Eine erfindungsgemäße Verwendung zeichnet sich dadurch aus, dass eine transluzente Keramik für einen erfindungsgemäßen Trägerkörper verwendet wird.A use according to the invention is characterized in that a translucent ceramic is used for a carrier body according to the invention.

Die Erfindung beschreibt somit zwei- oder dreidimensionale keramische Trägerkörper, auch Boards genannt, auf Basis transluzenter Keramik (auch bekannt unter der Bezeichnung PERLUCOR). Diese können direkt einseitig oder mehrseitig metallisiert werden (z.B. mit Silber-Piatin-Leiterbahnen im Siebdruck, mit nachfolgendem Einbrand). Anschließend erfolgt die Bestückung mit elektrischen oder elektronischen Komponenten oder Bauteilen, darunter LED´s. Die Boards können flüssigkeitsgekühlt oder über natürliche oder erzwungene Konvektion gekühlt sein. The invention thus describes two- or three-dimensional ceramic carrier bodies, also called boards, based on translucent ceramic (also known as PERLUCOR). These can be metallized directly on one side or on several sides (for example with silver-platinum printed conductors with screen printing, with subsequent penetration). Subsequently, the assembly is carried out with electrical or electronic components or components, including LEDs. The boards may be liquid cooled or cooled by natural or forced convection.

Diese Boards sind natürlich für jede Leistungsklasse von LED´s verwendbar.These boards are of course usable for every power class of LEDs.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Figur weiter erläutert.The invention will be further explained with reference to a figure.

1 zeigt einen erfindungsgemäßen Trägerkörper 1 aus einer transluzenten, d.h. aus einer teiltransparenten Keramik. Auf der Oberfläche des Trägerkörpers 1 sind in dieser Ausführungsform einseitig versinterte Metallisierungsbereiche 2 als Leiterbahnen aufgebracht. Der Trägerkörper 1 ist dadurch eine Platine, wobei auf dem Trägerkörper 1 zumindest eine LED 3 und gegebenfalls andere elektrische oder elektronische Bauelemente angeordnet sind. Mit dem Bezugszeichen 4 ist ein Stecker bezeichnet, der mit externen Zuleitungsdrähten verbindbar ist und der mit den Metallisierungsbereichen 2 stromleitend verbunden ist. 1 shows a carrier body according to the invention 1 from a translucent, ie from a partially transparent ceramic. On the surface of the carrier body 1 in this embodiment are single-sided sintered metallization regions 2 applied as tracks. The carrier body 1 is thereby a circuit board, wherein on the carrier body 1 at least one LED 3 and optionally other electrical or electronic components are arranged. With the reference number 4 a connector is referred to, which is connectable to external lead wires and the metallization areas 2 is electrically conductively connected.

Durch die versinterten Metallisierungsbereiche 2 wird die von den LED´s erzeugte Wärme aufgrund der extrem guten thermischen Leitfähigkeit in das Material des Trägerkörpers abgeleitet und dort gespreizt. Through the sintered metallization areas 2 the heat generated by the LED's is derived due to the extremely good thermal conductivity in the material of the carrier body and spread there.

Durch die Verwendung von transluzenter Keramik als Werkstoff für den Trägerkörper 1 wird das Licht der LED´s 3 in alle Raumrichtungen abgestrahlt.By using translucent ceramic as a material for the carrier body 1 becomes the light of the LEDs 3 radiated in all spatial directions.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2007107601 A1 [0002] WO 2007107601 A1 [0002]
  • DE 102013226579 A [0006] DE 102013226579 A [0006]

Claims (5)

Keramischer Trägerkörper (1) auf dessen Oberfläche einseitig oder mehrseitig versinterte Metallisierungsbereiche (2) als Leiterbahnen aufgebracht sind und der Trägerkörper (1) eine Platine ist, wobei auf dem Trägerkörper (1) zumindest eine LED (3) und gegebenfalls andere elektrische oder elektronische Bauelemente angeordnet sind, deren Anschlusselemente mit den Metallisierungsbereichen (2) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der keramische Trägerkörper (1) eine transluzente Keramik ist.Ceramic carrier body ( 1 ) on its surface one-sided or multi-sided sintered metallization areas ( 2 ) are applied as conductor tracks and the carrier body ( 1 ) is a circuit board, wherein on the carrier body ( 1 ) at least one LED ( 3 ) and optionally other electrical or electronic components are arranged, whose connection elements with the metallization areas ( 2 ), characterized in that the ceramic carrier body ( 1 ) is a translucent ceramic. Trägerkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (1) einstückig mit Kühlrippen verbunden ist oder der Trägerkörper plattenförmig ausgebildet ist.Carrier body according to claim 1, characterized in that the carrier body ( 1 ) is integrally connected with cooling fins or the carrier body is plate-shaped. Trägerkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallisierungsbereiche (2) aus Silber-Platin bestehen.Carrier body according to claim 1 or 2, characterized in that the metallization areas ( 2 ) consist of silver-platinum. Trägerkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (1) flüssigkeitsgekühlt oder über natürliche oder erzwungene Konvektion gekühlt ist.Carrier body according to one of claims 1 to 3, characterized in that the carrier body ( 1 ) is liquid cooled or cooled by natural or forced convection. Verwendung einer transluzenten Keramik für einen Trägerkörper (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4.Use of a translucent ceramic for a carrier body ( 1 ) according to one of claims 1 to 4.
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