DE102020106659A1

DE102020106659A1 - Lichtemittierende vorrichtung, lichtemittierendes modul und verfahren zur herstellung desselben

Info

Publication number: DE102020106659A1
Application number: DE102020106659.7A
Authority: DE
Inventors: Kimihiro Miyamoto; Tomoyuki Sato
Original assignee: Nichia Corp
Current assignee: Nichia Corp
Priority date: 2019-03-13
Filing date: 2020-03-11
Publication date: 2020-09-17
Also published as: US20200295246A1; JP2020150097A; JP7054429B2; US11094871B2

Abstract

Ein lichtemittierendes Modul 1 enthält ein lichtemittierendes Element 40, eine Montageplatte 30, eine Modulplatte 20, ein Anodenverbindungselement 52, ein Kathodenverbindungselement 53, und ein Metallband 54. Das lichtemittierende Element 40 enthält eine Anodenelektrode und eine Kathodenelektrode. Die Montageplatte 30 enthält ein Anodenpad 32, ein Kathodenpad 33 und ein Wärmestrahlungspad 34a, 34b, von denen jedes elektrisch unabhängig ist. Die Anodenelektrode und das Anodenpad 32 sind verbunden. Die Kathodenelektrode und das Kathodenpad 33 sind verbunden. Die Modulplatte 20 enthält einen Anodenanschluss 22, einen Kathodenanschluss 23 und einen Wärmeableiter 24. Das Anodenverbindungselement 52 verbindet das Anodenpad 32 und den Anodenanschluss 22. Das Kathodenverbindungselement 53 verbindet das Kathodenpad 33 und den Kathodenanschluss 23. Das Metallband 54 verbindet das Wärmestrahlungspad 34a, 34b und den Wärmeableiter 24.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung basiert auf und beansprucht die Priorität der Japanischen Patentanmeldung No. 2019-045504 , eingereicht am 13. März 2019, deren gesamter Inhalt hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird.
GEBIET
Hier beschriebene Ausführungsformen betreffen allgemein eine lichtemittierende Vorrichtung, ein lichtemittierendes Modul und ein Verfahren zur Herstellung desselben.
HINTERGRUND
In den vergangenen Jahren wurde eine höhere Ausgabe einer lichtemittierenden Vorrichtung unter Verwendung einer lichtemittierenden Diode (LED) erreicht, und dementsprechend ist eine Verbesserung bei der Wärmeableitung gewünscht. Die JP 2016-96190 A (Kokai) hat eine Technik offenbart, bei der ein Halbleiterelement mit einem Wärmeableiter mittels einer durchgehenden Zwischenverbindung verbunden ist, die in einer Zwischenverbindungsplatte vorgesehen ist, und die Wärme des Halbleiterelements wird unter Verwendung eines Strompfads von dem Halbleiterelement zu dem Wärmeableiter abgeführt. Allerdings wird eine weitere Verbesserung bei der Wärmeableitung für die lichtemittierende Vorrichtung benötigt.
ÜBERSICHT
Gemäß einer Ausführungsform umfasst eine lichtemittierende Vorrichtung ein lichtemittierendes Element und eine Montageplatte. Das lichtemittierende Element enthält eine Anodenelektrode und eine Kathodenelektrode. Die Montageplatte enthält ein Anodenpad, ein Kathodenpad und ein Wärmestrahlungspad, von denen jedes elektrisch unabhängig ist. Die Anodenelektrode und das Anodenpad sind verbunden, und die Kathodenelektrode und das Kathodenpad sind verbunden.
Gemäß einer Ausführungsform enthält ein lichtemittierendes Modul ein lichtemittierendes Element, eine Montageplatte, eine Modulplatte, ein Anodenverbindungselement, ein Kathodenverbindungselement, und ein Metallband. Das lichtemittierende Element enthält eine Anodenelektrode und eine Kathodenelektrode. Die Montageplatte enthält ein Anodenpad, ein Kathodenpad und ein Wärmestrahlungspad, von denen jedes elektrisch unabhängig ist. Die Anodenelektrode und das Anodenpad sind verbunden. Die Kathodenelektrode und das Kathodenpad sind verbunden. Die Modulplatte enthält einen Anodenanschluss, einen Kathodenanschluss und einen Wärmeableiter. Das Anodenverbindungselement verbindet das Anodenpad und den Anodenanschluss. Das Kathodenverbindungselement verbindet das Kathodenpad und den Kathodenanschluss. Das Metallband verbindet das Wärmestrahlungspad und den Wärmeableiter.
Gemäß einer Ausführungsform wird ein Verfahren zur Herstellung eines lichtemittierenden Moduls offenbart. Das Verfahren kann das Vorbereiten einer lichtemittierenden Vorrichtung enthalten. Die lichtemittierende Vorrichtung enthält ein lichtemittierendes Element, das eine Anodenelektrode und eine Kathodenelektrode enthält, und eine Montageplatte. Die Montageplatte enthält ein Anodenpad, ein Kathodenpad und ein Wärmestrahlungspad, von denen jedes elektrisch unabhängig ist. Die Anodenelektrode und das Anodenpad sind verbunden. Die Kathodenelektrode und das Kathodenpad sind verbunden. Das Verfahren kann ein Montieren der lichtemittierenden Vorrichtung auf einer Modulplatte enthalten, die einen Anodenanschluss, einen Kathodenanschluss und einen Wärmeableiter enthält. Das Verfahren kann ein Verbinden eines Anodenverbindungselements mit dem Anodenpad und dem Anodenanschluss enthalten, und ein Verbinden eines Kathodenverbindungselements mit dem Kathodenpad und dem Kathodenanschluss. Zusätzlich kann das Verfahren ein Verbinden eines Metallbands mit dem Wärmestrahlungspad und dem Wärmeableiter enthalten.
Figurenliste
Ein vollständigeres Verständnis von Ausführungsformen der Erfindung und vieler ihrer begleitenden Vorteile wird leicht mit Bezug zu der nachfolgenden detaillierten Beschreibung bei Betrachtung in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen erhalten werden.

1A ist eine Draufsicht, die ein lichtemittierendes Modul gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt;
1B ist eine Endansicht, aufgenommen entlang einer in 1A gezeigten Linie 1B-1B';
2 ist eine Draufsicht, die eine Montageplatte einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt;
3A bis 3E sind Draufsichten, die ein Verfahren zur Herstellung des lichtemittierenden Moduls gemäß der ersten Ausführungsform zeigen;
4 ist eine Draufsicht, die ein lichtemittierendes Modul gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt;
5 ist eine Draufsicht, die ein lichtemittierendes Modul gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt;
6 ist eine Draufsicht, die ein lichtemittierendes Modul gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt;
7 ist eine Draufsicht, die ein lichtemittierendes Modul gemäß einer fünften Ausführungsform zeigt;
8 ist eine Draufsicht, die ein lichtemittierendes Modul gemäß einer sechsten Ausführungsform zeigt;
9 ist eine Draufsicht, die eine Montageplatte in einer siebten Ausführungsform zeigt;
10 ist eine Draufsicht, die eine Montageplatte in einer achten Ausführungsform zeigt; und
11 ist eine Endansicht, die ein lichtemittierendes Modul gemäß einer neunten Ausführungsform zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ausführungsformen der Erfindung werden nun mit Bezug zu den beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, wobei gleiche Bezugszeichen über die verschiedenen Zeichnungen hinweg entsprechende oder identische Elemente bezeichnen. Allerdings sollen die nachfolgend erwähnten Ausführungsformen beispielhafte lichtemittierende Vorrichtungen zum Implementieren des technischen Konzepts der vorliegenden Erfindung erläutern, und sollen Elemente, die im Umfang der Ansprüche genannt werden, nicht auf jene beschränken, die in den Ausführungsformen beschrieben werden. Eine Größe, ein Material, und eine Gestalt der Bestandteilselemente sowie eine relative Positionierung zwischen ihnen, wie in den Ausführungsformen beispielhaft verkörpert, sollen den Umfang der vorliegenden Erfindung nicht begrenzen. Die in jeder Zeichnung dargestellte Größe und Positionsbeziehung der Elemente kann für den Zweck der klaren Erläuterung vergrößert sein. Ferner bezeichnen in der nachfolgenden Beschreibung die gleichen Titel und die gleichen Bezugszeichen und/oder Symbole gleiche oder äquivalente Elemente, und somit unterbleibt deren detaillierte Beschreibung.
Erste Ausführungsform
Zunächst wird die erste Ausführungsform beschrieben werden.
1A ist eine Draufsicht, die ein lichtemittierendes Modul gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
1B ist eine Endansicht entlang der Linie 1B-1B', die in 1A gezeigt ist.
2 ist eine Draufsicht, die eine Montageplatte einer lichtemittierenden Vorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
Das lichtemittierende Modul 1 gemäß der Ausführungsform umfasst ein lichtemittierendes Element 40, das eine Anodenelektrode und eine Kathodenelektrode enthält; eine Montageplatte 30, die ein Anodenpad 32, ein Kathodenpad 33 und Wärmestrahlungspads 34a und 34b enthält, von denen jedes elektrisch unabhängig ist, wobei die Anodenelektrode und das Anodenpad 32 verbunden sind, wobei die Kathodenelektrode und das Kathodenpad 33 verbunden sind; eine Modulplatte, die einen Anodenanschluss 22, einen Kathodenanschluss 23 und einen Wärmeableiter 24 enthält; ein Anodenverbindungselement 52, das das Anodenpad 32 und den Anodenanschluss 22 verbindet; ein Kathodenverbindungselement 53, das das Kathodenpad 33 und den Kathodenanschluss 23 verbindet; und Metallbänder 54, die die Wärmestrahlungspads 34a und 34b mit dem Wärmeableiter verbinden. Das lichtemittierende Element 40 und die Montageplatte 30 konfigurieren die lichtemittierende Vorrichtung 11 gemäß der Ausführungsform.
Dies wird nachfolgend detaillierter beschrieben werden.
Wie in 1A, 1B, 2 gezeigt, ist das lichtemittierende Modul 1 mit der Modulplatte 20 versehen. Die Modulplatte 20 ist mit dem Wärmeableiter 24 versehen. Der Wärmeableiter 24 ist eine Platte, die aus einem Metallmaterial wie zum Beispiel Kupfer hergestellt ist. Ein Isolierbereich 21 ist auf dem Wärmeableiter 24 vorgesehen. In dem Isoliertbereich 21 ist beispielsweise eine Verdrahtung in einem Ausgangsmaterial vorgesehen, das aus einem isolierenden Harzmaterial gefertigt ist. Der Anodenanschluss 22 und der Kathodenanschluss 23 sind auf der oberen Oberfläche 21a des Isolierbereichs 21 vorgesehen. Der Anodenanschluss 22 und der Kathodenanschluss 23 sind beispielsweise Metallplatten und sind voneinander isoliert. Ferner ist eine Öffnung 21b in dem Isoliertbereich 21 gebildet, und der Wärmeableiter 24 ist in der Öffnung 21b exponiert.
Auf der Modulplatte 20 ist die lichtemittierende Vorrichtung 11 vorgesehen. Die lichtemittierende Vorrichtung 11 ist in der Öffnung 21b des Isolierbereichs 21 angeordnet. Die lichtemittierende Vorrichtung 11 ist mit der Montageplatte 30 und beispielsweise fünf lichtemittierenden Elementen 40a bis 40e versehen (allgemein bezeichnet als ein „lichtemittierendes Element 40“). Die Zahl der lichtemittierenden Elemente 40 ist nicht auf fünf begrenzt, sondern kann 1 bis 4, oder 6 oder mehr sein.
Die Montageplatte 30 ist beispielsweise mit einem Basismaterial 31 versehen, das aus Aluminiumnitrid (AIN) hergestellt ist. Die untere Oberfläche 31b des Basismaterials 31 ist in Kontakt mit der oberen Oberfläche des Wärmeableiter 24. Auf der oberen Oberfläche 31 a des Basismaterials 31 sind beispielsweise ein Anodenpad 32, beispielsweise ein Kathodenpad 33, und beispielsweise zwei Wärmestrahlungspads 34a und 34b vorgesehen. Das Anodenpad 32, das Kathodenpad 33, und die Wärmestrahlungspads 34a und 34b sind voneinander isoliert und sind elektrisch unabhängig voneinander. Ein Anodenpad 32, ein Kathodenpad 33 und zwei Wärmestrahlungspads 34a und 34b sind in zwei Zeilen und zwei Spalten angeordnet. Das Anodenpad 32, und das Kathodenpad 33 sind zueinander benachbart angeordnet, und das Wärmestrahlungspad 34a und das Wärmestrahlungspad 34b sind zueinander benachbart angeordnet.
Ein Zwischenverbindungsmuster 35 ist auf der oberen Oberfläche 31a des Basismaterials 31 zwischen dem Anodenpad 32 und dem Wärmestrahlungspad 34a und zwischen dem Kathodenpad 33 und dem Wärmestrahlungspad 34b vorgesehen. Das Zwischenverbindungsmuster 35 ist in sechs Bereiche 35a bis 35f unterteilt. Der Bereich 35a des Zwischenverbindungsmusters 35 ist elektrisch mit dem Anodenpad 32 verbunden, und der Bereich 35f ist elektrisch mit dem Kathodenpad 33 verbunden. Die Wärmestrahlungspads 34a und 34b sind von allen Bereichen 35a bis 35f des Zwischenverbindungsmusters 35 isoliert.
Die lichtemittierenden Elemente 40a bis 40e sind auf dem Zwischenverbindungsmuster 35 montiert. Das lichtemittierende Element 40 ist beispielsweise eine lichtemittierende Diode (LED). Jedes lichtemittierende Element 40 ist mit der Anodenelektrode und der Kathodenelektrode versehen. Die Anodenelektrode des lichtemittierenden Elements 40a ist mit dem Bereich 35a des Zwischenverbindungsmusters 35 verbunden, und die Kathodenelektrode ist mit dem Bereich 35b verbunden. Die Anodenelektrode des lichtemittierenden Elements 40b ist mit dem Bereich 35b verbunden, und die Kathodenelektrode ist mit dem Bereich 35c verbunden. Die Anodenelektrode des lichtemittierenden Elements 40c ist mit dem Bereich 35c verbunden, und die Kathodenelektrode ist mit dem Bereich 35d verbunden. Die Anodenelektrode des lichtemittierenden Elements 40d ist mit dem Bereich 35d verbunden, und die Kathodenelektrode ist mit dem Bereich 35e verbunden. Die Anodenelektrode des lichtemittierenden Elements 40e ist mit dem Bereich 35e verbunden, und die Kathodenelektrode ist mit dem Bereich 35f verbunden.
Hierdurch werden die lichtemittierenden Elemente 40a bis 40e in Reihe zwischen dem Anodenpad 32 und dem Kathodenpad 33 mittels des Zwischenverbindungsmusters 35 verbunden. D. h., die Anodenelektrode jedes lichtemittierenden Elements 40 ist mit dem Anodenpad 32 verbunden, und die Kathodenelektrode jedes lichtemittierenden Elements 40 ist mit dem Kathodenpad 33 verbunden.
Das lichtemittierende Modul 1 ist mit einem oder einer Mehrzahl von Anodenverbindungselementen 52 versehen. Die Anodenverbindungselemente 52 verbinden das Anodenpad 32 der Montageplatte 30 und den Anodenanschluss 22 der Modulplatte 20. In dem in 1A gezeigten Beispiel sind die Anodenverbindungselemente 52 Metallbänder, beispielsweise sind drei Bänder vorgesehen und parallel zueinander angeordnet.
Das lichtemittierende Modul 1 ist mit einem oder einer Mehrzahl von Kathodenverbindungselementen 53 versehen. Die Kathodenverbindungselemente 53 verbinden das Kathodenpad 33 der Montageplatte 30 und den Kathodenanschluss 23 der Modulplatte 20. In dem in 1A gezeigten Beispiel sind die Kathodenverbindungselemente 53 Metallbänder, beispielsweise sind drei Bänder vorgesehen und parallel zueinander angeordnet.
Das lichtemittierende Modul 1 ist mit Metallbändern 54 versehen. In dem in 1A gezeigten Beispiel sind beispielsweise sechs Metallbänder 54 vorgesehen und parallel zueinander angeordnet. Die drei Metallbänder 54 verbinden das Wärmestrahlungspad 34a der Montageplatte 30 und den Wärmeableiter 24 der Modulplatte 20, und die anderen drei Metallbänder 54 verbinden das Wärmestrahlungspad 34b und den Wärmeableiter 24. Wie später beschrieben werden wird, ist die Zahl von Metallbändern 54 nicht auf sechs beschränkt.
Das Metallband 54 ist aus einem Metallmaterial gefertigt, das eine hohe thermische Leitfähigkeit hat, beispielsweise Aluminium oder Kupfer. Die thermische Leitfähigkeit des Metallbands 54 ist beispielsweise nicht weniger als 200 W/m . K, und nicht mehr als 430 W/m · K. Hierdurch können die Herstellungskosten gering gehalten werden, während eine große Wärmeableitung erzielt wird. Das Metallband 54 ist ein streifenförmiges leitendes Element mit einer Breite größer als die Dicke. Beispielsweise ist die Breite W des Metallbands 54 nicht weniger als 2 Mal und nicht mehr als 20 Mal die Dicke t des Metallbands 54. Die Wärmestrahlungsfläche kann vergrößert werden, indem man die Breite W des Metallbands 54 größer macht als die Dicke t. In einem Beispiel ist die Breite W des Metallbands 54 0.75 mm, und die Dicke t ist 0.1 mm. Ferner ist die Länge des Metallbands 54 beispielsweise 1.0 mm oder mehr und 4.0 mm oder weniger. Hierdurch kann eine hohe Wärmeableitung realisiert werden, während ein Brechen etc. des Metallbands 54 unterdrückt wird. Das Metallband 54 kann derart gekrümmt sein, dass es nach oben konvex ist. Durch Biegen des Metallbands 54 kann die Verbindung vereinfacht werden. Das Material und die Abmessungen des Metallbands, das für das Anodenverbindungselement 52 und das Kathodenverbindungselement 53 verwendet wird, sind beispielsweise ebenfalls gleich dem Metallband 54.
Das lichtemittierende Modul 1 ist mit einem Verbinder 60 versehen. Der Verbinder 60 ist mit der Modulplatte 20 verbunden. Der Verbinder 60 ist mit wenigstens einem Paar von externen Anschlüssen versehen, und jeder externe Anschluss ist mit dem Anodenanschluss 22 und dem Kathodenanschluss 23 mittels der Zwischenverbindung in dem Isolierbereich 21 der Modulplatte 20 verbunden.
Das lichtemittierende Modul 1 kann thermisch mit einem externen Wärmeableiter verbunden sein. In diesem Fall ist die untere Oberfläche der Modulplatte 20, d. h. die untere Oberfläche des Wärmeableiters 24, in Kontakt mit dem externen Wärmeableiter.
Als nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung des lichtemittierenden Moduls 1 gemäß der Ausführungsform beschrieben werden.
3A bis 3E sind Draufsichten, die ein Verfahren zur Herstellung des lichtemittierenden Moduls 1 gemäß der Ausführungsform zeigen.
(Verfahren zum Vorbereiten der lichtemittierenden Vorrichtung 11)
Wie in 3A gezeigt, wird zunächst die lichtemittierende Vorrichtung 11 vorbereitet. Die lichtemittierende Vorrichtung 11 ist mit den lichtemittierenden Elementen 40a bis 40e und der Montageplatte 30 versehen. Jedes lichtemittierende Element 40 enthält die Anodenelektrode und die Kathodenelektrode. Die Montageplatte 30 enthält ein Basismaterial 31, das Anodenpad 32, das Kathodenpad 33 und die Wärmestrahlungspads 34a und 34b. Das Anodenpad 32, das Kathodenpad 33, und die Wärmestrahlungspads 34a und 34b sind elektrisch unabhängig voneinander. Die Anodenelektrode und das Anodenpad 32 jedes lichtemittierenden Elements 40 sind mittels des Zwischenverbindungsmusters 35 verbunden, und die Kathodenelektrode und das Kathodenpad 33 des lichtemittierenden Elements 40 sind mittels des Zwischenverbindungsmusters 35 verbunden.
(Verfahren zum Montieren der lichtemittierenden Vorrichtung 11 auf der Modulplatte 20)
Wie in 3B gezeigt, wird als nächstes die Modulplatte 20 vorbereitet. Die Modulplatte 20 ist mit dem Isolierbereich 21, dem Anodenanschluss 22, dem Kathodenanschluss 23, und dem Wärmeableiter 24 versehen. Dann wird die lichtemittierende Vorrichtung 11 auf der Modulplatte 20 montiert. Die lichtemittierende Vorrichtung 11 wird auf dem Wärmeableiter 24 angeordnet, der in der Öffnung 21b des Isolierbereichs 21 exponiert ist. Hierbei kontaktiert das Basismaterial 31 den Wärmeableiter 24.
(Verfahren zum Verbinden des Anodenverbindungselements 52)
Wie in 3C gezeigt, wird als nächstes ein Ende des Anodenverbindungselements 52 mit dem Anodenpad 32 der Montageplatte 30 verbunden, und das andere Ende des Anodenverbindungselements 52 wird mit dem Anodenanschluss 22 der Modulplatte 20 verbunden. Das Anodenverbindungselement 52 kann mit dem Anodenanschluss 22 nach der Verbindung mit dem Anodenpad 32 verbunden werden, oder kann mit dem Anodenpad 32 nach der Verbindung mit dem Anodenanschluss 22 verbunden werden.
(Verfahren zum Verbinden des Kathodenverbindungselements 53)
Wie in 3D gezeigt, wird ferner ein Ende des Kathodenverbindungselements 53 mit dem Kathodenpad 33 der Montageplatte 30 verbunden, und das andere Ende des Kathodenverbindungselements 53 wird mit dem Kathodenanschluss 23 der Modulplatte 20 verbunden. Das Kathodenverbindungselement 53 kann mit dem Katthodenanschluss 23 nach der Verbindung mit dem Kathodenpad 33 verbunden werden, oder kann mit dem Kathodenpad 33 nach der Verbindung mit dem Kathodenanschluss 23 verbunden werden.
(Verfahren zum Verbinden des Metallbands 54)
Wie in 3E gezeigt, wird ferner ein Ende des Metallbands 54 mit dem Wärmestrahlungspad 34a oder 34b der Montageplatte 30 verbunden, und das andere Ende des Metallbands 54 wird mit dem Wärmeableiter 24 der Modulplatte 20 verbunden. Das Metallband 54 kann mit dem Wärmeableiter 24 nach der Verbindung mit dem Wärmestrahlungspad 34a oder 34b verbunden werden, oder kann mit dem Wärmestrahlungspad 34a oder 34b nach der Verbindung mit dem Wärmeableiter 24 verbunden werden.
Danach wird der Verbinder 60 mit der Modulplatte 20 verbunden. Auf diese Weise wird das lichtemittierende Modul 1 gemäß der Ausführungsform hergestellt. Die Reihenfolge des Verfahrens zum Verbinden des Anodenverbindungselements 52, des Verfahrens zum Verbinden des Kathodenverbindungselements 53, und des Verfahrens zum Verbinden des Metallbands 54 ist beliebig.
Als nächstes wird der Effekt der Ausführungsform beschrieben werden.
In dem lichtemittierenden Modul 1 gemäß der Ausführungsform ist die Montageplatte 30 mit den Wärmestrahlungspads 34a und 34b zusätzlich zu dem Anodenpad 32 und dem Kathodenpad 33 versehen. Das Anodenpad 32 ist mit der Anodenelektrode des lichtemittierenden Elements 40 verbunden, das Kathodenpad 33 ist mit der Kathodenelektrode des lichtemittierenden Elements 40 verbunden, und das Anodenpad 32 und das Kathodenpad 33 tragen zur Leistungsversorgung des lichtemittierenden Elements 40 bei. Andererseits sind die Wärmestrahlungspads 34a und 34b von der Anodenelektrode und der Kathodenelektrode des lichtemittierenden Elements 40 isoliert und tragen nicht zur Leistungsversorgung des lichtemittierenden Elements 40 bei. Die Wärmestrahlungspads 34a und 34b sind mit dem Wärmeableiter 24 mittels des Metallbands 54 verbunden. Die in dem lichtemittierenden Element 40 erzeugte Wärme wird ferner durch einen Pfad abgeleitet, der aus dem Zwischenverbindungsmuster 35, dem Basismaterial 31 und den Wärmestrahlungspads 34a und 34b der Montageplatte 30, dem Metallband 54 und dem Wärmeableiter 24 gebildet ist, zusätzlich zu einem Pfad, der aus dem lichtemittierenden Element 40, dem Basismaterial 31 und dem Wärmeableiter 24 gebildet ist, sowie einem Leistungsversorgungspfad des lichtemittierenden Elements 40. Hierdurch hat das lichtemittierende Modul eine hohe Wärmeableitung.
In dem lichtemittierenden Modul 1 ist das Metallband 54 zwischen den Wärmestrahlungspads 34a und 34b und dem Wärmeableiter 24 verbunden. Die Breite des Metallbands 54 ist größer als die Dicke. Aus diesem Grund ist die Querschnittsfläche orthogonal zur Längsrichtung verglichen mit dem Draht, der für eine normale Drahtverbindung verwendet wird, groß, und die thermische Leitfähigkeit ist hoch. Auch hierdurch kann die Wärmeableitung des lichtemittierenden Moduls 1 verbessert werden.
Ferner sind in dem lichtemittierenden Modul 1 auch das Anodenverbindungselement 52 und das Kathodenverbindungselement 53 aus den Metallbändern gebildet. Verglichen mit dem Fall, wo diese Verbindungselemente aus Drähten gebildet sind, kann hierdurch die Wärmemenge erhöht werden, die mittels des Anodenverbindungselements 52 und des Kathodenverbindungelements 53 abgeleitet wird. Auch hierdurch kann die Wärmeableitung des lichtemittierenden Moduls 1 verbessert werden.
Zweite Ausführungsform
Als nächstes wird die zweite Ausführungsform beschrieben werden.
4 ist eine Draufsicht, die ein lichtemittierendes Modul gemäß der Ausführungsform zeigt.
Wie in 4 gezeigt, ist das lichtemittierende Modul 2 gemäß der Ausführungsform verglichen mit dem lichtemittierenden Modul 1 gemäß der ersten Ausführungsform mit einem Metallband 55 anstelle des Metallbands 54 versehen. Die Breite des Metallbands 55 ist größer als die Breite des Metallbands 54, beispielsweise ungefähr drei Mal die Breite des Metallbands 54, beispielsweise 2 mm. Ein Metallband 55 ist zwischen dem Wärmestrahlungspad 34a und dem Wärmeableiter 24 verbunden, und ein Metallband 55 ist ebenfalls zwischen dem Wärmestrahlungspad 34b und dem Wärmeableiter 24 verbunden.
Gemäß der Ausführungsform kann durch Verwendung des Metallbands 55 mit einer größeren Breite als jener des Metallbands 54 die Zahl von Metallbändern reduziert werden, während die Wärmeableitung beibehalten wird. Hierdurch kann das Verfahren zum Anschließen des Metallbands 55 vereinfacht werden. Hierdurch hat das lichtemittierende Modul 2 eine hohe Produktivität und geringe Herstellungskosten.
Sonstige Konfigurationen, Herstellungsverfahren und Effekte der Ausführungsform außer den obigen sind gleich jenen in der ersten Ausführungsform.
Dritte Ausführungsform
Als nächstes wird die dritte Ausführungsform beschrieben werden.
5 ist eine Draufsicht, die ein lichtemittierendes Modul gemäß der Ausführungsform zeigt.
Wie in 5 gezeigt, sind bei dem lichtemittierenden Modul 3 gemäß der Ausführungsform das Anodenpad 32 und das Kathodenpad 33 diagonal zueinander auf der Montageplatte 30 angeordnet, und das Wärmestrahlungspad 34a und das Wärmestrahlungspad 34b sind diagonal zueinander angeordnet. Auf der Modulplatte 20 sind der Anodenanschluss 22 und der Kathodenanschluss 23 diagonal zueinander angeordnet. Das Anodenverbindungselement 52 verbindet das Anodenpad 32 und den Anodenanschluss 22, das Kathodenverbindungselement 53 verbindet das Kathodenpad 33 und den Kathodenanschluss 23, und die Metallbänder 54 verbinden die Wärmestrahlungspads 34a und 34b und den Wärmeableiter 24.
Bei dem lichtemittierenden Modul 3 sind das Wärmestrahlungspad 34a und das Wärmestrahlungspad 34b diagonal angeordnet, so dass die Positionen, wo die Metallbänder 54 mit dem Wärmeableiter 24 verbunden sind, verteilt sind. Als Folge hiervon ist der Wärmefluss von dem lichtemittierenden Element 40 zu dem Wärmeableiter 24 verteilt, und der thermische Diffusionseffekt ist groß. Aus diesem Grund hat das lichtemittierende Modul 3 eine hohe Wärmeableitung.
Sonstige Konfigurationen, Herstellungsverfahren und Effekte der Ausführungsform außer den obigen sind die gleichen wie jene in der ersten Ausführungsform.
Vierte Ausführungsform
Als nächstes wird die vierte Ausführungform beschrieben werden.
6 ist eine Draufsicht, die ein lichtemittierendes Modul gemäß der Ausführungsform zeigt.
Wie in 6 gezeigt, sind bei dem lichtemittierenden Modul 4 gemäß der Ausführungsform die Metallbänder 54 radial von den Wärmestrahlungspads 34a und 34b angeordnet. Hierdurch sind die Positionen, wo die Metallbänder 54 mit dem Wärmeableiter 24 verbunden sind, verteilt, und der thermische Diffusionseffekt ist verbessert. Als Folge hiervon hat das lichtemittierende Modul 4 eine hohe Wärmeableitung.
Sonstige Konfigurationen, Herstellungsverfahren und Effekte der Ausführungsform außer den obigen sind die gleichen wie jene in der ersten Ausführungsform.
Fünfte Ausführungsform
Als nächstes wird die fünfte Ausführungsform beschrieben werden.
7 ist eine Draufsicht, die ein lichtemittierendes Modul gemäß der Ausführungsform zeigt.
Wie in 7 gezeigt, ist bei dem lichtemittierenden Modul 5 gemäß der Ausführungsform ein Wärmestrahlungspad 34 in der lichtemittierenden Vorrichtung 15 vorgesehen. Das Wärmestrahlungspad 34 ist bei Betrachtung von der Region, wo die lichtemittierenden Elemente 40 angeordnet sind, an der entgegengesetzten Seite des Anodenpads 32 und des Kathodenpads 33 angeordnet. Ein oder mehrere, beispielsweise drei Metallbänder 55 sind zwischen dem Wärmestrahlungspad 34 und dem Wärmeableiter 24 verbunden. Bei dem lichtemittierenden Modul 5 ist ein Wärmestrahlungspad 34 in der Region angeordnet, wo die zwei Wärmestrahlungspads 34a und 34b bei dem lichtemittierenden Modul 1 gemäß der ersten Ausführungsform angeordnet sind. Aus diesem Grund gibt es keine Lücke zwischen dem Wärmestrahlungspad 34a und dem Wärmestrahlungspad 34b, und die gesamte Fläche des Wärmestrahlungspads 34 kann vergrößert werden. Hierdurch kann die Wärmeableitung weiter verbessert werden. Da es ferner keine Lücke zwischen dem Wärmestrahlungspad 34aA und dem Wärmestrahlungspad 34b gibt, kann das Metallband 55 leicht angeschlossen werden.
Sonstige Konfigurationen, Herstellungsverfahren und Effekte der Ausführungform außer den obigen sind die gleichen wie jene in der ersten Ausführungsform.
Sechste Ausführungsform
Als nächstes wird die sechste Ausführungform beschrieben werden.
8 ist eine Draufsicht, die ein lichtemittierendes Modul gemäß der Ausführungsform zeigt.
Wie in 8 gezeigt, ist bei dem lichtemittierenden Modul 6 gemäß der Ausführungsform ein Wärmestrahlungpad 34c in der lichtemittierenden Vorrichtung 16 vorgesehen. Das Wärmestrahlungspad 34c ist in drei Richtungen angeordnet, ausgenommen die Richtung, in der bei Betrachtung von der Region, wo die lichtemittierenden Elemente 40 in Draufsicht angeordnet sind, das Anodenpad 32 und das Kathodenpad 33 angeordnet sind. Mehrere Metallbänder 54 sind zwischen dem Wärmestrahlungspad 34c und dem Wärmeableiter 24 verbunden. Die Mehrzahl von Metallbändern 54 sind beispielsweise im Wesentlichen radial zu den lichtemittierenden Elementen 40a bis 40e angeordnet.
Bei dem lichtemittierenden Modul 6 ist das Wärmestrahlungspad 34c derart angeordnet, dass es drei Seiten der Region umgibt, wo die lichtemittierenden Elemente 40 angeordnet sind. Daher kann der Großteil der Wärmemenge, die in den lichtemittierenden Elementen 40 erzeugt wird, in das Wärmestrahlungspad 34c fließen. Da ferner das Wärmestrahlungspad 34c groß gebildet werden kann, können viele Metallbänder 54 angeschlossen werden, und die thermische Leitfähigkeit zwischen dem Wärmestrahlungspad 34c und dem Wärmeableiter 24 kann verbessert werden. Als Folge hiervon hat das lichtemittierende Modul 6 eine hohe Wärmeableitung.
Sonstige Konfigurationen, Herstellungsverfahren und Effekte der Ausführungsform außer den obigen sind die gleichen wie jene in der ersten Ausführungsform.
Siebte Ausführungsform
Als nächstes wird die siebte Ausführungsform beschrieben werden.
9 ist eine Draufsicht, die eine Montageplatte in der Ausführungsform zeigt.
Bei dem lichtemittierenden Modul gemäß der Ausführungsform ist eine Montageplatte 37 wie in 9 gezeigt vorgesehen. Auf der Montageplatte 37 sind zwei Wärmestrahlungspads 34d und 34e vorgesehen. In Draufsicht ist die Wärmestrahlungsplatte 34d in zwei Richtungen angeordnet bei Betrachtung von einer Region, wo das Anodenpad 32 und das Zwischenverbindungsmuster 35 vorgesehen sind. Das Wärmestrahlungspad 34e ist in Draufsicht in zwei Richtungen angeordnet bei Betrachtung von einer Region, wo das Kathodenpad 33 und das Zwischenverbindungsmuster 35 vorgesehen sind. Beispielsweise sind die Gestaltungen des Wärmestrahlungspads 34d und des Wärmestrahlungspads 34e im Wesentlichen spiegelbildlich zueinander. Wie in 8 gezeigt, können die Metallbänder 54, die mit den Wärmestrahlungspads 34d und 34e verbunden sind, im Wesentlichen radial angeordnet sein.
Da gemäß der Ausführungsform die Flächen der Wärmestrahlungspads 34d und 34e größer gemacht werden können als die Flächen der Wärmestrahlungspads 34a und 34b in der ersten Ausführungsform, kann die Wärmeableitung weiter verbessert werden.
Sonstige Konfigurationen, Herstellungsverfahren und Effekte der Ausführungform außer den oben genannten sind die gleichen wie jene in der ersten Ausführungsform.
Achte Ausführungsform
Als nächstes wird die achte Ausführungsform beschrieben werden.
10 ist eine Draufsicht, die eine Montageplatte in der Ausführungsform zeigt.
Bei dem lichtemittierenden Modul gemäß der Ausführungsform ist eine Montageplatte 38 vorgesehen, wie in 10 gezeigt. Auf der Montageplatte 38 ist ein Wärmestrahlungspad 34f vorgesehen. Das Wärmestrahlungspad 34f ist derart angeordnet, dass es in Draufsicht drei Seiten der Region umgibt, wo das Anodenpad 32, das Kathodenpad 33 und das Zwischenverbindungsmuster 35 vorgesehen sind. Das Wärmestrahlungspad 34f ist nicht in der Richtung angeordnet, in welcher das Anodenpad 32 und das Kathodenpad 33 positioniert sind, betrachtet von der Region, wo das Zwischenverbindungsmuster 35 vorgesehen ist. Wie in 8 gezeigt, können die Metallbänder 54, die mit den Wärmestrahlungspads 34f verbunden sind, im Wesentlichen radial angeordnet sein.
In der Ausführungsform ist das Wärmestrahlungspad 34f derart angeordnet, dass es drei Seiten der Region umgibt, wo das Anodenpad 32, das Kathodenpad 33 und das Zwischenverbindungsmuster 35 angeordnet sind. Daher kann der Großteil der Wärmemenge, die in dem lichtemittierenden Element erzeugt wird, in das Wärmestrahlungspad 34f fließen. Außerdem können viele Metallbänder 54 angeschlossen werden, da das Wärmestrahlungspad 34f groß gebildet werden kann. Als Folge hiervon kann die Wärmeableitung des lichtemittierenden Moduls verbessert werden.
Sonstige Konfigurationen, Herstellungsverfahren und Effekte der Ausführungsform außer den oben genannten sind die gleichen wie jene in der ersten Ausführungsform.
Neunte Ausführungsform
Als nächstes wird die neunte Ausführungsform beschrieben werden.
11 ist eine Endansicht, die ein lichtemittierendes Modul gemäß der Ausführungsform zeigt.
Wie in 11 gezeigt, ist in dem lichtemittierenden Modul 9 gemäß der Ausführungsform ein Verbinder 61 vorgesehen. Der Verbinder 61 ist mit der Modulplatte 20 verbunden. In Draufsicht steht der Verbinder 61 nicht von der Modulplatte 20 vor und ist auf der Modulplatte 20 angeordnet.
Sonstige Konfigurationen, Herstellungsverfahren und Effekte der Ausführungsform außer den oben genannten sind die gleichen wie jene in der ersten Ausführungsform.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen können in Kombination miteinander umgesetzt werden.
Die Erfindung kann beispielsweise für einen Scheinwerfer eines Fahrzeugs, eine Beleuchtungsvorrichtung und eine Lichtquelle einer Anzeigevorrichtung oder dergleichen verwendet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2019045504 [0001]
JP 2016096190 A [0003]

Claims

Lichtemittierendes Modul, umfassend: ein lichtemittierendes Element, das eine Anodenelektrode und eine Kathodenelektrode enthält; eine Montageplatte, die ein Anodenpad, ein Kathodenpad und ein Wärmestrahlungspad enthält, von denen jedes elektrisch unabhängig ist, wobei die Anodenelektrode und das Anodenpad verbunden sind, und die Kathodenelektrode und das Kathodenpad verbunden sind; eine Modulplatte, die einen Anodenanschluss, einen Kathodenanschluss und einen Wärmeableiter enthält; ein Anodenverbindungselement, das das Anodenpad und den Anodenanschluss verbindet; ein Kathodenverbindungselement, das das Kathodenpad und den Kathodenanschluss verbindet; und ein Metallband, das das Wärmestrahlungspad und den Wärmeableiter verbindet.
Lichtemittierendes Modul nach Anspruch 1, wobei das Metallband in einer Mehrzahl vorgesehen ist.
Lichtemittierendes Modul nach Anspruch 2, wobei die Metallbänder parallel zueinander angeordnet sind.
Lichtemittierendes Modul nach Anspruch 2, wobei die Metallbänder radial mit Bezug zu dem Wärmestrahlungspad angeordnet sind.
Lichtemittierendes Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Metallband eine Breite hat, die nicht kleiner als 2 Mal und nicht größer als 20 Mal die Metallbanddicke ist.
Lichtemittierendes Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Metallband eine thermische Leitfähigkeit hat, die nicht kleiner als 200 W/m x K und nicht größer als 430 W/m x K ist.
Lichtemittierende Vorrichtung, umfassend: ein lichtemittierendes Element, das eine Anodenelektrode und eine Kathodenelektrode enthält; und eine Montageplatte, die ein Anodenpad, ein Kathodenpad und ein Wärmestrahlungspad enthält, von denen jedes elektrisch unabhängig ist, wobei die Anodenelektrode und das Anodenpad verbunden sind, und die Kathodenelektrode und das Kathodenpad verbunden sind.
Verfahren zur Herstellung eines lichtemittierenden Moduls, umfassend: Vorbereiten einer lichtemittierenden Vorrichtung, wobei die lichtemittierende Vorrichtung ein lichtemittierendes Element enthält, das eine Anodenelektrode und eine Kathodenelektrode enthält, und eine Montageplatte, die ein Anodenpad, ein Kathodenpad und ein Wärmestrahlungspad enthält, von denen jedes elektrisch unabhängig ist, wobei die Anodenelektrode und das Anodenpad verbunden sind, und die Kathodenelektrode und das Kathodenpad verbunden sind; Montieren der lichtemittierenden Vorrichtung auf einer Modulplatte, die einen Anodenanschluss, einen Kathodenanschluss und einen Wärmeableiter enthält; Verbinden eines Anodenverbindungselements mit dem Anodenpad und dem Anodenanschluss; Verbinden eines Kathodenverbindungselements mit dem Kathodenpad und dem Kathodenanschluss; und Verbinden eines Metallbands mit dem Wärmestrahlungspad und dem Wärmeableiter.