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[Technisches Gebiet]
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lichtemissionseinrichtung und insbesondere eine UV Lichtemissionseinrichtung mit einem hohen Ausgang, die eine hohe Zuverlässigkeit aufweist und eine Vielzahl von Lichtemissionselementen umfasst.
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[Hintergrund]
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Eine Leuchtdiode ist ein anorganisches Halbleiterelement, welches Licht emittiert, welches durch eine Rekombination von Elektronen und Löchern erzeugt wird.
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Insbesondere kann ein UV Lichtemissionselement in einem breiten Anwendungsgebiet in verschiedenen Feldern verwendet werden, einschließlich der UV Aushärtung, der UV Sterilisation, Weißlichtquellen, medizinischen Anwendungen und Zusatzgeräten. Im Vergleich mit einem Lichtemissionselement, welches Licht im nahen UV emittiert (Licht mit einer Spitzenwellenlänge in dem Bereich von ungefähr 340 nm bis ungefähr 400 nm), kann ein Lichtemissionselement für tiefes UV, das Licht mit einer kürzeren Wellenlänge aussendet (Licht mit einer Spitzenwellenlänge von ungefähr 340 nm oder weniger, insbesondere ungefähr 200 nm bis ungefähr 340 nm), Licht mit hoher Intensität in dem UV-C Bereich emittieren. Somit wird ein derartiges Lichtaussendeelement für tiefes UV in verschiedenen Gebieten, wie beispielsweise medizinischen Instrumenten, verwendet.
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Licht, welches von einem UV Lichtemissionselement ausgesendet wird, weist eine relativ hohe Energie auf, im Vergleich zu Licht, welches von einem Emissionselement für sichtbares Licht ausgesendet wird. Bei der Herstellung einer Lichtemissionseinrichtung, wie beispielsweise einem LED Paket oder einem LED Modul, das ein UV Lichtemissionselement verwendet, neigen die Komponenten dazu, von dem UV-Licht beschädigt zu werden, wenn Komponenten der Lichtemissionseinrichtung aus dem gleichen Material wie demjenigen einer Emissionseinrichtung für sichtbares Licht gebildet sind. Da eine UV Lichtemissionseinrichtung, die für eine UV Aushärtung oder dergleichen verwendet wird, eine hohe Ausgangsleistung aufweist, wird insbesondere von anderen Komponenten der UV Lichtemissionseinrichtung außer einem UV Lichtemissionselement gefordert, dass sie eine hohe Zuverlässigkeit aufweisen.
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Ein UV Lichtemissionselement für tiefes UV weist eine niedrigere Lichtausbeute als ein Emissionselement für sichtbares Licht auf. Somit wird in dem Lichtemissionselement für tiefes UV eine verbleibende Energie, die nicht als Licht ausgegeben wird, als Wärme ausgesendet. Für eine Anwendung, die eine hohe optische Leistung erfordert, ist es demzufolge schwierig Licht mit der erforderlichen Intensität nur durch Verwendung eines Pakets mit einem einzelnen Chip zu erhalten. Wenn ein Lichtemissionselement für tiefes UV in einer derartigen Anwendung verwendet wird, die eine hohe Ausgangsleistung erfordert, wird ein Mehrchippaket oder eine Lichtemissionseinrichtung des Chip-auf-Platte (Chip-On-Board; COP)-typs mit einer Vielzahl von Einheitschips benötigt, um die niedrigere Lichtausbeute zu kompensieren. Jedoch erzeugt eine derartige Lichtemissionseinrichtung mit einer Vielzahl von Lichtemissionchips zu viel Wärme im Verhältnis zu der Ausgangslichtenergie davon. Zum Beispiel offenbart die
JP 2006 - 508 514 A eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer Vielzahl von Leuchtdioden. Jedoch weist diese Beleuchtungsvorrichtung einen Aufbau auf, bei dem die Leuchtdioden mit einem linearen Elektrodenmuster verbunden sind und somit einen schlechten Wärmeableitungs-Wirkungsgrad aufweisen. Ferner neigt eine Lichtemissionseinrichtung für UV-Licht, die einen derartigen Aufbau verwendet, dazu eine schlechte Zuverlässigkeit aufzuweisen.
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Die
US 2013 / 0 187 190 A1 beschreibt eine weitere Lichtemissionseinrichtung mit einem Körper mit mehreren leitenden Muster, auf welchen Lichtemissionselemente angeordnet sind, welche mit den leitenden Mustern elektrisch und zueinander in Reihe verbunden sind.
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Weitere Beispiele für Lichtemissionseinrichtungen sind in der
US 2013 / 0 001 604 A1 , der
US 2004/0 149 998 A1 , der
JP 2012 - 004 595 A und der
KR 10 1324 987 B1 offenbart.
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[Offenbarung]
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[Technisches Problem]
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Es ist ein Aspekt der vorliegenden Erfindung eine UV Lichtemissionseinrichtung mit einem hohen Leistungsausgang bereitzustellen, bei der die Fläche von Elektroden, die zwischen Lichtemissionselementen verbunden sind, maximiert ist, um die Wärmemenge, die durch die Elektroden emittiert wird, zu erhöhen, wodurch die Widerstandsfähigkeit gegenüber UV Licht und der Wärmeableitungs-Wirkungsgrad verbessert wird.
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[Technische Lösung]
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Die vorliegende Erfindung schafft eine Lichtemissionseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Die leitenden Muster können erste bis fünfte leitende Muster umfassen, wobei das erste leitende Muster entlang erster und zweiter Seiten der Basis angeordnet ist, wobei das fünfte leitende Muster entlang dritter und vierter Seiten der Basis, den ersten und zweiten Seiten gegenüberliegend, angeordnet ist, wobei die zweiten bis vierten leitenden Muster von den ersten und den fünften leitenden Mustern umgeben sind.
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Der erste Körper kann ferner umfassen: einen ersten Isolationsabschnitt, der zwischen der Basis und der Vielzahl von leitenden Mustern angeordnet ist; und einen zweiten Isolationsabschnitt mit Öffnungen, die die Vielzahl von leitenden Mustern teilweise freilegen.
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Der zweite Isolationsschicht kann erste Öffnungen entsprechend zu der Vielzahl von Elementanbringungsbereichen und jede teilweise wenigstens zwei der Vielzahl von leitenden Mustern freilegend umfassen.
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Der erste Körper kann ferner einen dritten Isolationsabschnitt, der in jeder der ersten Öffnungen angeordnet ist und einen Teil der leitenden Muster umgibt, umfassen, wobei der Teil der leitenden Muster, der von dem dritten Isolationsabschnitts umgeben wird, als ein Element-Bondungsbereich definiert ist.
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Der erste Körper kann ferner umfassen: einen vierten Isolationsabschnittabschnitt, der in einem Raum zwischen den leitenden Mustern angeordnet ist, und der dritte Isolationsabschnitt aus dem gleichen Material wie der vierte Isolationsabschnitts gebildet ist.
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Der zweite Isolationsabschnitt kann eine zweite Öffnung, die wenigstens zwei der Vielzahl von leitenden Mustern teilweise freilegt, umfassen, wobei der Teil der leitenden Muster, der durch die zweite Öffnung freigelegt wird, als eine Anschlusselektrode definiert wird.
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Der zweite Körper ferner ein zweites Durchloch umfassen, das auf der zweiten Öffnung des zweiten Isolationsabschnitts angeordnet ist und teilweise das leitende Muster freilegt, welches durch die zweite Öffnung freigelegt ist.
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Jedes der leitenden Muster kann eine erste Metallschicht, eine zweite Metallschicht, die auf der ersten Metallschicht angeordnet ist, und eine dritte Metallschicht, die auf der zweiten Metallschicht angeordnet ist, umfassen.
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Die dritte Metallschicht kann teilweise durch die erste Öffnung des zweiten Isolationsabschnitts freigelegt sein und kann Au umfassen.
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Der zweite Isolationsschichtabschnitt kann eine Foto-Lötstoppschicht umfassen.
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Die Lichtemissionseinrichtung kann ferner umfassen:
- eine Schutzeinrichtung, die auf dem ersten Körper angeordnet ist,
- wobei der zweite Isolationsabschnitt ferner eine dritte Öffnung, die teilweise wenigstens zwei der Vielzahl von leitenden Mustern freilegt, umfasst und die Schutzeinrichtung auf der dritten Öffnung angeordnet ist.
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Der zweite Körper kann eine Schutzeinrichtungsnut, die entsprechend der Schutzeinrichtung platziert ist und wenigstens teilweise durch den zweiten Körper von einer unteren Oberfläche des zweiten Körpers verläuft, umfassen.
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Der erste Körper kann mit dem zweiten Körper über eine Befestigungseinheit gekoppelt sein.
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Der zweite Körper kann ferner eine Nut umfassen, die von einer Oberfläche des Hohlraumes des zweiten Körpers eingerückt ist, und der zweite Körper kann an die Abdeckung über ein Klebemittel gebondet sein.
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Die Basis und der zweite Körper kann AI umfassen.
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Jedes der Lichtemissionselemente kann umfassen: einen Submount; und eine Vielzahl von Leuchtdiodenchips, die auf dem Submount angeordnet sind.
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Die Leuchtdiodenchips können an den Submount flip-gebondet sein.
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Seiten der leitenden Muster, die aufeinander zugekehrt sind und durch die erste Öffnung freigelegt sind, können in einem Abstand von 200 µm bis 300 µm voneinander getrennt sein.
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Seiten der leitenden Muster, die aufeinander zugekehrt sind und mit dem zweiten Isolationsabschnitt abgedeckt sind, können in einem Abstand von 500 µm bis 1000 µm voneinander getrennt sein.
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[Vorteilhafte Wirkungen]
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Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen eine UV Lichtemissionseinrichtung bereit, die umfasst: einen ersten Körper, auf dem Clipgebondets Lichtemissionselemente angebracht sind; einen zweiten Körper, der auf dem ersten Körper angeordnet ist und die Lichtemissionselemente umgibt; und eine Abdeckung, die an einen Hohlraum des zweiten Körpers gedrückt ist, um die Lichtemissionselemente zu schützen. Zusätzlich stellen beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine kompakte und schlanke Lichtemissionseinrichtung bereit, die eine Notwendigkeit für einen Verdrahtungsprozess beseitigt, wodurch der Herstellungsprozess vereinfacht wird und somit eine einfache Herstellung und eine hohe Produktionsausbeute ermöglicht wird. Ferner stellen beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine UV Lichtemissionseinrichtung mit einem hohen Leistungsausgang bereit, die einen hohen Wärmeableitungs-Wirkungsgrad und eine hohe Zuverlässigkeit aufweist.
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Figurenliste
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In den Zeichnungen zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht einer UV Lichtemissionseinrichtung in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 2 eine perspektivische Explosionsansicht der UV Lichtemissionseinrichtung gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 3 eine Aufsicht auf einen zweiten Körper der UV Lichtemissionseinrichtung gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 4A und 4B Aufsichten auf einen ersten Körper der Lichtemissionseinrichtung in Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 5 eine Querschnittsansicht in der UV Lichtemissionseinrichtung in Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 6A und 6B eine vergrößerte Aufsicht und eine vergrößerte Querschnittsansicht der UV Lichtemissionseinrichtung in Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 7 eine vergrößerte Querschnittsansicht einer UV Lichtemissionseinrichtung in Übereinstimmung mit einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 8A und 8B eine vergrößerte Aufsicht und eine vergrößerte Querschnittsansicht eine UV Lichtemissionseinrichtung gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
- 9A und 9B eine vergrößerte Aufsicht und eine vergrößerte Querschnittsansicht einer UV Lichtemissionseinrichtung gemäß einer noch anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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[Bevorzugte Vorgehensweise]
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Nachstehend werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Es sei darauf hingewiesen, dass die beispielhaften Ausführungsformen für eine vollständige Offenbarung und für ein gründliches Verständnis der vorliegenden Erfindung für Durchschnittsfachleute in dem technischen Gebiet vorgesehen sind. Somit ist die vorliegende Erfindung nicht auf die folgenden Ausführungsformen beschränkt und kann in vielerlei Vorgehensweisen umgesetzt werden. In den Zeichnungen sind zur Übersichtlichkeit die Breite, Länge und Dicken von verschiedenen Komponenten übertrieben dargestellt. Es sei darauf hingewiesen, dass dann, wenn ein Element wie beispielsweise eine Schicht, ein Film, ein Bereich oder ein Substrat so beschrieben wird, dass es „über“/„unter“ oder „auf“/„unter“ einem anderen Element ist, es direkt auf dem anderen Element platziert sein kann oder eine dazwischenliegende Schicht (dazwischenliegende Schichten) ebenfalls vorhanden sein kann (können). Es sei darauf hingewiesen, dass gleiche Komponenten durch gleiche Bezugszeichen überall in der Beschreibung bezeichnet werden.
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Die 1 bis 6B sind Ansichten einer UV Lichtemissionseinrichtung in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Insbesondere ist 1 eine perspektivische Ansicht der UV Lichtemissionseinrichtung und 2 ist eine perspektivische Explosionsansicht der UV Lichtemissionseinrichtung. 3 ist eine Aufsicht auf einen zweiten Körper 200 der UV Lichtemissionseinrichtung und 4A und 4B sind Aufsichten auf einen ersten Körper 100 der UV Lichtemissionseinrichtung. 5 ist eine Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie A-A der 1 bis 4B, 6A ist eine vergrößerte Aufsicht auf einen Bereich X von 4B, und 6B ist eine vergrößerte Querschnittsansicht des Bereichs Y der 5.
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Bezugnehmend auf 1 bis 6B umfasst eine UV Lichtemissionseinrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung einen ersten Körper 100, einen zweiten Körper 200, der auf dem ersten Körper 100 angeordnet ist, eine Abdeckung 300, die auf dem zweiten Körper 200 angeordnet ist, und eine Vielzahl von Lichtemissionselementen 500. Zusätzlich kann die UV Lichtemissionseinrichtung eine Befestigungseinheit, die den ersten Körper 100 mit dem zweiten Körper 200 koppelt, und eine Schutzeinrichtung 600 umfassen.
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Die Vielzahl von Lichtemissionselementen 500 können auf dem ersten Körper 100 angeordnet sein, und der zweite Körper 200 kann eine Vielzahl von Öffnungen umfassen, die auf dem ersten Körper 100 angeordnet sind und die die Vielzahl von Lichtemissionselementen 500 freilegen. Zusätzlich kann der zweite Körper 200 einen Hohlraum 240 umfassen, und die Abdeckung 300 ist in der Abdeckung 300 angeordnet. Nachstehend wird jede Komponente der UV Lichtemissionseinrichtung mit näheren Einzelheiten beschrieben.
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Zunächst wird der erste Körper 100 ausführlich unter Bezugnahme auf 2 bis 4A bis 6B beschrieben.
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Der erste Körper 100 umfasst eine Basis 110, ein leitendes Muster 120 und einen oberen Isolationsabschnitt 130. Zusätzlich kann der erste Körper 100 ferner einen unteren Isolationsabschnitt 115 und eine Vielzahl von Löchern 150, 160 umfassen.
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Die Basis 110 ist auf dem Boden des ersten Körpers 100 angeordnet und kann dazu dienen, den ersten Körper 100 zu halten. Die Basis 110 kann ein Material mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit umfassen, insbesondere ein Metall. Zusätzlich kann die Basis 110 ein Metall umfassen, welches gegenüber UV Licht höchst widerstandsfähig ist, insbesondere gegenüber Licht mit einer Spitzenwellenlänge von 400 nm oder weniger, insbesondere 350 oder weniger. Die Basis 110 kann zum Beispiel AI, Ag, Cu und Ni umfassen und kann insbesondere aus einem AI Blockmaterial gebildet sein.
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Wenn die Basis 110 AI umfasst oder aus einem AI Blockmaterial gebildet ist, kann die Basis 110 eine gute Verarbeitungsmöglichkeit aufweisen und es kann verhindert werden, dass sie verfärbt wird oder durch UV-Licht beschädigt wird, wodurch die Zuverlässigkeit verbessert und die Lebensdauer der UV Lichtemissionseinrichtung verbessert wird. Wenn die Basis 110 zusätzlich ein Metall umfasst, wie beispielsweise AI, oder aus einem AI Blockmaterial gebildet ist, dann kann die UV Lichtemissionseinrichtung einen hohen Wärmeableitungs-Wirkungsgrad aufweisen. Insbesondere für die Hochleistungs-UV-Lichtemissionseinrichtung in Übereinstimmung mit dieser beispielhaften Ausführungsform, die bei einer hohen Spannung betrieben wird, minimiert die Basis 100, die aus einem AI Blockmaterial mit einem hohen Wärmeableitungs-Wirkungsgrad gebildet ist, in vorteilhafter Weise eine Beschädigung der UV Lichtemissionseinrichtung verursacht durch die Wärme, die während der Ansteuerung erzeugt wird.
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Jedoch sei darauf hingewiesen, dass andere Implementierungen auch möglich sind und die Basis 110 aus einem Keramikmaterial oder einem polymerischen Material mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit gebildet sein kann.
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Die Basis 110 kann eine polygonale oder eine kreisförmige Form aufweisen, zum Beispiel eine achteckige Form, die in den Zeichnungen gezeigt ist. Die UV Lichtemissionseinrichtung in Übereinstimmung mit dieser beispielhaften Ausführungsform kann im Wesentlichen die gleiche Form wie die Basis 110 in der Aufsicht aufweisen. Somit kann die UV Lichtemissionseinrichtung ebenfalls eine polygonale Form aufweisen, wie beispielsweise eine quadratische oder achteckige Form, oder kann eine kreisförmige Form aufweisen.
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Der untere Isolationsabschnitt 115 ist auf wenigstens einem Teil einer oberen Oberfläche der Basis 110 angeordnet. Ferner kann der untere Isolationsabschnitt die obere Oberfläche der Basis 110 fast vollständig abdecken, wie in 5 gezeigt. Der untere Isolationsabschnitt 115 kann dazu dienen, das leitende Muster 120 von der Basis 110, die eine elektrische Leitfähigkeit aufweist, zu isolieren. Alternativ, wenn die Basis 110 eine elektrische Isolation aufweist, kann der untere Isolationsabschnitt 115 wenigstens teilweise weggelassen werden. Der untere Isolationsabschnitt 115 kann aus Siliziumoxid, Siliziumnitrid, einem isolierenden keramischen Material oder einem polymerischen Material oder dergleichen gebildet sein.
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Das leitende Muster 120 kann auf der Basis 110 angeordnet sein. Wenn die Basis 110 eine elektrische Leitfähigkeit aufweist, kann das leitende Muster auf dem unteren Isolationsabschnitt 115 angeordnet sein, um von der Basis 110 elektrisch isoliert zu sein. Das leitende Muster 120 umfasst eine Vielzahl von leitenden Mustern und kann in vielerlei Weise im Hinblick auf eine elektrische Verbindung der Lichtemissionselemente 500, die nachstehend noch beschrieben werden, ausgelegt sein.
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4A zeigt eine beispielhafte Anordnung der Vielzahl von leitenden Mustern 120, die auf dem unteren Isolationsabschnitt 115 angeordnet sind. Bezugnehmend auf 4 kann das leitende Muster 120 erste bis fünfte leitende Muster 121, 122, 123, 124, 125 umfassen, die voneinander getrennt sind, um elektrisch isoliert zu sein, und der untere Isolationsabschnitt 115 kann zwischen den leitenden Mustern 121, 122, 123, 124, 125 freigelegt sein. Das erste leitende Muster 121 kann entlang einer ersten Seite der Basis 110 und einer zweiten Seite angrenzend zu der ersten Seite angeordnet sein, und das fünfte leitende Muster 125 kann entlang einer dritten Seite der Basis gegenüberliegend zu der ersten Seite und eine vierten Seite der Basis gegenüberliegend zu der zweiten Seite angeordnet sein. An sich können das erste leitende Muster 121 und das fünfte leitende Muster 125 entlang der Seiten der Basis 110 ausgebildet sein und die zweiten bis vierten leitenden Muster 122, 123, 124 können in einem Bereich, der von den ersten und fünften leitenden Mustern 121, 125 umgeben wird, angeordnet sein. Die zweiten bis vierten leitenden Muster 122, 123, 124 können voneinander beabstandet sein und können eine längliche Form aufweisen, wie in 4A gezeigt. Insbesondere kann das erste leitende Muster 121 und das fünfte leitende Muster 125 teilweise angrenzend zueinander sein, sodass die Schutzeinrichtung 600, die nachstehend noch beschrieben wird, elektrisch mit den ersten und fünften leitenden Mustern 121, 125 elektrisch verbunden werden kann. Da die zweiten bis vierten leitenden Muster 122, 123, 124 von dem ersten leitenden Muster 121 und dem fünften leitenden Muster 125 umgeben sind, ist es möglich eine Reduktion in der Anhaftung zwischen dem ersten Körper 100 und dem zweiten Körper 200 als Folge eines Abstands zwischen den Mustern auf eine Anbindung des ersten Körpers an den zweiten Körper hin zu minimieren. Es sei darauf hingewiesen, dass die Anordnung der Vielzahl von leitenden Mustern 120 in Abhängigkeit von einer elektrischen Verbindung der Lichtemissionselemente 500 unterschiedlich sein kann.
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Zusätzlich kann das leitende Muster 120 fast vollständig die obere Oberfläche der Basis 110 abdecken. D.h., das leitende Muster 120 kann auf im Wesentlichen der gesamten oberen Oberfläche der Basis 110 angeordnet sein, wie in 4A gezeigt. Zum Beispiel kann das leitende Muster 120 ungefähr 80 % oder mehr der Fläche der oberen Oberfläche der Basis 110 abdecken. Wenn das leitende Muster 120 ungefähr 80 % oder mehr von der Fläche der oberen Oberfläche der Basis 110 abdeckt, kann Wärme, die während eines Betriebs der Lichtemissionselemente 500 erzeugt wird, effektiv an die Basis 110 transferiert werden. Hierbei weist die Basis 110, die zum Beispiel AI umfasst, einen hohen Wärmeableitungs-Wirkungsgrad auf, und kann somit effektiv Wärme abgeben, die von den Lichtemissionselementen 500 erzeugt wird.
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Die Anordnung des leitenden Musters 120, wie voranstehend beschrieben, ermöglicht, dass das leitende Muster 120 ungefähr 80 % oder mehr von der Fläche der oberen Oberfläche der Basis 110 belegt. Zusätzlich erlaubt die Anordnung des leitenden Musters, wie voranstehend beschrieben, dass die zweiten bis vierten leitenden Muster 122, 123, 124, die eine Fläche zum Anbringen der Lichtemissionselemente 500 bereitstellen, 50 % oder mehr von der Gesamtfläche des leitenden Musters 120 ausmachen. Infolgedessen kann die UV Lichtemissionseinrichtung einen hohen Wärmeableitungs-Wirkungsgrad aufweisen.
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Da das leitende Muster 120 auf im Wesentlichen der gesamten oberen Oberfläche der Basis 110 angeordnet ist, kann der erste Körper 100 ferner effektiv an den zweiten Körper 200 gedrückt werden, wodurch eine Stabilität und Zuverlässigkeit der UV Lichtaussendeeinrichtung verbessert wird.
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Zusätzlich können die Vielzahl von leitenden Mustern 120 in einem Abstand von ungefähr 200 µm bis 2400 µm voneinander getrennt sein. Ferner können Abstände zwischen der Vielzahl von leitenden Mustern 120 unterschiedlich sein. Zum Beispiel kann der Abstand zwischen Abschnitten der leitenden Muster 120, die durch eine dritte Öffnung 133 freigelegt sind, d.h. Abschnitte der leitenden Muster 120 entsprechend zu einem Elementanbringungsbereichen, kürzer sein als der Abstand zwischen Abschnitten von leitenden Mustern 120, die mit dem zweiten Isolationsabschnitt 130 bedeckt sind. Bezugnehmend auf 4A kann jedes der zweiten bis vierten leitenden Muster 122, 123, 124 erste Seiten aufweisen, die durch die dritte Öffnung 133 teilweise freigelegt sind, und zweite Seiten, die zwischen den ersten Seiten angeordnet sind und mit dem zweiten Isolationsabschnitt 130 bedeckt sind. Zusätzlich kann jedes der ersten und fünften leitenden Muster 121, 125 eine dritte Seite aufweisen, die teilweise durch die dritte Öffnung 133 freigelegt ist, und eine vierte Seite, die auf die zweiten Seiten der zweiten bis vierten leitenden Muster 122, 123, 124 gerichtet ist. Dabei kann der Abstand zwischen den ersten und dritten Seiten, die aufeinander zugekehrt sind, in einem Bereich von ungefähr 200 µm bis ungefähr 300 µm sein, und der Abstand zwischen den ersten Seiten, die aufeinander zugekehrt sind, kann ebenfalls in einem Bereich von ungefähr 200 µm bis ungefähr 300 µm sein. Zusätzlich kann der Abstand zwischen den zweiten und vierten Seiten, die aufeinander zugekehrt sind, in einem Bereich von ungefähr 500 µm bis ungefähr 1000 µm sein. Ferner kann der Abstand zwischen Abschnitten des ersten leitenden Musters 121 und des fünften leitenden Musters 125, die aufeinander zugekehrt sind, in einem Bereich von ungefähr 500 µm bis ungefähr 1000 µm sein. Jedoch ist in einem Bereich, in dem die Schutzeinrichtung 600 angebracht ist, der Abstand zwischen Abschnitten des ersten leitenden Musters 121 und des fünften leitenden Musters 125, die aufeinander zugekehrt sind, nicht auf diesen Bereich beschränkt und kann in Abhängigkeit von den Charakteristiken der Schutzeinrichtung 600 länger sein.
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Somit weist die UV Lichtemissionseinrichtung in Übereinstimmung mit dieser beispielhaften Ausführungsform einen hohen Wärmeableitungs-Wirkungsgrad auf. Zusätzlich umfasst die UV Lichtemissionseinrichtung die Vielzahl von Lichtemissionselementen 500, um eine hohe optische Leistung aufzuweisen, während gute Wärmeableitungscharakteristiken und somit eine hohe Zuverlässigkeit aufgezeigt wird. Ferner kann das leitende Muster 120 ein Metall umfassen und kann aus einer einzelnen Schicht oder mehreren Schichten gebildet sein. Wenn die leitende Schicht 120 aus mehreren Schichten gebildet ist, dann kann das leitende Muster 120 eine Vielzahl von Metallschichten umfassen. 6B ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs Y der 5. Bezugnehmend auf 6B kann wenigstens eines der ersten bis fünften leitenden Muster 121, 122, 123, 124, 125 eine erste Metallschicht 120A, eine zweite Metallschicht 120B, die auf der ersten Metallschicht 120A gebildet ist, und eine dritte Metallschicht 120C, die auf der zweiten Metallschicht 120B gebildet ist, umfassen. Die erste Metallschicht 120A kann ein Metall, welches eine gute Anhaftung an dem unteren Isolationsabschnitt 115 und eine gute thermische Leitfähigkeit und eine elektrische Leitfähigkeit aufweist, umfassen, zum Beispiel Cu. Die dritte Metallschicht 120C kann ein Metall mit einer guten elektrischen Leitfähigkeit, einer hohen Widerstandsfähigkeit gegenüber UV-Licht und einer guten Reflektivität gegenüber UV-Licht, zum Beispiel Au, umfassen. Die zweite Metallschicht 120B kann ein Metall mit einer guten Anhaftung an den ersten und dritten Metallschichten 120A, 120C und einer guten elektrischen Leitfähigkeit und einer thermischen Leitfähigkeit, zum Beispiel Ni, umfassen. Wenn die dritte Metallschicht 120C, die die oberste Schicht des leitenden Musters 120 ist, Au umfasst, ist es insbesondere möglich eine Beschädigung und Verfärbung des leitenden Musters 120 verursacht durch UV-Licht zu minimieren, wodurch die Zuverlässigkeit der UV Lichtemissionseinrichtung verbessert wird.
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Jedoch sei darauf hingewiesen, dass die Materialien zum Bilden der ersten bis dritten Metallschichten 120A, 120B, 120C nicht auf die voranstehend erwähnten Metalle beschränkt sind. Mit anderen Worten, obwohl das leitende Muster 120 so beschrieben wurde, dass es einen Mehrschicht-Aufbau aus Cu/Ni/Au aufweist, kann das leitende Muster 120 zusätzlich oder als eine Alternative dazu andere Metalle umfassen, wie beispielsweise Pt, Pd, Rh, W, Ti, AI, Mg, und Ag.
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Der obere Isolationsabschnitt 130 ist auf dem leitenden Muster 120 angeordnet und umfasst Öffnungen 131, 132, 133, die das leitende Muster 120 freilegen. Der oberen Isolationsabschnitt 130 bedeckt das leitende Muster 120A teilweise ab. Zusätzlich kann der obere Isolationsabschnitt fast vollständig die obere Seite der Basis 110 abdecken, mit Ausnahme der Öffnungen 131, 132, 133. Infolgedessen kann die Basis 110 elektrisch von dem zweiten Körper 200, der nachstehend noch beschrieben wird, isoliert sein.
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Der oberen Isolationsabschnitt 130 kann wenigstens zwei erste Öffnungen 131 umfassen, durch die das leitende Muster 120 teilweise freigelegt wird. Hierbei können unter den ersten bis fünften leitenden Muster 121, 122, 123, 124, 125 verschiedene leitende Muster jeweils durch die ersten Öffnungen 131 freigelegt werden. 4B ist eine Aufsicht auf den ersten Körper 100, bei dem die Lichtemissionselemente 500 und die Schutzeinrichtung 600 zur Übersichtlichkeit weggelassen sind. Bezugnehmend auf 4B legen die ersten Öffnungen 131 das erste leitende Muster 121 und das fünfte leitende Muster 125 frei. Jeder der freigelegten Abschnitte der leitenden Muster 121, 125 kann einer Anschlusselektrode zum Verbinden der UV Lichtemissionseinrichtung mit einer externen Energiequelle entsprechen. Somit können wenigstens zwei Anschlusselektroden 120P als positive und negative Anschlusselektroden 120p jeweils dienen. Alternativ kann das leitende Muster 120 teilweise freigelegt werden, um wenigstens drei Anschlusselektroden 120P bereitzustellen. Der Ort und die Anzahl der ersten Öffnungen 131 entsprechen dem Ort und der Anzahl der Anschlusselektroden 120A und können somit, je nach Notwendigkeit, bei Verwendung der UV Lichtemissionseinrichtung in verschiedenen Anwendungen unterschiedlich sein.
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Zusätzlich kann der oberen Isolationsabschnitt 130 wenigstens zwei zweite Öffnungen 132 umfassen, durch die das leitende Muster 120 teilweise freigelegt wird. Dabei können unter den ersten bis fünften leitenden Mustern 121, 122, 123, 124, 125 unterschiedliche leitende Muster durch die wenigstens zwei ersten Öffnungen 131 jeweils freigelegt sein. Bezugnehmend auf 4B legen die zweiten Öffnungen 132 das erste leitende Muster 121 bzw. das fünfte leitende Muster 125 frei. Dabei kann der Abstand zwischen den zweiten Öffnungen 132 derart sein, dass die Schutzeinrichtung 600 auf Abschnitten des ersten leitenden Musters 121 und des fünften leitenden Musters 125 angebracht werden können, die jeweils durch die zweiten Öffnungen 132 freigelegt sind. Mit anderen Worten, wie voranstehend beschrieben, die ersten und fünften leitenden Muster 121, 125 können teilweise angrenzend zueinander sein, sodass die Schutzeinrichtung 600 auf Teilen der Abschnitte der ersten und fünften leitenden Muster angrenzend zueinander angebracht werden kann. Die Schutzeinrichtung 600 kann zum Beispiel eine Zener Diode, einen TSV oder dergleichen umfassen und dient dazu zu verhindern, dass Lichtemissionselemente 500 durch eine elektrostatische Entladung, eine Überspannung oder dergleichen beschädigt oder zerstört werden.
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Ferner umfasst der oberen Isolationsabschnitt 130 eine Vielzahl von dritten Öffnungen 133. Wenigstens zwei der leitenden Muster 121, 122, 123, 124, 125 werden durch jede der Vielzahl von dritten Öffnungen 133 freigelegt. Zum Beispiel wird das erste leitende Muster 121 und das zweite leitende Muster 122 durch eine der Vielzahl von dritten Öffnungen 133 freigelegt, wie in 4B gezeigt. Die Vielzahl von dritten Öffnungen 133 können Elementanbringungsbereichen entsprechen, in denen jeweils die Lichtemissionselemente 500 angebracht werden. Mit anderen Worten, die dritten Öffnungen 133 können entsprechend zu dem Ort und der Anzahl der Lichtemissionselemente 500, die angebracht werden sollen, gebildet sein. Zum Beispiel und wie in 4B gezeigt, die dritten Öffnungen 133 können in vier Zeilen und vier Spalten angeordnet werden, und benachbarte Paare der leitenden Muster 121, 122, 123, 124, 125 werden durch jede der dritten Öffnungen 133 freigelegt. D. h., die ersten und zweiten leitenden Muster 121, 122 werden teilweise durch jede der dritten Öffnungen 133 in einer ersten Spalte freigelegt; die zweiten und dritten leitenden Muster 122, 123 werden teilweise durch jede der dritten Öffnungen 133 in einer zweiten Spalte freigelegt; die dritten und vierten leitenden Muster 123, 124 werden teilweise durch jede der dritten Öffnungen 133 in einer dritten Spalte freigelegt; und die vierten und fünften leitenden Muster 124, 125 werden teilweise durch jede der dritten Öffnungen 133 in einer vierten Spalte freigelegt.
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Die Lichtemissionselemente 500 können in den Elementanbringungsbereichen, die jeweils durch die dritten Öffnungen 130 definiert werden, angeordnet werden. Hierbei kann jedes der Lichtemissionselemente 500 elektrisch mit den leitenden Mustern 121, 122, 123, 124, 125, die durch die dritte Öffnung 133 freigelegt sind, elektrisch verbunden werden. Somit können elektrische Verbindungen zwischen der Vielzahl von Lichtemissionselementen 500 in verschiedenen Vorgehensweisen gesteuert werden, indem die Korrelation und die Anordnung der leitenden Muster 121, 122, 123, 124, 125, die durch die dritten Öffnungen 133 freigelegt sind, verändert wird. Zum Beispiel sind in dieser beispielhaften Ausführungsform die Lichtemissionselemente 500, die in den dritten Öffnungen 133 in der gleichen Zeile angeordnet sind, zueinander in Reihe verbunden, und die Lichtemissionselemente 500, die in den dritten Öffnungen 133 in der gleichen Spalte angeordnet sind, sind zueinander parallel verbunden. Jedoch sei darauf hingewiesen, dass andere Implementierungen ebenfalls möglich sind und die Vielzahl von Lichtemissionselementen 500 elektrisch zueinander in Reihe, parallel oder antiparallel verbunden sein können.
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Eine dritter Isolationsabschnitt 135 definiert einen Bondungs-Bereich 135m derart, dass jedes der Lichtemissionselemente 500 mit dem Bondungs-Bereich 135m während einer Anbringung des Lichtemissionselemente 500 auf dem ersten Körper 100 ausgerichtet werden kann, wodurch eine Herstellung der UV Lichtemissionseinrichtung in Übereinstimmung mit dieser beispielhaften Ausführungsform ermöglicht bzw. erleichtert wird. Zusätzlich ermöglicht der dritte Isolationsabschnitt 135, dass der Bondungs-Bereich 135m besser unterschieden bzw. hervorgehoben wird, wodurch effektiv ein Kurzschluss zwischen den leitenden Mustern 120, verursacht durch ein Lötmittel oder ein leitendes Klebemittel während einer Anbringung des Lichtemissionselemente 500, effektiv verhindert wird. Ferner kann Licht von dem Lichtemissionselement 500 durch den Rest des leitenden Musters 120, welches durch die dritte Öffnung 133 ausschließlich eines Teils, der mit dem dritten Isolationsabschnitt 135 abgedeckt ist, freigelegt ist, effektiver reflektiert werden. Insbesondere dann, wenn das leitende Muster 120 aus mehreren Schichten besteht, wie voranstehend beschrieben, kann die oberste Schicht des leitenden Musters 120, die durch die dritte Öffnung 133 freigelegt ist, Au umfassen. Da die Metallschicht einschließlich von Au höchst widerstandsfähig ist gegenüber UV-Licht, ist es möglich einen Anstieg in dem elektrischen Widerstand und einen Abfall der Leuchtintensität, verursacht durch eine Beschädigung des leitenden Musters 120 als Folge von UV-Licht von dem Lichtemissionselement 500 zu verhindern.
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Der erste Körper 100 kann den dritten Isolationsabschnitt 135 umfassen, der innerhalb des Elementanbringungsbereichs angeordnet ist. 6A ist eine vergrößerte Aufsicht auf den Elementanbringungsbereich, der durch die dritte Öffnung 133 freigelegt ist, der dem Bereich X der 4B entspricht. 6B ist eine vergrößerte Querschnittsansicht des Umfangs des Elementanbringungsbereichs, der durch die dritte Öffnung 133 freigelegt ist, der dem Bereich Y der 5 entspricht.
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Bezugnehmend auf 6A und 6B kann der dritte Isolationsabschnitt 135 innerhalb der dritten Öffnung 133 angeordnet sein, insbesondere auf dem leitenden Muster 120, welches durch die dritte Öffnung 133 freigelegt ist. Der dritte Isolationsabschnitt 135 kann irgendeinen Teil des leitenden Musters 120 umgeben. Zum Beispiel kann der dritte Isolationsabschnitt 135 an im Wesentlichen der Mitte der dritten Öffnung 130 gebildet sein, um einen Teil des ersten leitenden Musters 121 und einen Teil des zweiten leitenden Musters 122 zu umgeben, wie in 6 gezeigt. Dabei kann ein Bereich, der von dem dritten Isolationsabschnitt 135 umgeben wird, als der Bondungs-Bereich 135m definiert werden, und das Lichtemissionselement 500 kann an den Bondungs-Bereich 135m gebondet werden, wie in 6B gezeigt. Insbesondere kann das Lichtemissionselement 500 an den Anbringungsbereich innerhalb der dritten Öffnung 133 flip-gebondet sein.
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Das Lichtemissionselement 500 kann irgendein typisches Halbleiter-UV-Lichtemissionselement ohne Einschränkungen umfassen. Zum Beispiel kann das Lichtemissionselement 500 einen Leuchtdiodenchip 510 umfassen und kann ferner einen Submount 520 und eine Kugelelektrode 530 umfassen, wie in 6B gezeigt.
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Der Leuchtdiodenchip 510 kann ein Halbleiter-Leuchtdiodenchip auf Nitrid-Basis sein und kann Licht mit einer Spitzenwellenlänge von ungefähr 400 nm oder weniger, insbesondere 350 nm oder weniger, noch weiter bevorzugt 310 nm oder weniger, emittieren. Zusätzlich kann der Leuchtdiodenchip 510 ein Leuchtdiodenchip des Flip-Chip-Typs sein, der an den Submount 520 gebondet und elektrisch damit verbunden ist. Das Lichtemissionselement 500 kann wenigstens einen Leuchtdiodenchip 510 umfassen. Zum Beispiel kann das Lichtemissionselement 500 vier Leuchtdiodenchip 510, die in einem im Wesentlichen quadratischen Muster auf dem Submount 520 angeordnet sind, umfassen.
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Der Submount 520 ist unter dem wenigstens einen Leuchtdiodenchip 510 angeordnet, und mit dem leitenden Muster 120 elektrisch verbunden. Der Submount 520 kann irgendeinen geeigneten Aufbau zum elektrischen Verbinden des Leuchtdiodenchips 510 mit dem leitenden Muster 120 ohne Einschränkungen aufweisen. Zum Beispiel kann der Submount 520 ein keramisches Substrat mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit, wie beispielsweise AIN und Elektroden, die auf beiden Seiten des Keramiksubstrats gebildet sind, umfassen. Dabei können die Elektroden auf den oberen und unteren Seiten des keramischen Substrats miteinander durch eine Kontaktierungselektrode elektrisch verbunden sein. Da der Submount 520 ein Material mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit aufweist, kann Wärme, die während des Betriebs des Leuchtdiodenchips 510 erzeugt wird, effektiv abgeleitet werden. Jedoch sei darauf hingewiesen, dass andere Implementierungen ebenfalls möglich sind.
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Der Submount 520 kann mit leitenden Mustern 121, 122, 123, 124, 125, die durch die dritten Öffnungen 133 freigelegt sind, durch die Kugelelektrode 530 in einem elektrischen Kontakt gebracht werden. Infolgedessen kann der UV Leuchtdiodenchip 510 mit dem leitenden Muster 120 elektrisch verbunden werden.
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Wenn das Lichtemissionselement 500 den Submount 520 umfasst, können die Vielzahl von Leuchtdiodenchips 510 auf dem Submount 520 angebracht werden, um die Ausgabe von UV-Licht, das von dem einzelnen Lichtemissionselement 500 emittiert wird, zu verbessern. Die UV Lichtemissionseinrichtung in Übereinstimmung mit dieser beispielhaften Ausführungsform umfasst die Vielzahl von Lichtemissionselementen 500 mit der Vielzahl von Leuchtdiodenchips 510 und kann somit eine hohe Ausgangsleistung aufweisen. Da zusätzlich der Submount 520 unter dem Leuchtdiodenchip 510 angeordnet ist, um einen Wärmeableitungs-Wirkungsgrad zu verbessern, ist es möglich eine durch Wärme hervorgerufene Beschädigung der UV Lichtemissionseinrichtung sogar dann zu reduzieren, wenn die UV Lichtemissionseinrichtung mit einer hohen Spannung und unter Hochleistungsbedingungen betrieben wird.
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Alternativ kann das Lichtemissionselement 500 ein Lichtemissionselement des Chip-auf-Platte (Chip-on-Board) sein, bei dem ein Leuchtdiodenchip 510A auf dem ersten Körper 100 ohne Verwendung des Submounts 520 angebracht ist. Zum Beispiel kann das Lichtemissionselement 500 einen Leuchtdiodenchip 510A und eine Kugelelektrode 530A umfassen, die den Leuchtdiodenchip 510 mit dem leitenden Muster 120 verbindet, wie in 7 gezeigt. Wenn das Lichtemissionselement 500 den Submount 520 nicht umfasst, dann kann die UV Lichtemissionseinrichtung miniaturisiert werden.
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Für den Fall, dass das Lichtemissionselement 500 den Submount 520 umfasst, genauso wie für den Fall, bei dem das Lichtemissionselement ein Lichtemissionselement des Chip-on-Board Typs ist, bei dem der Leuchtdiodenchip 510 auf dem ersten Körper 100 angebracht ist, kann das Lichtemissionselement 500 Flip-Chip-gebondet sein. Somit kann eine Notwendigkeit für einen Drahtbondierung beseitigt werden, wodurch der Herstellungsprozess der UV Lichtemissionseinrichtung vereinfacht werden kann und eine UV-hervorgerufene Beschädigung an einem Draht kann verhindert werden, wodurch eine Zuverlässigkeit der UV Lichtemissionseinrichtung verbessert wird. Ferner wird ein Platz für eine Drahtbondierung nicht benötigt, wodurch die Dicke der UV Lichtemissionseinrichtung weiter reduziert werden kann. Da keine Notwendigkeit besteht eine elektrische Verbindung über einen Draht herzustellen, ist es ferner nicht erforderlich eine Drahtpositionierung bei der Konstruktion der UV Lichtemissionseinrichtung zu berücksichtigen, wodurch die Konstruktionsflexibilität verbessert wird. Somit kann die Konstruktion der UV Lichtemissionseinrichtung einfach in Abhängigkeit von deren Anwendungen, die für jede der Anwendungen optimiert werden soll, leicht verändert werden.
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Der dritte Isolationsabschnitt 135, der in dem Elementanbringungsbereich gebildet ist, der durch die dritte Öffnung 133 freigelegt ist, kann in verschiedenen Vorgehensweisen modifiziert werden. Zum Beispiel kann in einer Ausführungsform, wie in 8A und 8B gezeigt ist, der erste Körper 100 ferner einen vierten Isolationsabschnitt 137 umfassen, der in einem Platz zwischen den leitenden Mustern 120 angeordnet ist. Dabei kann der vierte Isolationsabschnitt 137 integral mit dem dritten Isolationsabschnitt 135 ausgebildet werden und kann aus dem gleichen Material wie der dritte Isolationsabschnitt gebildet sein. In diesem Fall kann ein Platz zwischen dem Kugelelektrode 530 des Lichtemissionselements 500 wenigstens teilweise mit dem vierten Isolationsabschnitt 137 gefüllt sein, wodurch effektiv ein Kurzschluss zwischen den Kugelelektroden 530 verhindert wird. In einer anderen Ausführungsform, wie in 9A und 9Bgezeigt, kann der erste Körper 100 einen fünften Isolationsabschnitt 139 umfassen, der teilweise eine Fläche, die durch die dritte Öffnung 133 freigelegt ist, abdeckt. Der fünfte Isolationsabschnitt 139 ermöglicht, dass jedes Muster des ersten leitenden Musters 121 und des zweiten leitenden Musters 122 teilweise freigelegt ist, um einen Bondungs-Bereich 139m zu bilden, an den das Lichtemissionselement 500 gebondet ist. Da der Bondungs-Bereich 139m fast vollständig mit dem angebrachten Lichtemissionselement 500 bedeckt ist, wird das leitende Muster 120 durch die dritte Öffnung 133 kaum freigelegt. In Übereinstimmung mit dieser beispielhaften Ausführungsform kann sogar dann, wenn der oberste Abschnitt des leitenden Musters 120 aus einem Metall mit einer relativ geringen Haltbarkeit gegenüber UV Licht ausgebildet ist, eine UV-hervorgerufene Beschädigung des leitenden Musters 120 verhindert werden.
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Der zweite Isolationsabschnitt 130, der dritte Isolationsabschnitt 135, der vierte Isolationsabschnitt 137 und der fünfte Isolationsabschnitt 139 können aus dem gleichen Material oder unterschiedliche Materialien gebildet sein. Jeder der zweiten bis fünften Isolationsabschnitte 130, 135, 137, 139 können aus einem isolierenden Material gebildet sein und können zum Beispiel eine Foto-Lötstoppschicht (photosolder resist; PSR) umfassen.
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Bezugnehmend auf 1 bis 6B wiederum kann der erste Körper 101 ein erstes Loch 150 umfassen und kann ferner ein zweites Loch 160 umfassen. Das erste Loch 150 und das zweite Loch 160 können wenigstens teilweise durch den ersten Körper 100 verlaufen. Wenn die ersten und zweiten Löcher 150, 160 nicht vollständig durch den ersten Körper 100 verlaufen, dann können die ersten und zweiten Löcher 150, 160 eine Nut-Form aufweisen, die teilweise durch den ersten Körper 100 von der oberen Seite des ersten Körpers verläuft. Das erste Loch 150 kann einen Platz bereitstellen, in den die Befestigungseinheit 410, die den ersten Körper 100 mit dem zweiten Körper 200 koppelt, eingefügt ist, wie nachstehend beschrieben. Das zweite Loch 160 dient dazu, beizutragen, dass der erste Körper 100 mit dem zweiten Körper 200 bei der Herstellung der UV Lichtemissionseinrichtung gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform leicht ausgerichtet werden kann
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Der zweite Körper 200 ist auf dem ersten Körper 100 angeordnet. Der zweite Körper 200 umfasst einen Hohlraum 240, der von einer oberen Oberfläche davon nach unten eingerückt ist, und eine Vielzahl von ersten Durchlöchern 250, die in dem Hohlraum 240 angeordnet sind und durch den zweiten Körper 200 verlaufen. Zusätzlich kann der zweite Körper 200 ferner ein zweites Durchloch 210, ein drittes Durchloch 220, ein viertes Durchloch 230, ein Schutzeinrichtungs-Loch 260 und eine Nut 245 umfassen.
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Bezugnehmend auf 1, 2, 3 und 5 ist der Hohlraum 240 des zweiten Körpers 220 von der oberen Oberfläche des zweiten Körpers 200 eingerückt. Der Hohlraum 240 stellt einen Platz bereit, in dem die Abdeckung 300 angeordnet ist und kann eine Tiefe aufweisen, die im Wesentlichen ähnlich zu oder größer wie die Dicke der Abdeckung 300 ist. Die Nut bzw. Ausnehmung 245 kann auf einer inneren Oberfläche des Hohlraumes 240 gebildet sein. Die Nut 245 kann entlang einer Kante des Hohlraumes 240 ausgebildet sein, ohne darauf beschränkt zu sein.
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Die Vielzahl von ersten Durchlöchern 250 ist in dem Hohlraum 240 gebildet und ist im Wesentlichen entsprechend zu den dritten Öffnungen 133 platziert. Infolgedessen können die Lichtemissionselemente 500 durch jeweils die ersten Durchlöcher 250 freigelegt werden. Eine Seitenwand von jedem der ersten Durchlöcher 250 kann als ein Reflektor für jedes der Lichtemissionselemente 500 dienen. Somit kann die Neigung der Seitenwand des ersten Durchloch 250 in Hinblick auf einen Strahlwinkel der UV Lichtemissionseinrichtung eingestellt werden. Zum Beispiel kann die Seitenfläche des ersten Durchloch 250 im Wesentlichen senkrecht zu der oberen Oberfläche des ersten Körpers 100 sein oder kann unter einem vorgegebenen Winkel in Bezug zu der oberen Oberfläche des ersten Körpers 100 geneigt sein.
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Zusätzlich kann das oberste Ende der Seitenwand des ersten Durchloch 250 höher platziert sein als das oberste Ende des Lichtemissionselements 500. Diesem Fall kann das Lichtemissionselement 500 in einem eingerückten Bereich, der durch das erste Durchloch 250 gebildet wird, angeordnet sein, ohne von dem ersten Durchloch 250 nach außen vorzustehen. Infolgedessen kann die Abdeckung 300 eng an das oberste Ende der Seitenwand des ersten Durchloch 250, d. h. der inneren Oberfläche des Hohlraumes 240, gedrückt werden, wodurch effektiv das Lichtemissionselement 500 von einer externen Umgebung geschützt wird. Wenn die Abdeckung 300 beabstandet von dem obersten Ende der Seitenwand des ersten Durchloch 250, d. h. der inneren Oberfläche des Hohlraumes 240, ist, kann durch den Raum ein Lichtverlust auftreten. In Übereinstimmung mit dieser beispielhaften Ausführungsform kann die Abdeckung 300 eng an das oberste Ende der Seitenwand des ersten Durchloch 250 gedrückt oder an dieses gebondet werden, d. h. an die innere Oberfläche des Hohlraumes 240, um einen Lichtverlust durch den voranstehend erwähnten Raum zu verhindern, wodurch die Lichtausbeute der UV Lichtemissionseinrichtung verbessert wird. Ferner wird in Übereinstimmung mit dieser beispielhaften Ausführungsform das Lichtemissionselement 500 an den ersten Körper 100 Flip-Chip-gebondet, wodurch eine Notwendigkeit beseitigt wird, die Abdeckung 300 von der inneren Oberfläche des Hohlraumes 240 für eine Drahtausbildung zu trennen. Mit anderen Worten, die UV Lichtemissionseinrichtung in Übereinstimmung mit dieser beispielhaften Ausführungsform umfasst die Lichtemissionselemente 500 des Flip-Chip-Typs, den zweiten Körper 200 mit den ersten Durchlöchern 250 und die Abdeckung 300, die eng an die Oberfläche des Hohlraumes 240 des zweiten Körpers 200 gedrückt wird, und kann somit in der Größe reduziert werden, während eine hohe Lichtausbeute, eine hohe Zuverlässigkeit und ein Ausgang mit hoher Leistung sichergestellt werden.
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Das zweite Durchloch 210 kann entsprechend zu dem ersten Loch 150 des ersten Körpers 100 platziert werden und dient dazu einen Raum bereitzustellen, in den die Befestigungseinheit 410 eingefügt wird, die den ersten Körper 100 mit dem zweiten Körper 200 koppelt. Das dritte Durchloch 220 kann entsprechend zu dem zweiten Loch 160 des ersten Körpers 100 platziert werden und dient dazu beizutragen, dass der erste Körper 100 zu dem zweiten Körper 200 bei der Herstellung der UV Lichtemissionseinrichtung in Übereinstimmung mit dieser beispielhaften Ausführungsform leicht ausgerichtet werden kann. Das vierte Durchloch 230 kann auf der ersten Öffnungen 131 des zweiten Isolationsabschnitts 130 angeordnet sein, sodass die Anschlusselektrode 120P durch das vierte Durchloch 230 freigelegt werden kann. Obwohl das vierte Durchloch 230 so dargestellt ist, dass es von einer Seitenfläche des zweiten Körpers 200 eingerückt ist, sei darauf hingewiesen, dass auch andere Implementierungen möglich sind und das vierte Durchloch vertikal durch den zweiten Körper 200 verlaufen kann.
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Das Schutzeinrichtungs-Loch 260 kann entsprechend zu der Schutzeinrichtung 600 platziert werden und dient dazu die Schutzeinrichtung 600 zu umgeben. Die Höhe der Schutzeinrichtung 600 kann kleiner sein als die Tiefe des Schutzeinrichtungs-Lochs 260, sodass sich die Schutzeinrichtung 600 nicht über den zweiten Körper 200 erstreckt. Da die Schutzeinrichtung 600 von dem Schutzeinrichtungs-Loch 260 umgeben wird, wird verhindert, das Licht, das von dem Lichtemissionselement 500 emittiert wird, direkt die Schutzeinrichtung 600 erreicht. Infolgedessen ist es möglich zu verhindern, das Licht, welches von dem Lichtemissionselement 500 emittiert wird, durch die Schutzeinrichtung 600 absorbiert wird und eine Reduktion in der Lichtausbeute der Lichtemissionseinrichtung hervorruft. Obwohl das Schutzeinrichtungs-Loch 260 so dargestellt ist, dass es vertikal durch den zweiten Körper 200 verläuft, sei darauf hingewiesen, dass auch andere Implementierungen möglich sind. Alternativ kann das Schutzeinrichtungs-Loch 260 eine Nut-Form, eingerückt von einer oberen Oberfläche des zweiten Körpers 200, aufweisen, wobei in diesem Fall die Schutzeinrichtung 600 außerhalb der UV Lichtemissionseinrichtung nicht freigelegt ist.
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Der zweite Körper 200 kann aus einem Material mit einem hohem Reflexionsvermögen für UV Licht und einem hohen Widerstand für UV Licht gebildet sein und kann zum Beispiel AI, Ag, Cu und Ni umfassen. Der zweite Körper 200 kann das gleiche Material wie die Basis 110 umfassen. Zusätzlich kann der zweite Körper aus dem gleichen Material wie die Basis 110 gebildet sein, zum Beispiel aus einem AL Blockmaterial (bulk material). Wenn der zweite Körper 200 AI umfasst oder aus einem AI Blockmaterial gebildet ist, dann kann der zweite Körper 200 eine gute Verarbeitungsmöglichkeit aufweisen und es kann verhindert werden, dass er durch UV-Licht verfärbt oder beschädigt wird, wodurch eine Zuverlässigkeit und eine Lebensdauer der UV Lichtemissionseinrichtung verbessert wird. Jedoch sei darauf hingewiesen, dass auch andere Implementierungen möglich sind.
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Ein Klebemittel (nicht gezeigt) kann ferner zwischen dem ersten Körper 100 und dem zweiten Körper 200 angeordnet sein. Das Klebemittel dient dazu, den ersten Körper 100 an dem zweiten Körper 200 zu bonden und kann zum Beispiel aus einem Polymer- oder Keramikmaterial gebildet sein. Zusätzlich kann das Klebemittel ein Klebemittel eines Film- oder Band-Typs sein. Das Klebemittel kann auf wenigstens einem Teil der oberen Oberfläche des ersten Körpers 100 angeordnet sein und kann zum Beispiel in einem Gebiet angeordnet sein, wo der obere Isolationsabschnitt 130 angeordnet ist. Insbesondere kann das Klebemittel überall an dem oberen Isolationsabschnitt 130 ausschließlich von Abschnitten, an denen die dritten Öffnungen 133 angeordnet sind, angeordnet werden. An sich wird das Klebemittel außerhalb der dritten Öffnungen 133 gebildet und es kann somit verhindert werden, dass es durch UV-Licht beschädigt wird, welches von den Lichtemissionselementen 500 emittiert wird. Jedoch sei darauf hingewiesen, dass auch andere Implementierungen möglich sind und das Klebemittel weggelassen werden kann.
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Die Abdeckung 300 kann auf dem zweiten Körper 200 angeordnet sein, insbesondere auf dem Hohlraum 240 des zweiten Körpers 200. Die Abdeckung 300 kann mit der inneren Oberfläche des Hohlraumes 240 des zweiten Körpers 200 in Kontakt gebracht werden oder an diese gedrückt werden. Die Abdeckung 300 kann an den zweiten Körper 300 durch zum Beispiel ein Klebemittel gebondet werden. Dabei kann das Klebemittel entlang einer Kante des Hohlraumes 240 ausgebildet werden. Zusätzlich kann das Klebemittel zum Bonden der Abdeckung 300 an dem zweiten Körper 200 an wenigstens einem Teil der Ausnehmung 245, die in dem Hohlraum 240 gebildet ist, angeordnet werden. Somit kann die Nut bzw. Ausnehmung 245 verhindern, dass sich das Klebemittel verteilt und in den Elementanbringungsbereich durch das erste Durchloch 240 während einer Anbindung der Abdeckung 300 an dem zweiten Körper 200 hineinfließt. Wenn das Klebemittel in den Elementanbringungsbereich hineinfließt oder an der Seitenwand des ersten Durchloch 240 anhaftet, dann kann das Klebemittel durch UV-Licht verfärbt werden, was eine Reduktion in der Lichtausbeute der UV Lichtemissionseinrichtung hervorbringt. Mit anderen Worten, die Nut 245 kann eine Reduzierung der optischen Leistung der UV Lichtemissionseinrichtung als Folge des Klebemittels verhindern.
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Die Abdeckung 300 kann ein Material umfassen, welches gegenüber einer UVhervorgerufenen Deformation oder Verfärbung höchst widerstandsfähig ist. Zum Beispiel kann die Abdeckung 300 aus einem keramischen Material, wie beispielsweise Glas oder Quarz, oder einem polymerischen Material mit einer hohen Widerstandsfähigkeit gegenüber UV, wie beispielsweise einem Polymer auf Fluor-Basis, gebildet sein.
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Zusätzlich kann die Dicke der Abdeckung 300 kleiner als die Tiefe des zweiten Körpers 200 sein. In diesem Fall kann eine obere Oberfläche der Abdeckung 300 niedriger als eine obere Oberfläche des zweiten Körpers 200 platziert werden. Da die Abdeckung 300 sich nicht über die obere Oberfläche des zweiten Körpers 200 erstreckt, kann effektiv verhindert werden, dass die Abdeckung 300 durch externe Faktoren beschädigt wird.
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Ferner kann der erste Körper 100 an dem zweiten Körper 200 durch die Befestigungseinheit 410 befestigt werden. Die Befestigungseinheit 410 kann zum Beispiel einen Bolzen oder eine Schraube umfassen, wie in den Zeichnungen dargestellt. Die Befestigungseinheit 410 verläuft wenigstens teilweise durch das zweite Durchloch 210 des zweiten Körpers 200 und das erste Loch 150 des ersten Körper 100s, um den ersten Körper mit dem zweiten Körper 100 zu koppeln.
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Der Ort und die Anzahl der Befestigungseinheit 410 ist nicht besonders beschränkt, und die Befestigungseinheit kann zum Beispiel sechs Befestigungseinheiten 410 umfassen. Obwohl die Befestigungseinheit 410 so dargestellt ist, dass sie von dem zweiten Körper 200 zu dem ersten Körper 100 eingefügt wird, sei darauf hingewiesen, dass andere Implementierungen möglich sind und die Befestigungseinheit 410 von dem Boden des ersten Körpers 100 zu dem zweiten Körper 200 eingefügt werden kann. In diesem Fall kann das zweite Durchloch 210 des zweiten Körpers 200 die Form einer Nut bzw. Ausnehmung auf der unteren Oberfläche des zweiten Körpers 201 einnehmen, und das erste Loch 150 des ersten Körpers 100 kann die Form eines Durchloch einnehmen, welches durch den ersten Körper 100 verläuft. Somit wird die Befestigungseinheit 410 nicht über der oberen Oberfläche der UV Lichtemissionseinrichtung freigelegt. Jedoch sei darauf hingewiesen, dass auch andere Implementierungen möglich sind und die Befestigungseinheit 410 irgendeinen geeigneten Aufbau zum Koppeln des ersten Körpers 100 mit dem zweiten Körper 200 aufweisen kann.
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Da der erste Körper 100 sicher an dem zweiten Körper 200 durch die Befestigungseinheit 410 gekoppelt ist, muss ein getrenntes Klebemittel nicht zwischen dem ersten Körper 100 und dem zweiten Körper 200 angeordnet werden, oder der erste Körper 100 kann stabil mit dem zweiten Körper 200 sogar unter Verwendung einer kleinen Menge Klebemittel gekoppelt werden. Somit ist es in Übereinstimmung mit dieser beispielhaften Ausführungsform möglich zu verhindern, dass ein Klebemittel zwischen dem ersten Körper 100 und dem zweiten Körper 200 durch UV-Licht verfärbt oder deformiert wird und eine Verschlechterung der Zuverlässigkeit der UV Lichtemissionseinrichtung hervorruft.
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Jeder des ersten Körpers 100 und des zweiten Körpers 200 kann ferner ein zusätzliches Loch oder eine Ausnehmung, die in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, umfassen. Ein derartiges Loch oder eine derartige Ausnehmung trägt dazu bei, dass die UV Lichtemissionseinrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung leicht auf einer externen Einrichtung, auf die die UV Lichtemissionseinrichtung angewendet werden soll, angebracht werden kann, damit gekoppelt werden kann, oder damit verbunden werden kann.
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In Übereinstimmung mit den beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich eine miniaturisierte UV Lichtemissionseinrichtung mit einem hohen Leistungsausgang und einer hohen Zuverlässigkeit bereitzustellen, die über einen einfachen Prozess hergestellt werden kann.
