DE202010008705U1 - Arrayartiges Multi-Chip-Gehäuse für LEDs - Google Patents

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Abstract

Arrayartiges Multi-Chip-Gehäuse für LEDs, umfassend:
– ein Substrat (1), das mindestens eine Leiterplatte (10) aufweist;
– eine Leuchteinheit (2), die mehrere Leuchtelemente (20) aufweist, die in einer vorbestimmten Form und elektrisch an der mindestens einen Leiterplatte (10) angeordnet sind;
– eine Rahmeneinheit (3), die einen reflektierenden Rahmen (30) aufweist, der an der mindestens einen Leiterplatte (10) angeordnet ist und die Leuchtelemente (20) umschließt; und
– eine Verkapselungseinheit (4), die einen Verkapselungs-Klebstoff (40) aufweist, der an der mindestens einen Leiterplatte (10) angeordnet ist, um die Leuchtelemente (20) abzudecken, wobei der Verkapselungs-Klebstoff (40) von dem mindestens einen reflektierenden Rahmen (30) umgeben ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Multi-Chip-Gehäuse für LEDs, insbesondere ein arrayartiges Multi-Chip-Gehäuse für LEDs.
  • Gegenwärtig finden unter den Beleuchtungsvorrichtungen Leuchtstofflampen, Wolframlampen und Energiesparlampen eine große Verwendung im Alltagsleben. Jedoch weisen solche Lampen meistens eine große optische Dämpfung, einen großen Energieverbrauch und eine kurze Lebensdauer auf, erzeugen leicht große Wärme und sind leicht zerbrechlich und nicht leicht wiederverwertbar. Des Weiteren bringen traditionelle Leuchtstofflampen aufgrund ihrer schlechten Farbwiedergabe eine blasse Lichtfarbe hervor und sind dadurch nicht beliebt. Zur Lösung der o. g. Probleme sind Leuchten mit Leuchtdioden (LEDs) entwickelt worden, wobei bei traditionellen LED-Chips die elektrische Verbindung der LED-Chips jedoch durch Drahtboden hergestellt werden muss.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein arrayartiges Multi-Chip-Gehäuse für LEDs zu schaffen, mit dem das Problem beim Stand der Technik, dass „bei traditionellen LED-Chips die elektrische Verbindung der LED-Chips durch Drahtbonden hergestellt werden muss”, gelöst wird.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein arrayartiges Multi-Chip-Gehäuse für LEDs, das ein Substrat, eine Leuchteinheit, eine Rahmeneinheit und eine Verkapselungseinheit umfasst. Das Substrat weist mindestens eine Leiterplatte auf. Die Leuchteinheit weist mehrere Leuchtelemente auf, die in einer vorbestimmten Form und elektrisch an der mindestens einen Leiterplatte angeordnet sind. Die Rahmeneinheit weist mindestens einen reflektierenden Rahmen auf, der an der mindestens einen Leiterplatte angeordnet ist und die Leuchtelemente umschließt. Die Verkapselungseinheit weist einen Verkapselungs-Klebstoff auf, der an der mindestens einen Leiterplatte angeordnet ist, um die Leuchtelemente abzudecken, wobei der Verkapselungs-Klebstoff von dem mindestens einen reflektierenden Rahmen umgeben ist.
  • Die Erfindung ist insofern vorteilhaft, als mehrere LED-Chips in einer Array-Form angeordnet sind und die LED-Chips durch Flip-Chip-Montage miteinander elektrisch verbunden sind, wodurch sowohl eine großflächige Beleuchtung erzielbar ist als auch die durch das Drahtbonden für die traditionellen LED-Chips verursachten zusätzlichen Herstellungskosten ausgespart werden können.
  • Im Folgenden werden die eingesetzten technischen Inhalte, Maßnahmen und Funktionen der vorliegenden Erfindung anhand der detaillierten Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. Jedoch ist die Erfindung nicht auf die Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen beschränkt. Es zeigen:
  • 1A eine Draufsicht eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen arrayartigen Multi-Chip-Gehäuses für LEDs;
  • 1B eine Seitenansicht des ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen arrayartigen Multi-Chip-Gehäuses für LEDs im Schnitt;
  • 1C eine vergrößerte Darstellung des Teils A aus 1B.
  • 2 eine Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen arrayartigen Multi-Chip-Gehäuses für LEDs im Schnitt;
  • 3 eine Seitenansicht eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen arrayartigen Multi-Chip-Gehäuses für LEDs im Schnitt;
  • 4A eine Draufsicht eines vierten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen arrayartigen Multi-Chip-Gehäuses für LEDs;
  • 4B eine Seitenansicht des vierten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen arrayartigen Multi-Chip-Gehäuses für LEDs im Schnitt;
  • 5 eine Seitenansicht eines fünften Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen arrayartigen Multi-Chip-Gehäuses für LEDs im Schnitt; und
  • 6 eine Seitenansicht eines sechsten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen arrayartigen Multi-Chip-Gehäuses für LEDs im Schnitt.
  • Wie aus 1A bis 1C ersichtlich, umfasst das erfindungsgemäße arrayartige Multi-Chip-Gehäuse für LEDs gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ein Substrat 1, eine Leuchteinheit 2, eine Rahmeneinheit 3 und eine Verkapselungseinheit 4.
  • Das Substrat 1 weist mindestens eine Leiterplatte 10 auf, der aus mindestens einem Isolierträger (nicht dargestellt) und mehreren bereits an der oberen Oberfläche des Isolierträgers angeordneten elektrisch leitfähigen Leitungen (nicht dargestellt) ausgebildet ist.
  • Die Leuchteinheit 2 weist mehrere Leuchtelemente 20 auf, die in einer vorbestimmten Form und elektrisch an der mindestens einen Leiterplatte 10 angeordnet sind. Beispielsweise kann das Leuchtelement 20 ein LED-Chip sein, wobei die LED-Chips in einer Array-Form oder in einer länglichen Form angeordnet sind und wahlweise parallel zueinander oder hintereinander geschaltet werden können. Im ersten Ausführungsbeispiel ist die Leuchteinheit 2 beispielsweise länglich ausgebildet. Zusätzlich können an der mindestens einen Leiterplatte 10 mehrere Stromeingangs-Lötunterlagen P angeordnet sein, wobei mindestens zwei von den Stromeingangs-Lötunterlagen P jeweils als Anode und Kathode der Stromquelle ausgebildet werden können, um die Leuchtelemente 20 mit Strom zu versorgen.
  • Die Rahmeneinheit 3 weist mindestens einen reflektierenden Rahmen 30 auf, der an der mindestens einen Leiterplatte 10 angeordnet ist und die Leuchtelemente 20 umschließt. Beispielsweise ist die Rahmeneinheit 3 aus lichtreflektierendem Metall oder Kunststoff hergestellt. Die obere Oberfläche des mindestens einen reflektierenden Rahmens 30 kann planar oder kurvenförmig ausgebildet sein. Im ersten Ausführungsbeispiel ist die obere Oberfläche des mindestens einen reflektierenden Rahmens 30 beispielsweise kurvenförmig ausgebildet.
  • Die Verkapselungseinheit 4 weist einen Verkapselungs-Klebstoff 40 auf, der an der mindestens einen Leiterplatte 10 angeordnet ist, um die Leuchtelemente 20 abzudecken, wobei der Verkapselungs-Klebstoff 40 vom mindestens einen reflektierenden Rahmen 30 umgeben ist. Beispielsweise ist die obere Oberfläche des Verkapselungs-Klebstoffs 40 planar, konkav oder konvex ausgebildet, wobei der Verkapselungs-Klebstoff 40 ein lichtdurchlässiger Klebstoff oder ein Klebstoff mit Phosphorpulver ist. Im ersten Ausführungsbeispiel ist die obere Oberfläche des Verkapselungs-Klebstoffs 40 konvex ausgebildet und der Verkapselungs-Klebstoff 40 ein lichtdurchlässiger Klebstoff.
  • Weiter wird auf 1B und 1C verwiesen. Jedes Leuchtelement 20 weist an der unteren Oberfläche eine Anode 201 und eine Kathode 202 auf, wobei die Anode 201 und die Kathode 202 jedes Leuchtelements 20 jeweils über zwei elektrisch leitfähige Körper B (z. B. Zinnkugeln oder Zinnpaste) mit der mindestens einen Leiterplatte 10 elektrisch verbunden sind. Mit anderen Worten kann jedes Leuchtelement 20 durch Flip-Chip-Montage mit der mindestens einen Leiterplatte 10 elektrisch verbunden werden.
  • 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen arrayartigen Multi-Chip-Gehäuses für LEDs, das ein Substrat 1, eine Leuchteinheit 2, eine Rahmeneinheit 3 und eine Verkapselungseinheit 4 umfasst. Gemäß 2 und 1B unterscheidet sich das zweite Ausführungsbeispiel vom ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass die obere Oberfläche des Verkapselungs-Klebstoffs 40 konkav ausgebildet ist.
  • 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen arrayartigen Multi-Chip-Gehäuses für LEDs, das ein Substrat 1, eine Leuchteinheit 2, eine Rahmeneinheit 3 und eine Verkapselungseinheit 4 umfasst. Gemäß 3 und 1B unterscheidet sich das dritte Ausführungsbeispiel vom ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass beim dritten Ausführungsbeispiel die obere Oberfläche des zu mindestens einen reflektierenden Rahmens 30 planar und die obere Oberfläche des Verkapselungs-Klebstoffs 40 planar ausgebildet ist, wobei die planare Oberfläche des zu mindestens einen reflektierenden Rahmens 30 und die planare Oberfläche des Verkapselungs-Klebstoffs 40 miteinander fluchten.
  • 4A und 4B zeigen ein viertes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen arrayartigen Multi-Chip-Gehäuses für LEDs, das ein Substrat 1, eine Leuchteinheit 2, eine Rahmeneinheit 3 und eine Verkapselungseinheit 4 umfasst. Gemäß 4A, 4B, 1A und 1B unterscheidet sich das vierte Ausführungsbeispiel vom ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass beim vierten Ausführungsbeispiel das Leuchtelement 20 ein LED-Chip sein kann, wobei die LED-Chips in einer Array-Form angeordnet und wahlweise parallel zueinander und hintereinander geschaltet werden können; im vierten Ausführungsbeispiel ist die Leuchteinheit 2 beispielsweise in einer Array-Form ausgebildet; im vierten Ausführungsbeispiel können zusätzlich an der mindestens einen Leiterplatte 10 mehrere Stromeingangs-Lötunterlagen P angeordnet sein, wobei mindestens zwei von den Stromeingangs-Lötunterlagen P jeweils als Anode und Kathode der Stromquelle ausgebildet werden können, um die Leuchtelemente 20 mit Strom zu versorgen.
  • 5 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen arrayartigen Multi-Chip-Gehäuses für LEDs, das ein Substrat 1, eine Leuchteinheit 2, eine Rahmeneinheit 3 und eine Verkapselungseinheit 4 umfasst. Gemäß 5 und 4B unterscheidet sich das fünfte Ausführungsbeispiel vom vierten Ausführungsbeispiel dadurch, dass beim fünften Ausführungsbeispiel die obere Oberfläche des Verkapselungs-Klebstoffs 40 konkav ausgebildet ist.
  • 6 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen arrayartigen Multi-Chip-Gehäuses für LEDs, das ein Substrat 1, eine Leuchteinheit 2, eine Rahmeneinheit 3 und eine Verkapselungseinheit 4 umfasst. Gemäß 6 und 4B unterscheidet sich das sechste Ausführungsbeispiel vom vierten Ausführungsbeispiel dadurch, dass beim sechsten Ausführungsbeispiel die obere Oberfläche des zu mindestens einen reflektierenden Rahmens 30 planar und die obere Oberfläche des Verkapselungs-Klebstoffs 40 planar ausgebildet ist, wobei die planare Oberfläche des zu mindestens einen reflektierenden Rahmens 30 und die planare Oberfläche des Verkapselungs-Klebstoffs 40 miteinander fluchten.
  • Die Erfindung ist insofern vorteilhaft, als mehrere LED-Chips in einer Array-Form angeordnet sind und die LED-Chips durch Flip-Chip-Montage miteinander elektrisch verbunden sind, wodurch sowohl eine großflächige Beleuchtung erzielbar ist als auch die durch das Drahtbonden für die traditionellen LED-Chips verursachten zusätzlichen Herstellungskosten ausgespart werden können.
  • Die vorstehende Beschreibung stellt die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung dar und soll nicht die Schutzansprüche beschränken. Alle gleichwertigen Änderungen und Modifikationen, die gemäß der Beschreibung und den Zeichnungen der Erfindung von einem Fachmann vorgenommen werden können, gehören zum Schutzbereich der vorliegenden Erfindung.

Claims (8)

  1. Arrayartiges Multi-Chip-Gehäuse für LEDs, umfassend: – ein Substrat (1), das mindestens eine Leiterplatte (10) aufweist; – eine Leuchteinheit (2), die mehrere Leuchtelemente (20) aufweist, die in einer vorbestimmten Form und elektrisch an der mindestens einen Leiterplatte (10) angeordnet sind; – eine Rahmeneinheit (3), die einen reflektierenden Rahmen (30) aufweist, der an der mindestens einen Leiterplatte (10) angeordnet ist und die Leuchtelemente (20) umschließt; und – eine Verkapselungseinheit (4), die einen Verkapselungs-Klebstoff (40) aufweist, der an der mindestens einen Leiterplatte (10) angeordnet ist, um die Leuchtelemente (20) abzudecken, wobei der Verkapselungs-Klebstoff (40) von dem mindestens einen reflektierenden Rahmen (30) umgeben ist.
  2. Arrayartiges Multi-Chip-Gehäuse für LEDs nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Leuchtelement (20) ein LED-Chip ist, wobei die LED-Chips in einer Array-Form angeordnet sind.
  3. Arrayartiges Multi-Chip-Gehäuse für LEDs nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Leuchtelement (20) ein LED-Chip ist, wobei die LED-Chips in einer länglichen Form angeordnet sind.
  4. Arrayartiges Multi-Chip-Gehäuse für LEDs nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Leuchtelement (20) an der unteren Oberfläche eine Anode (201) und eine Kathode (202) aufweist, wobei die Anode (201) und die Kathode (202) jedes Leuchtelements (20) jeweils über zwei elektrisch leitfähige Körper (B) mit der mindestens einen Leiterplatte (10) elektrisch verbunden sind.
  5. Arrayartiges Multi-Chip-Gehäuse für LEDs nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Oberfläche des mindestens einen reflektierenden Rahmens (30) planar oder kurvenförmig ausgebildet ist.
  6. Arrayartiges Multi-Chip-Gehäuse für LEDs nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Oberfläche des Verkapselungs-Klebstoffs (40) planar, konkav oder konvex ausgebildet ist.
  7. Arrayartiges Multi-Chip-Gehäuse für LEDs nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Oberfläche des zu mindestens einen reflektierenden Rahmens (30) planar und die obere Oberfläche des Verkapselungs-Klebstoffs (40) planar ausgebildet ist, wobei die planare Oberfläche des zu mindestens einen reflektierenden Rahmens (30) und die planare Oberfläche des Verkapselungs-Klebstoffs (40) miteinander fluchten.
  8. Arrayartiges Multi-Chip-Gehäuse für LEDs nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verkapselungs-Klebstoff (40) ein lichtdurchlässiger Klebstoff oder ein Klebstoff mit Phosphorpulver ist.
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