JP5901752B2 - 照明デバイスの製造方法および照明デバイス - Google Patents
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Description
・第1の担体を提供する
・第1の担体に第2の担体を固定する
・第1の担体を第2の担体に固定した後に、第2の担体を、少なくとも2つの部分に、少なくとも部分的に分断する
・第2の担体の、第1の担体と反対側の面に、少なくとも2つの発光ダイオードチップを固定する
この方法はここで殊に、個々のステップが記載された順番で実施可能である。
発光ダイオードチップの良好な熱的な結合は、発光ダイオードチップ内で、電気的な損失出力によって生じる熱を排出するのに有利である。例えば、発光ダイオードチップの輝度は、温度の関数である。温度が上昇すると、発光ダイオードチップの輝度と効率が低下する。さらに、低い動作温度は有利には、発光ダイオードチップの寿命に有利に作用する。なぜなら、主な劣化経過は温度によって促進されるからである。従って、良好な熱管理は、高い効率の実現に寄与し、寿命をより長くする。
A)金属コアプレート(MCB)上の発光ダイオードチップ。このアプローチは、簡単なソリューションである。MCBの背面は、電気的に絶縁されている。このMCBは、主に、アルミニウム板をベースにしている。これは比較的容易に取り付けられる。接続面は構造化可能である。従って、ある程度の制限によって、種々の接続バリエーションが形成される。絶縁層はある程度の柔軟性を有している。これによって、半導体とベースプレートのアルミニウムの間の異なる膨張係数が、多くの用途に対して、充分に補償される。このソリューションの弱点は、絶縁層の制限された熱伝導性である(d=38μmの厚さの場合に3W/mK)。
B)DCB(銅直接接合法)。DCBプロセスでは、薄い銅板が圧力および温度下で、セラミックプレート(Al203、AlN)と接合される。比較的薄い銅層およびセラミック層によって、柔軟性のある変形によって、応力が受容される。これによって、半導体とハウジングとの間の膨張係数の差が、部分的に補償される。このバリエーションの欠点は、接続面の構造化が、フォト技術によって、エッチングに関連して実現される、ということである。従って、低コストで、特定の最小寸法を下回るのは困難である。
C)セラミック基板。この構造では、セラミックが片側または両側で金属化される。金属化されたセラミック(熱膨張係数が低い)上の発光ダイオードチップ(膨張係数が低い)の構造は、問題なく可能である。問題は、金属製ハウジング内に、セラミックモジュールを取り付ける際に始まる。セラミックモジュールが例えば、ハウジング内にはんだ付けされる場合、良好な熱排出が実現される。しかし半田接続部の高い機械的な剛性によって、力が形成される。これは、接続部またはセラミック基板を破壊し得る。
1)良好な熱伝導性。接合面にはんだ付けまたは焼結方法を使用することによって、極めて良好な熱伝達が実現される。良好な熱伝導性を有する材料を使用することによって、熱がより良好に排出される。
Claims (14)
- 照明デバイスの製造方法であって、
・第1の担体(1)を提供するステップと、
・第2の担体(2)を第1の担体(1)に固定するステップと、
・前記第2の担体(2)を第1の担体(1)に固定した後に、前記第2の担体(2)を少なくとも部分的に、少なくとも2つの部分(21、・・・、28)に分けるステップと、
ただし、前記第2の担体(2)の分断前に、第1の構造化された金属層(4)を、前記第2の担体(2)の、前記第1の担体(1)と反対側の表面に被着し、
前記第1の構造化された金属層(4)の領域は、少なくとも1つの溝(5)によって相互に分断されており、当該溝(5)に沿って、前記第2の担体(2)を前記少なくとも2つの部分(21、・・・、28)に分断し、
接続ワイヤー(8)によって、前記第1の構造化された金属層(4)の前記領域の少なくとも2つは、相互に導電性に接続し、
・少なくとも2つの発光ダイオードチップ(3)を、前記第2の担体(2)の、前記第1の担体(1)と反対の側の面に固定するステップと
を有する
ことを特徴とする、照明デバイスの製造方法。 - 少なくとも2つの前記発光ダイオードチップ(3)を、前記第2の担体(2)の異なる部分(21、・・・、28)上に被着する、請求項1記載の方法。
- 前記第1の担体(1)を導電性に形成し、前記第2の担体(2)を電気的に絶縁性に形成する、請求項1または2記載の方法。
- 前記第1の担体(1)は金属製であり、前記第2の担体(2)はセラミック製である、請求項1から3までのいずれか1項記載の方法。
- 前記第1の担体(1)は、ヒートシンクとして構成されており、かつ、銅を含む、請求項4記載の方法。
- 前記第2の担体(2)を前記第1の担体(1)に固定する前に、前記第1の担体(1)と前記第2の担体(2)との間に、構造化された接続層(6)を配置する、ここで前記接続層(6)は、製造誤差の範囲内で、前記第1の構造化された金属層(4)と合同である、請求項1から5までのいずれか1項記載の方法。
- 前記第2の担体(2)を前記第1の担体(1)に固定する前に、第2の構造化された金属層(7)を、前記第2の担体(2)の、前記第1の担体(1)側の表面上に被着する、ここで前記第2の構造化された金属層(7)は、製造誤差の範囲内で、前記第1の構造化された金属層(4)と合同である、請求項1から6までのいずれか1項記載の方法。
- 前記少なくとも1つの溝の幅(d)は最大で150μmである、請求項1から7までのいずれか1項記載の方法。
- ・第1の担体(1)と、
・前記第1の担体に固定されている第2の担体(2)と、
・前記第2の担体(2)の、前記第1の担体(1)とは反対側に固定されている、少なくとも2つの発光ダイオードチップ(3)とを有しており、
・前記第2の担体(2)は、少なくとも2つの部分(21、・・・、28)を含んでおり、前記少なくとも2つの部分は、少なくとも1つの分断領域(51)によって相互に分断されており、前記分断領域(51)は部分的にまたは完全に、前記第2の担体(2)を通って延在しており、
・前記第2の担体(2)の前記少なくとも2つの部分(21、・・・、28)は、最大で125μmの間隔(A1)で相互に分断されており、
前記第2の担体(2)の各部分(21、・・・、28)は、前記第1の担体(1)と反対側の表面で、第1の構造化された金属層(4)の領域を有しており、
ここで、各領域は、前記第2の担体(2)の各部分(21、・・・、28)に一義的に割り当てられており、前記第1の構造化された金属層(4)の前記領域の少なくとも2つは、接続ワイヤー(8)によって相互に導電性に接続されている
ことを特徴とする、照明デバイス。 - 前記2つの部分(21、・・・、28)は、向かい合っている側面(2a)でそれぞれ、分断プロセスの痕跡を有している、請求項9記載の照明デバイス。
- 前記第1の構造化された金属層(4)の複数の領域の少なくとも1つの領域の上に、2つの発光ダイオードチップ(3)が被着されており、前記2つの発光ダイオードチップ(3)は、前記領域によって、直列に接続されている、請求項9または10記載の照明デバイス。
- 前記第2の担体(2)は、前記第1の担体(1)の縁部および/またはコーナーに配置されており、
前記第2の担体(2)上に配置されている全ての発光ダイオードチップ(3)を電気的に接続するための電気的な接続手段(10)が、部分的に、前記第2の担体(2)に割り当てられている前記第1の担体(1)の表面に沿って、当該表面上に延在している、請求項9から11までのいずれか1項記載の照明デバイス。 - ・請求項9から12までのいずれか1項記載の照明デバイス(100)を少なくとも2つ有しており、
・前記照明デバイスの前記第2の担体(2)が相互に隣接して配置され、前記第2の担体(2)上に配置されている前記発光ダイオードチップ(12)は、共通の照明面(9)を形成する、照明デバイスの装置。 - 2つの異なる照明デバイス(100)の前記第2の担体(2)は、最大で125μmの間隔(A2)でもって相互に分断されている、請求項13記載の照明デバイスの装置。
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