KR20080102300A - 열적 비아와 통합되는 ｌｅｄ - Google Patents

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Abstract

발광 다이오드(10)는 몸체(21), 및 몸체(21)와 통합되고 몸체로부터 연장되는 열적 비아(30)를 포함한다.

Description

열적 비아와 통합되는 ＬＥＤ{ＬＥＤ WITH INTEGRAL THERMAL VIA}
본 발명은 LED에 의해 발생된 열의 열 스프레더(spreader), 열 싱크(sink) 등으로의 개선된 열 전달을 제공하는 통합 열적 비아를 갖는 발광 다이오드(LED)에 관한 것이다.
인쇄 회로 보드들은 보통 유리 섬유 라미네이트(laminate)들(FR4 보드들로 공지된), 폴리테트라플루오로에틸렌 및 기타 같은 종류의 물질들과 같은 유전체 물질들로 제조된다. 그러한 보드들의 표면들 중 하나의 표면상에, 또는 유전체 물질들의 층들 사이에 보통 구리로 형성되는 회로들이 존재한다. 회로들은 일반적으로 포토리소그래피 방법들, 스퍼터링, 스크린 프린팅 또는 기타 유사한 종류의 것들에 의해 형성된다(층들 사이에 배치된 회로들에 대하여, 회로는 라미네이트의 형성 이전에 유전체 물질에 인가됨). 또한, LED들은 보통 표면들상에 회로들과 접촉된 보드들의 표면상에 배치되며, LED들에 대하여 신뢰성 있게 작동하도록, 또는 그들의 의도된 성능 레벨로 방산되어야하는 실질적인 열의 양을 발생시킬 수 있다.
LED들의 존재 결과, 인쇄 회로 보드들이 방사를 도와야만 하는 열의 양은 현저할 수 있다. 소위 "열적 보드들"은 전자 컴포넌트들로부터 발생된 열에 대하여 열 스프레더로서 작용하기 위하여, 구리 또는 알루미늄 및 그들의 합금들과 같은 열 스프레드 물질의 층은 대향 표면상에 또는 회로의 상기 층과 대향하는 층들에 유전체 물질 및 열 발생 컴포넌트들로 적층되도록 전개된다. 열 스프레더 물질들은 통상적으로 전기적으로 전도성이기 때문에, 이들이 접촉된다면 회로들의 작동을 저해할 것이기 때문에, 적어도 하나의 유전체 물질층이 회로(들)로부터 열 스프레더를 분리시키도록 열 스프레더가 위치되는 것은 중요하다.
Bergquist Company로부터의 Insulated Metal Substrate™ 열적 보드들, Thermagon으로부터의 T-Clad™ 열적 보드들, Denka로부터의 HITT 플레이트 보드들, TT Electronics로부터의 Anotherm™과 같은 소위 금속 코어 인쇄 회로 보드들(MCPCB:metal core printed circuit boards)과 같이 상업적으로 이용가능한 다수의 "열적 보드들"이 존재한다. 이러한 열적 보드들은 처음 세 개의 경우에 열 전도성 입자들로 유전체층 충전을 통해, 또는 Anotherm 용액의 경우에 알루미늄 열 스프레더층의 최상부상에 얇은 양극 처리층을 통해 열 전도성 유전체층들을 이용한다. 열 전도성 입자들의 사용은 비쌀 수 있으나, 후속하는 층은 그것이 설계에서 열적 저항을 부가하는 핀-홀 프리(pin-hole free)인 것을 보장하기에 충분히 두꺼워야 한다. 이러한 접근법의 부가적인 제한들은 휘어지거나 비평면인 회로 구조물들을 제조하기 위한 플렉서빌리티의 부족 및 열 스프레더층의 전체 표면을 유전체 물질이 커버한다는 사실로부터 나타난다. 유전체층으로서 양극 처리의 사용은 이러한 문제점들 중 일부를 극복하도록 시도하였으나, 구리가 양극 처리될 수 없기 때문에 열 스프레더층으로서 알루미늄의 사용이 요구된다. 알루미늄의 열 전도성은 구리의 열 전도성보다 현저히 낮기 때문에, 이것은 열적인 단점일 수 있다. 그 러나, 인쇄 회로 보드 및 컴포넌트들의 작동 동안에 유용한 동일한 열 방사 특성들은 납땜(soldering)(핫 바 결합(hot bar bonding)과 같은)을 위한 포인트 열 소스들을 요구하는 어셈블리 프로세스를 금지하기 때문에, 전술한 접근법들 모두는 납땜 어려움을 겪을 수 있다.
이러한 문제점의 전부가 아닌 일부를 극복하기 위하여, 종래의 인쇄 회로 보드들은 개별 프로세스에서 금속 열 스프레더층을 분리시키도록 굳게 결합(marry)될 수 있다. 이러한 배열(arrangement)에서, 인쇄 회로 보드는 인쇄 회로 보드의 충전되지 않은 유전체층을 통해 열을 보다 잘 전도시키도록 열적 비아들(통상적으로 구리로 도금된 드릴링된(drilled) 홀들)로 설계될 수 있으나, 이러한 것들은 단지 컴포넌트로부터 컴포넌트로 전기적 절연이 요구되지 않는 애플리케이션들에만 사용될 수 있다.
또한, 구리 또는 알루미늄과 같은 종래의 열 스프레딩 물질들은 보드에 현저한 무게를 더하는데 이는 바람직하게 않고, 이러한 물질들의 열 팽창 계수(CTE)는 유리 섬유 라미네이트의 열 팽창 계수와 가깝게 매칭되지 않을 것이며, 열의 애플리케이션 및 잠재적으로 박리(delamination) 또는 크랙킹(carcking)으로 인쇄 회로 보드상에 물리적 스트레스를 초래한다.
또한, 이러한 보드들상의 열 스프레더층이 등방성의 얇은(그것의 길이 및 폭에 비하여) 금속 물질로 구성되기 때문에, 열은 열 스프레더의 두께를 통해 즉시 흐르는 경향이 있어, 결과적인 핫-스팟(hot-spot)들이 열 소스에 직접적으로 대향하는 위치에서 발생될 수 있다.
"플렉스(flex) 회로"로서 산업 분야에서 참조되는 다른 타입의 회로 어셈블리는 유사한 열 처리 문제들을 제공한다. 플렉스 회로들은 유전체층으로서 기능하는 폴리이미드 또는 폴리에스테르와 같은 중합체 물질의 표면상에 상기 개시된 구리 회로와 같은 회로를 제공함으로써 형성된다. 이름에서 알 수 있는 바와 같이 이러한 회로 물질들은 플렉서블하고, 차후에 구리 또는 알루미늄과 같은 열 스프레더층에 굳게 결합될 수 있는 회로 물질들의 역할로서 제공될 수 있다. 플렉스 회로들에서 매우 얇은 유전체층이 여전히 주어진 설계에서 열적 저항성을 상당히 부가하지만, 인쇄 회로 보드들에서 관찰된 동일한 문제점들 중 일부를 겪는다. 열적 비아들의 사용은 여전히 이전에 개시된 바와 같이 전기적 절연 애플리케이션들로 제한된다. 명백히 드러나는 바와 같이, 구리 또는 알루미늄과 같은 단단한 금속성 층들의 사용은 플렉스 회로들의 플렉서빌리티의 장점을 취하도록 허용하지 않으며, 그러한 특징은 최종 용도 애플리케이션에서 중요하다.
열 스프레더를 통해 연장하는 열적 경로와 동작가능하게 접촉하는 LED의 사용, 특히 벗겨진(exfoliated) 흑연의 압축된 입자들의 시트(들)로 구성된 것 또는 열 싱크 또는 다른 열적 방사 아티클(thermal dissipation article)은 구리 또는 알루미늄 열 스프레더들의 사용으로 발생되는 다수의 단점들을 치유할 수 있다.
열 전달자로서 다양한 고체 구조물들의 사용이 본 기술 분야에 공지된다. 예를 들어, Banks에 의한 미국 특허 5,316,080호 및 5,224,030호는 열 전달 디바이스들로서 적절한 바인더(binder)로 결합된 가스-유도 흑연 섬유들 및 다이아몬드들의 사용을 개시한다. 그러한 디바이스들은 반도체와 같은 소스로부터 열 싱크로 열을 수동적으로 전도시키기 위하여 이용된다.
Krassowski 및 Chen에 의한 미국 특허 6,758,263호는 컴포넌트의 두께를 통해 열 소스로부터, 그리고 평면 방향으로 열 소스로부터 열을 전도시키기 위하여 흑연 열 싱크 베이스(base)와 같은 열 방산 컴포넌트로의 높은 전도성 삽입의 통합을 개시한다. 그러나, Krassowski 및 Chen의 명세서에서는 회로 어셈블리의 유전체층과 같은 상대적으로 비전도성 물질의 층들을 통해 열 소스로부터 열을 전도시키는 것을 개시하지 않는다.
본 발명의 목적은 LED로부터 열 스프레더 또는 열 싱크와 같은 열 방사 아티클로의 열 전달을 용이하게 하기 위하여 열적 비아를 갖는 LED를 제공하는 것이다.
본 발명의 추가의 목적은 그것의 한쪽 표면상에 열 스프레더층을 갖고 열 스프레더층 쪽으로 흐르도록 그것의 다른 표면에 위치된 LED로부터의 열을 위한 열적 경로를 갖는 회로 어셈블리를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 그것의 한WHr 표면상에 열 스프레더층을 갖고 열 스프레더층으로 그것의 다른 표면에 위치된 LED로부터의 열 전달을 위한 LED와 통합된 열적 경로를 갖는 회로 어셈블리를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 회로 어셈블리의 흑연-기반 열 스프레더층과 열-발생 컴포넌트 사이에 삽입된 유전체 물질에 걸쳐 위치되며 통합된 열적 경로를 갖는 LED를 제공하는 것이다.
이러한 목적들 및 다른 목적들은 본 발명에 의해 달성되며, 본 발명은 LED와 예를 들어, 열 스프레더층과 LED 사이에 위치된 적어도 하나의 유전체 물질층을 포함하는 회로 어셈블리의 열 스프레더층 사이에 열적 경로를 형성하기 위하여, 효과적으로 접촉하는 열 전도성 엘리먼트를 갖는 LED를 제공한다. 가장 바람직하게는, 열 전도성 엘리먼트들을 LED와 통합된다.
본 발명의 다른 추가의 목적들, 특징들 및 장점들은 첨부된 도면들과 함께 취해질 때 하기의 설명을 읽음으로써 본 기술 분야의 당업자들에게 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 통합 열적 경로를 갖는 LED의 부분적으로 분해된 개략도이다.
도 2는 그것의 한 표면상에 열 스프레더층을 갖고, 열 스프레더층과 LED 사이에 열적 경로를 통합하는 LED를 갖는, 본 발명에 따른 회로 어셈블리의 부분적으로 분해된 원근도이다.
본 발명은 LED와 열 스프레더층 사이의 열적 경로가 제공될 때, 회로 어셈블리 상의 열 스프레더층의 열 스프레딩 기능이 실질적으로 개선된다는 발견에 기초한다. 게다가, 그러한 열적 경로의 사용에 의하여, 흑연-기반 열 스프레더층들은 심지어 알루미늄 또는 구리 열 스프레더들의 사용과 비교하더라도, 감수된 중량의 부가된 장점을 갖는 개선된 열 스프레딩을 제공할 수 있다.
"회로 어셈블리"라는 용어는 유전체 물질상에 위치된 하나 이상의 전자 회로 들을 포함하는 어셈블리를 의미하며, 하나 이상의 회로들이 유전체 물질층들 사이에 샌드위칭되는 라미네이트들을 포함할 수 있다. 회로 어셈블리들의 특정 실시예들은 본 기술 분야의 당업자들에게 잘 알려진 바와 같은, 인쇄 회로 보드들 및 플렉스 회로들이다.
이제 도면들을 참조하여, 특히, 도 1을 참조하여 본 발명에 다른 LED가 참조 번호 10으로 표시된다. LED들은 통상적으로 플라스틱 물질로 형성되고 렌즈(20)를 포함하는 몸체, 반도체 칩(22), 칩(22) 주변의 실리콘 밀봉제(24)와 같은 밀봉제(encapsulant), 칩(22)에 전력을 공급하기 위한 리드(lead)(25), 칩(22)이 놓이며 종종 그 사이에 열적 인터페이스(28)를 갖는 마운트(mount)(26), 및 리드(25)와 칩(22) 사이의 와이어 접속부(29)를 포함한다.
본 발명에 따라, LED(10)는 높은 열 전도성 열적 슬러그(slug) 또는 비아(30)를 포함하며, 이는 열 스프레더 또는 열 싱크(미도시)와 같은 열 방사 아티클로 칩(22)에 의해 발생된 열을 이동시키기 위한 열적 경로를 형성한다. 열적 비아(30)는 구리 또는 구리 합금, 알루미늄 또는 알루미늄 합금과 유사한 열 전도성 금속, 또는 흑연 아티클, 특히, 압축된 벗겨진 흑연 입자들로 형성된 흑연 아티클로 형성된다. 열적 비아(30)는 칩(22)으로부터 LED(10)에 직접 인접하지 않게 위치되는 열 방사 아티클로의 열적 경로를 제공하기 위하여 LED(10)의 몸체(21) 너머로 연장한다. 게다가, 열적 비아(30)는 몸체(21)와 열 스프레더 또는 열 싱크와 같은 열 방사 아티클 사이의 갭을 브릿징(bridge)하기 위하여 LED(10)의 몸체(21) 너머로 연장하고, 유전체 물질 또는 기타 같은 종류의 것과 같은 열 방사 아티클과 몸체(21) 사이에 임의의 아티클을 통해 연장해야만 한다.
"높은 열 전도성"은 LED(10)와 열 스프레더와 같은 열 방사 아티클 사이의 방향의 열적 비아(30)의 열 전도성이 LED(10)와 열 방사 아티클 사이에 위치되는 임의의 물질(공기 포함)의 전체 두께(through-thickness) 열전도성보다 크다는 것을 의미한다; 바람직하게는, 열적 비아(30)의 열 전도성은 적어도 약 100 W/m°K, 더 바람직하게는 적어도 약 200 W/m°K, 보다 더욱 바람직하게는 약 350 W/m°K이다. 가장 일반적으로 열적 비아(30)는 원통형 형태일 것이지만, 열적 비아(30)는 임의의 특정 단면 형태인 것으로 가정될 수 있다.
이제 도 2를 참조하여, 본 발명의 LED(10)의 사용을 위한 하나의 바람직한 환경은 회로 어셈블리(100)이다. 회로 어셈블리(100)는 적어도 유전체층(200) 및 열 스프레더층(400)을 포함하며, 열 스프레더층(300)은 유전체층(200)에 인접한다. 바람직하게는, 열 스프레더층(300)은 벗겨진 흑연의 압축된 입자들의 적어도 하나의 시트를 포함한다. 회로 어셈블리(100)는 일반적으로 인쇄 회로 보드 또는 플렉스 회로 중 하나이지만, 예를 들어, 또한 유전체층(200)상에 전도성 잉크의 인쇄 또는 실크-스크린(silk-screened) 패턴을 포함할 수 있다.
회로 어셈블리(100)는 또한 일반적으로 포토리소그래피 방법들, 스퍼터링, 스크린 인쇄 또는 기타 유사한 것들에 의해 유전체층(200)에 인가되며 흔히 구리로 형성되는 회로(400)를 상부에 포함한다. 상기 논의된 바와 같이, 회로(400)는 또한 예를 들어, 인쇄 또는 실크-스크린 프로세스들에 의하여 유전체층(200)에 인가된 전도성 잉크로 형성될 수 있다.
유전체층(200)은 전술한 것들의 수지-포화된(resin-impregnated) 또는 수지-흡수된(resin-imbibed) 버전들 뿐 아니라, 바람직하게는 라미네이트; Teflon 상표 물질들로서 상업적으로 이용가능한 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE); 및 때때로 ePTFE로 나타내는 확장된 PTFE로서 형성된 수지(FR-4)를 갖는 유리 섬유와 같이 인쇄 회로 보드 산업에서 인습적인 것일 수 있다. 또한, 유전체층(200)은 플렉스 회로들의 형성에서 사용되는 것처럼, 폴리이미드 또는 폴리에스테르와 같은 중합체일 수 있다. 유전체층(200)은 알루미늄 질화물, 알루미늄 산화물 또는 알루미나와 같은 세라믹 물질을 포함하고, 개별층으로서 나타나거나, 예를 들어, 양극 처리, 기상 증착, 또는 불꽃-스프레잉 프로세스를 통해 기판층(열 스프레더층(300)과 같은)에 인가될 수 있다; 양극 처리의 사용은 특히 열 스프레더층(300)이 알루미늄인 경우와 관련된다.
바람직하게, 열 스프레더층(300)은 약 0.25mm 내지 약 25mm 두께, 더 바람직하게는 약 0.5mm 내지 약 14mm 두께이며, 적어도 하나의 흑연 시트를 포함한다. 바람직하게는, 열 스프레더층(300)은 바람직한 열 스프레딩 능력을 제공하기 위하여 10개 이상의 흑연 시트들의 라미네이트일 수 있다. 흑연 합성물이 적어도 부분적으로 사용될 수 있으며, 바람직한 실시예에서, 회로 어셈블리 열 스프레더로서 구리 또는 다른 금속들의 사용을 완전히 대체할 수 있다.
흑연/유전체 물질 라미네이트는 예를 들어, 종래의 접착제들을 사용하여 회로 어셈블리 라미네이트들의 형성에서 종래의 방식으로 열 스프레더층(300) 및 유전체층들(200)을 함께 라미네이팅함으로써 형성될 수 있다. 대안적으로, 흑연/유 전체 물질 라미네이트는 흑연 물질들을 경화시키도록 압력을 가하는 동안 미리-가압된 적층물에 형성될 수 있다. 포화된 흑연 시트들에서의 에폭시 중합체는 경화(curing) 시에 구조물의 포화된 흑연 층들 뿐 아니라 비-흑연을 적소에 접착식으로 결합시키기에 충분하다. 임의의 사건시, 바람직한 실시예에서, 흑연 합성물은 회로 어셈블리(100)를 위한 열 스프레더층(300)으로서 이용되어, 소위 "금속-백킹된(metal-backed)" 인쇄 회로 보드 또는 플렉스 회로에서 구리 또는 알루미늄 열 스프레더를 교체한다.
상기 논의된 바와 같이, 회로 어셈블리(100)의 중앙 부분을 형성하는 유전체 물질(200)은 두 개의 주요 표면들(200a 및 200b)을 갖는다. 열 스프레더층(300)은 유전체 물질(200)의 표면들 중 하나(200a)와 인접한다; 본 기술 분야의 당업자들에게 공지된 바와 같이, 다른 표면(200b)은 적어도 하나의 LED(10) 및 종종 다수의 LED들(10a, 10b, 10c 등)상에 위치된다. LED(10)는 LED(10)가 위치되는 회로 어셈블리(100)의 표면(200b)상에 놓이는 회로(400)의 일부분과 접촉하도록 위치된다.
논의된 바와 같이, LED(10)로부터 열 스프레더층(300)으로의 열 전송을 용이하게 하기 위하여, 열적 비아(30)는 열 스프레더층(300)을 통해 연장한다.
열적 비아(30)는 위치적 고려사항들을 위하여, 측면 인접 유전체층(200)상에 쇼울더(shoulder) 또는 계단(step)을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 전기적 절연이 요구된다면, 양극 처리된 알루미늄, 알루미늄 질화물, 알루미늄 산화물 또는 알루미나와 같은 유전체층은 구리상에 불꽃-스프레잉되거나 기상 증착된 알루미나와 같이, 또는 예를 들어, 열적 비아(30)로서 양극 처리된 알루미늄의 사용을 통해, 열 적 비아(30)의 모든 또는 일부 표면들 위에 위치될 수 있다. 또한, 열적 비아(30)의 표면들은 납땜 가능한 채로 남겨지거나, LED(10)의 열적 비아(30)로의 결합을 용이하게 하기 위하여, 납땜가능할 수 있도록 도금될 수 있다.
열적 비아(30)는 열 스프레더층(300)으로 연장하고, 열 스프레더층(300)과 열적으로 접촉하게 된다. 예를 들어, 열적 비아(30)는 열적 비아(30)와 열 스프레더층(300) 사이에 우수한 열적 접촉을 보장하고, 스프레더층(300)의 두께에 걸쳐 열적 비아(300)로부터의 열 전달을 보장하기 위하여, 소위 "스피드 너트(speed nut)"와 같은 압력 피팅(pressure fitting) 또는 열적 접착제를 사용하여 열 스프레더층(300)의 슬롯 또는 홀에 맞춰질 수 있다. 하나의 적절한 방식에서 열적 비아(30)는 열적 비아(30)를 열적 경로(60)의 직경보다 작은 직경을 갖는 스프레더층(300)의 개구를 통해 밀어넣기 위하여 적절한 열적 접촉을 달성하도록 스프레더층(300)에 맞춰진다; 이러한 방식으로, 열적 비아(30)를 개구를 통해 밀어넣는 동작은 두 개 사이에 압력 피팅을 제공한다. 대안적으로, 스프레더층(300)의 홀은 펀치로서 열적 비아(30) 자신을 사용함으로써 형성될 수 있다. 벗겨진 흑연의 압축된 입자들의 시트들의 성질은 그러한 피팅이 열적 비아(30) 또는 열 스프레더층(300) 중 하나에 대한 과도한 손상 없이 달성될 수 있도록 한다.
열적 비아와 열 스프레더층(300) 사이에 우수한 열적 접촉을 제공하는 하나의 바람직한 방법은, "리벳(rivet)"-타입 열적 비아(30)의 사용에 의한 것이다. 이러한 방식으로, 리벳이 기판에 대하여 밀봉되도록 압축되는 것과 동일한 방식으로, 리벳-스타일 열적 비아(30)는 열 스프레더층(300)의 외부 표면(즉, 유전체층에 인접하지 않는 표면)에 대하여 밀봉되도록 압축되거나 가압될 수 있어, 두 개 사이에 우수한 열적 접속을 생성한다.
보다 바람직하게, 열적 비아(30)는 열 스프레더층(300) 및 유전체층(200)의 결합된 두께와 대략 동일한 길이를 가지며, 이에 더하여, 임의의 길이의 열적 비아(30)가 도 2에 도시된 바와 같이, 유전체층(200) 또는 열 스프레더층(300) 중 하나로부터 연장된다. 물론, 열적 비아(30가 열 스프레더층(200)을 완전히 통과하지 않는다면, 그것의 길이는 유전체층(200) 및 열 스프레더층(200)의 결합된 두께와 동일할 필요가 없다. 보다 일반적인 개념에서, 열적 비아(30)의 길이는 LED(10)에서 열 방사 아티클로의 열 전달이 요구되는 거리에 좌우된다.
상기 논의된 바와 같이, 열 스프레더층(300)은 유전체층(200)에 라미네이팅되거나 접착되는 것이 바람직하다. 그러나, 열적 비아(30)의 사용은 열 방사를 최적화하기 위하여 열 스프레더층(300)과 유전체층(200) 사이에 갭이 존재하는 것을 허용할 수 있다. 다시 말해, LED(10)와 열 스프레더층(300) 사이에 열 전달이 주로 유전체층(200)을 통하는 것과 대조적으로 주로 열적 비아(30)를 통하기 때문에, 열 스프레더층(300)이 유전체층(200)과 물리적으로 접촉하는 것이 불필요하다. 따라서, 약 1mm 또는 심지어 그 이상의 갭이 스페이서(spacer)들(미도시) 등의 사용에 의하여 열 스프레더층(300)과 유전체층(200) 사이에 제공될 수 있다. 이러한 방식으로, 제공된 열 스프레더층(300)은 열적 비아(30)와 열적으로 접촉한 채로 남아있어, 열 스프레더층(300)의 보다 넓은 표면 영역이 노출되고, 보다 많은 열이 그로부터 방사될 수 있다.
따라서, 본 발명의 사용에 의하여, 지금까지 보여지지 않은 정도까지 상부에 LED로부터의 효율적인 열 방사가 달성될 수 있다.
모든 인용된 특허들, 특허 출원들 및 본 명세서에 참조된 간행물들은 본 명세서에 참조로서 통합된다.
상기 설명은 본 기술 분야의 당업자들이 본 발명을 실행하는 것을 가능하게 하기 위한 것이다. 이것은 본 명세서를 읽었을 때 본 기술 분야의 당업자들에게 명백할 가능한 모든 변형들 및 보정들을 설명하도록 의도되지 않았다. 그러나, 그러한 모든 보정들 및 변형들은 하기의 청구항들에 의해 한정되는 본 발명의 범위 내에 포함될 것이다. 문맥이 특별히 반대로 나타나지 않는 한, 청구항들은 본 발명을 위해 의도된 목적들을 충족시키기에 효과적인 임의의 배열(arrangement) 또는 시퀀스로 나타난 엘리먼트들 및 단계들을 커버하도록 의도된다.

Claims (18)

  1. 발광 다이오드로서,
    몸체; 및
    상기 몸체와 통합되며, 상기 몸체로부터 연장되는 열적 비아
    를 포함하는, 발광 다이오드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열적 비아는 열 전도성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 열적 비아는 상기 발광 다이오드로부터 열 방사(dissipation) 아티클(article)로의 열적 경로를 형성하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드.
  4. 기판을 포함하는 회로 어셈블리로서,
    상기 기판은,
    유전체층;
    상기 기판의 제1 표면에 위치되는 열 스프레더(spreader)층;
    몸체 및 상기 몸체와 통합되고 상기 유전체층을 통해 상기 몸체로부터 상기 열 스프레더층과의 열적 접속부로 연장되는 열적 비아를 포함하며 상기 기판의 제2 표면에 위치되는 발광 다이오드
    를 포함하는, 회로 어셈블리.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 열 스프레더층은 구리, 알루미늄, 구리 합금, 알루미늄 합금, 벗겨진(exfoliated) 흑연의 압축된 입자들의 시트, 또는 그들의 결합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 회로 어셈블리.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 기판의 제2 표면은 상부에 회로를 갖는 것을 특징으로 하는 회로 어셈블리.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 유전체층은 수지가 포화된 유리 섬유; 폴리테트라플루오로에틸렌; 확장된 폴리테트라플루오로에틸렌; 중합체; 세라믹 물질; 또는 그들의 결합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 회로 어셈블리.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 유전체층은 양극 처리된 알루미늄, 알루미늄 질화물, 알루미늄 산화물 또는 알루미나를 포함하는 것을 특징으로 하는 회로 어셈블리.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 열적 비아는 높은 열 전도성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 회로 어셈블리.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 열적 비아의 열 전도성은 상기 유전체층의 전체 두께(through-thickness) 열 전도성보다 큰 것을 특징으로 하는 회로 어셈블리.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 열적 비아는 구리, 알루미늄 또는 그들의 합금을 포함하는 것을 특징으로 하는 회로 어셈블리.
  12. 제4항에 있어서,
    상기 열적 비아상에 유전체층을 더 포함하며, 상기 유전체층은 양극 처리된 알루미늄, 알루미늄 질화물, 알루미늄 산화물 또는 알루미나를 포함하는 것을 특징으로 하는 회로 어셈블리.
  13. 발광 다이오드 어셈블리로서,
    발광 다이오드; 및
    상기 발광 다이오드와 동작가능하게 접촉하는 열적 비아
    를 포함하며, 상기 열적 비아는 열 방사 아티클과의 열적 접속부로 연장하도록 크기가 정해지는, 발광 다이오드 어셈블리.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 열적 비아는 상기 회로 어셈블리의 유전체층을 통해 상기 회로 어셈블리의 열 스프레더층과의 열적 접속부로 연장하도록 크기가 정해지는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 어셈블리.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 열적 비아는 높은 열 전도성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 어셈블리.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 열의 경로의 열 전도성은 상기 유전체층의 전체 두께 열 전도성보다 큰 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 어셈블리.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 열적 비아는 구리, 알루미늄 또는 그것의 합금들을 포함하는 것을 특징 으로 하는 발광 다이오드 어셈블리.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 열적 비아상에 유전체층을 더 포함하며, 상기 유전체층은 양극 처리된 알루미늄, 알루미늄 질화물, 알루미늄 산화물 또는 알루미나를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 어셈블리.
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