KR20150058494A - 보호 회로를 갖는 광전자 컴포넌트 - Google Patents

보호 회로를 갖는 광전자 컴포넌트 Download PDF

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Abstract

보호 회로를 갖는 광전자 컴포넌트
본 발명은 광전자 컴포넌트에 관한 것이고, 상기 광전자 컴포넌트는, 적어도 두 개의 발광 다이오드들을 갖는 적어도 하나의 제1 캐리어 ―각각의 다이오드는 두 개의 전기 연결들을 갖고, 각각의 전기 연결은 접촉 영역으로 리드되고, 접촉 영역들은 제1 캐리어의 밑면 상에 배열됨―, 제2 캐리어 ―적어도 두 개의 제너 다이오드들이 제2 캐리어에 배열되고, 제너 다이오드들은 추가적인 전기 연결들을 갖고, 각각의 추가적인 전기 연결은 추가적인 접촉 영역으로 리드되고, 추가적인 접촉 영역들은 제2 캐리어의 상부면 상에 배열됨― 를 포함하며, 여기서 제1 캐리어는 그 밑면이 제2 캐리어의 상부면 상에 놓이고 그리고 제2 캐리어에 고정적으로 연결되며, 제너 다이오드들은 다이오드들에 역 병렬로 연결되고, 다이오드의 접촉 영역들은 제너 다이오드의 추가적인 접촉 영역들과 전기 접촉되며, 제너 다이오드들이 직렬로 전기 연결되고, 다이오드들이 직렬로 전기 연결되며, 제1 캐리어 및/또는 제2 캐리어는 웨이퍼의 일부로서 구현된다.

Description

보호 회로를 갖는 광전자 컴포넌트{OPTOELECTRONIC COMPONENT WITH PROTECTIVE CIRCUIT}
[0001] 본 발명은, 청구항 제1항에 청구된 바와 같은 보호 회로를 갖는 광전자 컴포넌트, 및 특허 청구항 제10항에 청구된 바와 같은 광전자 컴포넌트를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
[0002] 본 특허 출원은 독일 특허 출원들 10　2012　217　523.7 및 10　2012　217 932.1을 우선권들로 청구하며, 상기 특허 출원들의 개시 내용들은 이로써 인용에 의해 통합된다.
[0003] DE　20　2011 001　604　U1은, 전압 제한 및 극성 반전의 직렬-연결된 발광 다이오드 디바이스를 개시한다. 발광 다이오드 디바이스는 적어도 하나의 또는 복수의 반대 극성의 병렬-연결된 또는 직렬-연결된 또는 직렬-병렬-연결된 발광 다이오드들을 포함하고, 이들은 동일 극성을 갖는 제너 다이오드와 병렬로 연결되며, 여기서 상기 발광 다이오드 디바이스는 제2 발광 다이오드-제너 다이오드 어셈블리를 부가하여 포함하고, 상기 제2 발광 다이오드-제너 다이오드 어셈블리는 적어도 하나의 또는 복수의 동일 극성의 병렬-연결된 또는 직렬-연결된 또는 직렬-병렬-연결된 발광 다이오드들을 포함하며, 이들은 동일 극성을 갖는 제너 다이오드들과 병렬로 연결된다.
[0004] 본 발명의 목적은 발광 다이오드들의 직렬 연결을 갖는 광전자 컴포넌트를 제공하는 것이고, 여기서 상기 컴포넌트는 다이오드의 고장으로부터 보호되고, 그리고 제조하기가 간단하고 비용-효율적이다. 본 발명의 목적은 특허 청구항 제1항에 청구된 바와 같은 컴포넌트에 의하여, 그리고 특허 청구항 제10항에 기재된 바와 같은 방법에 의하여 달성된다.
[0005] 추가적인 유리한 실시예들은 종속 청구항들에서 특정된다.
[0006] 광전자 컴포넌트는, 제조하기가 간단하고 비용-효율적이라는 장점을 갖는다. 이는, 적어도 두 개의 다이오드들이 제공되는 적어도 하나의 제1 캐리어가 제공된다는 사실, 및/또는 각각의 경우 적어도 하나의 다이오드를 갖는 적어도 두 개의 제1 캐리어들이 제공되고, 복수의 제너 다이오드들이 직렬로 연결되는 제2 캐리어가 제공되며, 그리고 제1 캐리어 또는 제1 캐리어들이 제2 캐리어에 연결된다는 사실 ―여기서, 다이오드의 전기 연결들은 제너 다이오드들의 전기 연결들과 접촉함― 때문에 달성된다. 제1 캐리어 및/또는 제2 캐리어는 바람직하게 웨이퍼의 일부로서 또는 웨이퍼로서 구현된다. 이러한 방식으로, 제너 다이오드들의 직렬 연결 및 다이오드들의 직렬 연결이 획득되고, 여기서 발광 다이오드는 제너 다이오드에 역 병렬로(antiparallelly) 연결된다.
[0007] 상기 컴포넌트는, 직렬로 연결된 발광 다이오드들 중 하나의 발광 다이오드의 고장 시, 고장 난 발광 다이오드가 역 병렬로 연결된 제너 다이오드에 의해 브릿징되기 때문에, 광전자 컴포넌트가 그럼에도 불구하고 여전히 기능한다는 장점을 제공한다.
[0008] 제2 캐리어의 제너 다이오드들과 별개로 제1 캐리어의 발광 다이오드들의 어레인지먼트 때문에, 발광 다이오드들 및 제너 다이오드들 둘 다가 상이한 방법들에 의해 그리고/또는 상이한 캐리어들 상에서 제조될 수 있다. 이는, 광전자 컴포넌트의 제조 동안, 증가된 유연성을 야기한다. 부가하여, 제조 방법들은 발광 다이오드들에 대해 그리고 제너 다이오드들에 대해 각각 개별적으로 조정될 수 있다. 또한, 발광 다이오드들 및 제너 다이오드들에 대해 상이한 캐리어들이 사용될 수 있다. 그 결과, 품질이 증가될 수 있고, 그리고 비용들이 또한 절감될 수 있다.
[0009] 컴포넌트의 일 실시예에서, 제너 다이오드의 브레이크다운 전압은 발광 다이오드의 임계치 전압보다 더 크다. 이는, 발광 다이오드가 정상적으로 기능하는 경우, 어떠한 전류도 제너 다이오드를 통해 흐르지 않거나 또는 가능한 한 전류가 거의 제너 다이오드를 통해 흐르지 않음을 보장한다. 저 전류 소모가 그 결과 보장된다.
[0010] 추가적인 실시예에서, 적어도 두 개의 다이오드들이 제너 다이오드에 대해 직렬로 및/또는 역 병렬로 배열된다. 이러한 방식으로 발광 다이오드들의 선택 및 어레인지먼트에서의 증가된 유연성이 가능하게 된다. 선택된 애플리케이션에 따라, 방출되는 광에 대해 원하는 밝기 및/또는 원하는 색 로커스를 달성하기 위하여, 복수의 발광 다이오드들을 직렬로 및/또는 병렬로 배열하는 것이 유리할 수 있다. 예로서, 상이한 파장들을 갖는 발광 다이오드들이 직렬로 및/또는 병렬로 배열될 수 있다.
[0011] 추가적인 실시예에서, 적어도 하나의 발광 다이오드에 역 병렬로, 적어도 두 개의 다이오드들이 직렬로 및/또는 병렬로 연결될 수 있다. 복수의 제너 다이오드들의 어레인지먼트는, 저 역전류와 함께, 개선된 브릿징을 달성하는 것을 가능하게 한다.
[0012] 추가적인 실시예에서, 제1 및/또는 제2 캐리어는 실리콘을 포함하거나, 또는 특히 실리콘 웨이퍼의 일부로서 구현된다. 그 결과, 제너 다이오드들의 제조가 간단하고 비용-효율적인 방식으로 가능하다.
[0013] 추가적인 실시예에서, 발광 다이오드들의 전원의 개방-루프 및/또는 폐쇄 루프 제어를 위한 전자 회로가 제2 캐리어에 통합된다. 이러한 방식으로, 첫째, 프로세스 및 사용되는 캐리어 둘 다에 대해 전자 회로의 제조가 발광 다이오드들의 제조와 디커플링된다. 이는, 증가된 품질, 비용-효율적인 프로세스, 및 더 신속한 방법을 유도할 수 있는 증가된 유연성을 가능하게 한다. 부가하여, 제2 캐리어로의 전자 회로의 통합의 결과로서 콤팩트하고 비용-효율적인 컴포넌트가 획득된다.
[0014] 추가적인 실시예에서, 제1 캐리어에서 적어도 두 개의 발광 다이오드들은 서로 전기 절연된다. 제1 캐리어의 적어도 두 개의 다이오드들 사이의 전기 전도성 연결은, 제2 캐리어에 대한 제1 캐리어의 고정과, 제2 캐리어의 제너 다이오드들의 전기선들의 전기 접촉 또는 예컨대 접촉 재료에 의한 전기선들의 형성에 의해서만 생성된다. 광전자 컴포넌트의 간단하고 비용-효율적인 제조가 이러한 방식으로 달성된다.
[0015] 추가적인 실시예에서, 제2 캐리어에서 적어도 두 개의 제너 다이오드들이 서로 전기 절연된다. 제2 캐리어의 적어도 두 개의 제너 다이오드들 사이의 전기 전도성 연결은, 제2 캐리어에 대한 제1 캐리어의 고정과, 제2 캐리어의 발광 다이오드들의 전기선들의 전기 접촉 또는 예컨대 접촉 재료에 의한 전기선들의 형성에 의해서만 생성된다. 광전자 컴포넌트의 간단하고 비용-효율이 높은 제조가 이러한 방식으로 달성된다.
[0016] 추가적인 실시예에서, 센서가 제2 캐리어에 통합된다. 따라서, 비용-효율적인 제조가 가능하다. 센서는 예컨대 광학 센서로서 그리고/또는 온도 센서로서 구현될 수 있다. 센서는 제어 회로에 연결되고, 상기 제어 회로는 센서의 출력 신호에 따라 발광 다이오드들 중 적어도 하나의 전원을 셋팅한다. 이 목적을 위해, 제어 회로는 전원에 연결될 수 있거나, 그리고/또는 다이오드들과 병렬로 연결된 제어 가능한 스위치들에 연결될 수 있다.
[0017] 컴포넌트는 서로 연결되어 있는 두 개의 웨이퍼들에 의해 간단한 방식으로 제조될 수 있고, 여기서 제1 웨이퍼는 적어도 하나의 제1 캐리어를 구성하고, 제2 웨이퍼는 적어도 하나의 제2 캐리어를 구성한다. 연결된 웨이퍼들은, 각각의 경우 제1 캐리어 및 제2 캐리어를 포함하는 개별 컴포넌트들로 나누어질 수 있다.
[0018] 본 발명의 위에서 설명된 특성들, 피처들 및 장점들, 그리고 그들이 달성되는 방식은, 예시적 실시예들의 본 설명과 연관되어 더 명확해질 것이고 더 명확하게 이해될 것이며, 상기 예시적 실시예들은 도면들과 연관되어 더욱 상세히 설명된다. 여기 도면들에서, 각각의 경우 매우 개략적인 예시로:
[0019] 도 1은 발광 다이오드들을 갖는 제1 캐리어, 및 제너 다이오드들을 갖는 제2 캐리어의 개략적 예시를 도시한다.
[0020] 도 2는 서로 연결되는 제1 캐리어 및 제2 캐리어를 포함하는 컴포넌트를 도시하고, 상기 컴포넌트는 제너 다이오드들과 병렬로 연결된 발광 다이오드들의 직렬 연결을 갖는다.
[0021] 도 3은 컴포넌트의 추가적인 실시예의 등가 전기 표현을 도시한다.
[0022] 도 4는 컴포넌트의 추가적인 실시예를 도시한다.
[0023] 도 5는 컴포넌트의 부가적인 실시예를 도시한다.
[0024] 도 6은 제2 캐리어에서 전자 회로들을 포함하는 컴포넌트의 실시예를 도시한다.
[0025] 도 7은 추가적인 예시적 실시예를 도시하고, 상기 추가적인 예시적 실시예에서는, 제1 캐리어 및 제2 캐리어의 연결 또는 장착 이전에, 전기선들이 제1 캐리어 상에서 형성된다.
[0026] 도 8은 복수의 캐리어들이 제2 캐리어 상에 장착되는 예시적 실시예를 도시한다.
[0027] 도 9는 장착 이전의 제1 캐리어 및 제2 캐리어를 갖는 추가적인 예시적 실시예를 도시한다.
[0028] 도 10은 장착 이후의 도 9로부터의 캐리어들을 도시한다.
[0029] 도 1은 제1 캐리어(1)를 개략적인 예시로 도시하고, 제1 캐리어(1)에는 발광 다이오드들(2)이 배열된다. 제1 캐리어(1)는 구역들(3)을 갖는다. 예시된 예시적 실시예에서, 개별 발광 다이오드(2)가 각각의 구역(3)에 배열된다. 각각의 발광 다이오드(2)는 제1 연결(4) 및 제2 연결(5)을 갖는다. 연결들(4, 5)은 제1 캐리어(1)에서 전기선들의 형태로 구현되고, 그리고 다이오드(2)로부터 제1 캐리어(1)의 밑면(6)으로 리드된다. 제1 연결(4)은 각각의 경우 제1 접촉 영역(7)으로 리드되고, 제2 연결(5)은 각각의 경우 제2 접촉 영역(8)으로 리드된다. 제1 접촉 영역(7) 및 제2 접촉 영역(8)은 제1 캐리어(1)의 밑면(6) 상에 형성된다. 다이오드들(2)의 구성 및 제조는 구체적으로 상세히 논의되지 않을 것이다. 이러한 방법들은 기술분야의 당업자에게 알려져 있고, 예컨대 DE　10 2005　007　601　A1에서 설명된다.
[0030] 제2 캐리어(9)가 예시되고, 여기서 복수의 제너 다이오드들(10)이 제2 캐리어(9)에 통합된다. 각각의 제너 다이오드(10)는 추가적인 제1 연결(11) 및 추가적인 제2 연결(12)을 갖는다. 추가적인 제1 연결(11)은 추가적인 제1 접촉 영역(13)으로 리드되고, 추가적인 제2 연결(12)은 추가적인 제2 접촉 영역(14)으로 리드된다. 예시된 실시예에서, 제너 다이오드들(10)은 직렬로 연결되고, 여기서 각각의 경우, 제너 다이오드의 추가적인 제1 접촉 영역(13)은 전기선(15)을 통해 인접한 제너 다이오드의 추가적인 제2 접촉 영역(14)에 연결된다. 선택된 실시예에 따라, 적어도 추가적인 제1 접촉 영역들(13) 및 추가적인 제2 접촉 영역들(14)은 제2 캐리어(9)의 상부면(16) 상에 배열된다. 선택된 실시예에 따라, 전기선들(15)이 제2 캐리어(9)의 상부면(16) 상에 또한 배열될 수 있다. 간단한 실시예에서, 선(15)이 추가적인 접촉 영역들을 구성한다.
[0031] 선택된 실시예에 따라, 또한 인접한 발광 다이오드들(2)의 제1 연결과 제2 연결 사이에, 전기선(17)이 제1 캐리어(1)의 밑면(6) 상에 배열될 수 있고, 다이오드들(2)을 직렬 연결로 서로 연결시킬 수 있다. 이 실시예에서, 제너 다이오드들(10)의 전기선들(15)이 또한 생략될 수 있는데, 여기서 추가적인 제1 접촉 영역(13) 및 추가적인 제2 접촉 영역(14)은 여전히 필요하다.
[0032] 제2 캐리어(9)는 제1 연결점(17)을 갖고, 상기 제1 연결점(17)은 전기선(15)을 통해 인접한 제너 다이오드(10)의 추가적인 제1 접촉 영역(13)에 연결된다. 부가하여, 제2 캐리어(9)는 제2 연결점(18)을 갖고, 상기 제2 연결점(18)은 제너 다이오드(10)의 추가적인 제2 접촉 영역(14)에 연결된다. 제너 다이오드들(10)은 제1 연결점(17)과 제2 연결점(18) 사이에 직렬 연결의 형태로 배열된다. 제1 연결점(17) 및 제2 연결점(18)은 동작 전압으로의 연결을 제공하고, 상기 동작 전압은 예컨대 150 V일 수 있다.
[0033] 광전자 컴포넌트를 제조하기 위하여, 제1 캐리어(1)의 밑면(6)이 제2 캐리어(9)의 상부면(16)과 정렬되고, 여기서 발광 다이오드(2)의 제1 접촉 영역(7) 및 제2 접촉 영역(8)은, 도 2에서 예시되는 바와 같이 제너 다이오드(10)의 추가적인 제1 접촉 영역(13) 및 추가적인 제2 접촉 영역(14), 또는 선(15)과 접촉하게 된다. 이러한 방식으로, 직렬로 연결된 발광 다이오드들(2)을 포함하는 컴포넌트가 획득되고, 여기서 개개의 제너 다이오드(10)는 각각의 발광 다이오드(2)에 역 병렬로 연결된다. 제1 캐리어(1) 및 제2 캐리어(9)는 예컨대 본딩 방법, 특히 웨이퍼 본딩 방법, 또는 솔더 연결 또는 전기 전도성 접착제 연결 또는 플러그 연결에 의하여 서로 고정적으로 연결되고, 여기서 다이오드들과 제너 다이오드들 사이의 전기 접촉들이 생성된다. 도 1에서 예시된 어레인지먼트 때문에, 전기선들(15) 및/또는 추가적인 제1 접촉 영역(13) 및 추가적인 제2 접촉 영역(14)이, 캐리어(1)에서 서로 전기 절연되는 다이오드들(2)을 연결시켜 직렬 연결을 형성하는데 사용될 수 있다. 전기선들(15)은 제2 캐리어(9) 상에 배열될 수 있고, 각각의 경우 인접한 제너 다이오드들의 두 개의 추가적인 연결 콘택들을 연결시킬 수 있다. 또한, 전기선들(15)은 제1 캐리어(1) 상에 배열될 수 있고, 각각의 경우 인접한 다이오드들의 두 개의 연결 콘택들을 연결시킬 수 있다. 부가하여, 전기선들(15)은 또한, 단지 제1 캐리어 및 제2 캐리어의 장착의 결과로서 또는 단지 복수의 제1 캐리어들 및 제2 캐리어의 장착의 결과로서 형성될 수 있다.
[0034] 선택된 실시예에 따라, 다이오드들(2)은 예컨대 동일 다이오드들의 형태로 구현될 수 있다. 부가하여, 캐리어(1)의 발광 다이오드들(2)은 또한, 상이한 발광 다이오드들(2)의 형태로 구현될 수 있다. 예로서, 제1 캐리어(1)의 다이오드들(2)은 방출되는 광의 파장 면에서 상이할 수 있다.
[0035] 선택된 실시예에 따라, 제2 캐리어(9)의 제너 다이오드들(10)은 동일 제너 다이오드들(10)의 형태로 구현될 수 있다. 부가하여, 제2 캐리어(9)의 제너 다이오드들(10)은 또한, 상이한 제너 다이오드들(10)의 형태로 구현될 수 있다. 제너 다이오드들(10)은 예컨대 브레이크다운 전압 면에서 그리고/또는 브레이크다운 전류 면에서 상이할 수 있다. 일반적으로, 발광 다이오드(2)에 역 병렬로 연결된 제너 다이오드(10)는, 발광 다이오드(2)의 임계치 전압보다 더 큰 브레이크다운 전압을 갖고, 발광 다이오드(2)는 상기 임계치 전압에서 광을 방출한다. 이는, 다이오드들(2)의 정상 동작 동안, 어떠한 기생 전류도 제너 다이오드들(10)을 통해 흐르지 않거나 또는 기생 전류가 제너 다이오드들(10)을 통해 거의 흐르지 않음을 보장한다.
[0036] 부가하여, 역 병렬로 연결된 다이오드(2)의 고장 시, 즉 역 병렬로 연결된 다이오드(2)를 통한 전류 흐름의 인터럽션 시 또는 다이오드(2)의 저항의 증가 시, 제너 다이오드(10)의 브레이크다운 전압이 도달되고 그리고 고장 난 다이오드(2)가 역 병렬로 연결된 제너 다이오드(10)를 통해 단락되도록, 각각의 제너 다이오드(10)의 브레이크다운 전압이 설계된다. 이러한 방식으로, 심지어 다이오드들(2) 중 하나 또는 복수의 다이오드의 고장 시에도, 다이오드들(2)의 직렬 연결이 계속 동작될 수 있음이 보장된다.
[0037] 선택된 실시예에 따라, 하나의 제1 캐리어(1) 대신에, 복수의 개별 제1 캐리어들(1)이 제공되고, 여기서 각각의 제1 캐리어(1)는 적어도 하나의 다이오드들(2)을 갖고, 적어도 두 개의 제1 캐리어들(1)이 제공된다. 복수의 제1 캐리어들(1)은, 개별 컴포넌트들로서 연속하여, 동시에, 또는 그룹들로서, 제2 캐리어(9) 상에 배치된다. 부가하여, 개별 제1 캐리어들(1)은 예컨대 솔더 연결 또는 접착제 연결에 의하여 제2 캐리어에 고정적으로 연결된다. 부가하여, 장착 동안, 다이오드들과 제너 다이오드들 사이의 전기 접촉들이 생성되고, 여기서 다이오드들이 직렬로 연결되고, 제너 다이오드들이 직렬로 연결되며, 그리고 다이오드들의 직렬 연결 및 제너 다이오드들의 직렬 연결은 역 병렬로 연결된다.
[0038] 부가하여, 제1 캐리어(1)는 또한, 다이오드들(2)의 복수의 행들을 가질 수 있고, 상기 다이오드들(2)의 복수의 행들은 병렬로 서로 나란히 배열되고, 그리고 제2 캐리어의 제너 다이오드들의 대응하게 배열된 행들과 접촉된다. 결과적으로, 다이오드들(2)의 어레이들이 또한, 제너 다이오드들의 어레이들과 상호연결될 수 있다.
[0039] 도 3은 제1 캐리어(1)에 배열된 다이오드들(2)의 직렬 연결, 및 제2 캐리어(9)에 배열되고 역 팽형하게 연결된 제너 다이오드들(10)의 직렬 연결의 추가적인 실시예를 도시한다. 이러한 실시예에서, 하나 또는 복수의 직렬-연결된 다이오드들(2)이 제너 다이오드(10)에 대해 역 병렬로 연결된다. 부가하여, 하나의 다이오드(2) 또는 병렬로 배열된 복수의 다이오드들(2)이 제너 다이오드(10)에 대해 역 병렬로 배열되는 것이 또한 가능하다.
[0040] 도 4는 제1 캐리어에 배열된 발광 다이오드들(2) 및 제2 캐리어에 배열된 제너 다이오드들(10)의 추가적인 실시예의 등가 회로도를 도시한다. 예시된 예시적 실시예에서, 두 개의 직렬-연결된 제너 다이오드들(10)이 다이오드(2)에 대해 역 병렬로 연결된다. 부가하여, 추가적인 다이오드(2)에서, 두 개의 제너 다이오드들(10)의 병렬 연결이 역 병렬로 연결된다. 또한, 하나의 제너 다이오드(10)와 두 개의 직렬-연결된 제너 다이오드들(10)의 병렬 연결이 다이오드(2)에 대해 역 병렬로 연결된다.
[0041] 도 5는 제1 캐리어에 배열된 다이오드들(2)의 직렬 연결, 및 제2 캐리어에 배열된 제너 다이오드들(10)의 직렬 연결의 추가적인 실시예의 등가 회로도를 도시한다. 이 경우, 두 개의 직렬-연결된 제너 다이오드들(10)은 두 개의 직렬-연결된 다이오드들(2)에 대해 역 병렬로 연결된다. 부가하여, 두 개의 다이오드들(2)의 직렬 연결이, 각각의 경우 하나의 제너 다이오드(10)의 병렬 연결에 대해 역 병렬로 연결된다. 또한, 추가적인 섹션에서, 각각 직렬로 그리고 병렬로 배열된 두 개의 다이오드들(2)이 각각 두 개의 직렬-연결된 제너 다이오드들(10)에 대해 역 병렬로 배열되어 있다.
[0042] 도 3 내지 도 5의 예시적 실시예들은 병렬로 그리고 직렬로 배열된 다이오드들(2) 및 제너 다이오드들(10)의 선택을 표현한다. 선택된 실시예에 따라, 다이오드들(2)의 직렬 어레인지먼트 및 병렬 어레인지먼트의 상이한 결합들이 두 개의 제1 접촉 영역 및 제2 접촉 영역(7, 8) 사이에 제공될 수 있다. 부가하여, 선택된 실시예에 따라, 제너 다이오드들(10)의 직렬 어레인지먼트 및 병렬 어레인지먼트의 상이한 결합들이 두 개의 추가적인 제1 접촉 영역 및 제2 접촉 영역(13, 14) 사이에 배열될 수 있다.
[0043] 도 6은, 다이오드들(2)이 제1 캐리어(1)에 배열되고 제너 다이오드들(10)이 제2 캐리어(9)에 배열되는 컴포넌트의 추가적인 실시예를 도시한다. 예시된 예시적 실시예에서, 제1 제너 다이오드(31) 및 제2 제너 다이오드(32)는 각각 제1 다이오드(21) 및 제2 다이오드(22)에 대해 역 병렬로 연결된다. 개개의 제어 가능한 스위치(41, 42, 43)가 제3 발광 다이오드(23), 제4 발광 다이오드(24) 및 제5 발광 다이오드(25)에 대해 역 병렬로 연결된다. 각각의 스위치(41, 42, 43)는 입력과 출력을 각각 갖고, 여기서 입력은 역 병렬로 연결된 다이오드(23, 24, 25)의 제1 접촉 영역(7)에 연결되고, 출력은 상기 역 병렬로 연결된 다이오드(23, 24, 25)의 제2 접촉 영역(8)에 연결된다. 부가하여, 스위치들(41, 42, 43)은 각각의 경우 제어 회로(50)에 연결된 제어 입력을 갖는다. 제어 회로(50)는 개방-루프 제어 형태로 또는 폐쇄-루프 제어 형태로 구현될 수 있다. 또한, 센서(60)가 제공되고, 상기 센서(60)는 제어 회로(50)에 연결된다. 센서(60)는 예컨대 포토 센서 또는 온도 센서의 형태로 구현될 수 있다. 포토 센서는, 적어도 하나의 다이오드에 의해 방출된 광을 검출하고, 그리고 상기 광의 검출된 세기에 따라, 대응하는 신호를 제어 회로(50)에 보낸다. 포토 센서의 신호에 따라, 제어 회로(50)는 개방-루프 또는 폐쇄-루프 제어에 의해 대응하는 스위치(41, 42, 43)를 통해 전류 흐름을 제어한다. 이러한 방식으로, 다이오드에 의해 방출되는 광의 색 로커스 및/또는 광 세기가 변경될 수 있다. 선택된 실시예에 따라, 센서, 특히 온도 센서 및/또는 광 센서가 각각의 다이오드(2)에 대해 제공될 수 있다. 센서(60), 제어 회로(50), 및 스위치들(41, 42, 43)은 바람직하게 제2 캐리어(9)에 통합된다. 스위치들(41, 42, 43)은 예컨대 트랜지스터로서 구현될 수 있다. 부가하여, 예컨대 마이크로제어기(70), 정류기, 또는 입력 전압을 전류 요건 및/또는 전압 요건에 적응시키기 위한 디바이스(80)와 같은 추가적인 전자 회로들이 제2 캐리어(9)에 통합될 수 있다. 부가하여, 전기선 연결을 위한 적어도 하나의 금속화 평면이 제2 캐리어(9)에 통합될 수 있다.
[0044] 예컨대, 캐리어(1)는 예컨대 금속 포일, 플라스틱, 폴리머, 반도체 재료 ―상기 반도체 재료는 사파이어 또는 실리콘 탄화물로 구성됨― 와 같은 전기 전도성 또는 전기 절연성 캐리어 재료로부터 구현될 수 있다. 예컨대, 제2 캐리어(9)는 절연 재료의 형태로, 또는 예컨대 실리콘과 같은 반도체 재료의 형태로 구현될 수 있는데, 특히 반도체 재료로부터 적어도 부분적으로 구현될 수 있다.
[0045] 제너 다이오드들은, 제2 캐리어(9)에서, 특히 제2 캐리어(9)의 반도체 재료에서 대응하는 도핑 구역들을 갖는 p-n 구조들의 형태로 구현될 수 있다.
[0046] 발광 다이오드들(2)은 예컨대 박막 다이오드들의 형태로 구현될 수 있다. 제1 캐리어(1) 및 제2 캐리어(9)는 예컨대 솔더 층, 접착제 층 또는 본딩 층에 의하여 서로 연결된다. 제1 캐리어 및/또는 제2 캐리어는 층, 즉 막의 형태로 또는 기판의 형태로 구현될 수 있다. 층은 예컨대 실리콘 또는 게르마늄과 같은 반도체 재료를 포함할 수 있는데, 특히 실리콘 층 또는 게르마늄 층으로 구성될 수 있다. 부가하여, 발광 다이오드들을 갖는 제1 캐리어는 또한 박막 칩일 수 있다. 부가하여, 적어도 하나의 발광 다이오드를 갖는 캐리어 엘리먼트가 또한 박막 칩일 수 있다. 다이오드들을 갖는 캐리어는 예컨대 성장 기판 상에서 성장되는 반도체 층들에 의해 제조되는데, 상기 반도체 층들이 프로세싱되어 발광 다이오드들이 형성되고 그리고 캐리어 층이 층 구조물에 적용된다. 후속하여, 성장 기판이 제거된다. 적어도 하나의 다이오드를 갖는 캐리어 층은, 제너 다이오드들을 갖는 제2 캐리어 상에 후속하여 배치되고, 그리고 제2 캐리어에 연결되며, 여기서 제1 캐리어의 다이오드들과 역 병렬로 연결된 제너 다이오드들 사이의 전기 접촉들이 생성된다.
[0047] 복수의 제1 캐리어들이 사용될 때, 제1 캐리어들은, 제너 다이오드들을 갖는 제2 캐리어 상에 배치되고, 그리고 제2 캐리어에 연결되며, 여기서 제1 캐리어들의 다이오드들과 역 병렬로 연결된 제너 다이오드들 사이의 전기 접촉들이 생성된다. 예로서, 제1 캐리어는 LED 칩, 예컨대 박막 LED 칩을 구성한다.
[0048] 추가적인 실시예에서, 컴포넌트를 제조하기 위하여, 복수의 다이오드들을 갖는 제1 캐리어가 복수의 제너 다이오드들을 갖는 제2 캐리어에 연결된다. 예로서, 제1 캐리어는 웨이퍼의 형태로 구현될 수 있고, 그리고 웨이퍼의 형태로 구현된 제2 캐리어에 연결될 수 있다. 두 개의 웨이퍼들이 연결된 이후, 웨이퍼들은 적어도 하나의 다이오드를 갖는 제1 캐리어 및 적어도 하나의 제너 다이오드를 갖는 제2 캐리어를 포함하는 컴포넌트들로 세분된다. 예로서, 컴포넌트가 적어도 두 개의 다이오드들을 갖는 제1 캐리어 및 적어도 두 개의 제너 다이오드들을 갖는 제2 캐리어를 포함하고, 여기서 제너 다이오드들은 다이오드들에 대해 역 병렬로 연결된다.
[0049] 도 7은 추가적인 실시예를 도시하고, 상기 추가적인 실시예에서는, 장착 이전에, 전기선들(15)이 제1 캐리어(1)의 밑면 상에 이미 적용되었고, 여기서 전기선(15)이 인접한 다이오드들의 두 개의 접촉 영역들(7, 8)을 연결시킨다. 그러므로, 캐리어들의 장착 이전에, 다이오드들은 직렬 연결로 이미 연결된다. 이 경우, 적어도 제2 캐리어(9) 상의 제너 다이오드들 사이에서, 전기선들(15)을 생략하는 것이 가능하다.
[0050] 도 8은 도 2에 따른 어레인지먼트를 개략적인 예시로 도시하지만, 도 2와 대조적으로, 도 8에서는 딱 한 개의 제1 캐리어(1)가 아니라, 복수의 제1 캐리어들(1)이 제공되며, 상기 복수의 제1 캐리어들(1)은 제2 캐리어(9) 상에 고정된다. 각각의 제1 캐리어는 적어도 하나의 다이오드를 갖고, 이들은 연결들(4, 5)을 통해 접촉 영역들(7, 8)에 연결된다. 제2 캐리어(9)의 제너 다이오드들은 전기선들(15)을 통해 직렬로 연결된다. 개별 제1 캐리어들(1)의 장착 동안, 제1 캐리어의 접촉 영역들(7, 8)이 두 개의 전기선들(15), 및/또는 제너 다이오드의 추가적인 접촉 영역들(13, 14)과 접촉되고, 여기서 제1 캐리어(1)의 다이오드는 제너 다이오드에 대해 역 병렬로 연결된다.
[0051] 도 9는 제1 캐리어(1) 및 제2 캐리어(9)의 추가적인 실시예를 도시한다. 이 실시예에서는, 장착 이전에 다이오드들(2) 또는 제너 다이오드들(10)을 직렬 연결로 이미 연결시키는 전기선들을, 제1 캐리어(1)도 제2 캐리어(9)도 갖지 않는다. 장착 이전에, 접촉 재료, 즉 예컨대 솔더 재료로서의 접촉 재료 구역들(45)이 각각의 경우 인접한 다이오드들(2)의 접촉 영역들(7, 8)의 구역에서 제1 캐리어(1)에 적용된다. 여기서 이미, 도 9에서 개략적으로 예시되는 바와 같이, 다이오드들(2)이 전기 연결되어, 접촉 재료 구역들에 의한 직렬 연결이 형성될 수 있다. 그러나, 이것이 반드시 요구되는 것은 아니다.
[0052] 장착 동안, 접촉 재료(45)가 인접한 제너 다이오드들(10)의 추가적인 접촉 영역들(13, 14)의 구역에 배열되도록, 제1 캐리어(1) 및 제2 캐리어(9)가 정렬 및 장착된다. 장착의 결과로서, 접촉 재료 구역들(45)이 따로 압박되고, 그래서 접촉 재료 구역들은 더 넓은 구역들을 커버한다. 장착 이후, 도 10에 도시된 바와 같이, 다이오드들(2)이 전기 연결되어, 접촉 재료 구역들(45)에 의한 직렬 연결이 형성된다. 부가하여, 제너 다이오드들(10)이 또한 전기 연결되어, 접촉 재료 구역들(45)에 의한 직렬 연결이 형성된다. 결과적으로, 이 실시예에서, 다이오드들(2) 사이에서 그리고/또는 제너 다이오드들(10) 사이에서 전기선들(15)을 생략하는 것이 가능하다.
[0053] 추가적인 실시예에서, 접촉 재료(45)는 또한 제2 캐리어(9) 상에서, 인접한 제너 다이오드들(10)의 추가적인 접촉 영역들(13, 14)의 구역에 배열될 수 있다. 부가하여, 도 8에서 예시된 바와 같이, 다이오드들(2)을 갖는 개별 제1 캐리어들(1)이 또한, 적용된 접촉 재료(45)를 갖는 제2 캐리어(9) 상에 장착될 수 있다.
[0054] 본 발명이 바람직한 예시적 실시예에 의하여 더욱 구체적으로 예시되었고 상세히 설명되었지만, 그럼에도 불구하고 본 발명은 개시된 예들에 의해 제한되지 않으며, 본 발명의 보호 범위로부터 벗어남 없이, 기술분야의 당업자에 의해 상기 개시된 예들로부터 다른 변형들이 도출될 수 있다.
1 제1 캐리어
2 다이오드
3 구역
4 제1 연결
5 제2 연결
6 제1 기판의 밑면
7 제1 접촉 영역
8 제2 접촉 영역
9 제2 캐리어
10 제너 다이오드
11 추가적인 제1 연결
12 추가적인 제2 연결
13 추가적인 제1 접촉 영역
14 추가적인 제2 접촉 영역
15 전기선
16 제2 기판의 상부면
17 제1 연결점
18 제2 연결점
21 제1 다이오드
22 제2 다이오드
23 제3 다이오드
24 제4 다이오드
25 제5 다이오드
31 제1 제너 다이오드
32 제2 제너 다이오드
41 제1 스위치
42 제2 스위치
43 제3 스위치
45 접촉 재료 구역
50 제어 회로
51 제어 입력
60 센서
70 마이크로제어기
80 입력 전압을 적응시키기 위한 디바이스

Claims (14)

  1. 광전자 컴포넌트로서,
    적어도 두 개의 발광 다이오드들(2)을 갖는 적어도 하나의 제1 캐리어(1) ―각각의 다이오드(2)는 두 개의 전기 연결들(4, 5)을 갖고, 각각의 전기 연결(4, 5)은 접촉 영역(7, 8)으로 리드되고, 접촉 영역들(7, 8)은 상기 제1 캐리어(1)의 하부면(6) 상에 배열됨―,
    제2 캐리어(9) ―적어도 두 개의 제너 다이오드들(10)이 상기 제2 캐리어(9)에 배열되고, 상기 제너 다이오드들(10)은 추가적인 전기 연결들(11, 12)을 갖고, 각각의 추가적인 전기 연결(11, 12)은 추가적인 접촉 영역(13, 14)으로 리드되고, 추가적인 접촉 영역들(13, 14)은 상기 제2 캐리어(9)의 상부면(16) 상에 배열됨―
    를 포함하며,
    상기 제1 캐리어(1)는 그 하부면(6)이 상기 제2 캐리어(9)의 상기 상부면(16) 상에 놓이고 그리고 상기 제2 캐리어(9)에 고정적으로 연결되며, 상기 제너 다이오드들(10)은 상기 다이오드들(2)에 역 병렬로 연결되고, 다이오드(2)의 접촉 영역들(7, 8)은 제너 다이오드(10)의 추가적인 접촉 영역들(13, 14)과 전기 접촉되며, 상기 제너 다이오드들(10)이 직렬로 전기 연결되고, 상기 다이오드들(2)이 직렬로 전기 연결되며, 상기 제1 캐리어(1) 및/또는 상기 제2 캐리어(9)는 웨이퍼의 일부로서 구현되는,
    광전자 컴포넌트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 캐리어(1)는 반도체 층을 포함하고, 상기 반도체 층에서 상기 다이오드들(2)이 구현되는,
    광전자 컴포넌트.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 캐리어(1) 및/또는 상기 제2 캐리어(9)는 적어도 실리콘 웨이퍼의 일부로서 구현되는,
    광전자 컴포넌트.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    두 개의 접촉 영역들(7, 8) 사이에, 직렬로 그리고/또는 병렬로 연결되는 방식으로 적어도 두 개의 다이오드들이 배열되고, 그리고/또는
    두 개의 추가적인 접촉 영역들(13, 14) 사이에, 직렬로 그리고/또는 병렬로 연결되는 방식으로 적어도 두 개의 제너 다이오드들(10)이 배열되는,
    광전자 컴포넌트.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다이오드들(2)의 전원 공급기의 개방-루프 및/또는 폐쇄-루프 제어를 위한 전자 회로(50, 70, 80)가 상기 제2 캐리어(9)에 통합되는,
    광전자 컴포넌트.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 두 개의 다이오드들(2)의 상기 연결들(4, 5)이 서로 절연되고, 상기 두 개의 다이오드들(2)의 전기 전도성 연결이 전기선(15)을 통한 상기 제2 캐리어(9)로의 상기 제1 캐리어(1)의 연결에 의해 생성되며, 상기 전기선(15)은 상기 제2 캐리어(9)에 또는 그 상에 구현되는,
    광전자 컴포넌트.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 두 개의 제너 다이오드들(10)의 추가적인 연결들(13, 14)은 서로 절연되고, 상기 두 개의 제너 다이오드들(10)의 전기 전도성 연결이 전기선(15)을 통해 생성되며, 상기 전기선(15)은 상기 제1 캐리어(1)에 또는 그 상에 구현되는,
    광전자 컴포넌트.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제어 가능한 스위치(41, 42, 43)가 적어도 하나의 다이오드(23, 24, 25)와 병렬로 제공되고, 상기 스위치(41, 42, 43)는 상기 제2 캐리어(9)에 통합되고, 바람직하게, 제어 회로(50)가 상기 제2 캐리어(9)에 통합되며, 상기 제어 회로(50)는 상기 스위치(41, 42, 43)에 연결되는,
    광전자 컴포넌트.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    센서(60)가 상기 제2 캐리어(9)에 통합되고, 상기 센서(60)는 제어 회로에 연결되며, 상기 센서(60)는 바람직하게, 광학 센서로서 또는 온도 센서로서 구현되는,
    광전자 컴포넌트.
  10. 제1 웨이퍼를 포함하는 광전자 컴포넌트를 제조하기 위한 방법으로서,
    적어도 두 개의 발광 다이오드들이 상기 제1 웨이퍼 상에 배열되고, 상기 다이오드들에 대해 두 개의 전기 연결들이 제공되고, 각각의 전기 연결에 대해 접촉 영역이 제공되고 ―상기 접촉 영역은 전기 연결에 연결됨―, 접촉 영역들은 상기 제1 웨이퍼의 하부면 상에 배열되며, 적어도 두 개의 제너 다이오드들이 제2 웨이퍼 상에 제공되고, 상기 제너 다이오드들은 추가적인 전기 연결들에 연결되고, 상기 제1 웨이퍼는 그 하부면이 상기 제2 웨이퍼의 상부면 상에 배치되고 그리고 상기 제2 웨이퍼에 연결되며, 다이오드의 접촉 영역들 및 제너 다이오드의 추가적인 접촉 영역들은 전기선들을 통해 접촉하게 되고, 제너 다이오드가 다이오드에 역 병렬로 연결되는 방식으로 상기 제1 웨이퍼가 배열되고 상기 제2 웨이퍼에 연결되며, 상기 제너 다이오드들이 직렬로 전기 연결되고, 상기 다이오드들이 직렬로 전기 연결되는,
    제1 웨이퍼를 포함하는 광전자 컴포넌트를 제조하기 위한 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1 웨이퍼 및/또는 상기 제2 웨이퍼는 실리콘 웨이퍼로서 구현되는,
    제1 웨이퍼를 포함하는 광전자 컴포넌트를 제조하기 위한 방법.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 웨이퍼는 복수의 제1 캐리어들을 구성하고, 상기 제2 웨이퍼는 복수의 제2 캐리어들을 구성하며, 제1 캐리어에 적어도 두 개의 발광 다이오드들이 있고, 각각의 다이오드는 두 개의 전기 연결들을 갖고, 각각의 전기 연결은 접촉 영역으로 리드되고, 접촉 영역들은 상기 제1 캐리어의 하부면 상에 배열되며, 적어도 두 개의 제너 다이오드들이 제2 캐리어에 배열되고, 상기 제너 다이오드들은 추가적인 전기 연결들을 갖고, 각각의 추가적인 전기 연결은 추가적인 접촉 영역으로 리드되고, 추가적인 접촉 영역들은 상기 제2 캐리어의 상부면 상에 배열되며, 웨이퍼들이 하나의 웨이퍼가 다른 웨이퍼 위에 놓이는 방식으로 배치될 때, 제1 캐리어는 그 하부면이 상기 제2 캐리어의 상부면 상에 배치되고 그리고 상기 제2 캐리어에 고정적으로 연결되며, 상기 제너 다이오드들은 상기 다이오드들에 역 병렬로 연결되고, 다이오드의 접촉 영역들은 제너 다이오드의 추가적인 접촉 영역들과 전기 접촉되고, 상기 제너 다이오드들이 직렬로 전기 연결되고, 상기 다이오드들이 직렬로 전기 연결되며, 연결된 웨이퍼들은 컴포넌트들로 나누어지고, 컴포넌트가 서로 연결된 제1 캐리어 및 제2 캐리어를 포함하는,
    제1 웨이퍼를 포함하는 광전자 컴포넌트를 제조하기 위한 방법.
  13. 제 10 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제너 다이오드들 및 상기 다이오드들의 직렬 연결은 상기 제2 웨이퍼 상에 적용된 전기선에 의하여 생성되거나, 또는 상기 제너 다이오드들 및 상기 다이오드들의 직렬 연결은 상기 제1 웨이퍼 상에 적용된 전기선에 의하여 생성되는,
    제1 웨이퍼를 포함하는 광전자 컴포넌트를 제조하기 위한 방법.
  14. 제 10 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 웨이퍼가 상기 제2 웨이퍼에 고정되기 전에, 상기 다이오드들이 서로 전기 절연되고 그리고/또는 상기 제너 다이오드들이 서로 전기 절연되며, 그리고 예컨대 접촉 재료에 의해 상기 웨이퍼들의 연결 동안 전기 전도성 연결이 생성되는,
    제1 웨이퍼를 포함하는 광전자 컴포넌트를 제조하기 위한 방법.
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