KR20170037603A - 반도체 램프 - Google Patents

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오스람 게엠베하
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Abstract

반도체 램프는 기판(6)의 정면에 배열된 적어도 하나의 반도체 광원(8) 및 상기 적어도 하나의 반도체 광원(8)을 제어하기 위한 구동기 회로(11)를 포함하고, 상기 구동기 회로(11)의 적어도 일부분은 상기 적어도 하나의 반도체 광원(8)의 반대 방향에 있는 상기 기판(6)의 후면(10)에 고정되어 있다. 본 발명은 특히 대체 램프에 적용 가능하며, 특히 백열- 또는 할로겐- 대체 램프들에 적용 가능하다.

Description

반도체 램프 {SEMICONDUCTOR LAMP}
본 발명은 기판의 한 면에 배열된 적어도 하나의 반도체 광원 및 적어도 하나의 반도체 광원을 제어하기 위한 구동기 회로를 갖는 반도체 램프에 관한 것이다. 본 발명은, 대체 램프들, 특히 백열- 또는 할로겐- 대체 램프들에 적용 가능하다.
구동기 기판이 정면으로 개방된 하우징의 구동기 공동부(driver cavity) 내에 배치된 대체 램프들은 공지되어 있다. 정면은 냉각 부재(cooling element)로서 이용되는 금속 커버에 의해 폐쇄되어 있다. 발광 다이오드들("LEDs")로 설치된 캐리어("LED-캐리어")는 냉각 부재의 표면에 제공되어 있다. 따라서 구동기 기판 및 LED-캐리어는 두 개의 개별 컴포넌트로서 실행되며, 이러한 두 개의 개별 컴포넌트는 모든 종류의 접촉들(플러그, 솔더링(soldering), 케이블 등)을 이용하여 냉각 부재를 통과하여 전기적으로 연결된다. 현재의 연결방법들을 위해서 냉각 부재를 통과하는 전기적 연결 라인들의 기계적 관통부를 위한 간단한 또는 비용이 저렴한 방법들은 거의 없다. 이러한 제조단계는 오히려 대부분 수공으로 이루어진다.
추가의 단점은 LED들에서부터 냉각 부재로의 열 전달(heat transfer)이 그 사이에 놓여있는 캐리어에 의해 효과적이지 않다는 데 있다. 열 전달을 개선하기 위해서, 부분적으로 금속 코어-인쇄 회로 기판(metal core-PCB)들이 LED-캐리어로서 사용되어야 하지만, 이러한 금속 코어-인쇄 회로 기판들은 가격이 높다. 대안적으로 얇은(예를 들어, 0.5mm 두께) FR4-인쇄 회로 기판들이 사용될 수 있는데, 이러한 FR4-인쇄 회로 기판들도 마찬가지로 상승된 비용을 유발하고 LED들에서부터 냉각 부재로의 열 저항을 조건부로만 감소시킨다.
본 발명의 과제는 종래 기술의 단점들을 적어도 부분적으로 극복하는 데에 있다. 특히 본 발명의 과제는 반도체 램프의 관련된 반도체 광원들, 특히 LED들을 갖는 구동기 회로의 간소화된 전기적 접촉을 위한 가능성을 제공하는 것이다. 반도체 램프의 반도체 광원들, 특히 LED들의 가격면에서 유리한 열 전도를 위한 가능성을 구조적으로 간단하고 적은 비용의 방법으로 제공하는 것 또한 본 발명의 특별한 과제이다.
이러한 과제는 독립 청구항들의 특징에 따라 해결된다. 바람직한 실시 예들은 특히 종속 청구항들에 제시되어 있다.
본 발명의 과제는 기판의 제 1면(하기에서는 보편성의 제한 없이 "정면"으로 나타냄)에 배열된 적어도 하나의 반도체 광원 및 적어도 하나의 반도체 광원을 제어하기 위한 구동기 회로를 포함하는 반도체 램프에 의해 해결되며, 이 경우 구동기 회로의 적어도 일부분은 적어도 하나의 반도체 광원의 반대 방향에 있는 기판의 제 2면(하기에서는 보편성의 제한 없이 "후면"으로서 나타냄)에 고정되어 있다.
구동기 회로가 반도체 광원들의 기판으로부터 분리된 회로 기판(circuit board) 상에 더 이상 고정되어 있지 않음으로써, 두 개 캐리어의 전기적 연결의 필요성이 줄어들며, 이러한 상황은 제조공정을 상당히 용이하게 한다. 또한, 접촉(플러그, 케이블 등)을 위한 컴포넌트들의 감소 및 그와 더불어 컴포넌트 비용에 있어서의 절감이 달성된다. 추가로 캐리어가 절약된다. 이와 같이 제공된 기판을 위한 제조과정( 예를 들어, 웨이브-솔더링 및 SMD-솔더링의 조합)은 모든 통상적인 두 면을 갖는 회로 기판들을 위한 제조과정과 유사하며, 그에 따라 공지되고 가용하며 경제적이다. 이러한 것은 재차 예를 들어, 레이져 솔더링을 위한 특수 기계들에서의 투자비용의 절약 및/또는 수작업공간들의 절약을 가능하게 한다. 그 밖에 구동기 회로 및 LED-기판의 지금까지의 접촉은 자주 기계적이고 제조기술적 약점 및 그와 더불어 종종 품질보증 및 긴 수명의 달성에 있어서의 문제점을 갖는다. 본 발명에 있어서 이러한 접촉은 더 이상 필요하지 않으며, 그 때문에 품질 및 수명이 상승 될 수 있고 그리고/또는 파손위험이 줄어들 수 있다.
구동기 회로는 소켓 내로 공급된 전기적 신호들을 적어도 하나의 반도체 광원의 가동에 적합한 전기적 신호들로 변환하기 위하여, 복수의 전기적 그리고/ 또는 전자적 부품들을 포함할 수 있다. 후면에는 구동기 회로의 전체 부품들이 존재할 필요가 없고, 그 대신 부품들의 소수가 정면에도 존재할 수 있는데, 특히 저항기들, 예를 들어, 후막-저항기(thick-film resistor)들과 같은 작고 그리고/또는 편평한 소자들이 존재할 수 있다. 집적 회로들, 콘덴서들, 인덕터들, 전자 스위치들 등과 같은 큰 부품들은 바람직하게 기판의 후면에만 고정된다.
하지만, 정면에 부품이 적게 놓인 편평한 실시 예를 위한 바람직한 실시 예는 구동기 회로의 전체 부품들이 후면에 존재하는 것이다.
특히 적어도 하나의 반도체 광원은 적어도 하나의 발광 다이오드("LED")를 포함한다. 복수의 발광 다이오드들이 존재하는 경우, 이러한 발광 다이오드들은 동일한 색 또는 상이한 색으로 빛을 낸다. 색은 모노크롬(monochrome, 예를 들어 적색, 녹색, 청색 등) 또는 멀티크롬(multichrome, 예를 들어 백색)일 수 있다. 적어도 하나의 발광 다이오드로부터 방출된 광은 적외선(IR-LED) 또는 자외선(UV-LED)일 수 있다. 복수의 발광 다이오드들은 혼합 광을 생성시킬 수 있다; 예를 들어 백색의 혼합 광. 적어도 하나의 발광 다이오드는 적어도 하나의 파장을 변환하는 발광 물질(변환-LED)을 포함할 수 있다. 발광 물질은 대안적으로 또는 추가적으로 발광 다이오드로부터 분리되어 배열될 수 있다("이격 형광체(Remote Phosphor)"). 적어도 하나의 발광 다이오드는 적어도 하나의 개별 하우징 내에 구비된 발광 다이오드의 형태 또는 적어도 하나의 LED-칩의 형태로 존재할 수 있다. 복수의 LED-칩들은 공통의 기판("서브 마운트(submount)")상에 장착될 수 있다. 적어도 하나의 발광 다이오드는 빔 가이드를 위하여 적어도 하나의 자체 그리고/또는 공통의 광학 수단, 예를 들어, 적어도 하나의 프레즈넬-렌즈(fresnel-lens), 콜리메이터(collimator) 등으로 설치될 수 있다. 예를 들어, InGaN 또는 AlInGaP를 기반으로 하는 무기 발광 다이오드들 대신 또는 무기 발광 다이오드들에 추가로, 일반적으로 유기 LED들(OLEDs, 예를 들어 폴리머-OLEDs)도 사용 가능하다. 대안적으로 적어도 하나의 반도체 광원은, 예를 들어 적어도 하나의 다이오드 레이져를 갖는다.
반도체 램프는 홀더에 기계적이고 전기적인 연결을 위하여, 특히 후방 단부에 소켓을 갖는다. 소켓은 예를 들어 에디슨-소켓(Edison-Socket) 또는 바이핀-소켓(Bipin-Socket)일 수 있다. 특히 기판의 후면은 소켓의 방향을 가리키고(후방 방향을 향하고) 정면은 소켓의 반대 방향으로 향해 있다(전방 방향을 향한다).
일반적으로 "후방의" 또는 "후방 방향의"는 소켓쪽으로의 방향 또는 방향설정을 의미한다. "전방의" 또는 "전방 방향의"는 유사하게 소켓에서부터 멀어진 방향 또는 방향설정을 의미한다. 또한, "전방의" 또는 "전방 방향의"는 광 방출 영역쪽으로의 방향 또는 방향설정을 의미한다. 반도체 램프는 후방의 소켓 영역에서부터 전방의 광 방출 영역까지 진행되는 종축을 갖는다. 그런 다음 "전방의" 또는 "전방 방향의"는 종축의 방향으로의 배열 또는 방향설정을 의미하고, "후방의" 또는 "후방 방향의"는 종축의 역방향으로의 배열 또는 방향설정을 의미한다.
기판은, 예를 들어, FR4, 다른 플라스틱 또는 세라믹과 같은 인쇄 회로 기판들을 위한 통상적인 기본 베이스 재료인 각각의 전기적으로 절연하는 적합한 베이스 재료를 포함할 수 있다. 또한, 금속 코어 인쇄 회로 기판도 사용될 수 있다. 기판은 정면 및/또는 후면에 라인 구조(예를 들어, 적어도 하나의 도체 레일 및/또는 적어도 하나의 접촉 필드를 포함하는)를 갖는다. 대안적으로 또는 추가적으로 기판에 고정된 소자들은 본딩 와이어(bonding wire) 또는 그와 비슷한 것을 이용하여 전기적으로 연결될 수 있다. 하지만, 다른 연결 수단들도 사용가능하다.
냉각 부재 또는 히트 싱크(heat sink)가 기판의 정면에 편평하게 놓여있는 실시 예가 있다. 이러한 것이 가능한 것은, 냉각 부재가 더 이상 구동기 회로와 LED-캐리어 사이에서 분리벽으로서 제공될 필요가 없기 때문이다. 이러한 실시 예는 기판이 반도체 광원들도 존재하는 면에서 냉각 부재에 의해 냉각되고, 기판을 통과하는 열 저항(thermal resistance)을 감소시키며, 냉각 부재를 특히 효과적으로 반도체 광원들에 열적으로 연결시키는 장점을 일으킨다. 개선된 냉각 연결은 램프 내에서의 재료(예를 들어, 알루미늄)의 절감도 가능하게 하며, 그럼으로써 비용을 최적화한다. 추가로 개선된 냉각 접촉은 수명을 상승시킬 수 있고, 비용경제적인 컴포넌트들의 사용을 가능할 수 있으며/있거나 포팅 재료(potting material, 하기 참조)의 생략을 용이하게 할 수 있다. 하지만, 특히 적어도 하나의 반도체 광원의 출력이 단지 미미한 경우에는, 냉각 부재 또한 생략될 수 있다.
냉각 부재는 예를 들어 세라믹 또는 금속, 예를 들어, 알루미늄으로 이루어질 수 있다.
냉각 부재가 적어도 하나의 반도체 광원을 위한 적어도 하나의 공동부를 가지고, 그 결과 반도체 광원(들)의 광이 실용적으로 방해 없이 통과할 수 있는 실시 예가 있다. 또한, 냉각 부재는 예를 들어, 다른 부품들, 솔더링 포인트를 및/또는 직립 다리부 등과 같은 구조 컴포넌트들의 관통부를 위한 추가의 공동부들을 가질 수도 있다. 공동부들은 일반적으로 직접 또는 단지 상당히 미세한 간극에 의해 연결된 냉각 부재의 지지를 가능하게 하고, 더불어 특히 미미한 열 저항을 가능하게 한다.
냉각 부재가 플레이트 형태의 바닥과 바닥에서부터 밴딩되어 나오는 측면 테두리부를 갖는 트레이 타입의 냉각 부재인 추가의 실시 예가 있으며, 이 경우 적어도 하나의 공동부는 적어도 하나의 반도체 광원을 위해 바닥 내에 삽입되어 있다. 이러한 냉각 부재는 간단하게 제조된다.
냉각 부재가 접착력이 있는 열 전도층을 이용하여 기판에 고정되어 있는, 특히 기판에 접착되어 있는 추가의 실시 예가 있다. 이러한 실시 예는 단지 상당히 미미한 열 저항에 의한 견고한 연결을 가능하게 한다. 접착력이 있는 열 전도층은 ,예를 들어, 열 전달 물질("TIM: thermal interface material")- 필름일 수 있다. 또한, 열 전도층은 열 전도 페이스트로 이루어질 수 있다.
냉각 부재가 열적으로 전도성이 우수한 갭-필러(gap filler)를 통해 기판의 정면에 놓인 실시 예가 있다. 그럼으로써 바닥 내에 공동부가 생략될 수 있는데(예를 들어, 솔더링 포인트들을 위한 공동부), 그 이유는 갭-필러를 통해서 상대적으로 큰 간격이 냉각 부재와 기판의 정면 사이에서 조절되기 때문이다. 갭-필러는 통상적인 기판 재료들보다 상당히 높은 열 전도성을 갖는다. 갭-필러는, 예를 들어, 열 전도 페이스트로 이루어질 수 있다.
또한, 기판이 하우징 내에 제공되어 있는 실시 예가 있다. 이러한 실시 예는 접촉 안전성 및 기계적이고 화학적인 과부하로부터의 보호를 가능하게 한다.
기판은 하우징 내에서 억지 끼워맞춤(force fit)(예를 들어, 프레스 끼워맞춤(press fit) 또는 클램핑 끼워맞춤(clamping fit)), 형상 끼워맞춤(form fit), 및/또는 재료 끼워맞춤(material fit)(예를 들어, 접착제) 방식으로 고정될 수 있다. 기판은, 예를 들어, 내부면으로 하우징 내에 존재하는 지지 브라켓(retaining bracket) 상에 또는 하우징의 단상에 놓여있을 수 있다.
하우징은 특히 절연재료, 특히 플라스틱으로 이루어진다. 하우징은 일체형으로 또는 다품형으로 형성될 수 있다.
하우징은 특히 적어도 하나의 전기적 접촉 소자와 함께 반도체 램프의 소켓을 형성할 수 있는 후방의 소켓 영역을 가질 수 있다. 소켓은 예를 들어 에디슨-소켓 또는 바이핀-소켓일 수 있다.
그 밖에 하우징이 정면으로 개방되어 있는 실시 예가 있다. 이러한 실시 예는 반도체 램프에 있어서 컴포넌트들의 사용을 허용한다. 추가로, 접합 방향이 지정되며, 이러한 접합 방향은 제조 복잡성을 낮은 단계로 유지시킨다.
또한, 냉각 부재의 측면 테두리부가 편평하게 하우징의 내부 면에 놓여있는 실시 예도 있다. 이러한 실시 예는 하우징 상으로 그리고 하우징을 통과하는 효과적인 열 방출을 가능하게 하고, 하우징 내에서, 예를 들어, 클램핑 끼워맞춤으로 안정된 위치를 가능하게 한다. 이러한 것을 위해 특히 지지 브라켓과 단단한 하우징 벽 사이에 측면 테두리부가 삽입되어 있을 수 있는데, 예를 들어, 끼워질 수 있다. 지지 브라켓들은 상부 면으로 기판을 지지할 수 있다. 측면 테두리부는 특히 후방 방향으로 연장된다. 측면 테두리부는 탄성의 변형력을 제공할 수 있게 하기 위하여, 하나 또는 복수의 불연속부(discontinuance)를 가질 수 있다.
추가로 구동기 회로가 하우징 내에서 포팅 재료에 의해 둘러싸인 실시 예가 있다. 이러한 실시 예는 하우징 상으로의 열 전도를 개선하는데, 그 이유는 포팅 재료가 공기보다 더 미미한 열 저항을 갖기 때문이다. 또한, 구동기 회로(경우에 따라서는 구동기 회로로부터 나오는 라인들, 예를 들어 소켓으로 가는 라인들)가 특히, 예를 들어 기계적 부하로부터 보호된다. 포팅 재료는 예를 들어 장착된 기판을 하우징 내로 삽입한 후 채워질 수 있다. 바람직하게 LED-칩을 손상시키지 않거나 커버하기 위하여, 최대 기판의 높이까지 채워진다.
기판이 한 면에만 라인 구조를 갖고, 기판의 다른 면에는 고정된 소자들이 기판을 통과하는 전기 전도성 관통부를 통하여 라인 구조와 전기적으로 연결되어 있는 실시 예가 있다. 이러한 기판은 특히 가격 합리적이다. 대안적으로 양면으로 라인 구조를 포함하는 기판도 사용될 수 있다.
전기 전도성 관통부는 독자적 관통부 일 수 있는데, 예를 들어 적어도 하나의 관통 도금부(through plating)의 형태 또는 적어도 하나의 Via(vertical interconnect Access: 수직 상호 접속 엑세스)의 형태의 독자적 관통부일 수 있다. 전도성 관통부는 추가적으로 또는 대안적으로 스루홀 기술(THT: through-hole technology 또는 PIH: pin-in-hole technology로 지칭됨)을 위해 구현된 소자, 예를 들어, 구동기 회로의 전기적 또는 전자적 소자의 접속 핀으로서 구현될 수 있다. 그러므로, 구동기 회로의 소자들은 특히 THT-소자들일 수 있는데, THT-소자들의 접속 핀들 또는 단자 핀들은 예를 들어 기판을 통과하여 가이드되고 정면에 전기적으로 연결되는데, 예를 들어, 정면에서 솔더링된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 예를 들어, 적어도 하나의 소자는 후면에 Via와 전기적으로 연결되는데, 예를 들어, SMD-부품이 Via에 솔더링된다.
냉각 부재에 적어도 하나의 광학 소자가 직렬 연결되고, 광학 소자가 후방으로 돌출하는 직립 다리부들 또는 기저부들을 가지며, 직립 다리부들과 기저부들은 냉각 부재의 바닥 내에 있는 각각의 공동부를 통과하여 기판까지 이르는 추가의 실시 예가 있다. 직립 다리부들은 간단하게 적어도 하나의 반도체 광원과 관련하여 광학 소자의 정확한 위치설정을 가능하게 한다. 직립 다리부들은, 예를 들어, 스페이서(spacer)로서 이용된다. 공동부들은 방향설정 보조부들 및 측면의 가이드부들로서 이용될 수 있다.
또한, 반도체 램프가 대체 램프인 실시 예가 있다. 이러한 실시 예는 반도체 광원 없이 종래의 램프 대신에 사용될 수 있고, 그 때문에 특히 종래의 홀더에 연결하기 위한 소켓을 갖는다. 대체 램프는, 예를 들어, 백열-대체 램프일 수 있는데, 예를 들어, 에디슨 소켓을 갖는, 예컨대, E14 타입 또는 E27의 백열-대체 램프일 수 있다. 대체 램프는 또한, 할로겐-대체램프일 수도 있으며, 예를 들어 GU 타입, 예를 들어 GU 10 또는 GU5.3의 바이핀-소켓을 갖는 할로겐-대체램프일 수 있다.
본 발명의 전술한 특성들, 특징들 및 장점들 그리고 상기 특성들, 특징들 및 장점들이 도달되는 방식과 방법들은 하기 실시 예의 개략적인 기술과 연관되어 더 명확하고 더 분명하게 이해되며, 실시 예는 도면 부호들과 연관되어 더 자세히 설명된다. 이 경우, 명확함을 위해서 동일한 또는 동일한 작용을 하는 소자들은 동일한 도면 부호로 제시될 수 있다.
도 1은 제 1 실시 예에 따른 반도체 램프를 도시한 분해 사시도이고;
도 2는 제 1 실시 예에 따른 반도체 램프의 선택된 부분들을 도시한 분해 사시도이며;
도 3은 제 1 실시 예에 따른 조립된 반도체 램프를 도시한 부분 단면 사시도이고; 그리고
도 4는 제 1 실시 예에 따른 반도체 램프의 절개 부분을 도시한 부분 단면 사시도이다.
도 1은 할로겐-대체 램프 형태의 반도체 램프(1)를 분해 사시도로서 보여준다. 반도체 램프(1)는 컵(cup) 타입의 기본형태를 갖는 하우징(2)을 포함하며, 하우징은 후방 단부에 소켓 영역(3)을 갖는다. 하우징(2)은 본 발명에서 부분적으로 절단되어 기술된다. 반도체 램프(1)는 후방 방향(소켓 영역(3))에서부터 전방 방향(광 방출 영역)까지 진행되는 종축(A)을 갖는다.
소켓 영역(3)은, 예를 들어, 할로겐 램프용의 종래의 바이핀-홀더(상기 도면 참조)에서 반도체 램프(1)의 기계적 고정에 이용된다. 반도체 램프(1)의 전기적 연결 및 추가의 기계적 고정을 위하여 소켓 영역(3)의 후방 단면(end face)에서부터 두 개의 금속 접속 핀(4)이 후방 방향으로 돌출하며, 접속 핀들은 소겟 영역(3)과 함께 반도체 램프(1)의 바이핀-소켓을 형성하는데, 예를 들어, "GU" 타입, 예를 들어 GU10의 바이핀- 소켓을 형성한다.
하우징(2)은 정면으로 개방되며, 이 경우 정면의 개구부(5)(opening)를 통해 기판(6)이 삽입 가능하다. 기판(6)은 본 발명에서, 도 2에서 더 자세히 나타난 것과 같이, 원반 형태의 FR4- 또는 CEM-기판으로서 구현된다. 기판(6)의 정면(7)에는 복수의 반도체 광원들이 LED-칩(8)들의 형태로 배열된다. LED-칩(8)들은 정면(7)에 있는 접촉 필드(9)를 통해 서로 연결된다. 접촉 필드(9)들은 금속 층들, 예를 들어 동(copper)으로 이루어지며, 함께 라인 구조를 형성한다.
기판(6)의 후면(10)에 구동기 회로의 소자(11)들이 LED-칩(8)들의 제어를 위하여 고정된다. 따라서 기판(6)은 LED-칩(8)들뿐만 아니라 구동기 회로의 소자(11)들도 위한 공동의 기판이다. 기판(6)의 정면(7) 및 후면(10)은 기본적으로 서로에 대해 전기적으로 절연된다. 구동기 회로의 소자(11)들과 LED-칩(8)들의 전기적 연결은 기판(6)의 정면(6)과 후면(10) 사이에 있는 적어도 하나의 전기 전도성 관통부(상기 도면 참조)를 통해서 이루어진다.
기판(6)이 양면으로, 각각 하나 또는 복수의 도체 레일들 및/또는 접촉 필드들을 가질 수 있는, 각각의 라인 구조를 포함하는 변형 예가 있다. 본 발명에서 라인 구조는 입체적으로 원 형태로 배열된 LED-칩(8)들을 전기적으로 직렬로 연결하는 네 개의 접촉 필드(9)를 갖는다. 기판(6)이 한 면에만, 예를 들어, 본 발명에서는 정면(7)에 각각의 라인 구조를 포함한다는 것은 특히 가격 경제적인 변형 예이다. 후면(10)의 소자(11)들의 전기적 연결은, 예를 들어, 정면(7)의 라인 구조를 갖는 전도성의 관통부(들)의 도움으로 변환될 수 있다. 이러한 변환은, 예를 들어 소자(11)들이 스루홀 기술을 위해 설치된 소자들이면서, 예를 들어, 소자(11)들이 기판(6)을 통과하여 가이드된 접속 핀(상기 도면 참조)들을 가짐으로써 이루어질 수 있다.
기판(6)의 정면(7)에는, 도 2에 더 자세히 나타나있는, 트레이 타입의 기본형태를 갖는 냉각 부재(12)가 편평하게 놓여있다. 냉각 부재(12)는 플레이트형태의 바닥(13)과 바닥으로부터 테두리 측에서 후방 방향으로 꺾여 다중 관통된 측면 테두리부(14)를 갖는다. 바닥(13)은 기판(6)의 정면(7)에 LED-칩(8)들을 위한 공동부(15)들 및 예를 들어 전도성 관통부들을 통해서 생성되는 돌출부들을 위한 추가의 공동부(16)들을 갖는다. 더불어, 추가로 하기에 더 자세히 기술되는 것과 같이, 바닥(13) 내에 직립 다리부(22)를 위한 공동부(23)들이 존재한다.
냉각 부재(12)는 접착성의 열 전도층(17)의 도움으로 기판(6)에 접착된다. 그럼으로써 동시에 미미한 열 저항에서의 단단한 고정이 가능하게 된다. 열 전도층(17)은, 도 2에 더 자세히 나타난 것과 같이, 바닥(13)의 공동부(15, 16 및 23)들에 대해 유사한 홀들 또는 공동부(15a, 16a 및/또는 23a)들을 갖는다. 열 전도층(17)은 예를 들어 열 전도막으로서 존재할 수 있다. TIM-재료에 대안적으로 소위 "갭-필러(gap-filler)", 예를 들어 소위 "갭-패드(gap-pad)"도 사용될 수 있으며, 그 결과, 열 저항을 극도로 상승시키지 않고, 전도성 관통부들을 통해 생성된 돌출부들을 위한 공동부들이 생략될 수 있다.
소자(11)들과 하우징(2)의 기계적이고 열적인 연결을 개선하기 위하여, 하우징(2)은 소자(11)들도 둘러싸는 포팅 재료(20)에 의해 기판(6)까지 채워진다.
냉각 부재(12)는 정면으로 렌즈 소자(21)의 형태로 광학 소자에 의해 덮인다. 렌즈 소자(21)는 LED-칩(8)들을 위한 공동의 광학 수단이며, 도 2에 더 자세히 나타난 것과 같이, 후면으로 핀 형태의 기저부들 또는 직립 다리부(22)의 형태로 복수(본 발명에서는 세 개)의 돌출되는 지지 영역들을 갖는다. 직립 다리부(22)들은 냉각 부재(12)의 바닥(13) 내에 있는 공동부(23)들과 열 전도층(17) 내에 있는 유사한 공동부(23a)들을 통해 가이드 된다. 직립 다리부(22)들은 기판(6)의 정면(7)을 접촉하여, 위치설정 부재로서, 특히 스페이서로서 기능한다.
렌즈 소자(21)는 지지링(24)의 도움으로 후방 방향 내로 가압되고, 그 결과 기판(6)으로부터 느슨해지지 않게 된다. 추가로 지지링(24)은 렌즈 소자(21) 전방에 배열되고 하우징(2)의 내부 면에 록킹 후크(locking hook)(25)에 의해 걸림이 가능해진다.
도 3은 측면으로 절단된 하우징(2)을 갖는 조립된 반도체 램프(1)를 보여준다. 도 4는 기판(6)의 높이에서 정면 영역을 통과하는 단면도로서의 조립된 반도체 램프(1)를 보여준다. 포팅 재료(20)는 이 두 개의 도면에서는 표시되지 않았다.
냉각 부재(12)의 측면 테두리부(14)는 외부면에서 하우징(2)에 편평하게 접해있어서 하우징(2) 상으로의 효과적인 열 전달을 가능하게 한다. 또한, 냉각 부재(12)는 하우징(2) 내에 고정되어 지지될 수 있다.
기판(6)은 후면(10)의 측면 테두리 영역을 이용하여 하우징(2)의 내부 면에서부터 앞으로 돌출하는 지지 브라켓(26) 상에 놓인다.
지지링(24)은 정면에서 실용적으로 하우징(2)과 동일한 표면높이로 종료된다.
렌즈 소자(21)는 각각의 LED-칩(8)의 상부에 후방으로 돌출하고 렌즈 타입의 광 수집 영역(27)을 갖는다. 광 수집 영역(27)은 예를 들어 각각의 LED-칩(8) 위에 볼록하게 형성된 바닥을 갖는 리세스를 가질 수 있다. 그럼으로써 실용적으로 LED-칩(8)에서부터 방출된 전체 광이 포착되어 렌즈 소자(21) 내에서 평면에 넓게 퍼지면서 정면으로 안내된다. 기본적으로 편평한 정면에 렌즈 소자(21)는, 광 방출을 계속해서 균일화하는, 마이크로 렌즈들의 필드(28)를 갖는다. 마이크로 렌즈들은 특히 볼록하게 형성될 수 있는데, 예를 들어, 구면, 비구면 또는 쿠션 형태로 형성될 수 있다.
반도체 램프(1)는 전체 플렛폼의 제조 복잡성을 낮은 단계로 유지시키는 단 하나의 접합 방향을 갖는다.
반도체 램프(1)의 가동시 전기적 접속 핀(4)들에 의해 드라이버 부품(11)들을 갖는 구동기 회로에 전기적 공급 신호(예를 들어, 공급 전압)가 제공된다. 구동기 회로는 전기적 공급 신호를 직렬 연결된 LED-칩(8)의 가동을 위해 적합한 전기적 가동 신호로 변환한다. 이것은 예를 들어 클록 제어되고 그리고/또는 전류 레벨과 관련하여 조절 가능할 수 있다. 가동 신호는 LED-칩(8)의 디밍 모드를 허용할 수 있다. 구동기 회로의 구동기 부품(11)들의 적어도 소수의 접속 핀들이 기판(6)을 통과하여 가이드되어, 해당위치에서 접촉 필드(9)들과 전기적으로 연결되기 때문에, 가동 신호를 아무런 문제 없이 LED-칩(8)들 내로 공급될 수 있다. 그런 다음, LED-칩(8)들로부터 방출되는 광은 냉각 부재(12)의 바닥(13)의 공동부(15)들을 통과하고, 렌즈 소자(21)의 각각의 광 수집 영역(27) 내로 진행된다. 이어서 후방으로 렌즈 소자(21) 내로 커플링된 광은 정면에서 마이크로 렌즈들의 필드(28)를 통과해 반도체 램프(1)로부터 방출된다. LED-칩(8)들에 의해 생성된 폐열은 냉각 부재(12)의 바닥(3) 상으로 전달되고, 이어서 특히 냉각 부재(12)의 측벽(14)에서부터 하우징(2) 상으로 그리고 하우징(2)을 통과하여 밖으로 방출된다.
본 발명은 보여진 실시 예를 통해서 상세하고 더 자세히 도시되고 기술되었지만, 본 발명은 보여진 실시 예에 한정되지 않으며 다른 변형 예들이, 본 발명의 특허 보호 범위를 벗어나지 않고, 당업자로부터 도출될 수 있다.
일반적으로 "하나", 특히 "적어도 하나" 또는 "하나 또는 다수의" 등의 의미에서는, 이러한 것들이 예를 들어 "정확히 하나" 등의 표현을 통해서 명시적으로 배제되지 않는 한, 단수 또는 복수의 의미로 이해될 수 있다.
또한, 숫자 표시도, 통상적인 허용범위가 명시적으로 배제되지 않는 한, 정확하게 주어진 숫자와 통상적인 허용범위도 포함할 수 있다.
1 반도체 램프
2 하우징
3 소켓 영역
4 접속 핀
5 정면 개구부
6 기판
7 정면
8 LED-칩
9 접촉 필드
10 후면
11 소자
12 냉각 부재
13 바닥
14 측면 테두리부
15 공동부
15a 공동부
16 공동부
16a 공동부
17 열 전도층
20 포팅 재료
21 렌즈 소자
22 직립 다리부
23 공동부
23a 공동부
24 지지링
25 로킹 후크
26 지지 브라켓
27 광 수집 영역
28 마이크로 렌즈의 필드
A 종축

Claims (12)

  1. 반도체 램프(1)로서,
    ― 기판(6)의 정면(7)에 배열된 적어도 하나의 반도체 광원(8), 그리고
    ― 적어도 하나의 반도체 광원(8)을 제어하기 위한 구동기 회로(11)를 갖는 상기 반도체 램프에 있어서,
    상기 구동기 회로(11)의 적어도 한 부분은 상기 적어도 하나의 반도체 광원(8)의 반대 방향에 있는 기판(6)의 후면(10)에 고정된, 반도체 램프(1).
  2. 제 1항에 있어서,
    냉각 부재(12)가 상기 기판(6)의 정면(7)에 평편하게 놓여있는, 반도체 램프(1).
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 냉각 부재(12)가 적어도 하나의 반도체 광원(8)을 위한 적어도 하나의 공동부(15)를 갖는, 반도체 램프(1).
  4. 제 2항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각 부재(12)가 플레이트 형태의 바닥(13) 및 바닥에서부터 밴딩되어 꺾인 측면 테두리부(14)를 갖는 트레이 타입의 냉각 부재(12)이고, 상기 적어도 하나의 공동부(15)는 상기 적어도 하나의 반도체 광원(8)을 위해 바닥(13) 내로 삽입되는, 반도체 램프(1).
  5. 제 2항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각 부재(12)가 접착성의 열 전도층(17)의 도움으로 상기 기판(6)에 고정된, 반도체 램프(1).
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판(6)이 하나의 하우징(2) 내에 배치된, 반도체 램프(1).
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 하우징(2)이 후방의 소켓 영역(3)을 갖고 정면으로 개방된, 반도체 램프(1).
  8. 제 6항 또는 제 7항 중 어느 한 항과 조합된 제 4항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각 부재(12)의 측면 테두리부(14)는 상기 하우징(2)의 내부 면에 평편하게 놓여있는, 반도체 램프(1).
  9. 제 6항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구동기 회로(11)는 하우징(2) 내에서 포팅 재료(20)에 의해 둘러싸인, 반도체 램프(1).
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판(6)은 한 면(7)에만 라인 구조(9)를 갖고, 상기 기판(6)의 다른 면(10)에는 고정된 소자(11)들이 상기 기판(6)을 통과하는 전기 전도성 관통부를 통해 라인 구조(9)들과 전기적으로 연결된, 반도체 램프(1).
  11. 제 4항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉각 부재(12)에 적어도 하나의 광학 소자(21)가 직렬 연결되고, 상기 광학 소자는 후방으로 돌출하는 직립 다리부(22)를 가지며, 상기 직립 다리부는 상기 냉각 부재(12)의 바닥(13)에 있는 각각의 공동부(23)를 통과해 상기 기판(6)까지 다다르는, 반도체 램프(1).
  12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반도체 램프(1)는 대체 램프인, 반도체 램프(1)

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