WO2012159905A1 - Halbleiter-leuchtvorrichtung und verfahren zum herstellen einer halbleiter-leuchtvorrichtung - Google Patents

Halbleiter-leuchtvorrichtung und verfahren zum herstellen einer halbleiter-leuchtvorrichtung Download PDF

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    • F21V29/70—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the invention relates to a semiconductor light-emitting device, comprising at least one semiconductor light source, which is mounted on at least one end face of a plate-shaped heat sink element.
  • a semiconductor light-emitting device can in particular be used as a retrofit lamp turned ⁇ sets, such as replacement of a fluorescent tube.
  • the He ⁇ invention further relates to a method of manufacturing such a semiconductor light emitting device.
  • US 7,878,686 B2 discloses a lighting device with a
  • Light source in the form of a packaged light emitting diode and with egg ⁇ nem heat sink, which has a plurality of plate-shaped elements, which consist of a thermally conductive material.
  • the plurality of plate-shaped members are stacked on each other and allow formation of a gap between them at one end portion.
  • the light source is attached to a union since ⁇ surface on the plurality of stacked plate-like elements.
  • US 3,771,031 A relates to a head assembly comprising a head and a plug, both made of an electrically and thermally conductive material.
  • One or more light elements are attached to the head and connected between the head and the plug.
  • a plurality of aligned head assemblies mounted adjacent to each other to form sets of head assemblies.
  • the sets are in turn positioned around a laser rod with the light elements of the head assemblies facing the rod.
  • US 2009/0085047 AI relates to an LED light source, which is integrated with egg ⁇ ner heat sink and a collimator.
  • Four iso ⁇ profiled heat sink forming an optical taper, in which a single color LED is mounted.
  • the LEDs are arranged to form a reflective light recycling cavity. Up to four different colors can be combined in the light recycling cavity to form a venezli ⁇ ches and homogeneous mixing of the colors at the outlet opening of the light-recycling cavity and / or the exit aperture of the collimator / heat sink.
  • the semiconductor light emitting device comprises at least a half ⁇ conductor light source is mounted on at least one end face of a thermally well conductive, plate-shaped heat sink element on, wherein the at least one semiconductor ⁇ light source carried by exactly one heat sink element.
  • This semiconductor lighting device has the advantages that it can be scaled by varying the number of plate-shaped heat sink elements used simple and basically unlimited in their light intensity. In this step, as opposed to an edition of the semiconductor light source to meh ⁇ eral heat sink elements, no mechanical stresses on the semiconductor light source due to the heat sink element on.
  • a single plate-shaped heat sink can be perelement easier to manufacture and handle than several, correspondingly narrower plate-shaped heat sink elements, in particular in semiconductor light sources with a small contact surface, in particular LED chips.
  • a plate-shaped heat sink element can be understood in particular to be a heat sink element which has a considerably greater extent with respect to its length and its height than with respect to its width. Under a front page can then be understood in particular a page ⁇ who, which is extended in width, so it is very narrow.
  • the at least one semiconductor light source may be arranged on one or more end faces.
  • the at least one end face thus provides a support surface for the at least one semiconductor light source.
  • a thermally highly conductive heat sink element can be understood in particular to be a heat sink element which or its material has a thermal conductivity of more than 2 W / (m-K), in particular more than 10 W / (m-K).
  • the plate-shaped heat sink element may in particular be an electrically conductive material, in particular metal, since electrically conductive, in particular metallic, bodies are generally thermally highly conductive.
  • electrically conductive, in particular metallic, bodies are generally thermally highly conductive.
  • metalli ⁇ cal body can be inexpensively manufactured and easily forms and edit. In addition, they can assume an electrical function, eg as mass.
  • the material of the heat sink element is not limited thereto and may include thermally conductive plastic and ther ⁇ misch conductive ceramic.
  • the material of the heat sink element may consist of a material which is thermally well, but not electrically conductive, in particular ceramic, for example AlN.
  • the at least one semiconducting ⁇ terlichtán rests directly on the heat sink element. This advantageously allows a particularly effective heat transfer from the semiconductor light source to the heat sink element. It is a development that this cooling ⁇ body element is thermally well conductive, but is not electrically conductive, for example, a ceramic plate of A1N.
  • the cooling body member is electrically conductive and the at least one semiconductor light source with respect to the heat sink element is designed electrically iso ⁇ lines.
  • the heat sink element such as a metal
  • the heat sink element can also be a reduction of thermal flux from the semiconductor light source to the heat sink element due ei ⁇ ner intermediate electrical insulation layer, which typically has a low thermal Conductivity of less than 1 W / (mK) can be avoided.
  • contact surfaces of the semiconductor light source are arranged on the top side (facing away from the heat sink element ), which facilitates contacting, in particular by means of wire bonding. This applies in particular to a semiconductor light source that is opposite the cooling ⁇ body element electrically insulated.
  • the heat sink element is electrically conductive and between the at least one semiconductor light source and the heat sink member is a driven elekt ⁇ insulating insulation layer is present. This results in the advantage that a wide variety of semiconductor ⁇ light sources can be used, in particular with respect to their electrical connection.
  • the (an alloy thereof confining ⁇ Lich), at least one plate-shaped cooling element body made of aluminum because aluminum is inexpensive, Corrosion resistant, highly thermally conductive and lightweight.
  • the at least one semiconductor ⁇ light source comprises at least one light emitting diode.
  • the at least one light emitting diode In the presence of several ⁇ rer LEDs they can light up in the same color or in different colors. A color can be monochrome (eg red, green, blue etc.) or multichrome (eg white).
  • the radiated from the at least one light emitting diode sauce ⁇ light may be an infrared light (IR LED) or an ultra-violet light ⁇ (UV-LED).
  • IR LED infrared light
  • UV-LED ultra-violet light ⁇
  • Several light emitting diodes can produce a mixed light; eg a white mixed light.
  • the at least one light-emitting diode may be at least a wavelength converting phosphor ⁇ contain (conversion LED).
  • the phosphor can alternatively or additionally be arranged remotely from the light-emitting diode ("remote phosphor").
  • the Minim ⁇ least one light emitting diode may be at least one LED chip in the form of at least one individually packaged light emitting diode or in the form. Several LED chips can be mounted on a common substrate (“submount").
  • the at least one light-emitting diode may be equipped with at least one own and / or ge ⁇ common optical system for beam guidance, for example, at least one Fresnel lens, collimator, and so on.
  • organic LEDs such as polymer OLEDs
  • the at least one semiconductor light source may, for example, comprise at least one diode laser.
  • the at least one semiconductor light source is present in the form of at least one LED chip.
  • An LED chip is particularly small (with a typical width of about 0.25 mm), so that results in a high packing density of the LED chips. This in turn allows a use of particularly narrow heat sink elements and consequently a high luminance of the semiconductor Lighting device.
  • a heat dissipation from the LED chip is particularly high, in particular through a bearing surface of the LED chip.
  • the at least one LED chip may in particular be glued or soldered. The sticking is preferably carried out with ⁇ means of a good thermal conductivity adhesive, such as a Wär ⁇ meleite paste, a heat-conducting adhesive film, etc.
  • the at least one LED chip subsequently encapsulated, especially subsequently potted is. This improves protection of the LED chip.
  • Subsequent encapsulation can be understood, in particular, as encapsulation, which has been carried out after the LED chip has been fitted.
  • the encapsulation in particular the potting compound, to have at least one wavelength-converting phosphor.
  • the LED chip comprises an electrically insulating sub- strate.
  • suitable semiconducting ⁇ tertiken may be applied, for example, by an epitaxial growing method ⁇ which produce an emitter surface, for example at a pn junction.
  • the substrate may be a sapphire substrate which is electrically insulating and has a high thermal conductivity of 40 W / (mK) at room temperature compared with other insulating materials.
  • an LED chip is resting on a heat sink element consists of aluminum at least with a sapphire substrate directly, since such a special ⁇ DERS good heat dissipation with a simultaneously high light ⁇ density and an inexpensive production yields.
  • the heat sink element has at least one conductor for electrically contacting the at least one semiconductor light source and wherein between the at least one conductor track and the heat sink element an electrically insulating insulating layer is present. This allows a secure wiring on electrically conductive heat sink elements. In an electrically non-conductive heat sink element can be dispensed with such an insulating ⁇ layer.
  • the insulating layer is preferably applied by means of a Druckverfah ⁇ proceedings, in particular by means of screen printing or scraping ⁇ lonendrucks.
  • the insulating layer may be applied via selective deposition methods or active patterning techniques, such as by coating, photopatterning and / or etching, etc.
  • the insulating layer may be a single, continuous insulating layer.
  • the insulating layer before ⁇ preferably to a respective recess in a fitting station of the semiconductor light source.
  • a plurality of semiconductor light sources are arranged in series on at least one end face at least one plate-shaped heat sink element, and in another particular equidistant, wherein between two Benach ⁇ disclosed semiconductor light sources is disposed a conductor track.
  • the series arrangement enables a high luminance as well as a simple wiring and equipping of the semiconductor light ⁇ sources.
  • the equidistant spacing enables a uniform distribution of light intensity and a uniform michab ⁇ drove over the length of the heat sink element.
  • a trace may be electrically contacted with an adjacent semiconductor light source in a variety of ways, eg, by pressure bonding, soldering, wire bonding, etc.
  • the conductor may in particular have silver, for example be made of a silver paste.
  • the conductor track can be made into special ⁇ from a sinterable silver.
  • the conductor can be printed in particular.
  • the semiconductor light-emitting device has a plurality of semiconductor light sources, which are elekt ⁇ connected in series at least with respect to a heat sink element. Such an electrical connection is particularly easy to implement.
  • the end face of the at least one plate-shaped heat sink element has a width of not more than 5 mm, in particular of not more than 2 mm, in particular of about 1 mm. This allows a particularly high luminance, in particular when using LED chips as the semiconductor light sources.
  • a width of 1 mm has proven to be advantageous for LED chips, since this width still allows safe placement and effective heat dissipation from the LED chips, and also by convective cooling of the at least one plate-shaped heat sink element.
  • a use of several, correspondingly thinner plate-shaped heat sink elements as a carrier, in particular for an only 0.25 mm wide LED chip would be disadvantageous, if only because of the difficult production and handling of the thinner heat sink elements.
  • the plate-shaped heat sink element is cuboid and a length between about 400 mm and 800 mm, in particular of about 600 mm, and ei ⁇ ne height between about 15 mm and 25 mm, in particular of about 20 mm.
  • a temperature at a pn junction of the semiconductor light source (s) can remain below 100 ° C. This is especially true in combination with the above-mentioned width, in particular of about 1 mm.
  • a cuboid heat sink element made of aluminum with a length of about 600 mm, a height of about 20 and a width of about 1 mm.
  • the semiconductor lighting device has a plurality of plate-shaped heat sink elements assembled into a stack.
  • a semi-conductor ⁇ lighting device enables a particularly high, with ⁇ means of a number of plate-shaped heat sink elements scalable light intensity.
  • the semiconductor lighting device has a plurality of stack-shaped plate-shapeddekör ⁇ periata, of which at least one heat sink element, in particular all heat sink elements, as described above are formed.
  • the plate-like heat sink elements form a fully ⁇ constantly compact body.
  • a completely compact body may in particular be understood as meaning a body composed of heat sink elements which does not have a defined gap between adjacent heat sink elements. Under such a completely compact body may also be a combination of heat sink elements. Set body to be understood in the adjacent heat sink elements over the entire surface.
  • a basically arbitrarily high number of heat sink elements can be assembled into a stack. For this purpose, no preparation or post-processing, eg bending, of the heat sink elements is necessary.
  • cuboid heat sink elements in particular a cuboid stack can result. Nevertheless, there is sufficient heat dissipation during a convective cooling of the stack, for example by blowing cooling air in by means of a fan.
  • Ver ⁇ wiring in particular at least one conductor track and / or at least one bonding wire or the like, between end faces of at least ⁇ least two heat sink elements present. This facilitates electrical connection to an external power supply, for example rows of semiconductor light sources of adjacent heat sink elements can be connected together in series or in parallel.
  • the heat sink elements can be welded, glued, screwed, clamped u.v.m. become.
  • the semiconductor lighting device is a retrofit lamp or a part thereof.
  • the retrofit lamp may in particular be a retrofit fluorescent tube.
  • the object is also achieved by a method for herstel ⁇ len a semiconductor light emitting device comprising a plurality to form a stack composite plate-shapedméève ⁇ elements, wherein (a) may be composed a plurality of electrically conductive plate-like heat sink elements into a pile; (B) on at least one Be Divisionober Structure of the stack, wel ⁇ che results from adjacent end faces of the heat sink elements, an electrical insulating layer is placed ⁇ introduced ; (C) at least one conductor track is applied to the electrical insulating layer; (D) the at least ei ⁇ ne Be Glaober Design is equipped with at least one semiconductor light ⁇ source; and (e) which is electrically contacted by at least one semiconductor light source ⁇ with the at least one conductor track.
  • This method enables a simple and inexpensive Her ⁇ position of the semiconductor light emitting device.
  • the method can be configured in particular analogously to the semiconductor lighting device.
  • the method includes the step of: (e) encapsulating, in particular casting of the at least one semiconductor light source, in particular with a phosphor beauf ⁇ estimated encapsulating material comprise. This is how it is
  • FIG. 1 shows an oblique view of a plate-shaped heat sink element of a semiconductor device according to the invention.
  • FIG. 2 shows, in an oblique view, a stack of the semiconductor lighting device according to the invention from FIG. 1 assembled from the plate-shaped heat sink elements;
  • FIG 3 shows an oblique view of a section of the semiconductor light-emitting device according to the invention.
  • Fig.l shows an oblique view of a plate-shaped heat sink ⁇ element 1 of an inventive semiconductor light emitting device F.
  • the plate-shaped heat sink element 1 is in the form of a parallelepiped-shaped plate ( "blade") made of aluminum having a purity of at least 90%, especially at least 95%, prior ,
  • a long end face 2 is determined by the length L and the width B is determined and a short end face 3 by the height H and the width B are determined by the length L and the height H be ⁇ voted broadside 4 three circular recesses 5 introduced, which are provided for screwing in particular in the case of a parallel production.
  • FIG. 2 shows an oblique view of a n (n> 1) plate-shaped heat sink elements 1 composite stack 6 of the semiconductor light-emitting device F.
  • the heat sink elements 1 are so congruent with their broadsides 4 and thus fully set up that a cuboid Sta ⁇ pel 6 with the same length L and height H, but a width of nB results.
  • Such a compact stack 6 has the advantage that it can be extended by adding further heat sink elements 1 without wider ⁇ res arbitrarily in its width.
  • a common electrical insulating insulating layer 8 (see Figure 3) are applied ⁇ , for example by means of a screen printing or a
  • placement locations for semiconductor light sources to be applied directly to the end faces 2 and / or 3 of the heat sink elements 1 can be recessed in the form of LED chips 9 (see FIG. 3).
  • the following may on the insulating layer 8 interconnects 10 ( ⁇ he Fig.3) advertising applied from a silver-containing material to, connecting a particular placement stations heatsink ⁇ elements 1 to each other. This can be achieved for example by a printing process.
  • the Be Glanober Structure 7, which is formed here from the end faces 2, at the Be Glaplät ⁇ zen with the LED chips 9 are fitted.
  • the LED chips 9 are placed equidistantly in series on exactly one associated heat sink element 1.
  • the LED chips 9 of a cooling ⁇ body element 1 are thus electrically connected in series.
  • the LED chips 9 can be electrically contacted with adjacent tracks 10, e.g. by wire bonding ("wire bonding").
  • the previously naked LED chips 9 can be cast by means of potting with a fluorescent material. potted potting compound are shed. This protects the LED chips 9 and their electrical contacts.
  • conductor tracks 10 of different heat sink elements 1 can be electrically connected to one another, e.g. by wire bonding, soldering, etc.
  • the semiconductor light-emitting device F can be further provided with a driver, housed, etc.
  • FIG 3 shows an oblique view of a section of the semi ⁇ conductor lighting device F on one of the heat sink elements 1.
  • the LED chips 9 are already shown shed here.
  • the LED chips 9 are located directly on the associated heat sink element 1.
  • the LED chips are to 9 equipped with a sapphire substrate from ⁇ , so that a good dissipation of waste heat generated by the LED chip 9 to the cooling body member 1 at a coexisting electrical insulation can be achieved.
  • the LED chips 9 are arranged at a distance from one another on the respective heat sink element 1 such that a power density of 3000 lm / m results.
  • the resulting waste heat can be dissipated by means of the stack 6 alone by ei ⁇ ner convective cooling. This makes it possible, for example, to maintain a temperature at a pn junction of the LED chips 9 below 100 ° C.
  • This semiconductor light-emitting device F is particularly suitable for use in a retrofit fluorescent tube.

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Abstract

Die Halbleiter-Leuchtvorrichtung (F) weist mindestens eine Halbleiterlichtquelle (9) auf, die auf mindestens einer Stirnseite (2, 3) eines thermisch gut leitfähigen, plattenförmigen Kühlkörperelements (1) angebracht ist, wobei die mindestens eine Halbleiterlichtquelle (9) von genau einem Kühlkörperelement (1) getragen wird. Das Verfahren dient zum Herstellen einer Halbleiter-Leuchtvorrichtung (F), wobei mehrere elektrisch leitfähige, plattenförmige Kühlkörperelemente (1) zu einem Stapel (6) zusammengesetzt werden; auf mindestens einer Bestückoberfläche (7) des Stapels (6), welche sich aus nebeneinander liegenden Stirnseiten (2, 3) der Kühlkörperelemente (1) ergibt, eine elektrische Isolierschicht (8) aufgebracht wird; auf die elektrische Isolierschicht (8) mindestens eine Leiterbahn (10) aufgebracht wird; die mindestens einer Bestückoberfläche (7) mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle (9) bestückt wird; und die mindestens eine Halbleiterlichtquelle (9) mit der mindestens einen Leiterbahn (10) elektrisch kontaktiert wird.

Description

Beschreibung
Halbleiter-Leuchtvorrichtung und Verfahren zum Herstellen einer Halbleiter-LeuchtVorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Halbleiter-Leuchtvorrichtung, aufweisend mindestens eine Halbleiterlichtquelle, die auf mindestens einer Stirnseite eines plattenförmigen Kühlkörperelements angebracht ist. Eine solche Halbleiter-Leucht- Vorrichtung kann insbesondere als eine Retrofitlampe einge¬ setzt werden, z.B. als Ersatz einer Fluoreszenzröhre. Die Er¬ findung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Halbleiter-LeuchtVorrichtung . US 7,878,686 B2 offenbart eine Leuchtvorrichtung mit einer
Lichtquelle in Form einer gehäusten Leuchtdiode sowie mit ei¬ nem Kühlkörper, welcher mehrere plattenförmige Elemente aufweist, die aus einem thermisch leitfähigen Material bestehen. Die mehreren plattenförmigen Elemente sind aufeinander gesta- pelt und erlauben an einem Endbereich eine Bildung eines Zwischenraums zwischen ihnen. Die Lichtquelle ist an einer seit¬ lichen Oberfläche auf den mehreren gestapelten plattenförmigen Elementen befestigt. US 2009/0321749 AI betrifft eine Leuchtvorrichtung, aufwei¬ send eine Wärmesenke, eine dielektrische Schicht, die an der Wärmesenke angeordnet ist, eine wärmeleitende Schicht, die an der dielektrischen Schicht angeordnet ist, eine Grundbe- schichtung, die an zumindest einem Teil der wärmeleitenden Schicht angebracht ist, und einen Leuchtchip, der mittels der Grundbeschichtung an der wärmeleitenden Schicht angebracht ist .
US 3,771,031 A betrifft eine Kopfanordnung, die einen Kopf und einen Stecker umfasst, die beide aus einem elektrisch und thermisch leitfähigen Material bestehen. Ein oder mehrere Leuchtelemente sind an dem Kopf befestigt und zwischen den Kopf und den Stecker geschaltet. Bei einer Benutzung werden mehrere ausgerichtete Kopfanordnungen benachbart zueinander angebracht, um Sätze von Kopfanordnungen zu bilden. Die Sätze werden wiederum um einen Laserstab herum positioniert, wobei die Leuchtelemente der Kopfanordnungen zu dem Stab zeigen.
US 2009/0085047 AI betrifft eine LED-Lichtquelle, die mit ei¬ ner Wärmesenke und einem Kollimator integriert ist. Vier iso¬ lierte Wärmesenken bilden eine optische Abschrägung, in welcher eine einzelne Farb-LED angebracht ist. Die LEDs sind so angeordnet, dass sie eine reflektierende Licht-Recycling- Kavität bilden. Bis zu vier verschiedene Farben können in der Licht-Recycling-Kavität kombiniert werden, um ein einheitli¬ ches und homogenes Mischen der Farben an der Austrittsöffnung der Licht-Recycling-Kavität und/oder der Austrittsöffnung des Kollimators/Wärmesenke zu bilden.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Leuchtvorrichtung unter Verwendung mindestens eines plattenförmigen Kühlkörperelements bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesonde¬ re den abhängigen Ansprüchen entnehmbar. Die Halbleiter-Leuchtvorrichtung weist mindestens eine Halb¬ leiterlichtquelle, die auf mindestens einer Stirnseite eines thermisch gut leitfähigen, plattenförmigen Kühlkörperelements angebracht ist, auf, wobei die mindestens eine Halbleiter¬ lichtquelle von genau einem Kühlkörperelement getragen wird.
Diese Halbleiter-Leuchtvorrichtung weist die Vorteile auf, dass sie durch Variation der Zahl der verwendeten platten- förmigen Kühlkörperelemente einfach und grundsätzlich unbegrenzt in ihrer Lichtstärke skalierbar ist. Dabei treten im Gegensatz zu einer Auflage der Halbleiterlichtquelle auf meh¬ reren Kühlkörperelementen keine mechanischen Beanspruchungen an der Halbleiterlichtquelle aufgrund des Kühlkörperelements auf. Zudem lässt sich ein einziges plattenförmiges Kühlkör- perelement einfacher herstellen und handhaben als mehrere, entsprechend schmalere plattenförmige Kühlkörperelemente, insbesondere bei Halbleiterlichtquellen mit einer kleinen Auflagefläche, insbesondere LED-Chips.
Unter einem plattenförmigen Kühlkörperelement kann insbesondere ein Kühlkörperelement verstanden werden, welches in Bezug auf seine Länge und seine Höhe eine erheblich größere Ausdehnung aufweist als bezüglich seiner Breite. Unter einer Stirnseite kann dann insbesondere eine Seite verstanden wer¬ den, welche in der Breite ausgedehnt ist, also sehr schmal ist .
Die mindestens eine Halbleiterlichtquelle kann an einer oder an mehreren Stirnseiten angeordnet sein. Die mindestens eine Stirnseite stellt somit eine Trägerfläche für die mindestens eine Halbleiterlichtquelle bereit.
Unter einem thermisch gut leitfähigen Kühlkörperelement kann insbesondere ein Kühlkörperelement verstanden werden, das bzw. dessen Material eine Wärmeleitfähigkeit von mehr als 2 W/(m-K), insbesondere von mehr als 10 W/(m-K), aufweist.
Das plattenförmige Kühlkörperelement kann insbesondere ein elektrisch leitfähiges Material, insbesondere Metall, sein, da elektrisch leitfähige, insbesondere metallische, Körper in der Regel thermisch gut leitfähig sind. Insbesondere metalli¬ sche Körper lassen sich preiswert herstellen sowie einfach formen und nachbearbeiten. Zudem können sie eine elektrisch Funktion übernehmen, z.B. als Masse.
Jedoch ist das Material des Kühlkörperelements nicht darauf beschränkt und mag thermisch leitfähigen Kunststoff und ther¬ misch leitfähige Keramik umfassen. Insbesondere mag das Mate- rial des Kühlkörperelements aus einem thermisch gut, aber nicht elektrisch leitfähigen Material bestehen, insbesondere Keramik, beispielsweise A1N. Es ist eine Ausgestaltung, dass die mindestens eine Halblei¬ terlichtquelle direkt auf dem Kühlkörperelement aufliegt. Dies ermöglicht vorteilhafterweise eine besonders effektive Wärmeübertragung von der Halbleiterlichtquelle auf das Kühl- körperelement . Es ist eine Weiterbildung, dass dieses Kühl¬ körperelement thermisch gut leitfähig ist, aber elektrisch nicht leitfähig ist, z.B. eine Keramikplatte aus A1N.
Es ist eine andere Weiterbildung, dass das Kühlkörperelement elektrisch leitfähig ist und die mindestens eine Halbleiterlichtquelle gegenüber dem Kühlkörperelement elektrisch iso¬ liert ausgestaltet ist. So kann eine große Vielzahl, auch elektrisch leitfähiger, Materialien für das Kühlkörperelement verwendet werden, z.B. ein Metall, und dennoch kann auch hierbei eine Verringerung eines thermischen Flusses von der Halbleiterlichtquelle auf den Kühlkörperelement aufgrund ei¬ ner dazwischenliegenden elektrischen Isolierungsschicht, welche typischerweise eine geringe thermische Leitfähigkeit von weniger als 1 W/ (m-K) aufweist, vermieden werden.
Es ist noch eine Weiterbildung, dass Kontaktflächen der Halbleiterlichtquelle obenliegend (von dem Kühlkörperelement ab¬ gewandt) angeordnet sind, was eine Kontaktierung erleichtert, insbesondere mittels eines Drahtbondens. Dies gilt insbeson- dere für eine Halbleiterlichtquelle, die gegenüber dem Kühl¬ körperelement elektrisch isoliert ist.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass das Kühlkörperelement elektrisch leitfähig ist und zwischen der mindestens einen Halbleiterlichtquelle und dem Kühlkörperelement eine elekt¬ risch isolierende Isolierschicht vorhanden ist. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass eine große Vielfalt an Halbleiter¬ lichtquellen verwendbar ist, insbesondere in Bezug auf deren elektrische Anschlussart.
Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass das mindestens eine plattenförmige Kühlkörperelement aus Aluminium (einschlie߬ lich einer Legierung davon) besteht, da Aluminium preiswert, korrosionsbeständig, hochgradig wärmeleitfähig und leicht ist. Es sind jedoch insbesondere auch andere Metalle und de¬ ren Legierungen denkbar, beispielsweise aufweisend Eisen und/oder Kupfer.
Bevorzugterweise umfasst die mindestens eine Halbleiter¬ lichtquelle mindestens eine Leuchtdiode. Bei Vorliegen mehre¬ rer Leuchtdioden können diese in der gleichen Farbe oder in verschiedenen Farben leuchten. Eine Farbe kann monochrom (z.B. rot, grün, blau usw.) oder multichrom (z.B. weiß) sein. Auch kann das von der mindestens einen Leuchtdiode abge¬ strahlte Licht ein infrarotes Licht (IR-LED) oder ein ultra¬ violettes Licht (UV-LED) sein. Mehrere Leuchtdioden können ein Mischlicht erzeugen; z.B. ein weißes Mischlicht. Die min- destens eine Leuchtdiode kann mindestens einen wellenlängen¬ umwandelnden Leuchtstoff enthalten (Konversions-LED) . Der Leuchtstoff kann alternativ oder zusätzlich entfernt von der Leuchtdiode angeordnet sein ("remote phosphor"). Die mindes¬ tens eine Leuchtdiode kann in Form mindestens einer einzeln gehäusten Leuchtdiode oder in Form mindestens eines LED-Chips vorliegen. Mehrere LED-Chips können auf einem gemeinsamen Substrat ("Submount") montiert sein. Die mindestens eine Leuchtdiode kann mit mindestens einer eigenen und/oder ge¬ meinsamen Optik zur Strahlführung ausgerüstet sein, z.B. min- destens einer Fresnel-Linse, Kollimator, und so weiter. An¬ stelle oder zusätzlich zu anorganischen Leuchtdioden, z.B. auf Basis von InGaN oder AlInGaP, sind allgemein auch organische LEDs (OLEDs, z.B. Polymer-OLEDs ) einsetzbar. Alternativ kann die mindestens eine Halbleiterlichtquelle z.B. mindes- tens einen Diodenlaser aufweisen.
Es ist davon eine besonders bevorzugte Ausgestaltung, dass die mindestens eine Halbleiterlichtquelle in Form mindestens eines LED-Chips vorliegt. Ein LED-Chip ist besonders klein (mit einer typischen Breite von ca. 0,25 mm), so dass sich eine hohe Packungsdichte der LED-Chips ergibt. Dies wiederum ermöglicht eine Verwendung besonders schmaler Kühlkörperelemente und folglich eine hohe Leuchtdichte der Halbleiter- Leuchtvorrichtung. Zudem ist durch das fehlende Gehäuse eine Wärmeableitung von dem LED-Chip besonders hoch, insbesondere durch eine Auflagefläche des LED-Chips hindurch. Der mindestens eine LED-Chip kann insbesondere aufgeklebt oder aufgelötet sein. Das Aufkleben erfolgt vorzugsweise mit¬ tels eines gut wärmeleitfähigen Haftmittels, z.B. einer Wär¬ meleitpaste, einer Wärmeleit-Klebefolie usw. Es ist eine Weiterbildung, dass der mindestens eine LED-Chip nachträglich verkapselt, insbesondere nachträglich vergossen, ist. Dies verbessert einen Schutz des LED-Chips. Unter einer nachträglichen Verkapselung kann insbesondere eine Verkapse- lung verstanden werden, welche nach einem Bestücken des LED- Chips vorgenommen worden ist.
Für eine Einstellung einer Farbe des von dem verkapselten LED-Chip abgestrahlten Lichts kann es vorteilhaft sein, dass die Verkapselung, insbesondere die Vergussmasse, mindestens einen wellenlängenumwandelnden Leuchtstoff aufweist.
Es ist eine spezielle Weiterbildung, insbesondere im Zusam¬ menhang mit einem direkten Aufliegen auf dem Kühlkörperelement, dass der LED-Chip ein elektrisch isolierendes Sub- strat aufweist. Auf diesem Substrat können geeignete Halblei¬ terschichten aufgebracht sein, z.B. mittels eines Epitaxie¬ verfahrens, welche eine Emitterfläche erzeugen, z.B. an einem pn-Übergang. Das Substrat kann insbesondere ein Saphir- Substrat sein, welches elektrisch isolierend ist und eine im Vergleich zu anderen isolierenden Materialien hohe Wärmeleitfähigkeit von 40 W/ (m-K) bei Raumtemperatur aufweist.
Es ist eine besonders bevorzugte Kombination, dass auf einem Kühlkörperelement aus Aluminium mindestens ein LED-Chip mit einem Saphir-Substrat direkt aufliegt, da sich so eine beson¬ ders gute Wärmeableitung bei einer gleichzeitig hohen Leucht¬ dichte und einer preiswerten Herstellung ergibt. Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass das Kühlkörperelement mindestens eine Leiterbahn zur elektrischen Kontaktierung der mindestens einen Halbleiterlichtquelle aufweist und wobei zwischen der mindestens einen Leiterbahn und dem Kühlkörper- element eine elektrisch isolierende Isolierschicht vorhanden ist. Dies ermöglicht eine sichere Verdrahtung auf elektrisch leitfähigen Kühlkörperelementen. Bei einem elektrisch nichtleitenden Kühlkörperelement kann auf eine solche Isolier¬ schicht verzichtet werden.
Die Isolierschicht wird bevorzugt mittels eines Druckverfah¬ rens, insbesondere mittels eines Siebdrucks oder eines Schab¬ lonendrucks, aufgebracht. Alternativ kann die Isolierschicht über selektive Abscheidungsmethoden oder aktive Strukurie- rungsmethoden aufgebracht werden, wie durch Beschichten, Photostrukturieren und/oder Ätzen usw.
Falls die mindestens eine Halbleiterlichtquelle ebenfalls auf einer Isolierschicht aufliegt, kann die Isolierschicht eine einzige, durchgängige Isolierschicht sein.
Falls die mindestens eine Halbleiterlichtquelle direkt auf dem Kühlkörperelement aufliegt, weist die Isolierschicht vor¬ zugsweise eine jeweilige Aussparung an einem Bestückplatz der Halbleiterlichtquelle auf.
Es ist auch eine Ausgestaltung, dass auf mindestens einer Stirnseite zumindest eines plattenförmigen Kühlkörperelements mehrere Halbleiterlichtquellen in Reihe angeordnet sind, ins- besondere äquidistant zueinander, wobei zwischen zwei benach¬ barten Halbleiterlichtquellen eine Leiterbahn angeordnet ist. Die Reihenanordnung ermöglicht eine hohe Leuchtdichte sowie eine einfache Verdrahtung und Bestückung der Halbleiterlicht¬ quellen. Der äquidistante Abstand ermöglicht eine gleichmäßi- ge Verteilung der Lichtstärke und eine gleichmäßige Wärmeab¬ fuhr über die Länge des Kühlkörperelements. Eine Leiterbahn kann mit einer benachbarten Halbleiterlichtquelle auf verschiedene Arten elektrisch kontaktiert werden, z.B. durch eine Druckkontaktierung, eine Verlötung, ein Drahtbonden usw.
Die Leiterbahn kann insbesondere Silber aufweisen, z.B. aus einer Silberpaste hergestellt sein. Die Leiterbahn kann ins¬ besondere aus einem sinterfähigen Silber hergestellt worden sein .
Die Leiterbahn kann insbesondere aufgedruckt sein.
Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass die Halbleiter- Leuchtvorrichtung mehrere Halbleiterlichtquellen aufweist, welche zumindest bezüglich eines Kühlkörperelements elekt¬ risch in Reihe geschaltet sind. Eine solche elektrische Ver- schaltung ist besonders einfach umsetzbar.
Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass die Stirnseite des mindestens einen plattenförmigen Kühlkörperelements eine Breite von nicht mehr als 5 mm, insbesondere von nicht mehr als 2 mm, insbesondere von ca. 1 mm, aufweist. Dadurch wird eine besonders hohe Leuchtdichte ermöglicht, insbesondere bei einer Verwendung von LED-Chips als den Halbleiterlicht- quellen.
Insbesondere eine Breite von 1 mm hat sich für LED-Chips als vorteilhaft erwiesen, da diese Breite immer noch eine sichere Bestückung und effektive Wärmeableitung von den LED-Chips er- möglicht, und zwar auch durch eine konvektive Kühlung des mindestens einen plattenförmigen Kühlkörperelements. Eine Verwendung mehrerer, entsprechend dünnerer plattenförmiger Kühlkörperelemente als Träger insbesondere für einen nur 0,25 mm breiten LED-Chip wäre schon alleine aufgrund der schwieri- gen Herstellung und Handhabung der dünneren Kühlkörperelemente nachteilig. Es ist auch noch eine Ausgestaltung, dass das plattenförmige Kühlkörperelement quaderförmig ist und eine Länge zwischen ca. 400 mm und 800 mm, insbesondere von ca. 600 mm, sowie ei¬ ne Höhe zwischen ca. 15 mm und 25 mm, insbesondere von ca. 20 mm, aufweist. Diese Abmessungen haben sich als kompakt und dennoch effektiv dabei erwiesen, Wärme von der mindestens einen Halbleiterlichtquelle, insbesondere dem mindestens einen LED-Chip, konvektiv abzuleiten, insbesondere bei einer Leistungsdichte von 3000 lm/m wie sie für Retrofit-Fluoreszenz- röhren vorteilhaft sind. So kann beispielsweise eine Tempera¬ tur an einem pn-Übergang der Halbleiterlichtquelle (n) unter 100 °C bleiben. Dies gilt insbesondere in Kombination mit der oben angeführten Breite, insbesondere von ca. 1 mm. Besonders bevorzugt wird ein quaderförmiges Kühlkörperelement aus Alu- minium mit einer Länge von ca. 600 mm, einer Höhe von ca. 20 und einer Breite von ca. 1 mm.
Es ist zudem eine Ausgestaltung, dass die Halbleiter- Leuchtvorrichtung mehrere zu einem Stapel zusammengesetzte plattenförmige Kühlkörperelemente aufweist. Eine solche Halb¬ leiter-Leuchtvorrichtung ermöglicht eine besonders hohe, mit¬ tels einer Zahl der plattenförmigen Kühlkörperelemente skalierbare Lichtstärke. In anderen Worten weist die Halbleiter-Leuchtvorrichtung mehrere zu einem Stapel zusammengesetzte plattenförmige Kühlkör¬ perelemente auf, von denen mindestens ein Kühlkörperelement, insbesondere alle Kühlkörperelemente, wie oben beschrieben ausgebildet sind.
Es ist eine für eine hohe Lichtstärke bevorzugte Ausgestal¬ tung, dass die plattenförmigen Kühlkörperelemente einen voll¬ ständig kompakten Körper bilden. Unter einem solchen vollständig kompakten Körper kann insbesondere ein aus Kühlkör- perelementen zusammengesetzter Körper verstanden werden, welcher keinen definierten Spalt zwischen benachbarten Kühlkörperelementen aufweist. Unter einem solchen vollständig kompakten Körper kann auch ein aus Kühlkörperelementen zusammen- gesetzter Körper verstanden werden, bei dem benachbarte Kühlkörperelemente vollflächig aufeinanderliegen . So kann eine grundsätzlich beliebig hohe Zahl an Kühlkörperelementen zu einem Stapel zusammengesetzt werden. Dazu ist keine Vorberei- tung oder Nachbearbeitung, z.B. Biegung, der Kühlkörperelemente notwendig. Bei quaderförmigen Kühlkörperelementen kann sich so insbesondere ein quaderförmiger Stapel ergeben. Dennoch ergibt sich eine ausreichende Wärmeabfuhr bei einer kon- vektiven Kühlung des Stapels, z.B. durch Anblasen von Kühl- luft mittels eines Lüfters.
Es ist eine Weiterbildung, dass auf mindestens einer Oberflä¬ che des Stapels, welche sich aus nebeneinander liegenden Stirnseiten der Kühlkörperelemente ergibt, und welche für ei- ne Bestückung mit Halbleiterlichtquellen vorgesehen ist ("Bestückoberfläche")/ eine gemeinsame elektrische Isolierschicht aufgebracht ist. So wird eine einfache und großflächige e- lektrische Isolierung ermöglicht. Bei direkt auf die Kühlkör¬ perelemente aufzubringenden Halbleiterlichtquellen können in der elektrischen Isolierschicht entsprechende Aussparungen an den Bestückplätzen vorhanden sein.
Es ist noch eine Weiterbildung des Stapels, dass eine Ver¬ drahtung, insbesondere mindestens eine Leiterbahn und/oder mindestens ein Bonddraht o.a., zwischen Stirnseiten von min¬ destens zwei Kühlkörperelementen vorliegt. Dies erleichtert einen elektrischen Anschluss an eine externe Stromversorgung, beispielsweise können Reihen von Halbleiterlichtquellen benachbarter Kühlkörperelemente zusammen in Reihe oder parallel zueinander geschaltet werden.
Die Kühlkörperelemente können zur Herstellung des Stapels miteinander verschweißt, verklebt, verschraubt, verklemmt u.v.m. werden.
Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass die Halbleiter- Leuchtvorrichtung eine Retrofitlampe oder einen Teil davon darstellt. Insbesondere bei einem Ersatz einer herkömmlichen Lampe durch eine äußerlich ähnlich geformte Retrofitlampe ist die Möglichkeit zur kompakten Bauweise bei hoher Lichtstärke (bevorzugt 3000 lm/m) vorteilhaft einsetzbar. Die Retrofit- lampe kann insbesondere eine Retrofit-Fluoreszenzröhre sein.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zum Herstel¬ len einer Halbleiter-Leuchtvorrichtung aufweisend mehrere zu einem Stapel zusammengesetzte plattenförmige Kühlkörperele¬ mente, wobei (a) mehrere elektrisch leitfähige, plattenförmi- ge Kühlkörperelemente zu einem Stapel zusammengesetzt werden; (b) auf mindestens einer Bestückoberfläche des Stapels, wel¬ che sich aus nebeneinander liegenden Stirnseiten der Kühlkörperelemente ergibt, eine elektrische Isolierschicht aufge¬ bracht wird; (c) auf die elektrische Isolierschicht mindes- tens eine Leiterbahn aufgebracht wird; (d) die mindestens ei¬ ne Bestückoberfläche mit mindestens einer Halbleiterlicht¬ quelle bestückt wird; und (e) die mindestens eine Halbleiter¬ lichtquelle mit der mindestens einen Leiterbahn elektrisch kontaktiert wird.
Dieses Verfahren ermöglicht eine einfache und preiswerte Her¬ stellung der Halbleiter-Leuchtvorrichtung. Das Verfahren kann insbesondere analog zu der Halbleiter-Leuchtvorrichtung ausgestaltet werden.
Beispielsweise kann das Verfahren den folgenden Schritt: (e) Verkapseln, insbesondere Vergießen der mindestens einen Halbleiterlichtquelle, insbesondere mit einem Leuchtstoff beauf¬ schlagten Verkapselungsmaterial , aufweisen. So wird ein
Schutz der mindestens einen Halbleiterlichtquelle erreicht.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusam- menhang mit der folgenden schematischen Beschreibung eines
Ausführungsbeispiels, das im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert wird. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszei¬ chen versehen sein.
Fig.l zeigt in Schrägansicht ein plattenförmiges Kühl- körperelement einer erfindungsgemäßen Halbleiter-
Leucht orrichtung,·
Fig.2 zeigt in Schrägansicht einen aus den plattenför- migen Kühlkörperelementen zusammengesetzten Stapel der erfindungsgemäßen Halbleiter- Leuchtvorrichtung aus Fig.l; und
Fig.3 zeigt in Schrägansicht einen Ausschnitt aus der erfindungsgemäßen Halbleiter-LeuchtVorrichtung .
Fig.l zeigt in Schrägansicht ein plattenförmiges Kühlkörper¬ element 1 einer erfindungsgemäßen Halbleiter-Leuchtvorrichtung F. Das plattenförmiges Kühlkörperelement 1 liegt in Form einer quaderförmigen Platte ("Blade") aus Aluminium mit einer Reinheit von mindestens 90%, insbesondere mindestens 95%, vor.
Das Kühlkörperelement 1 weist eine Länge von L = 600 mm, eine Höhe von H = 20 mm und eine Breite von B = 1 mm auf. Dabei wird eine lange Stirnseite 2 durch die Länge L und die Breite B bestimmt, und eine kurze Stirnseite 3 durch die Höhe H und die Breite B. In der durch die Länge L und die Höhe H be¬ stimmten Breitseite 4 sind drei kreisförmige Aussparungen 5 eingebracht, welche zum Verschrauben insbesondere im Falle einer Parallelfertigung vorgesehen sind.
Fig.2 zeigt in Schrägansicht einen aus n (n > 1) platten- förmigen Kühlkörperelementen 1 zusammengesetzten Stapel 6 der Halbleiter-Leuchtvorrichtung F. Die Kühlkörperelemente 1 sind so mit ihren Breitseiten 4 deckungsgleich und damit voll- flächig aufeinandergesetzt , dass sich ein quaderförmiger Sta¬ pel 6 mit der gleichen Länge L und Höhe H, aber einer Breite von n-B ergibt. Ein solcher kompakter Stapel 6 weist den Vorteil auf, dass es sich durch Anfügen weiterer Kühlkörperelemente 1 ohne weite¬ res beliebig in seiner Breite erweitern lässt. Eine Fixierung der Kühlkörperelemente 1 kann beispielsweise mittels Befesti- gungselementen wie Schrauben usw. erfolgen, welche durch die Aussparungen 5 geführt werden.
Nun kann auf mindestens einer Bestückoberfläche 7 des Stapels 6, welche sich aus nebeneinander liegenden Stirnseiten 2 und/oder 3 der Kühlkörperelemente 1 ergibt, eine gemeinsame elektrische isolierende Isolierschicht 8 (siehe Fig.3) aufge¬ bracht werden, z.B. mittels eines Siebdrucks oder eines
Schablonendrucks. Dabei können Bestückplätze für direkt auf die Stirnseiten 2 und/oder 3 der Kühlkörperelemente 1 aufzu- bringende Halbleiterlichtquellen in Form von LED-Chips 9 (siehe Fig.3) ausgespart sein.
Folgend können auf die Isolierschicht 8 Leiterbahnen 10 (sie¬ he Fig.3) aus einem silberhaltigen Material aufgebracht wer- den, welche insbesondere Bestückplätze eines Kühlkörper¬ elements 1 miteinander verbinden. Dies kann beispielsweise durch einen Druckvorgang erreicht werden.
In einem weiteren Schritt kann die Bestückoberfläche 7, die hier aus den Stirnseiten 2 gebildet wird, an den Bestückplät¬ zen mit den LED-Chips 9 bestückt werden. Dabei werden die LED-Chips 9 äquidistant in Reihe auf genau ein zugehöriges Kühlkörperelement 1 aufgesetzt. Die LED-Chips 9 eines Kühl¬ körperelements 1 sind folglich elektrisch in Reihe geschal- tet.
Folgend können die LED-Chips 9 mit benachbarten Leiterbahnen 10 elektrisch kontaktiert werden, z.B. durch ein Drahtbonden ( "Wirebonding" ) .
In einem nächsten Schritt können die bis dahin noch nackten LED-Chips 9 mittels Vergießens mit einer mit Leuchtstoff be- aufschlagten Vergussmasse vergossen werden. Dies schützt die LED-Chips 9 und deren elektrisch Kontaktierungen.
Darüber hinaus können Leiterbahnen 10 verschiedener Kühlkör- perelemente 1 elektrisch miteinander verbunden werden, z.B. mittels eines Drahtbondens, Lötens usw.
Die Halbleiter-Leuchtvorrichtung F kann ferner mit einem Treiber versehen werden, gehaust werden usw.
Fig.3 zeigt in Schrägansicht einen Ausschnitt aus der Halb¬ leiter-Leuchtvorrichtung F auf einem der Kühlkörperelemente 1. Die LED-Chips 9 sind hier bereits vergossen gezeigt. Die LED- Chips 9 liegen direkt auf dem zugehörigen Kühlkörperelement 1 auf. Die LED-Chips 9 sind dazu mit einem Saphir-Substrat aus¬ gerüstet, so dass sich eine gute Ableitung der durch den LED- Chip 9 erzeugten Verlustwärme auf das Kühlkörperelement 1 bei einer gleichzeitig vorliegenden elektrischen Isolierung erreichen lässt.
Die LED-Chips 9 sind zueinander so auf dem jeweiligen Kühlkörperelement 1 beabstandet angeordnet, dass sich eine Leis- tungsdichte von 3000 lm/m ergibt. Die sich daraus ergebende Abwärme kann mittels des Stapels 6 alleine schon mittels ei¬ ner konvektiven Kühlung abgeführt werden. Dadurch wird es beispielsweise möglich, eine Temperatur an einem pn-Übergang der LED-Chips 9 unter 100 °C halten.
Diese Halbleiter-Leuchtvorrichtung F eignet sich besonders zur Verwendung in einer Retrofit-Fluoreszenzröhre .
Obwohl die Erfindung im Detail durch das gezeigte Ausfüh- rungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht darauf eingeschränkt und andere Variatio¬ nen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Bezugs zeichenliste
1 Kühlkörperelement
2 lange Stirnseite
3 kurze Stirnseite
4 Breitseite
5 kreisförmige Aussparung
6 Stapel
7 Bestückoberfläche
8 Isolierschicht
9 LED-Chip
10 Leiterbahn
F Halbleiter-Leucht orrichtung
H Höhe
B Breite
L Länge

Claims

Patentansprüche
Halbleiter-Leuchtvorrichtung (F) , aufweisend mindestens eine Halbleiterlichtquelle (9), die auf mindestens einer Stirnseite (2, 3) eines thermisch gut leitfähigen, plat- tenförmigen Kühlkörperelements (1) angebracht ist, wobei
- die mindestens eine Halbleiterlichtquelle (9) von ge¬ nau einem Kühlkörperelement (1) getragen wird,
- auf mindestens einer Stirnseite (2, 3) zumindest ei¬ nes plattenförmigen Kühlkörperelements (1) mehrere Halbleiterlichtquellen (9) in Reihe angeordnet sind und
- zwischen zwei benachbarten Halbleiterlichtquellen (9) eine Leiterbahn (10) angeordnet ist und
- ein Kühlkörperelement (1) mit seinen Breitseiten (4) mit benachbarten Kühlkörperelementen (1) aufeinander- setzbar ist.
Halbleiter-Leuchtvorrichtung (F) nach Anspruch 1, wobei das Kühlkörperelement (1) elektrisch leitfähig ist, die mindestens eine Halbleiterlichtquelle (9) direkt auf dem Kühlkörperelement (1) aufliegt und die mindestens eine Halbleiterlichtquelle (9) gegenüber dem Kühlkörper¬ element (1) elektrisch isoliert ausgestaltet ist.
Halbleiter-Leuchtvorrichtung (F) nach Anspruch 1, wobei das Kühlkörperelement (1) elektrisch leitfähig ist und zwischen der mindestens einen Halbleiterlichtquelle (9) und dem Kühlkörperelement (1) eine elektrisch isolieren de Isolierschicht vorhanden ist.
Halbleiter-Leuchtvorrichtung (F) nach einem der vorher gehenden Ansprüche, wobei das mindestens eine platten- förmige Kühlkörperelement (1) aus Aluminium besteht.
5. Halbleiter-Leuchtvorrichtung (F) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Halb- leiterlichtquelle (9) in Form mindestens eines LED-Chips vorliegt .
Halbleiter-Leuchtvorrichtung (F) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Kühlkörperelement (1) min¬ destens eine Leiterbahn (10) zur elektrischen Kontakt- ierung der mindestens einen Halbleiterlichtquelle (9) aufweist und wobei zwischen der mindestens einen Leiter¬ bahn (10) und dem Kühlkörperelement (1) eine elektrisch isolierende Isolierschicht (8) vorhanden ist.
Halbleiter-Leuchtvorrichtung (F) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die auf mindestens einer
Stirnseite (2, 3) zumindest eines plattenförmigen Kühl¬ körperelements (1) in Reihe angeordneten mehreren Halb¬ leiterlichtquellen (9) äquidistant zueinander angeordnet sind, wobei benachbarte Kühlkörperelemente (1) spaltfrei aufeinandergesetzt sind. .
Halbleiter-Leuchtvorrichtung (F) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Halbleiter- Leuchtvorrichtung (F) mehrere Halbleiterlichtquellen (9) aufweist, welche elektrisch in Reihe geschaltet sind.
Halbleiter-Leuchtvorrichtung (F) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Stirnseite (2, 3) des min¬ destens einen plattenförmigen Kühlkörperelements (1) ei¬ ne Breite (B) von nicht mehr als 5 mm, insbesondere von nicht mehr als 2 mm, insbesondere von ca. 1 mm, auf¬ weist.
Halbleiter-Leuchtvorrichtung (F) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das plattenförmige Kühlkörperelement (1) quaderförmig ist und eine Länge (L) zwischen ca. 400 mm und 800 mm, insbesondere von ca. 600 mm, so¬ wie eine Höhe (H) zwischen ca. 15 mm und 25 mm, insbe¬ sondere von ca. 20 mm, aufweist.
11. Halbleiter-Leuchtvorrichtung (F) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend mehrere an ihren Breit¬ seiten (4) zu einem Stapel (6) zusammengesetzte platten- förmige Kühlkörperelemente (1).
12. Halbleiter-Leuchtvorrichtung (F) nach Anspruch 11, wobei eine Verdrahtung zwischen Stirnseiten (2, 3) von mindestens zwei Kühlkörperelementen (1) vorliegt.
Halbleiter-Leuchtvorrichtung (F) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Halbleiter- Leuchtvorrichtung (F) eine Retrofitlampe oder einen Teil davon darstellt. 14. Verfahren zum Herstellen einer Halbleiter- Leuchtvorrichtung (F) nach Anspruch 12, wobei
- mehrere elektrisch leitfähige, plattenförmige Kühl¬ körperelemente (1) zu einem Stapel (6) zusammenge¬ setzt werden;
- auf mindestens einer Bestückoberfläche (7) des Sta¬ pels (6), welche sich aus nebeneinander liegenden Stirnseiten (2, 3) der Kühlkörperelemente (1) ergibt, eine elektrische Isolierschicht (8) aufgebracht wird;
- auf die elektrische Isolierschicht (8) mindestens ei- ne Leiterbahn (10) aufgebracht wird;
- die mindestens eine Bestückoberfläche (7) mit mindes¬ tens einer Halbleiterlichtquelle (9) bestückt wird; und
- die mindestens eine Halbleiterlichtquelle (9) mit der mindestens einen Leiterbahn (10) elektrisch kontaktiert wird.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Verfahren den folgenden Schritt
- Verkapseln, insbesondere Vergießen, der mindestens einen Halbleiterlichtquelle (9), insbesondere mit ei¬ nem Leuchtstoff beaufschlagten Verkapselungsmaterial, aufweist .
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