WO2013004547A1 - Hochvolt-led-multichip-modul und verfahren zur einstellung eines led-multichip-moduls - Google Patents

Hochvolt-led-multichip-modul und verfahren zur einstellung eines led-multichip-moduls Download PDF

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WO2013004547A1
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short
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Frank Baumann
Ulrich Biebel
Andreas Biebersdorf
Hubert Maiwald
Hansjörg SCHÖLL
Axel Kaltenbacher
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Osram Ag
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    • H05B45/30—Driver circuits
    • H05B45/395—Linear regulators

Definitions

  • the invention relates to LED multi-chip modules that can be operated at high voltages.
  • Illuminants in which light-emitting diodes (LEDs) are used may contain individual LED chips or even a plurality of LED chips connected together to form a module.
  • US 2010/0006868 A1 describes an LED component which has series and parallel connections of LEDs for operation with different predetermined alternating voltages.
  • the object of the present invention is to specify how a property of an LED multichip module, in particular its operating voltage, can be set to a specification in a reliable and cost-effective manner. This object is achieved with the LED multichip module having the features of claim 1 or with the method for setting an LED multichip module having the features of claim 7 or claim 8. Embodiments emerge from the dependent claims.
  • the LED multichip module has a plurality of LED chips, which have electrical connections and are connected in series via electrical connections. There is at least one short-circuit connection which electrically connects two of the terminals or connections and bridges at least one of the LED chips or a resistor, so that the operating voltage is in the range between 150 V and 350 V.
  • the operating voltage is in the range between 270 V and 300 V.
  • the operating voltage is in the range between 250 V and 290 V.
  • the short-circuit connection is effected by a bonding wire.
  • the short-circuit connection is effected by a conductor track of a structured metal plane.
  • an electrical resistance is in one of the connections and / or in the at least one short-circuit connection
  • LED chips having electrical terminals are connected in series via electrical connections, and at least one short-circuit connection is established between the two
  • LED chips having electrical connections are connected in series via electrical connections. Between the terminals or connections various short-circuit connections are made. Subsequently, at least one of the short-circuit connections is interrupted.
  • the operating voltage is set in the range between 150 V and 350 V, in other embodiments in the range between 270 V and 300 V or in the range between 250 V and 290 V.
  • At least one optical property of the LED multichip module is selected from
  • the optical property can be, for example, the brightness of the radiation emitted during operation of the LED multichip module, its color, its color rendering index (CRI) or its emission characteristic.
  • the LED multichip module can in particular be constructed of LED chips with different optical properties.
  • an electrical resistance is provided by the at least a short-circuit connection or by a further short-circuit connection is bridged.
  • the resistor is switched between two of the terminals or connections by breaking the short-circuit connection bridging the resistor.
  • the operating voltage is determined by the
  • Resistance increased by a value in the range between 0.1 V and 3 V, in particular in the range between 1 V and 3 V.
  • one of the LED chips is provided with further electrical connections, so that with one of the terminals of this LED chip
  • FIG. 1 shows a diagram of an arrangement of LED chips which are connected via bonding wires and provided with short-circuit connections.
  • FIG. 2 shows the arrangement according to FIG. 1 after disconnecting a short-circuit connection.
  • FIG. 3 shows a diagram of an arrangement of LED chips which are connected via conductor tracks and provided with short-circuit connections.
  • FIG. 4 shows the arrangement according to FIG. 3 after disconnecting a short-circuit connection.
  • FIG. 5 shows a diagram of an arrangement of LED chips which are connected via conductor tracks and provided with bridged resistors.
  • FIG. 6 shows the arrangement according to FIG. 5 after the separation of bridges.
  • FIG. 7 shows a diagram of an arrangement of LED chips which are connected via conductor tracks and with further electrical connections for the realization of different ones
  • FIG. 8 shows the arrangement according to FIG. 7 for an example of a circuit arrangement.
  • FIG. 9 shows the arrangement according to FIG. 7 for a further example of a circuit arrangement.
  • FIG. 10 shows a schematic of an LED multichip module in a plan view.
  • FIG. 11 shows an LED driver circuit with current regulator.
  • FIG. 12 shows an LED driver circuit according to FIG. 11 with input capacitor.
  • FIG. 1 shows a schematic of a series circuit of LED chips 1. The LED chips 1 may be mounted on a
  • Substrate made of sapphire. For the electrical connection of the LEDs are on the upper sides of the LED chips. 1
  • Connections 2 present, which are connected to each other via electrical connections 3.
  • Series circuits of LEDs may be connected in parallel with each other and each comprise the same number or different numbers of LEDs.
  • Short-circuit connections 4 establish electrical connections between some of the terminals 2, which are thereby short-circuited, so that the relevant LED chips 1 are inoperative during operation of the series connection.
  • the short-circuit connections 4 can, as in the example of FIG. 1, each short-circuit two terminals 2 of the same LED chip 1 or instead can also be provided between terminals 2 of different LED chips 1.
  • the connections 3 and short-circuit connections 4 are each bonding wires 5.
  • FIG. 2 shows the arrangement according to FIG. 1 after the separation of one of the bonding wires 5, which were provided as short-circuit connections 4.
  • the relevant LED chip 1 is activated in this way, that is, included in the series connection.
  • a bonding wire 5 can be separated, for example, by a mechanical tool or by the use of a laser.
  • Operating voltage is below the intended operating voltage. During or after a measurement of the operating voltage so many short-circuit connections 4 are interrupted until the predetermined operating voltage is at least approximately reached or within accepted
  • Fine tuning can be done as needed by, for example, a laser trimmable resistor.
  • optical properties of the LED multichip module such as brightness, color, emission characteristic or the like, can be adapted to the respective requirements.
  • connections 3 and short-circuit connections 4 are each conductor tracks, which may be formed, for example, in a structured metal plane.
  • One or more of the tracks 6, which are provided as short-circuit connections 4, can be interrupted, for example cut by means of a laser beam, to include one or more LED chips 1 in the series connection.
  • FIG. 4 shows the arrangement according to FIG. 3 after the separation of one of the conductor tracks 6, which were provided as short-circuit connections 4.
  • the relevant LED chip 1 is connected in this way and included in the series circuit. Also in the embodiment of FIGS. 3 and 4, by interrupting selected short-circuiting Connections 4 optical properties of the LED Multichip module modified or adapted.
  • FIG. 5 shows a diagram of an arrangement according to FIG. 3 with additional resistors 7 and 8.
  • the resistor 7 shown on the left in FIG. 5 is connected in parallel with one of the electrical connections 3 between two LED chips 1 following each other in the series connection.
  • the resistor 8 drawn further to the right is connected in parallel to one of the short-circuit connections 4.
  • Resistor 7 or more cross-connections 24 between the short-circuit connection 4 and the resistor 8, the resistors 7, 8 are divided into sections.
  • FIG. 6 shows the arrangement according to FIG. 5, after interruptions 13 that are parallel to the resistor 7
  • a laser trimmable resistor can be integrated into a metal layer, which is used to form the electrical
  • the resistor can be integrated into a substrate of the LED multichip module, so that the trimming can take place outside of the LED array.
  • the resistor in this case may be, for example, a meandered track or integrated into a metal core board.
  • electrical conductors of different lengths can be led to the LED array; all conductors are connected in parallel, and the shortest conductors are interrupted as required.
  • FIG. 7 shows a diagram of an arrangement according to FIG. 3 with further electrical connections 9 to a specific LED chip 10 at an end position of the circuit. Without the further electrical connections 9, a connection 11 of said LED chip 10 would be via one of the provided
  • Terminal 21 of the preceding LED chip la and connected to the terminal 22 of the following LED chip lx.
  • FIG. 8 shows the arrangement according to FIG. 7 after two of the further electrical connections 9 have been separated have been. Through the interruptions 15 it is achieved that the terminal 11 of the LED chip 10 is connected to the terminal 22 of the following LED chip lx and the terminal 12 of the LED chip 10 is connected to the terminal 21 of the preceding LED chip la. If the connection 12 as a
  • the LED chip 10 is connected via its terminal 11 in series with the row of LED chips lx, ly, lz, etc., which are shown in Figures 7 and 8 in the lower row, and these Row is connected in parallel to the top row of LED chips la, lb, lc and so on.
  • FIG. 9 shows the arrangement according to FIG. 7 after two other of the further electrical connections 9
  • the interruptions 15 ensure that the terminal 11 of the LED chip 10 is connected to the terminal 21 of the preceding LED chip 1a and the terminal 12 of the LED chip 10 is connected to connected to the terminal 22 of the following LED chip lx.
  • the terminal 12 functions as a terminal of the operating voltage
  • the LED chip 10 is connected in series through its terminal 11 to the upper row of LED chips 1a, 1b, 1c, etc., and the upper row is also parallel to this lower row of LED chips lx, ly, lz etc. connected.
  • an LED is connected to the other LEDs, that they after
  • Shorting bridges are interrupted. Parallel connected rows of LEDs can be matched in this way. For this purpose, for example, a electrical or optical property is measured and determined on the basis of this measurement that row, which must be extended by connecting the last LED to match their measured value to the measured values of the other rows.
  • FIG. 10 shows a schematic of a LED multichip module in a plan view.
  • the LED chips 1 are connected in series by means of electrical connections 3.
  • a bonding wire 5 With a bonding wire 5, a short-circuit connection has been made, with which a number of LEDs (four LEDs in the example shown)
  • FIG. 11 shows a linear driver circuit suitable for the LED multichip module with a resistor 16 which is connected in series with the LED chips 1, with an input bridge circuit made up of diodes 17, with a capacitor 18 and with a current regulator 19 which in the simplest case can be a resistance.
  • FIG. 12 shows the driver circuit according to FIG. 11 with an input capacitor 20 for increasing the efficiency.
  • This driver circuit is suitable for a LED current up to about 20 mA.

Abstract

Das LED-Modul weist eine Mehrzahl von LED-Chips (1) auf, die elektrische Anschlüsse (2) besitzen und über elektrische Verbindungen (3) in Reihe geschaltet sind. Es ist mindestens eine Kurzschlussverbindung (4) vorhanden, die zwei der Anschlüsse oder Verbindungen elektrisch leitend miteinander verbindet und mindestens einen der LED-Chips überbrückt. Durch Herstellen oder Unterbrechen solcher Kurzschlussverbindungen (4) werden elektrische und/oder optische Eigenschaften, insbesondere die Betriebsspannung, des LED-Moduls eingestellt.

Description

Beschreibung
Hochvolt-LED-Multichip-Modul und Verfahren zur Einstellung eines LED-Multichip-Moduls
Die Erfindung betrifft LED-Multichip-Module , die mit hohen Spannungen betrieben werden können.
Leuchtmittel, in denen lichtemittierende Dioden (LEDs) verwendet werden, können einzelne LED-Chips oder auch mehrere zu einem Modul zusammengeschaltete LED-Chips enthalten. In der US 2010/0006868 AI ist ein LED-Bauelement beschrieben, das Reihen- und Parallelschaltungen von LEDs zum Betrieb mit verschiedenen vorgegebenen WechselSpannungen aufweist.
Zur Anpassung der Netzspannung an die Betriebsspannung eines LED-Multichip-Moduls werden in der Regel Treiberschaltungen eingesetzt, die besonders einfach, kompakt, effizient und kostengünstig ausgelegt werden können, wenn die benötigte Betriebsspannung relativ hoch ist. Eine hohe Betriebsspannung von typisch zum Beispiel 280 V wird durch eine Reihenschaltung von LEDs ermöglicht. Dabei tritt das Problem auf, dass die tatsächliche Betriebsspannung aufgrund der Fertigungstoleranzen der LED schwankt. Es wird daher nach Möglichkeiten gesucht, die Betriebsspannungen der LED-Multichip-Module in einem vorgegebenen engen Toleranzbereich zu halten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, anzugeben, wie eine Eigenschaft eines LED-Multichip-Moduls, insbesondere dessen Betriebsspannung, in zuverlässiger und kostengünstiger Weise auf eine Vorgabe eingestellt werden kann. Diese Aufgabe wird mit dem LED-Multichip-Modul mit den Merkmalen des Anspruches 1 beziehungsweise mit dem Verfahren zur Einstellung eines LED-Multichip-Moduls mit den Merkmalen des Anspruches 7 oder des Anspruches 8 gelöst. Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Das LED-Multichip-Modul weist eine Mehrzahl von LED-Chips auf, die elektrische Anschlüsse besitzen und über elektrische Verbindungen in Reihe geschaltet sind. Es ist mindestens eine Kurzschlussverbindung vorhanden, die zwei der Anschlüsse oder Verbindungen elektrisch leitend miteinander verbindet und mindestens einen der LED-Chips oder einen Widerstand überbrückt, so dass die Betriebsspannung im Bereich zwischen 150 V und 350 V liegt.
Bei einer Ausführungsform des LED-Multichip-Moduls liegt die Betriebsspannung im Bereich zwischen 270 V und 300 V.
Bei einer weiteren Ausführungsform des LED-Multichip-Moduls liegt die Betriebsspannung im Bereich zwischen 250 V und 290 V.
Bei einer weiteren Ausführungsform des LED-Multichip-Moduls ist die Kurzschlussverbindung durch einen Bonddraht bewirkt.
Bei einer weiteren Ausführungsform des LED-Multichip-Moduls ist die Kurzschlussverbindung durch eine Leiterbahn einer strukturierten Metallebene bewirkt.
Bei einer weiteren Ausführungsform des LED-Multichip-Moduls ist ein elektrischer Widerstand in eine der Verbindungen und/oder in die mindestens eine Kurzschlussverbindung
geschaltet, und der Widerstand ist so bemessen, dass er die Betriebsspannung um einen Wert im Bereich zwischen 0,1 V und 3 V, insbesondere im Bereich zwischen 1 V und 3 V, erhöht.
Bei einem Verfahren zur Einstellung eines LED-Multichip- Moduls werden LED-Chips, die elektrische Anschlüsse aufweisen, über elektrische Verbindungen in Reihe geschaltet, und mindestens eine Kurzschlussverbindung wird zwischen den
Anschlüssen oder Verbindungen hergestellt.
Bei einem anderen Verfahren zur Einstellung eines LED-Multi- chip-Moduls werden LED-Chips, die elektrische Anschlüsse aufweisen, über elektrische Verbindungen in Reihe geschaltet. Zwischen den Anschlüssen oder Verbindungen werden diverse Kurzschlussverbindungen hergestellt. Nachträglich wird mindestens eine der Kurzschlussverbindungen unterbrochen.
Bei Ausführungsformen des Verfahrens wird die Betriebsspannung im Bereich zwischen 150 V und 350 V, bei weiteren Ausführungsformen im Bereich zwischen 270 V und 300 V oder im Bereich zwischen 250 V und 290 V eingestellt.
Bei weiteren Ausführungsformen des Verfahrens wird mindestens eine optische Eigenschaft des LED-Multichip-Moduls
eingestellt. Die optische Eigenschaft kann zum Beispiel die Helligkeit der im Betrieb des LED-Multichip-Moduls ausgesandten Strahlung, deren Farbe, deren Farbwiedergabeindex (colour rendering index, CRI) oder deren Abstrahlcharakteristik sein. Um die Einstellung zu ermöglichen, kann der LED- Multichip-Modul insbesondere aus LED-Chips mit unterschiedlichen optischen Eigenschaften aufgebaut sein.
Bei weiteren Ausführungsformen des Verfahrens wird ein elektrischer Widerstand vorgesehen, der durch die mindestens eine Kurzschlussverbindung oder durch eine weitere Kurz- schlussverbindung überbrückt wird. Der Widerstand wird zwischen zwei der Anschlüsse oder Verbindungen geschaltet, indem die den Widerstand überbrückende Kurzschlussverbindung unterbrochen wird. Die Betriebsspannung wird durch den
Widerstand um einen Wert im Bereich zwischen 0,1 V und 3 V, insbesondere im Bereich zwischen 1 V und 3 V, erhöht.
Bei weiteren Ausführungsformen des Verfahrens wird einer der LED-Chips mit weiteren elektrischen Verbindungen versehen, so dass die mit einem der Anschlüsse dieses LED-Chips
verbundenen Anschlüsse weiterer LED-Chips auch mit dem jeweils anderen Anschluss dieses LED-Chips verbunden sind. Zwei der weiteren elektrischen Verbindungen werden unterbrochen, so dass jeder Anschluss nur noch mit jeweils einem anderen Anschluss verbunden ist. Mit dieser Ausgestaltung des Verfahrens ist es insbesondere möglich, parallel geschaltete Reihenschaltungen von LEDs aufeinander abzustimmen: Eine in der Anordnung letzte LED wird abhängig von der Auswahl der unterbrochenen weiteren elektrischen Verbindungen an eine der Reihenschaltungen angeschlossen, so dass die betreffende Reihenschaltung dadurch verlängert wird.
Es folgt eine genauere Beschreibung von Beispielen des LED- Multichip-Moduls und des Verfahrens anhand der beigefügten Figuren .
Figur 1 zeigt ein Schema einer Anordnung von LED-Chips, die über Bonddrähte verbunden und mit Kurzschlussverbindungen versehen sind.
Figur 2 zeigt die Anordnung gemäß Figur 1 nach dem Auftrennen einer Kurzschlussverbindung. Figur 3 zeigt ein Schema einer Anordnung von LED-Chips, die über Leiterbahnen verbunden und mit Kurzschlussverbindungen versehen sind.
Figur 4 zeigt die Anordnung gemäß Figur 3 nach dem Auftrennen einer Kurzschlussverbindung.
Figur 5 zeigt ein Schema einer Anordnung von LED-Chips, die über Leiterbahnen verbunden und mit überbrückten Widerständen versehen sind.
Figur 6 zeigt die Anordnung gemäß Figur 5 nach dem Auftrennen von Überbrückungen.
Figur 7 zeigt ein Schema einer Anordnung von LED-Chips, die über Leiterbahnen verbunden und mit weiteren elektrischen Verbindungen für die Realisierung unterschiedlicher
Schaltungsanordnungen versehen sind.
Figur 8 zeigt die Anordnung gemäß Figur 7 für ein Beispiel einer Schaltungsanordnung.
Figur 9 zeigt die Anordnung gemäß Figur 7 für ein weiteres Beispiel einer Schaltungsanordnung.
Figur 10 zeigt ein Schema eines LED-Multichip-Moduls in einer Draufsicht .
Figur 11 zeigt eine LED-Treiberschaltung mit Stromregler.
Figur 12 zeigt eine LED-Treiberschaltung gemäß Figur 11 mit Eingangskondensator . Die Figur 1 zeigt ein Schema einer Reihenschaltung von LED- Chips 1. Die LED-Chips 1 können zum Beispiel auf einem
Substrat aus Saphir hergestellt sein. Für den elektrischen Anschluss der LEDs sind auf Oberseiten der LED-Chips 1
Anschlüsse 2 vorhanden, die über elektrische Verbindungen 3 miteinander verbunden sind. Reihenschaltungen von LEDs können parallel zueinander geschaltet sein und jeweils dieselbe Anzahl oder auch unterschiedliche Anzahlen von LEDs umfassen. Kurzschlussverbindungen 4 stellen elektrische Verbindungen zwischen einigen der Anschlüsse 2 her, die dadurch kurzgeschlossen sind, so dass die betreffenden LED-Chips 1 im Betrieb der Reihenschaltung außer Funktion sind. Die Kurz- schlussverbindungen 4 können wie in dem Beispiel der Figur 1 jeweils zwei Anschlüsse 2 desselben LED-Chips 1 kurzschließen oder statt dessen auch zwischen Anschlüssen 2 verschiedener LED-Chips 1 vorgesehen sein. In dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 sind die Verbindungen 3 und Kurzschlussverbindungen 4 jeweils Bonddrähte 5.
Die Figur 2 zeigt die Anordnung gemäß der Figur 1 nach dem Auftrennen eines der Bonddrähte 5, die als Kurzschlussverbindungen 4 vorgesehen waren. Der betreffende LED-Chip 1 ist auf diese Weise aktiviert, das heißt, in die Reihenschaltung einbezogen worden. Durch das Auftrennen geeignet ausgewählter Kurzschlussverbindungen 4 kann die Betriebsspannung der
Reihenschaltung der LED-Chips 1 auf einen gewünschten Wert eingestellt werden. Ein Bonddraht 5 kann zum Beispiel durch ein mechanisches Werkzeug oder durch den Einsatz eines Lasers aufgetrennt werden.
Zum Einstellen der Betriebsspannung des LED-Multichip-Moduls werden zunächst LED-Chips 1 der Reihenschaltung wie in der Figur 1 gezeigt durch Kurzschlussverbindungen 4 überbrückt, so dass angenommen werden kann, dass die tatsächliche
Betriebsspannung unter der vorgesehenen Betriebsspannung liegt. Während oder nach einer Messung der Betriebsspannung werden so viele Kurzschlussverbindungen 4 unterbrochen, bis die vorgegebene Betriebsspannung zumindest näherungsweise erreicht ist beziehungsweise innerhalb akzeptierter
Toleranzgrenzen liegt. Eine Feinabstimmung kann nach Bedarf zum Beispiel mittels eines lasertrimmbaren Widerstandes erfolgen. Durch das Unterbrechen ausgewählter Kurzschlussverbindungen 4 können statt oder zusätzlich zu der Betriebsspannung optische Eigenschaften des LED-Multichip-Moduls , wie zum Beispiel Helligkeit, Farbe, Abstrahlcharakteristik oder dergleichen, an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden .
Die Figur 3 zeigt ein Schema einer Reihenschaltung von LED- Chips 1 in einer Draufsicht auf die mit den Anschlüssen 2 versehenen Oberseiten. In dem Ausführungsbeispiel der Figur 3 sind die Verbindungen 3 und Kurzschlussverbindungen 4 jeweils Leiterbahnen, die zum Beispiel in einer strukturierten Metallebene gebildet sein können. Eine oder mehrere der Leiterbahnen 6, die als Kurzschlussverbindungen 4 vorgesehen sind, können unterbrochen, zum Beispiel mittels eines Laserstrahls durchtrennt werden, um einen oder mehrere LED-Chips 1 in die Reihenschaltung einzubeziehen .
Die Figur 4 zeigt die Anordnung gemäß der Figur 3 nach dem Auftrennen einer der Leiterbahnen 6, die als Kurzschlussverbindungen 4 vorgesehen waren. Der betreffende LED-Chip 1 ist auf diese Weise zugeschaltet und in die Reihenschaltung einbezogen. Auch bei dem Ausführungsbeispiel der Figuren 3 und 4 können durch das Unterbrechen ausgewählter Kurzschluss- Verbindungen 4 optische Eigenschaften des LED-Multichip- Moduls verändert oder angepasst werden.
Die Figur 5 zeigt ein Schema einer Anordnung gemäß der Figur 3 mit zusätzlichen Widerständen 7 und 8. Der in der Figur 5 links eingezeichnete Widerstand 7 ist parallel zu einer der elektrischen Verbindungen 3 zwischen zwei in der Reihenschaltung aufeinander folgenden LED-Chips 1 geschaltet. Der weiter rechts eingezeichnete Widerstand 8 ist parallel zu einer der Kurzschlussverbindungen 4 geschaltet. Durch mehrere Querverbindungen 23 zwischen der Verbindung 3 und dem
Widerstand 7 beziehungsweise mehrere Querverbindungen 24 zwischen der Kurzschlussverbindung 4 und dem Widerstand 8 sind die Widerstände 7, 8 in Abschnitte unterteilt.
Die Figur 6 zeigt die Anordnung gemäß der Figur 5, nachdem Unterbrechungen 13 der zu dem Widerstand 7 parallelen
Verbindung 3 und Unterbrechungen 14 der zu dem Widerstand 8 parallelen Kurzschlussverbindung 4 hergestellt worden sind. Aufgrund der Unterbrechungen 13 befinden sich Abschnitte des Widerstandes 7 jetzt innerhalb der Reihenschaltung der LED- Chips 1, so dass der gesamte Widerstand der Reihenschaltung geändert ist. Aufgrund der Unterbrechungen 14 sind Abschnitte des Widerstandes 8 parallel zu dem betreffenden LED-Chip 1 geschaltet, so dass ebenfalls der gesamte Widerstand der Reihenschaltung dadurch geändert ist, aber darüber hinaus auch der an diesem jetzt nur noch über einen Widerstand 8 kurzgeschlossenen LED-Chip 1 auftretende Spannungsabfall in Bezug auf die Gesamtspannung geändert ist.
Mit solchen zunächst mittels Kurzschlussverbindungen 4 überbrückten und nachträglich nach Bedarf abschnittsweise zugeschalteten Widerständen 7, 8 kann eine Feinabstimmung der elektrischen Eigenschaften und/oder der optischen Eigenschaften des LED-Moduls vorgenommen werden. Damit lassen sich auch parallel geschaltete Reihen von LEDs aufeinander abstimmen.
Ein lasertrimmbarer Widerstand kann in eine Metallschicht integriert werden, die zur Ausbildung der elektrischen
Verbindungen 3 und der Kurzschlussverbindungen 4 vorgesehen ist. Statt dessen kann der Widerstand in ein Substrat des LED-Multichip-Moduls integriert werden, so dass das Trimmen außerhalb des LED-Arrays erfolgen kann. Der Widerstand kann in diesem Fall zum Beispiel eine Leiterbahn in Mäanderstruktur sein oder in einer Kernplatine aus Metall integriert sein. Zum Beispiel können elektrische Leiter unterschiedlicher Länge zum LED-Array hingeführt werden; alle Leiter werden parallel angeschlossen, und je nach Bedarf werden die jeweils kürzesten Leiter unterbrochen.
Die Figur 7 zeigt ein Schema einer Anordnung gemäß Figur 3 mit weiteren elektrischen Verbindungen 9 zu einem bestimmten LED-Chip 10 an einer Endposition der Schaltung. Ohne die weiteren elektrischen Verbindungen 9 wäre ein Anschluss 11 des besagten LED-Chips 10 über eine der vorgesehenen
elektrischen Verbindungen 3 mit einem Anschluss 21 des in der Reihenschaltung vorhergehenden LED-Chips la und ein weiterer Anschluss 12 des besagten LED-Chips 10 mit einem Anschluss 22 des in der Reihenschaltung folgenden LED-Chips lx verbunden. Durch die weiteren elektrischen Verbindungen 9 ist erreicht, dass beide Anschlüsse 11, 12 des LED-Chips 10 mit dem
Anschluss 21 des vorhergehenden LED-Chips la und mit dem Anschluss 22 des folgenden LED-Chips lx verbunden sind.
Die Figur 8 zeigt die Anordnung gemäß der Figur 7, nachdem zwei der weiteren elektrischen Verbindungen 9 aufgetrennt worden sind. Durch die Unterbrechungen 15 ist erreicht, dass der Anschluss 11 des LED-Chips 10 mit dem Anschluss 22 des folgenden LED-Chips lx verbunden ist und der Anschluss 12 des LED-Chips 10 mit dem Anschluss 21 des vorhergehenden LED- Chips la verbunden ist. Wenn der Anschluss 12 als ein
Anschluss der Betriebsspannung fungiert, ist der LED-Chip 10 über seinen Anschluss 11 mit der Reihe von LED-Chips lx, ly, lz usw., die in den Figuren 7 und 8 in der unteren Reihe eingezeichnet sind, in Reihe geschaltet, und diese Reihe ist parallel zu der oberen Reihe der LED-Chips la, lb, lc usw. geschaltet .
Die Figur 9 zeigt die Anordnung gemäß der Figur 7, nachdem zwei andere der weiteren elektrischen Verbindungen 9
aufgetrennt worden sind. Durch die Unterbrechungen 15 ist in diesem Fall im Unterschied zu der Anordnung gemäß der Figur 8 erreicht, dass der Anschluss 11 des LED-Chips 10 mit dem Anschluss 21 des vorhergehenden LED-Chips la verbunden ist und der Anschluss 12 des LED-Chips 10 mit dem Anschluss 22 des folgenden LED-Chips lx verbunden ist. Wenn der Anschluss 12 als ein Anschluss der Betriebsspannung fungiert, ist der LED-Chip 10 über seinen Anschluss 11 mit der oberen Reihe von LED-Chips la, lb, lc usw. in Reihe geschaltet, und die obere Reihe ist auch hierbei parallel zu der unteren Reihe der LED- Chips lx, ly, lz usw. geschaltet.
Mit den weiteren elektrischen Verbindungen 9 ist eine LED derart an die übrigen LEDs angeschlossen, dass sie nach
Bedarf an die eine Reihe oder die andere Reihe von LEDs angeschlossen werden kann, indem die entsprechenden
Kurzschlussbrücken unterbrochen werden. Parallel zueinander geschaltete Reihen von LEDs können auf diese Weise aufeinander abgestimmt werden. Zu diesem Zweck kann zum Beispiel eine elektrische oder optische Eigenschaft gemessen und aufgrund dieser Messung diejenige Reihe bestimmt werden, die durch Zuschalten der letzten LED verlängert werden muss, um ihren Messwert an die Messwerte der anderen Reihen anzugleichen.
Die Figur 10 zeigt ein Schema eines LED-Multichip-Moduls in einer Draufsicht. Die LED-Chips 1 sind mittels elektrischer Verbindungen 3 in Reihe geschaltet. Mit einem Bonddraht 5 ist eine Kurzschlussverbindung hergestellt worden, mit der eine Anzahl von LEDs (in dem gezeigten Beispiel vier LEDs)
kurzgeschlossen worden sind und eine elektrische und/oder optische Eigenschaft des LED-Multichip-Moduls nachträglich in gewünschter Weise eingestellt worden ist. Es können mehrere solcher Kurzschlussverbindungen angebracht werden. Die LEDs brauchen nicht alle in Reihe geschaltet zu sein; statt dessen kann eine Parallelschaltung von Reihen von LEDs in dem LED- Multichip-Modul vorhanden sein.
Die Figur 11 zeigt eine für das LED-Multichip-Modul geeignete lineare Treiberschaltung mit einem Widerstand 16, der mit den LED-Chips 1 in Reihe geschaltet ist, mit einer aus Dioden 17 aufgebauten eingangsseitigen Brückenschaltung, mit einem Kondensator 18 und mit einem Stromregler 19, der im einfachsten Fall ein Widerstand sein kann.
Die Figur 12 zeigt die Treiberschaltung gemäß der Figur 11 mit einem Eingangskondensator 20 zur Steigerung der Effizienz. Diese Treiberschaltung ist für einen LED-Strom bis etwa 20 mA geeignet.

Claims

Patentansprüche
1. LED-Multichip-Modul
mit einer Mehrzahl von LED-Chips (1) , die elektrische Anschlüsse (2) aufweisen und über elektrische
Verbindungen (3) in Reihe geschaltet sind, und
mit einer vorgesehenen Betriebsspannung,
dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens eine Kurzschlussverbindung (4) vorhanden ist, die zwei der Anschlüsse (2) oder Verbindungen (3) elektrisch leitend miteinander verbindet, und
die Kurzschlussverbindung (4) mindestens einen der LED- Chips (1) oder einen Widerstand (8) überbrückt, so dass die Betriebsspannung im Bereich zwischen 150 V und 350 V liegt .
2. LED-Multichip-Modul nach Anspruch 1, bei dem
die Betriebsspannung im Bereich zwischen 270 V und 300 V liegt .
3. LED-Multichip-Modul nach Anspruch 1, bei dem
die Betriebsspannung im Bereich zwischen 250 V und 290 V liegt .
4. LED-Multichip-Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, be dem
die Kurzschlussverbindung (4) durch einen auftrennbaren Bonddraht (5) gebildet ist.
5. LED-Multichip-Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, be dem
die Kurzschlussverbindung (4) durch eine auftrennbare Leiterbahn (6) gebildet ist.
6. LED-Multichip-Modul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, be dem
ein elektrischer Widerstand (7, 8) in mindestens eine de Verbindungen (3) und/oder in die mindestens eine
Kurzschlussverbindung (4) geschaltet ist und
der Widerstand (7, 8) so bemessen ist, dass er die
Betriebsspannung um einen Wert im Bereich zwischen 0,1 V und 3 V erhöht .
7. Verfahren zur Einstellung eines LED-Multichip-Moduls , be dem
LED-Chips (1), die elektrische Anschlüsse (2) aufweisen, über elektrische Verbindungen (3) in Reihe geschaltet werden und
mindestens eine Kurzschlussverbindung (4) zwischen den Anschlüssen (2) oder Verbindungen (3) hergestellt wird.
8. Verfahren zur Einstellung eines LED-Multichip-Moduls, be dem
LED-Chips (1), die elektrische Anschlüsse (2) aufweisen, über elektrische Verbindungen (3) in Reihe geschaltet werden,
Kurzschlussverbindungen (4) zwischen den Anschlüssen (2) oder Verbindungen (3) hergestellt werden und
mindestens eine der Kurzschlussverbindungen (5, 6) unterbrochen wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, bei dem
die Betriebsspannung im Bereich zwischen 150 V und 350 V eingestellt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, bei dem
die Betriebsspannung im Bereich zwischen 270 V und 300 V eingestellt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, bei dem
die Betriebsspannung im Bereich zwischen 250 V und 290 V eingestellt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, bei dem
mindestens eine optische Eigenschaft des LED-Multichip- Moduls eingestellt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, bei dem
ein elektrischer Widerstand (7, 8) vorgesehen wird, der durch die mindestens eine Kurzschlussverbindung (4) oder durch eine weitere Kurzschlussverbindung (4) überbrückt wird,
der Widerstand (7, 8) zwischen zwei der Anschlüsse (2) oder Verbindungen (3) geschaltet wird, indem die den Widerstand (7, 8) überbrückende Kurzschlussverbindung (4) unterbrochen wird, und
die Betriebsspannung durch den Widerstand (7, 8) um einen Wert im Bereich zwischen 0,1V und 3 V erhöht wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 13, bei dem
einer der LED-Chips (10) mit weiteren elektrischen
Verbindungen (9) versehen wird, so dass diejenigen
Anschlüsse (21, 22), die mit einem der Anschlüsse (11, 12) des mit den weiteren elektrischen Verbindungen (9) versehenen LED-Chips (10) verbunden sind, über eine der weiteren elektrischen Verbindungen (9) auch mit dem jeweils anderen Anschluss (12, 11) dieses LED-Chips (10) verbunden sind, und zwei der weiteren elektrischen Verbindungen (9)
unterbrochen werden, so dass jeder der Anschlüsse (11, 12, 21, 22) nur mit jeweils einem anderen der Anschlüsse (11, 12, 21, 22) verbunden ist.
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