WO2013045353A1 - Led-modul - Google Patents

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WO2013045353A1
WO2013045353A1 PCT/EP2012/068606 EP2012068606W WO2013045353A1 WO 2013045353 A1 WO2013045353 A1 WO 2013045353A1 EP 2012068606 W EP2012068606 W EP 2012068606W WO 2013045353 A1 WO2013045353 A1 WO 2013045353A1
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led
chip
led chips
module according
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Frank Singer
Michael Zitzlsperger
Stefan GRÖTSCH
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Ams Osram International GmbH
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Osram Opto Semiconductors GmbH
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Definitions

  • the invention relates to an LED module, in particular an LED module for a motor vehicle headlight.
  • An LED module for a motor vehicle headlight is known for example from the publication US 2008/0008427 AI.
  • the invention is based on the object, an improved LED module, in particular for use in a
  • the LED module has an electrically insulating main body. Furthermore, the LED module on a bottom surface and a bottom surface of the opposite mounting surface. According to one
  • the electrically insulating body preferably has a plastic.
  • the bottom surface of the LED module is preferably flat, so that the LED module can be mounted on the bottom surface on a support such as a printed circuit board.
  • Connection contacts arranged on the mounting surface.
  • Connection contacts are formed for example from a metal or a metal alloy.
  • the terminal contacts preferably do not adjoin the bottom surface of the LED module and are advantageously electrically conductive by the material
  • Insulating body electrically isolated from the bottom surface.
  • the electrical connection contacts are not electrical ones
  • a heat sink is arranged in the base body, which is preferably formed from a metal or a metal alloy.
  • the heat sink may, for example, contain or consist of copper.
  • Heat sink advantageously extends from the mounting surface to the bottom surface of the LED module.
  • the heat sink advantageously forms in this way a thermally conductive connection between the mounting surface and the bottom surface.
  • the heat sink preferably has a flat bottom surface which is flush with the flat bottom surface of the base body
  • An upper side of the heat sink preferably adjoins the mounting surface flush with a portion of the base body.
  • the electrical connection contacts are preferably embedded in the base body in such a way that their upper side lies in the same plane as an adjoining part of the surface of the base body and the upper side of the heat sink.
  • the LED module has a plurality of LED chips, each one electrically
  • the electrically insulating carrier substrate of the LED chips advantageously has a high thermal conductivity.
  • the LED chips may each have a carrier substrate made of a ceramic.
  • the LED chips with the electrically insulating carrier substrate are arranged on the heat sink.
  • Each of the multiple LED chips can be used at the
  • the LED module can advantageously be thermally connected in the region of the heat sink on the bottom surface of the LED module, while the electrical connection contacts are arranged on the mounting surface opposite the bottom surface.
  • the bottom surface is therefore advantageously potential-free, whereby the mounting of the LED module on any surface, for example in a motor vehicle headlight, is facilitated.
  • the LED module can be mounted directly on a heat sink.
  • the bottom surface of the LED module is advantageously formed by the bottom surface of the heat sink, which preferably comprises a metal or a metal alloy, and the bottom surface of the electrically insulating base body, which preferably comprises a plastic.
  • the bottom surface of the heat sink which preferably comprises a metal or a metal alloy
  • the bottom surface of the electrically insulating base body which preferably comprises a plastic.
  • the LED module can therefore be advantageously soldered or glued to a support made of a metal or a metal alloy, without large mechanical stresses occur, for example, in an LED module with a submount of a ceramic on a support made of a metal or a metal alloy due to the different thermal
  • the LED chips each have a carrier substrate that contains A1N or SiN or consists thereof. These materials have a high thermal conductivity and are electrically insulating. In a preferred embodiment, the LED chips have no growth substrate. In particular, the LED chips can each have a semiconductor layer sequence with one therein
  • used growth substrate was subsequently detached from the LED chip. This can be done, for example, such that the semiconductor layer sequence of the LED chip is first epitaxially grown on the growth substrate, the LED chip subsequently to the growth substrate
  • Semiconductor layer sequence of the LED chip must be suitable, and thus according to other criteria, in particular the
  • thermal conductivity can be selected.
  • the bottom surface of the LED module is preferably free of electrical connection contacts.
  • the electrical connection contacts on the mounting surface are preferably free of electrical connection contacts.
  • the LED module is mounted on the bottom surface on a printed circuit board.
  • the LED module is mounted on the bottom surface on a metal core board. This allows the heat generated by the LED chips to be dissipated via the heat sink to the metal core of the metal core board.
  • the heat sink is connected to the metal core of the metal core board. In particular, the heat sink directly on the metal core of
  • An electrically insulating layer and an electrically conductive layer which are generally used for producing printed conductors on a
  • Metal core board are located in the region of the connection between the heat sink and the metal core board of the metal core. In this way, a particularly good heat dissipation is achieved by the LED chips.
  • the heat resistance between the LED chips and the metal core of the metal core board is preferably 1 K / W or less.
  • the heat sink and the metal core of the metal core board are preferably made of the same metal or the like
  • Heat sink and the metal core each contain or consist of copper.
  • the heat sink and the metal core in this case advantageously have the same thermal
  • the heat sink is by means of a conductive adhesive containing silver, with the
  • the conductive adhesive may in particular be an epoxy conductive adhesive containing silver. This will connect you to a
  • an upper part of the upper part arranged above the mounting surface forms
  • the electrically insulating body from a cavity in which the LED chips are arranged.
  • the cavity formed by the upper part of the electrically insulating main body preferably has side walls which serve for beam shaping of the radiation emitted by the LED chips.
  • the cavity may be shaped as a reflector or aperture
  • Reflect radiation and / or shade high contrasts can be generated. This can be exploited, for example, to produce a low-beam function in a motor vehicle headlight.
  • a part of the upper part of the electrically insulating base body is arranged on the connection contacts such that a first region of the connection contacts facing the LED chips in the
  • Cavity is arranged, and a second area of the
  • Connection contacts outside the cavity is arranged.
  • the chip contacts of the LED chips can each be electrically conductively connected to the first region of a connection contact.
  • the LED chips and the bonding wires routed from their chip contacts to the connection contacts are therefore arranged in the cavity.
  • the cavity can be advantageously filled with a potting material, in particular the LED chips and their
  • Bonding wires protects against mechanical damage.
  • Luminescence conversion layer is, for example, by
  • ultraviolet or blue radiation and the converted radiation generates white light.
  • the arranged outside the cavity second portions of the terminal contacts are advantageously freely accessible from the outside, so that the LED module in the second areas of the
  • Connection contacts can be contacted from the outside.
  • the chip contacts on the upper side of the LED chips are each electrically conductively connected to one of the electrical connection contacts or to the chip contact of a further LED chip.
  • the chip contacts of the LED chips can each be connected by means of a bonding wire to one of the
  • Connection contacts or a chip contact of an adjacent LED chip to be electrically connected.
  • the LED chips are arranged in a series circuit.
  • the series circuit can be realized, for example, such that a first
  • Terminal contact of the LED module is connected to a first chip contact on a semiconductor region of a first conductivity type of the first LED chip.
  • the chip contact on one The second semiconductor region of a second conductivity type of the first LED chip is connected to the chip contact at a first semiconductor region of a first conductivity type of the second LED chip.
  • the further chip contacts of the LED chips are connected to one another such that in each case the chip contact of the semiconductor region with the second conductivity type is connected to the chip contact of the semiconductor region with the first conductivity type of the subsequent LED chip.
  • the chip contact is connected to a second semiconductor region of the second conductivity type of the last LED chip of the series circuit with a further connection contact of the LED module.
  • each LED chip is each such with two
  • Each LED chip is in this embodiment with two adjacent terminal contacts that the LED chips are arranged in a series circuit.
  • Each LED chip is in this embodiment with two adjacent terminal contacts that the LED chips are arranged in a series circuit.
  • Each LED chip is in this embodiment with two adjacent terminal contacts that the LED chips are arranged in a series circuit.
  • Connection contacts connected, wherein two adjacent LED chips is assigned a common connection contact.
  • a first connection contact is connected to the first chip contact of a first LED chip, the second chip contact of the first LED chip to the second
  • the LED module advantageously has a number of N + 1 connection contacts if the number of N + 1 connection contacts LED chips N is.
  • This embodiment has the advantage that either all or only part of the LED chips can be contacted via a corresponding selection of the connection contacts. In a motor vehicle headlight, this can for example for the realization of various
  • Lighting functions such as low beam and high beam, are used.
  • the two connection contacts which in this embodiment are advantageously assigned to each of the LED chips, can also be used for testing the LED chips of the LED module.
  • the electrically insulating main body of the LED module has at least one adjustment structure.
  • the Justage Genten can in particular recesses for Justage- or
  • a holder for the LED module engage in the recesses of the Justage Modellen.
  • the recesses are preferably arranged in the vicinity of a side edge of the base body.
  • the LED module In a preferred embodiment, the LED module
  • the LED module may be part of a headlight for a motor vehicle.
  • FIG. 1A shows a schematic illustration of a cross section through an LED module according to a first exemplary embodiment
  • FIG. 1B shows a schematic representation of a plan view of the LED module according to the first exemplary embodiment
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a cross section through an LED module according to a second exemplary embodiment
  • Figure 3A is a schematic representation of a plan view of an LED module according to a third embodiment.
  • Figure 3B is a schematic representation of a cross section along the line AB through the LED module according to the third embodiment.
  • Supervised LED module 10 has an electrically insulating base body 1, which is preferably formed from a plastic.
  • the main body 1 can be produced in particular by compression molding.
  • the LED module 10 has a bottom surface 11 and a bottom surface 11
  • the mounting surface 12 is provided for mounting the plurality of LED chips 5 of the LED module 10 and for producing the electrical connections.
  • the bottom surface 11 is for mounting the LED module 10 a carrier such as a printed circuit board provided.
  • the main body 1 is adjacent to the bottom surface 11 in partial regions and to the mounting surface 12 in partial regions.
  • On the mounting surface 12 are a plurality of electrical
  • Connection contacts 2 made of a metal or a
  • Connection contacts 2 are preferably in the
  • the LED module 10 further has a heat sink 3, which is embedded in the base body 1 such that it extends from the mounting surface 12 to the bottom surface 11 of the LED module 10.
  • the heat sink 3 comprises a metal or a metal alloy.
  • the heat sink 3 made of a metal or a metal alloy having a high thermal conductivity, in particular of copper or
  • the heat sink 3 advantageously forms a thermally conductive connection between the mounting surface 12 and the bottom surface 11 of the LED module 10.
  • the LED module 10 has a plurality of LED chips 5.
  • the LED module 10 may also have more LED chips 5.
  • the LED chips 5 are in the
  • Embodiment in a row for example in
  • the LED chips 5 could also be arranged in an array.
  • the LED Chips 5 may for example have a size of about 1 mm x 1 mm.
  • the LED chips 5 each have an electrically insulating carrier substrate 4.
  • Support substrates 4 of the LED chips 5 are preferably made of a material having a high thermal conductivity
  • the carrier substrates 4 of the LED chips 5 may comprise a ceramic such as SiN or AlN.
  • the LED chips 5 advantageously each have no
  • Semiconductor layer sequences of the LED chips 5 are first grown on the growth substrate, wherein on the
  • the electrically insulating carrier substrates 4 are applied on the growth substrate opposite surface of the LED chips 5, the electrically insulating carrier substrates 4 are applied.
  • the growth substrate can subsequently be detached from the LED chips 5, for example by means of a laser lift-off process, so that the LED chips 5 are subsequently attached to the LED chip 5
  • Heat sink 3 can be mounted. Because the LED chips 5 do not have a growth substrate, the heat generated in the semiconductor layer sequence of the LED chips 5 can be dissipated particularly well to the heat sink 3 via the thermally conductive carrier substrates 4.
  • the LED chips 5 each have two chip contacts 6, 7 on the chip top side.
  • the first Chip contact 6 may each be connected to a p-doped semiconductor region of the LED chip 5 and the second chip contact 7 with an n-doped semiconductor region of the LED chip 5, or vice versa.
  • the chip contacts 6, 7 are each connected to one of the connection contacts 2.
  • the LED chips 5 are preferably arranged in a series connection.
  • Series connection preferably takes place in such a way that two adjacent LED chips 5 are assigned a common connection contact 2, with which two chip contacts 6, 7
  • connection of the two chip contacts 6, 7 of two adjacent LED chips 5 is thus not directly, for example, by one of an LED chip 5 for
  • connection of adjacent LED chips 5 via a respective common connection contact 2 has the advantage over a direct connection from one LED chip 5 to the adjacent LED chip that any number of LED chips can be selected by selecting the connection contacts 2 for external contacting 5 can be contacted in a series connection. This can be used in particular for the realization of various functions of a motor vehicle headlight, for example for
  • At least two of the electrical connection contacts 2 are connected via an electrical connection 9, for example
  • Bond wires connected to a power supply.
  • bonding wires 9 and ribbon contacts can be used, which are characterized by a high current carrying capacity advantageous.
  • connection contacts 2 are advantageously not electrically conductively connected to the bottom surface 11 of the LED module 10, but rather are electrically insulated from the material of the electrically insulating base body 1 from the bottom surface 11. Since the heat sink 3 is also advantageously electrically insulated from the LED chips 5 by the electrically insulating carrier substrates 4, the bottom surface 11 of the LED module 10 is advantageously potential-free as a whole.
  • An upper part 21 of the main body 1 advantageously forms a cavity 13, in which the LED chips 5 are arranged.
  • the inner walls 14 of the cavity 13 are advantageously used for
  • the inner walls 14 of the cavity 13 can serve as a reflector or as diaphragms for the radiation emitted by the LED chips 5.
  • the cavity 13 may for example be filled with a potting material such as a silicone.
  • a potting material such as a silicone.
  • the potting material may be filled with a phosphor in order to convert at least part of the radiation emitted by the LED chips 5 to a longer wavelength. In this way, for example, in the blue
  • Spectral range emitting LED chips 5 white light are generated.
  • a partial region of the upper part 21 of the base body 1 is advantageously arranged on the connection contacts 2 in such a way that it divides the connection contacts 2 into first regions 2 a and 2 b.
  • the first regions 2 a of the connection contacts 2 face the LED chips 5 and are arranged within the cavity 13. These regions 2a are advantageously used to connect the chip contacts 6, 7 of the LED chips 5 to the connection contacts 2 by means of bonding wires 8.
  • the second regions 2b of the connection contacts 2 are arranged outside the cavity 13 and thus free from the outside
  • connection contacts 2b are provided for external contacting of the connection contacts 2, for example for electrical connection to the conductor track of a printed circuit board by means of a bonding wire 9.
  • the LED module 10 is a
  • Metal core board 15 has been mounted.
  • the structure of the LED module 10 corresponds to the first embodiment and will therefore not be explained again.
  • the metal-core circuit board 15 has a metal core 16 with an electrically insulating layer 17 applied thereto, wherein the electrically-insulating layer 17 has an electrically conductive layer structured to one or more interconnects Layer 18 is applied.
  • Layer 17 is formed, for example, from FR4.
  • electrically conductive layer 18 comprises, for example, copper, nickel, gold, an alloy with at least one of these materials, or a layer sequence of one or more of these materials.
  • the metal core 16 is preferably made of a metal or a metal alloy with good
  • Metal core board 15 is mounted away from the metal core 16. This advantageously makes it possible to solder or glue the LED module 10 directly onto the metal core 16 of the metal core board 15. In this way, the
  • the LED module 10 with a conductive adhesive 19 containing silver, in particular with a silver-containing epoxy conductive adhesive, glued to the metal core 16.
  • the heat generated in the LED chips 5 can be delivered in this way particularly well over the carrier substrates 4, the heat sink 3 and the conductive adhesive 19 to the metal core 16.
  • the total thermal resistance is
  • the heat sink 3 and the metal core 16 are preferably made of the same metal or metal alloy
  • FIGS. 3A and 3B show a further exemplary embodiment of an LED module 20 in a plan view and a cross-section (not to scale) along the line AB shown in the plan view.
  • the LED module 20 differs from the previous two
  • Bonding wires 8 between the adjacent LED chips takes place.
  • only one connection contact 2 for the first LED chip 5 of the series connection and the last LED chip 5 of the series connection are provided.
  • Such a contacting can take place, in particular, if it is not intended to contact one or more of the LED chips 5 of the series connection separately.
  • adjustment structures 22 are in the edge regions of the main body 1
  • the adjustment structures 22 are, for example, embedded in the base body 1 structures made of a metal, the recesses 23 have. In the recesses 23 of Justage Cooken 22 may from the outside Justage- or
  • the LED module 20 is mounted at a predetermined position, for example, in a motor vehicle headlight facilitates.
  • the LED module 20 may be in particular part of a motor vehicle Schweinwerfers.
  • the invention is not limited by the description with reference to the embodiments. Rather, the includes

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Abstract

Es wird ein LED-Modul (10) mit einem elektrisch isolierenden Grundkörper (1) angegeben. Das LED-Modul (10) weist eine Bodenfläche (11) und eine der Bodenfläche (11) gegenüberliegende Montagefläche (12) auf. An der Montagefläche (12) sind mehrere elektrische Anschlusskontakte (2) angeordnet, wobei die Anschlusskontakte (2) nicht an die Bodenfläche (11) angrenzen. In dem Grundkörper (1) ist eine Wärmesenke (3) angeordnet, die sich von der Montagefläche (12) bis zur Bodenfläche (11) erstreckt. Weiterhin weist das LED-Modul mehrere LED-Chips (5) auf, die jeweils ein elektrisch isolierendes Trägersubstrat (4) an einer Chipunterseite und jeweils zwei Chipkontakte (6, 7) an einer Chipoberseite aufweisen, wobei die LED-Chips (5) mit dem elektrisch isolierendem Trägersubstrat (4) auf der Wärmesenke (3) angeordnet sind.

Description

Beschreibung
LED-Modul Die Erfindung betrifft ein LED-Modul, insbesondere ein LED- Modul für einen Kraftfahrzeug-Scheinwerfer.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2011 115 314.8, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Ein LED-Modul für einen Kraftfahrzeug-Scheinwerfer ist beispielsweise aus der Druckschrift US 2008/0008427 AI bekannt .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes LED-Modul, insbesondere für die Verwendung in einem
Kraftfahrzeug-Scheinwerfer, anzugeben, dass sich insbesondere durch eine gute Wärmeabfuhr von den LEDs und einen
vergleichsweise geringen Herstellungsaufwand auszeichnet.
Diese Aufgabe wird durch ein LED-Modul mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das LED-Modul einen elektrisch isolierenden Grundkörper auf. Weiterhin weist das LED-Modul eine Bodenfläche und eine der Bodenfläche gegenüberliegende Montagefläche auf. Gemäß einer
Ausgestaltung grenzt mindestens ein Teilbereich des
Grundkörpers an die Bodenfläche des LED-Moduls an, und mindestens ein weiterer Teilbereich des Grundkörpers grenzt an eine der Bodenfläche gegenüberliegende Montagefläche des LED-Moduls an. Der elektrisch isolierende Grundkörper weist vorzugsweise einen Kunststoff auf. Die Bodenfläche des LED- Moduls ist vorzugsweise eben ausgebildet, so dass das LED- Modul an der Bodenfläche auf einen Träger wie beispielsweise eine Leiterplatte montiert werden kann.
Gemäß einer Ausgestaltung sind mehrere elektrische
Anschlusskontakte an der Montagefläche angeordnet. Die
Anschlusskontakte sind beispielsweise aus einem Metall oder einer Metalllegierung gebildet. Die Anschlusskontakte grenzen vorzugsweise nicht an die Bodenfläche des LED-Moduls an und sind vorteilhaft durch das Material des elektrisch
isolierenden Grundkörpers von der Bodenfläche elektrisch isoliert. Bei den elektrischen Anschlusskontakten handelt es sich mit anderen Worten nicht um elektrische
Durchkontaktierungen, die sich von der Montagefläche zur Bodenfläche des Grundkörpers erstrecken. Vielmehr ist
vorgesehen, die elektrischen Anschlusskontakte an der
Montagefläche zu kontaktieren.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist in dem Grundkörper eine Wärmesenke angeordnet, die vorzugsweise aus einem Metall oder einer Metalllegierung gebildet ist. Die Wärmesenke kann beispielsweise Kupfer enthalten oder daraus bestehen. Die
Wärmesenke erstreckt sich vorteilhaft von der Montagefläche bis zur Bodenfläche des LED-Moduls. Die Wärmesenke bildet auf diese Weise vorteilhaft eine thermisch leitende Verbindung zwischen der Montagefläche und der Bodenfläche.
Die Wärmesenke weist vorzugsweise eine ebene Bodenfläche auf, die bündig an die ebene Bodenfläche des Grundkörpers
angrenzt. Die ebene Bodenfläche des Grundkörpers und die ebene Bodenfläche der in den Grundkörper eingebetteten
Wärmesenke bilden vorteilhaft gemeinsam eine ebene
Bodenfläche des LED-Moduls aus, mit der das LED-Modul auf einen Träger montiert werden kann.
Eine Oberseite der Wärmesenke schließt an der Montagefläche vorzugsweise bündig an einen Teilbereich des Grundkörpers an. Die elektrischen Anschlusskontakte sind vorzugsweise derart in den Grundkörper eingebettet, dass ihre Oberseite in der gleichen Ebene wie ein angrenzender Teil der Oberfläche des Grundkörpers und die Oberseite der Wärmesenke liegt. Die Oberseiten der Wärmesenke, der Anschlusskontakte sowie ein Teilbereich der Oberfläche des Grundkörpers bilden
vorteilhaft die Montagefläche des LED-Moduls aus.
Gemäß zumindest einer Ausgestaltung weist das LED-Modul mehrere LED-Chips auf, die jeweils ein elektrisch
isolierendes Trägersubstrat an einer Chipunterseite und jeweils zwei Chipkontakte an einer Chipoberseite aufweisen. Das elektrisch isolierende Trägersubstrat der LED-Chips weist vorteilhaft eine hohe thermische Leitfähigkeit auf.
Insbesondere können die LED-Chips jeweils ein Trägersubstrat aus einer Keramik aufweisen. Gemäß zumindest einer Ausgestaltung sind die LED-Chips mit dem elektrisch isolierenden Trägersubstrat auf der Wärmesenke angeordnet. Jeder der mehreren LED-Chips kann die beim
Betrieb erzeugte Wärme über sein Trägersubstrat an die gemeinsame Wärmesenke abgeben. Auf diese Weise wird eine besonders gute Wärmeableitung von den mehreren LED-Chips des LED-Moduls erzielt. Das LED-Modul kann vorteilhaft im Bereich der Wärmesenke an der Bodenfläche des LED-Moduls thermisch angeschlossen werden, während die elektrischen Anschlusskontakte an der der Bodenfläche gegenüberliegenden Montagefläche angeordnet sind. Die Bodenfläche ist daher vorteilhaft potentialfrei, wodurch die Montage des LED-Moduls auf eine beliebige Oberfläche, beispielsweise in einem KFZ-Scheinwerfer, erleichtert wird. Insbesondere kann das LED-Modul direkt auf einen Kühlkörper montiert werden.
Die Bodenfläche des LED-Moduls wird vorteilhaft durch die Bodenfläche der Wärmesenke, die vorzugsweise ein Metall oder einer Metalllegierung aufweist, und die Bodenfläche des elektrisch isolierenden Grundkörpers, der vorzugsweise einen Kunststoff aufweist, gebildet. Bevorzugt weist die
Bodenfläche des LED-Moduls keine Keramik auf. Das LED-Modul kann daher vorteilhaft auf einen Träger aus einem Metall oder einer Metalllegierung gelötet oder geklebt werden, ohne dass große mechanische Spannungen auftreten, die beispielsweise bei einem LED-Modul mit einem Submount aus einer Keramik auf einen Träger aus einem Metall oder einer Metalllegierung aufgrund der unterschiedlichen thermischen
Ausdehnungskoeffizienten der Keramik und des Metalls
auftreten können.
Das LED-Modul weist vorteilhaft nur eine geringe Anzahl von Einzelteilen auf und zeichnet sich somit durch einen
vergleichsweise geringen Herstellungsaufwand auf. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung weisen die LED-Chips jeweils ein Trägersubstrat auf, dass A1N oder SiN enthält oder daraus besteht. Diese Materialien weisen eine hohe thermische Leitfähigkeit auf und sind elektrisch isolierend. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung weisen die LED-Chips kein Aufwachssubstrat auf. Insbesondere können die LED-Chips jeweils eine Halbleiterschichtenfolge mit einer darin
enthaltenen aktiven Schicht aufweisen, wobei ein zum
epitaktischen Aufwachsen der Halbleiterschichtenfolge
verwendetes Aufwachssubstrat nachträglich von dem LED-Chip abgelöst wurde. Dies kann beispielsweise derart erfolgen, dass die Halbleiterschichtenfolge des LED-Chips zunächst epitaktisch auf das Aufwachssubstrat aufgewachsen wird, der LED-Chip nachfolgend an der dem Aufwachssubstrat
gegenüberliegenden Seite mit dem Trägersubstrat verbunden werden, und nachfolgend das Aufwachssubstrat beispielsweise durch ein Laser-Lift-Off-Verfahren von dem LED-Chip abgelöst wird. Dies ermöglicht es insbesondere, ein Trägersubstrat zu verwenden, das nicht zum epitaktischen Aufwachsen der
Halbleiterschichtenfolge des LED-Chips geeignet sein muss, und somit nach anderen Kriterien, insbesondere der
thermischen Leitfähigkeit, ausgewählt werden kann.
Die Bodenfläche des LED-Moduls ist vorzugsweise frei von elektrischen Anschlusskontakten. Insbesondere sind die elektrischen Anschlusskontakte an der Montagefläche
vorteilhaft derart in den Grundkörper eingebettet, dass sie durch das Material des Grundkörpers von der Bodenfläche des LED-Moduls elektrisch isoliert sind.
Bei einer Ausgestaltung ist das LED-Modul an der Bodenfläche auf eine Leiterplatte montiert. Besonders bevorzugt ist das LED-Modul an der Bodenfläche auf eine Metallkernplatine montiert. Dies ermöglicht es, dass die von den LED-Chips erzeugte Wärme über die Wärmesenke an den Metallkern der Metallkernplatine abgeleitet wird. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Wärmesenke mit dem Metallkern der Metallkernplatine verbunden. Insbesondere kann die Wärmesenke unmittelbar auf den Metallkern der
Metallkernplatine gelötet oder geklebt sein. Eine elektrisch isolierende Schicht und eine elektrisch leitende Schicht, die in der Regel zur Herstellung von Leiterbahnen auf einer
Metallkernplatine angeordnet sind, sind in dem Bereich der Verbindung zwischen der Wärmesenke und der Metallkernplatine von dem Metallkern entfernt. Auf diese Weise wird eine besonders gute Wärmeableitung von den LED-Chips erzielt. Der Wärmewiderstand zwischen den LED-Chips und dem Metallkern der Metallkernplatine beträgt vorzugsweise 1 K/W oder weniger. Die Wärmesenke und der Metallkern der Metallkernplatine sind bevorzugt aus dem gleichen Metall oder der gleichen
Metalllegierung gebildet. Beispielsweise können die
Wärmesenke und der Metallkern jeweils Kupfer enthalten oder daraus bestehen. Die Wärmesenke und der Metallkern weisen in diesem Fall vorteilhaft den gleichen thermischen
Ausdehnungskoeffizienten auf. Dies hat den Vorteil, dass mechanische Spannungen bei Temperaturänderungen, die
insbesondere beim Wechsel zwischen der Betriebstemperatur des LED-Moduls und der Umgebungstemperatur auftreten, vermindert werden.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Wärmesenke mittels eines Leitklebers, der Silber enthält, mit dem
Metallkern der Metallkernplatine verbunden. Der Leitkleber kann insbesondere ein Epoxid-Leitkleber, der Silber enthält, sein. Auf diese Weise wird eine Verbindung mit einer
besonders guten thermischen Leitfähigkeit erzielt. Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung bildet ein oberhalb der Montagefläche angeordnetes Oberteil des
elektrisch isolierenden Grundkörpers eine Kavität aus, in der die LED-Chips angeordnet sind. Die von dem Oberteil des elektrisch isolierenden Grundkörpers gebildete Kavität weist vorzugsweise Seitenwände auf, die zur Strahlformung der von den LED-Chips emittierten Strahlung dienen. Beispielsweise kann die Kavität als Reflektor oder Blenden geformte
Seitenwände aufweisen. Dadurch, dass die Seitenwände der Kavität einen Teil der von den LED-Chips emittierten
Strahlung reflektieren und/oder abschatten, lassen sich hohe Kontraste erzeugen. Dies kann beispielsweise zur Erzeugung einer Abblendlichtfunktion in einem Kraftfahrzeug- Scheinwerfer ausgenutzt werden.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist ein Teil des Oberteils des elektrisch isolierenden Grundkörpers derart auf den Anschlusskontakten angeordnet, dass ein den LED-Chips zugewandter erster Bereich der Anschlusskontakte in der
Kavität angeordnet ist, und ein zweiter Bereich der
Anschlusskontakte außerhalb der Kavität angeordnet ist.
Beispielsweise können die Chipkontakte der LED-Chips jeweils mit dem ersten Bereich eines Anschlusskontakts elektrisch leitend verbunden sein. Insbesondere kann jeweils ein
Bonddraht von einem Chipkontakt eines LED-Chips zu dem ersten Bereich eines Anschlusskontakts geführt sein. Die LED-Chips und die von ihren Chipkontakten zu den Anschlusskontakten geführten Bonddrähte sind daher in der Kavität angeordnet. Die Kavität kann vorteilhaft mit einem Vergussmaterial gefüllt sein, das insbesondere die LED-Chips und deren
Bonddrähte vor einer mechanischen Beschädigung schützt.
Weiterhin kann ein in der Kavität angeordnetes Vergussmaterial einen Leuchtstoff enthalten, um zumindest einen Teil der von den LED-Chips emittierten Strahlung zu einer längeren Wellenlänge hin zu konvertieren. Die
Vergussmasse fungiert in diesem Fall als
Lumineszenzkonversionsschicht. Mittels der
Lumineszenzkonversionsschicht wird beispielsweise durch
Farbmischung einer von den LED-Chips emittierten
ultravioletten oder blauen Strahlung und der konvertierten Strahlung Weißlicht erzeugt.
Die außerhalb der Kavität angeordneten zweiten Bereiche der Anschlusskontakte sind vorteilhaft von außen frei zugänglich, so dass das LED-Modul in den zweiten Bereichen der
Anschlusskontakte von außen kontaktiert werden kann.
Beispielsweise können die zweiten Bereiche der
Anschlusskontakte mittels eines Drahtkontakts, eines
Bandkontakts oder eines Steckkontakts an eine Stromversorgung angeschlossen werden. Die Chipkontakte an der Oberseite der LED-Chips sind jeweils mit einem der elektrischen Anschlusskontakte oder mit dem Chipkontakt eines weiteren LED-Chips elektrisch leitend verbunden. Beispielsweise können die Chipkontakte der LED- Chips jeweils mittels eines Bonddrahts mit einem der
Anschlusskontakte oder einem Chipkontakt eines benachbarten LED-Chips elektrisch leitend verbunden sein.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung sind die LED-Chips in einer Reihenschaltung angeordnet. Die Reihenschaltung kann beispielsweise derart realisiert sein, dass ein erster
Anschlusskontakt des LED-Moduls mit einem ersten Chipkontakt an einem Halbleiterbereich eines ersten Leitungstyps des ersten LED-Chips verbunden ist. Der Chipkontakt an einem zweiten Halbleiterbereich eines zweiten Leitungstyps des ersten LED-Chips ist mit dem Chipkontakt an einem ersten Halbleiterbereich eines ersten Leitungstyps des zweiten LED- Chips verbunden. Die weiteren Chipkontakte der LED-Chips sind derart miteinander verbunden, dass jeweils der Chipkontakt des Halbleiterbereichs mit dem zweiten Leitungstyp mit dem Chipkontakt des Halbleiterbereichs mit dem ersten Leitungstyp des nachfolgenden LED-Chips verbunden ist. Der Chipkontakt an einem zweiten Halbleiterbereich des zweiten Leitungstyps des letzten LED-Chips der Reihenschaltung mit einem weiteren Anschlusskontakt des LED-Moduls verbunden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die zwei Chipkontakte jedes LED-Chips jeweils derart mit zwei
benachbarten Anschlusskontakten verbunden, dass die LED-Chips in einer Reihenschaltung angeordnet sind. Jeder LED-Chip ist bei dieser Ausgestaltung mit zwei benachbarten
Anschlusskontakten verbunden, wobei zwei benachbarten LED- Chips ein gemeinsamer Anschlusskontakt zugeordnet ist.
Beispielsweise ist ein erster Anschlusskontakt mit dem ersten Chipkontakt eines ersten LED-Chips verbunden, der zweite Chipkontakt des ersten LED-Chips mit dem zweiten
Anschlusskontakt verbunden, der zweite Anschlusskontakt mit dem ersten Chipkontakt des zweiten LED-Chips verbunden, der zweite Chipkontakt des zweiten LED-Chips mit dem dritten Anschlusskontakt verbunden und so weiter. Die elektrische Verbindung zwischen zwei benachbarten LED-Chips erfolgt bei dieser Ausgestaltung also nicht durch eine direkte
elektrische Verbindung zwischen dem zweiten Chipkontakt eines Chips und dem ersten Chipkontakt des nachfolgenden LED-Chips, sondern über einen gemeinsamen elektrischen Anschlusskontakt. Das LED-Modul weist bei dieser Ausgestaltung vorteilhaft eine Anzahl von N + 1 Anschlusskontakten auf, wenn die Anzahl der LED-Chips N beträgt. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass über eine entsprechende Auswahl der Anschlusskontakte entweder alle oder nur ein Teil der LED-Chips kontaktiert werden können. Bei einem Kraftfahrzeug-Scheinwerfer kann dies beispielsweise für die Realisierung verschiedener
Beleuchtungsfunktionen, wie beispielsweise Abblendlicht und Fernlicht, genutzt werden. Die zwei Anschlusskontakte, die bei dieser Ausgestaltung vorteilhaft jedem der LED-Chips zugeordnet sind, können auch zum Testen der LED-Chips des LED-Moduls verwendet werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist der elektrisch isolierende Grundkörper des LED-Moduls mindestens eine Justagestruktur auf. Die Justagestrukturen können insbesondere Ausnehmungen für Justage- oder
Befestigungsmittel sein. Beispielsweise kann eine Halterung für das LED-Modul in die Ausnehmungen der Justagestrukturen einrasten. Die Ausnehmungen sind vorzugsweise in der Nähe einer Seitenkante des Grundkörpers angeordnet. Mittels der Justagestrukturen kann das LED-Modul auf einfache Weise in einer vorgegebenen Position in einen Kraftfahrzeug- Scheinwerfer eingebaut werden.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist das LED-Modul
Bestandteil eines Kraftfahrzeug-Scheinwerfers. Insbesondere kann das LED-Modul Bestandteil eines Frontscheinwerfers für ein Kraftfahrzeug sein.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von
Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 3 näher erläutert.
Es zeigen: Figur 1A eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch ein LED-Modul gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, Figur 1B eine schematische Darstellung einer Aufsicht auf das LED-Modul gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel,
Figur 2 eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch ein LED-Modul gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
Figur 3A eine schematische Darstellung einer Aufsicht auf ein LED-Modul gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, und
Figur 3B eine schematische Darstellung eines Querschnitts entlang der Linie AB durch das LED-Modul gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel .
Gleiche oder gleich wirkende Bestandteile sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die
dargestellten Bestandteile sowie die Größenverhältnisse der Bestandteile untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen .
Das in Figur 1A im Querschnitt und in Figur 1B in einer
Aufsicht dargestellte LED-Modul 10 weist einen elektrisch isolierenden Grundkörper 1 auf, der vorzugsweise aus einem Kunststoff gebildet ist. Der Grundkörper 1 kann insbesondere durch Formpressen hergestellt werden. Das LED-Modul 10 weist eine Bodenfläche 11 und eine der Bodenfläche 11
gegenüberliegende Montagefläche 12 auf. Die Montagefläche 12 ist zur Montage der mehreren LED-Chips 5 des LED-Moduls 10 und zur Herstellung der elektrischen Anschlüsse vorgesehen. Die Bodenfläche 11 ist zur Montage des LED-Moduls 10 auf einen Träger wie beispielsweise eine Leiterplatte vorgesehen. Der Grundkörper 1 grenzt in Teilbereichen an die Bodenfläche 11 und in Teilbereichen an die Montagefläche 12 an. An der Montagefläche 12 sind mehrere elektrische
Anschlusskontakte 2 aus einem Metall oder einer
Metalllegierung angeordnet. Die elektrischen
Anschlusskontakte 2 sind vorzugsweise derart in den
elektrisch isolierenden Grundkörper 1 eingebettet, dass sie bündig zu den an der Montagefläche 12 angeordneten Bereichen des Grundkörpers 1 verlaufen und insbesondere nicht an die Bodenfläche 11 des LED-Moduls 10 angrenzen.
Das LED-Modul 10 weist ferner eine Wärmesenke 3 auf, die derart in den Grundkörper 1 eingebettet ist, dass sie sich von der Montagefläche 12 bis zur Bodenfläche 11 des LED- Moduls 10 erstreckt. Die Wärmesenke 3 weist ein Metall oder eine Metalllegierung auf. Vorteilhaft ist die Wärmesenke 3 aus einem Metall oder einer Metalllegierung mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit, insbesondere aus Kupfer oder
Aluminium oder einer Metalllegierung mit Kupfer oder
Aluminium gebildet. Die Wärmesenke 3 bildet vorteilhaft eine thermisch leitfähige Verbindung zwischen der Montagefläche 12 und der Bodenfläche 11 des LED-Moduls 10 aus.
Das LED-Modul 10 weist mehrere LED-Chips 5 auf. Zur
Vereinfachung der Darstellung sind in Fig. 1 nur drei LED- Chips dargestellt. Das LED-Modul 10 kann aber auch mehr LED- Chips 5 aufweisen. Die LED-Chips 5 sind bei dem
Ausführungsbeispiel in einer Reihe, beispielsweise in
Abständen von etwa 100 ym, angeordnet. Alternativ könnten die LED-Chips 5 auch in einem Array angeordnet werden. Die LED- Chips 5 können beispielsweise eine Größe von jeweils etwa 1 mm x 1 mm aufweisen.
Die LED-Chips 5 weisen jeweils ein elektrisch isolierendes Trägersubstrat 4 auf. Die elektrisch isolierenden
Trägersubstrate 4 der LED-Chips 5 sind vorzugsweise aus einem Material mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit
ausgebildet. Insbesondere können die Trägersubstrate 4 der LED-Chips 5 eine Keramik wie beispielsweise SiN oder A1N aufweisen.
Die LED-Chips 5 weisen vorteilhaft jeweils kein
Aufwachssubstrat auf. Das heißt, dass ein zum epitaktischen
Aufwachsen der Halbleiterschichtenfolgen der LED-Chips 5 verwendetes Aufwachssubstrat von den
Halbleiterschichtenfolgen der LED-Chips 5 abgelöst wurde. Dies kann beispielsweise derart erfolgen, dass die
Halbleiterschichtenfolgen der LED-Chips 5 zunächst auf das Aufwachssubstrat aufgewachsen werden, wobei auf die dem
Aufwachssubstrat gegenüberliegende Oberfläche der LED-Chips 5 die elektrisch isolierenden Trägersubstrate 4 aufgebracht werden. Das Aufwachssubstrat kann nachfolgend beispielsweise mit einem Laser-Lift-Off-Prozess von den LED-Chips 5 abgelöst werden, so dass die LED-Chips 5 nachfolgend an dem
Trägersubstrat 4 auf einen Träger wie beispielsweise die
Wärmesenke 3 montiert werden können. Dadurch, dass die LED- Chips 5 kein Aufwachssubstrat aufweisen, kann die in der Halbleiterschichtenfolge der LED-Chips 5 erzeugte Wärme über die thermisch leitfähigen Trägersubstrate 4 besonders gut an die Wärmesenke 3 abgeführt werden.
Die LED-Chips 5 weisen an der Chipoberseite jeweils zwei Chipkontakte 6, 7 auf. Beispielsweise kann der erste Chipkontakt 6 jeweils mit einem p-dotierten Halbleiterbereich des LED-Chips 5 und der zweite Chipkontakt 7 mit einem n- dotierten Halbleiterbereich des LED-Chips 5 verbunden sein, oder umgekehrt. Die Chipkontakte 6, 7 sind jeweils mit einem der Anschlusskontakte 2 verbunden. Die LED-Chips 5 sind vorzugsweise in einer Reihenschaltung angeordnet.
Die elektrische Kontaktierung der LED-Chips 5 in der
Reihenschaltung erfolgt vorzugsweise derart, dass zwei benachbarten LED-Chips 5 ein gemeinsamer Anschlusskontakt 2 zugeordnet ist, mit der zwei Chipkontakte 6, 7
entgegengesetzter Polarität der beiden benachbarten LED-Chips 5 verbunden sind. Die Verbindung der beiden Chipkontakte 6, 7 zweier benachbarter LED-Chips 5 erfolgt also nicht direkt, beispielsweise durch einen von einem LED-Chip 5 zum
benachbarten LED-Chip 5 geführten Bonddraht, sondern durch einen von dem Chipkontakt 7 mit einer ersten Polarität zum gemeinsamen Anschlusskontakt 2 geführten Bonddraht 8 und einen weiteren von dem gemeinsamen Anschlusskontakt 2 zum Chipkontakt 6 mit der ersten Polarität des benachbarten LED- Chips 5 geführten Bonddraht 8.
Die Verbindung benachbarter LED-Chips 5 über jeweils einen gemeinsamen Anschlusskontakt 2 hat gegenüber einer direkten Verbindung von einem LED-Chip 5 zum benachbarten LED-Chip den Vorteil, dass durch eine Auswahl der Anschlusskontakte 2 für die externe Kontaktierung eine beliebige Anzahl von LED-Chips 5in einer Reihenschaltung kontaktiert werden kann. Dies kann insbesondere zur Realisierung verschiedener Funktionen von einem KFZ-Scheinwerfer genutzt werden, beispielsweise zur
Realisierung einer Abblendlicht- und einer Fernlichtfunktion. Durch Kontaktierung zweier benachbarter Anschlusskontakte 2 können vorteilhaft auch einzelne LED-Chips 5 kontaktiert und beispielsweise auf diese Weise getestet werden.
Mindestens zwei der elektrischen Anschlusskontakte 2 sind über eine elektrische Verbindung 9, beispielsweise
Bonddrähte, an eine Stromversorgung angeschlossen. Anstelle von Bondrähten 9 können auch Bandkontakte verwendet werden, die sich vorteilhaft durch eine hohe Stromtragfähigkeit aus zeichnen .
Die Anschlusskontakte 2 sind vorteilhaft nicht elektrisch leitend mit der Bodenfläche 11 des LED-Moduls 10 verbunden, sondern vielmehr von dem Material des elektrisch isolierenden Grundkörpers 1 von der Bodenfläche 11 elektrisch isoliert. Da auch die Wärmesenke 3 vorteilhaft durch die elektrisch isolierenden Trägersubstrate 4 von den LED-Chips 5 elektrisch isoliert ist, ist die Bodenfläche 11 des LED-Moduls 10 vorteilhaft insgesamt potentialfrei. Die elektrische
Kontaktierung des LED-Moduls 10 erfolgt also vorteilhaft ausschließlich von der Seite der Montagefläche 12 aus.
Ein Oberteil 21 des Grundkörpers 1 bildet vorteilhaft eine Kavität 13 aus, in der die LED-Chips 5 angeordnet sind. Die Innenwände 14 der Kavität 13 dienen vorteilhaft zur
Strahlformung der von den LED-Chips 5 emittierten Strahlung. Beispielsweise können die Innenwände 14 der Kavität 13 als Reflektor oder als Blenden für die von den LED-Chips 5 emittierte Strahlung dienen. Die Kavität 13 kann beispielsweise mit einem Vergussmaterial wie beispielsweise einem Silikon gefüllt sein. Dies hat zum einen den Vorteil, dass die LED-Chips 5 sowie die zu den Chipkontakten 6, 7 geführten Bonddrähte 8 vor äußeren Einwirkungen geschützt werden. Weiterhin kann das Vergussmaterial mit einem Leuchtstoff gefüllt sein, um zumindest einen Teil der von den LED-Chips 5 emittierten Strahlung zu einer längeren Wellenlänge hin zu konvertieren. Auf diese Weise kann beispielsweise mit im blauen
Spektralbereich emittierenden LED-Chips 5 Weißlicht erzeugt werden .
Ein Teilbereich des Oberteils 21 des Grundkörpers 1 ist vorteilhaft derart auf den Anschlusskontakten 2 angeordnet, dass es die Anschlusskontakte 2 in erste Bereiche 2a und zweite Bereiche 2b unterteilt. Die ersten Bereiche 2a der Anschlusskontakte 2 sind den LED-Chips 5 zugewandt und innerhalb der Kavität 13 angeordnet. Diese Bereiche 2a dienen vorteilhaft zum Anschluss der Chipkontakte 6, 7 der LED-Chips 5 an die Anschlusskontakte 2 mittels Bonddrähten 8. Die zweiten Bereiche 2b der Anschlusskontakte 2 sind außerhalb der Kavität 13 angeordnet und somit von außen frei
zugänglich. Diese Bereiche 2b sind zur externen Kontaktierung der Anschlusskontakte 2, beispielsweise zur elektrischen Verbindung mit der Leiterbahn einer Leiterplatte mittels eines Bonddrahts 9 vorgesehen.
Bei dem in Figur 2 in einem Querschnitt dargestellten
Ausführungsbeispiel ist das LED-Modul 10 auf eine
Metallkernplatine 15 montiert worden. Der Aufbau des LED- Moduls 10 entspricht dem ersten Ausführungsbeispiel und wird daher nicht nochmals näher erläutert. Die Metallkernplatine 15 weist einen Metallkern 16 mit einer darauf aufgebrachten elektrisch isolierenden Schicht 17 auf, wobei auf die elektrisch isolierende Schicht 17 eine zu einer oder mehreren Leiterbahnen strukturierte elektrisch leitende Schicht 18 aufgebracht ist. Die elektrisch isolierende
Schicht 17 ist beispielsweise aus FR4 gebildet. Die
elektrisch leitende Schicht 18 weist beispielsweise Kupfer, Nickel, Gold, eine Legierung mit mindestens einem dieser Materialien, oder eine Schichtenfolge aus einem oder mehreren dieser Materialien auf. Der Metallkern 16 ist vorzugsweise aus einem Metall oder einer Metalllegierung mit guter
Wärmeleitfähigkeit gebildet, insbesondere aus Aluminium, Kupfer oder Legierungen mit Aluminium und/oder Kupfer.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung sind die elektrisch leitende Schicht 18 und die elektrisch isolierende Schicht 17 in dem Bereich, in dem das LED-Modul 10 auf die
Metallkernplatine 15 montiert ist, von dem Metallkern 16 entfernt. Dies ermöglicht es vorteilhaft, das LED-Modul 10 unmittelbar auf den Metallkern 16 der Metallkernplatine 15 zu löten oder zu kleben. Auf diese Weise wird der
Wärmewiderstand zwischen den LED-Chips 5 und dem Metallkern 16 vorteilhaft verringert.
Besonders bevorzugt ist das LED-Modul 10 mit einem Leitkleber 19, der Silber enthält, insbesondere mit einem silberhaltigen Epoxid-Leitkleber, auf den Metallkern 16 geklebt. Die in den LED-Chips 5 generierte Wärme kann auf diese Weise besonders gut über die Trägersubstrate 4, die Wärmesenke 3 und den Leitkleber 19 an den Metallkern 16 abgegeben werden.
Vorzugsweise beträgt der gesamt thermische Widerstand
zwischen den LED-Chips 5 und dem Metallkern 16 nur 1 K/W oder weniger .
Die Wärmesenke 3 und der Metallkern 16 sind vorzugsweise aus dem gleichen Metall oder der gleichen Metalllegierung
gebildet. Dies hat den Vorteil, dass durch Temperaturänderungen bedingte mechanische Spannungen zwischen der Wärmesenke 3 und dem Metallkern 16 vermindert werden. Die Langzeitstabilität des LED-Moduls 10 wird auf diese Weise verbessert .
In den Figuren 3A und 3B ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines LED-Moduls 20 in einer Aufsicht und einem (nicht maßstabsgerechten) Querschnitt entlang der in der Aufsicht eingezeichneten Linie AB dargestellt. Das LED-Modul 20 unterscheidet sich von den beiden vorherigen
Ausführungsbeispielen zum einen dadurch, dass eine
Reihenschaltung der LED-Chips 5 dadurch realisiert ist, dass der erste LED-Chip 5 und der letzte LED-Chip 5 der
Reihenschaltung jeweils mit einem der Anschlusskontakte 2 verbunden sind, wobei die Verbindungen zwischen den
benachbarten LED-Chips 5 aber nicht über einen gemeinsamen Anschlusskontakt, sondern durch Verbindungen mittels
Bonddrähten 8 zwischen den benachbarten LED-Chips erfolgt. Es sind also nur jeweils ein Anschlusskontakt 2 für den ersten LED-Chip 5 der Reihenschaltung und den letzten LED-Chip 5 der Reihenschaltung vorgesehen. Eine derartige Kontaktierung kann insbesondere dann erfolgen, wenn nicht vorgesehen ist, einen oder mehrere der LED-Chips 5 der Reihenschaltung separat zu kontaktieren .
Bei dem Ausführungsbeispiel der Figuren 3A und 3B sind in den Randbereichen des Grundkörpers 1 Justagestrukturen 22
ausgebildet. Die Justagestrukturen 22 sind beispielsweise in dem Grundkörper 1 eingebettete Strukturen aus einem Metall, die Ausnehmungen 23 aufweisen. In die Ausnehmungen 23 der Justagestrukturen 22 können von außen Justage- oder
Befestigungsmittel eingreifen. Auf diese Weise wird die
Montage des LED-Moduls 20 an einer vorbestimmten Position, beispielsweise in einem Kraftfahrzeug-Scheinwerfer erleichtert. Das LED-Modul 20 kann insbesondere Bestandteil eines Kraftfahrzeug-Schweinwerfers sein. Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die
Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von
Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den
Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.

Claims

LED-Modul (10) mit - einem elektrisch isolierenden Grundkörper (1), - einer Bodenfläche (11) und einer der Bodenfläche (11) gegenüberliegende Montagefläche (12), - mehreren an der Montagefläche (12) angeordneten elektrischen Anschlusskontakten (2), wobei die Anschlusskontakte (2) nicht an die Bodenfläche (11) angrenzen, - einer in dem Grundkörper (1) angeordneten Wärmesenke (3), die sich von der Montagefläche (12) bis zur Bodenfläche (11) erstreckt, und - mehreren LED-Chips (5), die jeweils ein elektrisch isolierendes Trägersubstrat (4) an einer Chipunterseite und jeweils zwei Chipkontakte (6, 7) an einer Chipoberseite aufweisen, wobei die LED-Chips (5) jeweils mit dem elektrisch isolierendem Trägersubstrat (4) auf der Wärmesenke (3) angeordnet sind. LED-Modul nach Anspruch 1, wobei die elektrisch isolierenden Trägersubstrate (4) der LED-Chips (5) A1N oder SiN aufweisen. LED-Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die LED-Chips (5) kein Aufwachssubstrat aufweisen LED-Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bodenfläche (11) des LED-Moduls (10) keine elektrischen Anschlusskontakte aufweist. LED-Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das LED-Modul (10) an der Bodenfläche (11) auf eine Metallkernplatine (15) montiert ist. LED-Modul nach Anspruch 5, wobei die Wärmesenke (3) mit einem Metallkern (16) der Metallkernplatine (15) verbunden ist. LED-Modul nach Anspruch 6, wobei die Wärmesenke (3) und der Metallkern (16) aus dem gleichen Metall oder der gleichen Metalllegierung gebildet sind. LED-Modul nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Wärmesenke (3) mittels eines Leitklebers (19), der Silber enthält, mit dem Metallkern (16) der Metallkernplatine (15) verbunden ist. LED-Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein oberhalb der Montagefläche (12) angeordnetes Oberteil (21) des elektrisch isolierenden Grundkörpers
(1) eine Kavität (13) ausbildet, in der die LED-Chips (5) angeordnet sind.
LED-Modul nach Anspruch 9,
wobei ein Teilbereich des Oberteils (21) derart auf den Anschlusskontakten (2) angeordnet ist, dass ein den LED- Chips (5) zugewandter erster Bereich (2a) der
Anschlusskontakte (2) in der Kavität (13) angeordnet ist, und ein zweiter Bereich (2b) der Anschlusskontakte
(2) außerhalb der Kavität (13) angeordnet ist. LED-Modul nach Anspruch 9 oder 10,
wobei ein Vergussmaterial in der Kavität (13) angeordnet ist .
LED-Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Chipkontakte (6, 7) der LED-Chips (5) jeweils mit einem der elektrischen Anschlusskontakte (2) elektrisch leitend verbunden sind.
LED-Modul nach Anspruch 12,
wobei die Chipkontakte (6, 7) jedes LED-Chips (5) jeweils derart mit zwei benachbarten Anschlusskontakten (2) verbunden sind, dass die LED-Chips (5) in einer Reihenschaltung angeordnet sind.
LED-Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Grundkörper (1) mindestens eine
Justagestruktur (22) aufweist. 15. LED-Modul nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das LED-Modul (10) Bestandteil eines
Kraftfahrzeug-Scheinwerfers ist.
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