DE102012101560A1 - light emitting diode device - Google Patents

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Abstract

Es wird eine Leuchtdiodenvorrichtung (1) angegeben, die einen Träger (2), einen Leuchtdiodenchip (3) und zumindest ein elektrisches Bauelement (41) aufweist. Der Träger (2) weist eine erste Kavität (51) und zumindest eine davon optisch getrennte zweite Kavität (52) auf. Weiterhin sind der Leuchtdiodenchip (3) in der ersten Kavität (51) und das zumindest eine elektrische Bauelement (41) in der zumindest einen zweiten Kavität (52) zumindest teilweise versenkt angeordnet.The invention relates to a light-emitting diode device (1) which has a carrier (2), a light-emitting diode chip (3) and at least one electrical component (41). The carrier (2) has a first cavity (51) and at least one optically separate second cavity (52). Furthermore, the light-emitting diode chip (3) in the first cavity (51) and the at least one electrical component (41) in the at least one second cavity (52) are at least partially recessed.

Description

Es wird eine Leuchtdiodenvorrichtung angegeben, die einen Leuchtdiodenchip und zumindest ein elektrisches Bauelement aufweist.The invention relates to a light-emitting diode device which has a light-emitting diode chip and at least one electrical component.

Es sind Licht emittierende Dioden („LEDs“) bekannt, bei denen ein LED-Chip und ein Schutzbauelement auf einem ebenen Träger angeordnet sind. Durch das Schutzbauelement kann vom LED-Chip emittiertes Licht abgeschattet werden.There are light-emitting diodes ("LEDs") are known in which an LED chip and a protective device are arranged on a flat support. By the protective device can be shaded light emitted by the LED chip light.

Es ist eine Aufgabe zumindest einiger Ausführungsformen, eine Leuchtdiodenvorrichtung anzugeben.It is an object of at least some embodiments to provide a light emitting diode device.

Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand gemäß dem unabhängigen Patentanspruch gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des Gegenstandes gehen weiterhin aus den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen hervor.This object is achieved by an article according to the independent claim. Advantageous embodiments and further developments of the subject matter will become apparent from the dependent claims, the following description and from the drawings.

Eine Leuchtdiodenvorrichtung gemäß zumindest einer Ausführungsform weist einen Träger auf. Der Träger kann einen Grundkörper umfassen, wobei der Grundkörper vorzugsweise eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweist. A light-emitting diode device according to at least one embodiment has a carrier. The carrier may comprise a base body, wherein the base body preferably has a good thermal conductivity.

Beispielsweise kann der Träger einen elektrisch isolierenden Grundkörper aufweisen. Der elektrisch isolierende Grundkörper weist zum Beispiel ein keramisches Material auf oder besteht aus einem keramischen Material. Vorzugsweise weist der Grundkörper mindestens eines der Materialien aus Aluminiumoxid oder Aluminiumnitrid oder eine Keramik des Typs LTCC („low temperature cofired ceramics“) auf oder besteht aus einem dieser Materialien. Weiterhin ist es möglich, dass der Grundkörper ein organisches Material aufweist. Beispielsweise umfasst der Grundkörper eine Leiterplatte, die ein organisches Material aufweist.For example, the carrier may have an electrically insulating base body. The electrically insulating base body has, for example, a ceramic material or consists of a ceramic material. Preferably, the base body comprises at least one of the materials of aluminum oxide or aluminum nitride or a ceramic of the type LTCC ("low temperature cofired ceramics") or consists of one of these materials. Furthermore, it is possible that the base body comprises an organic material. For example, the main body comprises a printed circuit board which comprises an organic material.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Träger einen metallischen Grundkörper auf oder besteht aus einem metallischen Grundkörper. Beispielsweise weist der metallische Grundkörper Aluminium oder Kupfer auf oder besteht aus einem dieser Materialien.According to a further embodiment, the carrier has a metallic base body or consists of a metallic base body. For example, the metallic base body comprises aluminum or copper or consists of one of these materials.

Die Leuchtdiodenvorrichtung weist weiterhin einen Leuchtdiodenchip auf. Vorzugsweise weist der Leuchtdiodenchip mindestens eines der folgenden Materialien auf: Galliumphosphid (GaP), Galliumnitrid (GaN), Galliumarsenphosphid (GaAsP), Aluminiumgalliumindiumphosphid (AlGaInP), Aluminiumgalliumphosphid (AlGaP), Aluminiumgalliumarsenid (AlGaAs), Indiumgalliumnitrid (InGaN), Aluminiumnitrid (AlN), Aluminiumgalliumnitrid (AlGaN), Aluminiumgalliumindiumnitrid (AlGaInN), Zinkselenid (ZnSe). The light-emitting diode device furthermore has a light-emitting diode chip. The light-emitting diode chip preferably comprises at least one of the following materials: gallium phosphide (GaP), gallium nitride (GaN), gallium arsenic phosphide (GaAsP), aluminum gallium indium phosphide (AlGaInP), aluminum gallium phosphide (AlGaP), aluminum gallium arsenide (AlGaAs), indium gallium nitride (InGaN), aluminum nitride (AlN) , Aluminum gallium nitride (AlGaN), aluminum gallium indium nitride (AlGaInN), zinc selenide (ZnSe).

Des Weiteren weist die Leuchtdiodenvorrichtung zumindest ein elektrisches Bauelement auf. Vorzugsweise ist das zumindest eine elektrische Bauelement ein diskretes elektrisches Bauelement, das keine optoelektronischen Eigenschaften aufweist. Das kann insbesondere bedeuten, dass es sich bei dem zumindest einen elektrischen Bauelement weder um ein Licht emittierendes noch um ein Licht empfangendes elektrisches Bauelement handelt. Das zumindest eine elektrische Bauelement kann beispielsweise mit dem Leuchtdiodenchip verschaltet sein, um, wie weiter unten beschrieben ist, den Leuchtdiodenchip vor schädigenden elektrischen Einflüssen wie etwa elektrostatischen Entladungen oder einer Überbestromung zu schützen.Furthermore, the light-emitting diode device has at least one electrical component. Preferably, the at least one electrical component is a discrete electrical component that has no optoelectronic properties. This may mean in particular that the at least one electrical component is neither a light-emitting nor a light-receiving electrical component. The at least one electrical component may, for example, be connected to the LED chip in order, as described below, to protect the LED chip from damaging electrical influences such as electrostatic discharges or overcurrent.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Träger eine erste Kavität und zumindest eine zweite Kavität auf. Die Kavitäten sind beispielsweise durch Vertiefungen an Oberflächen des Trägers und insbesondere des Grundkörpers gebildet. According to a further embodiment, the carrier has a first cavity and at least one second cavity. The cavities are formed, for example, by depressions on surfaces of the carrier and in particular of the base body.

Vorzugsweise ist der Leuchtdiodenchip in der ersten Kavität zumindest teilweise versenkt angeordnet. Beispielsweise kann der Leuchtdiodenchip so in der ersten Kavität angeordnet sein, dass Bereiche des Leuchtdiodenchips über die Kavität hinausragen können. In diesem Fall kann insbesondere vorteilhaft sein, wenn ein aktiver Bereich des Leuchtdiodenchips, in dem im Betrieb Licht erzeugt wird, unterhalb einer Oberkante der ersten Kavität angeordnet ist. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Leuchtdiodenchip in der ersten Kavität vollständig versenkt angeordnet. Dass ein Bauteil in einer Kavität „vollständig versenkt angeordnet“ ist, kann dabei insbesondere bedeuten, dass die Kavität eine Tiefe aufweist, die größer oder gleich einer Höhe des in der Kavität angeordneten Bauteils ist, so dass kein Bereich des Bauteils über die Kavität hinausragt.Preferably, the LED chip in the first cavity is at least partially sunk. For example, the light-emitting diode chip can be arranged in the first cavity such that regions of the light-emitting diode chip can project beyond the cavity. In this case, it can be particularly advantageous if an active region of the light-emitting diode chip, in which light is generated during operation, is arranged below an upper edge of the first cavity. According to a preferred embodiment, the light-emitting diode chip is arranged completely sunk in the first cavity. The fact that a component in a cavity is arranged "completely submerged" may in particular mean that the cavity has a depth which is greater than or equal to a height of the component arranged in the cavity, so that no region of the component protrudes beyond the cavity.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die erste Kavität eine Bodenfläche sowie Seitenflächen auf. Die Seitenflächen verlaufen vorzugsweise schräg zur Bodenfläche. Beispielsweise schließen die Seitenflächen mit der Bodenfläche jeweils einen Winkel zwischen 120° und 150° ein. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform schließen die Seitenflächen mit der Bodenfläche jeweils einen Winkel zwischen 130° und 140° ein. According to a further embodiment, the first cavity has a bottom surface and side surfaces. The side surfaces preferably run obliquely to the bottom surface. For example, the side surfaces with the bottom surface each include an angle between 120 ° and 150 °. According to a preferred embodiment, the side surfaces with the bottom surface in each case an angle between 130 ° and 140 °.

Besonders bevorzugt schließen die Seitenflächen mit der Bodenfläche jeweils einen Winkel von 135° ein.Particularly preferably, the side surfaces with the bottom surface each enclose an angle of 135 °.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die erste Kavität eine reflektierende Schicht auf. Beispielsweise können die Seitenflächen und/oder die Bodenfläche der ersten Kavität mit der reflektierenden Schicht beschichtet sein. According to a further embodiment, the first cavity has a reflective layer. For example, the side surfaces and / or the bottom surface of the first cavity may be coated with the reflective layer.

Mittels der schräg zur Bodenfläche verlaufenden Seitenflächen der ersten Kavität sowie der auf den Seitenflächen und/oder der Bodenfläche angeordneten reflektierenden Schicht kann eine besonders gute Ausbeute des von dem Leuchtdiodenchip emittierten Lichts erzielt werden, da der Teil des Lichts, der vom Leuchtdiodenchip im Betrieb in Richtung der Seitenwände und/oder der Bodenfläche der ersten Kavität abgestrahlt wird, aus der Kavität hinaus reflektiert werden kann. By means of the obliquely to the bottom surface extending side surfaces of the first cavity and arranged on the side surfaces and / or the bottom surface reflective layer, a particularly good yield of light emitted from the LED chip can be achieved because the portion of the light from the LED chip in operation in the direction the side walls and / or the bottom surface of the first cavity is radiated out of the cavity can be reflected.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das zumindest eine elektrische Bauelement in der zumindest einen zweiten Kavität zumindest teilweise versenkt angeordnet. Beispielsweise können Bereiche des zumindest einen elektrischen Bauelements über die zumindest eine zweite Kavität hinausragen. Besonders bevorzugt ist das zumindest eine elektrische Bauelement in der zumindest einen zweiten Kavität vollständig versenkt angeordnet. Vorzugsweise ragen dabei keine Bereiche des zumindest einen elektrischen Bauelements aus der Kavität heraus. Dadurch kann vorteilhafterweise erreicht werden, dass eine Abschattung des vom Leuchtdiodenchip im Betrieb der Leuchtdiodenvorrichtung emittierten Lichts durch das zumindest eine elektrische Bauelement oder durch Teile des zumindest einen elektrischen Bauelements verhindert wird.According to a further embodiment, the at least one electrical component is at least partially recessed in the at least one second cavity. For example, areas of the at least one electrical component may protrude beyond the at least one second cavity. Particularly preferably, the at least one electrical component in the at least one second cavity is arranged completely submerged. Preferably, no regions of the at least one electrical component protrude out of the cavity. As a result, it can advantageously be achieved that shading of the light emitted by the light-emitting diode chip during operation of the light-emitting diode device is prevented by the at least one electrical component or by parts of the at least one electrical component.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die erste Kavität auf dem Träger von der zweiten Kavität optisch getrennt angeordnet. Der Ausdruck „optisch getrennt“ kann hierbei insbesondere bedeuten, dass vom Leuchtdiodenchip emittiertes Licht nicht unmittelbar auf die Kavität treffen kann, dass heißt die Kavität nicht direkt anstrahlen kann, ohne beispielsweise vorher reflektiert zu werden. According to a further embodiment, the first cavity on the carrier is arranged optically separated from the second cavity. The term "optically separated" may in this case mean, in particular, that light emitted by the light-emitting diode chip can not impinge directly on the cavity, that is, the cavity can not directly illuminate without, for example, being previously reflected.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Leuchtdiodenvorrichtung einen Träger, einen Leuchtdiodenchip und zumindest ein elektrisches Bauelement auf, wobei der Träger eine erste Kavität und zumindest eine davon optisch getrennte zweite Kavität aufweist, und wobei der Leuchtdiodenchip in der ersten Kavität und das zumindest eine elektrische Bauelement in der zumindest einen zweiten Kavität zumindest teilweise und bevorzugt vollständig versenkt angeordnet sind.According to a particularly preferred embodiment, the light-emitting diode device has a carrier, a light-emitting diode chip and at least one electrical component, the carrier having a first cavity and at least one optically separate second cavity, and wherein the light-emitting diode chip in the first cavity and the at least one electrical component in the at least one second cavity are arranged at least partially and preferably completely submerged.

Bei der hier beschriebenen Leuchtdiodenvorrichtung kann erreicht werden, dass die Leuchtdiodenvorrichtung besonders geringe Abmessungen, insbesondere eine besonders geringe Bauhöhe, aufweist, was beim Design von Leuchtdiodenvorrichtungen eine immer wichtigere Rolle spielt. Speziell bei mobilen Anwendungen, zum Beispiel für einen integrierten LED-Kamerablitz in Smartphones oder Digitalkameras, sollen Leuchtdiodenchip sowie weitere diskrete Bauelemente möglichst wenig Platz einnehmen. In the case of the light-emitting diode device described here, it can be achieved that the light-emitting diode device has particularly small dimensions, in particular a particularly low structural height, which plays an increasingly important role in the design of light-emitting diode devices. Especially in mobile applications, for example, for an integrated LED camera flash in smart phones or digital cameras, light-emitting diode chip and other discrete components should take up as little space as possible.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das zumindest eine elektrische Bauelement ein ESD-Schutzbauelement, wobei „ESD“ hier und im Folgenden für „electrostatic discharge“ steht. Das ESD-Schutzbauelement dient vorzugsweise zum Schutz des Leuchtdiodenchips vor Überspannungen, insbesondere vor elektrostatischen Entladungen. Im Allgemeinen sind Leuchtdiodenchips sehr sensitiv gegenüber elektrostatischen Entladungen, insbesondere bei solchen mit einem Spannungswert von größer als 100 Volt, und müssen daher durch Schutzbauelemente geschützt werden. Beispielsweise kann das ESD-Schutzbauelement in Form eines Mehrschichtvaristors, auch als Multi-Layer-Varistor (MLV) bezeichnet, ausgeführt sein. Weiterhin ist es möglich, dass das ESD-Schutzbauelement in Form einer Supressordiode, insbesondere einer Transient-Voltage-Suppressor-Diode (TVS-Diode), ausgeführt ist.According to a further embodiment, the at least one electrical component is an ESD protection component, "ESD" here and hereinafter standing for "electrostatic discharge". The ESD protection component is preferably used to protect the LED chip from overvoltages, especially against electrostatic discharges. In general, light-emitting diode chips are very sensitive to electrostatic discharges, especially those with a voltage greater than 100 volts, and therefore must be protected by protective devices. By way of example, the ESD protection component may be designed in the form of a multilayer varistor, also referred to as a multi-layer varistor (MLV). Furthermore, it is possible for the ESD protection component to be in the form of a suppressor diode, in particular a transient voltage suppressor diode (TVS diode).

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das ESD-Schutzbauelement ein Multi-Layer-Varistor, der eine Varistorkeramik aufweist. Vorzugsweise weist die Varistorkeramik ein System aus ZnO-Pr, ZnO-Bi-Sb, SrTiO3 oder SiC auf oder besteht daraus. Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das ESD-Schutzbauelements eine Keramik, die ein Komposit aus einem Varistormaterial und einem Metall aufweist oder daraus besteht.According to a further embodiment, the ESD protection component is a multi-layer varistor which has a varistor ceramic. Preferably, the varistor ceramic has or consists of a system of ZnO-Pr, ZnO-Bi-Sb, SrTiO 3 or SiC. According to a further embodiment, the ESD protection component comprises a ceramic comprising or consisting of a composite of a varistor material and a metal.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das zumindest eine elektrische Bauelement mindestens zwei Kontaktflächen auf. Vorzugsweise sind die Kontaktflächen lötbar. Beispielsweise weisen die Kontaktflächen eine Legierung oder eine Schichtfolge mit einer der folgenden Materialkombinationen auf oder bestehen daraus: Cu/Ni/Au, Cr/Ni/Au, Cr/Cu/Ni/Au.According to a further embodiment, the at least one electrical component has at least two contact surfaces. Preferably, the contact surfaces are solderable. For example, the contact surfaces have an alloy or a layer sequence with one of the following material combinations or consist thereof: Cu / Ni / Au, Cr / Ni / Au, Cr / Cu / Ni / Au.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das zumindest eine elektrische Bauelement ein Thermistorbauelement. Das Thermistorbauelement kann beispielsweise als sogenanntes NTC-Thermistorbauelement ausgeführt sein, wobei „NTC“ für „negative temperature coefficient“ steht. Ein NTC-Thermistorbauelement zeichnet sich dadurch aus, dass Strom bei hohen Temperaturen besser geleitet wird als bei niedrigen Temperaturen. Daher wird kann das NTC-Thermistorbauelement auch als Heißleiter bezeichnet werden.According to a further embodiment, the at least one electrical component is a thermistor component. The thermistor device can be designed, for example, as a so-called NTC thermistor device, where "NTC" stands for "negative temperature coefficient". An NTC thermistor device is characterized in that current is better conducted at high temperatures than at low temperatures. Therefore, the NTC thermistor device can also be referred to as a thermistor.

Vorzugsweise funktioniert das NTC-Thermistorbauelement als thermischer Sensor. Der thermische Sensor ist vorzugsweise mit dem Leuchtdiodenchip verschaltet. Beispielsweise kann der thermische Sensor zur Regulierung eines Steuerstroms des Leuchtdiodenchips beitragen, so dass dieser schonend betrieben werden kann. Dadurch kann vorteilhafterweise die Lebensdauer des Leuchtdiodenchips erhöht werden. Preferably, the NTC thermistor device functions as a thermal sensor. The thermal sensor is preferably connected to the LED chip. For example, the thermal sensor can contribute to the regulation of a control current of the LED chip, so that it can be operated gently. As a result, advantageously, the life of the LED chip can be increased.

Weiterhin ist es möglich, dass das Thermistorbauelement als sogenanntes PTC-Thermistorbauelement ausgeführt ist, wobei „PTC“ für „positive temperature coefficient“ steht. Das PTC-Thermistorbauelement ist vorzugsweise mit dem Leuchtdiodenchip verschaltet. Bei einem PTC-Thermistorbauelement wird Strom bei niedrigen Temperaturen besser geleitet als bei hohen Temperaturen, weshalb das PTC-Thermistorbauelement auch als Kaltleiter bezeichnet wird. Vorzugsweise funktioniert das PTC-Thermistorbauelement als Überstromschutzelement und schützt den Leuchtdiodenchip vor zu hohen Betriebsströmen, wodurch die Lebensdauer des Leuchtdiodenchips gesteigert werden kann. Furthermore, it is possible for the thermistor component to be designed as a so-called PTC thermistor component, where "PTC" stands for "positive temperature coefficient". The PTC thermistor component is preferably connected to the LED chip. In a PTC thermistor device, current is better conducted at low temperatures than at high temperatures, which is why the PTC thermistor device is also referred to as a PTC thermistor. Preferably, the PTC thermistor device functions as an overcurrent protection element and protects the LED chip from excessive operating currents, whereby the life of the LED chip can be increased.

Die zumindest eine zweite Kavität kann beispielsweise in derselben Oberfläche des Trägers wie die erste Kavität angeordnet sein, wodurch beispielsweise der Leuchtdiodenchip und das zumindest eine elektrische Bauelement in der zumindest einen zweiten Kavität über kurze Leitungsbahnen miteinander verschaltet werden können.The at least one second cavity can be arranged, for example, in the same surface of the carrier as the first cavity, whereby, for example, the light-emitting diode chip and the at least one electrical component in the at least one second cavity can be interconnected via short conduction paths.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die zumindest eine zweite Kavität auf einer der ersten Kavität gegenüberliegenden Seite des Trägers angeordnet. Beispielsweise weist eine Oberfläche des Grundkörpers, die der mit der ersten Kavität versehenen Oberfläche des Trägers, die die Oberseite des Trägers bilden kann, gegenüberliegt, eine Vertiefung auf, die die zumindest eine zweite Kavität bildet. Dadurch kann vorteilhafterweise erreicht werden, dass die Leuchtdiodenvorrichtung besonders kompakt ausgeführt werden kann. Weiterhin kann durch eine derartige Anordnung verhindert werden, dass ein in der zweiten Kavität angeordnetes elektrisches Bauelement eine Lichtabstrahlung des Leuchtdiodenchips teilweise abschirmt.According to a further embodiment, the at least one second cavity is arranged on an opposite side of the first cavity of the carrier. For example, a surface of the base body, which faces the surface of the carrier provided with the first cavity, which may form the upper side of the carrier, has a depression which forms the at least one second cavity. This can advantageously be achieved that the light-emitting diode device can be made very compact. Furthermore, it can be prevented by such an arrangement that an electrical component arranged in the second cavity partially shields a light emission of the light-emitting diode chip.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zumindest ein weiteres elektrisches Bauelement vollständig versenkt in der zumindest einen zweiten Kavität angeordnet. Mit anderen Worten kann die zumindest eine zweite Kavität so ausgebildet sein, dass zumindest zwei elektrische Bauelemente darin angeordnet werden können. Dadurch kann ein besonders kompaktes Design einer Leuchtdiodenvorrichtung, die einen Leuchtdiodenchip und zumindest zwei elektrische Bauelemente aufweist, erreicht werden.According to a further embodiment, at least one further electrical component is arranged completely sunk in the at least one second cavity. In other words, the at least one second cavity can be designed so that at least two electrical components can be arranged therein. As a result, a particularly compact design of a light-emitting diode device having a light-emitting diode chip and at least two electrical components can be achieved.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der der Träger eine weitere zweite Kavität auf, in der ein weiteres elektrisches Bauelement vollständig versenkt angeordnet ist. Die weitere zweite Kavität kann beispielsweise auf derselben Seite des Trägers angeordnet sein, auf der die erste Kavität angeordnet ist. Alternativ kann die weitere zweite Kavität beispielsweise auf der der ersten Kavität gegenüberliegenden Seite des Trägers angeordnet sein.According to a further embodiment, the carrier has a further second cavity, in which a further electrical component is arranged completely submerged. The further second cavity can be arranged, for example, on the same side of the carrier on which the first cavity is arranged. Alternatively, the further second cavity may be arranged, for example, on the side of the carrier opposite the first cavity.

Gemäß einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform weist die Leuchtdiodenvorrichtung ein ESD-Schutzbauelement, ein NTC-Thermistorbauelement und ein PTC-Thermistorbauelement auf, die in jeweils einer eigenen zweiten Kavität oder auch zu Zweien oder Dreien in einer selben zweiten Kavität vollständig versenkt angeordnet sind. Dadurch kann bei einer solchen Leuchtdiodenvorrichtung eine Integration von Schutzbauelementen gegen elektrostatische Entladungen, beispielsweise in Form eines MLV oder einer TVS-Diode, Schutzbauelementen gegen Überströme, beispielsweise in Form eines PTC-Thermistorbauelements, und von Temperatursensoren, beispielsweise in Form eines NTC-Thermistorbauelements, zusammen mit einer besonders geringen Bauhöhe der Leuchtdiodenvorrichtung erreicht werden. According to a further, preferred embodiment, the light-emitting diode device has an ESD protection component, an NTC thermistor component and a PTC thermistor component, which are arranged completely submerged in a respective second cavity or even in two or three threes in a same second cavity. As a result, in such a light-emitting diode device, an integration of protective components against electrostatic discharges, for example in the form of an MLV or a TVS diode, protection components against overcurrents, for example in the form of a PTC thermistor device, and of temperature sensors, for example in the form of an NTC thermistor device together can be achieved with a particularly low height of the light emitting diode device.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Träger einen isolierenden Grundkörper auf, der als Wärme ableitendes Element für den Leuchtdiodenchip und/oder das zumindest ein elektrische Bauelement vorgesehen und eingerichtet ist.According to a further embodiment, the carrier has an insulating base body, which is provided and arranged as a heat-dissipating element for the LED chip and / or the at least one electrical component.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der isolierende Grundkörper Vias auf. Via steht für „vertical interconnect access“ und bezeichnet eine Durchkontaktierung. Vorzugsweise ist zumindest ein Via als thermisches Via ausgeführt, also als thermisch leitende Durchkontaktierung. Weiterhin können mehrere oder alle Vias als thermische Vias ausgebildet sein. Das zumindest eine thermische Via kann vorteilhafterweise die Abführung von Wärme weg vom Leuchtdiodenchip verbessern. Vorzugsweise weist das zumindest eine thermische Via ein Material mit einer guten thermischen Leitfähigkeit auf. Beispielsweise kann das zumindest eine Via von der Bodenfläche der ersten Kavität zu einer von der ersten Kavität abgewandten, insbesondere gegenüber liegenden, Oberfläche des Trägers reichen. Beispielsweise weist das zumindest eine Via Kupfer, Silber oder Silber-Palladium auf oder besteht daraus. Weiterhin kann es auch möglich sein, das zumindest ein Via vorgesehen ist, das als elektrische Zuleitung zwischen dem Leuchtdiodenchip und einer auf einer der ersten Kavität abgewandten Oberfläche des Trägers angeordneten elektrischen Anschlussfläche in Form einer Metallisierung dient.According to a further embodiment, the insulating base body has vias. Via stands for "vertical interconnect access" and refers to a via. Preferably, at least one via is designed as a thermal via, ie as a thermally conductive via. Furthermore, several or all vias may be formed as thermal vias. The at least one thermal via can advantageously improve the dissipation of heat away from the light-emitting diode chip. Preferably, the at least one thermal via has a material with a good thermal conductivity. By way of example, the at least one via can extend from the bottom surface of the first cavity to a surface of the carrier which faces away from the first cavity, in particular opposite one another. For example, the at least one via comprises or consists of copper, silver or silver-palladium. Furthermore, it may also be possible for at least one via to be provided, which serves as electrical supply line between the light-emitting diode chip and an electrical connection surface in the form of a metallization arranged on a surface of the carrier facing away from the first cavity.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die erste Kavität zumindest teilweise von einer Schutzbeschichtung bedeckt. Vorzugsweise ist der Leuchtdiodenchip von der Schutzbeschichtung zumindest teilweise umschlossen. Die Schutzbeschichtung kann als Linse der Leuchtdiodenvorrichtung dienen. Weiterhin ist es möglich, dass die zumindest eine zweite Kavität und/oder das zumindest eine elektrische Bauelement von der Schutzbeschichtung zumindest teilweise bedeckt sind. Die Schutzbeschichtung weist vorzugsweise Silikon auf oder besteht aus Silikon.According to a further embodiment, the first cavity is at least partially covered by a protective coating. Preferably, the LED chip is at least partially enclosed by the protective coating. The protective coating can serve as a lens of the light-emitting diode device. Furthermore, it is possible that the at least one second cavity and / or the at least one electrical component are at least partially covered by the protective coating. The Protective coating preferably comprises silicone or is silicone.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Träger auf einer der ersten Kavität abgewandten Seite eine Metallisierung auf. Die Metallisierung kann sich über die gesamte, der ersten Kavität abgewandten Seite des Trägers erstrecken. Alternativ kann sich die Metallisierung über einen Teilbereich der der ersten Kavität abgewandten Seite des Trägers erstrecken. Vorzugsweise dient die Metallisierung zum elektrischen Anschluss der Leuchtdiodenvorrichtung, beispielsweise an ein Substrat oder an eine Leiterplatte.According to a further embodiment, the carrier has a metallization on a side facing away from the first cavity. The metallization may extend over the entire, the first cavity facing away from the carrier. Alternatively, the metallization may extend over a portion of the first cavity side facing away from the carrier. The metallization preferably serves for the electrical connection of the light-emitting diode device, for example to a substrate or to a printed circuit board.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Träger einen Grundkörper auf, der einen keramischen Teilkörper und einen metallischen Teilkörper umfasst. Vorzugsweise sind die erste und die zumindest eine zweite Kavität im keramischen Teilkörper angeordnet. Der keramische Teilkörper und der metallische Teilkörper können mittels einer Isolationsschicht voneinander getrennt sein. Beispielsweise kann der metallische Teilkörper mit der Isolationsschicht überzogen sein. Die Isolationsschicht ist vorzugsweise eine elektrisch isolierende Schicht. Beispielsweise kann die Isolationsschicht ein keramisches Material aufweisen oder aus einem keramischen Material bestehen. Die Isolationsschicht kann zum Beispiel Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid oder eine LTCC-Keramik aufweisen oder aus einem dieser Materialien bestehen. According to a further embodiment, the carrier has a main body which comprises a ceramic partial body and a metallic partial body. Preferably, the first and the at least one second cavity are arranged in the ceramic part body. The ceramic part body and the metallic part body may be separated from each other by means of an insulating layer. For example, the metallic part body may be coated with the insulating layer. The insulation layer is preferably an electrically insulating layer. For example, the insulating layer may comprise a ceramic material or consist of a ceramic material. The insulating layer may comprise, for example, aluminum oxide, aluminum nitride or an LTCC ceramic or consist of one of these materials.

Die hier beschriebene Leuchtdiodenvorrichtung zeichnet sich insbesondere durch eine geringe Bauhöhe und ein gutes thermisches Management aus. Weiterhin kann bei einer hier beschriebenen Leuchtdiodenvorrichtung erreicht werden, dass die Abstrahlung des Leuchtdiodenchips nicht durch elektrische Bauelemente, wie zum Beispiel ESD-Schutzbauelemente oder thermische Sensoren, negativ beeinflusst wird.The light emitting diode device described here is characterized in particular by a low height and a good thermal management. Furthermore, it can be achieved in a light-emitting diode device described here that the emission of the light-emitting diode chip is not adversely affected by electrical components, such as, for example, ESD protection components or thermal sensors.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen der Leuchtdiodenvorrichtung ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den 1 bis 8 beschriebenen Ausführungsformen. Further advantages and advantageous embodiments of the light emitting diode device will become apparent from the following in connection with the 1 to 8th described embodiments.

Es zeigen: Show it:

1 eine schematische Schnittansicht einer Leuchtdiodenvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel und 1 a schematic sectional view of a light-emitting diode device according to an embodiment and

2 bis 8 schematische Schnittansichten von Leuchtdiodenvorrichtungen gemäß weiteren Ausführungsbeispielen. 2 to 8th schematic sectional views of light emitting diode devices according to further embodiments.

In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche oder gleich wirkende Bestandteile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind grundsätzlich nicht als maßstabsgerecht anzusehen. Vielmehr können einzelne Elemente wie zum Beispiel Schichten, Bauteile und Bereiche zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben dick oder groß dimensioniert dargestellt sein. In the exemplary embodiments and figures, identical or identically acting components may each be provided with the same reference numerals. The illustrated elements and their proportions with each other are basically not to be considered as true to scale. Rather, individual elements such as layers, components and areas for better representability and / or for better understanding can be shown exaggerated thick or large dimensions.

1 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Leuchtdiodenvorrichtung 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. 1 shows a schematic sectional view of a light-emitting diode device 1 according to a first embodiment.

Die Leuchtdiodenvorrichtung 1 umfasst einen Träger 2, der einen isolierenden Grundkörper 21 aus Aluminiumoxid aufweist. Alternativ kann der Grundkörper 21 beispielsweise auch Aluminiumnitrid aufweisen. Aluminiumoxid und Aluminiumnitrid zeichnen sich insbesondere durch eine hohe thermische Leitfähigkeit sowie eine hohe Durchschlagsfestigkeit aus. Der Träger 2 weist eine erste Kavität 51 und eine von der ersten Kavität optisch getrennte zweite Kavität 52 in einer Oberfläche, insbesondere im gezeigten Ausführungsbeispiel in derselben Oberfläche, des Trägers 2 und insbesondere des Grundkörpers 21 auf. The light-emitting diode device 1 includes a carrier 2 , which is an insulating body 21 made of alumina. Alternatively, the main body 21 For example, also have aluminum nitride. Aluminum oxide and aluminum nitride are characterized in particular by a high thermal conductivity and a high dielectric strength. The carrier 2 has a first cavity 51 and a second cavity optically separated from the first cavity 52 in a surface, in particular in the embodiment shown in the same surface, of the carrier 2 and in particular of the basic body 21 on.

Die Leuchtdiodenvorrichtung 1 umfasst weiterhin einen Leuchtdiodenchip 3 und zumindest ein elektrisches Bauelement 41, das im gezeigten Ausführungsbeispiel als ESD-Schutzbauelement in Form eines Multi-Layer-Varistors ausgeführt ist. Alternativ kann das elektrische Bauelement 41 auch als TVS-Diode, als NTC-Thermistorbauelement oder als PTC-Thermistorbauelement ausgeführt sein. Der Leuchtdiodenchip 3 ist in der ersten Kavität 51 zumindest teilweise versenkt angeordnet, während das elektrische Bauelement 41 in der zweiten Kavität 52 zumindest teilweise versenkt angeordnet ist. Vorteilhafterweise sind der Leuchtdiodenchip 3 oder das elektrische Bauelement 41, oder, wie im Ausführungsbeispiel gemäß 1 gezeigt, sowohl der Leuchtdiodenchip 3 und das elektrische Bauelement 41 vollständig versenkt in der ersten beziehungsweise zweiten Kavität 51, 52 angeordnet, so dass das elektrische Bauelement 41 optisch getrennt vom Leuchtdiodenchip 3 ist. Durch die Versenkung des elektrischen Bauelements 41 in der zweiten Kavität 52 kann somit vorteilhafterweise verhindert werden, dass vom Leuchtdiodenchip 3 abgestrahltes Licht direkt auf das elektrische Bauelement 41 trifft, was zu einer Abschattung durch das elektrische Bauelement 41 führen würde.The light-emitting diode device 1 furthermore comprises a light-emitting diode chip 3 and at least one electrical component 41 , which is executed in the embodiment shown as an ESD protection device in the form of a multi-layer varistor. Alternatively, the electrical component 41 also be designed as a TVS diode, as an NTC thermistor device or as a PTC thermistor device. The LED chip 3 is in the first cavity 51 at least partially recessed, while the electrical component 41 in the second cavity 52 at least partially sunk. Advantageously, the LED chip 3 or the electrical component 41 , or, as in the embodiment according to 1 shown, both the LED chip 3 and the electrical component 41 completely submerged in the first or second cavity 51 . 52 arranged so that the electrical component 41 optically separated from the LED chip 3 is. By sinking the electrical component 41 in the second cavity 52 can thus be advantageously prevented that of the LED chip 3 radiated light directly onto the electrical component 41 which leads to shading by the electrical component 41 would lead.

Die erste Kavität 51 weist eine Bodenfläche 71 sowie zwei zu der Bodenfläche 71 unter einem Winkel von größer oder gleich 120° und kleiner oder gleich 150° schräg verlaufende Seitenflächen 72 auf. Die Bodenfläche 71 und die Seitenflächen 72 sind mit einer reflektierenden Schicht (nicht gezeigt) versehen. Mittels der reflektierenden Schicht kann eine Lichtausbeute eines vom Leuchtdiodenchip 3 abgestrahlten Lichts verbessert werden, indem vom Leuchtdiodenchip 3 abgestrahltes, auf die mit der reflektierenden Schicht beschichteten Flächen auftreffendes Licht zu einem großen Teil reflektiert und nicht absorbiert wird.The first cavity 51 has a bottom surface 71 as well as two to the bottom surface 71 at an angle greater than or equal to 120 ° and less than or equal to 150 ° inclined side surfaces 72 on. The floor area 71 and the side surfaces 72 are provided with a reflective layer (not shown). By means of the reflective layer, a luminous efficiency of a light emitting diode chip 3 radiated light can be improved by the LED chip 3 radiated light incident on the surfaces coated with the reflective layer incident light to a large extent and is not absorbed.

Der Leuchtdiodenchip 3 weist Kontaktflächen auf, die der Kontaktierung und/oder der Montage des Leuchtdiodenchips 3 dienen und von denen rein beispielhaft eine Kontaktfläche 10 gezeigt ist, mit der der Leuchtdiodenchip 3 auf der Bodenfläche 71 der ersten Kavität befestigt ist. Vorzugsweise ist der Leuchtdiodenchip auf die Bodenfläche 71 aufgelötet. Die Kontaktfläche 10 weist eine Gold-Zinn Legierung auf. Alternativ kann die Kontaktfläche 10 Kupfer, Nickel oder Gold oder eine Legierung oder Schichtenfolge aus zumindest zweien dieser Materialien aufweisen. The LED chip 3 has contact surfaces, the contacting and / or the mounting of the LED chip 3 serve and of which purely by way of example a contact surface 10 is shown, with the LED chip 3 on the floor surface 71 the first cavity is attached. Preferably, the LED chip is on the bottom surface 71 soldered. The contact surface 10 has a gold-tin alloy. Alternatively, the contact surface 10 Copper, nickel or gold or an alloy or layer sequence of at least two of these materials.

Aufgrund der hohen thermischen Leitfähigkeit des Grundkörpers 21 wird vom Leuchtdiodenchip 3 im Betrieb erzeugte Wärme gut vom Leuchtdiodenchip 3 weggeleitet. Dadurch weist die Leuchtdiodenvorrichtung 1 ein gutes thermisches Management auf. Durch eine reduzierte Wärmebelastung kann die Lebensdauer des Leuchtdiodenchips 3 signifikant verlängert werden. Beispielsweise kann bei einer um 20°C reduzierten Betriebstemperatur des Leuchtdiodenchips 3 die Lebensdauer des Leuchtdiodenchips 3 um den Faktor 2 erhöht werden.Due to the high thermal conductivity of the main body 21 is from the LED chip 3 Heat generated during operation is good from the LED chip 3 diverted. As a result, the light emitting diode device 1 a good thermal management. Due to a reduced heat load, the life of the LED chip 3 be significantly extended. For example, with a 20 ° C reduced operating temperature of the LED chip 3 the life of the LED chip 3 increased by a factor of 2.

Das elektrische Bauelement 41 weist zwei Kontaktflächen 10 auf, mit denen es auf einer Bodenfläche der zweiten Kavität 52 befestigt ist. Alternativ kann das elektrische Bauelement 41 auch mehr Kontaktflächen 10 aufweisen. Die Kontaktflächen 10 dienen der elektrischen Kontaktierung und der Montage des elektrischen Bauelements 41. Die Kontaktflächen 10 weisen eine Legierung oder Schichtenfolge aus Cu/Ni/Au auf. Alternativ können die Kontaktflächen 10 eine Legierung oder Schichtenfolge aus Cr/Ni/Au oder aus Cr/Cu/Ni/Au aufweisen.The electrical component 41 has two contact surfaces 10 on top of it, on a bottom surface of the second cavity 52 is attached. Alternatively, the electrical component 41 also more contact surfaces 10 exhibit. The contact surfaces 10 serve the electrical contact and the assembly of the electrical component 41 , The contact surfaces 10 have an alloy or layer sequence of Cu / Ni / Au. Alternatively, the contact surfaces 10 an alloy or layer sequence of Cr / Ni / Au or of Cr / Cu / Ni / Au.

Auf der der ersten Kavität 51 abgewandten Seite des Trägers 2 ist eine Metallisierung 12 aufgebracht. Die Metallisierung 12 dient zum elektrischen Anschluss der Leuchtdiodenvorrichtung 1. Der Träger 2 und insbesondere der Grundkörper 21 weist weiterhin noch Durchkontaktierungen und/oder Leiterbahnen zur Verschaltung der gezeigten Elemente auf, die der Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt sind.On the first cavity 51 opposite side of the carrier 2 is a metallization 12 applied. The metallization 12 serves for electrical connection of the light-emitting diode device 1 , The carrier 2 and in particular the basic body 21 also has plated-through holes and / or printed conductors for interconnecting the elements shown, which are not shown for the sake of clarity.

Weiterhin sind der Leuchtdiodenchip 3 und das elektrische Bauelement 41 von einer Schutzbeschichtung 11 umschlossen. Die Schutzbeschichtung 11 weist Silikon auf und wirkt als Linse. Weiterhin kann die Schutzbeschichtung 11 als Wellenlängenkonversionsschicht dienen. Alternativ zum gezeigten Ausführungsbeispiel kann die Leuchtdiodenvorrichtung auch keine Schutzbeschichtung 11 aufweisen oder nur teilweise, beispielsweise über dem Leuchtdiodenchip 3, mit einer Schutzbeschichtung versehen sein.Furthermore, the LED chip 3 and the electrical component 41 from a protective coating 11 enclosed. The protective coating 11 has silicone and acts as a lens. Furthermore, the protective coating can 11 serve as a wavelength conversion layer. As an alternative to the exemplary embodiment shown, the light-emitting diode device can also not have a protective coating 11 or only partially, for example over the LED chip 3 , be provided with a protective coating.

Die weiteren Figuren zeigen Ausführungsbeispiele, die Modifikationen und Varianten des in 1 gezeigten Ausführungsbeispiels sind und die daher vor allem im Hinblick auf die Unterschiede hierzu erläutert werden.The further figures show exemplary embodiments, the modifications and variants of in 1 shown embodiment and are therefore explained above all in view of the differences thereto.

In 2 ist eine schematische Schnittansicht einer Leuchtdiodenvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel gezeigt. Im Unterschied zu dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel sind in der zweiten Kavität zwei elektrische Bauelemente 41, 42 vollständig versenkt angeordnet. Dabei ist eines der zwei elektrischen Bauelemente 41, 42 als ESD-Schutzbauelement und das andere als Thermistorbauelement ausgeführt. Durch eine derartige Anordnung kann ein besonders kompaktes Design einer Leuchtdiodenvorrichtung 1, welche einen Leuchtdiodenchip 3 und zwei elektrische Bauelemente 41, 42 aufweist, erzielt werden.In 2 is a schematic sectional view of a light-emitting diode device according to another embodiment shown. Unlike the in 1 shown embodiment, two electrical components in the second cavity 41 . 42 completely sunk. It is one of the two electrical components 41 . 42 designed as ESD protection device and the other as a thermistor device. By such an arrangement, a particularly compact design of a light emitting diode device 1 , which a LED chip 3 and two electrical components 41 . 42 has to be achieved.

3 zeigt eine Leuchtdiodenvorrichtung 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zu dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weist der isolierende Grundkörper 21 Vias 8 auf, die als thermische Vias ausgeführt sind. Die Vias 8 sind von der Kontaktfläche 10 des Leuchtdiodenchips 3 elektrisch leitend isoliert und dienen der Wärmeabfuhr von vom Leuchtdiodenchip 3 im Betrieb erzeugter Wärme. Die Vias 8 weisen im gezeigten Ausführungsbeispiel hierzu Kupfer auf. Alternativ können die Vias 8 auch andere Materialien mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit, wie zum Beispiel Silber oder Silber-Palladium, aufweisen. Die Vias 8 verlaufen in etwa senkrecht zu einer Oberfläche des Grundkörpers 21. Weiterhin können ein oder mehrere Vias, vorzugsweise zumindest zwei Vias, als elektrische Vias ausgeführt sein, die elektrisch leitend mit Kontaktflächen 10 des Leuchtdiodenchips 3 verbunden sind und der elektrischen Kontaktierung des Leuchtdiodenchips 3 dienen. 3 shows a light emitting diode device 1 according to a further embodiment. Unlike the in 1 embodiment shown, the insulating body 21 vias 8th on, which are designed as thermal vias. The vias 8th are from the contact area 10 of the LED chip 3 isolated electrically conductive and serve the heat dissipation of the LED chip 3 heat generated during operation. The vias 8th have copper in the embodiment shown for this purpose. Alternatively, the vias 8th also have other materials with a high thermal conductivity, such as silver or silver-palladium. The vias 8th extend approximately perpendicular to a surface of the body 21 , Furthermore, one or more vias, preferably at least two vias, can be embodied as electrical vias which are electrically conductive with contact surfaces 10 of the LED chip 3 are connected and the electrical contact of the LED chip 3 serve.

In 4 ist eine Leuchtdiodenvorrichtung 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel gezeigt. Im Unterschied zu dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Träger 2 auf der der Metallisierung 12 abgewandten Seite eine weitere zweite Kavität 53 auf, in der ein weiteres elektrisches Bauelement 42 vollständig versenkt angeordnet ist. Die Leuchtdiodenvorrichtung 1 umfasst somit zwei elektrische Bauelemente 41, 42, die in verschiedenen Kavitäten 52, 53 angeordnet sind. Vorzugsweise ist eines der zwei elektrischen Bauelemente 41, 42 als ESD-Schutzbauelement und das andere als Thermistorbauelement ausgeführt.In 4 is a light-emitting diode device 1 shown according to another embodiment. Unlike the in 3 embodiment shown, the carrier 2 on the metallization 12 opposite side another second cavity 53 on, in which another electrical component 42 completely sunk. The light-emitting diode device 1 thus comprises two electrical components 41 . 42 that exist in different cavities 52 . 53 are arranged. Preferably, one of the two electrical components 41 . 42 designed as ESD protection device and the other as a thermistor device.

5 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Leuchtdiodenvorrichtung 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zu dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die weitere zweite Kavität auf einer der ersten Kavität 51 gegenüberliegenden Seite des Trägers 2 angeordnet. Dadurch kann vorteilhafterweise eine besonders kompakte Leuchtdiodenvorrichtung 1 erzielt werden. 5 shows a schematic sectional view of a light-emitting diode device 1 according to a further embodiment. Unlike the in 4 In the embodiment shown, the further second cavity is on one of the first cavities 51 opposite side of the carrier 2 arranged. This advantageously allows a particularly compact light-emitting diode device 1 be achieved.

In 6 ist eine schematische Schnittansicht einer Leuchtdiodenvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel dargestellt. Im Unterschied zu denen in den 4 und 5 gezeigten Ausführungsbeispielen weist der Träger 2 drei zweite Kavitäten 52, 53, 54 auf, wobei zwei der zweiten Kavitäten 52, 54 auf derselben Seite des Trägers 2 angeordnet sind, auf der auch die erste Kavität 51 angeordnet ist, und wobei eine der zweiten Kavitäten 53 auf einer der ersten Kavität 51 gegenüberliegenden Seite des Trägers 2 angeordnet ist. In den zweiten Kavitäten 52, 53, 54 ist jeweils ein elektrisches Bauelement 41, 42, 43 vollständig versenkt angeordnet. In 6 is a schematic sectional view of a light-emitting diode device according to another embodiment shown. Unlike those in the 4 and 5 shown embodiments, the carrier 2 three second cavities 52 . 53 . 54 on, with two of the second cavities 52 . 54 on the same side of the carrier 2 are arranged, on which also the first cavity 51 is arranged, and wherein one of the second cavities 53 on one of the first cavity 51 opposite side of the carrier 2 is arranged. In the second cavities 52 . 53 . 54 is in each case an electrical component 41 . 42 . 43 completely sunk.

7 zeigt eine schematische Schnittansicht einer Leuchtdiodenvorrichtung 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Der Träger 2 weist einen Grundkörper 21 auf, der einen keramischen Teilkörper 22 und einen metallischen Teilkörper 23 umfasst. Die erste und zwei zweite Kavitäten 51, 52, 53 sind im keramischen Teilkörper 22 angeordnet. Der keramische Teilkörper 22 und der metallische Teilkörper 23 sind mittels einer keramischen Isolationsschicht 9 aus Aluminiumoxid voneinander getrennt. Alternativ kann die Isolationsschicht auch Aluminiumnitrid oder eine LTCC-Keramik aufweisen. Der metallische Teilkörper 23 weist Aluminium auf und wirkt als in der Leuchtdiodenvorrichtung 1 integrierter Kühlkörper, der im Betrieb vom Leuchtdiodenchip 3 und/oder von den elektrischen Bauelementen 41, 42 erzeugte Wärme abführt. Alternativ kann der metallische Teilkörper 23 auch Kupfer aufweisen oder aus Kupfer bestehen. 7 shows a schematic sectional view of a light-emitting diode device 1 according to a further embodiment. The carrier 2 has a basic body 21 on, a ceramic part body 22 and a metallic part body 23 includes. The first and two second cavities 51 . 52 . 53 are in the ceramic part body 22 arranged. The ceramic part body 22 and the metallic part body 23 are by means of a ceramic insulation layer 9 separated from alumina. Alternatively, the insulating layer may also comprise aluminum nitride or an LTCC ceramic. The metallic part body 23 has aluminum and acts as in the light emitting diode device 1 integrated heat sink, which in operation of the LED chip 3 and / or of the electrical components 41 . 42 dissipates generated heat. Alternatively, the metallic part body 23 also comprise copper or consist of copper.

In 8 ist eine Leuchtdiodenvorrichtung 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel gezeigt. Der Leuchtdiodenchip 3 ist im Vergleich zu den vorherigen Ausführungsbeispielen zumindest teilweise versenkt in der ersten Kavität 51 angeordnet. Insbesondere kann der Leuchtdiodenchip 3 soweit in der ersten Kavität 51 versenkt sein, dass ein aktiver Bereich des Leuchtdiodenchips 3, in dem im Betrieb Licht erzeugt wird, unterhalb der Oberkante der ersten Kavität 51 angeordnet ist. Alternativ kann der Leuchtdiodenchip 3 wie in den vorherigen Ausführungsbeispielen auch vollständig versenkt in der ersten Kavität 51 angeordnet sein. Der Träger 2 der Leuchtdiodenvorrichtung 1 weist einen metallischen Grundkörper 21 aus Aluminium auf oder besteht daraus. Alternativ dazu kann der metallische Grundkörper 21 auch Kupfer aufweisen oder aus Kupfer bestehen. In 8th is a light-emitting diode device 1 shown according to another embodiment. The LED chip 3 is at least partially recessed in the first cavity compared to the previous embodiments 51 arranged. In particular, the LED chip 3 so far in the first cavity 51 be sunk that an active area of the LED chip 3 in which light is generated in operation, below the upper edge of the first cavity 51 is arranged. Alternatively, the LED chip 3 as in the previous embodiments also completely submerged in the first cavity 51 be arranged. The carrier 2 the light emitting diode device 1 has a metallic base body 21 made of aluminum or consists of it. Alternatively, the metallic base body 21 also comprise copper or consist of copper.

Weiterhin sind zwischen dem Leuchtdiodenchip 3 und dem metallischen Grundkörper 21 sowie zwischen den elektrischen Bauelementen 41, 42 und dem metallischen Grundkörper 21 jeweils eine keramische Isolationsschicht 9 angeordnet, so dass verhindert werden kann, dass die Bauteile 3, 41, 42 kurzgeschlossen werden. Die keramische Isolationsschicht 9 weist Aluminiumoxid auf. Alternativ kann die Isolationsschicht auch Aluminiumnitrid oder eine LTCC-Keramik aufweisen.Furthermore, between the LED chip 3 and the metallic base body 21 as well as between the electrical components 41 . 42 and the metallic base body 21 each a ceramic insulation layer 9 arranged so that the components can be prevented 3 . 41 . 42 be shorted. The ceramic insulation layer 9 has alumina. Alternatively, the insulating layer may also comprise aluminum nitride or an LTCC ceramic.

Bei einer Leuchtdiodenvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel nach 8 kann besonders gut gewährleistet werden, dass mittels des metallischen Grundkörpers 21 viel Wärme vom Leuchtdiodenchip 3 abgeführt wird, wodurch eine hohe Betriebstemperatur vermieden und somit die Lebensdauer des Leuchtdiodenchip 3 erheblich gesteigert werden kann. In a light emitting diode device according to the embodiment according to 8th can be particularly well ensured that by means of the metallic body 21 a lot of heat from the LED chip 3 is removed, thereby avoiding a high operating temperature and thus the life of the LED chip 3 can be significantly increased.

Die in den gezeigten Ausführungsbeispielen beschriebenen Merkmale können gemäß weiteren Ausführungsbeispielen auch miteinander kombiniert sein, auch wenn solche Kombinationen nicht explizit in den Figuren gezeigt sind. Weiterhin können die gezeigten Leuchtdiodenvorrichtungen weitere oder alternative Merkmale gemäß den oben im allgemeinen Teil beschriebenen Ausführungsformen aufweisen.The features described in the exemplary embodiments shown can also be combined with each other according to further embodiments, even if such combinations are not explicitly shown in the figures. Furthermore, the light-emitting diode devices shown can have further or alternative features according to the embodiments described above in the general part.

Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt, sondern umfasst jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen. Dies beinhaltet insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist. The invention is not limited by the description based on the embodiments of these, but includes each new feature and any combination of features. This includes in particular any combination of features in the patent claims, even if this feature or combination itself is not explicitly stated in the patent claims or exemplary embodiments.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1
Leuchtdiodenvorrichtunglight emitting diode device
22
Träger carrier
2121
Grundkörper body
2222
keramischer Teilkörper ceramic part body
2323
metallischer Teilkörper metallic part body
33
Leuchtdiodenchip LED chip
4141
elektrisches Bauelement electrical component
42, 4342, 43
weiteres elektrisches Bauelement another electrical component
5151
erste Kavität first cavity
52 52
zweite Kavitätsecond cavity
5353
weitere zweite Kavität another second cavity
7171
Bodenfläche floor area
7272
Seitenfläche side surface
88th
Via Via
99
Isolationsschicht insulation layer
1010
Kontaktfläche contact area
1111
Schutzbeschichtung protective coating
1212
Metallisierung metallization

Claims (15)

Leuchtdiodenvorrichtung (1) aufweisend einen Träger (2), einen Leuchtdiodenchip (3) und zumindest ein elektrisches Bauelement (41), – wobei der Träger (2) eine erste Kavität (51) und zumindest eine davon optisch getrennte zweite Kavität (52) aufweist, und – wobei der Leuchtdiodenchip (3) in der ersten Kavität (51) und das zumindest eine elektrische Bauelement (41) in der zumindest einen zweiten Kavität (52) zumindest teilweise versenkt angeordnet sind.Light emitting diode device ( 1 ) comprising a carrier ( 2 ), a light-emitting diode chip ( 3 ) and at least one electrical component ( 41 ), - the carrier ( 2 ) a first cavity ( 51 ) and at least one optically separated second cavity ( 52 ), and - wherein the light-emitting diode chip ( 3 ) in the first cavity ( 51 ) and the at least one electrical component ( 41 ) in the at least one second cavity ( 52 ) are arranged at least partially submerged. Leuchtdiodenvorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Leuchtdiodenchip (3) in der ersten Kavität (51) und das zumindest eine elektrische Bauelement (41) in der zumindest einen zweiten Kavität (52) vollständig versenkt angeordnet sind.Light-emitting diode device according to Claim 1, in which the light-emitting diode chip ( 3 ) in the first cavity ( 51 ) and the at least one electrical component ( 41 ) in the at least one second cavity ( 52 ) are arranged completely submerged. Leuchtdiodenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die zumindest eine zweite Kavität (52) auf einer der ersten Kavität (51) gegenüberliegenden Seite des Trägers (2) angeordnet ist.Light-emitting diode device according to one of the preceding claims, in which the at least one second cavity ( 52 ) on one of the first cavities ( 51 ) opposite side of the carrier ( 2 ) is arranged. Leuchtdiodenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der zumindest ein weiteres elektrisches Bauelement (42) vollständig versenkt in der zumindest einen zweiten Kavität (52) angeordnet ist.Light-emitting diode device according to one of the preceding claims, in which at least one further electrical component ( 42 ) completely sunk in the at least one second cavity ( 52 ) is arranged. Leuchtdiodenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Träger (2) eine weitere zweite Kavität (53) aufweist, in der ein weiteres elektrisches Bauelement (42) vollständig versenkt angeordnet ist. Light-emitting diode device according to one of the preceding claims, in which the carrier ( 2 ) another second cavity ( 53 ), in which a further electrical component ( 42 ) is arranged completely submerged. Leuchtdiodenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das zumindest eine elektrische Bauelement (41) ein ESD-Schutzbauelement ist, das in Form eines Multi-Layer-Varistors ausgeführt ist.Light-emitting diode device according to one of the preceding claims, in which the at least one electrical component ( 41 ) is an ESD protection device, which is designed in the form of a multi-layer varistor. Leuchtdiodenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das zumindest eine elektrische Bauelement (41) ein ESD-Schutzbauelement ist, das in Form einer TVS-Diode ausgeführt ist.Light-emitting diode device according to one of the preceding claims, in which the at least one electrical component ( 41 ) is an ESD protection device, which is designed in the form of a TVS diode. Leuchtdiodenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das zumindest eine elektrische Bauelement (41) ein Thermistorbauelement ist.Light-emitting diode device according to one of the preceding claims, in which the at least one electrical component ( 41 ) is a thermistor device. Leuchtdiodenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der ein ESD-Schutzbauelement, ein NTC-Thermistorbauelement und ein PTC-Thermistorbauelement in einer oder mehreren zweiten Kavitäten (52, 53) vollständig versenkt angeordnet sind.Light-emitting diode device according to one of the preceding claims, in which an ESD protection component, an NTC thermistor component and a PTC thermistor component in one or more second cavities ( 52 . 53 ) are arranged completely submerged. Leuchtdiodenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die erste Kavität (51) eine Bodenfläche (71) sowie Seitenflächen (72) aufweist, wobei die Seitenflächen (72) schräg zur Bodenfläche (71) verlaufen.Light-emitting diode device according to one of the preceding claims, in which the first cavity ( 51 ) a floor surface ( 71 ) as well as side surfaces ( 72 ), wherein the side surfaces ( 72 ) obliquely to the bottom surface ( 71 ). Leuchtdiodenvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Träger (2) einen isolierenden Grundkörper (21) aufweist, der ein keramisches oder ein organisches Material aufweist. Light-emitting diode device according to one of the preceding claims, in which the carrier ( 2 ) an insulating base body ( 21 ) comprising a ceramic or an organic material. Leuchtdiodenvorrichtung nach Anspruch 11, bei der der isolierende Grundkörper (21) AlOx, AlN oder eine Keramik des Typs LTCC aufweist, wobei LTCC für Low Temperature Cofired Ceramics steht.Light-emitting diode device according to Claim 11, in which the insulating base body ( 21 ) AlO x , AlN or a LTCC type of ceramics, LTCC being Low Temperature Cofired Ceramics. Leuchtdiodenvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, bei der der isolierende Grundkörper (21) Vias (8) aufweist, wobei zumindest ein Via als thermisches Via ausgeführt ist.Light-emitting diode device according to one of Claims 11 or 12, in which the insulating base body ( 21 ) Vias ( 8th ), wherein at least one via is designed as a thermal via. Leuchtdiodenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der der Träger (2) einen metallischen Grundkörper (21) aufweist.Light-emitting diode device according to one of Claims 1 to 10, in which the carrier ( 2 ) a metallic base body ( 21 ) having. Leuchtdiodenvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der der Träger (2) einen Grundkörper (21) aufweist, der einen keramischen Teilkörper (22) und einen metallischen Teilkörper (23) umfasst, wobei die erste und die zumindest eine zweite Kavität (51, 52) im keramischen Teilkörper (22) angeordnet sind, und wobei der keramische Teilkörper (22) und der metallische Teilkörper (23) mittels einer Isolationsschicht (9) voneinander getrennt sind.Light-emitting diode device according to one of Claims 1 to 10, in which the carrier ( 2 ) a basic body ( 21 ) comprising a ceramic part body ( 22 ) and a metallic part body ( 23 ), wherein the first and the at least one second cavity ( 51 . 52 ) in the ceramic part body ( 22 ) are arranged, and wherein the ceramic part body ( 22 ) and the metallic part body ( 23 ) by means of an insulating layer ( 9 ) are separated from each other.
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