KR101783755B1 - 발광 다이오드 - Google Patents

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KR101783755B1
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게오르그 보그너
슈테판 그뢰취
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오스람 옵토 세미컨덕터스 게엠베하
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Abstract

본 발명은, 실장 표면(11)을 구비한 캐리어(1)와, 캐리어(1) 상의 실장 표면(11)에 적어도 간접적으로 부착되는 적어도 2개의 발광 다이오드 칩(2)을 포함하는 발광 다이오드에 관한 것이며, 상기 캐리어(1)는 금속 본체(12)를 포함하고, 상기 금속 본체(12)의 외부면(121)은 실장 표면(11)을 포함하며, 상기 적어도 2개의 발광 다이오드 칩(2)은 상호 간에 병렬로 접속된다.

Description

발광 다이오드{LIGHT-EMITTING DIODE}
본 발명은 발광 다이오드에 관한 것이다.
공보 WO 2006/012842는 발광 모듈을 기재하고 있다.
자동차 헤드램프에서 발광 다이오드들을 이용할 경우 작동 중에 발광 다이오드들로부터 생성되는 열의 방출은 빈번히 문제가 된다.
달성할 목적은 예컨대 자동차 헤드램프에서 이용하기에 특히 매우 적합한 발광 다이오드를 명시하는 것에 있다.
발광 다이오드의 적어도 한 가지 실시예에 따라서, 발광 다이오드는 캐리어를 포함한다. 캐리어는 예컨대 플레이트의 유형에 따라 형성된다. 다시 말하면, 캐리어의 측면 연장부는 캐리어 자체의 두께에 비해서 크다. 캐리어는 발광 다이오드의 소자들을 수용하기 위해 제공되는 실장 표면을 포함한다.
발광 다이오드의 적어도 한 가지 실시예에 따라서, 발광 다이오드는 적어도 2개의 발광 다이오드 칩을 포함한다. 발광 다이오드는 바람직하게는 복수의 발광 다이오드 칩, 예컨대 4개 또는 그 이상의 발광 다이오드 칩을 포함한다. 발광 다이오드의 상기 발광 다이오드 칩들은 작동 중에 적외선 방사선에서 자외선 방사선까지의 주파수 범위에서 전자기 방사선을 생성하기 위해 제공된다. 이 경우 발광 다이오드 칩들은 발광 다이오드의 광원을 나타낸다. 바람직하게는 발광 다이오드 자체가 백색 광을 방사한다.
발광 다이오드의 적어도 한 가지 실시예에 따라서, 발광 다이오드의 적어도 2개의 발광 다이오드 칩, 바람직하게는 모든 발광 다이오드 칩이 캐리어 상의 실장 표면에 적어도 간접적으로 부착된다. 적어도 간접적이란 표현은, 상기 발광 다이오드 칩들과 상기 실장 표면 사이에 예컨대 서브 캐리어 또는 결합 수단(예컨대 접착제 또는 땜납)과 같은 추가 재료가 위치할 수 있음을 의미한다.
발광 다이오드의 적어도 한 가지 실시예에 따라서, 캐리어는 금속 본체를 포함한다. 이런 경우 바람직하게는 금속 본체는 캐리어의 주요 소자를 형성한다. 예컨대 금속 본체에는 캐리어 부피의 적어도 90%와 캐리어 중량의 적어도 90%가 할당된다. 금속 본체는 예컨대 가령 구리처럼 전류 및 열 전도성이 우수한 금속으로 형성된다.
금속 본체는 캐리어의 실장 표면을 구비한 외부면을 포함한다. 다시 말하면, 적어도 캐리어의 금속 본체의 외부면의 위치들이 실장 표면을 형성하고, 이 실장 표면에서는 적어도 2개의 발광 다이오드 칩이 캐리어 상에 적어도 간접적으로 부착된다.
발광 다이오드의 적어도 한 가지 실시예에 따라서, 발광 다이오드의 적어도 2개의 발광 다이오드 칩, 바람직하게는 모든 발광 다이오드 칩은 상호 간에 전기에 의해 병렬로 접속된다.
발광 다이오드의 적어도 한 가지 실시예에 따라서, 발광 다이오드는 실장 표면을 구비한 캐리어와, 상기 캐리어 상의 실장 표면에 적어도 간접적으로 부착되는 적어도 2개의 발광 다이오드 칩을 포함한다. 이 경우 캐리어는 이 캐리어의 실장 표면을 포함하는 외부면을 구비한 금속 본체를 포함한다. 이 경우 발광 다이오드의 적어도 2개의 발광 다이오드 칩은 상호 간에 병렬로 접속된다.
이 경우 본원에 기재된 발광 다이오드는 특히, 금속 본체에 가능한 한 가깝게 발광 다이오드의 발광 다이오드 칩들을 배열하는 구조가 상기 발광 다이오드들의 작동 중에 발광 다이오드 칩들로부터 생성된 열의 특히 효율적인 열 분산을 허용한다는 사상을 기초로 한다. 다시 말하면, 발광 다이오드 칩들에 의해 생성된 열은 생성된 후 가능한 한 곧바로 캐리어의 주요 소자를 형성하는 금속 본체의 전체 부피에 걸쳐서 분배된다.
발광 다이오드의 적어도 한 가지 실시예에 따라서, 발광 다이오드는 캐리어 내에 적어도 하나의 개구부를 포함한다. 이 경우 개구부는 캐리어의 윗면에서부터 윗면의 반대 방향으로 향해 있는 캐리어의 밑면까지 연장된다. 예컨대 개구부는 캐리어의 상부면에서부터 캐리어의 바닥면까지 연장된다. 이 경우 개구부는 캐리어를 바람직하게는 완전하게 관통한다. 개구부는 캐리어 내에 예컨대 보어로서 형성될 수 있거나, 또는 개구부는 이미 캐리어의 제조 시에 제공된다. 개구부는 내부적으로 캐리어의 재료가 이 개구부에 인접하는 내부면을 포함한다. 이 경우 내부면은 전기 절연 재료로 덮인다. 예컨대 개구부의 내부면 전체는 전기 절연 재료로 코팅되며, 그럼으로써 상기 개구부의 내부에서 어느 위치에서도 캐리어의 재료가 노출되지 않게 된다.
개구부는 예컨대 발광 다이오드를 실장하기 위한 부착 수단을 수용하기 위해 이용된다. 예컨대 부착 수단은 나사일 수 있거나, 또는 압입 끼워 맞춤을 위한 맞춤 핀(dowel pin)일 수 있다.
개구부의 내부면을 덮는데 이용되는 전기 절연 재료는 예컨대 전기 절연 플라스틱이거나, 또는 이산화 실리콘 또는 질화 실리콘과 같은 전기 절연 재료로 형성되는 층이다. 또한, 전기 절연 재료는 세라믹일 수 있다. 전기 절연 재료는 예컨대 질화 붕소를 함유할 수 있거나, 또는 질화 붕소로 구성될 수 있다. 전기 절연 재료는 층으로서 개구부의 측면 표면(들)을 완전하게 덮을 수 있다. 전기 절연 재료는 예컨대 최소 30㎛와 최고 100㎛ 사이의 두께로 도포될 수 있다.
발광 다이오드는 캐리어 내에 복수의 개구부, 예컨대 2개 또는 그 이상의 개구부를 포함할 수 있다. 이런 경우 개구부들 각각은 기재된 방식으로 구성되고 제공되는 사용 위치에서 발광 다이오드를 실장하기 위한 부착 수단을 수용하기 위해 이용된다.
적어도 한 가지 실시예에 따라서, 개구부는 금속 본체를 완전하게 관통한다. 다시 말하면, 상기 적어도 하나의 개구부는 캐리어 내에서 금속 본체의 영역에 형성된다. 이런 경우 적어도 금속 본체의 영역에는 개구부의 내부면이 바람직하게는 전기 절연 재료로 완전하게 덮인다. 다시 말하면, 금속 본체는 개구부의 어느 위치에서도 노출되지 않으며, 그에 따라 발광 다이오드의 작동 중에 간단한 방식으로 무전위 상태로 유지될 수 있다.
발광 다이오드의 적어도 하나의 실시예에 따라서, 캐리어의 실장 표면은 캐리어의 윗면에 배열되고, 발광 다이오드 칩들은 캐리어 상에서 실장 표면에 직접 부착된다. 예컨대 이런 경우에 발광 다이오드 칩들은 캐리어 상의 실장 표면에 납땜된다. 달리 말하면, 발광 다이오드 칩들은 캐리어의 금속 본체 상에 직접 실장되고, 예컨대 땜납과 같은 결합 수단을 제외한 상태에서 상기 금속 본체와 직접 접촉한다. 그런 다음 캐리어의 밑면에서, 다시 말하면 실장 표면의 반대 방향으로 향해 있는 캐리어의 측면에서 전기 절연 층이 상기 캐리어 상에 부착된다. 전기 절연 층은 바람직하게는 금속 본체와 직접 접촉하여 위치된다. 전기 절연 층은 (개구부들을 제외하고) 캐리어의 밑면에서 상기 캐리어를 바람직하게는 완전하게 덮는다. 다시 말하면, 이런 경우 금속 본체도 실장 표면의 반대 방향으로 향해 있는 금속 본체 자체의 측면에서 전기 절연 층에 의해 완전하게 덮인다.
이 경우 전기 절연 층은 적어도 2W/(mK)의 열 전도도를 나타낸다.
달리 말하면, 상기 실시예에 따라서, 발광 다이오드 칩들은 금속 본체 상에 직접 실장되며, 이런 점은 캐리어에 대한 발광 다이오드 칩들의 최적의 열적 결합을 허용한다. 캐리어의 금속 본체 전체는 열 분산용 소자로서 이용된다. 이런 경우에 발광 다이오드 칩들은 금속 본체와 전기 전도 방식으로 연결될 수 있고 상기 금속 본체를 통해서는 상호 간에 병렬로 접속될 수 있다. 금속 본체의 전기 절연은 실장 표면의 반대 방향으로 향해 있는 측면에서 특히 높은 열 전도도를 특징으로 나타내는 전기 절연 층에 의해 실현된다. 발광 다이오드의 상기 구성은 열원에서, 다시 말해 발광 다이오드 칩들에서 직접적으로 이른 열 분산을 가능하게 하고, 그럼으로써 발광 다이오드 전체의 특히 낮은 열 저항을 가능하게 한다.
발광 다이오드의 적어도 하나의 실시예에 따라서, 전기 절연 층은 세라믹 층이다. 다시 말하면, 전기 절연 층은 세라믹 특성들을 보유한다. 이런 경우 전기 절연 층은 세라믹 재료를 함유할 수 있거나, 또는 세라믹 재료로 구성될 수 있다. 이 경우 전기 절연 층은 적어도 2W/(mK)의 열 전도도를 나타낸다.
발광 다이오드의 적어도 한 가지 실시예에 따라서, 전기 절연 층은 최소 30㎛와 최고 100㎛의 두께를 보유한다. 예컨대 전기 절연 층은 최소 50㎛와 최고 70㎛ 사이의 두께를 보유한다.
발광 다이오드의 적어도 한 가지 실시예에 따라서, 전기 절연 층은 질화 붕소를 함유하거나, 또는 질화 붕소로 구성된다. 이 경우 전기 절연 층은 최소 30㎛와 최고 100㎛의 두께, 예컨대 최소 50㎛와 최고 70㎛ 사이의 두께를 보유할 수 있다. 이 경우 전기 절연 층은 적어도 2W/(mK)의 열 전도도를 나타낸다.
발광 다이오드의 적어도 한 가지 실시예에 따라서, 발광 다이오드 칩들은 금속 본체와 전기 전도 방식으로 연결되고, 금속 본체를 통해서는 상호 간에 병렬로 접속된다. 다시 말하면, 이런 경우 발광 다이오드 칩들은 금속 본체로 향해 있는 칩들 자체의 측면에서 상기 금속 본체와 동일한 전기 전위 상에 위치된다.
발광 다이오드의 적어도 한 가지 실시예에 따라서, 개구부는 캐리어의 밑면에서 전기 절연 층을 완전하게 관통한다. 다시 말하면, 전기 절연 층도 개구부에 의해 관통된다. 이 경우 개구부는 금속 본체 상에 전기 절연 층을 도포하기 이전에, 또는 그 이후에 제조될 수 있다. 개구부 내에서 전기 절연 층의 측면 표면은 바람직하게는 전기 절연 재료로 덮이며, 이 전기 절연 재료로는 내부면이 금속 본체의 영역에서도 덮인다. 이를 위해 예컨대 개구부의 내부면은 캐리어의 밑면에서 전기 절연 층을 도포한 후에 비로소 전기 절연 재료로 코팅된다. 이 경우 캐리어의 밑면에서 전기 절연 층은 동일한 재료로, 다시 말하면 전기 절연 재료로 형성될 수도 있다.
발광 다이오드의 적어도 한 가지 실시예에 따라서, 발광 다이오드 칩들과 실장 표면 사이에 서브 캐리어가 배열되고, 이 서브 캐리어에는 상기 발광 다이오드 칩들이 부착된다. 서브 캐리어는 세라믹 재료를 내포할 수 있거나, 또는 세라믹 재료로 구성될 수 있다. 다시 말하면, 이런 경우 서브 캐리어는 캐리어에 대해, 그에 따라 특히 금속 본체에 대해 발광 다이오드 칩들의 전기 절연부를 나타낸다. 이런 경우에 전기 절연 층은 캐리어의 밑면에서 생략될 수도 있다.
발광 다이오드의 적어도 한 가지 실시예에 따라서, 캐리어는 발광 다이오드 칩들로 향해 있는 측면에서 금속 본체에 부착되는 추가의 전기 절연 층을 포함한다. 이런 경우 금속 본체의 반대 방향으로 향해 있는, 추가의 전기 절연 층의 측면 상에는 전기 전도 층이 배열되고, 이 전기 전도 층에는 발광 다이오드 칩들이 전기 전도 방식으로 연결된다. 이 경우 전기 전도 층은 발광 다이오드의 발광 다이오드 칩들에 접촉하는 스트립 도체들로 구조화될 수 있다.
발광 다이오드의 적어도 한 가지 실시예에 따라서, 개구부는 추가의 전기 절연 층 및 전기 전도 층을 완전하게 관통한다. 이 경우 개구부 내에서 추가의 전기 절연 층 및 전기 전도 층의 측면 표면들은 전기 절연 재료로 덮인다. 다시 말하면, 본 실시예에 따라서, 바람직하게는 개구부의 내부면 전체가 전기 절연 재료에 의해 덮인다. 또한, 금속 본체를 제외하고, 추가의 전기 절연 층 및 전기 전도 층도 전기 절연 재료로 덮이고, 그에 따라 개구부 내 부착 수단 쪽을 향해 전기 절연된다.
발광 다이오드의 적어도 한 가지 실시예에 따라서, 발광 다이오드의 적어도 2개의 발광 다이오드 칩은 반사 외피부 내에 매입된다. 바람직하게는 발광 다이오드의 모든 발광 다이오드 칩은 반사 외피부 내에 매입된다.
이 경우 "매입된다"라는 표현은, 반사 외피부가 적어도 일부 위치에서 발광 다이오드 칩들을 덮으며, 그리고 덮는 부분의 위치들에서는 상기 발광 다이오드 칩들과 직접 접촉하여 위치하는 것을 의미한다. 예컨대 반사 외피부는 캐리어의 반대 방향으로 향해 있는 발광 다이오드 칩들의 방사선 방출 표면과 동일한 평면에서 종결될 수 있다. 이런 경우에 실장 표면에 대해 횡방향으로 연장되는 발광 다이오드 칩들의 측면 표면들은 예컨대 반사 외피부에 의해 완전하게 덮일 수 있다.
그 외에도 반사 외피부는 실장 표면의 반대 방향으로 향해 있는 발광 다이오드 칩들의 방사선 방출 표면을 덮을 수도 있다. 이런 경우에 상기 위치에서 반사 외피부는, 작동 중에 발광 다이오드 칩들 내에서 생성되는 광이 상기 반사 외피부를 통과하여 외부 방향으로 배출될 수 있는 방식으로 얇은 두께를 보유한다. 이런 경우 반사 외피부는, 발광 다이오드 칩들의 방사선 방출 표면에서, 통과하는 광을 산란시키는 산란 층으로서 작용한다.
반사 외피부는 바람직하게는 발광 다이오드 칩들 외에도 적어도 실장 표면의 부분들도 덮는다. 예컨대 실장 표면은 완전하게 노출 위치들에서, 다시 말하면 특히 발광 다이오드 칩이 배열되어 있지 않은 위치에서 반사 외피부의 재료로 완전하게 덮인다. 또한, 특히 캐리어 전체가 발광 다이오드 칩들로 향해 있는 캐리어 자체의 표면에서 반사 외피부에 의해 덮일 수도 있다. 다시 말하면, 이런 경우, 상기 표면에서 캐리어의 모든 노출 영역이 반사 외피부에 의해 덮인다.
이 경우, 특히 반사 외피부는 예컨대 일광(daylight)이 비추어지는 조건에서 관찰자에게 백색으로 보일 수 있다. 다시 말하면, 발광 다이오드 자체는 반사 외피부로 적합하게 덮일 경우, 다시 말하면 예컨대 캐리어의 모든 노출 표면들이 발광 다이오드 칩들로 향해 있는 표면에서 반사 외피부로 덮일 때 백색으로 보일 수 있다.
이 경우 반사 외피부는 예컨대 확산 반사하는 방식으로 형성된다. 반사 외피부는 기질 재료(matrix material)로 형성될 수 있다. 기질 재료는 예컨대 실리콘을 함유할 수 있거나, 또는 실리콘으로 구성될 수 있다. 또한, 기질 재료는 에폭시드와 실리콘으로 이루어진 혼합물일 수 있고, 다시 말하면 이른바 실리콘-에폭시드 혼성 재료일 수 있다. 반사 외피부의 기질 재료 내에는 반사 입자들이 혼입될 수 있다. 반사 입자들은 예컨대 하기의 재료들 중 하나로 형성되며, 다시 말하면 상기 반사 입자들은 하기의 재료들, 즉 TiO2, BaSO4, ZnO, AlxOy, ZrO2 중 하나로 구성될 수 있다. 특히 ZrO2로 형성되는 방사선 반사 입자들은 청색 광 또는 자외선 광을 반사하기에 특히 매우 적합하다.
또한, 특히 반사 외피부는 기질 재료 내에 전술한 재료들 중 상이한 재료들로 형성되는 상이한 반사 입자들의 혼합물을 함유할 수도 있다. 이처럼 반사 외피부의 반사 스펙트럼은 특히 발광 다이오드의 요건들에 매우 적합하게 조정될 수 있다.
다음에서는 본원에 기재한 발광 다이오드가 실시예들과 해당하는 도들에 따라서 더욱 상세하게 설명된다.
도 1, 도 2, 도 3 및 도 4는 본원에 기재한 발광 다이오드들의 실시예들을 각각 도시한 개략적 단면도이다.
동일하거나, 동일한 유형이거나, 동일하게 작용하는 소자들은 도들에서 동일한 도면 부호로 표시되어 있다. 도들과 도들에 도시된 소자들의 상호 간 크기 비율은 일정한 축척에 의한 것으로서 간주해서는 안 된다. 오히려 개별 소자들은 더욱 나은 형태성 및/또는 더욱 나은 이해를 위해 과장되어 크게 도시되어 있을 수 있다.
도 1에는 본원에 기재한 발광 다이오드의 제1 실시예가 개략적인 단면도로 도시되어 있다. 발광 다이오드는 캐리어(1)를 포함한다. 캐리어(1)는 이 캐리어의 주요 소자를 형성하는 금속 본체(12)를 포함한다. 본 실시예에서 금속 본체(12)에는 캐리어의 부피 및 중량의 적어도 95% 가 할당된다. 금속 본체는 예컨대 구리로 형성되며, 다시 말하면 금속 본체는 구리를 함유하거나, 또는 구리로 구성된다.
캐리어(1)는 추가로 추가의 전기 절연 층(13)을 포함하고, 상기 전기 절연 층은 일부 위치에서 캐리어의 윗면(1a)에서 금속 본체(12)의 외부면(121) 상에 도포된다. 이 경우 추가의 전기 절연 층(13)은 금속 본체(12)와 직접 접촉할 수 있다. 금속 본체(12)의 반대 방향으로 향해 있는, 추가의 전기 절연 층(13)의 측면에는 예컨대 스트립 도체들로 구조화되는 전기 전도 층(14)이 도포된다.
캐리어(1)는 개구부들(3)을 포함하고, 이들 개구부는 상기 캐리어를, 다시 말하면 금속 본체(12), 추가의 전기 절연 층(13) 및 전기 전도 층(14)을, 캐리어(1)의 윗면(1a)에서부터 캐리어(1)의 밑면(1b)까지 완전하게 관통한다.
본 실시예에서 각각의 개구부(3)의 내부면들(31)은 전기 절연 재료(4)에 의해 완전하게 덮인다. 다시 말하면, 전기 절연 재료(4)는 금속 본체(12)의 측면 표면들, 추가의 전기 절연 층의 측면 표면들(131) 및 전기 전도 층의 측면 표면들(141)을 덮는다.
각각의 개구부는 부착 수단(8), 예컨대 나사를 수용하는 역할을 한다. 이 경우 부착 수단(8)은 발광 다이오드를 실장하기 위해 제공된다[부착 수단(8)에 대해서는 도 3도 참조].
도 1의 실시예에 따라서, 발광 다이오드 칩들(2)은 캐리어(1)의 실장 표면(11)에서 금속 본체(12) 상에 직접 실장되며, 예컨대 납땜된다. 이 경우 발광 다이오드 칩들(2)은 상호 간에 병렬로 접속되고 금속 본체(12)로 향해 있는 칩들 자체의 측면에서 상기 금속 본체(12)와 동일한 전기 전위 상에 위치한다.
발광 다이오드 칩들(2)은, 본딩 와이어들(21)에 의해서, 스트립 도체들로 구조화되는 전기 전도 층(14)과 전기 전도 방식으로 연결된다. 이 경우 본딩 와이어들(21) 중 하나의 본딩 와이어가 금속 본체(12)와 직접 전기 전도 방식으로 연결될 수 있다. 예컨대 발광 다이오드는 작동 중에 청색 광 및/또는 자외선(UV) 방사선을 생성하도록 제공되는 4개의 발광 다이오드 칩을 포함한다. 이런 경우에 각각의 발광 다이오드 칩(2) 또는 모든 발광 다이오드 칩(2)의 후방에는 공동으로 발광 변환 재료(luminescence conversion material)가 배열되며, 이 발광 변환 재료는, 전체적으로 상기 발광 다이오드로부터 백색 광이 방사되는 방식으로, 작동 중에 상기 발광 다이오드 칩들(2)에 의해 생성된 전자기 방사선 중에서 적어도 일부분을 변환한다.
도 1의 실시예에 따라서, 모든 발광 다이오드 칩(2)의 후방에는 캐리어(1)와 기계적으로 견고하게 결합되는 덮개부(7)가 배열된다. 덮개부(7)는 예컨대 유리 소재의 덮개부일 수 있다. 또한, 덮개부(7)는 세라믹 발광 변환 재료의 입자를 함유할 수 있거나, 또는 세라믹 발광 변환 재료로 구성될 수 있다.
발광 다이오드 칩들(2)의 반대 방향으로 향해 있는 캐리어(1)의 밑면에서는 바람직하게는 금속 본체(12) 상에 직접 전기 절연 층(5)이 도포되며, 이 전기 절연 층은 캐리어(1)를 전기 절연한다. 전기 절연 층의 측면 표면들(51)은 이 전기 절연 층(5)을 완전하게 관통하는 개구부들(3)의 영역에서 전기 절연 재료(4)로 덮일 수 있다. 또한, 이 경우 전기 절연 재료(4) 및 전기 절연 층(5)은 동일한 재료로 형성될 수도 있다.
도 2와 결부되어서는, 개략적인 단면도에 따라 본원에 기재한 발광 다이오드의 제2 실시예가 더욱 상세하게 설명된다. 도 1의 실시예와 다르게, 본 실시예에서는, 발광 다이오드 칩들(2)의 접촉이 스트립 도체들로 구조화되는 전기 전도 층(14)을 통해 개시된다. 이를 위해 전기 전도 층(14)은 발광 다이오드 칩들(2)의 미도시된 단자 위치들과 직접 접촉한다. 이를 위해 도 2의 실시예에 따라서는, 추가의 전기 절연 층(13)이 적어도 발광 다이오드의 여러 발광 다이오드 칩의 측면 표면들을 일부 위치에서 덮는다. 전기 전도 층(14)은 상기 발광 다이오드 칩들(2)의 측면 표면들에서 전기 절연 층(13)을 따라 이 발광 다이오드 칩들(2)의 전기 단자 위치들로 이어진다.
도 3과 결부되어서는, 본원에 기재한 발광 다이오드의 제3 실시예가 개략적인 단면도에 따라서 더욱 상세하게 설명된다. 본 실시예에 따라서는, 도 1과 다르게, 전기 절연 층(5)이 제외된다. 발광 다이오드 칩들(2)은 금속 본체(12)와 이 발광 다이오드 칩들(2) 사이에 배열되는 전기 절연성 서브 캐리어(6)를 통해 캐리어(1)의 금속 본체(12)로부터 전기 절연된다. 서브 캐리어(6)는 예컨대 세라믹 재료로 구성된다. 금속 본체(12)의 반대 방향으로 향해 있는, 서브 캐리어(6)의 측면에서는 금속 스트립 도체들이 구조화될 수 있으며, 이들 금속 스트립 도체를 통해서는 발광 다이오드 칩들(2)이 서브 캐리어(6) 상에서 병렬로 접속된다. 도 3에 따르는 발광 다이오드는 도 1 및 도 2의 실시예들에 따라 단순화된 제조를 특징으로 하는데, 그 이유는 전기 절연 층(5)의 도포를 제외할 수 있기 때문이다. 단점으로는, 도 1 및 2와 결부되어 설명된 실시예들과는 다르게 발광 다이오드 칩들(2)로부터 금속 본체(12) 안쪽으로 직접적인 열 분산이 이루어지는 것이 아니라, 열 전도도가 서브 캐리어(6)에 의해 저하된다는 점이 발생한다.
덮개부(7)는 모든 실시예에서 제공될 수 있거나, 또는 생략될 수 있다. 덮개부(7)는 발광 다이오드 칩들(2)의 기계적 보호부를 형성할 수 있으며, 그 외에도 방사선 변환 및/또는 방사선 산란과 같은 광학적 특성들을 취할 수 있다.
도 4의 개략적 단면도에 따라서는, 본원에 기재한 발광 다이오드의 추가의 실시예가 설명된다. 전술한 실시예들과 다르게, 본 실시예에서 발광 다이오드는 반사 외피부(151)를 포함하며, 이 반사 외피부 내에 발광 다이오드 칩들(2)이 매입된다. 이 경우 반사 외피부(151)는 캐리어(1)의 실장 표면(11)을 완전하게 덮는다. 발광 다이오드 칩들(2)은 도 4의 실시예에 따라 캐리어(1)의 반대 방향으로 향해 있는 칩들 자체의 표면들이면서 상기 발광 다이오드 칩들(2)의 방사선 방출 표면을 나타내는 상기 표면들을 이용하여 반사 외피부(151)로부터 돌출된다. 예컨대 반사 외피부(151)는 상기 표면들과 동일 평면에서 종결된다. 이 경우 반사 외피부는 예컨대 실리콘과 같은 기질 재료로 형성되며, 상기 기질 재료 내에는 예컨대 이산화티타늄으로 이루어진 방사선 반사 입자들이 매입된다.
이 경우 반사 외피부(151)는 본원에 기재한 발광 다이오드의 모든 실시예에서 이용될 수 있다. 이런 경우 예컨대 도 3의 실시예의 경우 반사 외피부(151)는 서브 캐리어(6)의 노출된 외부면을 완전하게 덮을 수도 있다.
본 발명은 실시예들에 따르는 설명에 의해 상기 실시예들로 국한되지 않는다. 오히려 본 발명은 각각의 새로운 특징뿐 아니라 특징들의 각각의 조합을 포함하며, 이런 점은 특히, 상기 특징 또는 상기 조합 자체가 특허청구범위 또는 실시예들에 분명하게 명시되어 있지 않다고 하더라도, 특허청구범위에서의 특징들의 각각의 조합도 내포한다.
본 특허 출원은 대응하는 공개 내용이 참조를 통해 본원으로써 수용되는 독일 특허 출원 102010026344.3의 우선권을 청구한 것이다.

Claims (20)

  1. 실장 표면(11)을 구비한 캐리어(1)와,
    상기 캐리어(1) 상에서 상기 실장 표면(11)에 적어도 간접적으로 부착되는 적어도 2개의 발광 다이오드 칩들(2)을
    포함하는 발광 다이오드로서,
    상기 캐리어(1)는 금속 본체(12)를 포함하고,
    상기 금속 본체(12)의 외부면(121)은 상기 실장 표면(11)을 포함하며,
    상기 적어도 2개의 발광 다이오드 칩들(2)은 상호 간에 병렬로 접속되고,
    상기 금속 본체(12)는 열 분산용 소자로서 이용되며, 상기 발광 다이오드 칩들(2)은 상기 금속 본체(12)와 전기 전도 방식으로 연결되고, 상기 금속 본체(12)를 통해서는 상호 간에 병렬로 접속되며,
    상기 실장 표면(11)의 반대 방향으로 향해 있는 상기 캐리어(1)의 밑면(1b)에는 적어도 2W/(mK)의 열 전도도를 갖는 전기 절연 층(5)이 상기 캐리어(1) 상에 부착되고,
    상기 캐리어(1)는 일부 발광 다이오드 칩(2)의 측면 표면들을 일부 위치에서 덮는 추가의 전기 절연 층(13)을 포함하며,
    상기 캐리어(1)는 상기 2개의 발광 다이오드 칩들(2)의 측면 표면들에서 상기 추가의 전기 절연 층(13)을 따라 상기 발광 다이오드 칩들(2)의 전기 단자 위치들로 이어지는 전기 전도 층(14)을 포함하는,
    발광 다이오드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 실장 표면(11)은 상기 캐리어(1)의 윗면(1a)에 배열되고,
    상기 발광 다이오드 칩들(2)은 캐리어(1) 상에서 상기 실장 표면(11)에 직접 부착되며,
    상기 전기 절연 층(5)은 캐리어의 밑면(1b)에서 상기 캐리어(1)를 완전하게 덮고, 상기 실장 표면(11)의 반대 방향으로 향해 있는 금속 본체의 측면에서 상기 금속 본체(12)를 완전하게 덮는,
    발광 다이오드.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 캐리어(1)의 윗면(1a)에서부터 상기 윗면(1a)의 반대 방향으로 향해 있는, 상기 캐리어(1)의 밑면(1b)까지 연장되는, 상기 캐리어(1) 내의 적어도 하나의 개구부(3)를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 개구부(3)는 상기 캐리어(1)를 완전하게 관통하고,
    상기 적어도 하나의 개구부(3)의 내부면(31)은 전기 절연 재료(4)로 덮이며,
    상기 적어도 하나의 개구부(3)는 발광 다이오드를 실장하기 위한 부착 수단(8)을 수용하기 위해 제공되는,
    발광 다이오드.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 개구부(3)는 상기 금속 본체(12)를 완전하게 관통하는,
    발광 다이오드.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 개구부(3)는 상기 전기 절연 층(5)을 완전하게 관통하고,
    상기 전기 절연 층(5)의 측면 표면(51)은 상기 적어도 하나의 개구부(3) 내에서 상기 전기 절연 재료(4)로 덮이는,
    발광 다이오드.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광 다이오드 칩들(2)이 상기 캐리어(1)의 금속 본체(12) 상에 직접 배열되는 방식으로 상기 발광 다이오드 칩들(2)은 상기 캐리어(1) 상의 상기 실장 표면에 직접 부착되는,
    발광 다이오드.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 발광 다이오드 칩들(2)은 반사 외피부(151) 내에 매입되되, 상기 반사 외피부는 상기 발광 다이오드 칩들(2)의 측면 표면들과 상기 실장 표면을 덮고,
    상기 발광 다이오드 칩들은 상기 캐리어(1)의 반대 방향으로 향해 있는 자체 방사선 방출 표면들을 이용하여 상기 반사 외피부(151)로부터 돌출되거나, 상기 반사 외피부(151)는 상기 방사선 방출 표면들과 동일 평면에서 종결되는,
    발광 다이오드.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 본체(12)에는 상기 캐리어(1) 부피의 적어도 90%와 상기 캐리어(1) 중량의 적어도 90%가 할당되는,
    발광 다이오드.
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 추가의 전기 절연 층(13)은 상기 발광 다이오드 칩들(2)로 향해 있는 상기 금속 본체(12)의 측면에서 상기 금속 본체(12)에 부착되고,
    상기 전기 전도 층(14)은 상기 금속 본체(12)의 반대 방향으로 향해 있는 상기 추가의 전기 절연 층(13)의 측면에서 추가의 전기 절연 층(13)에 부착되고,
    상기 발광 다이오드 칩들(2)은 상기 전기 전도 층(14)과 전기 전도 방식으로 연결되는,
    발광 다이오드.
  10. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 개구부(3)는 상기 추가의 전기 절연 층(13) 및 상기 전기 전도 층(14)을 완전하게 관통하며,
    상기 적어도 하나의 개구부(3) 내 상기 추가의 전기 절연 층(13)의 측면 표면(131)과, 상기 적어도 하나의 개구부(3) 내 상기 전기 전도 층(14)의 측면 표면(141)은 전기 절연 재료(4)로 덮이는,
    발광 다이오드.
  11. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 절연 층(5)은 세라믹 층이며,
    상기 전기 절연 층(5)은 최소 30㎛와 최고 100㎛의 두께를 보유하는,
    발광 다이오드.
  12. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 절연 층(5)은 세라믹 재료로 구성되는,
    발광 다이오드.
  13. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 절연 층(5)은 질화 붕소를 함유하거나, 또는 질화 붕소로 구성되는,
    발광 다이오드.
  14. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 발광 다이오드 칩들(2)은 반사 외피부(151) 내에 매입되되,
    상기 반사 외피부(151)는 상기 발광 다이오드 칩들(2)의 측면 표면들과 상기 실장 표면(11)을 덮는,
    발광 다이오드.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 반사 외피부(151)는 일광 조건에서 백색으로 보이는,
    발광 다이오드.
  16. 삭제
  17. 실장 표면(11)을 구비한 캐리어(1)와,
    상기 캐리어(1) 상에서 상기 실장 표면(11)에 적어도 간접적으로 부착되는 적어도 2개의 발광 다이오드 칩들(2)을
    포함하는 발광 다이오드로서,
    상기 캐리어(1)는 금속 본체(12)를 포함하고,
    상기 금속 본체(12)의 외부면(121)은 상기 실장 표면(11)을 포함하며,
    상기 적어도 2개의 발광 다이오드 칩들(2)은 상호 간에 병렬로 접속되고,
    상기 캐리어(1)의 윗면(1a)에서부터 상기 윗면(1a)의 반대 방향으로 향해 있는, 상기 캐리어(1)의 밑면(1b)까지 연장되는, 상기 캐리어(1) 내의 적어도 하나의 개구부(3)를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 개구부(3)는 상기 캐리어(1)를 완전하게 관통하고,
    상기 적어도 하나의 개구부(3)의 내부면(31)은 전기 절연 재료(4)로 덮이며,
    상기 적어도 하나의 개구부(3)는 발광 다이오드를 실장하기 위한 부착 수단(8)을 수용하기 위해 제공되고,
    전기 절연 층(5)이 상기 실장 표면(11)의 반대 방향으로 향해 있는 상기 캐리어(1)의 밑면(1b)에서 상기 캐리어(1)에 부착되며,
    상기 전기 절연 층(5)은 적어도 2W/(mK)의 열 전도도를 갖고,
    상기 전기 절연 층(5)은 캐리어의 밑면(1b)에서 상기 캐리어를 완전하게 덮고, 상기 실장 표면(11)의 반대 방향으로 향해 있는 금속 본체의 측면에서, 상기 캐리어(1)를 관통하는 개구부(3)를 제외하고, 상기 금속 본체(12)를 완전하게 덮는,
    발광 다이오드.
  18. 제1항에 있어서,
    오로지 결합 수단만이 상기 발광 다이오드 칩들(2)과 상기 실장 표면(11) 사이에 존재하는 방식으로 상기 발광 다이오드 칩들(2)은 상기 캐리어(1) 상의 상기 실장 표면(11)에 부착되는,
    발광 다이오드.
  19. 삭제
  20. 제17항에 있어서,
    상기 캐리어(1)는 상기 발광 다이오드 칩들(2)로 향해 있는 상기 금속 본체(12)의 측면에서 상기 금속 본체(12)에 부착되는 추가의 전기 절연 층(13)을 포함하며,
    상기 캐리어(1)는 상기 금속 본체(12)의 반대 방향으로 향해 있는 상기 추가의 전기 절연 층(13)의 측면에서 추가의 전기 절연 층(13)에 부착되는 전기 전도 층(14)을 포함하되,
    상기 발광 다이오드 칩들(2)은 상기 전기 전도 층(14)과 전기 전도 방식으로 연결되는,
    발광 다이오드.
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