Nova Patents
AT413062B

LED light source

Abstract

A method for the fabrication of a high light luminosity LED-light source with at least two LED-dice requires initially coating the circuit board , with the exception of the contact areas, with an insulating layer, and then either contact 'bumps' or contact layers are placed on one surface, or contact layers with a thickness of 1-50 mu m are placed on the contact areas of the circuit board. The LED dice are pressed and simultaneously or subsequently soldered by ultrasound and/or thermally, using the flip-chip technology, with the contact areas, from below, on to the contact areas of the circuit board.

Term

Term ended

Expired 12 July 2020, 6.2 years ago.

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17 claims: 5 independent, 12 dependent

  1. 1
    Patentansprüche:1. Verfahren zur Herstellung einer LED-Lichtquelle hoher Lichtstärke mit mindestens zwei LED-Dice, wobei die LEDs auf einer thermisch leitfähigen Leiterplatte angeordnet werden, sodass im Betrieb die Wärme durch die Leiterplatte hindurch abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte beinhaltet: 15 - die Leiterplatte wird - mit Ausnahme der Kontaktflächen - mit einer isolierenden Schicht versehen, - entweder werden auf den Kontaktelektroden der LED-Dice auf einer Fläche Kontaktbumps oder Kontäktschichten mit einer Maximalhöhe von 100 pm, bestehend aus einem Lotmaterial mit guter thermischer Leitfähigkeit, aufgebracht, oder es werden Kontaktschich20 ten mit einer Dicke von 1 -50 pm auf den Kontaktflächen der Leiterplatte aufgebracht, - die LED Dtce werden mittels einer Flip-Chip Technik oder einer verwandten Technik mit der Kontaktfläche nach unten auf die Kontaktflächen der Leiterplatte oder in deren unmittelbare Nähe aufgepresst und gleichzeitig oder anschließend - mittels Ultraschall und/oder thermisch - verlötet, wobei jedem LED-Dice eine Mindestmetallisierungsfläche zwischen 25 0,5 und 5 mm 2 zugeordnet wird.
  2. 2
    Verfahren zur Herstellung einer LED-Lichtquelle hoher Lichtstärke mit mindestens zwei LED-Dice, wobei die LEDs auf einer thermisch leitfähigen Leiterplatte angeordnet werden, sodass im Betrieb die Wärme durch die Leiterplatte hindurch abgeleitet wird, dadurch gern kennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte beinhaltet:- die Leiterplatte wird - mit Ausnahme der Kontaktflächen - mit einer isolierenden Schicht versehen, - entweder werden auf den Kontaktelektroden der LED-Dice auf einer Fläche metallische, insbesondere aus Gold bestehende Kontaktbumps oder Kontaktschichten mit einer Maxi35 malhöhe von 100 pm aufgebracht, oder es werden metallische, insbesondere aus Gold bestehende Kontaktschichten mit einer Dicke von 1-50 pm auf den Kontaktflächen der Leiterplatte aufgebracht, - die LED-Dice werden mittels einer Flip-Chip Technik oder einer verwandten Technik mit der Kontaktfläche nach unten exakt auf die Kontaktflächen der Leiterplatte aufgepresst und 40 gleichzeitig oder anschließend - mittels Ultraschall und/oder thermisch - befestigt, wobei jedem LED-Dice eine Mindestmetallisierungsfläche zwischen 0,5 und 5 mm 2 zugeordnet wird.
  3. 3
    Verfahren zur Herstellung einer LED-Lichtquelle hoher Lichtstärke mit mindestens zwei 45 LED-Dice, wobei die LEDs auf einer thermisch leitfähigen Leiterplatte angeordnet werden, sodass im Betrieb die Wärme durch die Leiterplatte hindurch abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte beinhaltet:- die Leiterplatte wird - mit Ausnahme der Kontaktflächen - mit einer isolierenden Schicht versehen, so - auf den Kontaktelektroden werden auf einer Fläche Kontaktbumps oder Kontaktschichten mit einer Maximalhöhe von 100 pm bestehend aus einem Lotmaterial mit guter thermischer Leitfähigkeit aufgebracht, - die LED-Dice werden mit den Kontaktflächen senkrecht zur Leiterplattenebene mit einer Seitenfläche auf die freien Kontaktflächen der Leiterplatte oder in deren unmittelbare Nähe 55 aufgepresst und mit den seitlich aufgebrachten Kontaktbumps verlötet, wobei jedem LED6 Dice eine Mindestmetallisierungsfläche zwischen 0,5 und 5 mm 2 zugeordnet wird.
  4. 4
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass eine thermisch leitfähige Vergussmaße zwischen Dice und Leiterplatte gegeben wird.
  5. 5
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als 4 Dice, teilweise seriell und teilweise parallel geschaltet, aufgepresst werden.
  6. 6
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Rückio seite der Leiterplatte ein Kühlkörper zur Luftkühlung aufgebracht wird.
  7. 7
    Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper an die Leiterplatte angeklebt wird. 15
  8. 8
    Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine dünne, beidseitig beschichtete Klebematte zum Ankleben des Kühlkörpers verwendet wird.
  9. 9
    Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine beidseitig beschichtete Kupferfolie zum Ankleben des Kühlkörpers verwendet wird.
  10. 10
    Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper an die Rückseite der Leiterplatte flächig angelötet wird.
  11. 11
    Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zum Anlöten des Kühlkörpers 25 ein Vakuum-Lötofen verwendet wird.
  12. 12
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Rückseite der Leiterplatte eine elektrische Kühlung aufgebracht wird. 30
  13. 13
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass LED-Dice mit einer Grundfläche zwischen 300 und 700 pm 2 aufgepresst werden.
  14. 14
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die thermisch leitfähige Leiterplatte zumindest eine keramische Schicht beinhaltet.
  15. 15
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass als Leiterplatte eine Metallkernleiterplatte verwendet wird.
  16. 16
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass als Leiterplatte 40 ein Keramikkörper verwendet wird, auf dessen Oberseite die Leiterbahnen aufgebracht sind und dessen Oberfläche derart ausgeformt ist, dass dieser als Kühlkörper dient.
  17. 17
    Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktflächen auf der Leiterbahn oval oder rechteckig sind und eine Länge aufweisen, die annä45 hernd der Kantenlänge des LED-Dice entspricht.
Independent claims17