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CN1989618A - 发光二极管组件 - Google Patents

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CN1989618A
CN1989618A CNA2005800253269A CN200580025326A CN1989618A CN 1989618 A CN1989618 A CN 1989618A CN A2005800253269 A CNA2005800253269 A CN A2005800253269A CN 200580025326 A CN200580025326 A CN 200580025326A CN 1989618 A CN1989618 A CN 1989618A
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T·C·特鲁尔尼特
E·范利尔
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Abstract

一种发光二极管(LED)组件，包括在一侧之上被部分覆盖了介电层(2)的金属衬底(1)，在该介电层(2)上存在电路(3)，和多个LED单元(5，6，7)，每一个包括LED芯片，其中通过导热的粘合层(8)将每个LED单元(5，6，7)设置在该金属衬底上的所述介电层中的间隙中，其中电导体(9)连接每个LED单元和在相邻介电层上的电路，并且其中至少两个LED单元一起被安装在该介电层中的一个间隙中。

Description

发光二极管组件
本发明涉及发光二极管(LED)组件，其包括在一侧之上被覆盖了介电层的金属衬底，在该介电层上存在电路，和每一个都包括LED芯片的多个LED单元，其中通过导热粘合层将每个LED单元设置在该金属衬底上的所述介电层中的间隙中，并且其中电导体连接每个LED单元和在相邻介电层上的电路。
在US 6,498,355中描述了这种LED组件。由于LED单元的靠近放置，功耗高并且散热可能是问题。LED单元变得太热，其导致LED尤其是红色LED的通量的严重减小。通过利用热沉，其包括金属衬底和导热的粘合层，可以在操作期间在不将LED的温度升高太多的情况下构建高功率LED组件。该介电层提供有间隙阵列，其均被做成一定形状以容纳LED单元，并且每个LED单元被连接到该介电层上的周围电路，例如借助线。WO 00/55925也描述了LED组件，其中通过导热胶将LED单元设置在铝衬底上的间隙中。
期望提供具有最小尺寸的高功率复合LED光源。这尤其与投影型灯相关，例如聚光灯或探照灯，其中被LED使用的表面面积决定了用来使光束成形的光学器件的最小尺寸。而且，当利用不同颜色的多个LED来获得例如白光时，期望该光源呈现为白色，而不是不同颜色的阵列。
通过根据权利要求1的LED组件来达到该目的。在从属权利要求中描述了本发明的LED组件的优选实施例。
根据本发明，至少两个LED单元一起被安装在介电层中的一个间隙中。在优选实施例中，多个LED单元被一起安装在一个间隙中。以这种方式可以在行或阵列中并排地放置这些LED，以便它们形成或多或少连续的发光表面。由此该光源的尺寸被最小化并且不同颜色的混合被最大化。线电连接该组LED单元与共用的相邻电路。每个LED单元可以具有它自己的至电路的布线，而且一组LED单元也可以通过线互连，以便这些LED单元被串联连接到电路。
在使用词“间隙”的地方，应当理解的是，这并不一定意味着该介电层完全将该间隙包围在其中。实际上，根据本发明，该介电层和其上的电路仅需要存在于LED单元的阵列的一侧上。
在优选实施例中，不同颜色的LED单元被安装在介电层中的一个间隙中。在工作期间，这些LED发射波长互不相同的光。至少一个LED芯片是例如AlInGaP芯片(红色、橙色或黄色)并且至少一个其它的LED芯片是例如InGaN芯片(绿色、蓝色或青色)。以这种方式，在混合所发射的具有不同波长的光之后，可以获得很小的白光源，或任何其它期望的颜色的光源。
借助导电的粘合层，该LED芯片优选被安装在硅基座(sub-mount)上，并且所述硅基座被安装在该金属衬底上。该硅基座在其中优选包括电绝缘氧化硅或氮化硅层。硅因为它的优良的热传导特性而众所周知。优选地该热传导粘合层是金属焊料层，因为焊料也被认为是好的热传导材料。由于同样的原因，优选地该金属衬底是铜或铝衬底。
将参考附图借助示例性实施例来描述本发明，其中：
图1是LED组件的局部截面图；以及
图2是图1的LED组件的局部顶视图。
该LED组件包括被提供有介电层2和铜电路3的铜或阳极化铝衬底1。间隙4被设置在所述层2中，其中十五个LED单元5、6、7通过焊料层8被直接安装在该衬底1上。在该实施例中，五行的两种AlInGaPLED单元5、7(例如红色和黄色)和五行的一种InGaN LED单元6(例如蓝色)均被放置在一个间隙4中。
每个LED单元5、6、7包括具有电绝缘氧化硅顶层10的硅基座9。在AlInGaP LED单元5、7中，基座9具有金属化的顶表面11，AlInGaPLED芯片14、16通过焊料层17被附着到其上。在InGaN LED单元6中，基座9具有两个分开的金属化的顶表面区域12、13，InGaN LED芯片15通过分开的焊料凸块18被附着到其上。
LED单元5、6、7被电连接到周围电路3并且借助接合线19彼此电连接。可以如所示通过所述线19串联地电连接LED芯片14、15、16，或者可替换地，每个LED芯片14、15、16可以通过线19(未示出)被单独连接到电路3。
在示出的实施例中，一个颜色的LED单元5、6、7位于图2中的一个垂直的行中。还可以在垂直的行中交替不同颜色的LED单元5、6、7，与图2中的水平行中的交替相似。这将导致该三种颜色的更好的混合。
将理解的是，所描述的实施例的多种变型将可以在本发明的范围之内。

Claims (8)

1.一种发光二极管(LED)组件，包括在一侧之上被覆盖了介电层(2)的金属衬底(1)，在该介电层(2)上存在电路(3)，和多个LED单元(5，6，7)，每一个都包括LED芯片(14，15，16)，其中通过导热的粘合层(8)将每个LED单元(5，6，7)安装在该金属衬底(1)上的所述介电层(2)中的间隙(4)中，并且其中电导体(19)连接每个LED单元和在相邻介电层(2)上的电路(3)，其特征在于，至少两个LED单元(5，6，7)被一起安装在该介电层(2)中的一个间隙(4)中。
2.根据权利要求1所述的LED组件，其中不同颜色的LED单元(5，6，7)被安装在该介电层(2)中的一个间隙(4)中。
3.根据权利要求1或2所述的LED组件，其中该LED芯片(14，15，16)是AlInGaP芯片和/或InGaN芯片。
4.根据权利要求1、2或3所述的LED组件，其中通过导电的粘合层(17)将该LED芯片(14，15，16)安装在硅基座(9)上，并且所述硅基座(9)被安装在该金属衬底(1)上。
5.根据权利要求4所述的LED组件，其中硅基座(9)包括电绝缘氧化硅或氮化硅层(10)。
6.根据前面权利要求1-5中的任何一个所述的LED组件，其中该导热的粘合层(8)是金属焊料层。
7.根据前面权利要求1-6中的任何一个所述的LED组件，其中该金属衬底(1)是铜或铝衬底。
8.根据前面权利要求1-7中的任何一个所述的LED组件，其中借助线(19)使至少两个LED单元(5，6，7)彼此互连。
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