DE102012211143A1 - Carrier e.g. circuit board, for e.g. organic LED of headlight for automobile, has guidance bodies linked with components at front side and exposed with respect to carrier at rear side, where bodies are projected over carrier at rear side - Google Patents

Carrier e.g. circuit board, for e.g. organic LED of headlight for automobile, has guidance bodies linked with components at front side and exposed with respect to carrier at rear side, where bodies are projected over carrier at rear side Download PDF

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Abstract

The carrier (2) has heat guidance bodies (12) i.e. thermal conductors, thermally linked with electrical components e.g. High-power LED (4), at a front side (13v) and exposed with respect to the carrier at a rear side (13r). The guidance bodies are projected over the carrier at the rear side and comprise a part with a non-completely rotationally symmetrical, polygonal cylindrical outer contour. Cooling bodies (14) comprise a recess (16), which is formed at a part of the guidance bodies. The part of one of the guidance bodies comprises a convection cooling structure and a heat pipe.

Description

Die Erfindung betrifft einen Träger für mindestens ein elektrisches bzw. elektrisch betreibbares Bauelement, z. B. Leuchtdiode, aufweisend mindestens einen Wärmeleitkörper, welcher an seiner Vorderseite mit mindestens einem elektrischen Bauelement thermisch koppelbar ist und an seiner Rückseite bezüglich des Trägers freiliegt. Die Erfindung betrifft auch eine Leuchtvorrichtung, aufweisend einen solchen Träger, an dessen Vorderseite mindestens ein elektrisches Bauelement in Form einer Halbleiterlichtquelle angeordnet ist. Die Erfindung ist insbesondere anwendbar für Leuchtvorrichtungen, insbesondere Leuchtmodule, insbesondere für Fahrzeug-Leuchtvorrichtungen, insbesondere Automobilscheinwerfer.The invention relates to a carrier for at least one electrical or electrically operable device, for. B. light-emitting diode, comprising at least one heat-conducting body which is thermally coupled on its front side with at least one electrical component and is exposed at its rear side with respect to the carrier. The invention also relates to a lighting device, comprising such a carrier, on whose front side at least one electrical component in the form of a semiconductor light source is arranged. The invention is particularly applicable to lighting devices, in particular lighting modules, in particular for vehicle lighting devices, in particular automobile headlights.

Zur effizienten lichttechnischen Nutzung von Leuchtdioden (LEDs) ist es notwendig, diese exakt in Position zu bringen und für eine gute Entwärmung zu sorgen. Es ist bekannt, LEDs und/oder andere elektrische, insbesondere elektronische, Bauteile zur Entwärmung an Inlays von Chipgehäusen oder Leadframes anzubinden oder an thermische Durchkontaktierungen („thermische Vias”) von Platinen anzubinden. Diese Inlays und thermischen Vias liegen typischerweise rückseitig frei und flächenbündig zu einer planen Rückseite des Chipgehäuses bzw. der Platine, so dass sie bei einer Auflage der planen Rückseite des Chipgehäuses bzw. der Platine auf einem Kühlkörper großflächig in Kontakt mit diesem Kühlkörper gelangen können. Für eine effektive Wärmeleitung oder Wärmeübertragung auf den Kühlkörper ist dazwischen eine Wärmeleitpaste vorhanden. Die Befestigung der Platine mit dem Kühlkörper geschieht typischerweise mittels Schrauben, was eine vergleichsweise aufwändige Montage bedingt.For the efficient use of light emitting diodes (LEDs), it is necessary to bring them into exact position and to ensure good heat dissipation. It is known to connect LEDs and / or other electrical, in particular electronic, components for cooling on inlays of chip packages or leadframes or to connect them to thermal plated-through holes ("thermal vias") of printed circuit boards. These inlays and thermal vias are typically free on the back and flush with a planar rear side of the chip housing or the circuit board, so that they can contact a large area in contact with this heat sink on a support of the planar rear side of the chip housing or the circuit board. For effective heat conduction or heat transfer to the heat sink, a thermal grease is present in between. The attachment of the board with the heat sink is typically done by means of screws, which requires a comparatively complex assembly.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine Möglichkeit zur verbesserten Referenzierung und Ausrichtung und/oder zur verbesserten Wärmeableitung von elektrischen Bauteilen auf einem Träger der eingangs genannten Art bereitzustellen.It is the object of the present invention to overcome the disadvantages of the prior art at least partially and in particular to provide a possibility for improved referencing and alignment and / or for improved heat dissipation of electrical components on a carrier of the type mentioned.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.This object is achieved according to the features of the independent claims. Preferred embodiments are in particular the dependent claims.

Die Aufgabe wird gelöst durch einen Träger für mindestens ein elektrisches Bauelement, aufweisend mindestens einen Wärmeleitkörper, welcher an seiner Vorderseite mit mindestens einem elektrischen Bauelement thermisch koppelbar ist und an seiner Rückseite bezüglich des Trägers freiliegt, wobei der mindestens eine Wärmeleitkörper an seiner Rückseite über den (restlichen) Träger vorsteht.The object is achieved by a carrier for at least one electrical component, comprising at least one heat conducting body, which is thermally coupled on its front side with at least one electrical component and exposed at its rear side with respect to the carrier, wherein the at least one heat conducting body on its back over the ( remaining) carrier protrudes.

Der Wärmeleitkörper kann im Vergleich zum Stand der Technik also insbesondere bezüglich seiner Höhe um ein definiertes Maß verlängert sein. Dieser Träger weist den Vorteil auf, dass er besonders einfach und genau positioniert (referenziert, justiert, ausgerichtet) mit seiner Rückseite an einer Unterlage befestigbar ist. Dabei kann der Wärmeleitkörper als ein Referenzierungselement dienen, so dass auf eigenständige Referenzierungselemente wie Justierstifte verzichtet werden kann und darüber hinaus der Wärmeleitkörper eine besonders große Wärmeübergangsfläche zur effektiven Wärmeübertragung bereitstellt.The heat-conducting body can thus be extended by a defined amount in comparison with the prior art, in particular with regard to its height. This carrier has the advantage that it is particularly easy and accurately positioned (referenced, adjusted, aligned) with its back attached to a pad. In this case, the heat-conducting body can serve as a referencing element, so that it is possible to dispense with independent referencing elements such as alignment pins and, moreover, the heat-conducting body provides a particularly large heat transfer surface for effective heat transfer.

Der Träger mag insbesondere eine plattenförmige Grundform (mit einer im Vergleich zu einer Ausdehnung in der x/y-Ebene geringen Höhenausdehnung in z-Richtung) aufweisen. Die plattenförmige Grundform mag insbesondere eben oder schalenartig gekrümmt sein.The carrier may in particular have a plate-shaped basic shape (with a small height extent in the z-direction compared to an expansion in the x / y-plane). The plate-shaped basic shape may in particular be flat or shell-like.

Es ist eine Weiterbildung, dass der Träger mehrere solche Wärmeleitkörper aufweist, von denen sich mindestens zwei Wärmeleitkörper voneinander unterscheiden können, z. B. in Bezug auf das verwendete Material, ihre Form und/oder ihre Größe.It is a development that the carrier has a plurality of such heat conducting body, of which at least two heat conducting body may differ from each other, for. B. in relation to the material used, their shape and / or their size.

Es ist außerdem eine Weiterbildung, dass der Wärmeleitkörper ein Vollkörper (also kein Hohlkörper oder ein Gerüst) ist, was eine Wärmeleitfähigkeit verbessert.It is also a development that the heat-conducting body is a solid body (ie no hollow body or a framework), which improves thermal conductivity.

Der Wärmeleitkörper kann als ein spanabhebend hergestellter Körper oder Werkstück ausgebildet sein, z. B. durch Drehen und/oder Fräsen, aber auch als ein Stanzteil, Fließpressteil, Druckgussteil usw. ausgeführt sein. Die Herstellungsart ist grundsätzlich nicht beschränkt.The heat-conducting body may be formed as a machined body or workpiece, for. B. by turning and / or milling, but also as a stamped part, extruded part, diecasting, etc. be executed. The production is basically not limited.

Es ist ferner eine Weiterbildung, dass der Wärmeleitkörper aus gut wärmeleitendem Material, z. B. mit einer Wärmeleitfähigkeit λ größer oder gleich 15 W/(m·K) ist, insbesondere größer oder gleich 100 W/(m·K). Der Wärmeleitkörper mag beispielsweise aus Metall (insbesondere Aluminium und/oder Kupfer) oder aus Keramik bestehen. Metall weist den Vorteil auf, vergleichsweise preiswert und plastisch verformbar zu sein. Die Keramik mag insbesondere elektrisch isolierend ausgebildet sein.It is also a development that the heat-conducting body of good heat-conducting material, eg. B. with a thermal conductivity λ greater than or equal to 15 W / (m · K), in particular greater than or equal to 100 W / (m · K). The heat-conducting body may for example consist of metal (in particular aluminum and / or copper) or ceramic. Metal has the advantage of being comparatively inexpensive and plastically deformable. The ceramic may in particular be designed to be electrically insulating.

Es ist darüber hinaus eine zur Höhenreferenzierung (senkrecht zur Ebene des insbesondere plattenförmigen Trägers bzw. in z-Richtung) des Wärmeleitkörpers und damit eines darauf angebrachten elektrischen Bauelements vorteilhafte Weiterbildung, dass mindestens ein Wärmeleitkörper einen rückwärtig angeordneten Anschlag aufweist, z. B. einen Bund. Durch den Anschlag kann die Höhenposition einer diesen Wärmeleitkörper aufnehmenden Auflage, z. B. einer Wärmesenke/eines Kühlkörpers, mit einfachen Mitteln genau eingestellt werden, z. B. zur Minimierung eines Anpressdrucks an dem Träger und/oder zur Einstellung eines Spalts usw.It is also a for Höhenreferenzierung (perpendicular to the plane of the particular plate-shaped carrier or in the z-direction) of the heat conducting body and thus an electrical component attached thereto advantageous development that at least one heat conducting body has a rearwardly disposed stop, z. B. a covenant. By the stop, the height position of a heat-conducting body receiving support, for. B. a heat sink / a heat sink, be set accurately with simple means, for. B. to minimize a contact pressure on the carrier and / or to adjust a gap, etc.

Es ist noch eine Weiterbildung, dass mindestens ein elektrisches Bauelement an einer Vorderseite des Wärmeleitkörpers angeordnet ist. Dies ermöglicht einen besonders guten Wärmeübertrag von diesem mindestens einen elektrischen Bauelement auf den zugehörigen Wärmeleitkörper. Eine Befestigung des mindestens einen elektrischen Bauelements an dem Wärmeleitkörper kann insbesondere durch geeignete Befestigungsmittel wie eine Halterung, einen thermisch leitfähigen Kleber oder Paste usw. erfolgen, jedoch bevorzugt direkt und also nicht durch den Träger (z. B. einen dünnen Trennbereich davon) getrennt. Die Befestigung kann direkt (ggf. über einen Kleber o. ä.) oder indirekt, z. B. über mindestens ein weiteres, thermisch gut leitendes Bauteil wie einen Submount, geschehen.It is still a development that at least one electrical component is arranged on a front side of the heat conducting body. This allows a particularly good heat transfer from this at least one electrical component to the associated heat conducting body. An attachment of the at least one electrical component to the heat conduction body can in particular be effected by suitable fastening means such as a holder, a thermally conductive adhesive or paste, etc., but preferably directly and thus not separated by the carrier (eg a thin separation region thereof). The attachment can directly (possibly via an adhesive o. Ä.) Or indirectly, z. B. on at least one other, thermally well conductive component such as a submount happen.

Es ist auch eine Weiterbildung, dass das mindestens eine elektrische Bauelement mindestens eine Halbleiterlichtquelle aufweist. Bevorzugterweise umfasst die mindestens eine Halbleiterlichtquelle mindestens eine Leuchtdiode. Bei Vorliegen mehrerer Leuchtdioden können diese in der gleichen Farbe oder in verschiedenen Farben leuchten. Eine Farbe kann monochrom (z. B. rot, grün, blau usw.) oder multichrom (z. B. weiß) sein. Auch kann das von der mindestens einen Leuchtdiode abgestrahlte Licht ein infrarotes Licht (IR-LED) oder ein ultraviolettes Licht (UV-LED) sein. Mehrere Leuchtdioden können ein Mischlicht erzeugen; z. B. ein weißes Mischlicht. Die mindestens eine Leuchtdiode kann mindestens einen wellenlängenumwandelnden Leuchtstoff enthalten (Konversions-LED). Der Leuchtstoff kann alternativ oder zusätzlich entfernt von der Leuchtdiode angeordnet sein (”Remote Phosphor”). Die mindestens eine Leuchtdiode kann in Form mindestens einer einzeln gehäusten Leuchtdiode oder in Form mindestens eines LED-Chips vorliegen. Mehrere LED-Chips können auf einem gemeinsamen Substrat (”Submount”) montiert sein, welches wiederum auf dem Wärmeleitkörper aufgebracht ist. Das gemeinsame Substrat mag insbesondere aus einem thermisch gut leitenden, elektrisch isolierenden Material bestehen, z. B. aus Keramik wie AlN. Die mindestens eine Leuchtdiode kann mit mindestens einer eigenen und/oder gemeinsamen Optik zur Strahlführung ausgerüstet sein, z. B. mindestens einer Fresnel-Linse, Kollimator, und so weiter.It is also a development that the at least one electrical component has at least one semiconductor light source. Preferably, the at least one semiconductor light source comprises at least one light-emitting diode. If several LEDs are present, they can be lit in the same color or in different colors. A color can be monochrome (eg red, green, blue, etc.) or multichrome (eg, white). The light emitted by the at least one light-emitting diode can also be an infrared light (IR LED) or an ultraviolet light (UV LED). Several light emitting diodes can produce a mixed light; z. B. a white mixed light. The at least one light-emitting diode may contain at least one wavelength-converting phosphor (conversion LED). The phosphor may alternatively or additionally be arranged remotely from the light-emitting diode ("remote phosphor"). The at least one light-emitting diode can be in the form of at least one individually housed light-emitting diode or in the form of at least one LED chip. Several LED chips can be mounted on a common substrate ("submount"), which in turn is applied to the heat-conducting body. The common substrate may in particular consist of a thermally highly conductive, electrically insulating material, for. As ceramic such as AlN. The at least one light emitting diode may be equipped with at least one own and / or common optics for beam guidance, z. At least one Fresnel lens, collimator, and so on.

Anstelle oder zusätzlich zu anorganischen Leuchtdioden, z. B. auf Basis von InGaN oder AlInGaP, sind allgemein auch organische LEDs (OLEDs, z. B. Polymer-OLEDs) einsetzbar. Alternativ kann die mindestens eine Halbleiterlichtquelle z. B. mindestens einen Diodenlaser oder Laserdiode aufweisen.Instead of or in addition to inorganic light emitting diodes, z. Based on InGaN or AlInGaP, organic LEDs (OLEDs, eg polymer OLEDs) can generally also be used. Alternatively, the at least one semiconductor light source z. B. have at least one diode laser or laser diode.

Das mindestens eine elektrische Bauelement kann zusätzlich oder alternativ mindestens ein elektronisches Bauelement aufweisen, wie einen Treiberbaustein für mindestens eine Halbleiterlichtquelle, einen Logikbaustein, ein integriertes Bauelement, einen Mikrocontroller, ein ASIC, einen FPGA, einen Einzeltransistor, einen Thyristor usw. Das mindestens eine elektrische Bauelement kann auch eigenständige elektrische Bauelemente wie einen Widerstand, eine Spule, einen Kondensator, aber auch elektrische Kontakt- oder Verbindungselemente wie Buchsen, Stecker usw. aufweisen. Die Bauelemente können z. B. durch Löten oder Kleben befestigt sein, z. B. in SMT-Technik.The at least one electrical component may additionally or alternatively have at least one electronic component, such as a driver module for at least one semiconductor light source, a logic module, an integrated component, a microcontroller, an ASIC, an FPGA, a single transistor, a thyristor, etc. The at least one electrical Component may also have independent electrical components such as a resistor, a coil, a capacitor, but also electrical contact or connecting elements such as sockets, plugs, etc. The components can z. B. by soldering or gluing, z. B. in SMT technology.

Es ist eine Ausgestaltung, dass der Träger eine Leiterplatte ist und der Wärmeleitkörper eine thermische Durchführung ist. Eine thermische Durchführung ist einfach einbringbar und ermöglicht eine hohe Wärmeableitung.It is an embodiment that the carrier is a printed circuit board and the heat-conducting body is a thermal feedthrough. A thermal feedthrough is easy to introduce and allows a high heat dissipation.

Die thermische Durchführung (auch häufig ”thermisches Via” genannt) kann sich insbesondere vollständig durch einen Grundkörper der Leiterplatte bzw. durch dessen elektrisch isolierendes Grundmaterial erstrecken. Die thermische Durchführung mag z. B. von stromführenden Bereichen elektrisch getrennt sein, auf Masse liegen oder spannungsführend sein.The thermal feedthrough (also frequently called "thermal via") can in particular extend completely through a main body of the printed circuit board or through its electrically insulating base material. The thermal implementation may z. B. be electrically isolated from live areas, be grounded or live.

Das Grundmaterial der Leiterplatte mag beispielsweise FR4 sein. Die Leiterplatte mag aber auch eine Metallkernplatine oder ein Keramikträger sein.The base material of the printed circuit board may for example be FR4. The circuit board may also be a metal core board or a ceramic substrate.

Insbesondere ist die Vorderseite der Leiterplatte zur Anordnung des mindestens einen elektrischen Bauelements vorgesehen und ausgestaltet (z. B. mit Leiterbahnen versehen).In particular, the front side of the printed circuit board is provided for the arrangement of the at least one electrical component and configured (eg provided with conductor tracks).

Die Rückseite der Leiterplatte dient insbesondere zu ihrer Befestigung.The back of the circuit board is used in particular for their attachment.

Es ist noch eine Ausgestaltung, dass der Träger ein Chipgehäuse ist, der Wärmeleitkörper an seiner Vorderseite mit mindestens einem Nacktchip thermisch gekoppelt ist und der Wärmeleitkörper an seiner Rückseite durch das Gehäuse hindurchragt. Die Erfindung ist also auch auf gehäuste Träger anwendbar.It is yet an embodiment that the carrier is a chip housing, the heat conducting body is thermally coupled at its front with at least one nude chip and the heat conducting body protrudes through the housing at its rear side. The invention is therefore also applicable to housed carriers.

Es ist eine Weiterbildung, dass der mindestens eine Nacktchip mindestens einen LED-Chip bzw. LED-Nacktchip aufweist, insbesondere montiert auf einem Submount. Insbesondere in diesem Fall mag das Gehäuse mindestens einen lichtdurchlässigen Bereich aufweisen oder ggf. sogar teilweise offen sein.It is a development that the at least one nude chip has at least one LED chip or LED nude chip, in particular mounted on a submount. In particular, in this case, the housing may have at least one transparent area or possibly even be partially open.

Der Wärmeleitkörper kann insbesondere bei Chipgehäusen auch als 'Inlay' bezeichnet werden. Die Rückseite des Chipgehäuses, an welcher das Inlay freiliegt, kann insbesondere zur Befestigung, insbesondere Auflage, des Chipgehäuses dienen.The heat-conducting body can also be referred to as 'inlay', in particular in the case of chip housings. The rear side of the chip housing, on which the inlay is exposed, can serve in particular for attachment, in particular support, of the chip housing.

Das Chipgehäuse mag insbesondere ein Leadframe-Gehäuse sein und/oder mindestens einen sog. Leadframe aufweisen. Ein Leadframe mag insbesondere ein kunststoffumspritztes Leiterbahnenstanzgitter sein oder aufweisen.The chip housing may in particular be a leadframe housing and / or have at least one so-called leadframe. A leadframe may in particular be or have a plastic-coated printed circuit board punched grid.

Es ist auch eine Ausgestaltung, dass der Träger mindestens zwei solche Wärmeleitkörper aufweist, von denen zumindest ein Wärmeleitkörper einen über den Träger vorstehenden Teil mit einer vollständig rotationssymmetrischen Außenkontur aufweist. Dadurch kann eine Lage bzw. Referenzierung (insbesondere Verdrehung bzw. in der Ebene gedrehte relative Positionierung) des Trägers in Bezug auf eine den Träger tragende Auflage (z. B. einen Kühlkörper) genau bestimmt werden, und zwar unabhängig von einer Form des über den Träger vorstehenden Teils des zumindest einen Wärmeleitkörpers. Auf separate Referenzierungselemente wie Stifte kann verzichtet werden.It is also an embodiment that the carrier has at least two such heat conducting body, of which at least one heat conducting body has a part projecting beyond the carrier with a completely rotationally symmetrical outer contour. As a result, a position or referencing (in particular rotation or in-plane relative positioning) of the carrier with respect to a support (eg, a heat sink) supporting the carrier can be accurately determined, regardless of a shape of the above Carrier protruding part of the at least one Wärmeleitkörpers. Separate referencing elements such as pins can be dispensed with.

Dies gilt insbesondere für den Fall, dass ein Wärmeleitkörper einen über den Träger vorstehenden Teil mit einer vollständig rotationssymmetrischen Außenkontur aufweist. Ein solcher Wärmeleitkörper ist besonders einfach herstellbar. Eine vollständig rotationssymmetrische Außenkontur mag beispielsweise eine kugelschalenförmige, kreiszylinderförmige oder sonst einer Form eines Rotationskörpers entsprechende Form sein.This applies in particular to the case where a heat-conducting body has a part projecting beyond the carrier and having a completely rotationally symmetrical outer contour. Such a heat-conducting body is particularly easy to produce. A completely rotationally symmetrical outer contour may, for example, be a spherical-shell-shaped, circular-cylindrical or otherwise a shape of a rotational body corresponding shape.

Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass der Träger mindestens einen Wärmeleitkörper aufweist, welcher einen über den Träger vorstehenden Teil mit einer nicht vollständig rotationssymmetrischen Außenkontur aufweist. Ein solcher Träger weist den Vorteil auf, dass eine gut definierte Referenzierung, insbesondere Drehposition, bereits mit auch nur einem Wärmeleitkörper erreichbar ist.It is also an embodiment that the carrier has at least one heat conducting body, which has a part projecting beyond the carrier with a not completely rotationally symmetrical outer contour. Such a carrier has the advantage that a well-defined referencing, in particular rotational position, can be achieved even with only one heat-conducting body.

Die nicht vollständig rotationssymmetrische Außenkontur mag insbesondere eine zylinderförmige Außenkontur mit einer im Querschnitt nicht vollständig rotationssymmetrischen, z. B. einer mehreckigen, Mantelfläche sein.The not completely rotationally symmetrical outer contour may in particular a cylindrical outer contour with a not completely rotationally symmetrical in cross section, z. B. a polygonal, lateral surface.

Es ist zudem eine Ausgestaltung, dass der Träger einen Kühlkörper aufweist, welcher mindestens eine Aussparung aufweist, welche zu einem über den Träger vorstehenden Teil des zumindest einen Wärmeleitkörpers formkomplementär (forminvers) ausgebildet ist und in welche der Wärmeleitkörper eingesetzt ist. Dadurch kann der Träger mit seiner Rückseite bzw. ein vorstehender Teil des zumindest einen Wärmeleitkörpers kontaktierend und damit wärmeleitend in den Kühlkörper eingepasst werden. Dies ergibt einen effektiven, körperlichen Wärmeübergang und eine einfache Montage. Insbesondere lässt sich so auch eine modulare Trennung im Aufbau (Trennung von Elektronik und Kühlkörper/Wärmesenke) und damit eine spürbare Vereinfachung des Fertigungsprozesses erreichen. Des Weiteren kann der Träger vor dem Einsetzen mit den elektrischen (elektrisch betreibbaren) Bauteilen bestückt werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Bestückung des Trägers mit dem mindestens einen elektrischen Bauelement von der Geometrie des Kühlkörpers/der Wärmesenke unabhängig ist. Ferner ist so nur ein geringer Raum in Bestückungsautomaten zur Bestückung (z. B. „Die Attach”) und Kontaktierung (z. B. durch Drahtbonden) des Trägers mit den elektrischen, insbesondere elektronischen, Bauelementen nötig. Insbesondere können durch die geringe Baugröße zur Bestückung Standardbestückungsautomaten weiterhin eingesetzt werden.It is also an embodiment that the carrier has a heat sink, which has at least one recess, which is complementary to the shape (inverse) to a projecting over the support part of the at least one heat-conducting body and in which the heat-conducting body is inserted. As a result, the carrier can be fitted with its rear side or a protruding part of the at least one heat-conducting body in contact and thus heat-conductively fitted into the heat sink. This results in an effective, physical heat transfer and easy installation. In particular, this allows a modular separation in the structure (separation of electronics and heat sink / heat sink) and thus achieve a noticeable simplification of the manufacturing process. Furthermore, the carrier can be equipped with the electrical (electrically operable) components before insertion. Another advantage is that the equipping of the carrier with the at least one electrical component is independent of the geometry of the heat sink / heat sink. Furthermore, only a small space in placement machines for assembly (eg, "the attach") and contacting (eg, by wire bonding) of the carrier with the electrical, in particular electronic, components is necessary. In particular, standard assembly machines can continue to be used due to the small size for placement.

Der Kühlkörper kann genauso viele Aussparungen wie dort eingesetzte Wärmeleitkörper aufweisen, oder er mag mehr Aussparungen als eingesetzte Wärmeleitkörper aufweisen, was z. B. für eine Verwendung mit unterschiedlichen Trägern vorteilhaft sein kann.The heat sink may have the same number of recesses as there used Wärmeleitkörper, or he may have more recesses than used Wärmeleitkörper what z. B. may be advantageous for use with different carriers.

Die Aussparung kann ein nicht durchgängiger Rücksprung oder eine durchgängige, z. B. durch Bohren oder Stanzen hergestellte, Durchführung sein.The recess may be a non-continuous recess or a continuous, z. B. produced by drilling or punching, implementation.

Der zumindest eine Wärmeleitkörper und seine zugehörige Aussparung können in direktem Kontakt miteinander stehen. Der Wärmeleitkörper kann in anderen Worten mit seiner zugehörigen Aussparung zumindest im Wesentlichen kraftschlüssig verbunden sein. So kann auf andere Befestigungsmethoden oder Befestigungsmittel (z. B. Schrauben, Kleber usw.) verzichtet werden.The at least one heat-conducting body and its associated recess can be in direct contact with each other. In other words, the heat-conducting body can be connected with its associated recess at least substantially non-positively. Thus, other fastening methods or fastening means (eg screws, adhesives, etc.) can be dispensed with.

Alternativ mag zwischen diesen beiden Elementen ein Wärmeleitmaterial (TIM; „Thermal Interface Material”) wie ein wärmeleitfähiger Kleber, eine Wärmeleitpaste, Graphitpaste, „Gapfiller” vorhanden sein, um einen Wärmeübergang zu verbessern und/oder um den Einpressvorgang zu erleichtern. Es mag also auch zwischen diesen beiden Elementen allgemein ein, bevorzugt gut wärmeleitendes, Gleitmittel vorhanden sein.Alternatively, between these two elements, a thermal interface material (TIM) such as a thermally conductive adhesive, a thermal grease, graphite paste, "Gapfiller" be present to improve heat transfer and / or to facilitate the press-fitting process. It may also be present between these two elements in general, preferably good thermal conductivity, lubricant.

Allgemein mag der Wärmeleitkörper in seine zugehörige Aussparung eingepresst oder presseingepasst sein, was unter anderem eine feste Passung und eine großflächige körperliche Kontaktierung auch bei direktem Kontakt ermöglicht. Insbesondere ermöglicht die Presspassung eine hohe mechanische Festigkeit, was eine hohe Vibrationssicherheit und Schutz vor einem mechanischen Schock bereitstellt.In general, the heat-conducting body may be pressed or press-fitted into its associated recess, which, inter alia, enables a firm fit and a large-area physical contact even with direct contact. In particular, the interference fit allows high mechanical strength, which provides high vibration safety and protection against mechanical shock.

Alternativ mag die Passung eine weite bzw. spaltbehaftete Passung sein, bei welcher der zumindest eine Wärmeleitkörper und seine zugehörige Aussparung zumindest im Wesentlichen stoffschlüssig miteinander verbunden sind, z. B. über einen Kleber oder ein anderes Haftmittel wie eine Paste. Alternatively, the fit may be a wide or gapy fit, in which the at least one heat-conducting body and its associated recess are at least substantially cohesively connected to each other, for. B. via an adhesive or other adhesive such as a paste.

Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass ein über den Träger vorstehender Teil zumindest eines Wärmeleitkörpers eine Konvektionskühlstruktur aufweist. Dadurch kann auf eine Verbindung des mindestens einen Wärmeleitkörpers mit einem gesonderten Kühlkörper verzichtet werden, da der mindestens eine Wärmeleitkörper bereits als ein Kühlkörper ausgestaltet ist. Unter einer Konvektionskühlstruktur kann insbesondere eine Kühlstruktur verstanden werden, welche eine Wärmeabfuhr durch Konvektion unterstützt. Die Konvektionskühlstruktur mag beispielsweise ein oder mehrere Kühlrippen, Kühlstifte, Kühllamellen usw. aufweisen. Die Konvektionskühlstruktur kann insbesondere durch Aussparungen (z. B. Schlitze) in dem Wärmeleitkörper gebildet sein.It is furthermore an embodiment that a part of at least one heat-conducting body projecting beyond the carrier has a convection cooling structure. This makes it possible to dispense with a connection of the at least one heat conducting body with a separate heat sink, since the at least one heat conducting body is already configured as a heat sink. A convection cooling structure may, in particular, be understood as meaning a cooling structure which promotes heat removal by convection. The convection cooling structure may include, for example, one or more cooling fins, cooling pins, cooling fins, etc. The convection cooling structure may in particular be formed by recesses (eg slots) in the heat conduction body.

Unter einem Kühlkörper kann insbesondere eine allgemeine Wärmesenke verstanden werden.A heat sink may, in particular, be understood to mean a general heat sink.

Es ist eine Ausgestaltung davon, dass der Träger mindestens einen Lüfter zur Beströmung der Konvektionskühlstruktur aufweist. Es ergibt sich so eine noch stärkere Wärmeabfuhr durch Konvektion. Die Beströmung kann insbesondere mit Kühlluft oder Umgebungsluft durchgeführt werden.It is an embodiment of the fact that the carrier has at least one fan for the flow of the convection cooling structure. This results in an even greater heat dissipation by convection. The Beströmung can be carried out in particular with cooling air or ambient air.

Es ist darüber hinaus eine Ausgestaltung, dass ein über den Träger vorstehender Teil zumindest eines Wärmeleitkörpers mit einem Wärmerohr thermisch gekoppelt ist. Dies ermöglicht eine weitere Möglichkeit, effektiv Wärme von dem Wärmeleitkörper abzuleiten.Moreover, it is an embodiment that a part projecting beyond the carrier at least one heat conducting body is thermally coupled to a heat pipe. This allows another way to effectively dissipate heat from the heat conducting body.

Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Leuchtvorrichtung, aufweisend einen Träger wie oben beschrieben, an dessen Vorderseite mindestens ein elektrisches Bauelement in Form einer Halbleiterlichtquelle angeordnet ist.The object is also achieved by a lighting device, comprising a carrier as described above, on the front side of which at least one electrical component in the form of a semiconductor light source is arranged.

Es ist eine Weiterbildung, dass die Leuchtvorrichtung ein Modul oder eine „Light Engine” (Lichterzeugungseinheit) ist. Die Leuchtvorrichtung mag aber auch eine Lampe oder eine Leuchte sein.It is a development that the lighting device is a module or a "light engine" (light generating unit). The lighting device may also be a lamp or a light.

Es ist noch eine Weiterbildung, dass die Leuchtvorrichtung eine Leuchtvorrichtung für den Fahrzeugbereich ist (Fahrzeug-Leuchtvorrichtung), insbesondere für Automobile (Kfz, Motorräder usw.), Flugzeuge, Schiffe usw. Die Leuchtvorrichtung ist insbesondere geeignet für Scheinwerfer.It is still a further development that the lighting device is a lighting device for the vehicle area (vehicle lighting device), especially for automobiles (motor vehicles, motorcycles, etc.), aircraft, ships, etc. The lighting device is particularly suitable for headlights.

Es ist noch eine Weiterbildung, dass die Leuchtvorrichtung einen Schalenreflektor aufweist, welcher von der mindestens einen Halbleiterlichtquelle des Trägers bestrahlbar ist. Insbesondere mag sich der Träger in einem Bereich einer Halsöffnung des Schalenreflektors befinden. Durch den obigen Träger lässt sich eine besonders einfache und genaue Positionierung oder Referenzierung erreichen, als auch eine besonders effektive Wärmeabfuhr.It is still a development that the lighting device has a shell reflector, which can be irradiated by the at least one semiconductor light source of the carrier. In particular, the carrier may be located in a region of a neck opening of the shell reflector. By the above carrier, a particularly simple and accurate positioning or referencing can be achieved, as well as a particularly effective heat dissipation.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.The above-described characteristics, features, and advantages of this invention, as well as the manner in which they will be achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following schematic description of exemplary embodiments which will be described in detail in conjunction with the drawings. In this case, the same or equivalent elements may be provided with the same reference numerals for clarity.

1 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht einen bekannten Träger mit einem Kühlkörper; 1 shows a sectional side view of a known carrier with a heat sink;

2 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht einen erfindungsgemäßen Träger mit einem Kühlkörper gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel; 2 shows a sectional side view of a carrier according to the invention with a heat sink according to a first embodiment;

3 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht einen Träger gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel; 3 shows a sectional side view of a carrier according to a second embodiment;

4 zeigt als Ansicht von schräg oben einen Träger gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel mit seinem Kühlkörper; 4 shows as a view obliquely from above a carrier according to a third embodiment with its heat sink;

5 zeigt als Ansicht von schräg unten den Träger gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ohne seinen Kühlkörper; 5 shows as a view obliquely from below the carrier according to the third embodiment without its heat sink;

6 zeigt als Ansicht von schräg oben den Kühlkörper des Trägers gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel; 6 shows as a view obliquely from above the heat sink of the carrier according to the third embodiment;

7 zeigt den Träger gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel als Schnittdarstellung in Seitenansicht; 7 shows the carrier according to the third embodiment as a sectional view in side view;

8 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht einen Träger gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel; 8th shows a sectional side view of a carrier according to a fourth embodiment;

9 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht einen Träger gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel; 9 shows a sectional side view of a carrier according to a fifth embodiment;

10 zeigt als Ansicht von schräg unten einen Träger gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel; 10 shows as a view obliquely from below a carrier according to a sixth embodiment;

11 zeigt den Träger gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel als Schnittdarstellung in Seitenansicht; 11 shows the carrier according to the sixth embodiment as a sectional side view;

12 zeigt als Ansicht von schräg unten einen Träger gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel; 12 shows as a view obliquely from below a carrier according to a seventh embodiment;

13 zeigt den Träger gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel als Schnittdarstellung in Seitenansicht; 13 shows the carrier according to the seventh embodiment as a sectional side view;

14 zeigt als Ansicht von schräg unten einen Träger gemäß einem achten Ausführungsbeispiel; 14 shows as a view obliquely from below a carrier according to an eighth embodiment;

15 zeigt den Träger gemäß dem achten Ausführungsbeispiel als Schnittdarstellung in Seitenansicht; 15 shows the carrier according to the eighth embodiment as a sectional side view;

16 zeigt als Ansicht von schräg unten einen Träger gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel; und 16 shows as a view obliquely from below a carrier according to a ninth embodiment; and

17 zeigt den Träger gemäß dem neunten Ausführungsbeispiel als Schnittdarstellung in Seitenansicht. 17 shows the carrier according to the ninth embodiment as a sectional view in side view.

1 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht Komponenten einer bekannten Leuchtvorrichtung 1 mit einem Träger in Form einer Leiterplatte 2. An einer Vorderseite 3 der Leiterplatte 2 ist mindestens ein elektronisches Bauelement in Form einer Hochleistungs-LED 4 angeordnet. Mit ihrer planen oder ebenen Rückseite 6 liegt die Leiterplatte 2 ganzflächig auf einer Wärmesenke in Form eines metallischen Konvektionskühlkörpers 7 auf. Die Leiterplatte 2 ist hierbei typischerweise mit dem Konvektionskühlkörper 7 verschraubt (nicht gezeigt). Zur korrekten Ausrichtung oder Referenzierung zwischen Leiterplatte 2 und Konvektionskühlkörper 7 sind diese durch Stifte (o. Abb.) fixiert, welche Stifte eng sowohl in die Leiterplatte 2 als auch in den Konvektionskühlkörper 7 ragen. 1 shows a sectional side view of components of a known lighting device 1 with a carrier in the form of a printed circuit board 2 , At a front 3 the circuit board 2 is at least one electronic component in the form of a high-power LED 4 arranged. With their flat or flat back 6 is the circuit board 2 over a whole area on a heat sink in the form of a metallic convection heat sink 7 on. The circuit board 2 is hereby typically with the convection heat sink 7 bolted (not shown). For correct alignment or referencing between PCB 2 and convection heat sink 7 These are fixed by pins (not shown), which pins are tight both in the circuit board 2 as well as in the convection heat sink 7 protrude.

Zur Wärmeableitung von bei einem Betrieb der Hochleistungs-LED 4 auftretenden Abwärme ist die Hochleistungs-LED 4 auf einer Vorderseite 13v eines durch die Leiterplatte 2 hindurchgehenden Wärme(ab)leitkörpers in Form einer thermischen Durchführung 8 (eines ”thermischen Vias”) aus Kupfer aufgebracht. Die Hochleistungs-LED 4 ist dadurch mit der thermischen Durchführung 8 gekoppelt. Die thermischen Durchführungen 8 schließen flächenbündig mit der Rückseite 6 der Leiterplatte 2 ab.For heat dissipation during operation of the high-power LED 4 Waste heat that occurs is the high-performance LED 4 on a front side 13v one through the circuit board 2 passing heat (from) guide body in the form of a thermal implementation 8th (a "thermal vias") applied from copper. The high performance LED 4 is characterized by the thermal implementation 8th coupled. The thermal feedthroughs 8th close flush with the back 6 the circuit board 2 from.

In die Leiterplatte 2 können weitere thermische Durchführungen 8 eingebracht sein. Zur Reduzierung eines Wärmewiderstands zwischen der thermischen Durchführung 8 und dem Konvektionskühlkörper 7 ist dazwischen eine Wärmeleitpaste 9 vorhanden.In the circuit board 2 can make more thermal feedthroughs 8th be introduced. To reduce a thermal resistance between the thermal conduction 8th and the convection heat sink 7 is in between a thermal grease 9 available.

2 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine erfindungsgemäße Leuchtvorrichtung 11 mit der Leiterplatte 2. Im Gegensatz zu der Leuchtvorrichtung 1 sind die thermischen Durchführungen 12 nun so ausgestaltet, dass sie an ihrer Rückseite 13r über die Leiterplatte 2 vorstehen. 2 shows a sectional view in side view of a lighting device according to the invention 11 with the circuit board 2 , In contrast to the lighting device 1 are the thermal feedthroughs 12 now designed to be on the back 13r over the circuit board 2 protrude.

Der Konzvektionskühlkörper 14 weist zu den vorstehenden Bereichen 15 der thermischen Durchführungen 12 passende, formkomplementäre Aussparungen 16 auf, in welche die vorstehenden Bereiche 15, ggf. unter Zuhilfenahme eines (insbesondere wärmeleitfähigen) Gleitmittels, eingepresst sind. Dadurch ergibt sich eine feste kraftschlüssige Verbindung zwischen den thermischen Durchführungen 12 bzw. der Leiterplatte 2 und dem Konvektionskühlkörper 14. Insbesondere wird so eine genaue Ausrichtung von Leiterplatte 2 und Konvektionskühlkörper 14 erreicht, als auch ein sehr geringer Wärmewiderstand von den thermischen Durchführungen 12 auf den Konvektionskühlkörper 14.The concussion heat sink 14 points to the above areas 15 the thermal feedthroughs 12 matching, shape-complementary recesses 16 in which the above areas 15 , optionally with the aid of a (in particular thermally conductive) lubricant, are pressed. This results in a strong non-positive connection between the thermal feedthroughs 12 or the circuit board 2 and the convection heat sink 14 , In particular, such an accurate alignment of printed circuit board 2 and convection heat sink 14 achieved, as well as a very low thermal resistance of the thermal feedthroughs 12 on the convection heat sink 14 ,

3 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Leuchtvorrichtung 21 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Die Leuchtvorrichtung 21 weist hier einen Träger in Form eines Chipgehäuses 22 auf bzw. ist als ein solches ausgestaltet. Das elektrische Bauelement in Form der Hochleistungs-LED 4 liegt als Nacktchip (”Bare Die”) vor, welcher über eine Befestigungsschicht 23 (”Die Attach”) auf dem als Inlay 24 ausgebildeten Wärmeleitkörper aufliegt. Die Hochleistungs-LED 4 ist über Bonddrähte 25 mit rückseitigen oder unterseitigen Kontaktfeldern 26 elektrisch verbunden. Das Inlay 24 ragt an seiner Rückseite 13r durch das Chipgehäuse 22 bzw. dessen plane Rückseite 27 hindurch. 3 shows a sectional view in side view of a lighting device 21 according to a second embodiment. The lighting device 21 here has a carrier in the form of a chip package 22 on or is designed as such. The electrical component in the form of high-power LED 4 is present as a naked chip ("bare die"), which has an attachment layer 23 ("The Attach") on the as inlay 24 trained thermally conductive rests. The high performance LED 4 is over bonding wires 25 with back or bottom contact fields 26 electrically connected. The inlay 24 sticks out at its back 13r through the chip housing 22 or its flat back 27 therethrough.

4 zeigt als Ansicht von schräg oben eine Leuchtvorrichtung 31 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Die Leuchtvorrichtung 31 weist als Träger eine bestückte Leiterplatte 32 auf, welche an ihrer Vorderseite 3 mehrere elektronische Bauelemente aufweist, nämlich die Hochleistungs-LED 4 und damit über Leiterbahnen 33 verbunden z. B. einen Widerstand 34 und einen elektrischen Steckverbinder 35. Mit ihrer Rückseite 6 liegt die Leiterplatte 32 auf einem Kühlkörper 36 auf, der einen quaderförmigen Grundbereich 37 zur Auflage der Leiterplatte 32 und rückwärtig mehrere Kühlrippen 38 aufweist. Der Kühlkörper 36 weist zu seiner Befestigung zwei Schraublöcher 39 auf. 4 shows a view from obliquely above a lighting device 31 according to a third embodiment. The lighting device 31 has a printed circuit board as a carrier 32 on which at their front 3 has a plurality of electronic components, namely the high-power LED 4 and thus via tracks 33 connected z. B. a resistor 34 and an electrical connector 35 , With her back 6 is the circuit board 32 on a heat sink 36 on, the a cuboid basic area 37 for supporting the printed circuit board 32 and backward several cooling fins 38 having. The heat sink 36 has two screw holes for its attachment 39 on.

5 zeigt als Ansicht von schräg unten die Leiterplatte 32 der Leuchtvorrichtung 31. Aus der ansonsten planen bzw. ebenen Rückseite der Leiterplatte 32 stehen als Wärmeleitkörper eine erste thermische Durchführung 40 und eine zweite thermische Durchführung 41 vor. Beide thermische Durchführungen 40 und 41 sind als kompakte Kupferkörper ausgebildet und weisen eine kreiszylindrische Form auf. Jedoch weist die erste thermische Durchführung 40 einen größeren Durchmesser als auch eine größere Höhe auf als die zweite thermische Durchführung 41. An der Vorderseite 3 der Leiterplatte 32 ist die erste thermische Durchführung 40 über ein keramisches Submount 42 mit der Hochleistungs-LED 4 mechanisch und thermisch verbunden. Die zweite thermische Durchführung 41 ist mit dem Widerstand 34 mechanisch und thermisch verbunden. 5 shows as a view from diagonally down the circuit board 32 the lighting device 31 , From the otherwise flat or flat back of the circuit board 32 are available as Wärmeleitkörper a first thermal implementation 40 and a second thermal execution 41 in front. Both thermal feedthroughs 40 and 41 are designed as compact copper body and have a circular cylindrical shape. However, the first thermal conduction points 40 a larger diameter and a greater height than the second thermal implementation 41 , On the front side 3 the circuit board 32 is the first thermal implementation 40 via a ceramic submount 42 with the high power LED 4 mechanically and thermally connected. The second thermal implementation 41 is with the resistance 34 mechanically and thermally connected.

6 zeigt als Ansicht von schräg oben den Kühlkörper 36 der Leuchtvorrichtung 31, welcher an seiner ebenen Auflagefläche 43 oder Kontaktfläche zwei Aussparungen 44 und 45 aufweist, in welche die thermischen Durchführungen 40 bzw. 41 eng eingesetzt werden können. Die Aussparungen 44 und 45 sind also in dem Sinne formkomplementär, dass sie ebenfalls eine kreiszylindrische Form aufweisen und in ihrer Form zu den thermischen Durchführungen 40 bzw. 41 passen. Dabei braucht die Höhe nicht genau zu passen, sondern die Aussparungen 44 und 45 mögen eine größere Höhe aufweisen als die thermischen Durchführungen 40 bzw. 41, wie in 7 als Schnittdarstellung in Seitenansicht mit in den Kühlkörper 36 fest eingepressten thermischen Durchführungen 40 bzw. 41 gezeigt. 6 shows a view from diagonally above the heat sink 36 the lighting device 31 , which on its flat bearing surface 43 or contact surface two recesses 44 and 45 in which the thermal feedthroughs 40 respectively. 41 can be used closely. The recesses 44 and 45 are thus complementary in shape in the sense that they also have a circular cylindrical shape and in shape to the thermal feedthroughs 40 respectively. 41 fit. The height does not need to fit exactly, but the recesses 44 and 45 may have a greater height than the thermal feedthroughs 40 respectively. 41 , as in 7 as a sectional view in side view with in the heat sink 36 firmly pressed in thermal feedthroughs 40 respectively. 41 shown.

8 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Leuchtvorrichtung 51 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel. Die Leuchtvorrichtung 51 unterscheidet sich von der Leuchtvorrichtung 31 dadurch, dass die zweite Durchführung 52 nun nicht mehr über die Leiterplatte 2 heraussteht, sondern flächig auf dem Kühlkörper 36 aufliegt. Zur genauen Referenzierung bzw. Ausrichtung der Leiterplatte 32 gegenüber dem Kühlkörper 36 greift nun ein nach unten gebogener Referenzierungsvorsprung 53 in die zweite Aussparung 45 des Kühlkörpers 36 ein. 8th shows a sectional view in side view of a lighting device 51 according to a fourth embodiment. The lighting device 51 differs from the lighting device 31 in that the second implementation 52 not over the PCB anymore 2 protrudes, but flat on the heat sink 36 rests. For exact referencing or alignment of the printed circuit board 32 opposite the heat sink 36 now picks up a bent down Referenzierungsvorprung 53 in the second recess 45 of the heat sink 36 one.

9 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Leuchtvorrichtung 61 gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel. Die Leuchtvorrichtung 61 unterscheidet sich von der Leuchtvorrichtung 51 dadurch, dass er keinen Referenzierungsvorsprung aufweist, sondern lediglich ein Durchgangsloch 54, durch welches ein hochstehender, stiftartiger Vorsprung 63 des Kühlkörpers 62 ragt, vorhanden ist. 9 shows a sectional view in side view of a lighting device 61 according to a fifth embodiment. The lighting device 61 differs from the lighting device 51 in that it has no referencing projection, but only a through hole 54 , through which a raised, pin-like projection 63 of the heat sink 62 protrudes, is present.

10 zeigt als Ansicht von schräg unten eine Leuchtvorrichtung 71 gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel. 11 zeigt die Leuchtvorrichtung 71 als Schnittdarstellung in Seitenansicht. 10 shows a view from obliquely below a lighting device 71 according to a sixth embodiment. 11 shows the lighting device 71 as a sectional view in side view.

Im Gegensatz zu der Leuchtvorrichtung 11 ist der Kühlkörper 72 nun plattenförmig ohne Kühlrippen ausgestaltet. Der Kühlkörper 72 lässt sich so kompakter befestigen, z. B. an einer externen Wärmesenke. Der Kühlkörper/die Wärmesenke 72 mag hier also weniger als Konvektionskühlkörper denn als Wärmespreizkörper dienen.In contrast to the lighting device 11 is the heat sink 72 now designed plate-shaped without cooling fins. The heat sink 72 can be fastened so compact, z. B. on an external heat sink. The heat sink / heat sink 72 may therefore serve less than convection heat sink than heat spreader here.

Die als Träger dienende Leiterplatte 73 weist nun nur noch einen rückwärtig vorstehenden Wärmeleitkörper in Form einer thermischen Durchführung 74 auf, welche als ein zylinderartiger Metallkörper mit einem sechseckigen Querschnitt bzw. einer im Querschnitt sechseckigen Mantelfläche 75 vorliegt. Mittels einer solchen thermischen Durchführung 74 kann alleine schon eine genaue Ausrichtung oder Referenzierung in der Ebene erreicht werden.The serving as a carrier circuit board 73 now only has a rearwardly projecting heat-conducting body in the form of a thermal implementation 74 on, which as a cylinder-like metal body with a hexagonal cross section or a hexagonal cross-sectional surface area 75 is present. By means of such a thermal implementation 74 Alone, an exact alignment or referencing in the plane can be achieved.

Die komplementär sechseckige Aussparung 76 in dem Kühlkörper 72 ist hier durchgängig, und die thermische Durchführung 74 liegt flächenbündig zu einer Rückseite 77 des Kühlkörpers 72, was einen flächigen thermischen Kontakt bei einer Auflage auf einer externen Wärmesenke vereinfacht.The complementary hexagonal recess 76 in the heat sink 72 is consistent here, and the thermal implementation 74 lies flush with a back side 77 of the heat sink 72 , which simplifies areal thermal contact when placed on an external heat sink.

12 zeigt als Ansicht von schräg unten eine Leuchtvorrichtung 81 gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel. 13 zeigt die Leuchtvorrichtung 81 als Schnittdarstellung in Seitenansicht. Die Leuchtvorrichtung 81 ist ähnlich zu der Leuchtvorrichtung 11 aufgebaut, weist aber einen zum Kühlkörper 72 ähnlichen Kühlkörper 82 ohne Kühlrippen auf. Eine als Wärmeleitkörper dienende erste thermische Durchführung 83 der Leiterplatte 84 weist eine umlaufend drehbare, einer Kreiszylinderform ähnliche Grundform auf. In die Grundform sind senkrechte Schlitze 85 eingebracht, welche eine Konvektionskühlstruktur in Form von Kühlrippen 86 bilden. Die erste thermische Durchführung 83 ragt rückwärtig über den Kühlkörper 82 hinaus und bildet nur an seinem diesbezüglich überstehenden Teil die Kühlrippen 86 aus. 12 shows a view from obliquely below a lighting device 81 according to a seventh embodiment. 13 shows the lighting device 81 as a sectional view in side view. The lighting device 81 is similar to the lighting device 11 constructed, but has a heat sink 72 similar heatsink 82 without cooling fins on. A serving as a heat conducting first thermal implementation 83 the circuit board 84 has a circumferentially rotatable, a circular cylindrical shape similar basic shape. In the basic form are vertical slots 85 introduced, which a convection cooling structure in the form of cooling fins 86 form. The first thermal implementation 83 protrudes backwards over the heat sink 82 out and forms only at its projecting part in this the cooling fins 86 out.

Da die erste thermische Durchführung 83 in der passenden kreislochähnlichen Aussparung 87 des Kühlkörpers 82 drehbar ist, ist auch bei der Leuchtvorrichtung 81 die zweite thermische Durchführung 12 vorgesehen, welche in eine passende Aussparung 88 des Kühlkörpers 82 ragt und damit rückseitig flächenbündig abschließt.Because the first thermal conduction 83 in the matching circular hole-like recess 87 of the heat sink 82 is rotatable, is also in the lighting device 81 the second thermal conduction 12 provided, which in a suitable recess 88 of the heat sink 82 protrudes and thus closes flush with the back.

14 zeigt als Ansicht von schräg unten eine Leuchtvorrichtung 91 gemäß einem achten Ausführungsbeispiel. 15 zeigt die Leuchtvorrichtung 91 als Schnittdarstellung in Seitenansicht. Die Leuchtvorrichtung 91 ist ähnlich zu der Leuchtvorrichtung 81 aufgebaut, weist aber zusätzlich einen Lüfter 92 auf. Der Lüfter 92 ist an rückseitig von dem Kühlkörper 93 abgehenden Trägersäulen 94 befestigt, und zwar unterseitig einer durch Kühlstifte 95 (anstelle von Kühlrippen) gebildeten Konvektionskühlstruktur der thermischen Durchführung 96. Mittels des Lüfter 92 können die Kühlstifte 95 verstärkt mit Kühlluft beströmt werden. 14 shows a view from obliquely below a lighting device 91 according to an eighth embodiment. 15 shows the lighting device 91 as a sectional view in side view. The lighting device 91 is similar to the lighting device 81 built, but also has a fan 92 on. The fan 92 is at the back of the heat sink 93 outgoing support columns 94 attached, on the underside one by cooling pins 95 (Instead of cooling fins) formed convection cooling structure of the thermal conduction 96 , By means of the fan 92 can the cooling pins 95 reinforced with cooling air to be flowed.

16 zeigt als Ansicht von schräg unten eine Leuchtvorrichtung 101 gemäß einem neunten Ausführungsbeispiel. 17 zeigt die Leuchtvorrichtung 101 als Schnittdarstellung in Seitenansicht. Ähnlich zu der Leuchtvorrichtung 81 ragt die thermische Durchführung 102 der als Träger dienenden Leiterplatte 103 durch den Kühlkörper 82 hindurch und steht damit rückseitig vor. Dieser vorstehende Teil 104 ist als eine thermisch leitfähige Halterung und als eine wärmeeintragende Umgebung für ein Wärmerohr 105 ausgestaltet. Das Wärmerohr 105 verläuft hier parallel und beabstandet zu dem Kühlkörper 82 und ragt seitlich darüber hinaus, was einen Anschluss an eine Kühlseite erleichtert. Das Wärmerohr 105 kann beispielsweise mittels einer Schraube 106 mit der thermischen Durchführung 102 verschraubt sein. 16 shows a view from obliquely below a lighting device 101 according to a ninth embodiment. 17 shows the lighting device 101 as a sectional view in side view. Similar to the lighting device 81 protrudes the thermal conduction 102 serving as a carrier circuit board 103 through the heat sink 82 through and thus stands back. This projecting part 104 is as a thermally conductive support and as a heat-carrying environment for a heat pipe 105 designed. The heat pipe 105 runs parallel here and spaced from the heat sink 82 and protrudes laterally beyond, which facilitates connection to a cooling side. The heat pipe 105 can for example by means of a screw 106 with the thermal conduction 102 be bolted.

Obwohl die Erfindung im Detail durch die gezeigten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht darauf eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.Although the invention has been further illustrated and described in detail by the illustrated embodiments, the invention is not so limited and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Leuchtvorrichtunglighting device
22
Leiterplattecircuit board
33
Vorderseitefront
44
Hochleistungs-LEDHigh-power LED
66
Rückseiteback
77
KonvektionskühlkörperKonvektionskühlkörper
88th
thermische Durchführungthermal conduction
99
WärmeleitpasteThermal Compounds
1111
Leuchtvorrichtunglighting device
1212
thermische Durchführungthermal conduction
13v13v
Vorderseite der thermischen DurchführungFront of the thermal conduction
13r13r
Rückseite der thermischen DurchführungRear of the thermal conduction
1414
KonvektionskühlkörperKonvektionskühlkörper
1515
vorstehender Bereichprotruding area
1616
Aussparungrecess
2121
Leuchtvorrichtunglighting device
2222
Chipgehäusechip package
2323
Befestigungsschichtattachment layer
2424
Inlayinlay
2525
Bonddrahtbonding wire
2626
KontaktfeldContact field
2727
Rückseiteback
3131
Leuchtvorrichtunglighting device
3232
Leiterplattecircuit board
3333
Leiterbahnconductor path
3434
Widerstandresistance
3535
elektrischer Steckverbinderelectrical connector
3636
Kühlkörperheatsink
3737
quaderförmiger Grundbereichcuboid basic area
3838
Kühlrippecooling fin
3939
Schraublochscrew
4040
erste thermische Durchführungfirst thermal conduction
4141
zweite thermische Durchführungsecond thermal conduction
4242
keramisches Submountceramic submount
4343
Auflageflächebearing surface
4444
Aussparungrecess
4545
Aussparungrecess
5151
Leuchtvorrichtunglighting device
5252
zweite Durchführungsecond implementation
5353
ReferenzierungsvorsprungReferenzierungsvorsprung
5454
DurchgangslochThrough Hole
6161
Leuchtvorrichtunglighting device
6262
Kühlkörperheatsink
6363
Vorsprunghead Start
7171
Leuchtvorrichtunglighting device
7272
Kühlkörperheatsink
7373
Leiterplattecircuit board
7474
thermische Durchführungthermal conduction
7575
Mantelflächelateral surface
7676
Aussparungrecess
7777
Rückseiteback
8181
Leuchtvorrichtunglighting device
8282
Kühlkörperheatsink
8383
thermische Durchführungthermal conduction
8484
Leiterplattecircuit board
8585
Schlitzslot
8686
Kühlrippecooling fin
8787
Aussparungrecess
8888
Aussparungrecess
9191
Leuchtvorrichtunglighting device
9292
LüfterFan
9393
Kühlkörperheatsink
9494
Trägersäulesupport column
9595
Kühlstiftcooling pin
9696
thermische Durchführungthermal conduction
101101
Leuchtvorrichtunglighting device
102102
thermische Durchführungthermal conduction
103103
Leiterplattecircuit board
104104
vorstehender Teilprotruding part
105105
Wärmerohrheat pipe
106106
Schraubescrew

Claims (10)

Träger (2; 22; 32; 73; 84; 103) für mindestens ein elektrisches Bauelement (4, 34, 35), aufweisend mindestens einen Wärmeleitkörper (12; 23; 40, 41; 52; 74; 83; 96; 102), welcher an seiner Vorderseite (13v) mit mindestens einem elektrischen Bauelement (4, 34) thermisch koppelbar ist und an seiner Rückseite (13r) bezüglich des Trägers (2; 22; 32; 73; 84; 103) freiliegt, wobei der mindestens eine Wärmeleitkörper (12; 40, 41; 52; 74; 83; 96; 102) an seiner Rückseite (13r) über den Träger (2; 22; 32; 73; 84; 103) vorsteht.Carrier ( 2 ; 22 ; 32 ; 73 ; 84 ; 103 ) for at least one electrical component ( 4 . 34 . 35 ), comprising at least one heat conducting body ( 12 ; 23 ; 40 . 41 ; 52 ; 74 ; 83 ; 96 ; 102 ), which at its front ( 13v ) with at least one electrical component ( 4 . 34 ) is thermally coupled and at its back ( 13r ) with regard to the carrier ( 2 ; 22 ; 32 ; 73 ; 84 ; 103 ) is exposed, wherein the at least one heat-conducting body ( 12 ; 40 . 41 ; 52 ; 74 ; 83 ; 96 ; 102 ) on its back ( 13r ) over the carrier ( 2 ; 22 ; 32 ; 73 ; 84 ; 103 ) protrudes. Träger (2; 32; 73; 84; 103) nach Anspruch 1, wobei der Träger eine Leiterplatte ist und der Wärmeleitkörper eine thermische Durchführung (12; 40, 41; 52; 74; 83; 96; 102) ist.Carrier ( 2 ; 32 ; 73 ; 84 ; 103 ) according to claim 1, wherein the carrier is a printed circuit board and the heat conducting body is a thermal feedthrough ( 12 ; 40 . 41 ; 52 ; 74 ; 83 ; 96 ; 102 ). Träger (22) nach Anspruch 1, wobei der Träger ein Chipgehäuse (22) ist, der Wärmeleitkörper (24) an seiner Vorderseite (13v) mit mindestens einem Nacktchip (4) thermisch gekoppelt ist und der Wärmeleitkörper (24) an seiner Rückseite (13r) durch das Gehäuse (22) hindurchragtCarrier ( 22 ) according to claim 1, wherein the carrier is a chip housing ( 22 ), the heat conducting body ( 24 ) on its front side ( 13v ) with at least one Naked chip ( 4 ) is thermally coupled and the heat conducting body ( 24 ) on its back ( 13r ) through the housing ( 22 ) protrudes Träger (2; 22; 32; 84; 103) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Träger mindestens zwei solche Wärmeleitkörper (12; 40, 41; 83, 12; 96, 12; 102, 12) aufweist, von denen zumindest ein Wärmeleitkörper (12; 40, 41; 83, 12; 96, 12; 102, 12) einen über den Träger (2; 22; 32; 73; 84; 103) vorstehenden Teil mit einer vollständig rotationssymmetrischen, insbesondere kreiszylinderförmigen, Außenkontur aufweist.Carrier ( 2 ; 22 ; 32 ; 84 ; 103 ) according to one of the preceding claims, wherein the support comprises at least two such heat conducting bodies ( 12 ; 40 . 41 ; 83 . 12 ; 96 . 12 ; 102 . 12 ), of which at least one heat-conducting body ( 12 ; 40 . 41 ; 83 . 12 ; 96 . 12 ; 102 . 12 ) one over the carrier ( 2 ; 22 ; 32 ; 73 ; 84 ; 103 ) projecting part having a completely rotationally symmetrical, in particular circular cylindrical, outer contour. Träger (73) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Träger (73) mindestens einen solchen Wärmeleitkörper (74) aufweist, welcher einen über den Träger (73) vorstehenden Teil mit einer nicht vollständig rotationssymmetrischen, insbesondere mehreckig zylinderförmigen, Außenkontur aufweist.Carrier ( 73 ) according to any one of the preceding claims, wherein the carrier ( 73 ) at least one such heat conducting body ( 74 ), which one over the carrier ( 73 ) projecting part having a not completely rotationally symmetrical, in particular polygonal cylindrical outer contour. Träger (2; 22; 32; 73; 84; 103) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, wobei der Träger einen Kühlkörper (14; 36; 62; 72; 82; 93) aufweist, welcher mindestens eine Aussparung (16; 44, 45; 76; 87, 88) aufweist, welche zu einem über den Träger vorstehenden Teil des zumindest einen Wärmeleitkörpers (12; 23; 40, 41; 52; 74; 83; 96; 102) formkomplementär ausgebildet ist und in welche ein zugehöriger Wärmeleitkörper eingesetzt ist.Carrier ( 2 ; 22 ; 32 ; 73 ; 84 ; 103 ) according to one of claims 4 or 5, wherein the carrier has a heat sink ( 14 ; 36 ; 62 ; 72 ; 82 ; 93 ), which at least one recess ( 16 ; 44 . 45 ; 76 ; 87 . 88 ), which leads to a part of the at least one heat-conducting body ( 12 ; 23 ; 40 . 41 ; 52 ; 74 ; 83 ; 96 ; 102 ) is formed complementary to the shape and in which an associated heat-conducting body is used. Träger (84) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein über den Träger (84) vorstehenden Teil zumindest eines Wärmeleitkörpers (83; 96) eine Konvektionskühlstruktur (86; 95) aufweist.Carrier ( 84 ) according to any one of the preceding claims, wherein an over the carrier ( 84 ) projecting part of at least one Wärmeleitkörpers ( 83 ; 96 ) a convection cooling structure ( 86 ; 95 ) having. Träger (84) nach Anspruch 7, wobei der Träger (84) mindestens einen Lüfter (92) zur Beströmung der Konvektionskühlstruktur (95) aufweist.Carrier ( 84 ) according to claim 7, wherein the carrier ( 84 ) at least one fan ( 92 ) for the flow of the convection cooling structure ( 95 ) having. Träger (103) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein über den Träger (103) vorstehenden Teil (104) zumindest eines Wärmeleitkörpers (102) mit einem Wärmerohr (105) thermisch gekoppelt ist.Carrier ( 103 ) according to any one of the preceding claims, wherein an over the carrier ( 103 ) previous part ( 104 ) at least one heat conducting body ( 102 ) with a heat pipe ( 105 ) is thermally coupled. Leuchtvorrichtung (11; 31; 41; 51; 61; 71; 81; 91; 101), aufweisend einen Träger (2; 22; 32; 73; 84; 103) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, an dessen Vorderseite (3) mindestens ein elektrisches Bauelement (4; 34) in Form einer Halbleiterlichtquelle (4) angeordnet ist.Lighting device ( 11 ; 31 ; 41 ; 51 ; 61 ; 71 ; 81 ; 91 ; 101 ), comprising a carrier ( 2 ; 22 ; 32 ; 73 ; 84 ; 103 ) according to one of the preceding claims, on whose front side ( 3 ) at least one electrical component ( 4 ; 34 ) in the form of a semiconductor light source ( 4 ) is arranged.
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