(57)【要約】【課題】  多層キャリアシステム、多層キャリアシステムの製造方法、多層キャリアシステムの使用方法を提供する。【解決手段】  少なくとも１つの多層セラミック基板（２）と、熱生成半導体素子（１ａ，１ｂ）と、を有する少なくとも１つのマトリクスモジュール（７）を備える多層キャリアシステム（１０）が記載され、半導体素子（１ａ，１ｂ）は多層セラミック基板（２）上に配置され、マトリクスモジュール（７）は、多層セラミック基板（２）を介してドライバ回路と導電的に接続される。さらに、多層キャリアシステムの製造方法、及び、多層キャリアシステムの使用方法が記載される。
2019514226.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多層キャリアシステムであって、
少なくとも１つの多層セラミック基板と、
熱生成半導体素子の少なくとも１つのマトリクスモジュールと、を備え、
前記半導体素子は前記多層セラミック基板上に配置され、
前記マトリクスモジュールは前記多層セラミック基板を介してドライバ回路と導電的に接続されている、
多層キャリアシステム。
【請求項２】
前記少なくとも１つのマトリクスモジュールは、複数の個別ＬＥＤ及び／又はＬＥＤアレイを有するＬＥＤマトリクスを備える、
請求項１記載の多層キャリアシステム。
【請求項３】
当該多層キャリアシステムは、前記マトリクスモジュールの前記半導体素子を個別に駆動制御するように構成されている、
請求項１又は２記載の多層キャリアシステム。
【請求項４】
前記多層セラミック基板は、半導体素子の個別制御のために集積された多層個別配線を備える、
請求項１乃至３いずれか１項記載の多層キャリアシステム。
【請求項５】
前記多層セラミック基板はバリスタセラミックを備える、
請求項１乃至４いずれか１項記載の多層キャリアシステム。
【請求項６】
前記多層セラミック基板は複数の内部電極と貫通コンタクトとを備え、
前記内部電極は、前記多層セラミック基板のバリスタ層間に配置され、前記貫通コンタクトと導電的に接続されている、
請求項５記載の多層キャリアシステム。
【請求項７】
前記多層セラミック基板は集積ＥＳＤ基板を備える、
請求項１乃至６いずれか１項記載の多層キャリアシステム。
【請求項８】
前記ドライバ回路は前記多層セラミック基板の表面上に直接取り付けられている、
請求項１乃至７いずれか１項記載の多層キャリアシステム。
【請求項９】
当該多層キャリアシステムは、
基材をさらに備え、
前記多層セラミック基板は前記基材上に配置されており、
前記ドライバ回路は前記基材の表面上に直接取り付けられている、
請求項１乃至７いずれか１項記載の多層キャリアシステム。
【請求項１０】
当該多層キャリアシステムは、
基材と配線基板とをさらに備え、
前記配線基板は前記基材を少なくとも部分的に取り囲み、
前記ドライバ回路は前記配線基板の表面上に直接構築されている、
請求項１乃至７いずれか１項記載の多層キャリアシステム。
【請求項１１】
前記基材は、ＡｌＮ又はＡｌＯｘを含むか、又は
前記基材は、ＩＭＳ基板、金属コア配線基板、又はさらなる多層セラミック基板を含む、
請求項９又は１０記載の多層キャリアシステム。
【請求項１２】
前記少なくとも１つのマトリクスモジュールは、それぞれｍ×ｎ個の半導体素子を有する少なくとも４つの発光モジュールを有し、
ｍ≧２及びｎ≧２である、
請求項１乃至１１いずれか１項記載の多層キャリアシステム。
【請求項１３】
当該多層キャリアシステムは、
冷却体を備え、
前記冷却体は前記多層セラミック基板又は基材と熱的に接続されている、
請求項１、９又は１０記載の多層キャリアシステム。
【請求項１４】
多層キャリアシステムを製造する方法であって、
集積された導体路、ＥＳＤ構造、及び貫通コンタクトを有する多層セラミック基板を製造するステップと、
基材を用意し、前記基材上に前記多層セラミック基板を配置するステップと、
熱生成半導体素子の少なくとも１つのマトリクスモジュールを前記多層セラミック基板の表面上に配置するステップと、
前記多層セラミック基板、マトリクスモジュール、及び基材のアレンジメントをはんだ付け又はＡｇ焼結により接続するステップと、
前記半導体素子を導体路及び貫通コンタクトを介して駆動制御するためにドライバ素子を用意するステップと、
前記基材を冷却体と熱的に接続するステップと、
を含む方法。
【請求項１５】
前記ドライバ素子は前記基材上に配置される、
請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
さらなるステップにおいて、配線基板が用意され、
前記配線基板は、前記配線基板を貫通する空所を備え、
前記基材は、前記空所内に設置され、前記配線基板と導電的に接続される、
請求項１４記載の方法。
【請求項１７】
前記ドライバ素子は前記配線基板上に配置される、
請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
前記多層セラミック基板の製造のためにグリーンシートを用意し、
前記グリーンシートに前記導体路を形成するための電極構造をプリントし、
前記グリーンシートに前記貫通コンタクトを形成するための空所を設ける、
請求項１４乃至１７いずれか１項記載の方法。
【請求項１９】
請求項１乃至１３いずれか１項による多層キャリアシステムを使用する方法。
【請求項２０】
前記多層キャリアシステムは自動車分野におけるマトリクスＬＥＤヘッドライトに使用される、
請求項１９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層キャリアシステムに関し、例えば熱源のマトリクスを有する出力モジュールのためのキャリアシステムに関する。
本発明は、さらに、多層キャリアシステムの製造方法並びに多層キャリアシステムの使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば発光モジュールのための、キャリアシステムは、通常はプリント配線基板又は金属コアプレート（Metallkernplatine）を備える。相応のキャリアシステムは、例えばＵＳ２００９／０１２９０７９Ａ１及びＵＳ２００８／０１５１５４７Ａ１から公知である。
【０００３】
公知の発光マトリクスコンセプトは、１ｍｍから３ｍｍの厚さの金属層及び絶縁層から成る１つのＩＭＳ（絶縁金属基板）上の複数のＬＥＤアレイモジュールと、表面のある位置上にある（auf einer Lage an der Oberflaeche）配線と、から成り、複数のＬＥＤアレイモジュールはそれぞれ冷却体にねじ止めされて、制御ユニットによってオンオフスイッチングされることができる。各ＬＥＤアレイモジュールに対して、システムを複合的で煩雑にする複雑な光学系が必要とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許公開第  ２００９／０１２９０７９号公報
【特許文献２】米国特許公開２００８／０１５１５４７号公報
【発明の概要】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、改良されたキャリアシステム、改良されたキャリアシステムの製造方法、及び、改造されたキャリアシステムの使用を提供することである。
【０００６】
この課題は、独立請求項にかかる物、方法、及び使用により解決される。
【０００７】
一態様によれば、多層キャリアシステム、略してキャリアシステムが示される。キャリアシステムは、少なくとも１つの多層セラミック基板を有する。多層セラミック基板は、機能性セラミックである。キャリアシステムは、熱生成半導体素子の少なくとも１つのマトリクスモジュールを備える。熱生成半導体素子は、例えばＬＥＤなどの例えば発光源を有する。マトリクスモジュールはマトリクス形状に配置された熱源を有する。好ましくは、少なくとも１つのマトリクスモジュールは１つのＬＥＤマトリクスモジュールを備える。
【０００８】
マトリクスモジュールは、有利には、多数の個別素子／半導体素子から成る。個別素子自体は、多数の下部コンポーネントを備えることができる。マトリクスモジュールは、半導体素子として、例えば多数の個別ＬＥＤを有することができる。あるいは、マトリクスモジュールは、半導体素子として、多数のＬＥＤアレイを有することができる。マトリクスモジュールは、個別ＬＥＤとＬＥＤアレイの組み合わせを有することもできる。マトリクスモジュールは、複数の発光モジュール、例えば２個、３個、４個、５個又は１０個の発光モジュールを有することができる。各発光モジュールは、有利には、ｍ×ｎの熱生成半導体素子を有し、好ましくはｍ≧２及びｎ≧２である。例えば、マトリクスモジュールは、４×８×８の発光モジュールを有する。
【０００９】
半導体素子は、多層セラミック基板上に配置されている。半導体素子は、多層セラミック基板を介してマトリクスモジュールに接続されている。半導体素子は、例えば、はんだペースト又は銀ペースト（Ａｇ焼結ペースト）などの熱伝導材料を介して、多層セラミック基板の上面（Oberseite）上に、取り付けられている。マトリクスモジュール又は複数の半導体素子は、熱伝導材料を介して熱的かつ電気的に多層セラミック基板に接続されている。多層セラミック基板は、機械的な安定と、マトリクスモジュール、特にマトリクスモジュールの熱生成半導体素子のコンタクトのために働く。
【００１０】
マトリクスモジュールは多層セラミック基板を介して導電的にドライバ回路と接続される。ドライバ回路は半導体素子の駆動制御するために働く。
【００１１】
キャリアシステムは例えば２個、３個又はそれ以上のマトリクスモジュールを有する。各マトリクスモジュールは、分離された１つのセラミック基板上に配置されることができる。あるいは、複数のマトリクスモジュールは１つの共通の多層セラミック基板上に配置されることもできる。
【００１２】
多層セラミック基板を介するキャリアシステムの構造は、電子部品のセラミック内への直接の集積化及び非常にコンパクトな実施を可能にする。従って、コンパクトで非常に適応性の高いキャリアシステムが使用可能になる。
【００１３】
実施形態によれば、多層キャリアシステムは、半導体素子を個別に駆動制御するために形成される。好ましくは、多層セラミック基板は、半導体素子の個別駆動制御のための集積された多層個別配線（Vielschichteinzelverdrahtung）を有する。本明細書における「集積（integriert）」の用語は、多層個別配線が多層セラミック基板の内部領域において形成されていることを意味する。多層セラミック構造を介して半導体素子の個別駆動制御が最小の空間で実現される。従って、非常にコンパクトなキャリアシステムが使用可能になる。
【００１４】
実施形態によれば、多層セラミック基板は、バリスタセラミックを含む。例えば、多層セラミック基板は主にＺｎＯを含む。多層セラミック基板はさらに、ビスマス、アンチモン、プラセオジム、イットリウム及び／又はカルシウム及び／又はさらなるドーパントを含むことができる。多層セラミック基板は、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）又は炭化ケイ素（ＳｉＣ）を含むことができる。バリスタセラミックを介して、過電圧保護がキャリアシステム内に集積化されることができる。このようにして、コンパクトな寸法が、電子的構造に対する最適な保護と一体化される。
【００１５】
実施形態によれば、多層セラミック基板は、多数の内部電極及び貫通コンタクトを有する。内部電極は、多層セラミック基板のバリスタ層間に配置される。内部電極はＡｇ及び／又はＰｄを有する。好ましくは、内部電極は１００％までの（zu 100%）Ａｇから成る。内部電極は導電的に貫通コンタクトと接続される。好ましくは、多層セラミック基板は、過電圧からの保護のための、少なくとも１つの集積されたＥＳＤ構造を有する。全ての部品は省スペースに多層セラミック基板の内部領域に配置される。従って、半導体素子の個別駆動制御が最小の空間で可能になる。多層セラミックは過電圧保護機能に加えて、温度センサ又は温度保護の集積も可能にする。従って、非常に適応性のある長寿命なキャリアシステムが使用可能になる。
【００１６】
実施形態によれば、多層セラミック基板は、２２Ｗ／ｍＫ以上の熱伝導性を有する。この熱伝導性は、例えば、５〜８Ｗ／ｍＫの熱伝導性を有するＩＭＳ基板のような既知のキャリア基板の熱伝導性よりも明らかに高い。従って、マトリクスモジュールを介して生成される熱は最適に導出（abgeleitet）されることができる。
【００１７】
実施形態によれば、ドライバ回路は、好ましくは過温度保護機能及び／又は過電流若しくは過電圧保護機能を有する。ドライバ回路は例えば、高温度に対する保護のためのＮＴＣ（負温度係数）サーミスタを有することができる。代替的に又は付加的に、ドライバ回路は、過電流に対する保護のためのＰＣＴ（正温度係数）サーミスタを有することができる。
【００１８】
実施形態によれば、キャリアシステムはさらなる基板又は基材（Substrat）を有する。好ましくは、さらなる基板は、絶縁性又は半導体性に形成されている。好ましくは、さらなる基板は不活性表面を有する。本明細書における「不活性（inert）」とは、さらなる基板の表面が高い絶縁抵抗を有することであると解される。高い絶縁抵抗は基板の表面を外部の影響から保護する。高い絶縁抵抗は、表面を、表面上での金属層の析出（Abscheiden von metallischen Schichten）のような、例えば電気化学的プロセスに対して非感受性にする。高い絶縁抵抗は、基板の表面を、例えばはんだプロセスで用いられるような、例えばアグレッシブなフラックスなどの、アグレッシブな媒体に対してさらに非感受性にする。
【００１９】
基板はセラミック基板を有することができる。特に基板は、ＡｌＮ又はＡｌＯｘ、例えばＡｌ２Ｏ３を有することができる。基板は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）又は窒化ホウ素（ＢＮ）を含んでもよい。基板はさらなる多層セラミック基板を有することができる。これは、特に、多層セラミック基板内において多数の内部構造（導体路、ＥＳＤ構造、貫通コンタクト）が集積化されることができるために有利である。さらなる基板は例えばバリスタセラミックを有することができる。あるいは、基板はＩＭＳ基板として形成されることができる。あるいは、基板は金属コア配線基板（金属コアＰＣＰ）を有することができる。
【００２０】
基板は、キャリアシステムの機械的かつ熱機械的安定化のために働く。基板は、半導体素子の個別駆動制御のための、さらなる再配線平面（Umverdrahtungsebene）として働く。
【００２１】
多層セラミック基板は、さらなる基板上、特に基板の表面に配置される。例えば、熱伝導材料、例えばはんだペースト又はＡｇペーストは、多層セラミック基板とさらなる基板との間に形成されることができる。熱伝導材料は、基板及び多層セラミック基板の熱及び電気伝導的な接続として働く。あるいは、さらなる基板は、熱伝導材料とはんだペースト若しくはＡｇ焼結ペーストとの組み合わせによって熱的かつ電気的に多層セラミック基板に接続されることができる。例えば、ＢＧＡ（ボール・グリッド・アレイ）コンタクトは冠形状に多層セラミック基板の周縁領域に形成されることができる。熱伝導ペーストは、さらなる領域、例えば多層セラミック基板の下面（Unterseite）の内部領域又は中間領域において、多層セラミック基板とさらなる基板との間に形成されることができる。熱伝導ペーストは絶縁性の特性を有する。
特に、熱伝導ペーストは熱的な接続としてのみ働く。
【００２２】
ドライバ回路は本実施形態において基板の表面、例えば基板の上面に直接構築される。ドライバ回路は好ましくは基板の表面上の導体路と直接接続される。導体路は、多層セラミック基板に集積化された個別相互接続（Einzelverschaltung）と直接接続される。
【００２３】
実施形態によれば、キャリアシステムは配線基板を有する。配線基板は、基板を少なくとも部分的に取り囲む。基板は好ましくは、配線基板の空所内に配置される。空所は配線基板を好ましくは完全に貫通する。ドライバ回路は配線基板の表面上に直接構築される。ドライバ回路は好ましくは配線基板の表面上で導体路と直接接続される。配線基板上の導体路は、例えばプラグコンタクトを介して、多層セラミック基板内に集積された個別相互接続と接続されるか、又は、基板上の導体路と接続される。
【００２４】
実施形態によれば、キャリアシステムは冷却体を有する。冷却体はキャリアシステムから熱を排出する働きをする。冷却体は熱的にさらなる基板に接続されることができる。あるいは冷却体は熱的に多層セラミック基板に接続されることができる。
【００２５】
例えば、冷却体と基板との間に、又は冷却体と多層セラミック基板との間に、熱伝導材料、好ましくは熱伝導ペーストが設けられている又は形成されている。熱伝導ペーストは、冷却体及びさらなる基板／多層セラミック基板からの電気的絶縁のために働く。熱伝導ペーストによって半導体素子から生成される熱は、効果的に冷却体に供給されて、これによってシステムから導出される。熱伝導ペーストはさらに、例えば半導体素子のスイッチオンの際に熱交換によって生じる、多層セラミック基板／さらなる基板と冷却体との間の、熱応力（thermische Spannungen）を緩衝するために形成され、配置される。
【００２６】
冷却体は例えばアルミニウム鋳造材料を含むことができる。相応の冷却体は、高い熱膨張係数を有する。例えば冷却体の熱膨張係数は、１８から２３ｐｐｍ／Ｋまでである。多層セラミック基板の熱膨張係数は、６ｐｐｍ／Ｋの領域にある。さらなる基板の熱膨張係数は、４から９ｐｐｍ／Ｋまで、例えば６ｐｐｍ／Ｋの領域にある。多層セラミック基板及びさらなる基板の熱膨張係数は、好ましくは相互に良く適合される。多層セラミック基板とさらなる基板との間で、熱交換の際（例えばはんだプロセスの際又は半導体素子の駆動制御の際）に、熱応力が生じることができる。多層セラミック基板とさらなる基板とを最適に整合させることによって、対応する応力は良好に補償されることができる。冷却体と多層セラミック基板又はさらなる基板との間の熱伝導ペーストによって、多層セラミック基板又はさらなる基板と冷却体との間の熱的差異及びそれに伴って生じる熱膨張は、相殺されることができる。従って特に長寿命なキャリアシステムが提供される。
【００２７】
代替的な実施形態において、冷却体は、アルミニウムシリコンカーバイトを含むことができる。冷却体は、銅‐タングステン合金又は銅‐モリブデン合金を含むことができる。冷却体は、特に銅の上に構成されたモリブデンを有することができる。アルミニウムシリコンカーバイト、銅タングステン、及び銅モリブデンは、多層セラミック基板又はさらなる基板と類似の熱膨張係数を有するという利点を有する。例えば、相応の冷却体は、７ｐｐｍ／Ｋの熱膨張係数を有する。従って、多層セラミック基板／さらなる基板と冷却体との間の熱応力は低減され又は回避されることができる。この場合、従って、熱伝導体の使用を省略することができるか、又は、熱伝導体の層厚はアルミニウム鋳造材料の冷却体による実施形態よりも薄くすることができる。
【００２８】
さらなる態様によれば、多層キャリアシステムの製造方法が述べられる。方法によって、好ましくは上述のキャリアシステムが製造される。キャリアシステムとの関連で述べられた主な特徴は、方法にも適用される。またその逆も同様である。以下で述べられる方法ステップは、記載とは異なる順番で実行されることもできる。
【００２９】
第１ステップにおいて、集積された導体路、少なくとも１つのＥＳＤ構造及び貫通コンタクトを有する多層セラミック基板が製造される。多層セラミック基板は、好ましくはバリスタを有する。多層セラミック基板の製造のために、セラミックのグリーンシート（Gruenfolien）が用意され、グリーンシートは、導体路を形成するための電極構造がプリントされる。グリーンシートは貫通コンタクトのための空所が設けられる。さらに、ＥＳＤ構造がグリーンスタック（Gruenstapel）内にもたらされる。グリーンスタックは続いてプレスされ焼結される。
【００３０】
任意のさらなるステップにおいて、基板が用意される。基板はセラミック基板を含むことができる。基板は金属基板を含むことができる。好ましくは導体路は基板の表面に配置されることができる。多層セラミック基板は基板上に配置される。好ましくは、熱伝導材料、例えばはんだペースト又はＡｇ焼結ペーストは、基板の上面に、予め配置される。
【００３１】
さらなるステップにおいて、熱生成半導体素子の少なくとも１つのマトリクスモジュールは、多層セラミック基板の上面に配置される。好ましくは、熱伝導材料、例えばはんだペースト又はＡｇ焼結ペーストは、多層セラミック基板の上面に予め配置される。半導体素子は、多層セラミック基板を介してマトリクスモジュールに接続される。
【００３２】
さらなるステップにおいて、マトリクスモジュールは、例えばＡｇ焼結、例えばμＡｇ焼結によって、多層セラミック基板と焼結される。
【００３３】
任意のさらなるステップにおいて、配線基が用意される。配線基板は、配線基板を完全に貫通する空所を有する。基板は、少なくとも部分的に空所内に設置される。換言すると、配線基板は、基板の周囲に配置される。配線基板は、例えばプラグコンタクト又はボンディングワイヤを介して、基板と導電的に接続される。
【００３４】
さらなるステップにおいて、ドライバ素子が提供される。ドライバ素子は、実施形態において、多層セラミック基板の導体路及び貫通コンタクトを介した半導体素子の駆動制御のために、基板上、特に基板の表面上に配置される。あるいは、ドライバ素子が多層セラミック基板の表面上にも実現されることができる。この場合、基板の準備は省略されることもできる。あるいは、配線基板を有する実施形態において、ドライバ素子は配線基板上、特に配線基板の表面上に形成される。
【００３５】
さらなるステップにおいて、基板は冷却体に接続される。あるいは、多層セラミック基板は熱的に冷却体に接続される。この場合、基板の用意は省略される。例えば、先行のステップにおいて、熱伝導材料は、基板又は多層セラミック基板の下面に配置される。熱伝導材料は、好ましくは電気絶縁性の熱伝導ペーストを有する。熱伝導材料の配置は、冷却体の相応の仕上げ（アルミニウムシリコンカーバイド、銅タングステン又は銅モリブデン冷却体）においては、省略することもできる。
【００３６】
キャリアシステムは、多数のＬＥＤの点形状の個別駆動制御を有する少なくとも１つのマトリクス発光モジュールを備える。従って周辺を非常に区分化して（differenziert）照射したり又は遮蔽したりすることができる。高い熱伝導性を有する多層バリスタによる構成は、非常にコンパクトな実施、ＥＳＤ保護素子の集積化、及びセラミック基板の直接上への構築を可能にする。従って、コンパクトな非常に適用性のあるキャリアシステムが提供させる。
【００３７】
さらなる態様によれば、多層キャリアシステムの使用が記載される。キャリアシステム及びキャリアシステムの製造方法との関連で記載された主な特徴は使用にも適用され、その逆も同様である。
【００３８】
多層キャリアシステム、特に上述の多層キャリアシステムの使用が記載される。キャリアシステムは、例えば自動車分野におけるマトリクスＬＥＤヘッドライトに使用される。キャリアシステムは、例えばＵＶ−ＬＥＤの使用によって、医療分野でも使用されることができる。キャリアシステムは電力エレクトロニクスに適用することができる。上述のキャリアシステムは非常に適用性があり、従って種々のシステムに応用される。
【００３９】
さらなる態様によれば、多層セラミック基板の使用が記載される。多層セラミック基板は、好ましくは上述の多層セラミック基板に相当する。多層セラミック基板は、好ましくはバリスタセラミックを含む。多層セラミック基板は、好ましくは、熱生成半導体素子の個別駆動制御のための、集積された多層個別相互接続を有する。多層セラミック基板は、好ましくは上述のキャリアシステムに使用される。
【００４０】
以下で説明される図面は縮尺どおりではないと解される。むしろより良く図示するために個別の寸法は拡大され、縮小され、又は歪められて図示される。
【００４１】
同一の又は同じ機能を引き受ける要素は、同一の符号で示される。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】実施形態による多層キャリアシステムの平面図である。
【図１ａ】熱生成半導体素子の上面を示す図である。
【図１ｂ】図１ｂによる熱生成半導体素子の上面を示す図である。
【図１ｃ】さらなる実施形態による熱生成半導体素子の上面を示す図である。
【図２】実施形態による多層キャリアシステムの断面を示す図である。
【図３】図１の実施形態による多層キャリアシステムの断面を示す図である。
【図４】実施形態による多層キャリアシステムの断面を示す図である。
【図５】図４による多層キャリアシステムのための内部回路を示す図である。
【図６】図３による多層キャリアシステムのための内部回路を示す図である。
【図７】多層キャリアシステムのための内部回路を示す図である。
【図８】さらなる実施形態による多層キャリアシステムの断面を示す図である。
【図９】さらなる実施形態による多層キャリアシステムの断面を示す図である。
【図１０】多層キャリアシステムのためのドライバコンセプトのための実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
図１及び図３は、第１実施形態による多層キャリアシステム１０の平面図及び断面図を示す。多層キャリアシステム１０、略してキャリアシステム１０は、１つの熱源１を有する。キャリアシステム１０は複数の、例えば２個、３個又はそれ以上の熱源１を有することもできる。各熱源１は好ましくは複数の熱生成半導体素子１ａ，１ｂを有する。
【００４４】
熱源１は、２個、３個、１０個又はそれ以上、好ましくは多数の、個別ＬＥＤ１ａを有することができる。図１ａは、個別ＬＥＤ１ａの上面の平面図を示す。図１ｂは、ｐ−接続領域１１ａ及びｎ−接続領域１１ｂを有する個別ＬＥＤ１ａの下面の平面図を示す。
【００４５】
熱源１は、１つ以上のＬＥＤアレイ１ｂを有することもできる（図１ｃ参照）。有利には、熱源１はＬＥＤマトリクスモジュール７として、複数のＬＥＤ１ａ又は複数のＬＥＤアレイ１ｂを構成する。例えば熱源１は、計２５６個のＬＥＤを有する４×８×８のＬＥＤマトリクスモジュールを備える。好ましくはキャリアシステム１０はマルチＬＥＤキャリアシステムである。
【００４６】
キャリアシステム１０は多層セラミック基板２を有する。多層セラミック基板２は熱源１のためのキャリア基板として働く。多層セラミック基板２は熱源１から生成される熱を効果的に導出するように構成される。多層セラミック基板２はさらに、後述するように、熱源１と特に個別ＬＥＤと、電気的に接続するように構成される。
【００４７】
熱源１は多層セラミック基板２上、特に多層セラミック基板２の上面上に配置される。例えば、熱源１と多層セラミック基板２の上面との間には熱伝導材料６ａ（図３）、好ましくは、はんだペースト又はＡｇ焼結ペーストが形成される。熱伝導材料６ａは高い熱伝導性を有する。熱伝導材料６ａはさらに、多層セラミック基板２の電気コンタクトのために働く。
【００４８】
多層セラミック基板２も同様に高い熱伝導性を有する。例えば、多層セラミック基板２の熱伝導性は、２２Ｗ／ｍＫである。熱伝導材料６ａ及び多層セラミック基板２の高い熱伝導性により、熱源１から生成される熱は効果的に伝達され、例えば冷却体４を介して、キャリアシステム１０から導出されることができる。
【００４９】
多層セラミック基板２は好ましくは多層バリスタである。バリスタでは、所定の印加電圧を超過すると抵抗が急激に低下する非線形素子である。そのためバリスタは、過電圧パルスを損害なく（unschaedlich）導出するのに適している。多層セラミック基板２、特にバリスタ層（図示せず）は、好ましくは、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、特に多結晶酸化亜鉛を含む。好ましくは、バリスタ層の少なくとも９０％はＺｎＯから成る。バリスタ層の材料は、ビスマス、プラセオジム、イットリウム、カルシウム及び／又はアンチモン、又は、他の添加剤若しくはドーパントでドープされることができる。あるいは、バリスタ層は、例えば炭化ケイ素又はチタン酸ストロンチウムを含むことができる。
【００５０】
多層セラミック基板２は、２００μｍから５００μｍまでの厚さ又は垂直方向の広がりを有する。好ましくは、多層セラミック基板２は３００μｍから４００μｍの厚さを有する。好ましくは、多層セラミック基板２の上面及び下面に金属化部（Metallisierung）が形成される（図示せず）。各金属化部は１μｍから１５μｍまで、例えば３μｍから４μｍまでの厚さを有する。金属化部の厚さが厚いと、熱源１のＬＥＤ１ａ／ＬＥＤアレイ１ｂから生成される熱を多層セラミック基板２の表面を介して周囲に引き渡すことができる（横方向の熱対流）という利点を有する。表面における熱伝導性が改良されるからである。
【００５１】
本実施形態において、キャリアシステム１０は、例えばセラミックの、さらなる基板又は基材３を有する。基板３は、キャリアシステム１０の機械的及び熱機械的ロバスト性を改良する働きをする。基板３は、例えばＡｌＮ又はＡｌ２Ｏ３を有する（セラミック基板）。基板３は、さらなる多層セラミック基板、特に、別の材料を有するさらなるバリスタセラミックを備える。あるいは、基板として、ＩＭＳ又は金属コア配線基板を使用することもできる。ＩＭＳは、例えば、アルミニウム又は銅を含む、絶縁された金属基板である。ＩＭＳの表面に、個別ＬＥＤの駆動制御のための再配線又は周辺配線（Umverdrahtung）のための銅配線を有する、絶縁されたセラミック又は絶縁されたポリマー層が形成される。基板３は、３００μｍから１ｍｍまでの厚さ又は垂直方向の広がりを有する。
【００５２】
ＬＥＤのための熱伝導及び再配線に加えて、基板３は、冷却体４と多層セラミック基板２との異なる膨張係数を補償する目的も有する。従って安定した長寿命なキャリアシステム１０が実現される。
【００５３】
基板３は、多層セラミック基板２の下面に配置される。例えば、基板３は、例えばはんだペースト又はＡｇ焼結ペースト等の、上述したような熱伝導材料６ａを介して多層セラミック基板２と接続される。熱伝導材料６ａは、１０μｍと５００μｍとの間、例えば３００μｍの、厚さ又は垂直方向の広がりを有する。
【００５４】
基板３、特に基板３の下面は、熱源１から生成された熱をシステムから導出する働きをする上述の冷却体４と接続される。例えば、基板３は、冷却体４と接着され又はねじ止めされる。
【００５５】
好ましくは、基板３と冷却体４との間に、熱伝導材料６ａ、特に電気的に絶縁された熱伝導ペーストが配置される。あるいは、冷却体４が基板３と類似の熱膨張係数を有する場合（例えばアルミニウムシリコンカーバイト、銅タングステン又は銅モリブデンを含有する冷却体４の場合など）には、熱伝導材料６ｂの使用は、省略してもよいか、又は少なくてもよい（図示せず）。好ましくは、冷却体４はこの場合、銅の上に形成されたモリブデンを含む。
【００５６】
冷却体４は冷却フィン４ａを有する。良好な対流を達成するために、冷却フィン４ａの強い換気又は通風が行われなければならない。あるいは又はさらに、キャリアシステム１０の冷却は、水冷によって達成されることもできる。
【００５７】
熱源１、特に個別ＬＥＤ１ａ，１ｂの駆動制御のために、キャリアシステム１０は、内部回路又は再配線を有する。特に、多層セラミック基板２は、集積された、即ち多層セラミック基板２の内部にある、熱源１のＬＥＤのための個別回路／配線（Einzelbeschaltung / Verdrahtung）を有する。換言すると、ＬＥＤは、多層セラミック基板２を介して又は多層セラミック基板２によって、個別に駆動制御されることができる。
【００５８】
図１及び３による多層セラミック素子１０のための内部回路の例は、図６及び７に示される。図７において、８個のＬＥＤからなる１列の内部回路が、個別駆動制御のための４つの平面と、５つの接地平面を介した相互接続によって実行されている。８個のモジュール用のハーフライン（Halbzeile）が示される。多層セラミック基板２は、バリスタ層間に構築された多数の内部電極２０２（図７）を有する。内部電極２０２は、多層セラミック基板２の内部において、上下に配置される。内部電極２０２は、さらに、所期のように電気的に相互に分離される。好ましくは、内部電極２０２はさらに、これらが少なくとも部分的に重なり合うように上下に配置され、構成される。
【００５９】
多層セラミック基板２は少なくとも１つの貫通コンタクト／ビア８，２０１を有し（図３及び７）、好ましくは複数のビア８，２０１を有する。ビア８，２０１は、多層セラミック基板２内に空所を有し、空所は導電性材料、特に金属によって充填される。ビア８，２０１は、後述するように、ＬＥＤをドライバ回路と電気的に接続するために役立つ。ビア８，２０１は、内部電極２０２と電気的に接続される。
【００６０】
多層セラミック基板２は、ＬＥＤの個別制御のために、熱源１との導電性コンタクトのための、コンタクト領域２１をさらに有する。コンタクト領域２１は、多層セラミック基板２の中心領域内に構築される（図６）。コンタクト領域２１は本実施形態において、各８×８のＬＥＤの個別モジュールのコンタクトのための４つの部分領域に分割される（図６）。従って合計すると、内部回路を介して非常に多数の、例えば２５６（４×８×８）のＬＥＤが駆動制御されるべきである。コンタクト領域２１は、ＬＥＤのための頂部コンタクト又は接続パッド２００が設けられており（図７）、それらは内部電極２０２と導電的に接続されている。
【００６１】
多層セラミック基板２は、基板３への導電性の接続を構築するために、コンタクト２５をさらに有する。コンタクト２５は、好ましくは多層セラミック基板２の周縁に形成される（図６）。コンタクト２５は、好ましくはＢＧＡコンタクト（はんだボール）であるか又はワイヤボンドディングによって実現される。コンタクト２５は、電気的接続に加えて、基板３と多層基板２との間の温度差を補償することにより、応力バッファとしても役立つ。
【００６２】
多層セラミック基板２はさらに、集積されたＥＳＤ（静電放電（Electro Static Discharge））構造２２を有する。ＥＳＤ構造２２はＥＳＤ電極面２２０，２２０’及び接地電極（Masselelektrode）２２１を有する。内部電極２０２及びビア８、２０１のように、ＥＳＤ構造２２も、多層セラミック基板２の製造の際に基板２内に集積される。例えばＥＳＤインパルスによって消されることができるような過電圧に対して非常に敏感である熱源１は、ＥＳＤ構造２２によって、電圧サージ又は電流サージに対して保護される。ＥＳＤ構造２２は、中心コンタクト領域２１の周囲を取り囲むフレーム形状に実現される（図６）。ＥＳＤ構造２２の周りに、コンタクト２５がフレーム形状にさらに実現される（図６）。
【００６３】
多層セラミック基板２は、集積された温度センサ又は温度過保護機能（eine Temperaturuberschutzfunktion）をさらに備えることができる（図示せず）。
【００６４】
多層セラミック基板２の多層構造によって、ＬＥＤの個別駆動制御が最小の空間で実現される。バリスタセラミックは、上述したように、過電圧保護機能（ＥＳＤ、サージパルス）及び温度過保護機能の集積化も可能にする。従って、多様な要求を満たす、コンパクトな、非常に適応性のあるキャリアシステム１０が達成される。
【００６５】
熱源１及び特にＬＥＤの駆動制御のために、キャリアシステム１０は、最終的にドライバ回路を有する（図示せず）。ドライバ回路は、実装された保護機能を有することができる。ドライバ回路は、好ましくは過熱保護（例えばＮＴＣサーミスタによる）及び／又は過電圧若しくは過電流保護（例えばＰＴＣサーミスタによる）を有する。
【００６６】
本実施形態において、ドライバ回路は、基板３上に、特に基板３の表面上に実現される。有利には、ドライバ回路はリフローはんだ付けによって基板３の上面に実現される。ドライバ回路は、基板３の表面の金属導体路、例えば銅配線に接続される。本実施形態において、従って基板３はドライバ基板として役立つ。基板３は特に、さらなる再配線平面として、ＬＥＤを個別にドライバ回路を介して駆動制御するために働く。基板３の表面の導体路は、ＬＥＤを個別に駆動制御するために、多層セラミック基板２内に集積された配線と導電接続する。
【００６７】
図２は、さらなる実施形態による多層キャリアシステムの断面図を示す。図１及び３の多層キャリアシステムに対して、図２の多層キャリアシステム１０は、さらなる基板３を有さない。むしろ、本実施形態における多層セラミック基板２は、冷却体４と直接接続される。多層セラミック基板２と冷却体４との間には、熱伝導材料６ｂ（電気絶縁性の熱伝導ペースト）が配置される。
【００６８】
本実施形態において、ドライバ回路は多層セラミック基板２の表面の直接上、例えばその下面、に実現される。基板３を省略することによって、多層キャリアシステム１０の構造は簡略化されることができる。特に、ＬＥＤの個別駆動制御のために必要とされるすべての電子構成要素、例えば再配線及びドライバ回路等は、多層セラミック基板内又は上に実現される。
【００６９】
図２の多層セラミック基板１０の全てのさらなる特徴、特に、多層セラミック基板２の構造並びに組成、及び、内部回路（図７参照）は、図１及び３との関係で述べた特徴に相当する。
【００７０】
図４は、さらなる実施形態による多層キャリアシステム１０の断面図を示す。以下では図１及び３のキャリアシステム１０との差異のみが述べられる。
【００７１】
図１及び３の多層キャリアシステムとは対照的に、キャリアシステム１０は配線基板５をさらに有する。
配線基板５は基板３を取り囲む。有利には、基板３は、少なくともその端面において完全に配線基板５によって取り囲まれている。
【００７２】
このために、配線基板５は空所５ａを備え、そこに基板３が配置される。空所５ａは配線基板５を完全に貫通する。配線基板５はプラグ接続２６によって又ははんだ配線２６によって、基板３と導電的に接続される。図１及び３との関係で述べたように、基板３は熱的に接続される。例えば、基板３と冷却体４との間には熱伝導材料６ｂ（電気的に絶縁された熱伝導ペースト）が配置される。
【００７３】
本実施形態において、ドライバ回路は配線基板５の表面上、例えばその上面に、直接的に実現される（図示せず）。基板３は多層セラミック基板２に加えて、ＬＥＤを個別にドライバ回路を介して駆動制御するための、さらなる再配線平面として働く。特に、ドライバ回路３は基板３の表面の電気配線と接続されることができる。しかしながら、本実施形態において、基板３はドライバ基板を構成しない。ドライバ回路は配線基板５上に配置されており、基板３上には配置されていないからである。
【００７４】
図５は図４の多層素子１０に対する内部回路の例を示す。図示されているのは、２５６個のＬＥＤの個別駆動制御と、ＬＥＤモジュールへの入力に集積化されたＥＳＤ保護とを有する４×８×８の発光マトリクスモジュールの内部回路である。
【００７５】
多層セラミック基板２は、ＬＥＤマトリクスとの導電コンタクトを製造するためのコンタクト領域２１を備える。コンタクト領域２１は、各８×８のＬＥＤの個別モジュールのコンタクトのために、４つの中心部分領域に分割されている。
【００７６】
ＥＳＤ構造２２は、フレーム形状にコンタクト領域２１の周囲に配置されている。多層セラミック基板２の外側の周縁領域の物理的プラグコンタクト２４を介して、配線基板５上のドライバ回路のための導電接続が形成される。プラグコンタクト２４とＥＤＳ構造２２との間には、ＬＥＤの個別コンタクトのための再配線２３が形成される（図７も参照）。ＥＳＤ構造２２は、プラグコンタクト２４の入力において、並びにコンタクト領域２１への入口において形成される。
【００７７】
図４による多層セラミック基板１０の全てのさらなる特徴は、図１及び３との関係で述べられた特徴に相当する。これは、特に、熱源１、多層セラミック基板２並びに基板３の構造並びに接続、及び個別の配線／再配線並びにドライバ回路の図示された形態に関連する。
【００７８】
図８は、さらなる実施形態による多層キャリアシステム１０の断面図を示す。キャリアシステム１０は、熱源１、１’を備える。特に図８は、２つの熱源１、１’を示すが、より多数の熱源、例えば３つ、４つまたは５つの熱源が設けられることもできる。
【００７９】
各熱源１、１’はＬＥＤマトリクスモジュールを備え、各モジュールは異なる数のＬＥＤを有する。例えば熱源１’は、熱源１よりも（wie）、より少ない数のＬＥＤ、例えば半分のＬＥＤを備える。熱源１’は従って熱源１よりも少ない熱を生産する。
【００８０】
図２のキャリアシステム１０との関係ですでに述べたように、その基本構造は、図８のキャリアシステムに相当し、各熱源１、１’は多層セラミック基板２、２’上に配置される。その際、各熱源１、１’に対して分割された多層セラミック基板２、２’が設けられる。好ましくは熱伝導材料６ａ、６ａ’（はんだペースト又はＡｇ焼結ペースト）は各熱源１、１’と各多層セラミック基板２、２’との間にある（図示せず）。
【００８１】
多層セラミック基板４、４’は、それぞれ１つの分割された冷却体４、４’上に配置される。冷却体４、４’と多層セラミック基板２、２’との間には、また熱伝導材料６ｂ、６ｂ’（電気的に絶縁された熱伝導ペースト）が配置される。
【００８２】
分割された冷却体４、４’又は冷却システムを使用することにより、各熱源１、１’の損失出力（Verlustleistung）は独立して適合されることができる。例えば、異なる大きさ／出力強度の熱源又はＬＥＤマトリクスモジュール１、１’の損失熱（die Verlustwaerme）は、キャリアシステム１０内で独立して適合された冷却システム／冷却体４、４’によって、効果的に排出されることができる。従って、多数のＬＥＤを有する熱源１が割り当てられている冷却体４は、他の冷却体４よりも大きく成形されている。特に、冷却体４はより大きい冷却フィンを有し、それによってより強い冷却力が達成されることができる。
【００８３】
もちろん、多数のＬＥＤを有する複数の熱源１、１’／ＬＥＤマトリクスモジュールが使用されることもでき、その損失熱はその後類似の又は同一に成形された冷却体４、４’を介してキャリアシステム１０から導出されることができる。
【００８４】
熱源１、１’、多層セラミック基板２、２’及び冷却体４、４’を有する全体システムは、１つの共通のキャリア９上に配置される。キャリア９は例えば、配線基板の形態のような純粋な機械的キャリアであることができ、又はさらなる高次の（uebergeordneter）冷却体であることができる。キャリアはアルミニウム鋳造材料を含むことができる。キャリア９は、キャリアシステム１０の、機械的安定及び／又はより良い冷却のために働く。
【００８５】
図９は、さらなる実施形態による多層キャリアシステム１０の断面を示す。キャリアシステム１０は複数の熱源１、１’、１”を有する。本実施形態において、３つの熱源が示されるが、キャリアシステム１０は２つの熱源、又は４つの熱源又はそれ以上の熱源を有することができる。各熱源１、１’、１”はＬＥＤマトリクスを有する。全ＬＥＤマトリクスモジュールは、本実施形態において好ましくは同じ数のＬＥＤを有する。
【００８６】
各熱源１、１’、１”は、１つの多層セラミック基板２、２’、２”上に配置される。その際、各熱源１、１’、１”には、分離された多層セラミック基板２、２’、２”が設けられる。好ましくは、熱伝導材料（はんだペースト又はＡｇ焼結ペースト）は、各熱源１、１’、１”と各多層セラミック基板２、２’、２”との間にある（図示せず）。
【００８７】
多層セラミック基板２、２’、２”は、それぞれ個別の基板３、３’、３”上に配置され、基板３、３’、３”は、一つには、再配線のために働き、他には、多層セラミック基板２と冷却体４との異なる膨張係数を補償するためのストレスバッファとして働く。さらに基板３、３’、３”は、図１及び３との関係ですでに述べたように、高い熱伝導性を有する。これは、特に、例えばＡｌＮ又はＡｌ２Ｏ３を有するセラミック基板、に当てはまる。
【００８８】
各セラミック基板３、３’、３”は、共通の冷却体４の上に配置される。熱源１、１’、１”は、従って共通の冷却システムを備える。共通の冷却システムは特に、複数の熱源１、１’、１”が同様の損失熱を生成する場合に有利である。さらに、共通の冷却システムによってより多数の冷却フィンが提供されることができる。個別のＬＥＤマトリクス間の領域もカバーされるからである。
冷却力は従って向上されることができる。
【００８９】
図１０は、多層キャリアシステムのためのドライバ概念に対する実施形態を示す。
【００９０】
２５６個の個別ＬＥＤを有する４×８×８のＬＥＤマトリクスモジュール７の個別制御のために、それぞれ８ｘ８のＬＥＤを有する４つの象限３０１へのモジュール７の物理的分配が行われる。その際、左中括弧３０２は、１乃至６４のＬＥＤ領域を含む。上中括弧３０２は６５乃至１２８のＬＥＤを含む。下中括弧３０２は、１２９乃至１９２のＬＥＤを表す。右中括弧３０２は１９３乃至２５６のＬＥＤを表す。
【００９１】
モジュール７の象限３０１の個別ＬＥＤが駆動制御され／スイッチオンされると、局所的な温度上昇が起こる。従って、温度は、室温（約２５℃）から約７０℃乃至１００℃に加熱される。この熱は、一様に排出されなければならない。ＬＥＤの内部スイッチングは、それゆえ、一様な熱排出並びに一様な電流出力分布が起きるように構成されなければならない。特に、種々の平面にわたる再配線は同様に成形されなければならない。
【００９２】
２５６個のＬＥＤの個別制御のためには、仕様に応じて、複数のドライバが必要となる。この実施形態において、３２個のドライバ３０３が設けられ、各ドライバは８個のＬＥＤを駆動制御することができる。
【００９３】
ＬＥＤモジュール７によって、高出力が生産される。それゆえにドライバ３０３は、電流源を必要とする。合計で、２５６個のＬＥＤのために２５、６Ａが必要となる（ＬＥＤあたり１００ｍＡ）。コンバータ３０４は個別のドライバ３０３０の給電の働きをする。
【００９４】
ドライバ３０３は、個別のマイクロコントローラ３０５を介して駆動制御される。マイクロコントローラ３０５は例えばＫＦＺ内のデータバスと接続される。マイクロコントローラ３０５は、例えばＣＡＮバス又はＥＴＨＥＲＮＥＴ（登録商標）バスと接続されることができる。データバスは、またセントラル制御ユニットを接続される。
【００９５】
以下では、多層キャリアシステム１０の製造方法が例示的に述べられる。キャリアシステム１０との関係で述べられたすべての特徴は、方法に応用され、逆もまた同様である。
【００９６】
第１ステップにおいて、多層セラミック基板２が用意される。多層セラミック基板２は好ましくは上述の多層セラミック基板２に相当する。多層セラミック基板２は、好ましくはバリスタセラミックを有する。
【００９７】
誘電性セラミック成分を含む、多層セラミック構造を有するバリスタを製造するために、まずグリーンセラミックシートが用意される。セラミックシートは、その際、例えばＺｎＯ並びに種々のドーピング材を含む。
【００９８】
さらに、セラミックは好ましくは、集積化された金属構造（内部電極、ビア、ＥＳＤ構造）の材料の融点以下で高品質で焼結されることができる性質を有する。従って、焼結の中に、低温ですでに表れる液相が必要とされる。これは、例えば、酸化ビスマスのような液相により得られる。セラミックは従って酸化ビスマスによってドーピングされた酸化亜鉛に基づくことができる。
【００９９】
グリーンセラミックが金属化ペーストにより電極型でコーティングされることで、セラミックシート上に内部電極２０２が塗布される。金属化ペーストは例えばＡｇ及び／又はＰｄを含む。セラミックシート上にＥＳＤ構造２０２が塗布される。さらに、グリーンシート内に貫通コンタクト８，２０２を構築するための貫通ブリッジが挿入される。貫通ブリッジは、グリーンシートの打ち抜き又はレーザ加工により生成されることができる。貫通ブリッジは、その後金属（好ましくはＡｇ及び／又はＰｄ）によって充填される。金属化されたグリーンシートは積層される。
【０１００】
グリーンボディは、続いてプレスされ、焼結される。焼結温度は、内部電極２０２の材料にプリントされる。Ａｇ内部電極は、１０００℃より低い、例えば９００℃の焼結温度を有する。
【０１０１】
焼結されたグリーンスタックの上面の部分領域は、続いて金属化される。例えば、その際、Ａｇ、Ｃｕ又はＰｄが焼結されたグリーンスタックの上面及び下面上にプリントされる。金属化されたシートの加熱（Durchheizen des metallisierten Stapels）後に、スタックの保護されていない構造又は領域は封止される。さらに上面及び下面上にガラス又はセラミックがプリントされる。
【０１０２】
任意のさらなるステップ（図１乃至３によるキャリアシステム参照）において、基板３が提供される。基板３は、好ましくは上述の基板３に対応する。基板３はセラミック（バリスタセラミック、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ）又は金属（ＩＭＳ基板、金属コア配線基板）を含むことができる。例えば銅を含む又は銅からなる、導体路は、好ましくは基板３の上面に構築される。多層セラミック基板２は基板３の上面に配置される。例えば、先行のステップにおいて、はんだペースト又はＡｇ焼結ペーストは、基板３の上面に塗布されることができる。リフローはんだ付けによって、基板３と多層セラミック基板２との間の物理的接続が行われる。基板３を有さない図２によるキャリアシステム１０の場合には、記述されたプロセスステップは同様に省略される。
【０１０３】
任意のさらなるステップ（図４のキャリアシステム参照）において、配線基板５が提供される。配線基板５は基板３の周りに配置される。多層セラミック基板２に取り付けられた基板３は、配線基板５の空所５ａ内に装入される。続いて、配線基板５及び基板３は、相互にプラグ接続２６又はボンド配線２６を介して相互に接続される。配線基板５を有さない、図１乃至３によるキャリアシステム１０の場合には、記述されたプロセスステップも同様に省略される。
【０１０４】
次のステップにおいて、少なくとも１つのＬＥＤマトリクスモジュール７は多層セラミック基板２の上面に配置される。例えば、先行のステップにおいて、はんだペースト又はＡｇ焼結ペーストが多層セラミック基板２の上面に塗布されることができる。Ａｇ焼結ペースト（例えばμＡｇ焼結ペースト）又ははんだによって、マトリクスモジュール７は多層セラミック基板２と堅固に接続される。μＡｇの利点は、銀が２００℃から２５０℃までの低温ですでに溶解し、その後再び溶けないことである。
【０１０５】
その後、ドライバ素子は、ドライバ回路のために提供される。キャリアシステム１０の実施形態に応じて、ドライバ素子は、多層セラミック基板２上、基板３上又は配線基板５上に実現される。ドライバ回路は、基板３上又は配線基板５上でリフローはんだ付けによって、多層セラミック基板２と接続される。
【０１０６】
ドライバ素子によってＬＥＤは多層セラミック上に集積された配線を介して個別に駆動制御される。ドライバ回路は内部電極２０２及び貫通コンタクト８，２０１と電気的に接続される。
【０１０７】
最後のステップにおいて、冷却体４が提供され、キャリアシステム１０に取り付けられる。冷却体４は多層セラミック基板２に又は基板３に例えば接着される。冷却体はアルミニウム鋳造材料を含むことができる。この場合、先行のステップにおいて、熱伝導ペーストが基板３又は多層セラミック基板２の下面に塗布されることができる。その後、キャリアシステム１０は仕上げのために焼き入れされる。その際、温度差はほとんど生じず、従って、このプロセスステップにおいて、個別の素子間の熱応力は回避される。
【０１０８】
あるいは、冷却体４は、基板３又は多層セラミック基板２と類似の熱膨張係数を有する材料を含むことができる。例えば、冷却体４はアルミニウム‐シリコンカーバイド、銅タングステン又は銅モリブデンを含むことができる。この場合、熱伝導ペースト６ｂの塗布は省略されることができるか、又は、熱伝導ペースト６ｂのより薄い層が塗布されることができる。
【０１０９】
生成されたキャリアシステム１０は、多数のＬＥＤの点形状の個別駆動制御を有する、少なくとも１つのマトリクス発光モジュールを備える。従って、ＬＥＤアレイセグメントを有する解決策の場合のように、周辺を明確に区分化して照射（したり又は遮蔽したり）することができる。高い熱伝導性を有する多層バリスタによる構成は、非常にコンパクトな実施形態、ＥＳＤ保護素子の集積化及びセラミックの直接上へのドライバ回路の構築を可能にする。それによりコンパクトかつ非常に適用性のあるキャリアシステム１０が生じる。
【０１１０】
ここで挙げられる対象の説明は、個別の特定の実施形態には限定されない。むしろ、個別の実施形態の特徴は、技術的に妥当な限り、相互に任意に組み合わせることができる。
【符号の説明】
【０１１１】
１，１’、１”  熱源
１ａ  個別ＬＥＤ／熱生成半導体素子
１ｂ  ＬＥＤアレイ／熱生成半導体素子
２，２’、２”  多層セラミック基板
３，３’、３”  基材
４，４”  冷却体
４ａ  冷却フィン
５  配線基板
５ａ  空所
６ａ  熱伝導材料／はんだペースト／焼結ペースト
６ｂ、６ｂ’、６ｂ”  熱伝導材料／熱伝導ペースト
７  マトリクスモジュール
８  貫通コンタクト／ビア
９  キャリア
１１ａ  ｐ−接続領域
１１ｂ  ｎ−接続領域
１０  キャリアシステム
２０  多層個別配線
２１  コンタクト領域
２２  ＥＳＤ構造
２３  配線
２４  プラグコンタクト
２５  コンタクト
２６  プラグ接続／ボンド配線
２００，２００’  頂部コンタクト
２０１  ビア／貫通コンタクト
２０２  内部電極／導体路
２２０  ＥＳＤ電極面
２２１  接地電極
３００  ドライバコンセプト
３０１  象限
３０２  括弧
３０３  ドライバ
３０４  コンバータ
３０５  マイクロコントローラ
【図１】
2019514226.tif 000003
【図１ａ】
2019514226.tif 000004
【図１ｂ】
2019514226.tif 000005
【図１ｃ】
2019514226.tif 000006
【図２】
2019514226.tif 000007
【図３】
2019514226.tif 000008
【図４】
2019514226.tif 000009
【図５】
2019514226.tif 000010
【図６】
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【図７】
2019514226.tif 000012
【図８】
2019514226.tif 000013
【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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