(57)【要約】  LED(120)の熱管理を行うデバイス(101)は、ヒートシンク(160)と基板（111）とトレース層(130)とビア(180)とを用いる。ビア(180)は、基板(110)を通って延びるチャネル(181)の範囲を定める側壁(182)を備える。チャネル(181)は、LED(120)によってトレース層(130)に施される何れかの熱をヒートシンク(160)に移動するよう、トレース層(130)の下にあり、ヒートシンク(160)の上にある。
2007516592.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
LEDの熱管理を行うデバイスであって、
ヒートシンクと、
該ヒートシンクの上に重なる基板と、
該基板の上に重なるトレース層と、
前記基板を通って延びるビアとを備え、
該ビアは、前記トレース層との間で熱を伝え、
前記ヒートシンクは、前記LEDによって前記トレース層に施される何れかの熱の少なくとも一部分を前記ヒートシンクに移動させることを特徴とするデバイス。
【請求項２】
請求項1記載のデバイスであって、更に、
ボンディング層を前記基板と前記ビアとの間に備えることを特徴とするデバイス。
【請求項３】
請求項2記載のデバイスであって、
前記ボンディング層が、熱伝導接着剤であることを特徴とするデバイス。
【請求項４】
請求項2記載のデバイスであって、
前記ボンディング層が、熱伝導テープであることを特徴とするデバイス。
【請求項５】
請求項1記載のデバイスであって、
前記基板が、多層基板であることを特徴とするデバイス。
【請求項６】
請求項1記載のデバイスであって、
前記基板が、プリント回路基板であることを特徴とするデバイス。
【請求項７】
請求項1記載のデバイスであって、
前記基板が、フレキシブル基板であることを特徴とするデバイス。
【請求項８】
請求項1記載のデバイスであって、前記ビアが、
前記基板を通るチャネルの範囲を定める側壁を備え、
前記チャネルは、前記トレース層と接続し、該接続によって前記ビアと前記トレース層との間で熱が伝わるようにすることを特徴とするデバイス。
【請求項９】
請求項8記載のデバイスであって、更に、
前記チャネルの少なくとも一部分を埋める熱伝導材料を備えることを特徴とするデバイス。
【請求項１０】
請求項1記載のデバイスであって、前記ビアは、
前記基板を通るチャネルの範囲を定める側壁を備え、
前記チャネルは前記ヒートシンクと接続して、該接続によって前記ビアと前記ヒートシンクとの間で熱が伝わるようにすることを特徴とするデバイス。
【請求項１１】
請求項10記載のデバイスであって、更に、
前記チャネルの少なくとも一部分を埋める熱伝導材料を備えることを特徴とするデバイス。
【請求項１２】
LEDの熱管理を行うデバイスであって、
ヒートシンクと、
トレース層と、
該トレース層との間で熱を伝えるフレキシブル基板とを備え、
前記ヒートシンクは、前記LEDによって前記トレース層に施される何れかの熱を前記ヒートシンクに移動させることを特徴とするデバイス。
【請求項１３】
請求項12記載のデバイスであって、更に、
前記基板を通って延びるビアを備え、
該ビアは、前記トレース層との間で熱を伝え、
前記ヒートシンクは、前記LEDによって前記トレース層に施される何れかの熱を前記ヒートシンクに移動させる機能を拡張することを特徴とするデバイス。
【請求項１４】
請求項13記載のデバイスであって、前記ビアは、
前記基板を通るチャネルの範囲を定める側壁を備え、
前記チャネルは前記トレース層と接続し、該接続によって前記ビアと前記トレース層との間で熱を伝えるようにすることを特徴とするデバイス。
【請求項１５】
請求項14記載のデバイスであって、更に、
前記チャネルの少なくとも一部分を埋める熱伝導材料を備えることを特徴とするデバイス。
【請求項１６】
請求項13記載のデバイスであって、前記ビアは、
前記基板を通るチャネルの範囲を定める側壁を備え、
前記チャネルは前記ヒートシンクと接続し、該接続によって前記ビアと前記ヒートシンクとの間で熱を伝えるようにすることを特徴とするデバイス。
【請求項１７】
請求項16記載のデバイスであって、更に、
前記チャネルの少なくとも一部分を埋める熱伝導材料を備えることを特徴とするデバイス。
【請求項１８】
LEDの熱管理を行うデバイスであって、
ヒートシンクと、
該ヒートシンクの上に重なる基板と、
該基板の上に重なるトレース層と、
前記基板を通って延びるチャネルの範囲を定める側壁を備えるビアとを備え、
前記チャネルは、前記LEDによって前記トレース層に施される何れかの熱を前記ヒートシンクに移動させるよう、前記トレース層の下にあり、前記ヒートシンクの上にあることを特徴とするデバイス。
【請求項１９】
請求項18記載のデバイスであって、更に、
前記チャネルの少なくとも一部分を埋める熱伝導材料を備えることを特徴とするデバイス。
【請求項２０】
請求項18記載のデバイスであって、更に、
ボンディング層を前記基板と前記ビアとの間に備えることを特徴とするデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
一般的に、本発明は、発光ダイオード（「LED」）光源に関する。特に、本発明は、LEDシステムの熱管理に関する。
【背景技術】
【０００２】
LED光源を利用して発生する人工光も大量の熱を発生させる。回路基板は本質的には、十分な熱移動速度を備えず、よって、熱蓄積がLED内やLEDの近くにある他の構成部分内で生じる。LED光源内の熱蓄積は、LED光源の耐用年数に弊害をもたらす。
【０００３】
この熱蓄積の課題を解決するよう、従来のLED光源アセンブリは通常、中にLEDを実装したホールを有する回路基板を有する。LEDは、回路基板におけるホールを通って延びており、LEDの発光部分すなわちレンズ部分が回路基板の表面のうちの１つから延びており、ヒートシンク部分が反対側の表面から延びている。LEDのヒートシンク部分は、ヒートスプレッダに接続される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は発光ダイオードの熱管理の技術分野を進展させる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一形態は、ヒートシンクと、ヒートシンクの上に重なる基板と、基板の上に重なるトレース層とを備えるLEDの熱管理を行うデバイスを備える。デバイスは更に、基板を通って延びるビアと、トレース層との間で熱を伝えるビアとを備え、ヒートシンクは、LEDによってトレース層に施される何れかの熱をヒートシンクに移動させる。
【０００６】
本発明の第２の形態は、ヒートシンクと、ヒートシンクの上に重なるフレキシブル基板と、フレキシブル基板の上に重なるトレース層とを備えるLEDの熱管理を行うデバイスを備える。フレキシブル基板はトレース層との間で熱を伝え、ヒートシンクは、LEDによってトレース層に施される何れかの熱をヒートシンクに移動させる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の、上記形態や他の形態、特徴や効果は、添付図面とともに検討される、本願の好ましい実施例の以下の詳細な説明から更に明らかになるものである。詳細な説明や添付図面は、本発明を限定するのではなく、例証するものに過ぎず、本発明の範囲は、本特許請求の範囲及びその均等物によって規定される。
【実施例】
【０００８】
図１は、LED光源アセンブリ100の側断面図を示す。LED光源アセンブリ100は、フレキシブル基板110と、発光ダイオード120-122と、トレース層130-133と、パッド140-142と、絶縁層150と、ヒートシンク160とを備える。LED光源アセンブリ100は、本願の記載に適切でない更なる構成部分を備え得る。
【０００９】
図1では、フレキシブル基板110は、上表面と下表面との２つの表面を備える。フレキシブル基板110の上表面は、上表面の上に重なるトレース層130-133と、上表面の上に重なる絶縁層150とを備える。トレース層130-132はパッド140-142及びLED120-122の実装点を備える。トレース層133は、電流がフレキシブル基板110内を流れるうえでの1つ又は複数の経路を備える。絶縁層150は、例えば、トレース層130-132や関連したパッド140-142などの特定の、フレキシブル基板110の領域に電流の流れを制限する。絶縁層150によってLED120-122などの構成部分を、熱移動を行うよう、フレキシブル基板110に熱結合させることが可能になる。絶縁層150は、例えば、はんだマスクや空気などの何れかの適切な絶縁材料として実施し得る。フレキシブル基板110の下表面は、ヒートシンク160に動作可能になるように結合される。
【００１０】
フレキシブル基板110は、フレキシブル基板110に、動作可能になるように結合される構成部分が、企図された通りに機能することを可能にするよう企図されたフレキシブル実装プラットフォームである。一実施例では、フレキシブル基板110の上に重なる1つ又は複数のトレース層130-133と、トレース層130-133の上に重なる1つ又は複数のパッド140-142とを備えるフレキシブル基板110が作製される。一例では、フレキシブル基板110が、厚さが50マイクロメートル（μm）未満のフレックス・テープとして作製され、1つ又は複数のトレース層130-133がフレキシブル基板110の上に重なり、1つ又は複数のパッド140-142がトレース層130-133の上に重なる。フレキシブル基板110は、例えば、COMPASS  Technologies社（Shatin,  Hong  Kong）から入手可能な単層フレックスなどの何れかの適切なフレキシブル基板として実施することができる。
【００１１】
発光ダイオード120-122は、パッド140-142に実装される発光構成部分であり、例えば、1つ又は複数のコネクタ125を利用することなどによってトレース層との間で電気的に伝導するように1つ又は複数のトレース層130-133に動作するように結合される。各発光ダイオード120-122は、例えば、はんだや熱伝導接着剤などの何れかの適切な実装材料を利用して関連パッド140-142に実装される。熱伝導接着剤は、電気的に伝導する材料又は電気的に伝導しない材料として実施し得る。LED120-122は、電力が供給されると順バイアスになって光を発生させる発光性光電子デバイスである。発生する光は、LEDを製造するうえで利用する材料や、例えば色変換LEDなどの製造方法に応じて、スペクトルの青色部分内、緑色部分内、赤色部分内、琥珀色部分内や他の部分内にあり得る。一実施例では、1つ又は複数のLED120-122が1つ又は複数の関連パッド140-142に実装され、それによって、各LEDは関連パッドに実装される。一例では、LED120-122は、例えば、Lumiled社（San  Jose,CA,USA）から入手可能なカプセル化LEDであるLuxeon（商標）エミッタなどの適切な発光ダイオードとして実施される。
【００１２】
ヒートシンク160は、熱を伝導し、放出し、更に、フレキシブル基板110に対する土台を備えるよう機能する。ヒートシンク160は、例えばアルミニウム及び銅などの伝導材料によって製造される。ヒートシンク160は、例えばヒートスプレッダなどの何れかの適切なヒートシンクとして実施し得る。一実施例では、フレキシブル基板110の下表面はラミネーション工程によってヒートシンク160に動作可能になるように結合される。
【００１３】
動作上、フレキシブル基板110は、パッド140-142からヒートシンク160への熱移動の経路を備える。パッド140-142内の熱蓄積は、2つの構成部分の間の物理的な接触によってフレキシブル基板110に移動する。フレキシブル基板110内の熱蓄積は、２つの構成部分の間の物理的な接触によってヒートシンク160に移動する。
【００１４】
図2は、LED光源アセンブリ101の側断面図を示す。LED光源アセンブリ101は、標準的な基板111と、1つ又は複数のビア180と、発光ダイオード120-122と、トレース層130-133と、パッド140-142と、絶縁層150と、ヒートシンク160と、ボンディング層170とを備える。図2では、同じ数字が付されている、図１に表す同じ構成要素は前述し、図１に表すように機能する。LED光源アセンブリ101は、本願の記載に適切でない更なる構成部分を備え得る。
【００１５】
図２では、基板111は、上表面と下表面との2つの表面を備える。1つ又は複数のビア180は、基板111の上表面を通って基板111の下表面まで配置される。基板111の上表面は、上表面の上に重なるトレース層130-133と、上表面の上に重なる絶縁層150とを備える。基板111の上表面は更に、トレース層130-133の上に重なるパッド140-142と、パッド140-142に動作可能であるように結合される発光ダイオード120-122とを備える。
【００１６】
基板111は、基板111に動作可能であるように結合される構成部分が企図された通りに機能することを可能にするよう企図される実装プラットフォームである。基板111は、例えばプリント回路基板（ＰＣＢ）などの何れかの適切な基板として製造することができる。例として、基板111は、広範囲にわたるメーカから入手可能なFR-4  PCBとして実施される。一実施例では、基板111の上に重なる1つ又は複数のトレース層130-133と、トレース層130-133の上に重なる1つ又は複数のパッド140-142とを備える基板111が作製される。
【００１７】
ビア180は、パッド140-142からヒートシンク160まで熱が流れることを可能にするよう企図された熱伝導経路である。ビア180は、パッド140-142がビアの一方の端の近くに配置されるように配置される。ビア180は以下で、図3に更に詳細に示す。一実施例では、ビア180は、基板111の上表面及び下表面に実質的に垂直であるように構成される。
【００１８】
ヒートシンク160は、熱を伝導し、放出し、更に、多層基板112に対する土台を備えるよう機能する。ボンディング層170は、基板111の下表面にヒートシンク160を接続するよう機能する。一実施例では、ボンディング層170は、例えば、熱伝導接着剤又は熱伝導テープなどの熱伝導ボンディング層として実施される。
【００１９】
動作上、ビア180は、パッド140-142からヒートシンク160への熱移動の経路を備える。パッド140-142内の熱蓄積は、ビア180の一方の端の近くにパッド140-142が配置されていることによってビア180に移動する。一実施例では、ビア180内の熱蓄積は更に、ビア180とヒートシンク160との間の物理的な接触によってヒートシンク160に移動する。別の実施例では、ビア180内の熱蓄積はボンディング層170に移動し、ボンディング170とヒートシンク160との間の物理的な接触によってヒートシンク160に更に移動する。
【００２０】
図3は、図2のLED光源アセンブリ101のビア180を詳細に示す側断面図である。ビア180は、チャネル181と、側壁182と、ヒートシンク・インタフェース183と、パッド・インタフェース184とを備える。ビア180の範囲を定めるよう基板111及び絶縁層150を例証的な目的で備える。図3では、同じ数字が付された、図2に表す同じ構成要素は、前述の、図２に表す通りに機能する。ビア180は、本願の記載に適切でない更なる構成部分を備え得る。
【００２１】
ビア180は、基板111の上表面を通って基板111の下表面まで配置される、基板111内のチャネル181によって範囲が定められる。一実施例では、チャネル181は、基板の作製中の何れかの適切な方法によって作製される。別の実施例では、チャネル181は基板の作製後に作製される。一例では、ビア180は、50-600マイクロメートル(μm)の直径を有し、基板111の上表面を通って基板111の下表面まで配置される、基板111内のチャネル181によって範囲が定められる。
【００２２】
別の実施例では、ビア180は更に、基板111の上表面を通って基板111の下表面まで配置され、ビア180の範囲を更に定める側壁182を備える。本実施例ではビア180は更に、ヒートシンク・インタフェース183及びパッド・インタフェース184を備える。ヒートシンク・インタフェース183は、ボンディング層に動作可能であるように結合され、ヒートシンクとの間で熱を伝える。パッド・インタフェース184は、トレース層に動作可能であるように結合され、パッドとの間で熱を伝える。一実施例では、側壁182はチャネル181の範囲を定める。本実施例では、ヒートシンク・インタフェース183は側壁182に動作可能であるように結合され、ヒートシック・インタフェース183は側壁に対して実質的に垂直である。パッド・インタフェース184は側壁182に動作可能であるよう結合され、パッド・インタフェース184は側壁に対して実質的に垂直である。
【００２３】
側壁182、ヒートシンク・インタフェース183及びパッド・インタフェース184は、パッドからの熱の除去と、除去される熱の、ヒートシンクへの移動とを行う更なる熱伝導経路を備える。側壁182、ヒートシンク・インタフェース183及びパッド・インタフェース184は、例えば銅などの何れかの適切に熱伝導する材料によって製造される。一例では、側壁182は、厚さが10-80マイクロ・メートル(μm)である熱伝導材料によって製造される熱伝導側壁であり、ヒートシンク・インタフェース183は、10-100ミクロン・メートル(μm)の厚さを有する熱伝導材料から作製され、パッド・インタフェース184は、10-100マイクロメートル(μm)の厚さを有する熱伝導材料によって製造され、50-600マイクロメートル(μm)の直径のチャネル181は基板111を通って配置される。一例では、ヒートシンク・インタフェース183及びパッド・インタフェース184は、トレース層及びパッド層の製造と同様な工程を利用して製造される。本例では、パッド・インタフェース184の上に重なるトレース層が製造され、トレース層の上に重なるパッド層が製造される。
【００２４】
別の実施例では、チャネル181は更に、例えばはんだマスクなどの高伝導材料を備える。チャネル181内の材料の伝導性が高いことによって、パッドからの熱の除去と除去熱のヒートシンクヘの移動を行う拡張された熱伝導経路が備えられる。一例では、チャネル181は更に、市場から入手可能な、はんだなどの、高伝導プロセス互換材料を備える。
【００２５】
図4はLED光源アセンブリ102の側断面図を示す。LED光源アセンブリ102は、フレキシブル基板110と、1つ又は複数のビア180と、発光ダイオード120-122と、トレース層130-133と、パッド140-142と、ヒートシンク160とを備える。図4では、同じ数字を付した、図1に表す同じ構成要素は、前述の、図１に表す通りに機能する。ＬＥＤ光源アセンブリ102は、本願の記載に適切でない更なる構成部分を含み得る。
【００２６】
図4では、フレキシブル基板110は、上表面と下表面との２つの表面を備える。1つ又は複数のビア180が、基板110の上表面を通って基板110の下表面まで配置される。基板111の上表面は、上表面の上に重なるトレース層130-133と上表面の上に重なる絶縁層150とを備える。フレキシブル基板110の上表面は更に、トレース層130-133の上に重なるパッド140-142と、パッド140-142に動作可能であるように結合される発光ダイオード120-122とを備える。フレキシブル基板110の下表面は、ヒートシンク160に動作可能であるように結合される。
【００２７】
フレキシブル基板110は、フレキシブル基板110に動作可能であるように結合される構成部分が企図された通り機能することを可能にするように企図されたフレキシブル実装プラットフォームである。一実施例では、フレキシブル基板110の上に重なる1つ又は複数のトレース層130-133と、トレース層130-133上に実装される1つ又は複数のパッド140-142と、1つ又は複数のビア180とを備えるフレキシブル基板110が作製される。一例では、フレキシブル基板110は、厚さが50マイクロメートル（μm）未満のフレックス・テープとして作製され、1つ又は複数のトレース層130-133がフレキシブル基板110の上に重なり、1つ又は複数のパッド140-142がトレース層130-133上に実装され、1つ又は複数のビア180は50-600マイクロメートル(μm)の直径を有する。別の例では、直径が50-600マイクロメートル(μm)の1つ又は複数のビア180が製造工程における後の時点でフレキシブル基板110に加えられる。フレキシブル基板110は、例えば、COMPASS  Technologies社（Shatin,HongKong）から入手可能な2層フレックスなどの何れかの適切なフレキシブル基板として実施することができる。
【００２８】
ビア180は、パッド140-142からヒートシンク160に熱が流れることを可能にするよう企図された熱伝導経路である。ビア180は、パッド140-142がビアの一方の端の近くに配置されるように配置される。ビア180は更に、前述の図3に詳細に示している。一実施例では、ビア180は、基板110の上表面及び下表面に実質的に垂直であるように構成される。
【００２９】
ヒートシンク160は、熱を伝導し、放出し、更に、フレキシブル基板110に対する土台を備えるよう機能する。一実施例では、フレキシブル基板110の下表面は、ラミネーション工程によってヒートシンク160に動作可能であるように結合される。
【００３０】
動作上、フレキシブル基板110及びビア180は、パッド140-142からヒートシンク160までの熱移動の経路を備える。パッド140-142内の熱蓄積は、フレキシブル基板110及びビア180に移動する。パッド140-142内の熱蓄積は、２つの構成部分間の物理的な接触によってフレキシブル基板110に移動する。パッド140-142内の熱蓄積は、ビア180の一方の端の近くに配置されるパッド140-142によってビア180に移動する。フレキシブル基板110内及びビア180内の熱蓄積は更に、２つの構成部分間の物理的な接触によってヒートシンク160に移動する。
【００３１】
図5は、LED光源アセンブリ103の側断面図を示す。LED光源アセンブリ103は、多層基板112と、1つ又は複数のビア180と、発光ダイオード120-122と、トレース層130-133と、パッド140-142と、ヒートシンク160と、ボンディング層170と、2次トレース層190とを備える。図5では、同じ数字を付した、図2に表す同じ構成要素は前述の、図２に表す通り機能する。LED光源アセンブリ103は、本願の記載に適切でない更なる構成部分を備え得る。
【００３２】
多層基板112は、基板層111を備え、2次トレース層190を各基板層の間に配置させて多層基板112を形成している。一実施例では、2次トレース層190は、銅として実施される。多層基板112は更に、第１の外部表面と第２の外部表面との２つの外部表面を備える。1つ又は複数のビア180が、多層基板112の第１の外部表面を通って多層基板112の第２の外部表面まで配置される。基板111の上表面は、上表面の上に重なるトレース層130-133と上表面の上に重なる絶縁層150とを備える。基板111の上表面は更に、トレース層130-133の上に重なるパッド140-142と、パッド140-142に動作可能であるように結合される発光ダイオード120-122とを備える。多層基板111の第２の外部表面は、ボンディング層170によってヒートシンク160に動作可能であるように結合される。
【００３３】
多層基板112は、多層基板112に動作可能であるように結合される構成部分が企図されたように機能することを可能にするように企図された実装プラットフォームである。多層基板112は、例えば、複数のプリント回路基板（PCB）層などの何れかの適切な基板材料層によって製造することができる。一実施例では、多層基板112は、各基板層111間に2次トレース層190を利用した垂直スタックにおいて動作可能であるように結合される複数層の基板材料によって作製される。一例では、多層基板112は、例えば日本のシャープ社（大阪）などの広範囲にわたるメーカから入手可能なものとして存在する何れかの市場で入手可能な多層基板として実施される。一実施例では、基板112の第１の外部表面の上に重なる1つ又は複数のトレース層130-133と、トレース層130-133上に実装される1つ又は複数のパッド140-142とを備える多層基板112が作製される。別の実施例では、熱伝導材料層（図示せず）が多層基板112の第２の外部表面に接続される。
【００３４】
ビア180は、パッド140-142からヒートシンク160に熱が流れることを可能にするよう企図された熱伝導経路である。ビア180は、パッド140-142がビアの一方の端の近くに配置されるように配置される。ビア180は以下で、図6に更に詳細に示す。ビア180は、多層基板112の各基板層111を通って構成される。一実施例では、ビア180は、多層基板112の第１の外部表面及び第２の外部表面に実質的に垂直であるように構成される。他の実施例では、2次トレース層190はビア180と物理的に接触してもしなくてもよい。
【００３５】
ヒートシンク160は、熱を伝導し、放出し、多層基板112に対する支柱を備えるよう機能する。ボンディング層170は、多層基板112の第２の外部表面にヒートシンク160を接続するよう機能する。一実施例では、ボンディング層170は、例えば、熱伝導接着剤や熱伝導テープなどの熱伝導ボンディング層として実施される。
【００３６】
動作上、ビア180は、パッド140-142からヒートシンク160への熱移動の経路を備える。パッド140-142内の熱蓄積は、ビア180の一方の端の近くにパッド140-142が配置されることによってビア180に移動する。一実施例では、ビア180内の熱蓄積は更に、多層基板112内の、1つ又は複数のボンディング層170と、基板層間のビアとを通って移動する。ヒートシンク160近くのビア180内の熱蓄積は、ビア180とボンディング層170との間の物理的な接触によってヒートシンク160に移動する。ビア180内の熱蓄積はボンディング層170に移動し、ボンディング層170とヒートシンク160との間の物理的な接触によってヒートシンク160に更に移動する。
【００３７】
図6は、図5のLED光源アセンブリ103のビア180を詳細に示す側断面図を示す。ビア180は、チャネル181と、側壁182と、ヒートシンク・インタフェース183と、パッド・インタフェース184とを備える。基板111は、ビア180の範囲を定めるよう例証の目的で備える。図6では、同じ数字を付した、図5に表す同じ構成要素は、前述の、図5に示す通り機能する。ビア180は、本願の記載に適切でない更なる構成部分を含み得る。
【００３８】
ビア180は、多層基板112の上表面を通って多層基板112の下表面まで配置される、基板111内のチャネル181によって範囲が定められる。一実施例では、チャネル181は基板の作製中に何れかの適切な方法によって作製される。別の実施例では、チャネル181は基板の作製の後に作製される。一例では、ビア180は、50-600マイクロメートル(μm)の直径を有する、多層基板112の上表面を通って多層基板112の下表面まで配置される、多層基板112内のチャネル181によって範囲が定められる。
【００３９】
別の実施例では、ビア180は更に、多層基板112の上表面を通って、基板層111及び2次トレース層190を通って、多層基板112の下表面まで配置される側壁182を備える。側壁182は、ビア180の範囲を更に定める。本実施例では、ビア180はヒートシンク・インタフェース183及びパッド・インタフェース184も備える。ヒートシンク・インタフェース183はボンディング層に動作可能であるように結合され、ヒートシンクとの間で熱を伝える。パッド・インタフェース184は、トレース層に動作可能であるように結合され、パッドとの間で熱を伝える。一実施例では、側壁182は、チャネル181の範囲を定める。本実施例では、ヒートシンク・インタフェース183は側壁182に動作可能であるように結合され、ヒートシンク・インタフェース183は側壁に実質的に垂直である。パッド・インタフェース184は側壁182に動作可能であるように結合され、パッド・インタフェース184は側壁に実質的に垂直である。
【００４０】
側壁182、ヒートシンク・インタフェース183及びパッド・インタフェース184は、パッドからの熱の除去と、除去熱のヒートシンクヘの移動を行う更なる熱伝導経路を備える。側壁182、ヒートシンク・インタフェース183及びパッド・インタフェース184は、例えば銅などの何れかの適切に熱を伝導する材料によって製造される。一例では、側壁182は、5-50マイクロメートル(μm)の厚さを有する、銅によって製造される熱伝導側壁であり、ヒートシンク・インタフェース183は、10-100マイクロメートル(μm)の厚さを有する熱伝導材料によって製造され、パッド・インタフェース184は10-100マイクロメートル（μm）の厚さを有する熱伝導材料によって製造され、50-600マイクロメートル(μm)の直径を備えるチャネル181は、基板111を通って配置される。一例では、トレース層及びパッド層の製造に類似したプロセスを利用して製造される。本例では、パッド・インタフェース184の上に重なるトレース層が製造され、トレース層の上に重なるパッド層が製造される。
【００４１】
別の実施例では、チャネル181は更に、高伝導材料を備える。チャネル181内の高伝導材料は、パッドから熱を除去し、除去熱をヒートシンクに移動する拡張された熱伝導経路を備える。例では、チャネル181は更に、市場から入手可能な、はんだ、などの高伝導プロセス互換材料を備える。
【００４２】
図７は、LEDの熱管理を行うデバイスを製造する方法700を示す。方法700は前述の、図1-6に詳細を示す1つ又は複数の概念を利用し得る。方法700はブロック710から始まる。
【００４３】
ブロック720では、フレキシブル基板が備えられる。一実施例では、フレキシブル基板は、1つ又は複数のトレース層及び絶縁層を備え、更に、トレース層に接続される1つ又は複数のパッドを備える。一例において、かつ前述の図1を参照すれば、トレース層130-133と、パッド140-142と、絶縁層150とを備えるフレキシブル基板110を備える。別の例において、かつ前述の図4を参照すれば、トレース層130-133と、パッド140-142と、絶縁層150と、ビア180とを備えるフレキシブル基板110とを備える。
【００４４】
ブロック730では、フレキシブル基板は、ヒートシンクに接続される。フレキシブル基板は、例えばラミネーションなどによる、市場から入手可能な何れかの方法によってヒートシンクに接続される。一例において、かつ前述の図1を参照すれば、フレキシブル基板110が、ラミネーション手法を利用して接続される。
【００４５】
ブロック740では、ＬＥＤはフレキシブル基板に接続される。一実施例では、ＬＥＤは、例えば、前述の図1において表した通り、市場で入手可能な何れかの方法によってフレキシブル基板に接続される。ブロック750では、方法700が終了する。
【００４６】
図8は、LEDの熱管理を行うデバイスを製造する方法800を示す。方法800は、前述の、図1-6に詳細を示す1つ又は複数の概念を利用し得る。方法800は、ブロック810から始まる。
【００４７】
ブロック820では、ビアを備える基板が備えられる。一実施例では、基板は、1つ又は複数のトレース層及び絶縁層を備え、更に、トレース層に接続される1つ又は複数のパッドを備える。一例において、かつ前述の図２を参照すれば、トレース層130-133と、パッド140-142と、絶縁層150と、ビア180とを備える基板111が備えられる。別の例において、かつ前述の図5を参照すれば、トレース層130-133と、パッド140-142と、絶縁層150と、ビア180とを備える多層基板112が備えられる。
【００４８】
ブロック830では、LEDが基板に接続される。一実施例では、LEDは、例えば、前述の図2に表した、市場で入手可能な何れかの方法によって基板に接続される。
【００４９】
ブロック840では、基板はヒートシンクに接続される。基板は、例えば、ボンディング層を利用することなどによる、市場で入手可能な何れかの方法によってヒートシンクに接続される。一例において、かつ図2を参照すれば、基板111が、ボンディング層170を利用してヒートシンク160に接続される。ブロック850では、方法800は終了する。
【００５０】
図9は、LEDの熱管理を行うデバイスを製造する方法900を示す。方法900は、前述の図1-6に詳細に示す1つ又は複数の概念を利用し得る。方法900はブロック910から始まる。
【００５１】
ブロック920では、ビアを備える基板が備えられる。一実施例では、基板は、1つ又は複数のトレース層及び絶縁層を備え、更に、トレース層に接続される1つ又は複数のパッドを備える。一例において、かつ前述の図2を参照すれば、トレース層130-133と、パッド140-142と、絶縁層150と、ビア180とを備える基板111が備えられる。別の例において、かつ前述の図5を参照すれば、トレース層130-133と、パッド140-142と、絶縁層150と、ビア180とを備える多層基板112が備えられる。
【００５２】
ブロック930では、基板はヒートシンクに接続される。基板は、例えば、ボンディング層を利用することなどによる、市場で入手可能な何れかの方法によってヒートシンクに接続される。一例において、かつ図2を参照すれば、基板111はヒートシンク160にボンディング層170を利用して接続される。
【００５３】
ブロック940では、LEDが基板に接続される。一実施例では、LEDは、例えば、前述図2に表す、市場で入手可能な何れかの方法によって基板に接続される。ブロック950では、方法900は終了する。
【００５４】
LED光源の熱管理を備える上記デバイス及び方法は、デバイス及び実施形態の例である。これらの方法及び実施形態は、LED光源の熱管理を備えるうえで考えられる１つの手法を例証する。実際の実施形態は、本願記載の方法とは変わり得る。更に、本発明に対する種々の改良や修正が他に、当業者に分かり得るものであり、これらの改良や修正は、本特許請求の範囲記載の、本発明の範囲内に収まるものである。
【００５５】
本発明は、他の特定の形態において、その必須の特徴から逸脱することなく実施し得る。本願記載の実施例は、全ての点において、制限的なものでなく、例証的なものに過ぎないものとして解されることとする。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施例による、フレキシブル基板を利用したLED光源アセンブリを示す側断面図である。
【図２】本発明の別の実施例による、標準的な基板及び熱ビアを利用したLED光源アセンビリを示す側断面図である。
【図３】本発明の一実施例による、図２のLED光源アセンブリの熱ビア部分の詳細を示す側断面図である。
【図４】本発明の一実施例による、熱ビアを備えるフレキシブル基板を利用したLED光源アセンブリを示す側断面図である。
【図５】本発明の一実施例による、熱ビアを備える多層基板を利用したLED光源アセンブリを示す側断面図である。
【図６】本発明の一実施例による、図５のLED光源アセンブリの熱ビア部分の詳細を示す側断面図である。
【図７】本発明の一実施例による、LEDの熱管理を行うデバイスを製造する方法を示す図である。
【図８】本発明の別の実施例による、LEDの熱管理を行うデバイスを製造する方法を示す図である。
【図９】本発明の更に別の実施例による、LEDの熱管理を行うデバイスを製造する方法を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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