(57)【要約】  ここに記載されているのは、・ビーム出射面（１１）、および、このビーム出射面とは反対側を向きかつ非導電性に形成された背面（１２）を備えた少なくとも２つのオプトエレクトロニクス半導体チップ（１０）と、・冷却体上面（２１）、および、この冷却体上面（２１）とは反対側を向いた冷却体下面（２２）を備えた冷却体（２０）と、・コンタクト上面（３１）、および、このコンタクト上面（３１）とは反対側を向いたコンタクト下面（３２）を備えた２つのコンタクトストリップ（３０）とを有するオプトエレクトロニクス照明モジュール（１００）である。・上記のオプトエレクトロニクス半導体チップ（１０）は、上記の非導電性背面（１２）によって冷却体上面（２１）に配置されており、・各オプトエレクトロニクス半導体チップ（１０）は、ビーム出射面（１１）の方向に形成された電気的な２つのコンタクト箇所（１３）を有しており、・各オプトエレクトロニクス半導体チップ（１０）は、上記のコンタクト箇所（１３）を介して直列接続されている。
2016507901.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
・  ビーム出射面（１１）、および、当該ビーム出射面とは反対側を向きかつ非導電性に形成された背面（１２）を備えた少なくとも２つのオプトエレクトロニクス半導体チップ（１０）と、
・  冷却体上面（２１）、および、当該冷却体上面（２１）とは反対側を向いた冷却体下面（２２）を備えた冷却体（２０）と、
・  コンタクト上面（３１）、および、当該コンタクト上面（３１）とは反対側を向いたコンタクト下面（３２）を備えた２つのコンタクトストリップ（３０）とを有するオプトエレクトロニクス照明モジュール（１００）であって、
・  前記オプトエレクトロニクス半導体チップ（１０）は、前記非導電性の背面（１２）で前記冷却体上面（２１）上に配置されており、
・  各オプトエレクトロニクス半導体チップ（１０）は、ビーム出射面（１１）の方向に形成された電気的な２つのコンタクト箇所（１３）を有しており、
・  前記各オプトエレクトロニクス半導体（１０）は、複数の前記コンタクト箇所（１３）を介して直列接続されており、
・  前記２つのコンタクトストリップ（３０）は、前記冷却体（２０）に対して水平方向（Ｌ）に離隔されており、
・  前記２つのコンタクトストリップ（３０）の前記コンタクト上面（３１）および前記コンタクト下面（３２）には、少なくとも部分的に、自由にアクセスすることが可能であり、
・  前記冷却体下面（２２）は、前記２つのコンタクトストリップ（３０）の下面（３２）と共に共通平坦面（１４）を形成し、前記冷却体下面（２２）には、少なくとも部分的に、自由にアクセスすることが可能である、
ことを特徴とする、オプトエレクトロニクス照明モジュール（１００）。
【請求項２】
前記２つのコンタクトストリップ（３０）の前記コンタクト上面（３１）および前記コンタクト下面（３２）は、外部から接触接続可能な複数の領域を有する、
請求項１に記載のオプトエレクトロニクス照明モジュール（１００）。
【請求項３】
前記冷却体（２０）および前記２つのコンタクトストリップ（３０）は、電気絶縁性材料製のケーシング体（４０）に埋め込まれており、
前記ケーシング体（４０）の凹部（４１）において、前記冷却体上面（２１）および前記コンタクト上面（３１）は、少なくとも部分的に前記電気絶縁性材料を有しない、
請求項１に記載のオプトエレクトロニクス照明モジュール（１００）。
【請求項４】
少なくとも１つの側壁（４２）は、前記ケーシング体（４０）の前記凹部（４１）の前記水平方向（Ｌ）の境界を構成しており、
前記側壁（４２）には、ビーム反射性の充填材料（４３）が含まれており、
前記冷却体（２０）および前記２つのコンタクトストリップ（３０）を前記水平方向（Ｌ）に包囲する、前記ケーシング体（４０）の電気絶縁性材料には、ビーム吸収性の充填材料（４４）が含まれている、
請求項３に記載のオプトエレクトロニクス照明モジュール（１００）。
【請求項５】
前記冷却体（２０）は、前記ケーシング体（４０）と共に、露出した側面（２３）を形成しており、
・  当該露出した側面（２３）は、前記共通平坦面（１４）に交差する方向に延在しており、
・  前記冷却体（２０）の前記露出した側面（２３）は、第１領域（２４）および第２領域（２５）を有しており、
・  前記第１領域（２４）は、前記冷却体（２０）における凹みとして形成されており、
・  前記第２領域（２５）は、前記第１領域（２４）内に形成されており、かつ、接続材料（２６）によってコーティングされており、
・  前記第２領域（２５）の前記接続材料（２６）は、前記第１領域（２４）よりも接着剤による濡れ性が強い、
請求項１から４までのいずれか１項に記載のオプトエレクトロニクス照明モジュール（１００）。
【請求項６】
前記ケーシング体（４０）の前記凹部（４１）の前記側壁（４２）は、複数の前記オプトエレクトロニクス半導体チップ（１０）の前記ビーム出射面（１１）よりも少なくとも２０μｍだけ高い、
請求項１から５までのいずれか１項に記載のオプトエレクトロニクス照明モジュール（１００）。
【請求項７】
前記コンタクトストリップ（３０）のうちの少なくとも１つのコンタクトストリップ（３０）は、前記冷却体（２０）を前記水平方向（Ｌ）に少なくとも部分的に包囲し、かつ、第２の前記コンタクトストリップ（３０）に対し、少なくとも１００μｍの間隔（ｄ）を有する、
請求項１から６までのいずれか１項に記載のオプトエレクトロニクス照明モジュール（１００）。
【請求項８】
前記オプトエレクトロニクス半導体チップ（１０）には、１つずつの基板および半導体積層体が含まれており、
前記基板は、ＡｌＮ，ＳｉＮ、Ａｌ2Ｏ3セラミック、Ｇｅ、ドーピングされていないＳｉおよび／またはサファイアからなる基板材料を含むかまたは当該基板材料のうちの１つから構成されており、
前記基板は、少なくとも部分的に前記非導電性の背面（１２）を構成している、
請求項１から７までのいずれか１項に記載のオプトエレクトロニクス照明モジュール（１００）。
【請求項９】
請求項１から７までに記載されたオプトエレクトロニクス照明モジュール（１００）を有するオプトエレクトロニクス照明装置（２００）であって、
前記オプトエレクトロニクス照明モジュール（１００）は、プリント基板（１）上に配置されており、
・  前記プリント基板（１）は、前記オプトエレクトロニクス照明モジュール（１００）の前記冷却体下面（２２）の熱的な接触接続のための熱的なコンタクト領域（２）を有しており、当該熱的なコンタクト領域（２）のすべての側面（３）は前記水平方向（Ｌ）においてはんだストップ層（４）によって完全に包囲されており、
・  前記冷却体下面（２２）は、はんだ接続により、前記熱的なコンタクト領域（２）に接続されており、
・  前記２つのコンタクトストリップ（３０）の前記コンタクト下面（３２）は、少なくとも部分的に前記はんだストップ層（４）に接しており、
・  前記２つのコンタクトストリップ（３０）の前記コンタクト上面（３１）は、２つの電気的なブリッジ（６）を介して前記プリント基板（１）に電気的に接続されている、
ことを特徴とするオプトエレクトロニクス照明装置（２００）。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの電気的なブリッジ（６）は、少なくとも２つのボンディングワイヤ（７）によって形成されている、
請求項９に記載のオプトエレクトロニクス照明装置（２００）。
【請求項１１】
請求項１から７までの請求項に記載の少なくとも１つのオプトエレクトロニクス照明モジュール（１００）を有する自動車ヘッドライト（３００）において、
前記オプトエレクトロニクス照明モジュール（１００）は、ヒートシンク（５０）の隆起部（５１）において前記冷却体下面（２２）に熱的に接続されており、
前記隆起部（５１）を前記水平方向（Ｌ）に形状結合的に包囲する、前記ヒートシンク（５０）の複数の領域（５２）は、前記オプトエレクトロニクス照明モジュール（１００）から離隔されている、
ことを特徴とする自動車ヘッドライト（３００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明に示されているのは照明モジュールである。さらに本発明にはこのような照明モジュールを有するオプトエレクトロニクス照明装置が示されている。最後に本発明にはこのようなオプトエレクトロニクス照明モジュールを有する自動車ヘッドライトが示されている。
【０００２】
本発明の解決すべき課題は、特に効率的に熱を排出することが可能なオプトエレクトロニクス照明モジュールを提供することである。
【０００３】
オプトエレクトロニクス照明モジュールの少なくとも１つの実施形態によれば、このオプトエレクトロニクス照明モジュールには、ビーム出射面と、このビーム出射面とは反対側を向きかつ非導電性に形成された背面とを有する少なくとも２つのオプトエレクトロニクス半導体チップが含まれている。動作時には上記のビーム出射面から、電磁ビームが出射され、特に光が出射される。上記のオプトエレクトロニクス半導体チップは、例えば、発光ダイオードである。この発光ダイオードは、特に青色光、白色光または赤外線ビームを形成するのに好適とすることが可能である。
【０００４】
オプトエレクトロニクス半導体チップの半導体積層体は、III−Ｖ化合物半導体材料をベースとすることが可能である。III−Ｖ化合物半導体材料は、例えば、ＧａＮ，ＩｎＧａＮ，ＡｌＧａＮまたはＩｎＡｌＧａＮを含み得る。
【０００５】
オプトエレクトロニクス半導体チップのビーム出射面は、このオプトエレクトロニクス半導体チップの半導体積層体の成長方向に対して垂直におよび／または横に延在している。水平方向は、例えば上記のビーム出射面に対して平行に延在している。
【０００６】
上記のビーム出射面とは反対側を向いた背面は、非導電性に構成されており、上記のビーム出射面に対して平行に延在することが可能である。
【０００７】
上記の少なくとも２つのオプトエレクトロニクス半導体チップは、それぞれの背面を介して、導電的に接触接続可能ではない。すなわち、各半導体チップの背面は無電位なのである。
【０００８】
オプトエレクトロニクス照明モジュールの少なくとも１つの実施形態によれば、このオプトエレクトロニクス照明モジュールには、冷却体上面と、この冷却体上面とは反対側を向いた冷却体下面とを有する冷却体が含まれている。この冷却体は、特に、動作時に上記のオプトエレクトロニクス半導体チップによって形成される熱を排出するために使用される。上記の冷却体は、例えば良好に熱を伝達する金属、例えば銅またはアルミニウムまたは金属合金をベースとしている。言い換えると、上記の冷却体は、オプトエレクトロニクス照明モジュールの組み込みコンポーネントであるヒートシンクなのである。上記の冷却体上面は、上記の少なくとも２つのオプトエレクトロニクス半導体チップ側を向いており、上記の冷却体下面は、これらのオプトエレクトロニクス半導体チップとは反対側を向いている。例えば上記の冷却体の冷却体上面は、少なくとも２つのオプトエレクトロニクス半導体チップを、冷却体の冷却体上面に配置するために設けられている。
【０００９】
オプトエレクトロニクス照明モジュールの少なくとも１つの実施形態によれば、このオプトエレクトロニクス照明モジュールには、コンタクト上面と、このコンタクト上面とは反対側を向いたコンタクト下面とを有する２つのコンタクトストリップが含まれている。これらのコンタクトストリップには、導電性材料が含まれている。この導電性材料は、例えば銅とすることができるかまたは銅を含むことができる。上記の２つのコンタクトストリップのコンタクト上面は、少なくとも２つのオプトエレクトロニクス半導体チップのビーム出射面の方向を向いており、コンタクト下面は、このビーム出射面とは反対側の方向を向いている。２つのコンタクトストリップは、オプトエレクトロニクス照明モジュールの組み込みコンポーネントである。これらの２つのコンタクトストリップは、例えばＮｉＡｕまたはＮｉＰｄＡｕ製のはんだ付け可能な層を含み得る。
【００１０】
オプトエレクトロニクス照明モジュールの少なくとも１つの実施形態によれば、上記のオプトエレクトロニクス半導体チップは、非導電性の背面によって冷却体上面に配置されている。すなわち、この非導電性の背面は、冷却体上面に直接接触接続しているのである。例えば、オプトエレクトロニクス半導体チップは、可逆的に取り外しできないようにかつ持続的に、上記の背面によって冷却体上面に固定されている。言い換えると、オプトエレクトロニクス半導体チップは、冷却体の冷却体上面を介して冷却体と熱的に接触接続しており、上記の非導電性の背面のために、この冷却体それ自体を介した電気的な接触接続は行われないのである。
【００１１】
オプトエレクトロニクス照明モジュールの少なくとも１つの実施形態によれば、各オプトエレクトロニクス半導体チップは、ビーム出射面の方向に形成された２つの電気的なコンタクト箇所を有する。各オプトエレクトロニクス半導体チップのこれらの２つの電気的なコンタクト箇所は、特に異なる極性が異なる。言い換えると、各オプトエレクトロニクス半導体チップは、表面接触接続によって電気的に接触接続しているのである。ここでの「表面接触接続」とは、半導体チップのビーム出射面において行われる電気的な接触接続のことである。
【００１２】
オプトエレクトロニクス照明モジュールの少なくとも１つの実施形態によれば、複数のオプトエレクトロニクス半導体チップが、上記の複数の電気的なコンタクト箇所を介して直列接続されている。言い換えると、オプトエレクトロニクス照明モジュール内にある複数のオプトエレクトロニクス半導体チップは個別に駆動制御はできないのである。すなわち、これらのオプトエレクトロニクス半導体チップは動作時に、すべて同時に電磁ビームを形成するのである。
【００１３】
上記のオプトエレクトロニクス半導体チップは、０．２５ｍｍ2または１ｍｍ2またそれ以上のビーム出射面を有し得る。少なくとも２つの半導体チップ間の間隔は、２０μｍより大きく、例えば１００μｍである。少なくとも２つの半導体チップ間のこの間隔は、適用に応じ、必要なおよび／またはあらかじめ設定した所望の均一な輝度であって、かつ、上記のオプトエレクトロニクス照明モジュールが有するべき輝度に依存する。
【００１４】
上記のオプトエレクトロニクス照明モジュールの少なくとも１つの実施形態によれば、上記の２つのコンタクトストリップは、冷却体に対して水平方向に離隔されている。言い換えると、これらの２つのコンタクトストリップは、冷却体から横に離隔されており、特に少なくとも部分的にこの冷却体を囲んでいるのである。ここでこの冷却体は基準コンポーネントである。
【００１５】
上記のオプトエレクトロニクス照明モジュールの少なくとも１つの実施形態によれば、上記の２つのコンタクトストリップのコンタクト上面およびコンタクト下面は少なくとも部分的に露出している。すなわち、上記の２つのコンタクトストリップのコンタクト上面およびコンタクト下面は、外部から接触接続可能な領域を有するのである。例えば、コンタクト上面は、少なくとも部分的に、特にボンディングワイヤ接触接続のために設けることができるはんだ付け可能な表面を有し得る。
【００１６】
オプトエレクトロニクス照明モジュールの少なくとも１つの実施形態によれば、上記の冷却体下面は、上記の２つのコンタクトストリップのコンタクト下面と共に共通平坦面を構成し、冷却体下面は少なくとも部分的に自由にアクセスすることが可能である。すなわち、冷却体下面と、２つのコンタクトストリップのコンタクト下面とは互いに高さの違いがないのである。言い換えると、冷却体下面と、２つのコンタクトストリップのコンタクト下面とは、上記の共通平坦面により、直接的な熱的および電気的な接触接続に同時に適している面を構成するのである。冷却体下面には、自由にアクセス可能であり、かつ、この冷却体下面は、例えば別の冷却体との、例えばヒートシンクとの熱的な接触接続に、またはプリント基板の熱的なコンタクトとの熱的な接触接続に適している。
【００１７】
上記のオプトエレクトロニクス照明モジュールの少なくとも１つの実施形態によれば、このオプトエレクトロニクス照明モジュールには、ビーム出射面、および、このビーム出射面とは反対側を向きかつ非導電性に形成された背面を備えた少なくとも２つのオプトエレクトロニクス半導体チップと、冷却体上面、および、この冷却体上面とは反対側を向いた冷却体下面を備えた冷却体と、コンタクト上面、および、このコンタクト上面とは反対側を向いたコンタクト下面を有する２つのコンタクトストリップとが含まれている。このオプトエレクトロニクス照明モジュールのオプトエレクトロニクス半導体チップは、非導電性の背面によって冷却体上面上に配置されており、各オプトエレクトロニクス半導体チップは、ビーム出射面の方向に形成された２つの電気的なコンタクト箇所を有しており、これらのオプトエレクトロニクス半導体チップは、上記の電気的なコンタクト箇所を介して直列接続されている。上記の２つのコンタクトストリップは、冷却体に対して水平方向に離隔されており、２つのコンタクトストリップのコンタクト上面およびコンタクト下面には、少なくとも部分的に、自由にアクセス可能であり、上記の冷却体下面は、上記の２つのコンタクトストリップのコンタクト下面と共通平坦面を形成し、上記の冷却体下面には少なくとも部分的に自由にアクセス可能である。
【００１８】
ここで説明しているオプトエレクトロニクス照明モジュールは特に、上記の複数のオプトエレクトロニクス半導体チップが、冷却体を介し、動作時に発生する熱を効率的に排出できるようにこれらのオプトエレクトロニクス半導体チップを１つの冷却体上に配置するというアイデアを追求している。始動時に必要な付勢は、例えば、冷却体に直接接触接続していない導電性の別のコンタクトストリップによって行われる。したがってオプトエレクトロニクス半導体チップは、そのビーム出射面に、ビーム出射面の方向に形成された２つずつのコンタクト箇所を有しているのであり、またこのビーム出射面とは反対側を向いた背面が電気絶縁性に形成されているのである。
【００１９】
ただ１つの支持体を介し、複数のオプトエレクトロニクス半導体チップを熱的であると同時に電気的に接触接続する場合、第１には、特に固い金属製のはんだを使用するか、または、例えば導電性材料を混合した、殊に銀を混合したエポキシを接着剤として使用する。しかしながら固い金属製のはんだ、または、銀を混ぜたエポキシは、例えば支持体であるオプトエレクトロニクス照明モジュールと、プリント基板との間の熱膨張率が異なることによって発生する応力を補償することはできない。
【００２０】
第２には、比較的軟らかい、例えばシリコーンベースの接着剤を、熱的であると同時に電気的でもある接触接続に使用することができ、この接着剤には、例えば、窒化バリウムおよび／または窒化ホウ素が充填される。さらにこの接着剤の熱伝導率をアルミニウム充填粒子によって高めることができる。しかしながらこのような接着剤は、２Ｗ／(ｍＫ)のオーダの比較的わずかな熱伝導率しか有さず、さらに２０から７０μｍの比較的に大きな層厚で被着されるのである。
【００２１】
上記の接着剤層の熱抵抗が高いことにより、オプトエレクトロニクス照明モジュールの加熱が大きく低減される。さらに、オプトエレクトロニクス半導体チップが配置される、電気的および熱的な伝導性を有する支持体についての構成プロセスは、極めて複雑であり、またインライン製造コンセプトにおけるプリモールドパッケージの場合のように行われない。
【００２２】
ここで説明している、冷却体と水平方向に接触接続していない２つのコンタクトストリップにより、上記の熱的な接続および電気的な接続が互いに切り離される。言い換えると、特に、異なる熱膨張率の適合、適応および／または調整は不要である。このことは特に、上記のコンタクトストリップが、オプトエレクトロニクス照明モジュールの動作中に、大きく加熱されることが少なく、また冷却体を介して発生した熱を排出することができるため、可能である。
【００２３】
上記のオプトエレクトロニクス照明モジュールの少なくとも１つの実施形態によれば、上記の冷却体および２つのコンタクトストリップは、電気絶縁性材料からなるケーシング体に埋め込まれる。例えば、このケーシング体には電気絶縁性材料が含まれており、この電気絶縁性材料には、セラミック、例えば窒化アルミニウム（ＡｌＮ）または窒化ケイ素（ＳｉＮ）が含まれているか、この電気絶縁性材料は、これらの材料から構成される。さらにこの電気絶縁性材料には、例えばシリコーンおよびエポキシのようなデュロプラストを含まれ得る。さらに、例えばＰＰＡ，ＰＥＴ，ＰＢＴ，ＰＣＴのような熱可塑性樹脂も考えられる。上記の冷却体および２つのコンタクトストリップは、上記の電気絶縁性材料によって離隔されており、互いに接触接続していない。
【００２４】
上記のオプトエレクトロニクス照明モジュールの少なくとも１つの実施形態によれば、上記の冷却体上面およびコンタクト上面には、ケーシング体の凹部において少なくとも部分的に上記の電気絶縁性材料がない。例えば、上記の冷却体および２つのコンタクトストリップを埋め込む前、冷却体上面に、および、少なくとも部分的にコンタクト上面にツールおよび／または金型部品を配置して、上記の埋め込みの後、冷却体上面およびコンタクト上面にケーシング体の電気絶縁性材料がないようにする。言い換えると、上記のケーシング体には開口部および／または凹みが含まれており、これらの開口部および／または凹みにより、上記の冷却体上面およびコンタクト上面は外部から接触接続可能になるのである。例えば、冷却体上面には、上記の凹部を介して複数のオプトエレクトロニクス半導体チップを取り付けることができ、これらのオプトエレクトロニクス半導体チップは、２つのコンタクトストリップのコンタクト上面を介して直列接続される。
【００２５】
上のオプトエレクトロニクス照明モジュールの少なくとも１つの実施形態によれば、上記のケーシング体には、別の複数の凹部が含まれ得る。例えば、冷却体上面にオプトエレクトロニクス半導体チップを配置するために第１の凹部を設けることができ、ここでは電気的な接触接続は、２つのコンタクトストリップのコンタクト上面を介して行われる。第２の凹部は、例えばＥＳＤダイオードを形成するために設けることができ、ここでは、ＥＳＤダイオードにより、上記の２つのコンタクトストリップが互いに接続される。第３および第４の凹部を構成して、ケーシング体のコーナ領域が露出し、これによって上記の２つのコンタクトストリップのコンタクト上面において、プリント基板との、特にメタルコア基板との電気的に接続部が形成できるようにする。
【００２６】
上記のオプトエレクトロニクス照明モジュールの少なくとも１つの実施形態によれば、少なくとも１つの側壁が、水平方向に、ケーシング体の上記の凹部の境界を構成しており、この側壁には、ビーム反射性の充填材料が含まれており、上記の冷却体および２つのコンタクトストリップを水平方向に包囲する、ケーシング体の電気絶縁性材料にはビーム吸収性の充填材料が含まれている。すなわち、ここで説明しているケーシング体は、ビーム反射特性およびビーム吸収特性を有し得るのである。
【００２７】
上記の凹部は、例えば２つまたは４つの側壁によって包囲され得る。上記の凹部が４つの側壁を有する場合、この凹部は台形状に形成することができる。すなわち、この凹部は、これらの側壁によって全面的に水平方向に制限されるのである。上記の凹部が２つの側壁を有する場合、この凹部は、ケーシング体のコーナ領域に配置され得る。これらの側壁は、電気絶縁性材料から構成されており、またこれらの側壁は、ビーム反射性材料を含み得る。例えば、上記のケーシング体の電気絶縁性材料はシリコーンとすることができ、また上記のビーム反射性の充填材料は、誘電体粒子を、例えばＴｉＯを含み得る。上記の冷却体および２つのコンタクトストリップを水平方向に包囲する電気絶縁性材料は、ここでもシリコーンを含むことができ、上記のビーム吸収性の充填材料はすす粒子を含むことが可能である。
【００２８】
ビーム反射性および／またはビーム吸収性の充填材料についての充填量は、特に、動作時に形成されるオプトエレクトロニクス半導体チップの電磁ビームの光学的なクロストールないしはスミアに影響を及ぼし得る。
【００２９】
上記のオプトエレクトロニクス半導体チップの少なくとも１つの実施形態によれば、上記の冷却体は、ケーシング体と共に、露出した側面を構成し、この露出した側面は、上記の共通平坦面と交差する方向に延在している。この露出した側面は、オプトエレクトロニクス照明モジュールの上記の下面から、この下面とは反対側を向いた上記の上面まで延在しており、上面と下面とを接続している。この下面は、照明モジュールの共通平坦面によって表される。言い換えると、上記の露出した側面と、照明モジュールの共通平坦面とは、面一になっており、またこれによってこの露出した側面は、冷却体の下面も含んでいるのである。ここで「露出した側面」とは、外部から遮るものがなく到達可能であり、外部の観察者によって露出して見える、オプトエレクトロニクス照明モジュールの側面のことである。ここで「露出して見える」とは、上記の露出した側面が、外部から視覚的に監視できることである。
【００３０】
上記のオプトエレクトロニクス照明モジュールの少なくとも１つの実施形態によれば、上記の冷却体は、上記の露出した側面において、第１領域および第２領域を有しており、第１領域は、冷却体における凹部として形成されており、第２領域は、第１領域内に形成されており、かつ、接続材料によってコーティングされており、第２領域のこの接続材料は、第１領域よりも接着剤による濡れ性が強い。
【００３１】
上記の第１領域は、例えば化学的なプロセスにより、例えばエッチングにより、冷却体の露出した側面内に形成することができる。第１領域は、少なくとも部分的に共通平坦面から冷却体上面の方向に延在している。第２領域は、第１領域に形成されており、少なくとも部分的に照明モジュールの共通平坦面に接している。上記の接続材料は、例えば、ＮｉＰｄＡｕ合金を含むかまたはこの合金から構成することができる。
【００３２】
第２領域の接続材料は、接合剤に対し、接続材料によってコーティングされていない冷却体の第１領域よりも濡れ性が強い。上記の接合剤には、例えばはんだ材料を含むことができる。露出した側面内に形成される第１および第２領域により、特に、熱的な接触接続についての視覚的な監視が、はんだ材料によって可能になる。それは、特にはんだ材料は、より強い濡れ性を有する第２領域において視覚的に識別できるかないしは検出できるからである。
【００３３】
上記のオプトエレクトロニクス照明モジュールの少なくとも１つの実施形態によれば、ケーシング体の凹部の側壁は、複数のオプトエレクトロニクス半導体チップのビーム出射面より少なくとも２０μｍだけ高い。すなわちオプトエレクトロニクス半導体チップのビーム出射面は、側壁のどの箇所の高さも上回ることはないのである。これにより、オプトエレクトロニクス照明モジュールは、オプトエレクトロニクス半導体チップのビーム出射面から離れてこれに平行に少なくとも２０μｍの間隔で延在する、上記の側面の上側のエッジにおいて、例えばプリント基板上に配置するための装置により、機械的に接触接続することができ、その際にはビーム出射面に接触することなく、ひいてはビーム出射面を場合によっては損傷してしまうことがなくなる。
【００３４】
さらに、ここで説明している構造により、上記の凹部内に設けられるオプトエレクトロニクス半導体チップは、透過性、透光性の材料および／または明澄な材料によって付加的にモールディングすることができ、このビーム透過性材料は、上記の側面の上側エッジと面一になる。これにより、オプトエレクトロニクス半導体チップを外部の影響に対して保護することができる。特にオプトエレクトロニクス半導体チップのビーム出射面に対して上記の凹部の側壁が横方向に突出していることは、この側壁において一層多くの光を反射できることに寄与し、ここでこの側壁は、ここで説明しているようなビーム反射性の充填材料を、例えば酸化チタンを含み得る。
【００３５】
上記のオプトエレクトロニクス照明モジュールの少なくとも１つの実施形態によれば、上記のコンタクトストリップのうちの少なくとも１つのコンタクトストリップは、冷却体を水平方向に少なくとも部分的に包囲し、第２コンタクトストリップに対して少なくとも１００μｍの間隔を有する。ここで説明している少なくとも１００μｍの間隔により、外部のＥＳＤダイオードの取り付け、載置および／または位置調整が製造技術的に簡単に実現できる。なぜならば、小さいな空間的な間隔をブリッジするだけでよいからである。ここで説明しているこの間隔により、安定したＥＳＤダイオードを取り付け、載置し、および／または、位置調整することができる。殊にＥＳＤ保護が組み込まれたオプトエレクトロニクス半導体チップは不要である。さらにここで説明している上記の間隔により、ここで説明しているオプトエレクトロニクス照明モジュールの小型の構造が可能になり、その際には、ＥＳＤ保護が組み込まれかつ複雑に構成されたオプトエレクトロニクス半導体チップを使用する必要がない。
【００３６】
上記のオプトエレクトロニクス照明モジュールの少なくとも１つの実施形態によれば、上記のオプトエレクトロニクス半導体チップには、１つずつの基板および半導体積層体が含まれており、この基板は、ＡｌＮ，ＳｉＮ，Ａｌ2Ｏ3セラミック，Ｇｅ，ドーピングされていないＳｉおよび／またはサファイアからなる基板材料を含み得るか、またはこれらの基板材料のうちの１つから構成されており、この基板は、少なくとも部分的に上記の非導電性の背面を構成している。この基板は、例えば電気絶縁性のものとすることが可能である。この基板は、例えばビーム透過性またはビーム非透過性に構成することができる。この基板は、成長基板とするか、または成長基板とは異なる基板とすることが可能である。例えばこの基板と半導体積層体との間には反射層を配置することができる。特にこの反射層は、金属層を、例えば銀層を含み得る。この反射層は、オプトエレクトロニクス半導体チップの半導体積層体または基板と同じ水平方向の広がりを有し得る。すなわち、この反射層は、特に、各オプトエレクトロニクス半導体チップの半導体積層体と基板との間に全面を覆うように構成することが可能である。
【００３７】
本発明では、オプトエレクトロニクス照明装置が提供される。このオプトエレクトロニクス照明装置には、上で挙げた複数の実施形態のうちの１つまたは複数に関連して説明したような、本発明において説明しているオプトエレクトロニクス照明モジュールが含まれている。したがってこのオプトエレクトロニクス照明装置の特徴的構成は、ここで説明した上記の照明モジュールに対して開示された特徴的構成でもあり、またその逆も成り立つ。
【００３８】
上記のオプトエレクトロニクス照明装置の少なくとも１つの実施形態によれば、上記のオプトエレクトロニクス照明モジュールはプリント基板上に配置される。このプリント基板は、例えば、メタルコア基板または印刷されたプリント基板である。例えばこのプリント基板は、ＦＲ４プリント基板として形成することが可能である。
【００３９】
上記のオプトエレクトロニクス照明装置の少なくとも１つの実施形態によれば、上記のプリント基板は、オプトエレクトロニクス照明モジュールの冷却体下面の熱的に接触接続のための熱的なコンタクト領域を有しており、この熱的なコンタクト領域は、水平方向において、すべての側面がはんだストップ層によって完全に包囲されている。このはんだストップ層は、例えば上記の熱的なコンタクト領域に直接接している。はんだストップ層は、以下の複数の材料のうちの少なくとも１つから構成するかまたは以下の複数の材料のうちの少なくとも１つを含み得る。すなわちクロム、アルミニウム、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、白金、ニッケルクロムまたはラッカーから構成するかまたはこれを含み得るのである。このはんだストップ層は、メタライゼーションと同様な手法で上記のプリント基板上に被着することができる。
【００４０】
上記のオプトエレクトロニクス照明モジュールの冷却体下面の熱的な接触接続用の上記の熱的なコンタクト領域は、上記の冷却体の材料と同じ材料を含み得る。例えば、この熱的なコンタクト領域は、アルミニウムまたは銅を含むことができるか、またはその合金から形成することができる。これにより、例えば特に経年変化に対して安定であり、かつ、応力に対して抵抗力のある、熱膨張率の最適な適合化が行われる。
【００４１】
上記のはんだストップ層には、はんだ材料は存在しない。上記の熱的なコンタクトのすべての側面においてこのはんだストップ層を完全に包囲することにより、オプトエレクトロニクス照明モジュールの自動的な自己調整が可能になる。なぜならば、はんだ接続は、冷却体下面と、プリント基板の熱的なコンタクト領域との間だけで形成され得るからである。さらにここで説明している、ケーシング体の上記の露出した側面の第１および第２領域により、はんだ材料との十分な濡れ性を、特に第２領域において最適に制御することができる。例えば、第２領域の接続材料には、はんだ材料と同じ材料が含まれている。
【００４２】
上記のオプトエレクトロニクス照明装置の少なくとも１つの実施形態によれば、上記の冷却体下面は、はんだ接続により、上記の熱的なコンタクト領域に接続される。
【００４３】
上記のオプトエレクトロニクス照明装置の少なくとも１つの実施形態によれば、上記の２つのコンタクトストリップのコンタクト下面は、少なくとも部分的に上記のはんだストップ層に接続され、また上記の２つのコンタクトストリップのコンタクト上面は、２つの電気的なブリッジを介してプリント基板に電気的に接続される。言い換えると、２つのコンタクトストリップのコンタクト下面は、上記の熱的なコンタクト領域に直接接触接続しておらず、特に非導電性に構成されている上記のはんだストップ層に接しているのである。
【００４４】
上記のプリント基板との外部の電気的な接触接続のため、特に電気的なブリッジが設けられており、例えばボンディングワイヤコンタクト部の形態の電気的なブリッジが設けられている。この場合に上記の付勢はまずプリント基板を介して行われ、上記のボンディングワイヤ部は、ここで説明している電気的なブリッジの形態で、オプトエレクトロニクス照明モジュールに電流を導き、これによってオプトエレクトロニクス半導体チップを動作させることができる。動作時に発生する熱は、上記の冷却体およびプリント基板の熱的なコンタクト領域によって外部に排出される。
【００４５】
上記のオプトエレクトロニクス照明装置の少なくとも１つの実施形態によれば、上記の少なくとも１つの電気的なブリッジは少なくとも２つのボンディングワイヤによって、特に正確に２つのボンディングワイヤによって形成されている。プリント基板によるオプトエレクトロニクス照明モジュールの安定した付勢を保証するため、例えば、プリント基板とオプトエレクトロニクス照明モジュールとの間で電流を接続ないしはブリッジするため、特に複数の複数のボンディングワイヤを形成する。これによって阻止されるのは、１つのボンディングワイヤが損傷された場合、同じ極性の別のボンディングワイヤによって安定した付勢が保証されることである。上記の電気的なブリッジはさらに、はんだ付けによってプリント基板およびオプトエレクトロニクス照明モジュールに接続することが可能なワイヤおよび撚り線を含むことができる。
【００４６】
本発明では、さらに自動車ヘッドライトが提供される。この自動車ヘッドライトには、上で挙げた１つまたは複数の実施形態に関連して説明したオプトエレクトロニクス照明モジュールが含まれている。したがって自動車ヘッドライトの特徴的構成は、本発明で説明したオプトエレクトロニクス照明モジュールに対して開示されたものでもあり、またこの逆も成り立つ。
【００４７】
自動車ヘッドライトの少なくとも１つの実施形態によれば、オプトエレクトロニクス照明モジュールは、ヒートシンクの隆起部において上記の冷却体下面に熱的に接続されており、隆起部を水平方向に形状結合的に包囲する、このヒートシンクの複数の領域は、オプトエレクトロニクス照明モジュールから離隔されている。言い換えると、ヒートシンクは、キャビティを有しており、このキャビティ内には、ここで説明しているオプトエレクトロニクス照明モジュールを熱的に接続するためのコンタクト領域が設けられているのである。上記の２つのコンタクトストリップのコンタクト下面は、ここで説明している隆起部と直接接触接続しておらず、上記の包囲する領域の底面と離隔している。すなわち、これらのコンタクト下面は、ここで説明しているヒートシンクとは接触接続しておらず、上記の隆起部と冷却体下面との間には、ただ１つの接触接続を形成することができるのである。
【００４８】
上記の隆起部を形状結合的に水平方向に包囲する領域は、絶縁破壊強さを高めるための材料を有し得る。例えば、これらの領域をエポキシおよび／またはポリエステルによって埋めることができ、上記の隆起部の最も上の水平面と面一にする。上記の領域を、例えばポリマの材料によって埋めることにより、絶縁破壊強さを高めるかないしは、隆起部の高さを低くすることができる。
【００４９】
上記の埋め込みを行わない場合、上記の隆起部が１ｍｍの高さを有するとき、３ｋＶの絶縁破壊強さが得られる。すなわち、コンタクト下面と上記の領域との間に、空気が充填された間隙が形成されるため、絶縁破壊強さは約３ｋＶ／ｍｍになる。上記の高さは、約４０ｋＶ／ｍｍの絶縁強さを有するエポキシが上記の領域に形成される場合、例えば、７５μｍに低減することができる。約１００ｋＶ／ｍｍの絶縁破壊強さを有するポリエステルの場合、上記の隆起部の高さを、例えば３０μｍに低減することができ、この際には約３ｋＶ／ｍｍの絶縁破壊強さを得ることができる。
【００５０】
以下ではここで説明しているオプトエレクトロニクス照明モジュールと、オプトエレクトロニクス照明装置と、ここで説明している自動車ヘッドライトとを、対応する図面と共に実施例に基づいて説明する。
【００５１】
同じ要素、同種の要素または同じ作用を有する要素は、図面において同じ参照符号が付されている。これらの図および図に示した要素の互いの大きさの比は、縮尺通りと見なしてはならず、むしろ、より描きやすくするため、および／または、よりわかり易くするため、個々の要素は誇張して大きく示されている。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明のオプトエレクトロニクス照明モジュールの実施例を種々異なる視点から略示する図である。
【図２】本発明のオプトエレクトロニクス照明モジュールの下面（Ａ）および側面（Ｂ）を略図する図である。
【図３】本発明のオプトエレクトロニクス照明モジュールの下面の種々異なる実施例を略示する図である。
【図４】本発明のオプトエレクトロニクス照明モジュールの下面の種々異なる実施例を略示する別の図である。
【図５】プリント基板に配置する前後のオプトエレクトロニクス照明モジュールを略示する図である。
【図６】本発明の自動車ヘッドライトを異なる視点から写真撮影した図である。
【図７】本発明の自動車ヘッドライトを略示する図である。
【図８】本発明の自動車ヘッドライトを異なる視点から示す図である。
【００５３】
図１Ａには、オプトエレクトロニクス照明モジュールの一実施例が概略平面図で示されている。図１Ｂには、図１Ａに示した切断線Ａに沿ったオプトエレクトロニクス照明モジュールの側面が略示されている。図１Ｃには、オプトエレクトロニクス照明モジュールの下面が示されている。
【００５４】
図１Ａの概略図には、冷却体２０と、２つのコンタクトストリップ３０と、５つのオプトエレクトロニクス半導体チップ１０とを含むオプトエレクトロニクス照明モジュール１００が示されている。５つのオプトエレクトロニクス半導体チップ１０は、冷却体２０の冷却体上面２１において、２つのコンタクトストリップ３０のコンタクト上面３１を介して直列接続されている。各オプトエレクトロニクス半導体チップ１０は、１つのビーム放射面１１と、ビーム出射面１１の方向に形成された２つの電気コンタクト箇所１３とを有する。オプトエレクトロニクス半導体チップ１０は、ビーム出射面とは反対側を向きかつ非導電性に形成された（ここで図示していない）背面１２を有する。
【００５５】
２つのコンタクトストリップ３０は、図１Ａに示したように、冷却体２０に対して水平方向Ｌに離隔されて配置されている。ここでの「水平」とは、ここで説明している照明モジュールのコンポーネントの、基準コンポーネントに対する位置を説明するための位置および／または方向を示すものであり、上記の水平方向は、照明モジュールのビーム出射面に対して平行に延在している。冷却体２０および２つのコンタクトストリップ３０は、ケーシング体４０に埋め込まれている。ケーシング体４０には電気絶縁性材料が含まれている。例えば、ケーシング体４０は窒化アルミニウムまたは窒化ケイ素を含み、および／または、窒化アルミニウムまたは窒化ケイ素からなる。
【００５６】
さらに図１Ａには、ケーシング体４０内に形成される複数の凹部４１が示されており、側壁４２は、水平方向Ｌにこれらの凹部４１の側方の境界を構成している。さらにオプトエレクトロニクス照明モジュール１００のコーナ領域には２つの凹部４１が形成されており、これらの凹部のそれぞれの水平方向Ｌの境界を２つの側壁が構成している。さらに図１Ａには、２つのコンタクトストリップ３０を接続するＥＳＤダイオード６１が示されている。これらのコンタクトストリップは、水平方向Ｌに冷却体２０から離隔している。ケーシング体４０の凹部４１により、コンタクト上面３１および冷却体上面２１には少なくとも部分的に自由にアクセスすることが可能である。
【００５７】
図１Ａのオプトエレクトロニクス照明モジュール１００は、冷却体下面２２および２つのコンタクトストリップ３０のコンタクト下面３２と共に共通平坦面１４を構成している。冷却体下面２２およびコンタクト下面３２は、オプトエレクトロニクス半導体チップ１０のビーム出射面１１とは反対側を向いている。
【００５８】
側壁４２は、ケーシング体４０の凹部４１の水平方向Ｌの境界を構成している。側壁４２には、例えば、ビーム反射性充填材料４３が含まれ得る。例えばこのビーム反射性充填剤４３にはＴｉＯが含まれる。冷却体２０および２つのコンタクトストリップ３０を水平方向Ｌに包囲する電気絶縁性のケーシング体４０の材料は、例えば、ビーム吸収性充填材料４４を含み得る。例えば、ビーム反射性の充填材料４４には、すす粒子が含まれる。
【００５９】
さらに図１Ａのオプトエレクトロニクス照明モジュール１００は、位置合わせマーク８を有する。位置合わせマーク８は、特に、例えばプリント基板１上に配置する際に方向を決めるために使用され、これによって正確な位置合わせが保証される。
【００６０】
図１Ｂには、図１Ａの切断線Ａに沿った側面図が示されている。図１Ｂには、図１Ａで説明した５つのオプトエレクトロニクス半導体チップ１０が示されており、これらのオプトエレクトロニクス半導体チップはそれぞれ、ビーム出射面１１と、このビーム出射面１１とは反対側を向きかつ非導電性に形成された背面１２とを有する。図１Ａに示したようにオプトエレクトロニクス半導体チップ１０はそれぞれ、ビーム出射面１１の方向にコンタクト箇所１３を有する。さらに図１Ｂには、冷却体上面２１と、この冷却体上面２１とは反対側を向いた冷却体下面２２とを有する冷却体２０が示されている。これらの冷却体から離隔されかつこれを取り囲むように包囲および／または縁取りする２つのコンタクトストリップ３０は、コンタクト上面３１と、このコンタクト上面３１とは反対側を向いたコンタクト下面３２とを有する。図１Ｂに示したように、オプトエレクトロニクス半導体チップ１０は、非導電性に形成された各背面１２が冷却体上面２１に接している。すなわち、各オプトエレクトロニクス半導体チップ１０の背面１２が直接接触接続することにより、動作時に半導体チップによって発生した熱が、冷却体２０を介して排出されるのである。コンタクトストリップ３０は、コンタクト上面３１により、ボンディングワイヤ７を介してオプトエレクトロニクス半導体チップ１０に電気的に接触接続される。
【００６１】
図１Ｂのオプトエレクトロニクス半導体チップ１０は、ビーム出射面１１に１つずつの変換素子６２を有する。図１Ｂの冷却体２０および２つのコンタクトストリップ３０は、ケーシング体４０に埋め込まれており、このケーシング体４０は凹部４１を有しており、この凹部４１において、例えば、上記の複数のオプトエレクトロニクス半導体チップ１０は互いに冷却体２０に直接的に接触接続されている。さらに２つのコンタクトストリップの領域は、ケーシング体４０の凹部４１を介して、遮るものがなく見ることができるかないし遮るものがなく到達することができる。言い換えると、凹部４１を介して、直列接続された電気的な接触接続部は視覚的に検査することができるのである。冷却体下面２２およびコンタクトストリップ３０のコンタクト下面３２は、共通平坦面１４を構成する。
【００６２】
ケーシング体４０の凹部４１は、少なくとも２０μｍだけオプトエレクトロニクス半導体チップ１０のビーム出射面１１の上方に突き出ている。互いに離隔されかつ直列接続されているオプトエレクトロニクス半導体チップ１０は互いに、少なくとも２０μｍのチップ間隔を有する。また１００μｍのチップ間隔が考えられる。さらに最大で１ｍｍまでのより大きなチップ間隔も考えられる。このチップ間隔は、オプトエレクトロニクス照明モジュール１００の動作時に均一な照明像が保証されるような大きさに選択される。
【００６３】
図１Ｃには、例えば冷却体２０の冷却体下面２２と、２つのコンタクトストリップ３０のコンタクト下面３２とによって構成される共通平坦面１４が示されている。冷却体２０および２つのコンタクトストリップ３０は、ケーシング体４０の電気絶縁性材料内に埋め込まれている。共通平坦面１４は高さの違いを有せず、および／または、トポグラフィはない。言い換えると、冷却体下面２２およびコンタクト下面３２は、別の平らな面上に載置した際には、この別の面に同時に直接接触接続し、および／または、この別の面に同時に接するのである。
【００６４】
図２Ａには、図１Ｃに示したのと同じ概略図が示されているが、冷却体２０が、ケーシング体３０と共に露出した側面２３を構成する点が異なる。この露出した側面２３は、上記の共通平坦面１４と交差する方向に延在している。
【００６５】
図２Ｂには、オプトエレクトロニクス照明モジュール１００の側面図が示されており、露出した側面２３は、第１領域２４および第２領域２５を有する。第１領域２４は、例えば冷却体２０内のエッチングにより、凹み状に形成されている。第２領域２５は、第１領域２４内に形成されており、第２領域は接続材料２６によってコーティングされている。図２Ｂに示したように、第２領域２５は、第１領域に対して一定の間隔を有することができ、第１領域２４および第２領域２５は、冷却体下面２２に、または共通平坦面１４に接している。第２領域２５の接続材料２６は、第１領域２４よりも格段に大きな、接合剤との濡れ性を有する。
【００６６】
図３Ａおよび３Ｂには、オプトエレクトロニクス照明モジュール１００の共通平坦面１４の実施例が示されている。
【００６７】
図３Ａでは、２つのコンタクトストリップ３０は、冷却体２０に対して水平方向Ｌに離隔されており、これらのコンタクトストリップ３０間には間隔ｄが形成されている。この間隔ｄは、例えば１００μｍとすることが可能である。２つのコンタクトストリップ３０は、これらの２つのコンタクトストリップ３０を互いに接続するＥＳＤダイオード６１が確実に形成されるように互いに離隔される。
【００６８】
図３Ａでは、冷却体上面２１において５つのオプトエレクトロニクス半導体チップ１０が互いに直列接続されている（ここでは図示せず）。これらの５つのオプトエレクトロニクス半導体チップ１０は、一列に配置されている（図１Ａおよび１Ｂを参照されたい）。図３Ｂにおいて、コンタクトストリップ３０は、冷却体２０の片側に配置されており、ここではＥＳＤダイオード６１を形成するための間隔ｄが形成されている。図３Ｂでは、冷却体上面２１上にオプトエレクトロニクス半導体チップ１０が二列に配置されており、かつ、直列接続されている（ここでは図示せず）。
【００６９】
図４Ａおよび４Ｂに示したオプトエレクトロニクス照明モジュール１００の共通平坦面１４の概略図には、図３Ａおよび３Ｂとは異なり、間隔ｄは示されていない。図４Ａおよび４Ｂに示した配置構成は、複数のオプトエレクトロニクス半導体チップ１０が１つずつの集積型ＥＳＤダイオード６１を有する場合に考えられる。ＥＳＤダイオード６１が、複数のオプトエレクトロニクス半導体チップ１０において、これらのオプトエレクトロニクス半導体チップの集積されたコンポーネントとして設けられる場合、図４Ａに示したように、冷却体２０の反対側にある２つの端面にコンタクトストリップ３０を配置することができる。図４Ｂには、図４Ａの実施例が示されているが、図４Ａとは異なり、コンタクトストリップ３０はコンタクトパッドの形態で構成されているという違いがある。
【００７０】
図５Ａにはプリント基板１が示されており、また図５Ｂには図１Ｃにおいてすでに示したのと同じ略図が示されている。プリント基板１には、熱的なコンタクト領域２が含まれており、この熱的なコンタクト領域２の側面３は、はんだストップ層４によって水平方向Ｌに完全に縁取られている。さらにプリント基板１は、はんだパッド６０を備えた導体路６３を有する。図５Ａのプリント基板は、例えば、ＦＲ４プリント基板として形成することが可能である。
【００７１】
オプトエレクトロニクス照明モジュール１００が、特に共通平坦面１４により、プリント基板１のコンタクト領域２に熱的に接触接続する場合、オプトエレクトロニクス照明装置２００が得られる（図５Ｃを参照されたい）。すなわち、図５Ａおよび５Ｂには、プリント基板１にオプトエレクトロニクス照明モジュール１００を配置する前のオプトエレクトロニクス照明装置２００が示されているのである。
【００７２】
さらに図５Ａには、プリント基板１において特に機械的に固定するために設けることができる複数の固定装置９が示されている。プリント基板１は、例えば、プリント基板１を別の冷却体にねじ止めすることが可能なねじ用のガイド部として使用可能な複数の固定装置９を有している。プリント基板１のコーナ領域にはそれぞれはんだパッド６０が配置されており、これらのはんだパッドは、図５Ａに示したように、導体路６３上にまたは導体路６３内に形成することができる。言い換えると、プリント基板１は、例えば印刷されたメタルコア基板なのである。
【００７３】
プリント基板１の熱的なコンタクト領域２は、オプトエレクトロニクス照明モジュール１００の冷却体下面２２と熱的に接触接続するために設けられている。オプトエレクトロニクス照明モジュール１００の冷却体下面２２は、例えばはんだ接続により、プリント基板１の熱的なコンタクト領域２に接続される。上記の２つのコンタクトストリップ３０のコンタクト下面３２は、はんだストップ層４に接しており、２つのコンタクトストリップ３０のコンタクト上面３１は、電気的なブリッジ６を介してプリント基板１に電気的に接続される。オプトエレクトロニクス照明モジュール１００が、冷却体下面２２および熱的なコンタクト領域２を介してプリント基板１に熱的に接触接続され、２つのコンタクトストリップ３０のコンタクト上面３１が、ここで説明している２つの電気的なブリッジ６を介してプリント基板１に接触接続されると、オプトエレクトロニクス照明装置２００が得られる。
【００７４】
図５Ｃにはこのようにして得られるオプトエレクトロニクス照明装置２００が略示されている。電気的な接触接続に使用される２つの電気的なブリッジ６には、３つの個別のボンディングワイヤ７が含まれており、これらのボンディングワイヤは、オプトエレクトロニクス照明モジュール１００と、はんだパッド６０を有する導体路６３ないしはプリント基板１との間の１つずつの電気的な接触接続を形成する。
【００７５】
図６Ａおよび図６Ｂには、自動車ヘッドライト３００を写真図が示されており、自動車ヘッドライト３００にはここで説明しているオプトエレクトロニクス照明モジュール１００が含まれている。オプトエレクトロはニクス照明モジュール１００は、図６Ａにおいて平面図で示したように、また図６Ｂにおいては自動車ヘッドライト３００の下側から示したようにヒートシンク５０上に配置されている。
【００７６】
図７Ａには、ヒートシンク５０上に配置されているオプトエレクトロニクス照明モジュール１００が略示されている。
【００７７】
図７Ｂには、自動車ヘッドライト３００のヒートシンク５０上にオプトエレクトロニクス照明モジュール１００を配置する前のオプトエレクトロニクス照明モジュール１００が略示されている。ここでヒートシンク５０は、隆起部５１を有する。隆起部５１は、複数の領域５２によって形状結合的に水平方向Ｌに包囲されている。言い換えると、ヒートシンク５０は、隆起部５１を備えたキャビティを有するのである。隆起部５１は、冷却体下面２２を介してオプトエレクトロニクス照明モジュールと熱的に接触接続するために設けられている。共通平坦面１４の別の複数の領域は、ヒートシンクと直接に接触接続していない。例えば、オプトエレクトロニクス照明モジュール１００と、隆起部５１を形状結合的に水平方向に包囲する上記の複数の領域との間には空隙を形成することが可能である。例えば、ヒートシンク５０の領域５２と、オプトエレクトロニクス照明モジュール１００との間の間隔は１ｍｍであり、この際には３ｋＶの絶縁破壊耐性が得られる。
【００７８】
図８Ａには自動車ヘッドライト３００の概略平面図が示されており、オプトエレクトロニクス照明モジュール１００はすでに自動車ヘッドライト３００のヒートシンク５０において熱的に接触接続している。オプトエレクトロニクス照明モジュール１００の２つのコンタクトストリップ３０のコンタクト上面３１を介する電気的な接触接続はここでは図示されていない。図８Ａに示したように、隆起部５１を形状結合的に水平方向Ｌに包囲する複数の領域５２の外寸と、オプトエレクトロニクス照明モジュール１００の外寸とはあっていない。言い換えると、ヒートシンク５０に取り付ける際にオプトエレクトロニクス照明モジュールの位置調整許容誤差が設けられているのである。さらにヒートシンクは、複数の固定点５を有しており、これらの固定点は、オプトエレクトロニクス照明モジュール１００のビーム出射面１１を基準にして配置されている。固定点５は、ヒートシンク５０上にオプトエレクトロニクス照明モジュール１００を熱的に接触接続する間の配向に使用される。
【００７９】
図８Ｂには図８Ａの切断線Ａに沿った側面図が示されている。図８Ｂに示されているのは、隆起部５１を形状結合的に水平方向Ｌに包囲する複数の領域５２が、コンタクトストリップないしはコンタクト下面３２に接触接続しておらず、ヒートシンク５０とオプトエレクトロニクス照明モジュール１００との間に間隔または間隙が形成されていることである。言い換えると、材料のない間隙が形成されているのである。オプトエレクトロニクス照明モジュール１００と隆起部５１との間に形成されるこの間隙は、例えば、ポリマ原材料によって、例えばエポキシまたはポリエステルによって埋めて、空間的な間隔を空ける代わりに、例えば、ポリマ原材料を使用することにより、絶縁破壊耐性を高めることができる。
【００８０】
本発明は、独国特許第102013101262.0号明細書に優先権を主張するものであり、この明細書の開示内容は引用によってこの明細書に取り込まれるものとする。
【００８１】
本発明は、上記の複数の実施例に基づく説明により、これらの実施例に限定されるものではない。むしろ本発明には、あらゆる新規の特徴的構成および複数の特徴的構成の任意の組み合わせが、殊に特許請求の範囲における複数の特徴的構成の任意の組み合わせが含まれるのであり、このことはこの特徴的構成またはこれらの組み合わせそれ自体が、特許請求の範囲または実施例に明示的に示されていない場合であっても当てはまるものである。
【図１Ａ】
2016507901.tif 000003
【図１Ｂ】
2016507901.tif 000004
【図１Ｃ】
2016507901.tif 000005
【図２Ａ】
2016507901.tif 000006
【図２Ｂ】
2016507901.tif 000007
【図３Ａ】
2016507901.tif 000008
【図３Ｂ】
2016507901.tif 000009
【図４Ａ】
2016507901.tif 000010
【図４Ｂ】
2016507901.tif 000011
【図５Ａ】
2016507901.tif 000012
【図５Ｂ】
2016507901.tif 000013
【図５Ｃ】
2016507901.tif 000014
【図６Ａ】
2016507901.tif 000015
【図６Ｂ】
2016507901.tif 000016
【図７Ａ】
2016507901.tif 000017
【図７Ｂ】
2016507901.tif 000018
【図８Ａ】
2016507901.tif 000019
【図８Ｂ】
2016507901.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成27年9月2日(2015.9.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
・  ビーム出射面（１１）、および、当該ビーム出射面（１１）とは反対側を向きかつ非導電性に形成された背面（１２）を備えた少なくとも２つのオプトエレクトロニクス半導体チップ（１０）と、
・  冷却体上面（２１）、および、当該冷却体上面（２１）とは反対側を向いた冷却体下面（２２）を備えた冷却体（２０）と、
・  コンタクト上面（３１）、および、当該コンタクト上面（３１）とは反対側を向いたコンタクト下面（３２）を備えた２つのコンタクトストリップ（３０）とを有するオプトエレクトロニクス照明モジュール（１００）であって、
・  前記オプトエレクトロニクス半導体チップ（１０）は、前記非導電性の背面（１２）で前記冷却体上面（２１）上に配置されており、
・  各オプトエレクトロニクス半導体チップ（１０）は、ビーム出射面（１１）の方向に形成された電気的な２つのコンタクト箇所（１３）を有しており、
・  前記各オプトエレクトロニクス半導体（１０）は、複数の前記コンタクト箇所（１３）を介して直列接続されており、
・  前記２つのコンタクトストリップ（３０）は、前記冷却体（２０）に対して水平方向（Ｌ）に離隔されており、
・  前記２つのコンタクトストリップ（３０）の前記コンタクト上面（３１）および前記コンタクト下面（３２）には、少なくとも部分的に、自由にアクセスすることが可能であり、
・  前記冷却体下面（２２）は、前記２つのコンタクトストリップ（３０）の下面（３２）と共に共通平坦面（１４）を形成し、前記冷却体下面（２２）には、少なくとも部分的に、自由にアクセスすることが可能である、
ことを特徴とする、オプトエレクトロニクス照明モジュール（１００）。
【請求項２】
前記２つのコンタクトストリップ（３０）の前記コンタクト上面（３１）および前記コンタクト下面（３２）は、外部から接触接続可能な複数の領域を有する、
請求項１に記載のオプトエレクトロニクス照明モジュール（１００）。
【請求項３】
前記冷却体（２０）および前記２つのコンタクトストリップ（３０）は、電気絶縁性材料製のケーシング体（４０）に埋め込まれており、
前記ケーシング体（４０）の凹部（４１）において、前記冷却体上面（２１）および前記コンタクト上面（３１）は、少なくとも部分的に前記電気絶縁性材料を有しない、
請求項１または２に記載のオプトエレクトロニクス照明モジュール（１００）。
【請求項４】
少なくとも１つの側壁（４２）は、前記ケーシング体（４０）の前記凹部（４１）の前記水平方向（Ｌ）の境界を構成しており、
前記側壁（４２）には、ビーム反射性の充填材料（４３）が含まれており、
前記冷却体（２０）および前記２つのコンタクトストリップ（３０）を前記水平方向（Ｌ）に包囲する、前記ケーシング体（４０）の電気絶縁性材料には、ビーム吸収性の充填材料（４４）が含まれている、
請求項３に記載のオプトエレクトロニクス照明モジュール（１００）。
【請求項５】
前記冷却体（２０）は、前記ケーシング体（４０）と共に、露出した側面（２３）を形成しており、
・  当該露出した側面（２３）は、前記共通平坦面（１４）に交差する方向に延在しており、
・  前記冷却体（２０）の前記露出した側面（２３）は、第１領域（２４）および第２領域（２５）を有しており、
・  前記第１領域（２４）は、前記冷却体（２０）における凹みとして形成されており、
・  前記第２領域（２５）は、前記第１領域（２４）内に形成されており、かつ、接続材料（２６）によってコーティングされており、
・  前記第２領域（２５）の前記接続材料（２６）は、前記第１領域（２４）よりも接着剤による濡れ性が強い、
請求項１から４までのいずれか１項に記載のオプトエレクトロニクス照明モジュール（１００）。
【請求項６】
前記ケーシング体（４０）の前記凹部（４１）の前記側壁（４２）は、複数の前記オプトエレクトロニクス半導体チップ（１０）の前記ビーム出射面（１１）よりも少なくとも２０μｍだけ高い、
請求項１から５までのいずれか１項に記載のオプトエレクトロニクス照明モジュール（１００）。
【請求項７】
前記コンタクトストリップ（３０）のうちの少なくとも１つのコンタクトストリップ（３０）は、前記冷却体（２０）を前記水平方向（Ｌ）に少なくとも部分的に包囲し、かつ、第２の前記コンタクトストリップ（３０）に対し、少なくとも１００μｍの間隔（ｄ）を有する、
請求項１から６までのいずれか１項に記載のオプトエレクトロニクス照明モジュール（１００）。
【請求項８】
前記オプトエレクトロニクス半導体チップ（１０）には、１つずつの基板および半導体積層体が含まれており、
前記基板は、ＡｌＮ，ＳｉＮ、Ａｌ2Ｏ3セラミック、Ｇｅ、ドーピングされていないＳｉおよび／またはサファイアからなる基板材料を含むかまたは当該基板材料のうちの１つから構成されており、
前記基板は、少なくとも部分的に前記非導電性の背面（１２）を構成している、
請求項１から７までのいずれか１項に記載のオプトエレクトロニクス照明モジュール（１００）。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか１項に記載されたオプトエレクトロニクス照明モジュール（１００）を有するオプトエレクトロニクス照明装置（２００）であって、
前記オプトエレクトロニクス照明モジュール（１００）は、プリント基板（１）上に配置されており、
・  前記プリント基板（１）は、前記オプトエレクトロニクス照明モジュール（１００）の前記冷却体下面（２２）の熱的な接触接続のための熱的なコンタクト領域（２）を有しており、当該熱的なコンタクト領域（２）のすべての側面（３）は前記水平方向（Ｌ）においてはんだストップ層（４）によって完全に包囲されており、
・  前記冷却体下面（２２）は、はんだ接続により、前記熱的なコンタクト領域（２）に接続されており、
・  前記２つのコンタクトストリップ（３０）の前記コンタクト下面（３２）は、少なくとも部分的に前記はんだストップ層（４）に接しており、
・  前記２つのコンタクトストリップ（３０）の前記コンタクト上面（３１）は、２つの電気的なブリッジ（６）を介して前記プリント基板（１）に電気的に接続されている、
ことを特徴とするオプトエレクトロニクス照明装置（２００）。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの電気的なブリッジ（６）は、少なくとも２つのボンディングワイヤ（７）によって形成されている、
請求項９に記載のオプトエレクトロニクス照明装置（２００）。
【請求項１１】
請求項１から８までのいずれか１項に記載の少なくとも１つのオプトエレクトロニクス照明モジュール（１００）を有する自動車ヘッドライト（３００）において、
前記オプトエレクトロニクス照明モジュール（１００）は、ヒートシンク（５０）の隆起部（５１）において前記冷却体下面（２２）に熱的に接続されており、
前記隆起部（５１）を前記水平方向（Ｌ）に形状結合的に包囲する、前記ヒートシンク（５０）の複数の領域（５２）は、前記オプトエレクトロニクス照明モジュール（１００）から離隔されている、
ことを特徴とする自動車ヘッドライト（３００）。
【国際調査報告】
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