WO2009132618A1 - Surface-mounted led module and method for producing a surface-mounted led module - Google Patents

Surface-mounted led module and method for producing a surface-mounted led module Download PDF

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WO2009132618A1
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light
carrier substrate
chips
layer
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Stefan Groetsch
Ewald Karl Michael Guenther
Alexander Wilm
Siegfried Herrmann
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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Definitions

  • the present invention relates to a surface mountable light emitting diode module. Furthermore, the invention relates to a method for producing a surface-mountable light-emitting diode module.
  • Surface-mountable light-emitting diode modules are characterized in that they can be soldered directly to a printed circuit board, for example, by means of solderable contact areas.
  • light-emitting diode chips are preferably electrically conductively connected via plated-through holes with electrical contact regions which are arranged on the back side of the printed circuit board.
  • very dense assemblies are possible, which reduces the space requirement of the modules.
  • ever smaller module dimensions such as, for example, the module height and / or the base area of the modules, and ever higher packing densities of the LED chips are desired.
  • the invention has for its object to provide a surface mountable light emitting diode module, which has in particular a small module size and at the same time a high packing density of the LED chips. It is another object of the invention to provide a method for producing such a light-emitting diode module.
  • a surface-mountable light-emitting diode module which has a carrier substrate on which at least three light-emitting diode chips are arranged.
  • the light-emitting diode chips each have an active layer for generating electromagnetic radiation.
  • the carrier substrate has at least three first and three second electrical connection surfaces.
  • Each of the light-emitting diode chips has a first contact layer, which is in each case electrically conductively connected to a first connection area.
  • the LED chips each have a second contact layer, each with a second
  • a first light-emitting diode chip emits radiation in the red spectral range
  • a second light-emitting diode chip emits radiation in the green spectral range
  • a third light-emitting diode chip emits radiation in the blue spectral range.
  • the LED chips each have no growth substrate.
  • the light-emitting diode chips are thus designed as so-called substrateless light-emitting diode chips.
  • substrateless light-emitting diode chips As “substratloser LED chip” is in the context of the application
  • LED chip during its production, the growth substrate on which a semiconductor layer sequence, for example epitaxially grown, has been completely detached. Furthermore, substratlose LED chips have no carrier.
  • Substrate-less LED chips also advantageously results in a particularly low overall height of the LED module.
  • the dimensions of the modules can thus be almost on the order of the dimensions of the LED chips.
  • the height of the light-emitting diode module is preferably in a range between 100 ⁇ m and 500 ⁇ m.
  • the height of the individual light-emitting diode chips is preferably less than 50 ⁇ m.
  • the distance between at least two of the three light-emitting diode chips is preferably less than 20 ⁇ m. Particularly preferred is the LED chip gap between all
  • LED chips of the light emitting diode module to each other less than 20 microns. As a result, only a small footprint of the light-emitting diode module is needed. Furthermore, a high packing density of the light-emitting diode chips in the light-emitting diode module is achieved by the small distance between the light-emitting diode chips, which advantageously increases the radiation density of the light-emitting diode module.
  • the light-emitting diode chips are preferably based on a nitride, phosphide or arsenide compound semiconductor. "Based on nitride, phosphide or arsenide compound semiconductors" in the present context means that the active epitaxial layer sequence or at least one layer thereof is a III / V semiconductor material having the composition In x GayAl ⁇ _ x _yP, In x GayAl ⁇ _ x _yN or In x GayAl ⁇ _ x _yAs, each with O ⁇ x ⁇ l, O ⁇ y ⁇ l and x + y ⁇ 1, includes.
  • the active layer of the LED chips has a pn junction, a double heterostructure, a
  • SQW Single quantum well structure
  • MQW multiple quantum well structure
  • Quantum well structure unfolds no significance with regard to the dimensionality of the quantization. It thus includes quantum wells, quantum wires and quantum dots and any combination of these structures.
  • the carrier substrate preferably contains a ceramic or silicon.
  • At least two of the three light-emitting diode chips can be electrically controlled separately.
  • the first light-emitting diode chip is preferably arranged on a first connection area, which is electrically conductively connected to a first contact area
  • the second and third light-emitting diode chip is arranged on a further first connection area, which is electrically conductively connected to a further first contact area. Accordingly, the second and third LED chip are electrically driven together.
  • the light-emitting diode chip which emits radiation in the red spectral range can be electrically driven separately from the light-emitting diode chips which emit radiations in the green and blue spectral range.
  • the radiation emitted by the light-emitting diode module results from additive color mixing of the radiation emitted by the individual light-emitting diode chips.
  • the Radiation emitted by said spectral regions can be caused by additive color mixing the impression of white light.
  • the electrically separated control of the light-emitting diode chips results in improved controllability of the color locus of the radiation emitted by the light-emitting diode module.
  • color locus refers to the numerical values which describe the color of the emitted light of the module in the CIE color space.
  • the color location of the radiation emitted by the light-emitting diode module is advantageously adjustable during the operation of the module, so that in operation the color location of the radiation emitted by the light-emitting diode module can be shifted to a desired color locus range.
  • the red component of the radiation emitted by the module can be increased by separate activation of the light-emitting diode chip, which emits radiation in the red spectral range
  • Color locus of a warm white distribution is present.
  • the color locus of a warm white distribution is preferably in the CIE color space in the color temperature range from 6000 K to 2000 K.
  • the carrier substrate has first contact areas on the surface facing away from the light-emitting diode chips, which contact areas via first
  • Vias that pass through the carrier substrate, are each electrically connected to the first pads.
  • the first connection area is preferably formed by the surface of the first through-connection facing the light-emitting diode chips.
  • the first contact regions of the carrier substrate are preferably designed as heat sinks.
  • the amount of heat generated in the light-emitting diode chips can advantageously be dissipated sufficiently from the light-emitting diode chips, so that the risk of damage to the light-emitting diode chips is reduced.
  • the carrier substrate has a second surface on the surface facing away from the light-emitting diode chips
  • Contact areas which are electrically insulated from the first contact areas and which are each electrically connected via a second via, which lead through the carrier substrate, each having a second pad.
  • the second connection area is preferably formed in each case by the surface of the second plated through-hole facing the light-emitting diode chips.
  • the electrical contacting of the LED chips is thus preferably carried out respectively by a first and a second via, which are guided by the carrier substrate.
  • This type of electrical contacting advantageously results in a particularly small module dimension with regard to the overall height and the base area, since, for example, contacts which are guided at a distance from the carrier substrate and which are electrically insulated in the housing Module must be integrated, such as conventional bonding wires, find no use.
  • the first contact layer and the second contact layer are respectively arranged on the surface of the light-emitting diode chip facing the carrier substrate, the first contact surface being electrically conductively connected to the first contact layer and the second contact surface to the second contact layer, respectively ,
  • both electrical contact layers of the LED chips on a common surface which is preferably opposite to a light exit surface of the LED chips, electrically isolated from each other isolated (flip-chip technology).
  • a light-emitting diode which is electrically contacted by means of flip-chip technology, and a method for its production is known for example from the published patent application DE 10 2006 019 373 A1, the disclosure of which is hereby incorporated by reference.
  • the first contact layer in each case with the first connection area, and the second contact layer with in each case the second connection area are electrically conductively connected via a solder layer.
  • a support layer is arranged in each case next to the LED chips, on which the contact conductor is guided.
  • the electrical contacting of the LED chips takes place through first and second plated-through holes and through a contact conductor.
  • the contact conductor is doing as close to the
  • Carrier substrate out.
  • a guided at a distance from the carrier substrate contacting as would be the case for example with a bonding wire, can be avoided.
  • the height of the module is reduced with advantage.
  • the first contact layer on the surface facing the carrier substrate and the second contact layer on the surface of the light-emitting diode chips facing away from the carrier substrate are each arranged on the surface of the LED chip
  • a substrate is arranged. Between the carrier substrate and the substrate, a planarization layer is arranged, in which the LED chips are embedded.
  • the planarization layer each has a recess in the
  • the substrate has structured printed conductors on the surface facing the light-emitting diode chips.
  • the second contact layer is electrically conductively connected to in each case one subregion of the conductor tracks, wherein in each case the subregion of the conductor track in each case via a third through-connection, which through the - S -
  • Planarleiters für leads is electrically connected to the second pad.
  • the second contact layer is preferably connected in each case by means of a solder to the respective subregion of the conductor track.
  • the third via hole which leads through the planarization layer, is in each case electrically conductively connected to the second via contact by means of a further solder layer.
  • the electrical contacting of the LED chips via the first contact region and the first via leads to the first contact layer of the LED chip and via the second contact layer, the structured conductor, the third via and the second via to the second contact region.
  • the planarization layer preferably contains benzocyclobutene (BCB).
  • the interconnects and the third vias preferably contain copper.
  • the substrate is preferably a glass substrate or a transparent foil for the radiation emitted by the light-emitting diode chips, for example a glass foil.
  • the substrate is a diffuser.
  • Under a lens is inter alia a substrate with scattering particles contained therein to understand.
  • the radiation emitted by the active layer of the light-emitting diode chips is preferably scattered non-directionally in all spatial directions.
  • the scattering particles are evenly distributed in the substrate, so that the scattered radiation propagates uniformly. As a result, color inhomogeneities over the emission angle can be reduced.
  • a homogeneous one Radiation characteristic of the radiation emitted by the module is achieved with advantage.
  • the first contact layer on the surface facing the carrier substrate and the second contact layer on the surface of the light-emitting diode chips remote from the carrier substrate are respectively arranged, the second contact layer having a current distribution structure.
  • an electrically conductive layer is preferably arranged on the surface of the light-emitting diode chips facing away from the carrier substrate.
  • a substrate is preferably arranged on the electrically conductive layer, wherein the substrate has a structured TCO layer (TCO: Transparent Conductive Oxide) on the surface facing the light-emitting diode chips.
  • TCO Transparent Conductive Oxide
  • the surface of the structured TCO layer facing the light-emitting diode chips has structured conductor tracks, which are preferably each formed as a ring structure.
  • the current distribution structure is preferably electrically conductively connected to a ring structure via the electrically conductive layer.
  • the TCO layer is electrically conductively connected to the second connection area via a frame contact.
  • the electrically conductive layer, structured conductor tracks, and a structured TCO layer are arranged between the light-emitting diode chips and the substrate.
  • the current distribution structure is preferably used as
  • the electrical contacting of the light-emitting diode chips leads via the electrically conductive layer, via the ring structure, via the TCO layer and via the frame contact to the second through-connection of the carrier substrate.
  • TCO layers Materials of TCO layers are, for example, ITO (indium tin oxide) or zinc oxide.
  • ITO indium tin oxide
  • the ring structure and the frame contact preferably contain a metal.
  • the electrically conductive layer is preferably an ACA
  • ACA Anisotropy Conductive Adhesive
  • an ACA layer is to be understood as meaning a layer which has anisotropic properties with respect to the electrical conductivity and which, in particular, is capable of adhesion.
  • the electrically conductive layer preferably has no
  • the electrically conductive layer preferably contains an adhesive in which electrically conductive particles, in particular metal beads, are introduced.
  • the anisotropic property in terms of electrical conductivity is preferably formed via the degree of dilution of the electrically conductive particles in the adhesive.
  • the frame contact is preferably an ICA contact (ICA: Isotropic Conductive Adhesive).
  • An ICA contact is, inter alia, to be understood as a contact which has isotropic properties with respect to the electrical conductivity and which, in particular, is capable of adhesion.
  • the frame contact has both transverse conductivity and longitudinal conductivity.
  • the frame contact contains an adhesive in which electrically conductive particles, in particular metal beads are introduced.
  • the isotropic property in terms of electrical conductivity is preferably formed over the degree of dilution of the electrically conductive particles in the adhesive.
  • a reflector is arranged on the carrier substrate and surrounds the light-emitting diode chips.
  • the reflector is placed on the carrier substrate.
  • the reflector contains silicon.
  • the reflector may be formed, for example, by mirrored surfaces which face the LED chips.
  • the light-emitting diode chips are preferably followed by an optical element.
  • the optical element is preferably arranged on the radiation outcoupling side of the light-emitting diode chips.
  • a reflector is arranged both on the carrier substrate, which surrounds the light-emitting diode chips frame-shaped, and arranged on the reflector, an optical element.
  • optical components are to be understood as components which have jet-forming properties for the radiation emitted by the active layer of the light-emitting diode chips, which therefore specifically influence in particular the emission characteristic and / or the directionality of the emitted radiation.
  • the LED chips downstream in the emission direction a lens.
  • an optical element is also understood to mean a transparent cover for the radiation emitted by the light-emitting diode chips, which protects the light-emitting diode chips from mechanical influences, such as a transparent foil or a glass plate.
  • optical elements Due to the electrical contacts of the light-emitting diode chips, which are guided via plated-through holes, optical elements can advantageously be arranged close to the chip chips on the LED chips, without exposing the electrical contacts to the risk of damage, as would be disadvantageously possible, for example, in the case of a conventional bonding wire.
  • a method for producing a plurality of light-emitting diode modules comprises the following method steps:
  • a carrier substrate which has a plurality of contact areas, wherein a plurality of first and second electrical connection areas are arranged on the surface of the carrier substrate opposite the contact areas, which are electrically connected to the contact areas via first and second vias, respectively, which lead through the carrier substrate are conductively connected,
  • a first light-emitting diode chip emits radiation in the red spectral range
  • a second light-emitting diode chip emits radiation in the green spectral range
  • a third light-emitting diode chip emits radiation in the blue spectral range.
  • the first contact layer of the light-emitting diode chips is preferably galvanically reinforced before the light-emitting diode chips are applied to the carrier substrate.
  • the light-emitting diode chips are preferably arranged and fastened on the light-emitting diode carrier prior to spreading such that the distribution of the light-emitting diode chips on the light-emitting diode carrier corresponds to the distribution of the first connection surfaces of the carrier substrate.
  • the first contact layer and the second contact layer are respectively arranged on the surface of the respective light-emitting diode chip facing away from the light-emitting diode carrier, and then the respective first contact layer with a first connection surface, preferably via a solder layer, and respectively in each case before the light-emitting diode chips are connected to the carrier substrate the second contact layer, each having a second pad, preferably via a second solder layer, electrically conductively connected.
  • the respective second contact layer is applied to the surface of the LED chips facing away from the carrier substrate, and then the second contact layer is electrically conductively connected to the second contact pad via a respective contact conductor in each case a support layer is arranged next to the light-emitting diode chips, on which the contact conductor is guided.
  • the material of the support layer is spin-coated as a molding compound and subsequently solidified.
  • a substrate which has printed conductors on a surface, with a pattern subsequently formed on the surface with the structured printed conductors
  • Planarleiterstik is applied, which has recesses in portions of the interconnects for electrical contacting of the LED chips.
  • the planarization material is preferably spin-coated as a molding compound and subsequently solidified.
  • the second contact layer is preferably respectively applied to the surface of the light-emitting diode carrier facing away from the carrier substrate
  • LED chips applied, wherein in each case the second contact layer, in each case a partial region of the conductor tracks of the substrate, preferably by means of a solder, is electrically conductively connected, and in each case the partial region of the conductor tracks via a third via hole, which leads through the planarization, each with the second pad electrically is conductively connected.
  • a substrate which has a structured TCO layer on a surface, wherein structured conductor tracks are arranged on the TCO layer, which are each formed as a ring structure.
  • the substrate is arranged on the electrically conductive layer such that the current distribution structure is in each case electrically conductively connected to a ring structure via the electrically conductive layer.
  • the TCO layer is in each case electrically conductively connected via a frame contact to a second connection surface.
  • FIG. 1 shows a schematic cross section of a first exemplary embodiment of a module according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic perspective illustration of the exemplary embodiment of the module according to the invention from FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a schematic cross section of a second exemplary embodiment of a module according to the invention
  • FIG. 4 shows a schematic cross section of a third exemplary embodiment of a module according to the invention
  • FIG. 5 shows a schematic cross section of a fourth exemplary embodiment of a module according to the invention
  • FIG. 6 shows a schematic perspective illustration of a fifth exemplary embodiment of a module according to the invention
  • FIG. 7 shows a schematic perspective view of a sixth embodiment of a module according to the invention.
  • FIG. 8 each show a schematic cross section of a
  • Embodiment of a module according to the invention before the process step of discloseins is a module according to the invention before the process step of discloseins.
  • FIG. 1 shows a schematic cross-section of a surface-mounted light-emitting diode module.
  • FIG. 2 shows a perspective view of the light-emitting diode module from FIG. 1.
  • a surface mountable light emitting diode module is characterized by a particularly simple handling, especially when mounting on a support plate, preferably in the Mounting on a circuit board, off. For example, it can be positioned on a printed circuit board by means of an automatic pick and place process and subsequently electrically and / or thermally connected.
  • the light-emitting diode module has a carrier substrate 1, on which at least three light-emitting diode chips 2 a, 2 b, 2 c are arranged.
  • the third light-emitting diode chip 2c is not visible in the cross-section of the light-emitting diode module shown in FIG.
  • the third light-emitting diode chip 2c is arranged behind the second light-emitting diode chip 2b in FIG. 1 and thus covered by the second light-emitting diode chip 2b.
  • the light-emitting diode chips 2a, 2b, 2c each have an active layer for generating electromagnetic radiation.
  • the active layer of the LED chips 2a, 2b, 2c has in each case a pn junction, a double heterostructure, a single quantum well structure (SQW) or a multiple quantum well structure (MQW) for radiation generation.
  • a first light-emitting diode chip 2a emits radiation in the red spectral range
  • a second light-emitting diode chip 2b emits radiation in the green spectral range
  • a third light-emitting diode chip 2c emits radiation in the blue spectral range.
  • the light-emitting diode chips 2a, 2b, 2c of the light-emitting diode module each have no growth substrate.
  • Light-emitting diode chips 2a, 2b, 2c are thus designed as substrateless light-emitting diode chips.
  • Substrate-less LED chips 2a, 2b, 2c advantageously results in a particularly low overall height of the LED module.
  • the height of the individual light-emitting diode chips 2 a, 2 b, 2 c is preferably less than 50 ⁇ m.
  • the dimensions of the light-emitting diode module can thus be almost of the order of the dimensions of the light-emitting diode chips 2a, 2b, 2c.
  • the height of the light-emitting diode module is preferably in a range between 100 ⁇ m and 500 ⁇ m inclusive.
  • the distance D between the LED chips 2a, 2b, 2c is preferably less than 20 microns. This advantageously results in a small footprint of the light-emitting diode module, which further reduces the module dimensions. Furthermore, a high packing density of the light-emitting diode chips 2a, 2b, 2c in the light-emitting diode module is achieved by the spacing between the light-emitting diode chips in said region, which advantageously increases the radiation density of the module.
  • the carrier substrate 1 On the surface facing away from the light-emitting diode chips 2a, 2b, 2c, the carrier substrate 1 has first contact regions 30a, 31a and second contact regions 30b, 31b.
  • the first contact regions 30a, 31a are electrically insulated from one another and from the second contact regions 30b, 31b by a distance from one another. Further, the second contact portions 30b, 31b are electrically insulated by a distance from each other.
  • the carrier substrate 1 has three first connection surfaces 8a and three second electrical connection surfaces 8b on the surface facing the light-emitting diode chips 2a, 2b, 2c.
  • Each A first connection surface 8a is in each case electrically conductively connected to a first contact layer of a light-emitting diode chip 2a, 2b, 2c.
  • the LED chip 2a, 2b, 2c for example by means of a solder layer, applied to the first electrical connection surface 8a.
  • a first connection surface 8a is electrically conductively connected to a first contact region 30a, 31a via a first via 40a, 41a, which leads through the carrier substrate 1.
  • the light-emitting diode chips 2 a, 2 b, 2 c each have a second contact layer on the surface of the light-emitting diode chip 2 a, 2 b, 2 c facing away from the carrier substrate 1.
  • the second contact layer is in each case electrically conductively connected via a contact conductor 5 to the second connection surface 8b, wherein in each case a support layer 6 is arranged next to the light-emitting diode chips 2a, 2b, 2c, on which the contact conductor 5 is guided.
  • the support layer 6 has a wedge-shaped form, so that the contact conductor 5 starting on the surface of the light-emitting diode chip 2 a, 2 b, 2 c facing away from the carrier substrate 1 on the surface of the support layer 6 facing away from the carrier substrate 1, preferably in the smallest possible distance from the carrier substrate. 1 , Can be performed to the second pad 8b.
  • the second connection surfaces 8b are each electrically conductively connected via second plated-through holes 40b, 41b, each with a second contact region 30b, 31b.
  • the first connection surface 8a is preferably formed by the surface of the first via 40a, 41a facing the light-emitting diode chips 2a, 2b, 2c, and the second one Terminal surface 8b respectively formed by the light emitting diode chips 2a, 2b, 2c facing surface of the second via 40b, 41b.
  • first and second plated-through holes 40a, 41a, 40b, 41b which lead through the carrier substrate 1 and through contact conductors 5, which are guided in the smallest possible distance to the carrier substrate 1.
  • the first contact regions 30a, 31a are preferably formed as a heat sink. This means that the first contact regions 30a, 31a preferably have a material with good thermal conductivity and / or a sufficient thickness. As a result, the amount of heat generated in the light-emitting diode chips 2a, 2b, 2c can advantageously be dissipated sufficiently from the light-emitting diode chips 2a, 2b, 2c, so that the risk of damage to the light-emitting diode chips 2a,
  • the light-emitting diode chip 2 a which emits radiation in the red spectral range, for example, can be electrically driven separately from the second and third light-emitting diode chips 2 b, 2 c, which emit radiation in the green and blue spectral range, for example.
  • the first light-emitting diode chip 2a is arranged on a first connection surface 8a, which is electrically conductively connected to the first contact region 30a, and the second and third
  • the radiation emitted by the light-emitting diode module results from additive color mixing of the individual
  • LED chips 2a, 2b, 2c emitted radiation.
  • the impression of white light is caused by additive color mixing.
  • the color location of the radiation emitted by the light-emitting diode module can be shifted into a color locus range of a desired color locus. If, for example, a color locus of the radiation emitted by the module is desired, which has a higher red component, the red component of the radiation emitted by the module can be increased by separate activation of the first LED chip, so that the color locus of a warm white distribution is advantageously present.
  • the support layer 6 preferably contains benzocyclobutene (BCB).
  • BCB benzocyclobutene
  • the first and second contact areas 30a, 30b, 31a, 31b, the first and second vias 40a, 40b, 41a, 41b, and the contact conductors 5 preferably include copper
  • Carrier substrate 1 preferably contains a ceramic. - 2A -
  • Light-emitting diode module differs from the embodiment shown in Figure 1 in the electrical contacting of the LED chips 2a, 2b, 2c.
  • a first contact layer 9a and a second contact layer 9b are arranged on the surface of the light-emitting diode chips 2a, 2b, 2c facing the carrier substrate 1.
  • a first connection surface 8a is electrically conductively connected to the first contact layer 9a, preferably by means of a solder layer 7.
  • a second connection surface 8b is electrically conductively connected, preferably by means of a second solder layer 7, to the respective second contact layer 9b.
  • the LED chips 2a, 2b, 2c are formed as flip-chip LED chips. Accordingly, no contact conductors and supporting layers are used in the embodiment of FIG.
  • the exemplary embodiment of a light-emitting diode module illustrated in FIG. 4 differs from the exemplary embodiment shown in FIG. 1 in the electrical contact guidance of the light-emitting diode chips 2a, 2b, 2c.
  • the LED chips 2a, 2b, 2c are, as in the example of Figure 1, formed with a first contact layer 9a and a second contact layer 9b, each on opposite surfaces of the LED chips 2a, 2b, 2c are arranged.
  • the first contact layer 9a of the light-emitting diode chips 2a, 2b, 2c is in each case arranged on a first connection surface 8a, preferably by means of a solder layer 7, and connected to it in an electrically conductive manner.
  • a substrate 13 is arranged on the side of the light-emitting diode chips 2 a, 2 b, 2 c facing away from the carrier substrate 1.
  • the light-emitting diode chips 2 a, 2 b, 2 c are therefore arranged between the carrier substrate 1 and the substrate 13.
  • the substrate 13 is preferably a glass substrate or a transparent foil, for example a glass foil, for the radiation emitted by the light-emitting diode chips 2 a, 2 b, 2 c.
  • the substrate is a lens with scattering particles contained therein. At the scattering particles, the radiation emitted by the active layer of the light-emitting diode chips 2 a, 2 b, 2 c is preferably omnidirectional in all
  • the scattering particles are uniformly distributed in the substrate 13, so that the scattered radiation propagates uniformly.
  • color inhomogeneities can be reduced over the emission angle.
  • a homogeneous radiation characteristic of the radiation emitted by the module is achieved with advantage.
  • the substrate 13 has printed conductors 10 on the side facing the light-emitting diode chips 2 a, 2 b, 2 c.
  • the second contact layer 9b of the light-emitting diode chips 2a, 2b, 2c is in each case electrically conductively connected to a partial region of the conductor tracks 10, preferably by means of a solder.
  • a planarization layer 12a, 12b is arranged between the carrier substrate 1 and the substrate 13.
  • the planarization layer has in each case a recess in the region of the second contact layer 9b of the light-emitting diode chips 2a, 2b, 2c.
  • the second connection surface 8b is in each case via a third plated through-hole 11, which leads through the planarization layer 12a, 12b, to the partial region of the conductor track 10, with which the second contact layer 9b is one each
  • LED chips 2a, 2b, 2c is electrically connected, electrically conductively connected.
  • one subregion of the conductor track 10 is electrically conductively connected to precisely one contact layer 9b of precisely one light-emitting diode chip 2a, 2b, 2c.
  • the third via 11 preferably by means of a solder layer 7, each with a second
  • the electrical contacting of the light-emitting diode chips 2a, 2b, 2c thus leads via the first contact region 30a, 31a and the first via 40a, 41a to the first contact layer 9a of the light-emitting diode chip 2a, 2b, 2c and via the second contact layer 9b, the structured conductor track 10, the third via 11 and the second via 40b, 41b to the second contact region 30b, 31b.
  • the planarization layer 12a, 12b preferably contains benzocyclobutene (BCB).
  • BCB benzocyclobutene
  • the tracks, the first, second and third vias 40a, 40b, 41a, 41b, 11 preferably contain copper.
  • the decoupling of the radiation emitted by the light-emitting diode chips 2a, 2b, 2c is preferably effected by the substrate 13.
  • the radiation decoupling is illustrated by arrows in FIG.
  • the first contact layer 9a on the surface facing the carrier substrate 1 and the second contact layer 9b are arranged on the surface of the light-emitting diode chips 2a, 2b, 2c remote from the carrier substrate 1, the second contact layer 9b having a current distribution structure.
  • the second contact layer 9b is composed of a connection region and of connection paths, whereby an expansion of the current advantageously takes place, so that a homogeneous emission characteristic of the light-emitting diode chips 2a, 2b, 2c is possible.
  • An electrically conductive layer 15 is arranged on the surface of the light-emitting diode chips 2 a, 2 b, 2 c facing away from the carrier substrate 1.
  • a substrate 13 is arranged on the electrically conductive layer 15, the substrate 13 having on the surface facing the LED chips 2a, 2b, 2c a structured TCO layer 16 containing, for example, ITO (indium tin oxide).
  • the surface of the structured TCO layer 16 facing the light-emitting diode chips 2 a, 2 b, 2 c has structured printed conductors 17 which are each designed as a ring structure.
  • the second contact layer 9b is thus in each case electrically conductively connected to a ring structure 17 via the electrically conductive layer 15. Furthermore, the structured TCO layer 16 is electrically conductively connected in each case via a frame contact 18 to a second connection surface 8b.
  • the electrically conductive layer 15, structured conductor tracks 17 and a structured TCO layer 16 are arranged between the light-emitting diode chips 2 a, 2 b, 2 c and the substrate 13.
  • the substrate 13 of the embodiment from FIG. 5 substantially corresponds to the substrate 13 of the exemplary embodiment from FIG. 4.
  • a subregion of the structured TCO layer 16 and in each case a ring structure 17 are respectively arranged above a light-emitting diode chip 2 a, 2 b, 2 c and electrically conductively connected thereto via the electrically conductive layer 15.
  • the electrically conductive layer 15, the structured TCO layer 16 and the ring structure 17 are formed such that the layers, which are each electrically conductively connected to a light-emitting diode chip 2a, 2b, 2c, to the layers electrically connected to the adjacent light-emitting diode chips are electrically isolated from each other by a distance.
  • the electrical contacting of the LED chips 2a, 2b, 2c leads in this embodiment in each case via the electrically conductive layer 15, via the ring structure 17, via the TCO layer 16 and via the frame contact 18 to the second via 40b of the carrier substrate 1.
  • the frame contacts 18 are ICA contacts.
  • the electrically conductive layer 15 is preferably an ACA layer.
  • the decoupling of the radiation emitted by the light-emitting diode chips 2a, 2b, 2c takes place, as in the exemplary embodiment from FIG. 4, preferably through the substrate 13.
  • the radiation decoupling is illustrated by arrows in FIG.
  • the light-emitting diode chips 2a, 2b, 2c and the frame contacts 18 are arranged on a metallization 14 which preferably contains AlN.
  • the light-emitting diode module shown in Figure 6 is a schematic perspective view of another embodiment of a light-emitting diode module. In contrast to that shown in Figure 2
  • Embodiment is additionally arranged on the support substrate 1, a reflector 19 which surrounds the LED chips 2a, 2b, 2c.
  • the reflector 19 preferably surrounds the light-emitting diode chips 2a, 2b, 2c in the shape of a frame. As a result, the radiation emitted by the light-emitting diode chips 2 a, 2 b, 2 c can travel in the direction of Outcoupling surface are reflected, so that the Auskoppeleffizienz the light-emitting diode module increases advantageously.
  • the reflector 19 is preferably placed on the carrier substrate.
  • the reflector 19 preferably contains silicon, wherein particularly preferably the inner surfaces 20 of the reflector, which face the LED chips 2a, 2b, 2c, are formed as mirrored surfaces.
  • the inner surfaces 20 of the reflector which are facing the LED chips 2a, 2b, 2c, formed obliquely.
  • the radiation impinging on the inner surfaces 20 of the reflector can be selectively reflected in the direction of decoupling surface, depending on the emission characteristic of the LED chips 2a, 2b, 2c.
  • FIG. 7 shows a further exemplary embodiment of a light-emitting diode module.
  • An LED module 100 as shown in FIGS. 1, 2, 3, 4, 5 or 6 is in one
  • the housing which preferably contains epoxy resin introduced.
  • the LED module 100 inserted in the housing does not have a carrier substrate 1.
  • the carrier substrate 1 is here a part of the housing and forms the mounting surface of the LED chips.
  • the housing is thus composed of the carrier substrate 1 and a reflector 19.
  • the reflector 19 preferably has reflective inner surfaces 20 which face the LED module 100.
  • an optical element 21 is preferably arranged, which is preferably arranged downstream of the radiation outcoupling side of the LED chips.
  • optical elements 21 are, inter alia, components to understand that for the radiation emitted by the active layer of the light-emitting diode chips has jet-forming properties, which therefore specifically influence, in particular, the emission characteristic and / or the directionality of the emitted radiation.
  • the LED chips in the emission direction downstream of a lens can also be understood to be a transparent cover for the radiation emitted by the light-emitting diode chips, which protects the light-emitting diode chips from mechanical influences, such as a transparent foil or a glass plate.
  • the optical element 21 shown in Figure 7 is shown during the process step of applying the optical element 21 to the housing. This means that the optical element 21 still has to be folded down onto the housing in such a way that the optical element 21 is brought into contact with the surface of the housing, which is remote from the carrier substrate 1.
  • the direction of the folding down is shown in Figure 7 by an arrow.
  • optical elements 21 can be arranged near the chips to the light-emitting diode chips, without exposing the electrical contacts to the risk of damage, as is the case, for example, with a conventional bonding wire disadvantageous would be possible.
  • FIGS. 8a to 8c represent intermediate products during the production of the LED modules 100a, 100b, which are located before the Dividing the carrier substrate into a plurality of separate light-emitting diode modules 100a, 100b arise.
  • the light-emitting diode modules are preferably produced in a composite which has a plurality of light-emitting diode modules 100a, 100b.
  • the production of surface mountable light-emitting diode modules in mass production is thus possible with advantage.
  • a plurality of first and second contact regions, a plurality of first and second connection surfaces, a plurality of first and second plated-through holes and a plurality of first, second and third light-emitting diode chips are arranged together on a carrier substrate.
  • the composite is separated, preferably by means of, for example, cuts 22, to form surface-mounted light-emitting diode modules 100a, 100b.
  • the surface-mountable light-emitting diode modules 100a, 100b are individually present.
  • each surface mountable light emitting diode Preferably, each surface mountable light emitting diode
  • Module 100a, 100b after separating exactly a first, a second and a third LED chip on.
  • the surface-mountable light-emitting diode modules 100a, 100b can be electrically and optically tested after separation. Alternatively, the entire composite before separation electrically and optically tested and subsequently separated. After singulation, the surface-mountable light-emitting diode modules 100a, 100b can preferably be assembled for mounting on, for example, a printed circuit board.
  • FIG. 8A illustrates a composite of light-emitting diode modules 100a, 100b illustrated in FIG. 1
  • FIG. 8B illustrates a composite of light-emitting diode modules illustrated in FIG. 4
  • FIG. 8C illustrates a composite of light-emitting diode modules illustrated in FIG.
  • the invention is not limited by the description based on the embodiments of this, but includes any new feature and any combination of features, which in particular includes any combination of features in the claims, even if this feature or combination itself is not explicitly in the claims or Embodiments is given.

Abstract

The invention relates to a surface-mounted LED module (100) which comprises a carrier substrate (1) on which at least three LED chips (2a, 2b, 2c) are arranged, said LED chips having respective active layers for generating electromagnetic radiation. The carrier substrate (1) comprises at least three first and three second electrical connecting surfaces (8a, 8b). The LED chips (2a, 2b, 2c) comprise respective first contact layers (9b) which are connected to respective first connecting surfaces (8b) in an electrically conductive manner. The LED diode chips (2a, 2b, 2c) have respective second contact layers (9b) which are connected to respective second connecting surfaces (8b) in an electrically conductive manner. A first LED chip (2a) emits radiation in the red spectral range, a second LED chip (2b) emits radiation in the green spectral range, and a third LED chip (2c) emits radiation in the blue spectral range. The LED chips (2a, 2b, 2c) have no respective epitaxial growth substrates. The invention further relates to a method for producing a surface-mounted LED module (100).

Description

Beschreibung description
Oberflächenmontierbares Leuchtdioden-Modul und Verfahren zur Herstellung eines oberflächenmontierbaren Leuchtdioden-ModulsSurface-mountable light-emitting diode module and method for producing a surface-mountable light-emitting diode module
Die vorliegende Erfindung betrifft ein oberflächenmontierbares Leuchtdioden-Modul. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines oberflächenmontierbaren Leuchtdioden-Moduls .The present invention relates to a surface mountable light emitting diode module. Furthermore, the invention relates to a method for producing a surface-mountable light-emitting diode module.
Oberflächenmontierbare Leuchtdioden-Module zeichnen sich dadurch aus, dass sie mittels lötfähigen Kontaktbereichen direkt beispielsweise auf eine Leiterplatte gelötet werden können. Dabei werden Leuchtdiodenchips bevorzugt über Durchkontaktierungen mit elektrischen Kontaktbereichen, die auf der Rückseite der Leiterplatte angeordnet sind, elektrisch leitend verbunden. Dadurch werden sehr dichte Bestückungen möglich, wodurch sich der Platzbedarf der Module verringert. Im Zuge der Miniaturisierung sind immer geringere Modulabmessungen, wie beispielsweise die Modulhöhe und/oder die Grundfläche der Module, und immer höhere Packungsdichten der Leuchtdiodenchips erwünscht.Surface-mountable light-emitting diode modules are characterized in that they can be soldered directly to a printed circuit board, for example, by means of solderable contact areas. In this case, light-emitting diode chips are preferably electrically conductively connected via plated-through holes with electrical contact regions which are arranged on the back side of the printed circuit board. As a result, very dense assemblies are possible, which reduces the space requirement of the modules. In the course of miniaturization, ever smaller module dimensions, such as, for example, the module height and / or the base area of the modules, and ever higher packing densities of the LED chips are desired.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein oberflächenmontierbares Leuchtdioden-Modul bereitzustellen, das insbesondere eine geringe Modulabmessung und gleichzeitig eine hohe Packungsdichte der Leuchtdiodenchips aufweist. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Leuchtdioden-Moduls anzugeben.The invention has for its object to provide a surface mountable light emitting diode module, which has in particular a small module size and at the same time a high packing density of the LED chips. It is another object of the invention to provide a method for producing such a light-emitting diode module.
Diese Aufgaben werden durch ein oberflächemontierbares Leuchtdioden-Modul mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zu dessen Herstellung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 14 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und bevorzugte Weiterbildungen des Moduls und des Verfahrens zu dessen Herstellung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.These objects are achieved by a surface-mountable light-emitting diode module with the features of patent claim 1 and a method for its production with the features of Patent claim 14 solved. Advantageous embodiments and preferred developments of the module and the method for its production are the subject of the dependent claims.
Erfindungsgemäß ist ein oberflächenmontierbares Leuchtdioden- Modul vorgesehen, das ein Trägersubstrat aufweist, auf dem mindestens drei Leuchtdiodenchips angeordnet sind. Die Leuchtdiodenchips weisen jeweils eine aktive Schicht zur Erzeugung von elektromagnetischer Strahlung auf. Das Trägersubstrat weist mindestens drei erste und drei zweite elektrische Anschlussflachen auf. Die Leuchtdiodenchips weisen jeweils eine erste Kontaktschicht auf, die jeweils mit einer ersten Anschlussfläche elektrisch leitend verbunden ist. Die Leuchtdiodenchips weisen jeweils eine zweite Kontaktschicht auf, die jeweils mit einer zweitenAccording to the invention, a surface-mountable light-emitting diode module is provided which has a carrier substrate on which at least three light-emitting diode chips are arranged. The light-emitting diode chips each have an active layer for generating electromagnetic radiation. The carrier substrate has at least three first and three second electrical connection surfaces. Each of the light-emitting diode chips has a first contact layer, which is in each case electrically conductively connected to a first connection area. The LED chips each have a second contact layer, each with a second
Anschlussflache elektrisch leitend verbunden ist. Ein erster Leuchtdiodechip emittiert Strahlung im roten Spektralbereich, ein zweiter Leuchtdiodenchip emittiert Strahlung im grünen Spektralbereich und ein dritter Leuchtdiodenchip emittiert Strahlung im blauen Spektralbereich. Die Leuchtdiodenchips weisen jeweils kein Aufwachssubstrat auf.Connection surface is electrically connected. A first light-emitting diode chip emits radiation in the red spectral range, a second light-emitting diode chip emits radiation in the green spectral range and a third light-emitting diode chip emits radiation in the blue spectral range. The LED chips each have no growth substrate.
Die Leuchtdiodenchips sind somit als so genannte substratlose Leuchtdiodenchips ausgebildet. Als „substratloser Leuchtdiodenchip" wird im Rahmen der Anmeldung einThe light-emitting diode chips are thus designed as so-called substrateless light-emitting diode chips. As "substratloser LED chip" is in the context of the application
Leuchtdiodenchip angesehen, während dessen Herstellung das Aufwachssubstrat, auf den eine Halbleiterschichtenfolge, beispielsweise epitaktisch, aufgewachsen worden ist, vollständig abgelöst worden ist. Ferner weisen substratlose Leuchtdiodenchips keinen Träger auf.LED chip during its production, the growth substrate on which a semiconductor layer sequence, for example epitaxially grown, has been completely detached. Furthermore, substratlose LED chips have no carrier.
Dadurch ist es möglich, auf ein, wie beispielsweise bei herkömmlichen Dünnfilmtechnologien verwendetes Trägermaterial, wie beispielsweise Germanium, zu verzichten, wodurch sich die Produktionskosten mit Vorteil reduzieren.Thereby, it is possible to be used as in, for example, conventional thin-film technologies To dispense with carrier material, such as germanium, which reduce the cost of production with advantage.
Durch substratlose Leuchtdiodenchips ergibt sich mit Vorteil ferner eine besonders geringe Bauhöhe des Leuchtdioden- Moduls. Die Abmessungen der Module können so nahezu in der Größenordnung der Abmessungen der Leuchtdiodenchips liegen.Substrate-less LED chips also advantageously results in a particularly low overall height of the LED module. The dimensions of the modules can thus be almost on the order of the dimensions of the LED chips.
Bevorzugt liegt die Höhe des Leuchtdioden-Moduls in einem Bereich zwischen 100 μm und 500 μm. Vorzugsweise beträgt die Höhe der einzelnen Leuchtdiodenchips weniger als 50 μm.The height of the light-emitting diode module is preferably in a range between 100 μm and 500 μm. The height of the individual light-emitting diode chips is preferably less than 50 μm.
Bevorzugt beträgt der Abstand zwischen mindestens zwei der drei Leuchtdiodenchips weniger als 20 μm. Besonders bevorzugt beträgt der Leuchtdiodenchipabstand zwischen allenThe distance between at least two of the three light-emitting diode chips is preferably less than 20 μm. Particularly preferred is the LED chip gap between all
Leuchtdiodenchips des Leuchtdioden-Moduls zueinander weniger als 20 μm. Dadurch wird lediglich eine geringe Grundfläche des Leuchtdioden-Moduls benötigt. Ferner wird durch den geringen Abstand zwischen den Leuchtdiodenchips eine hohe Packungsdichte der Leuchtdiodenchips im Leuchtdioden-Modul erzielt, wodurch sich mit Vorteil die Strahlungsdichte des Leuchtdioden-Moduls erhöht.LED chips of the light emitting diode module to each other less than 20 microns. As a result, only a small footprint of the light-emitting diode module is needed. Furthermore, a high packing density of the light-emitting diode chips in the light-emitting diode module is achieved by the small distance between the light-emitting diode chips, which advantageously increases the radiation density of the light-emitting diode module.
Bevorzugt basieren die Leuchtdiodenchips auf einem Nitrid-, Phosphid- oder Arsenid-Verbindungshalbleiter . "Auf Nitrid-, Phosphid- oder Arsenid-Verbindungshalbleitern basierend" bedeutet im vorliegenden Zusammenhang, dass die aktive Epitaxieschichtenfolge oder zumindest eine Schicht davon ein III/V-Halbleitermaterial mit der Zusammensetzung InxGayAl^_x_yP, InxGayAl^_x_yN oder InxGayAl^_x_yAs , jeweils mi t O ≤ x ≤ l , O ≤ y ≤ l und x + y ≤ 1 , umf a s s t . Die aktive Schicht der Leuchtdiodenchips weist einen pn- Übergang, eine Doppelheterostruktur, eineThe light-emitting diode chips are preferably based on a nitride, phosphide or arsenide compound semiconductor. "Based on nitride, phosphide or arsenide compound semiconductors" in the present context means that the active epitaxial layer sequence or at least one layer thereof is a III / V semiconductor material having the composition In x GayAl ^ _ x _yP, In x GayAl ^ _ x _yN or In x GayAl ^ _ x _yAs, each with O ≤ x ≤ l, O ≤ y ≤ l and x + y ≤ 1, includes. The active layer of the LED chips has a pn junction, a double heterostructure, a
Einfachquantentopfstruktur (SQW, Single quantum well) oder eine Mehrfachquantentopfstruktur (MQW, multi quantum well) zur Strahlungserzeugung auf. Die BezeichnungSingle quantum well structure (SQW, Single quantum well) or a multiple quantum well structure (MQW, multi quantum well) for generating radiation. The name
Quantentopfstruktur entfaltet hierbei keine Bedeutung hinsichtlich der Dimensionalitat der Quantisierung. Sie umfasst somit unter anderem Quantentröge, Quantendrähte und Quantenpunkte und jede Kombination dieser Strukturen.Quantum well structure unfolds no significance with regard to the dimensionality of the quantization. It thus includes quantum wells, quantum wires and quantum dots and any combination of these structures.
Das Trägersubstrat enthält bevorzugt eine Keramik oder Silizium.The carrier substrate preferably contains a ceramic or silicon.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Leuchtdioden-Moduls sind mindestens zwei der drei Leuchtdiodenchips separat elektrisch ansteuerbar.In a preferred embodiment of the light-emitting diode module, at least two of the three light-emitting diode chips can be electrically controlled separately.
Bevorzugt ist jeweils der erste Leuchtdiodenchip auf einer ersten Anschlussfläche, die mit einem ersten Kontaktbereich elektrisch leitend verbunden ist, und der zweite und dritte Leuchtdiodenchip auf einer weiteren ersten Anschlussfläche, die mit einem weiteren ersten Kontaktbereich elektrisch leitend verbunden ist, angeordnet. Demnach sind der zweite und dritte Leuchtdiodenchip gemeinsam elektrisch ansteuerbar.In each case, the first light-emitting diode chip is preferably arranged on a first connection area, which is electrically conductively connected to a first contact area, and the second and third light-emitting diode chip is arranged on a further first connection area, which is electrically conductively connected to a further first contact area. Accordingly, the second and third LED chip are electrically driven together.
Somit ist beispielsweise der Leuchtdiodenchip, der Strahlung im roten Spektralbereich emittiert, separat von den Leuchtdiodenchips , die Strahlungen im grünen und blauen Spektralbereich emittieren, elektrisch ansteuerbar.Thus, for example, the light-emitting diode chip which emits radiation in the red spectral range can be electrically driven separately from the light-emitting diode chips which emit radiations in the green and blue spectral range.
Die von dem Leuchtdioden-Modul emittierte Strahlung ergibt sich durch additive Farbmischung der von den einzelnen Leuchtdiodenchips emittierten Strahlung. Bei den in den genannten Spektralbereichen emittierten Strahlungen kann durch additive Farbmischung der Eindruck von weißem Licht hervorgerufen werden.The radiation emitted by the light-emitting diode module results from additive color mixing of the radiation emitted by the individual light-emitting diode chips. In the in the Radiation emitted by said spectral regions can be caused by additive color mixing the impression of white light.
Mit Vorteil ergibt sich durch die elektrisch getrennte Ansteuerung der Leuchtdiodenchips eine verbesserte Steuerbarkeit des Farborts der von dem Leuchtdioden-Modul emittierten Strahlung.Advantageously, the electrically separated control of the light-emitting diode chips results in improved controllability of the color locus of the radiation emitted by the light-emitting diode module.
Unter dem „Farbort" werden im Folgenden die Zahlenwerte verstanden, die die Farbe des emittierten Lichts des Moduls im CIE-Farbraum beschreiben.In the following, the term "color locus" refers to the numerical values which describe the color of the emitted light of the module in the CIE color space.
Der Farbort der von dem Leuchtdioden-Modul emittierten Strahlung ist mit Vorteil während des Betriebs des Moduls einstellbar, sodass im Betrieb der Farbort der von dem Leuchtdioden-Modul emittierten Strahlung in einen gewünschten Farbortbereich verschoben werden kann.The color location of the radiation emitted by the light-emitting diode module is advantageously adjustable during the operation of the module, so that in operation the color location of the radiation emitted by the light-emitting diode module can be shifted to a desired color locus range.
Ist beispielsweise ein Farbort der von dem Modul emittierten Strahlung erwünscht, der einen höheren roten Teil aufweist, so kann durch eine separate Ansteuerung des Leuchtdiodenchips, der Strahlung im roten Spektralbereich emittiert, der Rotanteil der von dem Modul emittierten Strahlung erhöht werden, sodass mit Vorteil derIf, for example, a color locus of the radiation emitted by the module is desired, which has a higher red part, the red component of the radiation emitted by the module can be increased by separate activation of the light-emitting diode chip, which emits radiation in the red spectral range
Farbortbereich einer Warmweißverteilung vorliegt. Der Farbortbereich einer Warmweißverteilung liegt vorzugsweise im CIE-Farbraum im Farbtemperaturbereich von 6000 K bis 2000 K.Color locus of a warm white distribution is present. The color locus of a warm white distribution is preferably in the CIE color space in the color temperature range from 6000 K to 2000 K.
Bei einer Ausgestaltung des Moduls weist das Trägersubstrat auf der von den Leuchtdiodenchips abgewandten Oberfläche erste Kontaktbereiche auf, die über ersteIn an embodiment of the module, the carrier substrate has first contact areas on the surface facing away from the light-emitting diode chips, which contact areas via first
Durchkontaktierungen, die durch das Trägersubstrat führen, jeweils mit den ersten Anschlussflachen elektrisch leitend verbunden sind.Vias that pass through the carrier substrate, are each electrically connected to the first pads.
Bevorzugt ist jeweils die erste Anschlussfläche durch die den Leuchtdiodenchips zugewandte Oberfläche der ersten Durchkontaktierung gebildet.In each case, the first connection area is preferably formed by the surface of the first through-connection facing the light-emitting diode chips.
Bevorzugt sind die ersten Kontaktbereiche des Trägersubstrats als Wärmesenken ausgebildet. Dadurch kann mit Vorteil die in den Leuchtdiodenchips erzeugte Wärmemenge hinreichend von den Leuchtdiodenchips abgeführt werden, sodass sich die Gefahr einer Schädigung der Leuchtdiodenchips verringert.The first contact regions of the carrier substrate are preferably designed as heat sinks. As a result, the amount of heat generated in the light-emitting diode chips can advantageously be dissipated sufficiently from the light-emitting diode chips, so that the risk of damage to the light-emitting diode chips is reduced.
Besonders bevorzugt weist das Trägersubstrat auf der von den Leuchtdiodenchips abgewandten Oberfläche zweiteParticularly preferably, the carrier substrate has a second surface on the surface facing away from the light-emitting diode chips
Kontaktbereiche auf, die von den ersten Kontaktbereichen elektrisch isoliert sind und die jeweils über zweite Durchkontaktierungen, die durch das Trägersubstrat führen, mit jeweils einer zweiten Anschlussfläche elektrisch leitend verbunden sind.Contact areas, which are electrically insulated from the first contact areas and which are each electrically connected via a second via, which lead through the carrier substrate, each having a second pad.
Bevorzugt ist jeweils die zweite Anschlussflache jeweils durch die den Leuchtdiodenchips zugewandte Oberfläche der zweiten Durchkontaktierung gebildet.In each case, the second connection area is preferably formed in each case by the surface of the second plated through-hole facing the light-emitting diode chips.
Die elektrische Kontaktierung der Leuchtdiodenchips erfolgt somit bevorzugt jeweils durch eine erste und eine zweite Durchkontaktierung, die durch das Trägersubstrat geführt sind. Durch diese Art der elektrischen Kontaktierung ergibt sich mit Vorteil eine besonders geringe Modulabmessung hinsichtlich der Bauhöhe und der Grundfläche, da beispielsweise in einem Abstand von dem Trägersubstrat geführte Kontaktierungen, die elektrisch isoliert in das Modul integriert werden müssen, wie beispielsweise herkömmliche Bonddrähte, keine Verwendung finden.The electrical contacting of the LED chips is thus preferably carried out respectively by a first and a second via, which are guided by the carrier substrate. This type of electrical contacting advantageously results in a particularly small module dimension with regard to the overall height and the base area, since, for example, contacts which are guided at a distance from the carrier substrate and which are electrically insulated in the housing Module must be integrated, such as conventional bonding wires, find no use.
Bei einer Ausgestaltung des Leuchtdioden-Moduls sind jeweils die erste Kontaktschicht und die zweite Kontaktschicht auf der dem Trägersubstrat zugewandten Oberfläche des Leuchtdiodenchips angeordnet, wobei jeweils die erste Anschlussfläche mit jeweils der ersten Kontaktschicht und jeweils die zweite Anschlussfläche mit jeweils der zweiten Kontaktschicht elektrisch leitend verbunden ist.In one configuration of the light-emitting diode module, the first contact layer and the second contact layer are respectively arranged on the surface of the light-emitting diode chip facing the carrier substrate, the first contact surface being electrically conductively connected to the first contact layer and the second contact surface to the second contact layer, respectively ,
Bei dieser Ausgestaltung sind demnach beide elektrischen Kontaktschichten der Leuchtdiodenchips auf einer gemeinsamen Oberfläche, die bevorzugt gegenüber einer Lichtaustrittsfläche der Leuchtdiodenchips liegt, elektrisch voneinander isoliert angeordnet (Flip-Chip-Technologie) . Eine Licht emittierende Diode, die mittels Flip-Chip-Technologie elektrisch kontaktiert ist, und ein Verfahren zu deren Herstellung ist beispielsweise aus der Offenlegungsschrift DE 10 2006 019 373 Al bekannt, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.In this embodiment, therefore, both electrical contact layers of the LED chips on a common surface, which is preferably opposite to a light exit surface of the LED chips, electrically isolated from each other isolated (flip-chip technology). A light-emitting diode, which is electrically contacted by means of flip-chip technology, and a method for its production is known for example from the published patent application DE 10 2006 019 373 A1, the disclosure of which is hereby incorporated by reference.
Bevorzugt sind jeweils die erste Kontaktschicht mit jeweils der ersten Anschlussflache und die zweite Kontaktschicht mit jeweils der zweiten Anschlussfläche über eine Lotschicht elektrisch leitend verbunden.Preferably, in each case the first contact layer, in each case with the first connection area, and the second contact layer with in each case the second connection area are electrically conductively connected via a solder layer.
Bei einer alternativen Ausgestaltung des Leuchtdioden-Moduls sind jeweils die erste Kontaktschicht auf der dem Trägersubstrat zugewandten Oberfläche und die zweiteIn an alternative embodiment of the light-emitting diode module, in each case the first contact layer on the surface facing the carrier substrate and the second
Kontaktschicht auf der von dem Trägersubstrat abgewandten Oberfläche der Leuchtdiodenchips angeordnet, wobei jeweils die zweite Kontaktschicht über jeweils einen Kontaktleiter mit der zweiten Anschlussfläche elektrisch leitend verbunden ist. Bevorzugt ist jeweils neben den Leuchtdiodenchips eine Stützschicht angeordnet, auf der der Kontaktleiter geführt ist.Contact layer disposed on the side facing away from the carrier substrate surface of the LED chips, wherein in each case the second contact layer via a respective contact conductor is electrically connected to the second pad. Preferably, a support layer is arranged in each case next to the LED chips, on which the contact conductor is guided.
In diesem Fall erfolgt die elektrische Kontaktierung der Leuchtdiodenchips durch erste und zweite Durchkontaktierungen und durch einen Kontaktleiter.In this case, the electrical contacting of the LED chips takes place through first and second plated-through holes and through a contact conductor.
Der Kontaktleiter wird dabei möglichst nah an demThe contact conductor is doing as close to the
Trägersubstrat geführt. Dabei kann eine in einem Abstand von dem Trägersubstrat geführte Kontaktierung, wie es beispielsweise bei einem Bonddraht der Fall wäre, vermieden werden. Die Bauhöhe des Moduls verringert sich mit Vorteil.Carrier substrate out. In this case, a guided at a distance from the carrier substrate contacting, as would be the case for example with a bonding wire, can be avoided. The height of the module is reduced with advantage.
Bei einer weiteren Ausgestaltung des Leuchtdioden-Moduls sind jeweils die erste Kontaktschicht auf der dem Trägersubstrat zugewandten Oberfläche und die zweite Kontaktschicht auf der von dem Trägersubstrat abgewandten Oberfläche der Leuchtdiodenchips angeordnet, wobei auf der von demIn a further refinement of the light-emitting diode module, the first contact layer on the surface facing the carrier substrate and the second contact layer on the surface of the light-emitting diode chips facing away from the carrier substrate are each arranged on the surface of the LED chip
Trägersubstrat abgewandten Seite der Leuchtdiodenchips ein Substrat angeordnet ist. Zwischen dem Trägersubstrat und dem Substrat ist eine Planarisierungsschicht angeordnet, in der die Leuchtdiodenchips eingebettet sind. Die Planarisierungsschicht weist jeweils eine Aussparung imCarrier substrate side facing away from the LED chips a substrate is arranged. Between the carrier substrate and the substrate, a planarization layer is arranged, in which the LED chips are embedded. The planarization layer each has a recess in the
Bereich der zweiten Kontaktschicht der Leuchtdiodenchips auf . Ferner weist das Substrat auf der den Leuchtdiodenchips zugewandten Oberfläche strukturierte Leiterbahnen auf.Area of the second contact layer of the LED chips on. Furthermore, the substrate has structured printed conductors on the surface facing the light-emitting diode chips.
Bevorzugt ist jeweils die zweite Kontaktschicht mit jeweils einem Teilbereich der Leiterbahnen elektrisch leitend verbunden, wobei jeweils der Teilbereich der Leiterbahn über jeweils eine dritte Durchkontaktierung, die durch die - S -Preferably, in each case the second contact layer is electrically conductively connected to in each case one subregion of the conductor tracks, wherein in each case the subregion of the conductor track in each case via a third through-connection, which through the - S -
Planarisierungsschicht führt, mit der zweiten Anschlussfläche elektrisch leitend verbunden ist.Planarisierungsschicht leads, is electrically connected to the second pad.
Die zweite Kontaktschicht ist bevorzugt jeweils mittels eines Lotes mit dem jeweiligen Teilbereich der Leiterbahn verbunden. Bevorzugt ist die dritte Durchkontaktierung, die durch die Planarisierungsschicht führt, jeweils mittels einer weiteren Lotschicht mit der zweiten Durchkontaktierung elektrisch leitend verbunden.The second contact layer is preferably connected in each case by means of a solder to the respective subregion of the conductor track. Preferably, the third via hole, which leads through the planarization layer, is in each case electrically conductively connected to the second via contact by means of a further solder layer.
In diesem Fall führt die elektrische Kontaktierung der Leuchtdiodenchips über den ersten Kontaktbereich und die erste Durchkontaktierung zur ersten Kontaktschicht des Leuchtdiodenchips und über die zweite Kontaktschicht , die strukturierte Leiterbahn, die dritte Durchkontaktierung und die zweite Durchkontaktierung zu dem zweiten Kontaktbereich.In this case, the electrical contacting of the LED chips via the first contact region and the first via leads to the first contact layer of the LED chip and via the second contact layer, the structured conductor, the third via and the second via to the second contact region.
Die Planarisierungsschicht enthält bevorzugt Benzocyclobuten (BCB) . Die Leiterbahnen und die dritten Durchkontaktierungen enthalten bevorzugt Kupfer.The planarization layer preferably contains benzocyclobutene (BCB). The interconnects and the third vias preferably contain copper.
Das Substrat ist bevorzugt ein Glassubstrat oder eine für die von den Leuchtdiodenchips emittierte Strahlung transparente Folie, beispielsweise eine Glasfolie. Besonders bevorzugt ist das Substrat eine Streuscheibe. Unter einer Streuscheibe ist unter anderem ein Substrat mit darin enthaltenen Streupartikeln zu verstehen. An den Streupartikeln wird die von der aktiven Schicht der Leuchtdiodenchips emittierte Strahlung vorzugsweise ungerichtet in alle Raumrichtungen gestreut. Bevorzugt sind die Streupartikel gleichmäßig in dem Substrat verteilt, sodass sich die Streustrahlung gleichmäßig ausbreitet. Dadurch lassen sich Farbinhomogenitäten über dem Abstrahlwinkel verringern. Eine homogene Abstrahlcharakteristik der von dem Modul emittierten Strahlung wird mit Vorteil erzielt.The substrate is preferably a glass substrate or a transparent foil for the radiation emitted by the light-emitting diode chips, for example a glass foil. Particularly preferably, the substrate is a diffuser. Under a lens is inter alia a substrate with scattering particles contained therein to understand. At the scattering particles, the radiation emitted by the active layer of the light-emitting diode chips is preferably scattered non-directionally in all spatial directions. Preferably, the scattering particles are evenly distributed in the substrate, so that the scattered radiation propagates uniformly. As a result, color inhomogeneities over the emission angle can be reduced. A homogeneous one Radiation characteristic of the radiation emitted by the module is achieved with advantage.
Bei einer weiteren Ausgestaltung des Leuchtdioden-Moduls sind jeweils die erste Kontaktschicht auf der dem Trägersubstrat zugewandten Oberfläche und die zweite Kontaktschicht auf der von dem Trägersubstrat abgewandten Oberfläche der Leuchtdiodenchips angeordnet, wobei die zweite Kontaktschicht eine Stromverteilungsstruktur aufweist.In a further refinement of the light-emitting diode module, the first contact layer on the surface facing the carrier substrate and the second contact layer on the surface of the light-emitting diode chips remote from the carrier substrate are respectively arranged, the second contact layer having a current distribution structure.
Bevorzugt ist jeweils auf der von dem Trägersubstrat abgewandten Oberfläche der Leuchtdiodenchips eine elektrisch leitende Schicht angeordnet. Auf der elektrisch leitenden Schicht ist vorzugsweise ein Substrat angeordnet, wobei das Substrat auf der den Leuchtdiodenchips zugewandten Oberfläche eine strukturierte TCO-Schicht (TCO: Transparent Conductive Oxide) aufweist. Die den Leuchtdiodenchips zugewandte Oberfläche der strukturierten TCO-Schicht weist strukturierte Leiterbahnen auf, die bevorzugt jeweils als Ringstruktur ausgebildet sind. Die Stromverteilungsstruktur ist jeweils vorzugsweise mit einer Ringstruktur über die elektrisch leitende Schicht elektrisch leitend verbunden. Ferner ist die TCO-Schicht jeweils über einen Rahmenkontakt mit der zweiten Anschlussfläche elektrisch leitend verbunden.In each case, an electrically conductive layer is preferably arranged on the surface of the light-emitting diode chips facing away from the carrier substrate. A substrate is preferably arranged on the electrically conductive layer, wherein the substrate has a structured TCO layer (TCO: Transparent Conductive Oxide) on the surface facing the light-emitting diode chips. The surface of the structured TCO layer facing the light-emitting diode chips has structured conductor tracks, which are preferably each formed as a ring structure. The current distribution structure is preferably electrically conductively connected to a ring structure via the electrically conductive layer. Furthermore, the TCO layer is electrically conductively connected to the second connection area via a frame contact.
Demnach sind zwischen den Leuchtdiodenchips und dem Substrat jeweils die elektrisch leitende Schicht, strukturierte Leiterbahnen, und eine strukturierte TCO-Schicht angeordnet.Accordingly, in each case the electrically conductive layer, structured conductor tracks, and a structured TCO layer are arranged between the light-emitting diode chips and the substrate.
Die Stromverteilungsstruktur dient bevorzugt alsThe current distribution structure is preferably used as
StromaufWeitungsschicht , sodass sich eine homogene Abstrahlcharakteristik der Leuchtdiodenchips ermöglicht. Die elektrische Kontaktierung der Leuchtdiodenchips führt in diesem Fall über die elektrisch leitende Schicht, über die Ringstruktur, über die TCO-Schicht und über den Rahmenkontakt zur zweiten Durchkontaktierung des Trägersubstrats.Current spreading layer, so that a homogeneous emission characteristic of the LED chips allows. In this case, the electrical contacting of the light-emitting diode chips leads via the electrically conductive layer, via the ring structure, via the TCO layer and via the frame contact to the second through-connection of the carrier substrate.
Materialien von TCO-Schichten sind beispielsweise ITO (Indium-Zinn-Oxid) oder Zink-Oxid. Die Ringstruktur und der Rahmenkontakt enthalten bevorzugt ein Metall .Materials of TCO layers are, for example, ITO (indium tin oxide) or zinc oxide. The ring structure and the frame contact preferably contain a metal.
Die elektrisch leitende Schicht ist bevorzugt eine ACA-The electrically conductive layer is preferably an ACA
Schicht (ACA: Anisotropie Conductive Adhesive) . Unter einer ACA-Schicht ist unter anderem eine Schicht zu verstehen, die hinsichtlich der elektrischen Leitfähigkeit anisotrope Eigenschaften aufweist und die insbesondere haftfähig ist. Die elektrisch leitende Schicht weist vorzugsweise keineLayer (ACA: Anisotropy Conductive Adhesive). Among other things, an ACA layer is to be understood as meaning a layer which has anisotropic properties with respect to the electrical conductivity and which, in particular, is capable of adhesion. The electrically conductive layer preferably has no
Querleitfähigkeit, sondern lediglich Längsleitfähigkeit auf. Bevorzugt enthält die elektrisch leitende Schicht einen Klebstoff, in dem elektrisch leitende Partikel, insbesondere Metallkügelchen eingebracht sind. Die anisotrope Eigenschaft hinsichtlich der elektrischen Leitfähigkeit wird vorzugsweise über den Verdünnungsgrad der elektrisch leitenden Partikel in dem Klebstoff ausgebildet.Transverse conductivity, but only longitudinal conductivity on. The electrically conductive layer preferably contains an adhesive in which electrically conductive particles, in particular metal beads, are introduced. The anisotropic property in terms of electrical conductivity is preferably formed via the degree of dilution of the electrically conductive particles in the adhesive.
Der Rahmenkontakt ist bevorzugt ein ICA-Kontakt (ICA: Isotropie Conductive Adhesive) . Unter einem ICA-Kontakt ist unter anderem ein Kontakt zu verstehen, der hinsichtlich der elektrischen Leitfähigkeit isotrope Eigenschaften aufweist und der insbesondere haftfähig ist. Somit weist der Rahmenkontakt sowohl Querleitfähigkeit als auch Längsleitfähigkeit auf. Bevorzugt enthält der Rahmenkontakt einen Klebstoff, in dem elektrisch leitende Partikel, insbesondere Metallkügelchen eingebracht sind. Die isotrope Eigenschaft hinsichtlich der elektrischen Leitfähigkeit wird vorzugsweise über den Verdünnungsgrad der elektrisch leitenden Partikel in dem Klebstoff ausgebildet.The frame contact is preferably an ICA contact (ICA: Isotropic Conductive Adhesive). An ICA contact is, inter alia, to be understood as a contact which has isotropic properties with respect to the electrical conductivity and which, in particular, is capable of adhesion. Thus, the frame contact has both transverse conductivity and longitudinal conductivity. Preferably, the frame contact contains an adhesive in which electrically conductive particles, in particular metal beads are introduced. The isotropic property in terms of electrical conductivity is preferably formed over the degree of dilution of the electrically conductive particles in the adhesive.
Bei einer weiteren Ausgestaltung des Leuchtdioden-Moduls ist auf dem Trägersubstrat ein Reflektor angeordnet, der die Leuchtdiodenchips umgibt .In a further refinement of the light-emitting diode module, a reflector is arranged on the carrier substrate and surrounds the light-emitting diode chips.
Bevorzugt ist der Reflektor auf das Trägersubstrat aufgesetzt. Vorzugsweise enthält der Reflektor Silizium. Der Reflektor kann beispielsweise durch verspiegelte Flächen, die den Leuchtdiodenchips zugewandt sind, ausgebildet sein.Preferably, the reflector is placed on the carrier substrate. Preferably, the reflector contains silicon. The reflector may be formed, for example, by mirrored surfaces which face the LED chips.
Durch einen Reflektor, der die Leuchtdiodenchips vorzugsweise rahmenförmig umgibt, kann von den Leuchtdiodenchips emittierte Strahlung in Richtung Strahlungsauskoppelseite des Moduls reflektiert werden, sodass sich die Auskoppeleffizienz des Leuchtdioden-Moduls mit Vorteil erhöht.By means of a reflector which preferably surrounds the light-emitting diode chips in a frame-shaped manner, radiation emitted by the light-emitting diode chips can be reflected in the direction of the radiation outcoupling side of the module, so that the coupling-out efficiency of the light-emitting diode module advantageously increases.
Bevorzugt ist den Leuchtdiodenchips ein optisches Element nachgeordnet. Vorzugsweise ist das optische Element auf der Strahlungsauskoppelseite der Leuchtdiodenchips angeordnet.The light-emitting diode chips are preferably followed by an optical element. The optical element is preferably arranged on the radiation outcoupling side of the light-emitting diode chips.
Besonders bevorzugt ist sowohl auf dem Trägersubstrat ein Reflektor angeordnet, der die Leuchtdiodenchips rahmenförmig umgibt, als auch auf dem Reflektor ein optisches Element angeordnet .Particularly preferably, a reflector is arranged both on the carrier substrate, which surrounds the light-emitting diode chips frame-shaped, and arranged on the reflector, an optical element.
Unter optischen Elementen sind unter anderem Komponenten zu verstehen, die für die von der aktiven Schicht der Leuchtdiodenchips emittierte Strahlung strahlformende Eigenschaften aufweisen, die also insbesondere die Abstrahlcharakteristik und/oder die Direktionalität der emittierten Strahlung gezielt beeinflussen. Beispielsweise ist den Leuchtdiodenchips in Abstrahlrichtung eine Linse nachgeordnet. Ferner ist unter einem optischen Element ebenso ein für die von den Leuchtdiodenchips emittierte Strahlung transparenter Deckel zu verstehen, der die Leuchtdiodenchips vor mechanischen Einflüssen schützt, wie beispielsweise eine transparente Folie oder eine Glasplatte.Among other things, optical components are to be understood as components which have jet-forming properties for the radiation emitted by the active layer of the light-emitting diode chips, which therefore specifically influence in particular the emission characteristic and / or the directionality of the emitted radiation. For example is the LED chips downstream in the emission direction a lens. Furthermore, an optical element is also understood to mean a transparent cover for the radiation emitted by the light-emitting diode chips, which protects the light-emitting diode chips from mechanical influences, such as a transparent foil or a glass plate.
Durch die elektrischen Kontaktierungen der Leuchtdiodenchips, die über Durchkontaktierungen geführt sind, können optische Elemente mit Vorteil chipnah an die Leuchtdiodenchips angeordnet werden, ohne dabei die elektrischen Kontaktierungen der Gefahr einer Schädigung auszusetzen, wie es beispielsweise bei einem herkömmlichen Bonddraht nachteilig möglich wäre.Due to the electrical contacts of the light-emitting diode chips, which are guided via plated-through holes, optical elements can advantageously be arranged close to the chip chips on the LED chips, without exposing the electrical contacts to the risk of damage, as would be disadvantageously possible, for example, in the case of a conventional bonding wire.
Ein Verfahren zum Herstellen einer Mehrzahl von Leuchtdioden- Modulen umfasst folgende Verfahrensschritte:A method for producing a plurality of light-emitting diode modules comprises the following method steps:
- Bereitstellen eines Trägersubstrats, das eine Mehrzahl von Kontaktbereichen aufweist, wobei auf der den Kontaktbereichen gegenüberliegenden Oberfläche des Trägersubstrats eine Mehrzahl von ersten und zweiten elektrischen Anschlussflächen angeordnet sind, die mit den Kontaktbereichen jeweils über erste und zweite Durchkontaktierungen, die durch das Trägersubstrat führen, elektrisch leitend verbunden sind,Providing a carrier substrate which has a plurality of contact areas, wherein a plurality of first and second electrical connection areas are arranged on the surface of the carrier substrate opposite the contact areas, which are electrically connected to the contact areas via first and second vias, respectively, which lead through the carrier substrate are conductively connected,
- Bereitstellen eines Leuchtdiodenträgers, auf dem eine Mehrzahl von gesonderten und mit dem Leuchtdiodenträger verbundenen Leuchtdiodenchips angeordnet ist, wobei die Leuchtdiodenchips jeweils eine Halbleiterschichtenfolge mit einer aktiven Schicht aufweisen und das Aufwachssubstrat, auf dem die Halbleiterschichtenfolge der Leuchtdiodenchips gewachsen wurde, jeweils vollständig entfernt worden ist, - Anordnen des Trägersubstrats und des Leuchtdiodenträgers relativ zueinander derart, dass die Leuchtdiodenchips den Anschlussflächen zugewandt sind,Providing a light-emitting diode carrier on which a plurality of separate light-emitting diode chips connected to the light-emitting diode carrier is arranged, wherein the light-emitting diode chips each have a semiconductor layer sequence with an active layer and the growth substrate on which the semiconductor layer sequence of the light-emitting diode chips has been grown has been completely removed in each case, Arranging the carrier substrate and the light-emitting diode carrier relative to each other such that the light-emitting diode chips face the connection surfaces,
- mechanisches Verbinden der Mehrzahl von Leuchtdiodenchips mit dem Trägersubstrat in einem dem jeweiligen Leuchtdiodenchip zugeordneten ersten Anschlussbereich, elektrisch leitendes Verbinden einer ersten Kontaktschicht des jeweiligen Leuchtdiodenchips mit einer erstenmechanical connection of the plurality of light-emitting diode chips to the carrier substrate in a first connection region assigned to the respective light-emitting diode chip, electrically conductive connection of a first contact layer of the respective light-emitting diode chip to a first connection
Anschlussfläche des dem Leuchtdiodenchip zugeordneten ersten Anschlussbereichs und Trennen des mit dem Trägersubstrat verbundenen Leuchtdiodenchips vom Leuchtdiodenträger,Terminal surface of the light-emitting diode chip associated with the first terminal region and separating the light-emitting diode substrate connected to the carrier substrate light emitting diode,
- elektrisch leitendes Verbinden einer zweiten Kontaktschicht des jeweiligen Leuchtdiodenchips mit jeweils einer zweiten Anschlussfläche eines dem jeweiligen Leuchtdiodenchip zugeordneten zweiten Anschlussbereichs,electrically conductively connecting a second contact layer of the respective light-emitting diode chip to a respective second connection area of a second connection area assigned to the respective light-emitting diode chip,
- Aufteilen des Trägersubstrats in eine Mehrzahl von gesonderten Leuchtdioden-Modulen, die mindestens drei erste und zweite Anschlussflächen aufweisen, und mindestens drei jeweils auf einer ersten Anschlussfläche angeordnete und jeweils mit der ersten und einer zweiten Anschlussflache elektrisch leitend verbundene Leuchtdiodenchips aufweisen, wobei- Divide the carrier substrate into a plurality of separate light-emitting diode modules having at least three first and second pads, and at least three each arranged on a first pad and each electrically connected to the first and a second pad flat LED chips, wherein
- ein erster Leuchtdiodenchip Strahlung im roten Spektralbereich, ein zweiter Leuchtdiodenchip Strahlung im grünen Spektralbereich und ein dritter Leuchtdiodenchip Strahlung im blauen Spektralbereich emittiert. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens ergeben sich analog zu den vorteilhaften Ausgestaltungen des Leuchtdioden- Moduls und umgekehrt. Mittels des Verfahrens ist insbesondere ein hier beschriebenes Leuchtdioden-Modul herstellbar.a first light-emitting diode chip emits radiation in the red spectral range, a second light-emitting diode chip emits radiation in the green spectral range, and a third light-emitting diode chip emits radiation in the blue spectral range. Advantageous embodiments of the method are analogous to the advantageous embodiments of the LED module and vice versa. By means of the method, in particular, a light-emitting diode module described here can be produced.
Bevorzugt wird jeweils vor Aufbringen der Leuchtdiodenchips auf dem Trägersubstrat die erste Kontaktschicht der Leuchtdiodenchips galvanisch verstärkt.The first contact layer of the light-emitting diode chips is preferably galvanically reinforced before the light-emitting diode chips are applied to the carrier substrate.
Bevorzugt werden die Leuchtdiodenchips vor dem Breitstellen derart auf dem Leuchtdiodenträger angeordnet und befestigt, dass die Verteilung der Leuchtdiodenchips auf dem Leuchtdiodenträger der Verteilung der ersten Anschlussflächen des Trägersubstrats entspricht.The light-emitting diode chips are preferably arranged and fastened on the light-emitting diode carrier prior to spreading such that the distribution of the light-emitting diode chips on the light-emitting diode carrier corresponds to the distribution of the first connection surfaces of the carrier substrate.
Bei einer Ausgestaltung des Verfahrens werden vor Verbinden der Leuchtdiodenchips mit dem Trägersubstrat jeweils die erste Kontaktschicht und die zweite Kontaktschicht auf der von dem Leuchtdiodenträger abgewandten Oberfläche des jeweiligen Leuchtdiodenchips angeordnet und anschließend jeweils die erste Kontaktschicht mit einer ersten Anschlussfläche, bevorzugt über eine Lotschicht, und jeweils die zweite Kontaktschicht mit jeweils einer zweiten Anschlussfläche, bevorzugt über eine zweite Lotschicht, elektrisch leitend verbunden.In an embodiment of the method, the first contact layer and the second contact layer are respectively arranged on the surface of the respective light-emitting diode chip facing away from the light-emitting diode carrier, and then the respective first contact layer with a first connection surface, preferably via a solder layer, and respectively in each case before the light-emitting diode chips are connected to the carrier substrate the second contact layer, each having a second pad, preferably via a second solder layer, electrically conductively connected.
Bei einer alternativen Ausgestaltung des Verfahrens wird nach Trennen der Leuchtdiodenchips vom Leuchtdiodenträger jeweils die zweite Kontaktschicht auf jeweils die von dem Trägersubstrat abgewandte Oberfläche der Leuchtdiodenchips aufgebracht und anschließend jeweils die zweite Kontaktschicht über jeweils einen Kontaktleiter mit der zweiten Anschlussfläche elektrisch leitend verbunden, wobei jeweils neben den Leuchtdiodenchips eine Stützschicht angeordnet ist, auf der der KontaktIeiter geführt ist.In an alternative embodiment of the method, after separation of the LED chips from the light-emitting diode carrier, the respective second contact layer is applied to the surface of the LED chips facing away from the carrier substrate, and then the second contact layer is electrically conductively connected to the second contact pad via a respective contact conductor in each case a support layer is arranged next to the light-emitting diode chips, on which the contact conductor is guided.
Bevorzugt wird das Material der Stützschicht als Formmasse aufgeschleudert und nachfolgend verfestigt.Preferably, the material of the support layer is spin-coated as a molding compound and subsequently solidified.
Bei einer weiteren Ausgestaltung wird ein Substrat bereitgestellt, das auf einer Oberfläche strukturierte Leiterbahnen aufweist, wobei anschließend auf der Oberfläche mit den strukturierten Leiterbahnen eineIn a further refinement, a substrate is provided which has printed conductors on a surface, with a pattern subsequently formed on the surface with the structured printed conductors
Planarisierungsschicht aufgebracht wird, die zur elektrischen Kontaktierung der Leuchtdiodenchips Aussparungen in Teilbereichen der Leiterbahnen aufweist.Planarisierungsschicht is applied, which has recesses in portions of the interconnects for electrical contacting of the LED chips.
Bevorzugt wird das Planarisierungsmaterial als Formmasse aufgeschleudert und nachfolgend verfestigt.The planarization material is preferably spin-coated as a molding compound and subsequently solidified.
Nach Trennen der Leuchtdiodenchips vom Leuchtdiodenträger wird bevorzugt jeweils die zweite Kontaktschicht auf jeweils die von dem Trägersubstrat abgewandte Oberfläche derAfter separating the light-emitting diode chips from the light-emitting diode carrier, the second contact layer is preferably respectively applied to the surface of the light-emitting diode carrier facing away from the carrier substrate
Leuchtdiodenchips aufgebracht, wobei jeweils die zweite Kontaktschicht mit jeweils einem Teilbereich der Leiterbahnen des Substrats, bevorzugt mittels eines Lotes, elektrisch leitend verbunden wird, und jeweils der Teilbereich der Leiterbahnen über eine dritte Durchkontaktierung, die durch die Planarisierungsschicht führt, mit jeweils der zweiten Anschlussfläche elektrisch leitend verbunden wird.LED chips applied, wherein in each case the second contact layer, in each case a partial region of the conductor tracks of the substrate, preferably by means of a solder, is electrically conductively connected, and in each case the partial region of the conductor tracks via a third via hole, which leads through the planarization, each with the second pad electrically is conductively connected.
Bei einer weiteren Ausgestaltung wird nach Trennen der Leuchtdiodenchips vom Leuchtdiodenträger jeweils die zweiteIn a further embodiment, after separation of the light-emitting diode chips from the light-emitting diode carrier in each case the second
Kontaktschicht auf jeweils die von dem Trägersubstrat abgewandte Oberfläche des Leuchtdiodenchips aufgebracht, wobei die zweite Kontaktschicht eine Stromverteilungsstruktur aufweist. Anschließend wird jeweils auf der von dem Trägersubstrat abgewandten Oberfläche der Leuchtdiodenchips eine elektrisch leitende Schicht aufgebracht. Ferner wird ein Substrat bereitgestellt, das auf einer Oberfläche eine strukturierte TCO-Schicht aufweist, wobei auf der TCO-Schicht strukturierte Leiterbahnen angeordnet werden, die jeweils als Ringstruktur ausgebildet sind. Das Substrat wird so auf der elektrisch leitenden Schicht angeordnet, dass die Stromverteilungsstruktur jeweils mit einer Ringstruktur über die elektrisch leitende Schicht elektrisch leitend verbunden ist. Die TCO- Schicht wird jeweils über einen Rahmenkontakt mit einer zweiten Anschlussfläche elektrisch leitend verbunden.Contact layer applied to each of the side facing away from the carrier substrate surface of the LED chip, wherein the second contact layer has a current distribution structure having. Subsequently, an electrically conductive layer is applied in each case on the surface of the light-emitting diode chips facing away from the carrier substrate. Furthermore, a substrate is provided which has a structured TCO layer on a surface, wherein structured conductor tracks are arranged on the TCO layer, which are each formed as a ring structure. The substrate is arranged on the electrically conductive layer such that the current distribution structure is in each case electrically conductively connected to a ring structure via the electrically conductive layer. The TCO layer is in each case electrically conductively connected via a frame contact to a second connection surface.
Weitere Merkmale, Vorteile, bevorzugte Ausgestaltungen undOther features, advantages, preferred embodiments and
Zweckmäßigkeiten des Moduls ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren 1 bis 8 erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:Practicalities of the module will become apparent from the embodiments explained below in connection with FIGS. 1 to 8. Show it:
Figur 1 einen schematischen Querschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Moduls,FIG. 1 shows a schematic cross section of a first exemplary embodiment of a module according to the invention,
Figur 2 eine schematische perspektivische Darstellung des Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Moduls aus Figur 1,FIG. 2 shows a schematic perspective illustration of the exemplary embodiment of the module according to the invention from FIG. 1,
Figur 3 einen schematischen Querschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Moduls, Figur 4 einen schematischen Querschnitt eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Moduls,FIG. 3 shows a schematic cross section of a second exemplary embodiment of a module according to the invention, FIG. 4 shows a schematic cross section of a third exemplary embodiment of a module according to the invention,
Figur 5 einen schematischen Querschnitt eines vierten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Moduls ,FIG. 5 shows a schematic cross section of a fourth exemplary embodiment of a module according to the invention,
Figur 6 eine schematische perspektivische Darstellung eines fünften Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Moduls,FIG. 6 shows a schematic perspective illustration of a fifth exemplary embodiment of a module according to the invention,
Figur 7 eine schematische perspektivische Darstellung eines sechstes Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Moduls,FIG. 7 shows a schematic perspective view of a sixth embodiment of a module according to the invention,
Figur 8 jeweils einen schematischen Querschnitt einesFIG. 8 each show a schematic cross section of a
Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Moduls vor dem Verfahrensschritt des Vereinzeins.Embodiment of a module according to the invention before the process step of Vereinzeins.
Gleiche oder gleich wirkende Bestandteile sind jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die dargestellten Bestandteile sowie die Größenverhältnisse der Bestandteile untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen.Identical or equivalent components are each provided with the same reference numerals. The components shown and the size ratios of the components with each other are not to be considered as true to scale.
Figur 1 stellt einen schematischen Querschnitt eines oberflächenmontierbaren Leuchtdioden-Moduls dar. Figur 2 zeigt eine perspektivische Darstellung des Leuchtdioden- Moduls aus Figur 1.FIG. 1 shows a schematic cross-section of a surface-mounted light-emitting diode module. FIG. 2 shows a perspective view of the light-emitting diode module from FIG. 1.
Ein oberflächenmontierbares Leuchtdioden-Modul zeichnet sich durch eine besonders einfache Handhabbarkeit, insbesondere bei der Montage auf einer Trägerplatte, bevorzugt bei der Montage auf einer Leiterplatte, aus. Es kann beispielsweise mittels eines automatischen Bestückungsverfahrens (Pick and Place-Prozesses) auf einer Leiterplatte positioniert und nachfolgend elektrisch und/oder thermisch angeschlossen werden.A surface mountable light emitting diode module is characterized by a particularly simple handling, especially when mounting on a support plate, preferably in the Mounting on a circuit board, off. For example, it can be positioned on a printed circuit board by means of an automatic pick and place process and subsequently electrically and / or thermally connected.
Das Leuchtdioden-Modul weist ein Trägersubstrat 1 auf, auf dem mindestens drei Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c angeordnet sind. Der dritte Leuchtdiodenchip 2c ist bei dem in Figur 1 dargestellten Querschnitt des Leuchtdioden-Moduls nicht sichtbar. Der dritte Leuchtdiodenchip 2c ist in Figur 1 hinter dem zweiten Leuchtdiodenchip 2b angeordnet und somit von dem zweiten Leuchtdiodenchip 2b verdeckt.The light-emitting diode module has a carrier substrate 1, on which at least three light-emitting diode chips 2 a, 2 b, 2 c are arranged. The third light-emitting diode chip 2c is not visible in the cross-section of the light-emitting diode module shown in FIG. The third light-emitting diode chip 2c is arranged behind the second light-emitting diode chip 2b in FIG. 1 and thus covered by the second light-emitting diode chip 2b.
Die Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c weisen jeweils eine aktive Schicht zur Erzeugung von elektromagnetischer Strahlung auf. Die aktive Schicht der Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c weist jeweils einen pn-Übergang, eine Doppelheterostruktur, eine Einfachquantentopfstruktur (SQW) oder eine MehrfachquantentopfStruktur (MQW) zur Strahlungserzeugung auf .The light-emitting diode chips 2a, 2b, 2c each have an active layer for generating electromagnetic radiation. The active layer of the LED chips 2a, 2b, 2c has in each case a pn junction, a double heterostructure, a single quantum well structure (SQW) or a multiple quantum well structure (MQW) for radiation generation.
Ein erster Leuchtdiodenchip 2a emittiert Strahlung im roten Spektralbereich, ein zweiter Leuchtdiodenchip 2b emittiert Strahlung im grünen Spektralbereich und ein dritter Leuchtdiodenchip 2c emittiert Strahlung im blauen Spektralbereich .A first light-emitting diode chip 2a emits radiation in the red spectral range, a second light-emitting diode chip 2b emits radiation in the green spectral range, and a third light-emitting diode chip 2c emits radiation in the blue spectral range.
Die Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c des Leuchtdioden-Moduls weisen jeweils kein Aufwachssubstrat auf. DieThe light-emitting diode chips 2a, 2b, 2c of the light-emitting diode module each have no growth substrate. The
Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c sind somit als substratlose Leuchtdiodenchips ausgebildet. Durch substratlose Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c ergibt sich mit Vorteil eine besonders geringe Bauhöhe des Leuchtdioden- Moduls. Bevorzugt beträgt die Höhe der einzelnen Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c weniger als 50 μm. Die Abmessungen des Leuchtdioden-Moduls können so nahezu in der Größenordnung der Abmessungen der Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c liegen.Light-emitting diode chips 2a, 2b, 2c are thus designed as substrateless light-emitting diode chips. Substrate-less LED chips 2a, 2b, 2c advantageously results in a particularly low overall height of the LED module. The height of the individual light-emitting diode chips 2 a, 2 b, 2 c is preferably less than 50 μm. The dimensions of the light-emitting diode module can thus be almost of the order of the dimensions of the light-emitting diode chips 2a, 2b, 2c.
Die Höhe des Leuchtdioden-Moduls liegt bevorzugt in einem Bereich zwischen einschließlich 100 μm und 500 μm.The height of the light-emitting diode module is preferably in a range between 100 μm and 500 μm inclusive.
Der Abstand D zwischen den Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c beträgt bevorzugt weniger als 20 μm. Dadurch ergibt sich mit Vorteil eine geringe Grundfläche des Leuchtdioden-Moduls, wodurch sich die Modulabmessungen weiter verringern. Ferner wird durch den Abstand zwischen den Leuchtdiodenchips in dem genannten Bereich eine hohe Packungsdichte der Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c in dem Leuchtdioden-Modul erzielt, wodurch sich mit Vorteil die Strahlungsdichte des Moduls erhöht.The distance D between the LED chips 2a, 2b, 2c is preferably less than 20 microns. This advantageously results in a small footprint of the light-emitting diode module, which further reduces the module dimensions. Furthermore, a high packing density of the light-emitting diode chips 2a, 2b, 2c in the light-emitting diode module is achieved by the spacing between the light-emitting diode chips in said region, which advantageously increases the radiation density of the module.
Das Trägersubstrat 1 weist auf der von den Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c abgewandten Oberfläche erste Kontaktbereiche 30a, 31a und zweite Kontaktbereiche 30b, 31b auf. Die ersten Kontaktbereiche 30a, 31a sind untereinander und von den zweiten Kontaktbereichen 30b, 31b durch einen Abstand zueinander elektrisch isoliert. Ferner sind die zweiten Kontaktbereiche 30b, 31b durch einen Abstand voneinander elektrisch isoliert.On the surface facing away from the light-emitting diode chips 2a, 2b, 2c, the carrier substrate 1 has first contact regions 30a, 31a and second contact regions 30b, 31b. The first contact regions 30a, 31a are electrically insulated from one another and from the second contact regions 30b, 31b by a distance from one another. Further, the second contact portions 30b, 31b are electrically insulated by a distance from each other.
Das Trägersubstrat 1 weist auf der den Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c zugewandten Oberfläche drei erste Anschlussflächen 8a und drei zweite elektrische Anschlussflächen 8b auf. Jeweils eine erste Anschlussfläche 8a ist jeweils mit einer ersten Kontaktschicht eines Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c elektrisch leitend verbunden. Dazu ist jeweils der Leuchtdiodenchip 2a, 2b, 2c, beispielsweise mittels einer Lotschicht, auf der ersten elektrischen Anschlussfläche 8a aufgebracht.The carrier substrate 1 has three first connection surfaces 8a and three second electrical connection surfaces 8b on the surface facing the light-emitting diode chips 2a, 2b, 2c. Each A first connection surface 8a is in each case electrically conductively connected to a first contact layer of a light-emitting diode chip 2a, 2b, 2c. For this purpose, in each case the LED chip 2a, 2b, 2c, for example by means of a solder layer, applied to the first electrical connection surface 8a.
Jeweils eine erste Anschlussfläche 8a ist über eine erste Durchkontaktierung 40a, 41a, die durch das Trägersubstrat 1 führt, mit einem ersten Kontaktbereich 30a, 31a elektrisch leitend verbunden.In each case a first connection surface 8a is electrically conductively connected to a first contact region 30a, 31a via a first via 40a, 41a, which leads through the carrier substrate 1.
Die Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c weisen jeweils eine zweite Kontaktschicht auf der von dem Trägersubstrat 1 abgewandten Oberfläche des Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c auf. Die zweite Kontaktschicht ist jeweils über einen Kontaktleiter 5 mit der zweiten Anschlussfläche 8b elektrisch leitend verbunden, wobei jeweils neben den Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c eine Stützschicht 6 angeordnet ist, auf der der Kontaktleiter 5 geführt ist. Bevorzugt weist die Stützschicht 6 eine keilförmige Form auf, sodass der Kontaktleiter 5 beginnend auf der dem Trägersubstrat 1 abgewandten Oberfläche des Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c auf der von dem Trägersubstrat 1 abgewandten Oberfläche der Stützschicht 6, vorzugsweise in einem möglichst geringen Abstand zum Trägersubstrat 1, zur zweiten Anschlussfläche 8b geführt werden kann.The light-emitting diode chips 2 a, 2 b, 2 c each have a second contact layer on the surface of the light-emitting diode chip 2 a, 2 b, 2 c facing away from the carrier substrate 1. The second contact layer is in each case electrically conductively connected via a contact conductor 5 to the second connection surface 8b, wherein in each case a support layer 6 is arranged next to the light-emitting diode chips 2a, 2b, 2c, on which the contact conductor 5 is guided. Preferably, the support layer 6 has a wedge-shaped form, so that the contact conductor 5 starting on the surface of the light-emitting diode chip 2 a, 2 b, 2 c facing away from the carrier substrate 1 on the surface of the support layer 6 facing away from the carrier substrate 1, preferably in the smallest possible distance from the carrier substrate. 1 , Can be performed to the second pad 8b.
Die zweiten Anschlussflächen 8b sind jeweils über zweite Durchkontaktierungen 40b, 41b mit jeweils einem zweiten Kontaktbereich 30b, 31b elektrisch leitend verbunden.The second connection surfaces 8b are each electrically conductively connected via second plated-through holes 40b, 41b, each with a second contact region 30b, 31b.
Bevorzugt wird die erste Anschlussfläche 8a jeweils durch die den Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c zugewandte Oberfläche der ersten Durchkontaktierung 40a, 41a gebildet, und die zweite Anschlussfläche 8b jeweils durch die den Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c zugewandte Oberfläche der zweiten Durchkontaktierung 40b, 41b gebildet.The first connection surface 8a is preferably formed by the surface of the first via 40a, 41a facing the light-emitting diode chips 2a, 2b, 2c, and the second one Terminal surface 8b respectively formed by the light emitting diode chips 2a, 2b, 2c facing surface of the second via 40b, 41b.
Die Kontaktierung der Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c erfolgt somit durch erste und zweite Durchkontaktierungen 40a, 41a, 40b, 41b, die durch das Trägersubstrat 1 führen und durch Kontaktleiter 5, die in einem möglichst geringen Abstand zum Trägersubstrat 1 geführt sind. Durch diese Art der elektrischen Kontaktierung ergeben sich mit Vorteil geringe Modulabmessungen .The contacting of the LED chips 2a, 2b, 2c thus takes place by first and second plated-through holes 40a, 41a, 40b, 41b, which lead through the carrier substrate 1 and through contact conductors 5, which are guided in the smallest possible distance to the carrier substrate 1. By this type of electrical contacting arise with advantage small module dimensions.
Die ersten Kontaktbereiche 30a, 31a sind bevorzugt als Wärmesenke ausgebildet. Das bedeutet, dass die ersten Kontaktbereiche 30a, 31a vorzugsweise ein Material mit guter Wärmeleitfähigkeit und/oder eine ausreichende Dicke aufweisen. Dadurch kann mit Vorteil die in den Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c erzeugte Wärmemenge ausreichend von den Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c abgeführt werden, sodass sich die Gefahr einer Schädigung der Leuchtdiodenchips 2a,The first contact regions 30a, 31a are preferably formed as a heat sink. This means that the first contact regions 30a, 31a preferably have a material with good thermal conductivity and / or a sufficient thickness. As a result, the amount of heat generated in the light-emitting diode chips 2a, 2b, 2c can advantageously be dissipated sufficiently from the light-emitting diode chips 2a, 2b, 2c, so that the risk of damage to the light-emitting diode chips 2a,
2b, 2c verringert.2b, 2c reduced.
Bevorzugt ist der Leuchtdiodenchip 2a, der beispielsweise Strahlung im roten Spektralbereich emittiert, separat von dem zweiten und dritten Leuchtdiodenchip 2b, 2c elektrisch ansteuerbar, die zum Beispiel Strahlung im grünen und blauen Spektralbereich emittieren. Dazu ist jeweils der erste Leuchtdiodenchip 2a auf einer ersten Anschlussfläche 8a, die mit dem ersten Kontaktbereich 30a elektrisch leitend verbunden ist, angeordnet und der zweite und dritteThe light-emitting diode chip 2 a, which emits radiation in the red spectral range, for example, can be electrically driven separately from the second and third light-emitting diode chips 2 b, 2 c, which emit radiation in the green and blue spectral range, for example. For this purpose, in each case the first light-emitting diode chip 2a is arranged on a first connection surface 8a, which is electrically conductively connected to the first contact region 30a, and the second and third
Leuchtdiodenchip 2b, 2c gemeinsam auf einer weiteren ersten Anschlussfläche 8a, die von der ersten Anschlussfläche 8a elektrisch isoliert ist und die mit einem weiteren ersten Kontaktbereich 31a elektrisch leitend verbunden ist, angeordnet .LED chip 2b, 2c together on a further first pad 8a, which is electrically insulated from the first pad 8a and that with another first Contact region 31 a is electrically conductively connected, arranged.
Die von dem Leuchtdioden-Modul emittierte Strahlung ergibt sich durch additive Farbmischung der von den einzelnenThe radiation emitted by the light-emitting diode module results from additive color mixing of the individual
Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c emittierten Strahlungen. Bei den in den genannten Spektralbereichen emittierten Strahlungen im roten, grünen und blauen Spektralbereich wird durch additive Farbmischung der Eindruck von weißem Licht hervorgerufen.LED chips 2a, 2b, 2c emitted radiation. In the red, green and blue spectral regions emitted in the abovementioned spectral ranges, the impression of white light is caused by additive color mixing.
Durch die zumindest teilweise elektrisch getrennte Ansteuerung der Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c kann im Betrieb des Moduls der Farbort der von dem Leuchtdioden-Modul emittierten Strahlung in einen Farbortbereich eines gewünschten Farborts verschoben werden. Ist beispielsweise ein Farbort der von dem Modul emittierten Strahlung erwünscht, der einen höheren Rot-Anteil aufweist, so kann durch eine separate Ansteuerung des ersten Leuchtdiodenchips der Rotanteil der von dem Modul emittierten Strahlung erhöht werden, sodass mit Vorteil der Farbortbereich einer Warmweißverteilung vorliegt.As a result of the at least partially electrically separate activation of the light-emitting diode chips 2a, 2b, 2c, during operation of the module, the color location of the radiation emitted by the light-emitting diode module can be shifted into a color locus range of a desired color locus. If, for example, a color locus of the radiation emitted by the module is desired, which has a higher red component, the red component of the radiation emitted by the module can be increased by separate activation of the first LED chip, so that the color locus of a warm white distribution is advantageously present.
Die Stützschicht 6 enthält bevorzugt Benzocyclobuten (BCB) . Die Stützschicht 6 wird bevorzugt bei der Herstellung des Leuchtdioden-Moduls als Formmasse auf das Trägersubstrat 1 aufgeschleudert und nachfolgend verfestigt.The support layer 6 preferably contains benzocyclobutene (BCB). The support layer 6 is preferably spin-coated onto the carrier substrate 1 during the production of the light-emitting diode module as a molding compound and subsequently solidified.
Die ersten und zweiten Kontaktbereiche 30a, 30b, 31a, 31b, die ersten und zweiten Durchkontaktierungen 40a, 40b, 41a, 41b und die Kontaktleiter 5 enthalten bevorzugt Kupfer, dasThe first and second contact areas 30a, 30b, 31a, 31b, the first and second vias 40a, 40b, 41a, 41b, and the contact conductors 5 preferably include copper
Trägersubstrat 1 enthält bevorzugt eine Keramik. - 2A -Carrier substrate 1 preferably contains a ceramic. - 2A -
In Figur 2 sind die elektrischen Kontaktierungen der einzelnen Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c, also die Kontaktleiter, der Übersicht halber nicht eingetragen.In FIG. 2, the electrical contacts of the individual light-emitting diode chips 2 a, 2 b, 2 c, that is to say the contact conductors, are not shown for the sake of clarity.
Das in Figur 3 dargestellte Ausführungsbeispiel einesThe illustrated in Figure 3 embodiment of a
Leuchtdioden-Moduls unterscheidet sich von dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel in der elektrischen Kontaktierung der Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c.Light-emitting diode module differs from the embodiment shown in Figure 1 in the electrical contacting of the LED chips 2a, 2b, 2c.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 3 sind jeweils eine erste Kontaktschicht 9a und eine zweite Kontaktschicht 9b auf der dem Trägersubstrat 1 zugewandten Oberfläche der Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c angeordnet. Jeweils eine erste Anschlussflache 8a ist, bevorzugt mittels einer Lotschicht 7, mit der ersten Kontaktschicht 9a elektrisch leitend verbunden. Jeweils eine zweite Anschlussflache 8b ist, vorzugsweise mittels einer zweiten Lotschicht 7, mit jeweils der zweiten Kontaktschicht 9b elektrisch leitend verbunden.In the exemplary embodiment of FIG. 3, in each case a first contact layer 9a and a second contact layer 9b are arranged on the surface of the light-emitting diode chips 2a, 2b, 2c facing the carrier substrate 1. In each case a first connection surface 8a is electrically conductively connected to the first contact layer 9a, preferably by means of a solder layer 7. In each case, a second connection surface 8b is electrically conductively connected, preferably by means of a second solder layer 7, to the respective second contact layer 9b.
Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel aus Figur 1 sind die Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c als Flip-Chip- Leuchtdiodenchips ausgebildet. In dem Ausführungsbeispiel aus Figur 3 finden demnach keine Kontaktleiter und Stützschichten Anwendung .In contrast to the embodiment of Figure 1, the LED chips 2a, 2b, 2c are formed as flip-chip LED chips. Accordingly, no contact conductors and supporting layers are used in the embodiment of FIG.
Das in Figur 4 dargestellte Ausführungsbeispiel eines Leuchtdioden-Moduls unterscheidet sich von dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel in der elektrischen Kontaktführung der Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c.The exemplary embodiment of a light-emitting diode module illustrated in FIG. 4 differs from the exemplary embodiment shown in FIG. 1 in the electrical contact guidance of the light-emitting diode chips 2a, 2b, 2c.
Die Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c sind, wie in dem Beispiel aus Figur 1, mit einer ersten Kontaktschicht 9a und einer zweiten Kontaktschicht 9b ausgebildet, die jeweils auf gegenüberliegende Oberflächen der Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c angeordnet sind. Die erste Kontaktschicht 9a der Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c ist jeweils auf einer ersten Anschlussfläche 8a, bevorzugt mittels einer Lotschicht 7, angeordnet und mit dieser elektrisch leitend verbunden.The LED chips 2a, 2b, 2c are, as in the example of Figure 1, formed with a first contact layer 9a and a second contact layer 9b, each on opposite surfaces of the LED chips 2a, 2b, 2c are arranged. The first contact layer 9a of the light-emitting diode chips 2a, 2b, 2c is in each case arranged on a first connection surface 8a, preferably by means of a solder layer 7, and connected to it in an electrically conductive manner.
Im Unterschied zu dem in Figur 1 dargestellten Leuchtdioden- Modul ist bei dem Ausführungsbeispiel aus Figur 4 auf der von dem Trägersubstrat 1 abgewandten Seite der Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c ein Substrat 13 angeordnet. Die Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c sind demnach zwischen dem Trägersubstrat 1 und dem Substrat 13 angeordnet.In contrast to the light-emitting diode module shown in FIG. 1, in the exemplary embodiment from FIG. 4 a substrate 13 is arranged on the side of the light-emitting diode chips 2 a, 2 b, 2 c facing away from the carrier substrate 1. The light-emitting diode chips 2 a, 2 b, 2 c are therefore arranged between the carrier substrate 1 and the substrate 13.
Das Substrat 13 ist bevorzugt ein Glassubstrat oder eine für die von den Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c emittierte Strahlung transparente Folie, beispielsweise eine Glasfolie. Besonders bevorzugt ist das Substrat eine Streuscheibe mit darin enthaltenen Streupartikeln. An den Streupartikeln wird die von der aktiven Schicht der Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c emittierte Strahlung vorzugsweise ungerichtet in alleThe substrate 13 is preferably a glass substrate or a transparent foil, for example a glass foil, for the radiation emitted by the light-emitting diode chips 2 a, 2 b, 2 c. Particularly preferably, the substrate is a lens with scattering particles contained therein. At the scattering particles, the radiation emitted by the active layer of the light-emitting diode chips 2 a, 2 b, 2 c is preferably omnidirectional in all
Raumrichtungen gestreut. Bevorzugt sind die Streupartikel gleichmäßig in dem Substrat 13 verteilt, sodass sich die Streustrahlung gleichmäßig ausbreitet. Dadurch lassen sich Farbinhomogenitäten über den Abstrahlwinkel verringern. Eine homogene Abstrahlcharakteristik der von dem Modul emittierten Strahlung wird mit Vorteil erzielt.Spatial directions scattered. Preferably, the scattering particles are uniformly distributed in the substrate 13, so that the scattered radiation propagates uniformly. As a result, color inhomogeneities can be reduced over the emission angle. A homogeneous radiation characteristic of the radiation emitted by the module is achieved with advantage.
Das Substrat 13 weist auf der den Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c zugewandten Seite strukturierte Leiterbahnen 10 auf. Die zweite Kontaktschicht 9b der Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c ist jeweils mit einem Teilbereich der Leiterbahnen 10, bevorzugt mittels eines Lotes, elektrisch leitend verbunden. Ferner ist zwischen dem Trägersubstrat 1 und dem Substrat 13 eine Planarisierungsschicht 12a, 12b angeordnet. Die Planarisierungsschicht weist jeweils eine Aussparung in dem Bereich der zweiten Kontaktschicht 9b der Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c auf.The substrate 13 has printed conductors 10 on the side facing the light-emitting diode chips 2 a, 2 b, 2 c. The second contact layer 9b of the light-emitting diode chips 2a, 2b, 2c is in each case electrically conductively connected to a partial region of the conductor tracks 10, preferably by means of a solder. Furthermore, a planarization layer 12a, 12b is arranged between the carrier substrate 1 and the substrate 13. The planarization layer has in each case a recess in the region of the second contact layer 9b of the light-emitting diode chips 2a, 2b, 2c.
Die zweite Anschlussfläche 8b ist jeweils über eine dritte Durchkontaktierung 11, die durch die Planarisierungsschicht 12a, 12b führt, mit dem Teilbereich der Leiterbahn 10, mit dem die zweite Kontaktschicht 9b jeweils einesThe second connection surface 8b is in each case via a third plated through-hole 11, which leads through the planarization layer 12a, 12b, to the partial region of the conductor track 10, with which the second contact layer 9b is one each
Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c elektrisch leitend verbunden ist, elektrisch leitend verbunden. Somit ist jeweils ein Teilbereich der Leiterbahn 10 mit jeweils genau einer KontaktSchicht 9b genau eines Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c elektrisch leitend verbunden. Ferner ist jeweils einLED chips 2a, 2b, 2c is electrically connected, electrically conductively connected. Thus, in each case one subregion of the conductor track 10 is electrically conductively connected to precisely one contact layer 9b of precisely one light-emitting diode chip 2a, 2b, 2c. Furthermore, each one
Teilbereich der Leiterbahn 10 jeweils genau mit einer dritten Durchkontaktierung 11 elektrisch leitend verbunden.Part of the conductor track 10 each electrically connected to a third via 11 exactly.
Bevorzugt ist die dritte Durchkontaktierung 11, vorzugsweise mittels einer Lotschicht 7, jeweils mit einer zweitenPreferably, the third via 11, preferably by means of a solder layer 7, each with a second
Durchkontaktierung 40b, 41b elektrisch leitend verbunden.Through-connection 40b, 41b electrically conductively connected.
In diesem Fall führt die elektrische Kontaktierung der Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c somit über den ersten Kontaktbereich 30a, 31a und die erste Durchkontaktierung 40a, 41a zur ersten Kontaktschicht 9a des Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c und über die zweite Kontaktschicht 9b, der strukturierten Leiterbahn 10, der dritten Durchkontaktierung 11 und der zweiten Durchkontaktierung 40b, 41b zu dem zweiten Kontaktbereich 30b, 31b.In this case, the electrical contacting of the light-emitting diode chips 2a, 2b, 2c thus leads via the first contact region 30a, 31a and the first via 40a, 41a to the first contact layer 9a of the light-emitting diode chip 2a, 2b, 2c and via the second contact layer 9b, the structured conductor track 10, the third via 11 and the second via 40b, 41b to the second contact region 30b, 31b.
Die Planarisierungsschicht 12a, 12b enthält bevorzugt Benzocyclobuten (BCB) . Die Leiterbahnen, die ersten, zweiten und dritten Durchkontaktierungen 40a, 40b, 41a, 41b, 11 enthalten bevorzugt Kupfer.The planarization layer 12a, 12b preferably contains benzocyclobutene (BCB). The tracks, the first, second and third vias 40a, 40b, 41a, 41b, 11 preferably contain copper.
Die Auskopplung der von den Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c emittierten Strahlung erfolgt bevorzugt durch das Substrat 13. Die Strahlungsauskopplung ist in Figur 4 durch Pfeile dargestellt .The decoupling of the radiation emitted by the light-emitting diode chips 2a, 2b, 2c is preferably effected by the substrate 13. The radiation decoupling is illustrated by arrows in FIG.
Das in Figur 5 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt im Unterschied zu den in den Figuren 1, 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispielen eine alternative elektrische Kontaktiermöglichkeit der Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c.The embodiment shown in Figure 5, in contrast to the embodiments shown in Figures 1, 3 and 4, an alternative electrical contacting possibility of the LED chips 2a, 2b, 2c.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind jeweils die erste Kontaktschicht 9a auf der dem Trägersubstrat 1 zugewandten Oberfläche und die zweite Kontaktschicht 9b auf der von dem Trägersubstrat 1 abgewandten Oberfläche der Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c angeordnet, wobei die zweite Kontaktschicht 9b eine Stromverteilungsstruktur aufweist.In this exemplary embodiment, in each case the first contact layer 9a on the surface facing the carrier substrate 1 and the second contact layer 9b are arranged on the surface of the light-emitting diode chips 2a, 2b, 2c remote from the carrier substrate 1, the second contact layer 9b having a current distribution structure.
Die zweite Kontaktschicht 9b setzt sich demnach aus einem Anschlussbereich und aus Anschlussbahnen zusammen, wodurch mit Vorteil eine Stromaufweitung erfolgt, sodass sich eine homogene Abstrahlcharakteristik der Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c ermöglicht.Accordingly, the second contact layer 9b is composed of a connection region and of connection paths, whereby an expansion of the current advantageously takes place, so that a homogeneous emission characteristic of the light-emitting diode chips 2a, 2b, 2c is possible.
Auf der von dem Trägersubstrat 1 abgewandten Oberfläche der Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c ist eine elektrisch leitende Schicht 15 angeordnet. Auf der elektrisch leitenden Schicht 15 ist ein Substrat 13 angeordnet, wobei das Substrat 13 auf der den Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c zugewandten Oberfläche eine strukturierte TCO-Schicht 16 aufweist, die beispielsweise ITO (Indiumzinnoxid) enthält. Ferner weist die den Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c zugewandte Oberfläche der strukturierten TCO-Schicht 16 strukturierte Leiterbahnen 17 auf, die jeweils als Ringstruktur ausgebildet sind.An electrically conductive layer 15 is arranged on the surface of the light-emitting diode chips 2 a, 2 b, 2 c facing away from the carrier substrate 1. A substrate 13 is arranged on the electrically conductive layer 15, the substrate 13 having on the surface facing the LED chips 2a, 2b, 2c a structured TCO layer 16 containing, for example, ITO (indium tin oxide). Furthermore, the surface of the structured TCO layer 16 facing the light-emitting diode chips 2 a, 2 b, 2 c has structured printed conductors 17 which are each designed as a ring structure.
Die zweite Kontaktschicht 9b ist somit jeweils mit einer Ringstruktur 17 über die elektrisch leitende Schicht 15 elektrisch leitend verbunden. Ferner ist die strukturierte TCO-Schicht 16 jeweils über einen Rahmenkontakt 18 mit einer zweiten Anschlussflache 8b elektrisch leitend verbunden.The second contact layer 9b is thus in each case electrically conductively connected to a ring structure 17 via the electrically conductive layer 15. Furthermore, the structured TCO layer 16 is electrically conductively connected in each case via a frame contact 18 to a second connection surface 8b.
Demnach ist zwischen den Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c und dem Substrat 13 jeweils die elektrisch leitende Schicht 15, strukturierte Leiterbahnen 17 und eine strukturierte TCO- Schicht 16 angeordnet.Accordingly, in each case the electrically conductive layer 15, structured conductor tracks 17 and a structured TCO layer 16 are arranged between the light-emitting diode chips 2 a, 2 b, 2 c and the substrate 13.
Das Substrat 13 des Ausführungsbeispiels aus Figur 5 entspricht im Wesentlichen dem Substrat 13 des Ausführungsbeispiels aus Figur 4.The substrate 13 of the embodiment from FIG. 5 substantially corresponds to the substrate 13 of the exemplary embodiment from FIG. 4.
Jeweils ein Teilbereich der strukturierten TCO-Schicht 16 und jeweils eine Ringstruktur 17 sind jeweils über einem Leuchtdiodenchip 2a, 2b, 2c angeordnet und mit diesem über die elektrisch leitende Schicht 15 elektrisch leitend verbunden. Dabei sind die elektrisch leitende Schicht 15, die strukturierte TCO- Schicht 16 und die Ringstruktur 17 so ausgebildet, dass die Schichten, die jeweils mit einem Leuchtdiodenchip 2a, 2b, 2c elektrisch leitend verbunden sind, zu den mit den benachbarten Leuchtdiodenchips elektrisch leitend verbundenen Schichten mittels eines Abstandes elektrisch voneinander isoliert sind. Die elektrische Kontaktierung der Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c führt in diesem Ausführungsbeispiel jeweils über die elektrisch leitende Schicht 15, über die Ringstruktur 17, über die TCO-Schicht 16 und über den Rahmenkontakt 18 zur zweiten Durchkontaktierung 40b des Trägersubstrats 1.In each case, a subregion of the structured TCO layer 16 and in each case a ring structure 17 are respectively arranged above a light-emitting diode chip 2 a, 2 b, 2 c and electrically conductively connected thereto via the electrically conductive layer 15. In this case, the electrically conductive layer 15, the structured TCO layer 16 and the ring structure 17 are formed such that the layers, which are each electrically conductively connected to a light-emitting diode chip 2a, 2b, 2c, to the layers electrically connected to the adjacent light-emitting diode chips are electrically isolated from each other by a distance. The electrical contacting of the LED chips 2a, 2b, 2c leads in this embodiment in each case via the electrically conductive layer 15, via the ring structure 17, via the TCO layer 16 and via the frame contact 18 to the second via 40b of the carrier substrate 1.
Bevorzugt sind die Rahmenkontakte 18 ICA-Kontakte . Die elektrisch leitende Schicht 15 ist bevorzugt eine ACA- Schicht .Preferably, the frame contacts 18 are ICA contacts. The electrically conductive layer 15 is preferably an ACA layer.
Die Auskopplung der von den Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c emittierten Strahlung erfolgt, wie in dem Ausführungsbeispiel aus Figur 4, bevorzugt durch das Substrat 13. Die Strahlungsauskopplung ist in Figur 5 durch Pfeile dargestellt.The decoupling of the radiation emitted by the light-emitting diode chips 2a, 2b, 2c takes place, as in the exemplary embodiment from FIG. 4, preferably through the substrate 13. The radiation decoupling is illustrated by arrows in FIG.
Im Unterschied zu den Ausführungsbeispielen aus den Figuren 1, 3 und 4 sind bei dem Ausführungsbeispiel aus Figur 5 die Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c und die Rahmenkontakte 18 auf einer Metallisierung 14, die bevorzugt AlN enthält, angeordnet .In contrast to the exemplary embodiments from FIGS. 1, 3 and 4, in the exemplary embodiment from FIG. 5 the light-emitting diode chips 2a, 2b, 2c and the frame contacts 18 are arranged on a metallization 14 which preferably contains AlN.
Das in Figur 6 dargestellte Leuchtdioden-Modul stellt eine schematische perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Leuchtdioden-Moduls dar. Im Unterschied zu dem in Figur 2 dargestelltenThe light-emitting diode module shown in Figure 6 is a schematic perspective view of another embodiment of a light-emitting diode module. In contrast to that shown in Figure 2
Ausführungsbeispiel ist auf dem Trägersubstrat 1 zusätzlich ein Reflektor 19 angeordnet, der die Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c umgibt.Embodiment is additionally arranged on the support substrate 1, a reflector 19 which surrounds the LED chips 2a, 2b, 2c.
Der Reflektor 19 umgibt die Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c bevorzugt rahmenförmig . Dadurch kann die von den Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c emittierte Strahlung in Richtung Auskoppelfläche reflektiert werden, sodass sich die Auskoppeleffizienz des Leuchtdioden-Moduls mit Vorteil erhöht .The reflector 19 preferably surrounds the light-emitting diode chips 2a, 2b, 2c in the shape of a frame. As a result, the radiation emitted by the light-emitting diode chips 2 a, 2 b, 2 c can travel in the direction of Outcoupling surface are reflected, so that the Auskoppeleffizienz the light-emitting diode module increases advantageously.
Der Reflektor 19 ist bevorzugt auf das Trägersubstrat aufgesetzt. Der Reflektor 19 enthält bevorzugt Silizium, wobei besonders bevorzugt die Innenflächen 20 des Reflektors, die den Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c zugewandt sind, als verspiegelte Flächen ausgebildet sind.The reflector 19 is preferably placed on the carrier substrate. The reflector 19 preferably contains silicon, wherein particularly preferably the inner surfaces 20 of the reflector, which face the LED chips 2a, 2b, 2c, are formed as mirrored surfaces.
Vorzugsweise sind die Innenflächen 20 des Reflektors, die den Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c zugewandt sind, schräg ausgebildet. Dadurch kann die auf die Innenflächen 20 des Reflektors treffende Strahlung abhängig von der Abstrahlcharakteristik der Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c gezielt in Richtung Auskoppelflache reflektiert werden.Preferably, the inner surfaces 20 of the reflector, which are facing the LED chips 2a, 2b, 2c, formed obliquely. As a result, the radiation impinging on the inner surfaces 20 of the reflector can be selectively reflected in the direction of decoupling surface, depending on the emission characteristic of the LED chips 2a, 2b, 2c.
In Figur 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Leuchtdioden-Moduls dargestellt. Ein wie in den Figuren 1, 2, 3, 4, 5 oder 6 dargestelltes LED-Modul 100 ist in einemFIG. 7 shows a further exemplary embodiment of a light-emitting diode module. An LED module 100 as shown in FIGS. 1, 2, 3, 4, 5 or 6 is in one
Gehäuse, das bevorzugt Epoxidharz enthält, eingebracht. Das in das Gehäuse eingesetzte LED-Modul 100 weist jedoch kein Trägersubstrat 1 auf. Das Trägersubstrat 1 ist hier ein Teil des Gehäuses und bildet die Montagefläche der Leuchtdiodenchips. Das Gehäuse setzt sich somit aus dem Trägersubstrat 1 und einem Reflektor 19 zusammen. Der Reflektor 19 weist bevorzugt reflektierende Innenflächen 20 auf, die dem LED-Modul 100 zugewandt sind.Housing, which preferably contains epoxy resin introduced. However, the LED module 100 inserted in the housing does not have a carrier substrate 1. The carrier substrate 1 is here a part of the housing and forms the mounting surface of the LED chips. The housing is thus composed of the carrier substrate 1 and a reflector 19. The reflector 19 preferably has reflective inner surfaces 20 which face the LED module 100.
Auf dem Gehäuse ist bevorzugt ein optisches Element 21 angeordnet, das vorzugsweise der Strahlungsauskoppelseite der Leuchtdiodenchips nachgeordnet ist. Unter optischen Elementen 21 sind unter anderem Komponenten zu verstehen, die für die von der aktiven Schicht der Leuchtdiodenchips emittierte Strahlung strahlformende Eigenschaften aufweisen, die also insbesondere die Abstrahlcharakteristik und/oder die Direktionalität der emittierten Strahlung gezielt beeinflussen. Beispielsweise ist den Leuchtdiodenchips in Abstrahlrichtung eine Linse nachgeordnet. Ferner kann unter einem optischen Element ebenso ein für die von den Leuchtdiodenchips emittierte Strahlung transparenter Deckel zu verstehen sein, der die Leuchtdiodenchips vor mechanischen Einflüssen schützt, wie beispielsweise eine transparente Folie oder eine Glasplatte.On the housing, an optical element 21 is preferably arranged, which is preferably arranged downstream of the radiation outcoupling side of the LED chips. Under optical elements 21 are, inter alia, components to understand that for the radiation emitted by the active layer of the light-emitting diode chips has jet-forming properties, which therefore specifically influence, in particular, the emission characteristic and / or the directionality of the emitted radiation. For example, the LED chips in the emission direction downstream of a lens. Furthermore, an optical element can also be understood to be a transparent cover for the radiation emitted by the light-emitting diode chips, which protects the light-emitting diode chips from mechanical influences, such as a transparent foil or a glass plate.
Das in Figur 7 dargestellte optische Element 21 ist während des Verfahrensschrittes des Aufbringens des optischen Elements 21 auf das Gehäuse dargestellt. Das bedeutet, dass das optische Element 21 noch auf das Gehäuse so heruntergeklappt werden muss, dass das optische Element 21 mit der Oberfläche des Gehäuses, die von dem Trägersubstrat 1 abgewandt ist, in Kontakt gebracht wird. Die Richtung des Herunterklappens ist in Figur 7 durch einen Pfeil dargestellt .The optical element 21 shown in Figure 7 is shown during the process step of applying the optical element 21 to the housing. This means that the optical element 21 still has to be folded down onto the housing in such a way that the optical element 21 is brought into contact with the surface of the housing, which is remote from the carrier substrate 1. The direction of the folding down is shown in Figure 7 by an arrow.
Durch die elektrische Kontaktierung der Leuchtdiodenchips des Leuchtdioden-Moduls, die über Durchkontaktierungen durch das Trägersubstrat 1 geführt ist, können optische Elemente 21 chipnah an die Leuchtdiodenchips angeordnet werden, ohne dabei die elektrischen Kontaktierungen der Gefahr einer Schädigung auszusetzen, wie es beispielsweise bei einem herkömmlichen Bonddraht nachteilig möglich wäre.As a result of the electrical contacting of the light-emitting diode chips of the light-emitting diode module, which is guided via plated-through holes through the carrier substrate 1, optical elements 21 can be arranged near the chips to the light-emitting diode chips, without exposing the electrical contacts to the risk of damage, as is the case, for example, with a conventional bonding wire disadvantageous would be possible.
Die in den Figuren 8a bis 8c dargestellten Ausführungsbeispiele stellen Zwischenprodukte während der Herstellung der LED-Module 100a, 100b dar, die vor dem Aufteilen des Trägersubstrats in eine Mehrzahl von gesonderten Leuchtdioden-Modulen 100a, 100b entstehen.The exemplary embodiments illustrated in FIGS. 8a to 8c represent intermediate products during the production of the LED modules 100a, 100b, which are located before the Dividing the carrier substrate into a plurality of separate light-emitting diode modules 100a, 100b arise.
Die Leuchtdioden-Module werden bevorzugt in einem Verbund, der eine Mehrzahl von Leuchtdioden-Modulen 100a, 100b aufweist, hergestellt. Die Herstellung von oberflächenmontierbaren Leuchtdioden-Modulen in Großserie ist somit mit Vorteil möglich.The light-emitting diode modules are preferably produced in a composite which has a plurality of light-emitting diode modules 100a, 100b. The production of surface mountable light-emitting diode modules in mass production is thus possible with advantage.
Dazu werden mehrere erste und zweite Kontaktbereiche, mehrere erste und zweite Anschlussflächen, mehrere erste und zweite Durchkontaktierungen und mehrere erste, zweite und dritte Leuchtdiodenchips auf einem Trägersubstrat gemeinsam angeordnet. Anschließend wird der Verbund, bevorzugt mittels beispielsweise Schnitten 22, zu oberflächenmontierbaren Leuchtdioden-Modulen 100a, 100b vereinzelt. Nach dem Vereinzeln liegen die oberflächenmontierbaren Leuchtdioden- Module 100a, 100b individuell vor.For this purpose, a plurality of first and second contact regions, a plurality of first and second connection surfaces, a plurality of first and second plated-through holes and a plurality of first, second and third light-emitting diode chips are arranged together on a carrier substrate. Subsequently, the composite is separated, preferably by means of, for example, cuts 22, to form surface-mounted light-emitting diode modules 100a, 100b. After separation, the surface-mountable light-emitting diode modules 100a, 100b are individually present.
Bevorzugt weist jedes oberflächenmontierbare Leuchtdioden-Preferably, each surface mountable light emitting diode
Modul 100a, 100b nach dem Vereinzeln genau einen ersten, einen zweiten und einen dritten Leuchtdiodenchip auf .Module 100a, 100b after separating exactly a first, a second and a third LED chip on.
Ferner ist es durch die Herstellung der Leuchtdioden-Module in Großserie mit Vorteil auch möglich, die Anzahl der in einem Leuchtdioden-Modul 100a, 100b angeordneten Leuchtdiodenchips individuell an die für das Leuchtdioden- Modul vorgesehene Anwendung anzupassen.Furthermore, it is also possible with the production of the light-emitting diode modules in mass production to adapt the number of light-emitting diode chips arranged in a light-emitting diode module 100a, 100b individually to the application intended for the light-emitting diode module.
Die individuellen oberflächenmontierbaren Leuchtdioden-ModuleThe individual surface-mountable light-emitting diode modules
100a, 100b können nach der Vereinzelung elektrisch und optisch geprüft werden. Alternativ kann der gesamte Verbund vor Vereinzelung elektrisch und optisch geprüft und anschließend separiert werden. Nach der Vereinzelung können die oberflächenmontierbaren Leuchtdioden-Module 100a, 100b vorzugsweise für die Montage auf beispielsweise einer Leiterplatte konfektioniert werden.100a, 100b can be electrically and optically tested after separation. Alternatively, the entire composite before separation electrically and optically tested and subsequently separated. After singulation, the surface-mountable light-emitting diode modules 100a, 100b can preferably be assembled for mounting on, for example, a printed circuit board.
Figur 8A stellt einen Verbund aus in Figur 1 dargestellten Leuchtdioden-Modulen 100a, 100b dar, Figur 8B stellt einen Verbund aus in Figur 4 dargestellten Leuchtdioden-Modulen dar und Figur 8C stellt einen Verbund aus in Figur 5 dargestellten Leuchtdioden-Modulen dar.FIG. 8A illustrates a composite of light-emitting diode modules 100a, 100b illustrated in FIG. 1, FIG. 8B illustrates a composite of light-emitting diode modules illustrated in FIG. 4, and FIG. 8C illustrates a composite of light-emitting diode modules illustrated in FIG.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2008 021 402.7, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.This patent application claims the priority of German patent application 10 2008 021 402.7, the disclosure of which is hereby incorporated by reference.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt, sondern umfasst jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist. The invention is not limited by the description based on the embodiments of this, but includes any new feature and any combination of features, which in particular includes any combination of features in the claims, even if this feature or combination itself is not explicitly in the claims or Embodiments is given.

Claims

Patentansprüche claims
1. Oberflächenmontierbares Leuchtdioden-Modul (100), das ein1. Surface mountable light-emitting diode module (100), the one
Trägersubstrat (1) aufweist, auf dem mindestens drei Leuchtdiodenchips (2a, 2b, 2c) angeordnet sind, die jeweils eine aktive Schicht zur Erzeugung von elektromagnetischer Strahlung aufweisen, wobei das Trägersubstrat (1) mindestens drei erste und drei zweite elektrische Anschlussflächen (8a, 8b) aufweist, - die Leuchtdiodenchips (2a, 2b, 2c) jeweils eine erste Kontaktschicht (9a) aufweisen, die jeweils mit einer ersten Anschlussfläche (8a) elektrisch leitend verbunden ist, die Leuchtdiodenchips (2a, 2b, 2c) jeweils eine zweite Kontaktschicht (9b) aufweisen, die jeweils mit einer zweiten Anschlussfläche (8b) elektrisch leitend verbunden ist, ein erster Leuchtdiodenchip (2a) Strahlung im roten Spektralbereich, ein zweiter Leuchtdiodenchip (2b) Strahlung im grünen Spektralbereich und ein dritterCarrier substrate (1), on which at least three light-emitting diode chips (2a, 2b, 2c) are arranged, each having an active layer for generating electromagnetic radiation, wherein the carrier substrate (1) at least three first and three second electrical pads (8a, 8b), - the light-emitting diode chips (2a, 2b, 2c) each have a first contact layer (9a) which is electrically conductively connected to a first connection area (8a), the light-emitting diode chips (2a, 2b, 2c) each have a second contact layer (9b) which is in each case electrically conductively connected to a second connection surface (8b), a first light-emitting diode chip (2a) radiation in the red spectral region, a second light-emitting diode chip (2b) radiation in the green spectral region and a third one
Leuchtdiodenchip (2c) Strahlung im blauen Spektralbereich emittiert, und die Leuchtdiodenchips (2a, 2b, 2c) jeweils kein Aufwachssubstrat aufweisen.LED chip (2c) emits radiation in the blue spectral range, and the LED chips (2a, 2b, 2c) each have no growth substrate.
2. Leuchtdioden-Modul gemäß Anspruch 1, bei dem mindestens zwei der mindestens drei Leuchtdiodenchips (2a, 2b, 2c) separat elektrisch ansteuerbar sind.2. Light-emitting diode module according to claim 1, wherein at least two of the at least three light-emitting diode chips (2 a, 2 b, 2 c) are electrically controlled separately.
3. .Leuchtdioden-Modul gemäß einem der vorhergehenden3. .Electric diode module according to one of the preceding
Ansprüche, bei dem das Trägersubstrat (1) auf der von den LeuchtdiodenchipsClaims in which the carrier substrate (1) on the of the light-emitting diode chips
(2a, 2b, 2c) abgewandten Oberfläche erste Kontaktbereiche (30a, 31a) aufweist, die über erste Durchkontaktierungen (40a, 41a) , die durch das Trägersubstrat (1) führen, jeweils mit den ersten Anschlussflächen (8a) elektrisch leitend verbunden sind.(2a, 2b, 2c) facing away from the first contact areas (30a, 31a) which are electrically conductively connected to the first connection surfaces (8a) via first plated-through holes (40a, 41a) which lead through the carrier substrate (1).
4. Leuchtdioden-Modul gemäß Anspruch 3, bei dem das Trägersubstrat (1) auf der von den Leuchtdiodenchips (2a, 2b, 2c) abgewandten Oberfläche zweite Kontaktbereiche (30b, 31b) aufweist, die von den ersten Kontaktbereichen (30a, 31a) elektrisch isoliert sind, und die jeweils über zweite Durchkontaktierungen (40b, 41b) , die durch das Trägersubstrat (1) führen, mit jeweils einer zweiten Anschlussfläche (8b) elektrisch leitend verbunden sind .4. Light-emitting diode module according to claim 3, wherein the carrier substrate (1) on the light emitting diode chips (2a, 2b, 2c) facing away from the second contact areas (30b, 31b), of the first contact areas (30a, 31a) electrically are isolated, and each via second vias (40b, 41b), which lead through the carrier substrate (1), each having a second pad (8b) are electrically connected.
5. Leuchtdioden-Modul gemäß Anspruch 4, bei dem jeweils die erste Kontaktschicht (9a) und die zweite Kontaktschicht (9b) auf der dem Trägersubstrat (1) zugewandten Oberfläche der Leuchtdiodenchips (2a, 2b, 2c) angeordnet sind, und jeweils die erste Anschlussflache5. Light-emitting diode module according to claim 4, wherein each of the first contact layer (9a) and the second contact layer (9b) on the carrier substrate (1) facing surface of the LED chips (2a, 2b, 2c) are arranged, and in each case the first connection Flat
(8a) mit jeweils der ersten Kontaktschicht (9a) und jeweils die zweite Anschlussfläche (8b) mit jeweils der zweiten Kontaktschicht (9b) elektrisch leitend verbunden ist.(8a) is in each case electrically conductively connected to the first contact layer (9a) and in each case the second connection surface (8b) is electrically conductively connected to the respective second contact layer (9b).
6. Leuchtdioden-Modul gemäß Anspruch 4, bei dem jeweils die erste Kontaktschicht (9a) auf der dem Trägersubstrat (1) zugewandten Oberfläche und die zweite Kontaktschicht (9b) auf der von dem Trägersubstrat (1) abgewandten Oberfläche der6. Light-emitting diode module according to claim 4, wherein each of the first contact layer (9a) on the carrier substrate (1) facing surface and the second contact layer (9b) on the carrier substrate from the (1) facing away from the surface
Leuchtdiodenchips (2a, 2b, 2c) angeordnet sind, und jeweils die zweite Kontaktschicht (9a) über jeweils einen Kontaktleiter (5) mit der zweiten Anschlussflache (8b) elektrisch leitend verbunden ist, wobei jeweils neben den Leuchtdiodenchips (2a, 2b, 2c) eine Stützschicht (6) angeordnet ist, auf der der Kontaktleiter (5) geführt ist.LED chips (2a, 2b, 2c) are arranged, and in each case the second contact layer (9a) via a respective contact conductor (5) with the second Connection surface (8b) is electrically conductively connected, wherein in each case next to the LED chips (2a, 2b, 2c), a support layer (6) is arranged, on which the contact conductor (5) is guided.
7. Leuchtdioden-Modul gemäß Anspruch 4, bei dem jeweils die erste Kontaktschicht (9a) auf der dem Trägersubstrat (1) zugewandten Oberfläche und die zweite Kontaktschicht (9b) auf der von dem Trägersubstrat (1) abgewandten Oberfläche der Leuchtdiodenchips (2a, 2b, 2c) angeordnet sind, auf der dem Trägersubstrat (1) abgewandten Seite der Leuchtdiodenchips (2a, 2b, 2c) ein Substrat (13) angeordnet ist, das auf der den Leuchtdiodenchips (2a, 2b, 2c) zugewandten Oberfläche strukturierte Leiterbahnen (10) aufweist, und zwischen dem Trägersubstrat (1) und dem Substrat (13) eine Planarisierungsschicht (12a, 12b) angeordnet ist, die jeweils eine Aussparung im Bereich der zweiten Kontaktschicht (9b) aufweist.7. Light-emitting diode module according to claim 4, wherein each of the first contact layer (9a) on the carrier substrate (1) facing surface and the second contact layer (9b) on the side facing away from the carrier substrate (1) surface of the LED chips (2a, 2b , 2c), on the side facing away from the carrier substrate (1) side of the LED chips (2a, 2b, 2c), a substrate (13) is arranged, on the light emitting diode chips (2a, 2b, 2c) facing surface structured conductor tracks (10 ), and between the carrier substrate (1) and the substrate (13) a planarization layer (12a, 12b) is arranged, each having a recess in the region of the second contact layer (9b).
8. Leuchtdioden-Modul gemäß Anspruch 7, bei dem jeweils die zweite Kontaktschicht (9b) mit jeweils einem Teilbereich der Leiterbahnen (10) elektrisch leitend verbunden ist, und jeweils der Teilbereich der Leiterbahn (10) über jeweils eine dritte Durchkontaktierung (11) , die durch die Planarisierungsschicht (12a, 12b) führt, mit der zweiten Anschlussflache (8b) elektrisch leitend verbunden ist. 8. Light-emitting diode module according to claim 7, in which in each case the second contact layer (9b) is electrically conductively connected to in each case a subregion of the conductor tracks (10), and in each case the subregion of the conductor track (10) via a respective third through-connection (11), which leads through the planarization layer (12a, 12b), is electrically conductively connected to the second connection surface (8b).
9. Leuchtdioden-Modul gemäß Anspruch 4, bei dem jeweils die erste Kontaktschicht (9a) auf der dem Trägersubstrat (1) zugewandten Oberfläche und die zweite Kontaktschicht (9b) auf der von dem Trägersubstrat (1) abgewandten Oberfläche der9. Light-emitting diode module according to claim 4, wherein each of the first contact layer (9a) on the carrier substrate (1) facing surface and the second contact layer (9b) on the side facing away from the carrier substrate (1) surface of
Leuchtdiodenchips (2a, 2b, 2c) angeordnet sind, und die zweite Kontaktschicht (9b) eine Stromverteilungsstruktur aufweist .LED chips (2a, 2b, 2c) are arranged, and the second contact layer (9b) has a current distribution structure.
10. Leuchtdioden-Modul gemäß Anspruch 9, bei dem jeweils auf der von dem Trägersubstrat (1) abgewandten Oberfläche der Leuchtdiodenchips (2a, 2b, 2c) eine elektrisch leitende Schicht (15) angeordnet ist, auf der elektrisch leitenden Schicht (15) ein Substrat (13) angeordnet ist, wobei das Substrat (13) auf der den Leuchtdiodenchips (2a, 2b, 2c) zugewandten Oberfläche eine strukturierte TCO-Schicht (16) aufweist, die den Leuchtdiodenchips (2a, 2b, 2c) zugewandte Oberfläche der strukturierten TCO-Schicht (16) strukturierte Leiterbahnen (17) aufweist, die Stromverteilungsstruktur (9b) jeweils mit der strukturierten Leiterbahn (17) über die elektrisch leitende Schicht (15) elektrisch leitend verbunden ist, und die TCO-Schicht (16) jeweils über einen Rahmenkontakt (18) mit der zweiten Anschlussfläche (8b) elektrisch leitend verbunden ist .10. Light-emitting diode module according to claim 9, wherein in each case on the side remote from the carrier substrate (1) surface of the LED chips (2 a, 2 b, 2 c) an electrically conductive layer (15) is arranged on the electrically conductive layer (15) Substrate (13) is arranged, wherein the substrate (13) on the light emitting diode chips (2a, 2b, 2c) facing surface has a structured TCO layer (16), the light emitting diode chips (2a, 2b, 2c) facing surface of the structured TCO layer (16) has structured conductor tracks (17), the power distribution structure (9b) in each case with the structured conductor track (17) via the electrically conductive layer (15) is electrically connected, and the TCO layer (16) each via a Frame contact (18) with the second pad (8b) is electrically connected.
11. Leuchtdioden-Modul gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem auf dem Trägersubstrat (1) ein Reflektor (19) angeordnet ist, der die Leuchtdiodenchips (2a, 2b, 2c) umgibt. 11. Light-emitting diode module according to one of the preceding claims, wherein on the carrier substrate (1) a reflector (19) is arranged, which surrounds the light-emitting diode chips (2 a, 2 b, 2 c).
12. Leuchtdioden-Modul gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem den Leuchtdiodenchips (2a, 2b, 2c) ein optisches Element (21) nachgeordnet ist.12. Light-emitting diode module according to one of the preceding claims, wherein the LED chips (2a, 2b, 2c) is followed by an optical element (21).
13. Leuchtdioden-Modul gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Abstand zwischen mindestens zwei der mindestens drei Leuchtdiodenchips (2a, 2b, 2c) weniger als 20 μm beträgt.13. Light-emitting diode module according to one of the preceding claims, wherein the distance between at least two of the at least three light-emitting diode chips (2 a, 2 b, 2 c) is less than 20 microns.
14. Verfahren zur Herstellung einer Mehrzahl von oberflächenmontierbaren Leuchtdioden-Modulen (100a, 100b) mit den Schritten: - Bereitstellen eines Trägersubstrats (1) , das eine Mehrzahl von Kontaktbereichen (30a, 30b, 31a, 31b) aufweist, wobei auf der den Kontaktbereichen (30a, 30b, 31a, 31b) gegenüberliegenden Oberfläche des Trägersubstrats (1) eine Mehrzahl von ersten und zweiten elektrischen Anschlussflächen (8a, 8b) angeordnet sind, die mit den Kontaktbereichen (30a, 30b, 31a, 31b) jeweils über erste und zweite Durchkontaktierungen (40a, 40b, 41a, 41b) , die durch das Trägersubstrat (1) führen, elektrisch leitend verbunden sind,14. A method of manufacturing a plurality of surface mountable light emitting diode modules (100a, 100b) comprising the steps of: providing a carrier substrate (1) having a plurality of contact areas (30a, 30b, 31a, 31b) on the contact areas (30a, 30b, 31a, 31b) opposite surface of the carrier substrate (1) a plurality of first and second electrical connection surfaces (8a, 8b) are arranged with the contact areas (30a, 30b, 31a, 31b) respectively via first and second Vias (40a, 40b, 41a, 41b) passing through the carrier substrate (1) are electrically connected,
Bereitstellen eines Leuchtdiodenträgers, auf dem eine Mehrzahl von gesonderten und mit demProviding a light-emitting diode, on which a plurality of separate and with the
Leuchtdiodenträger verbundenen Leuchtdiodenchips (2a, 2b, 2c) angeordnet ist, wobei die Leuchtdiodenchips (2a, 2b, 2c) jeweils eine Halbleiterschichtenfolge mit einer aktiven Schicht aufweisen und das Aufwachssubstrat, auf dem die Halbleiterschichtenfolge der Leuchtdiodenchips (2a, 2b, 2c) gewachsen wurden, jeweils vollständig entfernt worden ist, Anordnen des Trägersubstrats (1) und des Leuchtdiodenträgers relativ zueinander derart, dass die Leuchtdiodenchips (2a, 2b, 2c) denLED diode chip (2a, 2b, 2c) is arranged, the LED chips (2a, 2b, 2c) each having a semiconductor layer sequence with an active layer and the growth substrate, on which the semiconductor layer sequence the LED chips (2a, 2b, 2c) were grown, each has been completely removed, arranging the carrier substrate (1) and the LED holder relative to each other such that the LED chips (2a, 2b, 2c) the
Anschlussflächen (8a, 8b) zugewandt sind, mechanisches Verbinden der Mehrzahl von Leuchtdiodenchips (2a, 2b, 2c) mit dem Trägersubstrat (1) in einem des jeweiligen Leuchtdiodenchips (2a, 2b, 2c) zugeordneten ersten Anschlussbereich, elektrisch leitendes Verbinden einer ersten Kontaktschicht (9a) des jeweiligen Leuchtdiodenchips (2a, 2b, 2c) mit einer ersten Anschlussflache (8a) des dem Leuchtdiodenchip (2a, 2b, 2c) zugeordneten ersten Anschlussbereichs und Trennen des mit demFacing connecting surfaces (8a, 8b), mechanically connecting the plurality of light-emitting diode chips (2a, 2b, 2c) with the carrier substrate (1) in one of the respective light-emitting diode chip (2a, 2b, 2c) associated first terminal region, electrically conductive connecting a first contact layer (9a) of the respective light-emitting diode chip (2a, 2b, 2c) with a first connection area (8a) of the light-emitting diode chip (2a, 2b, 2c) associated with the first terminal region and separating the with the
Trägersubstrat (1) verbundenen Leuchtdiodenchips (2a, 2b, 2c) vom Leuchtdiodenträger, elektrisch leitendes Verbinden einer zweiten Kontaktschicht (9b) des jeweiligen Leuchtdiodenchips (2a, 2b, 2c) mit jeweils einer zweiten Anschlussflache (8b) eines dem jeweiligen Leuchtdiodenchip (2a, 2b, 2c) zugeordneten zweiten Anschlussbereichs, Aufteilen des Trägersubstrats (1) in eine Mehrzahl von gesonderten Leuchtdioden-Modulen (100a, 100b) , die mindestens drei erste und drei zweite Anschlussflächen (8a, 8b) aufweisen, und mindestens drei jeweils auf einer ersten Anschlussfläche (8a) angeordnete und jeweils mit der ersten und einer zweiten Anschlussfläche (8a, 8b) elektrisch leitend verbundene Leuchtdiodenchips (2a, 2b, 2c) aufweisen, wobei ein erster Leuchtdiodenchip (2a) Strahlung im roten Spektralbereich, ein zweiter Leuchtdiodenchip (2b) Strahlung im grünen Spektralbereich und ein dritter Leuchtdiodenchip (2c) Strahlung im blauen Spektralbereich emittiert.Carrier substrate (1) connected LED chips (2a, 2b, 2c) of the light-emitting diode, electrically conductive connection of a second contact layer (9b) of the respective LED chip (2a, 2b, 2c) each having a second terminal surface (8b) of the respective LED chip (2a, 2b, 2c), dividing the carrier substrate (1) into a plurality of separate light-emitting diode modules (100a, 100b) having at least three first and three second pads (8a, 8b) and at least three each on a first one A first LED chip (2a) radiation in the red spectral region, a second light-emitting diode chip (2b) arranged and each electrically connected to the first and a second pad (8a, 8b) light emitting diode chips (2a, 2b, 2c) Radiation in the green spectral range and a third LED chip (2c) emits radiation in the blue spectral range.
15. Verfahren gemäß Anspruch 14, bei dem vor Aufbringen der Leuchtdiodenchips (2a, 2b, 2c) auf dem Trägersubstrat (1) die erste Kontaktschicht (8a) jeweils galvanisch verstärkt wird. 15. The method according to claim 14, wherein before applying the LED chips (2a, 2b, 2c) on the carrier substrate (1), the first contact layer (8a) is in each case galvanically reinforced.
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