光电组件和用于制造光电组件的方法技术

本发明专利技术以不同的实施例提供了一种光电组件(10)。此光电组件(10)具有：电路板(12)；至少一个光电第一元件(20)，其布置在电路板(12)的第一侧(14)上；散热器(24)，其具有第一表面(26)并以其第一表面(26)紧贴电路板(12)第一元件(20)对面的第二侧(16)布置，其中，在第二侧(16)和第一表面(26)之间延伸有分界面(34)；和至少一个第一焊接处(30)，借助此第一焊接处，散热器(24)直接地、材料配合地与电路板(12)相连，并且此第一焊接处与分界面(34)构成第一切面(36)，其中，第一元件(20)至少部分地覆盖此切面。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光电组件和用于制造光电组件的方法
本专利技术涉及一种光电组件和用于制造光电组件的方法。
技术介绍
常见的光电组件具有至少一个布置在电路板上的光电元件。光电元件可例如为发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)或太阳能电池。电路板以光电元件对面的电路板的一侧布置在散热器上。电路板通过连接元件固定在散热器上，例如通过螺钉和/或粘接剂，例如导热粘接剂。用于粘接剂的材料费用以及用于使用粘接剂的过程费用相对较高。粘接剂的施加和计量尤其昂贵并且为此必需的机械很贵。粘接剂中的物质可能随时间沉淀，因此，粘接剂在施加前必须搅拌或必须修复。用于施加和/或计量粘接剂的喷嘴可能随时间堵塞并因此必须更换或清洗。由于施加粘接剂而进行的粘接剂的加热通常要求温度高于100℃，并必须保持一小时。这引起高能源费用并且所需的熔炉产生很大的场地需求。此外必须注意，粘接剂要与相邻的聚合物化学相容，例如与光学元件的外表或壳体。此外，相对较好的导热粘接剂与金属基电路板或散热器相比通常具有较小的导热系数。例如，好的导热粘接剂的导热系数可小于10W/mK，例如2W/mK，与此不同，铝合金、例如散热器或电路板具有大于150W/mK的导热系数。直观来讲，导热粘接剂因此相当于热力的针孔。另外，在使用粘接剂连接电路板与散热器的情况下出现相对较高物流费用，因为必须将合适的粘接剂运输并且通常必须将其冷却。在通过螺钉固定的情况下同样出现高的过程费用，因为必须钻孔并且攻螺纹，例如在电路板和/或散热器中，其中，孔和螺纹需要占用电路板上除光电元件以外的一定空间，因此需要相对大的电路板和/或散热器。此外，螺纹连接在电路板和/或散热器的表面粗糙度提高的情况下非常容易损坏，因为那样仅实现了电路板与散热器之间接触区域内点状的支承面，此支承面实现相对较低的热量传递。DE102012219879A1描述了光电组件，其中，散热金属通过激光透射焊接连接在MCPCB上。在此，通过激光由下侧、即散热金属上由其中一个光电组件面对的那侧照射到散热金属上并焊穿整个散热器，并且还局部熔化MCPCB的一部分。在激光焊接时构成所谓的锁眼，其导致很窄但深的焊缝。在激光焊接时，散热器和电路板的两种熔化的液状材料在焊缝中相连，实现了良好的热量传递。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种光电组件，其特征在于，以简洁的和/或高效的方式和方法进一步优化了热量传递，尤其是不使用增附剂，例如焊料或粘接剂，特别是导热粘接剂。本专利技术的目的还在于，提供一种用于制造光电组件的方法，此方法可简便地和/或低成本地实施，和/或有利于在光电组件中以简洁的且/或高效的方式和方法进一步优化从光电组件的光电元件的导热性，尤其是不使用增附剂，例如焊料或粘接剂，特别是导热粘接剂。本专利技术的目的根据本专利技术的一个方面通过光电组件实现，此光电组件具有电路板；至少一个布置在电路板第一侧上的光电第一元件；散热器，其具有第一表面并以其第一表面布置在第一元件面对的电路板的第二侧上，其中，在第二侧和第一表面之间延伸有分界面；和至少一个第一焊接处，通过此第一焊接处散热器直接地并且材料配合地与电路板相连，并且此第一焊接处与分界面构成第一切面，其中，第一元件至少部分地覆盖切面。第一元件至少部分地覆盖第一切面意味着，当将光电组件如此布置时，即，电路板和散热器在水平面上延伸时，那么在对光电组件的俯视图中，第一元件至少部分地布置在第一切面之上。直观来说，第一焊接处、特别是第一切面直接布置在第一元件后侧。此外，第一切面和第一元件的有效层可至少部分地重叠。在此，第一元件的有效层可为元件的此种区域，在此区域中通过重组带电粒子产生电磁辐射。例如，有效层可以在发光二极管中为外延聚集的层组的一部分。在此，有效层可在基本平行于电路板布置的水平面上延展。分界面不是真实的表面，而只是虚构的平面，其用于定义第一切面。在构造第一焊接处之前，分界面可例如与电路板的第二侧或与散热器的第一表面一致或至少与其平行延伸。然而，在构造第一焊接处时，电路板第二侧及散热器第一表面的材料熔化，从而，在第一焊接处形成后，材料在第一焊接处区域不再明确定义，因此，在第一焊接处形成后，分界面为辅助结构，其可精确定义第一切面相对于第一元件的位置。如果电路板的第二侧和/或散热器的第一表面平坦地构造，那么，第一分界面位于平面上和/或可描述为分界平面。如果电路板的第二侧和散热器的第一表面弯曲地构造，那么，分界面与其相应地弯曲。如果电路板的第二侧和散热器的第一表面具有折弯，那么，分界面具有与其对应的折弯。直接地且材料配合地布置第一焊接处对运行中产生热量的第一元件(例如LED或OLED)来说特别好地将热量从第一元件通过电路板传导到散热器。特别好的导热性基于将电路板以提高的挤压压力压在直接位于第一元件下方的散热器上。换句话说，电路板与直接位于第一元件后侧的散热器之间的高挤压力使得从电路板向此区域的散热器传导的热阻更低。提高的挤压压力或者说提高的挤压力通过在制造第一焊接处时产生的收缩应力引起。尤其地，在焊接区中的熔化的液态材料冷却时，电路板和散热器拉向彼此，这引起直接在第一元件后侧的很高的表面压力并因此产生较低的热阻和对第一元件良好的导热性能。此外，高表面压力引起电路板和/或散热器的表面粗糙部分的变形，并因此导致电路板和散热器之间更大的接触面积，从而进一步优化导热系数和导热性能，尤其是直接在第一元件后侧或下侧的。此外，在焊接后，在焊接位置的焊缝表面上经常出现焊接材料的突起，其在焊接期间由熔化的液态材料构成并在焊缝内部造成一种材料流失，由此，除了焊接材料单纯的材料收缩以外还产生了强烈的收缩应力，从而，挤压压力或挤压力特别高。此外，由于焊接步骤熔化的面积越大，产生的固有应力和/或表面压力就越大、热量传递就越好。因此，第一焊接处的制造与收缩应力的产生相关，收缩应力引起电路板与直接位于第一元件后侧的散热器之间接触区域中提高的表面压力，这又实现了直接在第一光电元件后侧的特别好的导热性。因此，由光电第一元件产生的热量特别好地从电路板散发到散热器。这实现了，第一元件可以以特别高的功率和/或特别长时间地运行并不会损坏。如果第一元件通过钎焊或焊接固定在电路板上，那么，直接位于第一元件后侧的第一焊接处、尤其是激光焊缝还有利地使第一元件和电路板之间的钎焊或焊接在力学强度和温巡应力方面格外稳定。其原因在于，在设定的激光功率和焊接深度下钎焊和焊接的重复熔化和冷却。通过激光过程中的快速淬火，由于在逐点激光加热时非常高的冷却速度，在钎焊或焊接中出现非常细微颗粒的结构，这对力学强度以及温度冲击试验时的温巡应力格外有利。此外，省去了用于粘接剂或螺钉的材料费用，无须加热，过程可快速地、无接触地实施并且可自动化，热量传导通常比粘接和/或螺纹连接更好，在MCPCB上无需用于螺纹连接钻孔的空间，并具有高力学强度和对温度冲击应力的高温巡强度。不存在螺纹脱落或如同在粘接中的老化效应。在一优化方案中，第一元件完全覆盖第一切面。换句话说，在电路板水平放置的情况下，第一切面在俯视图中完全处于第一元件后方。这有利于实现直接在第一元件后方的特别高的导热系数并因此有利于实现从第一元件的特别好的导热性能。在一优化方案中，第一焊接处贯穿散热器的整个厚度延展。这有利于使第一焊接处能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电组件(10)，其具有‑电路板(12)，‑至少一个光电第一元件(20)，此光电第一元件布置在所述电路板(12)的第一侧(14)上，‑散热器(24)，其具有第一表面(26)并以其第一表面(26)紧贴所述第一元件(20)对面的电路板(12)的第二侧(16)布置，其中，在第二侧(16)和第一表面(26)之间延伸有分界面(34)，和‑至少一个第一焊接处(30)，借助此第一焊接处，所述散热器(24)直接地、材料配合地与所述电路板(12)相连，并且此第一焊接处与所述分界面(34)构成第一切面(36)，其中，第一元件(20)至少部分地覆盖此第一切面(36)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.24 DE 102015205354.71.一种光电组件(10)，其具有-电路板(12)，-至少一个光电第一元件(20)，此光电第一元件布置在所述电路板(12)的第一侧(14)上，-散热器(24)，其具有第一表面(26)并以其第一表面(26)紧贴所述第一元件(20)对面的电路板(12)的第二侧(16)布置，其中，在第二侧(16)和第一表面(26)之间延伸有分界面(34)，和-至少一个第一焊接处(30)，借助此第一焊接处，所述散热器(24)直接地、材料配合地与所述电路板(12)相连，并且此第一焊接处与所述分界面(34)构成第一切面(36)，其中，第一元件(20)至少部分地覆盖此第一切面(36)。2.根据权利要求1所述的光电组件(10)，其特征在于，所述第一元件(20)完全覆盖第一切面(36)。3.根据权利要求1或2中任一项所述的光电组件(10)，其特征在于，所述第一焊接处(30)贯穿散热器(24)的整个厚度延伸。4.根据前述权利要求中任一项所述的光电组件(10)，其特征在于，所述第一焊接处(30)在平行于所述分界面(34)的方向上呈线状、特别是直线状、多边形、圆形和/或曲折地构造。5.根据权利要求4所述的光电组件(10)，其特征在于，所述第一焊接处(30)构造为圆形，并且构造至少一个第二焊接处(32)，借助此第二焊接处，散热器(24)直接地、材料配合地与电路板(12)相连，此第二焊接处与所述分界面(24)构成第二切面(38)，并且此第二焊接处同心于所述第一焊接处(30)构造。6.根据权利要求4所述的光电组件(10)，其特征在于，所述第一焊接处(30)构造为直线形，并且构造至少一个第二焊接处(32)，借助此第二焊接处，散热器(24)直接地、材料配合地与电路板(12)相连，此第二焊接处与所述分界面(34)构成第二切面(38)，并且此第二焊接处平行于所述第一焊接处(30)构造。7.根据权利要求5或6中任一项所述的光电组件(10)，其特征在于，具有至少一个光电第二元件(22)，其布置在所述电路板(12)的第一侧(14)上，并且此光电第二元件至少部分地覆盖第一切面(36)和/或第二切面(38)。8.根据前述权利要求中任一项所述的光电组件(10)，其特征在于，第一焊接处(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：格奥尔格·罗森鲍尔，
申请(专利权)人：朗德万斯公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE