製造光學部件的方法，光學部件，和包括光學部件的裝置的製作方法

2023-06-16 22:59:56 1

專利名稱：製造光學部件的方法，光學部件，和包括光學部件的裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於藉助模塑工藝(Molding Prozess)製造光學部件的方法,一種光學部件和包括光學部件的裝置。
背景技術：
在GB 1423013中說明了一種發光二極體，其半導體晶片在使用傳遞模塑工藝(Transfer-Molding-Prozess)的情況下嵌入透明的樹脂中。在其中還提及用娃樹脂包封晶片的可能性。在US 4，198，131中說明了一種用於隱形眼鏡的由矽樹脂製造的光學元件。在那裡強調了通過使用矽樹脂來提高佩戴舒適性。在EP 1424363A1中說明了將具有低於一帕斯卡秒的粘度的不同矽樹脂與發光二極體結合的使用。在WO 01/50540 Al中說明了一種可表面安裝的發光二極體源，其中發射輻射的半導體晶片在引線框架上通過傳遞模塑工藝用合成樹脂擠壓包封。在此，合成樹脂材料形成發光二極體光源的殼。當光學元件處於發射輻射的電子部件(例如在紫外光譜區或者藍色光譜區域中發射的發光二極體(LED))的光路中時，經常顯現材料退化。由於富有能量的紫外或者藍色輻射的影響引起的材料退化導致這樣的光學部件具有受限的使用壽命，其中使用壽命通過這樣的時間來給出，即在該時間之後通過光學部件傳輸的輻射的強度下降到其開始值的一半。材料退化例如可以通過處於發射輻射的電子部件的光路中的光學部件的變色、尤其是通過變黃或者變褐色(Braunfaerbung)，以及通過變脆和形成裂縫而顯現出來。由於溫度提高和/或附加的溼度影響還會加速材料退化。在此，由於LED半導體材料在提高LED半導體材料的輻射功率的方面技術上繼續深入發展，光學部件的使用壽命進一步降低。迄今為止，在製造發射輻射的部件或者光學部件時，一直使用透明的熱塑性塑料、樹脂或者玻璃。熱塑性塑料特色在於處理成本低且簡單。然而，它具有對短波輻射低的輻射耐受性和具有受限的工作溫度。相反，熱固性塑料特色在於相對高的溫度耐受性和良好的成形特性以及形狀精確性。但是，熱固性塑料同樣具有對短波輻射的低輻射耐受性。處理過程昂貴並且具有相對高的材料成本。玻璃的特色在於良好的老化穩定性以及良好的溫度穩定性，然而產生材料和處理
工藝的高費用。
迄今為止，僅可以受限地使用矽樹脂。儘管矽樹脂輻射穩定或老化穩定，然而對矽樹脂的模製工藝(注塑工藝或模塑)比較耗時且成本高。根據迄今為止已知的方法製造的部件具有對實際使用過小的形狀穩定性。

發明內容
本發明的任務在於，說明一種光學部件以及一種發射輻射的部件和用於製造它們的方法，其中在使用矽樹脂和模塑工藝的情況下進行改進。此外，本發明的任務還在於，說明一種光學部件以及一種發射輻射的部件和用於製造它們的方法，其中環氧樹脂使用在成型工藝中。此外,本發明的任務在於，說明一種光學部件以及一種發射福射的部件和用於製造它們的方法，其中使用由合適的其它樹脂的混合物和矽樹脂構成的混合材料。此外，本發明還涉及一種光學部件和發射輻射的部件，它們通過根據本發明的方法來製造。本發明通過獨立權利要求來解決該任務。在從屬權利要求中說明了本方法和部件的有利的實施形式和改進方案。根據本發明的用於通過使用注塑方法(Injection Molding)製造光學部件以及發射輻射的部件的方法尤其是具有這樣的特點，即使用具有在室溫下所測量的範圍從4. 5至20帕斯卡秒(Pa · s)粘度的矽樹脂作為造型材料。在此，室溫下IOPa · s的粘度證明是有利的。在使用室溫下為液態的矽樹脂作為造型材料的情況下，使用注塑方法證明是特別有利的。優選地，使用明透的矽樹脂，例如矽氧烷，它在商業上可從Dow - Corning獲得，以便保證光學部件以及發射輻射的部件的合適透明度。尤其是，所使用的矽樹脂這樣地與造型工藝相配合，使得通過短的機器循環時間能夠實現用於老化穩定的部件的有效且低成本的製造方法。在此，當通過更高的粘度降低所謂溢料(Flash)的形成時，是有利的。溢料對專業人員而言理解為不希望的效應，其中例如通過蠕變過程，造型材料將這樣的區域潤溼，這些區域有利地沒有造型材料。在本發明的一種實施形式中，針對注塑方法(Injection Molding)應用100到220攝氏度之間、優選130到180攝氏度之間的工藝溫度。在一種優選的實施形式中工藝溫度為150攝氏度。在本發明的另一種實施形式中，使用達到1000巴，尤其是50到100巴之間的注入壓力。此外，當造型材料包含用於脫模或者分離的混合物時，對本發明是有利的。對此，在具有長鏈的羧酸(Carbonsaeuren)的金屬阜或生長基(Wachsbasis)上的材料是特別有利的。這樣的用於脫模或者分離的混合物不僅可以與矽樹脂結合使用，而且可以和其它造型材料、尤其是與硬化的造型材料結合使用，這些造型材料例如具有環氧樹脂或者混合材料。在本發明的另一種實施形式中，所使用的造型材料具有轉換材料。在造型材料中所分散的轉換材料可以是無機發光材料色素粉末，該無機發光材料色素粉末包含具有通式A3B5X12 = M的發光材料。尤其是，來自鈰摻雜的石榴石的基(Gruppe)的顆粒可以作為發光材料色素，其中尤其是鈰摻雜的釔鋁石榴石(Y3Al5012:Ce，YAG:Ce)、鈰摻雜的鋱鋁石榴石(TAG:Ce)、鈰摻雜的鋱釔鋁石榴石(TbYAG:Ce)、鈰摻雜的釓釔鋁石榴石(GdYAG = Ce)和鈰摻雜的釓鋱釔鋁石榴石(GdTbYAG: Ce)。其它可能的發光材料是在硫化物和硫氧化物基上的基質晶格(Wirtsgitter)、具有相應能在短波區域激發的金屬中心的招酸鹽或者硼酸鹽。也可以使用金屬有機發光材料系。在此，發光材料色素也可以包含多種不同的發光材料，而轉換材料可以包含多種不同的發光材料色素。此外，轉換材料還可以包含可溶的和難溶的有機顏料和發光材料混合物。當優選預乾燥的轉換材料被混入優選是液體形式的增附劑，以便改進轉換材料與造型材料的粘附能力時，可以是有利的。尤其有利的是，在使用無機發光材料色素的情況下，增附劑具有3-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基矽烷(3 —Glycidoxypropyltrimethoxysilan)和 / 或三燒氧基娃燒(Trialkoxysilan)基的其它衍生物。在此，增附劑的使用不限於使用在具有矽樹脂的化合物中。尤其是，這樣的增附劑也可以用於改進轉換材料與可硬化的造型材料的粘附性，這些造型材料例如具有環氧化物或者混合材料。此外，可以有利的是，為了改變發光材料表面，使用單功能和/或多功能的具有羧酸、羧酸酯、乙醚基團和/或乙醇基團的極性試劑。在此，特別有利的是使用乙二醇單丁醚。通過這種改變，可以提高高能量的發光材料表面的可潤溼性，並且由此改進在用造型材料處理時的相容性和分散性。當造型材料混入填料用於提高折射率時，產生根據本發明的方法的另一有利的實施形式。填料尤其可以包含玻璃顆粒、Ti02、Zr02、a Al2O3或者其它金屬氧化物。此外，填料還可以與具有高折射率的非含氧化合物的材料混合，例如氮化鎵。在本發明的另一種實施形式中，造型工藝(molding — Prozess)的循環時間在30秒到2分鐘之間。在此，循環時間包含噴射時間和造型材料在造型工具中的硬化時間。尤其是，噴射時間可以達到25秒的範圍，優選是小於25秒，使得避免如在過高的傳送速度或者高粘度時出現的所謂的線偏移(Wire Sweep)。線偏移對技術人員理解為在成形工藝，例如注塑方法、加壓注塑方法或者模壓方法中，造型材料尤其是對電子部件的電接觸、例如對接合線的不希望的作用，其中例如通過接合線實現與發射輻射的電子部件的電接觸。例如由高噴射壓力或者高擠壓速度引起的造型材料的高輸送速度和造型材料的高粘度會造成接合線的不利的變形，直至由於中斷經接合線的線路而引起電子部件的脫離接觸。在光學部件的一種實施形式中，根據上述方法之一製造光學部件。根據本發明的用於製造發射輻射的部件的另一種方法特徵在於，在加壓注塑方法(Transfer Molding)中使用具有在150攝氏度下測量到4至35Pa · s的粘度的環氧樹脂，或者使用具有範圍在30到80%的環氧樹脂的混合物的、並且粘度為室溫下測量為O. 9到12Pa · s的娃樹脂(混合材料)。在此，當在加壓注塑方法的情況下使用固體材料、尤其是藥片狀的材料時，是有利的。
在本方法的一種實施形式中，藉助加壓注塑方法預製的部件、例如電子部件至少在部分區域中設置和/或噴塗有造型材料。在本方法的一種實施形式中，使用環氧基的明透的造型材料(Moldcompound),優選地使用環氧樹脂，該環氧樹脂成分為10 — 20%三一(2，3 一環氧丙基)一 I, 3, 5-異氰脲酸三縮水甘油脂(Triglycidyl-1socyanurat), 20-35% 四氫苯酐(Tetrahydrophthalsaeureanhydrid)，45-60%雙酚-A —環氧樹脂和2 — 3%石英玻璃，其例如可由商標為Nitto NT300H - 10025的環氧樹脂得到。在一種優選的實施形式中，環氧樹脂具有在150攝氏度時測量為IOPa ·s的粘度。以這樣的方式，在造型材料具有良好的可加工性的同時減小了對於待包封的電子部件的影響，尤其以這樣的方式，使得避免了特別是從150攝氏度時測量為50Pa*s的粘度起會出現的線偏移(Wire Sweep)。在一種優選的實施形式中，混合材料具有娃樹脂，娃樹脂具有50%的環氧樹脂的混合物。在本方法的一種實施形式中，工藝溫度在加壓注塑方法(TransferMolding)中在100到220攝氏度之間，優選在130到180攝氏度之間。在此，當工藝溫度在150攝氏度時會是特別有利的。在本方法的另一種實施形式中，在加壓注塑方法中使用50到100巴的噴射壓力。在用於製造發射輻射的半導體部件的方法的另一種實施形式中，所使用的造型材料包含用於脫模或者分離的混合物，尤其是在生長基上的材料或者具有長鏈羧酸的金屬皂。在用於製造發射輻射的半導體部件的方法的另一種實施形式中，所使用的造型材料具有轉換材料。在造型材料中所分散的轉換材料可以是無機發光材料色素粉末，該發光材料色素粉末包含具有通式A3B5X12 = M的發光材料。尤其是，來自鈰摻雜的石榴石的基的顆粒可以作為發光材料色素，其中尤其是鈰摻雜的釔鋁石榴石(Y3Al5O12:Ce，YAG:Ce)、鈰摻雜的鋱鋁石榴石(TAG = Ce)、鈰摻雜的鋱釔鋁石榴石(TbYAG = Ce)、鈰摻雜的釓釔鋁石榴石(GdYAG: Ce)和鈰摻雜的釓鋱釔鋁石榴石(GdTbYAG: Ce)。其它可能的發光材料是在硫化物和硫氧化物基上的基質晶格(Wirtssssgitter )、具有相應能在短波區域激發的金屬中心的鋁酸鹽或者硼酸鹽。也可以使用金屬有機發光材料系。在此，發光材料色素也可以包含多種不同的發光材料，而轉換材料可以包含多種不同的發光材料色素。此外，轉換材料還可以包含可溶的和難溶的有機顏料和發光材料混合物。此外，當優選預乾燥的轉換材料混入液態形式的增附劑，以便改進轉換材料與塑料壓制材料的粘附性時，這會是有利的。尤其有利的是，在使用無機發光材料色素的情況下，使用3-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基娃燒(3 — Glycidoxypropyltrimethoxysilan)和/或在三烷氧基矽烷(Trialkoxysilan)基上的其它衍生物作為增附劑。此外，可以有利的是，為了改變發光材料表面，使用單功能和/或多功能的具有羧酸、羧酸酯、乙醚基團和/或乙醇基團的極性試劑。在此，特別有利的是使用乙二醇單丁醚。通過使用這種添加劑，可以提高高能量的發光材料表面的可潤溼性，並且由此改進在用造型材料處理時的相容性和分散性。當造型材料混入有填料用於提高折射率時，則形成了根據本方法的另一種有利的實施形式。填料尤其可以包含玻璃顆粒、Ti02、Zr02、a Al2O3或者其它金屬氧化物。此外，填料可以與具有高折射率的非氧化物材料例如氮化鎵混合。根據本方法的另一種實施形式，加壓注塑方法具有兩分鐘到八分鐘之間的循環時間，尤其是當本方法具有五分鐘的循環時間時，會是有利的，此外當本方法具有達到三分鐘尤其是小於三分鐘的循環時間時這是特別有利的，因為更長的循環時間通常降低了本方法的經濟性。在此，循環時間包含噴入時間和造型材料在造型工具中的硬化時間。尤其是，噴入時間可以在達到25秒鐘的範圍內，優選小於25秒鐘。當在加壓注塑方法中應用三分鐘到五分中之間的硬化時間時，是有利的，因為具有在模製工具中的短停留時間或硬化時間的造型材料與自動化的處理工藝的匹配，能夠實現經濟的方法。短硬化時間和短處理時間對於製造方法是有利的，由此產量、即生產量不會過低，使得部件的製造成本保持在經濟的範圍內。在發射輻射的部件的一種實施形式中，按照根據本發明的方法中的一種製造發射輻射的半導體部件。在發射輻射的部件的一種實施形式中，製造發射輻射的部件，該部件具有光學部件，光學部件按照根據本發明的方法中的一種製造。在發射輻射的部件的一種實施形式中，在光電子半導體部件之後設置有按照根據本發明的方法中的一種製造的光學部件。在此，「之後設置」在此和以下表示光學元件位於發射輻射的半導體元件的光路中。在發射福射的半導體元件的一種實施形式中，預成形的殼(PremoldedPackage)具有根據本發明的方法的半導體晶片的擠壓包封。在發射輻射的半導體部件的另一種實施形式中，在按照根據本發明的方法的預成形的殼內，預成形的殼具有半導體晶片的擠壓包封以及設置在半導體晶片之後的光學部件。在發射輻射的半導體部件的一種實施形式中，按照根據本發明的方法用矽樹脂混合物擠壓包封在基本體(Basis — Package)上的半導體晶片。在發射輻射的半導體部件的另一種實施形式中，在所擠壓包封的半導體晶片之後在輻射方向上設置有光學部件，其中按照根據本發明的方法製造光學部件。在發射輻射的半導體部件的另一種實施形式中，與設置在之後的光學部件的矽樹脂混合物的形狀穩定性相比，擠壓包封半導體部件的矽樹脂混合物具有更低的形狀穩定性。該實施形式尤其是對功率構型(Leistungsform)是有利的。在另一種實施形式中，本發明包括一種用於製造光學部件的方法，其中光學部件由包含混合材料的材料製造，其中混合材料一具有至少一個包含矽氧烷基團的化合物作為第一成分，以及一具有其功能基團選自環氧基團、亞胺基團和丙烯酸酯基團的化合物作為第二成分。使用用於製造光學部件的混合材料能夠實現，含有矽氧烷基團的化合物(例如矽樹脂)的、對光學部件有利的特性，與具有環氧基團、亞胺基團和丙烯酸酯基團的化合物、尤其是熱固性塑料例如環氧樹脂、聚醯亞胺樹脂和丙烯酸樹脂的對光學部件有利的特徵相結合。含有矽氧烷基團的化合物的有利特性例如是溫度耐受性和老化穩定性。具有環氧基團、亞胺基團和丙烯酸酯基團的化合物的有利特性(如光學透明的聚合體所具有的特性一樣)例如是短硬化時間和材料在表面上的良好粘附，其中該表面具有例如銅、銀或者矽。此夕卜，混合材料可以具有有利特性，諸如高硬度和高彈性，並且尤其是具有比矽樹脂更低的易碎性和脆性，其中矽樹脂在硬化的狀態下具有高硬度。尤其是，混合材料可以具有良好的光學特徵，尤其是對至少一個波長範圍的電磁輻射的高透明度，並且因此可以有利地用於製造光學部件。在本方法的另一種實施形式中，由混合材料形成光學部件。在本方法的另一種實施形式中，混合材料的第一成分和第二成分具有單體。在單體交聯時，在聚合過程的框架中第一和第二成分的單體形成共聚體。在本方法的另一種實施形式中，混合材料的第一成分和第二成分具有聚合體。尤其是，第一成分具有聚矽氧烷而第二成分具有聚合體，該聚合體選自環氧樹脂、聚醯亞胺和聚丙烯酸酯。在硬化過程中聚合體彼此交聯時，聚合體形成聚合體混合物，其中單個聚合體彼此交聯。在本方法的另一種實施形式中，混合材料的第二成分具有附加的矽氧烷基團。在另外的實施形式中，混合材料具有從10%到90%重量百分比(Gew%)範圍的矽氧烷成分。優選地，混合材料具有從40%到60%重量百分比範圍的矽氧烷成分，尤其是40 %或者50 %重量百分比。在另一種實施形式中，混合材料在硬化之前(即未交聯時)具有室溫下測量的O. 5至200Pa · s的粘度。在本方法的一種優選的實施形式中，混合材料一方面預硬化成為室溫下固態的初級產品。在此，未交聯的混合材料暴露於合適的條件，例如溫度、壓力、電磁輻射(例如紫外或者紅外波長範圍中的輻射)或者上面的組合，使得開始混合材料的第一成分和第二成分之間的交聯反應。通過相應調節交聯的條件，例如提前改變壓力或者改變溫度，或者提前停止電磁輻射，可以使交聯反應停頓，並且現在具有第一成分和第二成分的部分交聯的混合材料形成室溫下固態的初級產品。這樣獲得的初級產品可以以任意的固態形狀、例如以板狀或者塊狀地存在。此外，當這樣獲得的初級產品被碾碎時(例如通過磨碎或者研碎)並且例如被轉變成顆粒狀或者粉末狀時，可以是有利的。初級產品的粉末狀是特別適合的，以便將其它粉末狀的材料、例如填料或者波長轉換材料，添加到初級產品中。此外，有利的是，被碾碎的初級產品例如通過凝聚、壓在一起或者成一體，優選通過擠壓來成形。有利的是，以粉末狀存在的初級產品被擠壓成形，例如擠壓成藥片狀或者藥丸狀。以這樣的方式，有利地可以實現在重量方面精確對初級產品確定劑量，並且實現例如在形狀的尺寸方面精確的幾何匹配。因此，針對其它方法可以以合適的量和尺度提供初級產品。此外，混合材料可以通過成形工藝，例如通過澆注以及隨後的部分硬化形成一體形狀，如藥丸狀或者藥片狀。此外，在硬化成初級產品並且成形之後，初級產品的第一成分和第二成分可以繼續交聯，即初級產品被進一步硬化。在此的條件可以與製造初級產品時的條件相同或者不同。在本方法的另一種實施形式中，由混合材料或者初級產品構造光學部件作為成形體。該成形體有利地在成形工具的腔中形成，其中光學部件藉助與腔的形狀相應的模具生成。在此，尤其是可以使用模壓、壓鑄或者注塑方法。在此，成形體可以具有任何適於光學部件的形狀。在本方法的另一種特別優選的實施形式中，成形體由初級產品以壓鑄方法構成。在此，固體形式的初級產品(例如擠壓成藥片的粉末狀初級產品)輸送給壓鑄機。在此，當壓鑄方法在100到220攝氏度之間的溫度下，優選在範圍從130到180攝氏度的溫度下實施時，可以是有利的，其中初級產品優選又變為液體。在此，這樣變成液體的初級產品藉助澆口系統被噴入成形工具的腔中，其中壓力可為50至100巴。在另一種實施形式中，初級產品具有溫度150攝氏度時範圍從ImPa ·s到30Pa *s的粘度。優選地，初級產品在150攝氏度時具有與在環氧基上的造型材料類似的或者比其更大的粘度，尤其是優選具有大於4Pa · s的粘度，特別優選具有大於IOPa · s的粘度。以這樣的方式，可以以傳統的壓鑄方法處理初級產品，其中不需要或者只需很小的噴射工具的匹配，尤其是腔的氣孔或者澆口系統方面、在噴射點方面或者在脫模斜面方面。此外，較高的粘度還降低了形成溢料(所謂的Flash)的傾向。在襯底上或者繞襯底(尤其是其上設置有光電子部件的襯底)形成光學部件的情況下，通過較高的粘度可以降低本方法對襯底的厚度公差或者不平坦性的敏感性。在另一種實施形式中，藉助硬化將混合材料或者初級產品處理成變硬的混合材料。在合適條件例如溫度、壓力、電磁輻射或者以上組合的條件下，通過第一成分和第二成分的交聯反應來實現混合材料的硬化。初級產品的硬化通過在合適條件如溫度、壓力、電磁輻射或者上面的組合的條件下繼續交聯反應來實現。在此，這些初級產品硬化時的條件可以與由混合材料製造初級產品時的條件相同或者不同。在一種優選的實施形式中，混合材料或者初級產品硬化成變硬的混合材料作為成形體至少部分地在成形工具的腔中進行。混合材料或者初級產品的完全硬化成為硬化的混合材料同樣可以在成形工具的腔中進行，或者替換地在成形工具的腔之外進行。在此，可以保持硬化過程中的條件恆定或者變化這些條件。優選的是，完全硬化意味著第一成分和第二成分的儘可能最大程度的交聯。在一種優選的實施形式中，混合材料或者初級產品具有小於5分鐘的硬化時間。短的硬化時間對短的機器時鐘時間(Maschinentaktzeiten)會是有利的,這會對本方法的經濟性產生積極影響。在另一種優選的實施形式中，硬化的混合材料具有範圍從80邵爾(Shore)A到80邵爾D的硬度，優選具有大於60邵爾D的硬度。處於硬化狀態的具有環氧基團、亞胺基團和丙烯酸酯基團的化合物可以實現高硬度，這對部件的穩定性和可進一步加工性會是有利的。與純矽樹脂相反，混合材料由此可以具有更高的硬度和更小的易碎性。高硬度與成形體的高剛性結合會是有利的，例如就在將混合材料或者初級產品噴入成形工具的腔中之後更容易分開成形工具的澆口系統方面而言。通過這樣的方式，能夠有利地實現減小由於限定地中斷澆口系統而引起的工具沾汙。尤其是，以這樣的方式得到了更低的清洗費用，這可以對該方法的經濟性有積極影響。此外，在硬化的混合材料的高硬度的情況下，有利的是，光學部件可以具有相對於機械影響高的強度。高硬度在光學部件的進一步機械加工(例如通過鋸)時是特別有利的。相反，由於過小的硬度，光學部件在機械加工期間會受到出現的過大張力而扭曲，並且在在機械加工之後由於過大張力而變形，這會導致光學部件的不利的和不希望的形狀偏差。在一種特別優選的實施形式中，用於製造光學部件的方法包括以下步驟(其中光學部件由包括混合材料的材料製造)A)將由混合材料藉助預先硬化獲得的初級產品轉變成液體的或者鬆軟的狀態，B)將來自方法步驟A)的初級產品引入成形工具的腔中，其中腔具有確定的形狀，以及C)將初級產品硬化成固態的混合材料，其中產生具有很大程度上與腔的形狀相應的形狀的光學部件。由混合材料藉助硬化獲得的初級產品轉變成液體或者鬆軟的狀態在此可以通過熱作用和/或施加壓力來實現。尤其是，初級產品轉變成液體或者鬆軟的狀態在壓鑄工具或者注塑工具的澆口系統中進行。通過澆口系統，可以將液體或者鬆軟狀態的初級產品引入成形工具的腔中。在此，初級產品可至少部分地填充腔內的空腔並且佔據相應的形狀。通過將初級產品硬化成變硬的混合材料，可以獲得變硬的混合材料的、很大程度上與腔的形狀相應的形狀。在另一種實施形式中，用於製造光學部件的方法包括附加的、在方法步驟A)之前實施的方法步驟Al)將混合材料預先硬化成室溫下固態的初級產品，A2)將固態的初級產品碾碎成粉末或者顆粒形的狀態，A3)將被碾碎的初級產品轉變成緊密的形式。被碾碎的例如以粉末或者顆粒形式存在的初級產品的轉變可以通過凝聚或者壓在一起、優選通過擠壓來實現。緊密的形式在此可以是藥片狀或者藥丸狀。在本方法的另一種實施形式中，在將混合材料或者初級產品添加進成形工具的腔內之前，在腔的內壁上至少部分設有薄膜(Foliemolding)。在此，這樣地設置該薄膜，使得它在接下來的成形工藝中位於混合材料或者初級產品與腔內壁之間，由此可以避免腔內壁的潤溼和混合材料或者初級產品與此關聯的在腔內壁上的粘附。在此，特別有利的是熱阻薄膜的使用，該薄膜受到溫度影響而膨脹。尤其在使用具有低粘度的混合材料或者初級材料的情況下，薄膜的使用會是特別有利的。以這樣的方式，可以降低在成形工藝之後必需成形工具的清洗工藝的必要性。在此，當薄膜不影響腔的造型時，例如當薄膜很薄時，是有利的。當薄膜不厚於40微米時，是特別有利的。此外，當薄膜完全設在腔的內壁上並且這樣地適應於腔內壁的形狀時，是特別有利的。這例如可以通過藉助腔內壁的合適結構將薄膜吸到腔內壁上來實現。內壁的合適結構例如可以具有多個開口和/或具有多孔材料的區域，通過這些區域可以由過真空系統吸薄膜，該真空系統至少在內壁附近產生負壓。在此，當薄膜受到附加的溫度影響而伸展時，可以是有利的。以這樣的方式可以有利地影響薄膜在腔內壁上的完整貼附。此外有利的是，混合材料或者初級產品沒有或者僅僅很少地粘附在薄膜上，使得在成形工藝之後，可以在影響至少部分硬化的混合材料的表面很小的情況下實現容易地去除薄膜。此外，通過使用薄膜可以實現改進的腔和/或待包圍的區域的密封。因此在使用具有合適粘度的初級產品或者混合材料的情況下，使用薄膜會是有利的，因為可以顯著降低應該沒有混合材料或者初級產品的(例如成形工具的)區域的潤溼，並且因此出現較少的溢料(Flash)。以這樣的方式可以有利地避免後面的清洗工藝。在本方法的另一種實施形式中，混合材料或者初級產品還混入有脫模劑。在此，當脫模劑沒有顯著影響待製造的光學部件的光學特徵並且額外地是抗老化的時，這是有利的。在製造光學部件時使用脫模劑可以證明是特別有利的，因為在使用脫模劑的情況下，使至少部分硬化的混合材料容易從成形工具中分開。當由於待製造的光學部件的特殊特徵(尤其是當待製造的光學部件包含很小的結構時)而使得其它使脫模容易的可能性(例如通過將薄膜安裝在成形工具的腔內壁上)是不可能時，這可以是特別有利的。在本方法的一種實施形式中，混合材料或者初級產品混入有波長轉換材料。波長轉換材料適於吸收穿過光學部件的在第一波長範圍中的輻射的至少一部分，並且發射具有不同於第一波長範圍的、在第二波長範圍的電磁輻射。就此而言，波長轉換材料尤其可以是無機發光材料粉末，其具有氮化物和/或矽酸鹽，以及例如具有鈰摻雜的釔鋁石榴石粉末和鈰摻雜的鋱鋁石榴石粉末以及以上的組合。合適的有機和無機發光物質例如在出版物WO01/50540 Al和WO 98/12757 Al中介紹，其關於發光材料的公開內容通過引用結合於此。在本方法的一種實施形式中,波長轉換材料被混入混合材料。接著，混合材料被預先硬化成初級產品，由此獲得由初級產品和波長轉換材料構成的混合物，該混合物例如以板狀的形式存在。所獲得的由初級產品和波長轉換材料構成的混合物可以被碾碎，在此優選磨碎成粉末，這樣所獲得的粉末混合物可以形成緊密的形式，在此優選擠壓成藥片狀。在本方法的另一種實施形式中，波長轉換材料被混入初級產品，初級產品例如作為粘在一起的固體存在，尤其是作為板或者作為塊。替換地，初級產品可以作為顆粒存在。初級產品與所添加的波長轉換材料被碾碎成粉末，並且所獲得的粉末混合物被成形，優選擠壓成藥片狀。以這樣的方式可以有利地實現初級產品與波長轉換材料的均勻混合。在本方法的另一種實施形式中，優選以粉末狀形式存在的波長轉換材料被混入以粉末形式存在的初級產品，並且這樣所獲得的粉末混合物被成形，優選被擠壓成藥片狀。光學部件的出射輻射的色度坐標和飽和度的精確調節可以通過波長轉換材料的精確混合的可能性來實現。可以通過避免由於混合材料的短的硬化時間而造成的波長轉換材料沉澱，從而能夠實現出射輻射的均勻色覺。在本方法的一種優選的實施形式中，這樣地選擇波長轉換材料，使得射入光學部件中的輻射的至少一部分向另一波長轉換。在此，射入光學部件中的輻射可以具有紫外到綠色輻射範圍中的波長，並且轉換過的輻射具有綠色至紅色輻射範圍中的波長。如果射入光學部件中的輻射的僅僅一部分轉換到另一波長和/或射入光學部件中的輻射的至少一部分轉換成至少兩種波長，則可以產生出射輻射的混合顏色的出射光譜。在此，波長轉換材料的選擇根據射入光學部件中的輻射的波長譜和所要求的出射光譜進行。在本方法的另一種優選的實施形式中，這樣地選擇波長轉換材料，使得射入光學部件中的輻射具有藍色輻射範圍中的波長，並且從光學部件射出的輻射具有多個波長範圍的混合，使得產生白色光的感覺。在本方法的另一種實施形式中，混合材料或者初級產品混入添加有用於提高折射率的材料。對製造透鏡或者其它折射光的光學部件，提高折射率例如可以是有利的。在此，用於提高折射率的材料可以與混合材料化合，尤其是它可以具有化合的鈦、鋯和/或硫。此夕卜，用於提高折射率的材料可以以氧化物的形式被混入混合材料或者初級產品，在此，尤其是涉及金屬氧化物，例如Ti02、Zr02、αΑ1203。此外，尤其是玻璃顆粒可以作為用於提高折射率的材料可以被混入混合材料或者初級產品。此外，例如氮化鎵還可以混入具有高折射率的非氧化物材料的材料。在本方法的另一種實施形式中，光電子部件通過包括硬化的混合材料或初級產品的光學部件來封裝，其中光學部件和光電子部件這樣地相互設置，使得光學部件包圍光電子部件。在此，光電子部件可以設置在襯底上或者不設置在襯底上。在本方法的一種優選的實施形式中，光學部件這樣地實施，使得其至少部分這樣地模製到光電子部件上，使得光電子部件與光學部件形成接觸。特別有利的是，光學部件至少部分形狀配合地包封光電子部件。在本方法的另一種實施形式中，光電子部件通過光學部件封裝，其中光電子部件設置在襯底上，並且光學部件這樣地設置在光電子部件之上，使得光電子部件被襯底和光 學部件包圍。因此，光學部件也可以是光電子部件的封裝的一部分。在本方法的另一種實施形式中，在襯底上的光電子部件在混合材料或者初級產品硬化期間至少部分被它包圍。在此混合材料或者初級產品可以至少部分或者完全硬化。在本方法的另一種實施形式中，在襯底上的光電子部件這樣地安裝在成形工具的腔中，使得混合材料或者初級產品在噴入腔中時至少部分模製到光電子部件上。在此，混合材料或者初級產品可以完全或者至少部分地包圍光電子部件和襯底。當硬化的混合材料具有低的硬度時，襯底的合適幾何形狀證明是有利的。尤其是，由此可以有利地影響光學部件的形狀穩定性，尤其是例如提高了形狀穩定性。在本方法的另一種實施形式中，發射輻射的光電子部件用作光電子部件。在此優選的是，涉及發射輻射的半導體晶片，例如光發射二極體晶片諸如發光二極體晶片、半導體晶片、薄膜發光二極體晶片、或者有機電致發光的發光二極體晶片(OLED )。薄膜發光二極體晶片的特色還可以是以下典型特點一在產生輻射的外延層序列的朝支承元件的第一主面上施加或者構造有反射層，反射層將在外延層序列中所產生的電磁輻射中的至少一部分反射回外延層序列中；一外延層序列具有在20 μ m或者更小範圍中的厚度，尤其是在10 μ m範圍中的厚度，以及一外延層序列包含至少一個半導體層，半導體層具有至少一個面，該面具有混勻結構，混勻結構在理想情況下引起光在外延層序列中的近似各態歷經的分布，即混合結構具有儘可能各態歷經的隨機散射特性。例如在1993 年 10 月 18 日1. Schnitzer 等人所著的 Appl. Phys. Lett. 63 (16),2174 - 2176頁中描述了薄膜發光二極體晶片的基本原理，其關於此的公開內容通過引用結合於此。OLED原理上由電致發光的有機層構成，這些層設置在兩個電極之間。如果電勢施加到電極上，則由於電子和注入有機層中的「空穴」之間的複合引起發光。在本方法的另一種實施形式中，接收輻射的光電子部件例如光電二極體、光電電晶體或者光電IC被用作光電子部件。
在本方法的另一種實施形式中，發射輻射的半導體晶片用作光電子部件，該光電子部件在工作時可以發射具有來自從紫外到綠色的波長範圍的波長的輻射。優選地，使用這樣的發射輻射的半導體晶片，該半導體晶片工作時可以發射藍色波長範圍中的輻射。此外，光電子部件可以設置在襯底上，其中該襯底具有引線框架、印刷電路板、基於柔性材料的結構或者基於陶瓷的結構。此外，襯底和/或光電子部件的與混合材料或者初級產品處於接觸的至少一部分可以用這樣的材料塗敷，這樣的材料適於改進襯底和/或光電子部件與混合材料或者初級產品之間的粘附。優選地，該材料具有矽酸酯，其中尤其是通過煅燒熱解矽有機化合物將薄的很密的且粘附緊的矽酸酯層施加在襯底上。矽酸酯層具有高的表面能量，並且由此特別適於提高混合材料或者初級產品在襯底上的粘附。當光學部件不具有與襯底或者光電子部件的錨接，而是僅僅粘附在襯底和/或電子部件上時，本方法的該實施形式是特別有利的。此外，通過襯底和/或光電子部件的等離子體預處理，可以提高襯底和/或光電子部件與混合材料或者初級產品之間的粘附。此外，成形工具的腔可以這樣地構造，使得在成形工藝中製造多個光學部件。在此，多個光學部件一件式地製造，即這樣地製造，使得光學部件在成形工藝之後至少在部分區域中結合在一起。多個光學部件製造在腔中這樣地使製造過程變得容易，使得在成形工藝的範圍中只有腔必需被排空。這種排空可以針對腔的多個或者所有區域通過在腔中的共同開口進行，其中光學部件形成在這些區域中。同樣，可以通過用於多個或者所有區域的共同的澆口系統進行填充，即例如將造型材料噴入腔中，其中在這些區域中形成光學部件。當光學部件具有很小的大小時這可以是特別有利的，因為其中可以形成僅僅一個光學部件的單個腔同樣必需具有用於排空腔的開口和澆口系統。在本方法的另一種實施形式中，腔這樣地形成，使得多個光學部件並排地設置成一行。在本方法的另一種實施形式中，腔這樣地形成，使得多個光學部件平面地設置，SP光學部件並排地設置在一平面中。在本方法的另一種實施形式中，多個在共同的腔中形成的部件在成形工藝之後被分開。在此，可通過切、鋸、劃、折斷、磨、雷射分離或者以上的組合進行分開。在此有利的是，其中形成光學部件的區域之間的腔具有這樣的區域，在這樣的區域中形成光學部件之間的連接區域，在連接區域中可以進行分開。這樣的連接區域可以有利地實施得薄於光學部件並且例如可以具有額定折斷位置。在本方法的另一種實施形式中，多個光電子部件安裝在共同的腔中。通過這樣的方式，可以在共同的成形工藝中通過形成多個光學部件形成和/或封裝多個光電子部件。在本方法的另一種實施形式中，每個光電子部件設置在自己的襯底上，並且多個具有光電子部件的襯底在成形工藝之前安裝在成形工具的腔中。在本方法的另一種實施形式中，多個光電子部件安裝在共同的襯底上，並且具有多個光電子半導體部件的共同的襯底在成形工藝之前安裝在成形工具的腔中。本發明的一種實施形式的主題也是一種光學部件，該光學部件可通過根據本發明的方法獲得。在另一種實施形式中，光學組件處於電磁輻射的光路中。尤其是光學部件的至少一部分處於電磁輻射的光路中。在此，電磁輻射可以由發射輻射的部件發射。尤其是，光學部件至少具有這樣的區域，在這些區域中，光學部件對電磁輻射至少部分是透明的。優選地，這樣設計透明性，使得可以減少由於在光學部件中或者在光學部件的邊界面上的反射或者吸收過程而導致由光學部件發射的輻射強度的降低。此外，在一種實施形式中光學部件具有至少一個第一表面，電磁輻射射入該表面中並且該表面被稱作入射面。此外，光學部件具有至少一個第二表面，電磁輻射在傳播經過光學部件的至少單個區域之後，又從第二表面射出並且第二表面被稱作出射面。在此，光學部件的入射面和出射面可以任意成形並且彼此任意定向。此外，射入光學部件中的電磁輻射和從光學部件中射出的電磁福射在它們的特徵方面，例如在強度，方向、波長、極化和相干長度方面還可以不同。在光學部件的另一種實施形式中，光學部件尤其是偏轉輻射的光學部件、折射輻射的光學部件、反射器、波長轉換器、殼、殼的一部分、封裝、封裝的一部分或者以上的組合。在光學部件的另一種實施形式中，折射輻射的光學部件是透鏡，尤其是球形透鏡、非球形透鏡、圓柱形透鏡或者菲涅耳透鏡。本發明的一種實施形式的主題也是一種裝置，該裝置包括通過根據本發明的方法可得到的光學部件和光電子部件。尤其是，光學部件這樣地設置在光電子部件之上，使得光學部件的至少一部分處於光電子部件的光路中。在此，光學部件具有這樣的形狀，即其至少部分包圍光電子部件。尤其是，光學部件通過這樣的方式至少部分封裝光電子部件。在此，光電子部件可以設置在襯底上，其中光學部件可以這樣地成形，使得其至少包圍襯底的一部分。在該裝置的另一種實施形式中，該裝置具有這樣的形狀，即它可表面安裝。


以下結合圖1至8所闡述的實施例得到本發明的其它優點、優選的實施形式和改進方案。其中圖1示出了具有根據本發明的光學部件的發射輻射的半導體部件的示意性圖，圖2示出了具有根據本發明的光學部件的發射輻射的半導體部件的另一示意性圖，圖3a和3b示出了根據本發明的發射輻射的部件的其它示意性圖，圖4a和4b示出了根據本發明的發射輻射的半導體部件的其它示意性圖，圖5示出了發射輻射的半導體部件的另一示意性圖，圖6示出了具有光學部件的裝置的另一示意性圖，圖7a至7e示出了具有光學部件的裝置的製造方法的另一示意性圖，圖8示出了具有光學部件的裝置的另一示意性圖，圖9是示出了對用於光學部件的幾種材料的老化穩定性的測量的圖。
具體實施方式
在實施例和附圖中相同或者作用相同的部件分別標有相同的參考標記。所述元件及它們彼此間的大小比例基本上不能視為符合比例的，更準確地說，為了更好的可示性和/或為了更好的理解而在尺寸上誇大地表示。在根據圖1的實施例中，按照根據本發明的方法製造的光學部件I設置在半導體晶片2上，該半導體晶片安裝在襯底3上。光學部件I是所謂拋物線聚光器(compoundparabolic concentrator, CPC)。根據本發明的實施形式當然也包括光學部件如透鏡，衍射光學系統、反射器或者一般地包括所有類型的光學部件。通過以根據本發明的方法製造光學部件可能的是，矽樹脂用於製造所有通常的光學部件。根據本發明的方法提供了製造光學部件的可能性，這些光學部件使矽樹脂的抗老化的優點與明顯改進了的形狀穩定性相結合。圖1中所示的發射輻射的半導體部件的實施例是所謂板上晶片安裝(C0B:Chip-On-Board-Montage)。在此，半導體晶片2可以是常規的發光二極體晶片或者也可以是薄膜發光二極體晶片。光學部件I可以承擔多個功能。它可以用於射束成形，但是也可以用於轉換半導體晶片的發射譜。對此，光學部件I的造型材料被混入有所謂轉換材料。轉換材料可以是發光材料色素粉末，該發光材料色素粉末例如將某一部分的短波光轉送成更長波長的輻射，由此產生多色光源尤其是白色光源的感覺。其它光學部件可以是橢圓聚光器(Compound Elliptic Concentrator, CEC)或者雙曲線聚光器(Compound Hyperbolic Concentrator, CHC)。這些部件可以設置有反射側壁。在此，聚光器的光入射面和光出射面可以具有任意幾何形狀，尤其是橢圓形、圓形、正方形以及規則和不規則的多邊形。優選地，聚光器設置在半導體晶片和其主輻射方向之後，即聚光器位於半導體晶片的光路中。此外半導體晶片2還可以被一框架包圍，光學部件I安裝在該框架中或者框架上。該框架可以固定光學部件I和/或相對於晶片I禹合輸出面調整光學部件。圖2示出了根據本發明的發射輻射的半導體部件的另一種實施例。在半導體部件中，半導體晶片2設置在襯底3上。在半導體晶片2之後設置有根據本發明的光學部件12。光學部件12在此為光學系統，該光學系統在其作用方面類似CPC光學系統。光學系統具有類似的效率並且特色在於簡化的製造。所希望的光學特徵通過直的側面結合拱形的出射面來實現。圖2中的實施例與圖1中的實施例一樣涉及所謂板上晶片單元。圖3以兩個分圖a和b示出了兩個根據本發明的發射輻射的半導體部件的實施形式的示意性圖。這兩個分圖a和b共同的是，半導體晶片2設置在預成形的殼4內並且被擠壓包封的區域5包圍。區域5的擠壓包封可以按照根據本發明的方法來進行。在被擠壓包封的區域5上方設置有光學系統8或者81。在根據本發明的方法步驟中，光學系統8或81可以與被擠壓包封的區域5 —起製造，或者按照根據本發明的方法分別地製造並且隨後設置在被擠壓包封的區域5上。對光學系統8或81的可能例子是菲涅耳透鏡、球形透鏡、非球形透鏡或者衍射光學系統。圖4以分圖a和b示出了根據本發明的發射輻射的半導體晶片的兩個其它優選的實施形式。在製造時設置在引線框架6上的半導體晶片2以加壓注塑方法用於噴射料包封，並且形成注塑殼(molded package)7。這樣的技術是已知的,例如Osram公司銷售根據這樣的技術製造的標有商標SmartLED或者Firefly的產品。迄今為止,針對無娃氧燒(s i I ikonfre i )的樹脂可應用這樣的製造方法。根據本發明的方法實現了矽樹脂在該區域中的使用。在注塑殼7上可以設置有光學系統82或83。光學系統82或83可以與注塑殼7 —起以加壓注塑方法製造，或者也可以分開以根據本發明的方法製造並且隨後設置在注塑殼7上。矽樹脂與環氧樹脂混合成混合材料能夠實現高形狀穩定性，並且使造型材料良好地粘附在引線框架6或者襯底上。引線框架6的自由連接端藉助接觸13與晶片2電連接。另一電接觸在晶片下側上。不僅注塑殼7而且光學系統82或83都可以包含轉換材料或者發光材料。引線框架(lead frame) 6也可以具有S形的彎曲，由此產生可表面安裝的發射輻射的半導體部件。圖4中的分圖a示出了具有衍射光學系統的實施形式，而圖4中的分圖b示出了具有球形透鏡的實施形式。在圖5中示出了根據本發明的發射輻射的半導體部件的另一種實施形式。該實施例是所謂的功率結構，在此半導體晶片2設置在基本封裝(Basis-Package)9上。半導體晶片2設置有擠壓包封10，在該擠壓包封之後設置有光學系統11。在功率結構中，半導體晶片2的擠壓包封10受到高的輻射強度。因此，重要的是，抗老化的或輻射耐久的材料應用於擠壓包封10。因此，擠壓包封10有利地由具有高矽樹脂成分的造型材料構成。矽樹脂滿足對老化和輻射穩定性的要求。在該實施形式中，矽樹脂的形狀穩定性的不足通過設置在之後的形狀穩定的光學系統11來補償。因此，光學系統11包圍擠壓包封10並且保證了其形狀穩定性。由於光學系統11本身具有矽樹脂的成分，所以其老化穩定性和輻射耐久性同樣被提高，並且產生光學系統11與擠壓包封10之間的良好連接。由於擠壓包封10可以由矽樹脂構成而光學系統11可由矽氧烷/環氧樹脂一混合材料構成，所以在該實施形式中降低了擠壓包封與光學系統的折射率的差異。在根據圖6的實施例中，藉助根據本發明的方法以加壓注塑方法這樣地由初級產品形成光學組件21，使得其包圍光電子部件2，該光電子部件設置在引線框架上。通過S形彎曲由光學部件21包圍的引線框架6，產生引線框架6與光學部件21的機械錨接。這樣的設置形成了可表面安裝的部件。初級產品可在加壓注塑噴壓方法中形成光學部件21之前混入有內部脫模劑，由此得到在成形工藝之後容易脫模。光學組件例如具有大約1. 3mm + /-Ο.1mm的長度，大約O. 8mm+/-0.1mm的寬度和大約O. 3mm+/-0.1mm的高度。替換地，光學組件例如具有大約1.1xm+/-O.1mm的長度,大約O. 8mm+/-0.1mm的寬度和大約O. 65mm+/_0. 05mm的高度。光學組件例如也可在側面22、23傾斜，具有與垂線30成5至7度的角度31，32。該傾斜例如可以使在加壓注塑之後的脫模變得容易。替換地，該角度也可以為O度。光電子部件是LED晶片，LED晶片從背離襯底的側被藉助接合線13接觸。例如涉及在InGaN基上的LED晶片，該LED晶片在470nm時具有發射最大值。例如在YAG: Ce基上，通過波長轉換材料混合成混合材料或者初級產品，可以實現冷白到暖白的發光感覺。尤其是，該裝置的從光學部件射出的輻射例如可以具有白色色覺，其具有根據CIE 1931的色度坐標x=0. 30,y=0. 28。替換地，該裝置的從光學部件射出的輻射例如具有這樣的白色色覺，其具有根據CIE 1931的色度坐標x=0. 32，y=0. 31。替換地，混合材料或者初級產品未混入有波長轉換材料。在此，從光學部件射出的輻射例如具有由LED晶片發射的470nm附近藍色輻射。此外，該裝置例如具有在光學組件的背離襯底的側上的、範圍從130到170度的輻射角度。在根據圖7a至7d的實施例中，在根據本發明的方法內將光學部件設置在具有光電子部件的襯底之上。在此，圖7a示出了襯底6，在該襯底上沿方向100行狀地並排設置有多個光電子部件2。襯底6例如是引線框架。光電子部件2是LED晶片，這些LED晶片例如以O. 6mm的距離101有規則地間隔地安裝在引線框架6上。發光二極體例如在行方向100上具有小於大約O. 4mm的邊長102。可以在襯底上設置的LED晶片的數量與所使用的成形工具相關並且例如可以是26 (未示出)。引線框架例如具有在垂直於行方向100上的大約2. 3mm的寬度。在根據圖7b的另一種方法步驟中，具有發光二極體2的引線框架6安裝在加壓注塑工具的腔40中。在此，加壓注塑工具例如具有至少兩個部分41、42，這些部分包圍腔40。該腔具有待成形的光學組件的形狀，尤其是區域43，這些區域43設置在LED晶片2上方的腔的背離襯底6的側上。區域43例如根據按照長度方向切開的圓柱體的形狀來構成並且例如具有大約O. 225mm的半徑。通過澆口系統45將變為液體的初級產品引入腔40中。初級產品在腔40中至少部分變硬，有利的是，初級產品被硬化成變硬的混合材料，其中形成光學部件。初級產品包含內部脫模劑。通過內部脫模劑，實現在變硬之後光學組件容易從加壓注塑工具的部分41、42中脫模。通過在加壓注塑工具的部分41、42之間的連接面44處打開加壓注塑工具，在混合材料或者初級產品變硬之後，可以從光學部件21中取出該裝置，其中光學部件使得帶有LED晶片2的引線框架6根據圖7c成型。在此，該裝置具有沒有LED晶片2處於其中的區域51和分別有一個LED晶片處於其中的區域54。在此，在LED2上方的背離襯底的側上的裝置的區域54中，光學組件21具有根據按照長度方向切開的圓柱體的形狀的區域50。在區域51中可以進行區域54的分離。通過分離，每個區域54獲得側面52。例如，可以利用O. 2mm的鋸寬度在區域51中通過鋸來進行分離。通過分離，從被分離的區域54中得到了根據圖7d和7e的裝置，這些裝置具有在引線框架6上的LED晶片2，該晶片用光學組件21成型。圖7d在此示出了該裝置的前視圖，圖7e示出了該裝置的側視圖。該裝置例如具有大約O. 4mm乘2. 3mm的基本面積和大約O. 5至O. 7mm的高度。光學組件具有側面52，該側面通過分離而形成，並且具有根據按照長度方向切開的圓柱體的形狀的、彎曲的區域50。通過彎曲的區域50，例如可以實現更好地耦合輸出或者聚焦由LED晶片2產生的輻射。在根據圖8的實施例中，將光學部件21模製到具有LED晶片2的襯底60上。襯底2是印刷電路板(Printed Circuit Board, PCB)0光學部件可以通過加壓注塑方法在使用用於容易脫模的薄膜(Foil Molding)的情況下模製到襯底60和LED晶片上。光學部件的模製可以在具有多個LED晶片的印刷電路板上進行。為了改進光學部件21到印刷電路板60的表面上的粘附，可在加壓注塑方法之前藉助煅燒矽化處理對表面進行預處理。在模製光學部件之後，該裝置可以被分成多個裝置，這些裝置具有模製到具有LED晶片的印刷電路板上的光學部件。光學部件在分開之後例如具有1.1mm至1. 3mm的長度、O. 55mm至O. 65mm的厚度和O. 3mm至O. 7mm的高度。例如，LED晶片是在InGaN基上的LED晶片，該LED晶片具有470nm附近的發射最大值。例如在YAG:Ce基上，通過混入波長轉換材料成為混合材料或者初級產品，該裝置的由光學部件發射的輻射例如可以具有白色色覺，其具有強度為200mcd根據CIE 1931的色度坐標為x=0. 30，y=0. 28。在此，可以這樣地選擇LED晶片，使得平行於表面61進行輻射發射。在根據圖9的實施例中，示出了對用於光學部件的幾種材料的老化穩定性的測量。對此，具有405nm波長、20微米射束直徑和25mW輸出功率的雷射束的光強度在穿過具有Imm厚度的光學組件之後，藉助光電檢測器來測量。在圖的水平軸線上以分鐘為單位標出時間，在垂直的軸線上以光電流的單位標出所測量到的發射的光強度。對測量91、92，使用具有商業上可獲得的環氧樹脂的光學部件，而對測量93、94、95使用由根據本發明的混合材料製造的光學部件。通過雷射的輻射作用進行例如使光學部件變黃的形式的持續老化，該變黃在較低的發射的光強度中顯露出來。對於300微安的光強度，假設光學部件完全透明，對小於50微安的光強度完全變黃。在輻射引起的老化方面，根據測量93、94、95的光學部件顯示出比根據測量91、92的光學部件大兩個數量級的老化穩定性。儘管上面已經通過對本發明的具體實施例的描述對本發明進行了披露，但是，應該理解，本領域的技術人員可在所附權利要求的精神和範圍內設計對本發明的各種修改、改進或者等同物。這些修改、改進或者等同物也應當被認為包括在本發明的保護範圍內。1. 一種使用注塑工藝製造光學部件的方法，其特徵在於，矽樹脂被用作具有4. 5到20Pa · s的粘度的造型材料。2.根據方案I所述的用於製造光學部件的方法，其特徵在於，應用130°C到180° C之間的工藝溫度。3.根據方案I或方案2所述的用於製造光學部件的方法，其特徵在於，應用50到100巴之間的噴射壓力。4.根據上述方案中任一項所述的用於製造光學部件的方法，其特徵在於，所述造型材料包含用於脫模或者分離的混合物，尤其是如在生長基上的材料或者具有長鏈的羧酸
的金屬阜。5.根據上述方案中任一項所述的用於製造光學部件的方法，其特徵在於，所述造型材料包含至少一種轉換材料，其中所述轉換材料包含有機或者無機發光材料或者它們的混合物。6.根據上述方案中任一項所述的用於製造光學部件的方法，其特徵在於，所述造型材料包含至少一種轉換材料，其中所述轉換材料包含YAG:Ce、TAG:Ce, TbYAG:Ce,GdYAGiCe或者GdTbYAG = Ce或者由其所構成的混合物。7.根據上述方案中任一項所述的用於製造光學部件的方法，其特徵在於，所述造型材料混入有填料用於提高折射率，其中所述填料包含玻璃顆粒、TiO2, ZrO2, a Al2O3、其它金屬氧化物和/或包含氮化鎵的非氧化物。8.根據上述方案中任一項所述的用於製造光學部件的方法，其特徵在於，在所述方法中循環時間在30秒鐘到2分鐘之間。
9. 一種光學部件，其特徵在於，所述光學部件根據方案I至8的一種方法來製造。10. 一種用於製造發射輻射的半導體部件的方法，其特徵在於，在傳遞模塑工藝中使用具有粘度在4至35Pa · s的環氧樹脂，或者使用矽樹脂，所述矽樹脂具有30到80%之間的環氧樹脂的混合併且粘度在O. 9到12Pa · s之間。11.根據方案10所述的用於製造發射輻射的半導體部件的方法，其特徵在於，工藝溫度在130°C到180°C之間。12.根據方案10或者11所述的用於製造發射輻射的半導體部件的方法，其特徵在於，在所述方法中的噴射壓力在50到100巴之間。13.根據方案10至12中任一項所述的用於製造發射輻射的半導體部件的方法，其特徵在於，所述造型材料混入有用於脫模或者分離的混合物，如生長基上的材料、具有長鏈的羧酸的金屬皂。14.根據方案10至13中任一項所述的用於製造發射輻射的半導體部件的方法，其特徵在於，所述造型材料包含至少一種轉換材料，其中所述轉換材料包含有機或者無機發光材料或者由它們構成的混合物。15.根據方案10至14中任一項所述的用於製造發射輻射的半導體部件的方法，其特徵在於，所述造型材料包含至少一種發光材料，其中所述發光材料是YAG:Ce、TAG:Ce、TbYAG: Ce、GdYAG: Ce、GdTbYAG: Ce或者它們所構成的混合物。16.根據方案10至15中任一項所述的用於製造發射輻射的半導體部件的方法，其特徵在於，所述造型材料混入有填料用於提高折射率，其中所述填料包含玻璃顆粒、Ti02、ZrO2> a Al2O3、其它金屬氧化物和/或包含氮化鎵的非氧化物。17.根據方案10至16中任一項所述的用於製造發射輻射的半導體部件的方法，其特徵在於，在所述方法中循環時間在2分鐘到8分鐘之間。18.根據方案10至16中任一項所述的用於製造發射輻射的半導體部件的方法，其特徵在於，所述硬化時間在3分鐘到5分鐘之間。19. 一種根據方案10至18中任一項所述的方法製造的發射輻射的部件。20. 一種發射輻射的部件，其特徵在於，在光電半導體之後設置有根據方案9所述的光學部件。21. 一種發射輻射的部件，其特徵在於，在光電子半導體部件之後設置有根據方案9所述的光學部件。22. 一種發射輻射的半導體部件，其特徵在於，在預模製的LED殼中根據所述方法10至18之一進行半導體晶片的擠壓包封。23.根據方案22所述的發射輻射的半導體部件，其特徵在於，在擠壓包封物之後設置光學部件。24. 一種發射輻射的半導體部件，其特徵在於，根據方法10至18之一用矽樹脂混合物擠壓包封在基本體上的所述半導體晶片。25.根據方案24所述的發射輻射的半導體部件，其特徵在於，在擠壓包封物之後根據所述方法I至8之一設置光學部件。26.根據方案25所述的發射輻射的半導體部件，其特徵在於，所述擠壓包封物的娃氧燒混合物具有比所述光學部件的娃氧燒混合物更聞的粘度。
權利要求
1.一種用於製造光學部件的方法，其中所述光學部件由包含混合材料的材料製造，其中所述混合材料一具有至少一個包含矽氧烷基團的化合物作為第一成分，以及一具有其功能基團選自亞胺基團和丙烯酸酯基團的化合物作為第二成分。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述部件由所述混合材料形成。
3.根據權利要求1所述的方法，其中使用混合材料，所述混合材料具有單體作為第一和第二成分，所述單體被處理成共聚體。
4.根據權利要求1所述的方法，其中使用混合材料，所述混合材料具有聚合體作為第一和第二成分，並且被處理成聚合體混合物。
5.根據權利要求1所述的方法，其中所述第二成分附加地具有矽氧烷基團。
6.根據權利要求1所述的方法，其中所述混合材料具有10到90的重量百分比的矽氧燒成分。
7.根據權利要求6所述的方法，其中所述混合材料具有40到60的重量百分比的矽氧燒成分。
8.根據權利要求1所述的方法，其中所述混合材料在室溫下具有範圍在O.5到 200Pa · s之間的粘度。
9.根據權利要求1所述的方法，其中所述混合材料被預硬化成初級產品，其中所述初級廣品在室溫下為固態。
10.根據權利要求9所述的方法，其中所述初級產品被進行尺寸減小。
11.根據權利要求9所述的方法，其中由所述混合材料或者所述初級產品構造所述光學部件作為成形體。
12.根據權利要求11所述的方法，其中所述成形體藉助一種方法來構造，所述方法選自模壓、加壓注塑和注塑。
13.根據權利要求12所述的方法，其中以加壓注塑方法來處理所述初級產品。
14.根據權利要求11所述的方法，其中所述成形體構造在成形工具的腔中。
15.根據權利要求14所述的方法，其中在所述成形工藝之前至少部分地在所述腔的表面上安裝有薄膜。
16.根據權利要求9所述的方法，其中所述初級產品具有150°C下範圍在ImPa *s到 30Pa · s的粘度。
17.根據權利要求9所述的方法，其中所述混合材料或者所述初級產品藉助硬化被處理成變硬的混合材料。
18.根據權利要求17所述的方法，其中所述變硬的混合材料具有大於60邵爾D的硬度。
19.根據權利要求17所述的方法，其中在所述混合材料或者所述初級產品硬化期間， 在襯底上的光電子部件至少被部分包圍。
20.根據權利要求19所述的方法，其中所述在襯底上的光電子部件設置在所述成形工具的腔內。
21.根據權利要求9所述的方法，其中所述混合材料或者初級產品添加有內部脫模劑。
22.根據權利要求9所述的方法，其中所述混合材料或者所述初級產品添加有用於提高折射率的材料，其中所述材料與所述混合材料化合，作為氧化物、顆粒或者它們構成的化合物存在。
23.根據權利要求22所述的方法，其中所述用於提高折射率的材料具有與所述混合材料或者所述初級產品化合的鈦、錯和/或硫。
24.根據權利要求22所述的方法，其中所述用於提高折射率的材料添加有氧化物，所述氧化物選自這樣的基團，其中所述基團包括Ti02、Zr02和a Al2O3、和/或添加有包含氮化鎵的非氧化物。
25.根據權利要求1所述的方法，其中所述混合材料具有小於5分鐘的硬化時間。
26.根據權利要求1所述的用於製造光學部件的方法，其中所述光學部件由包括混合材料的材料製造，其中所述方法包括如下方法步驟Α)將由所述混合材料藉助預硬化獲得的初級產品轉變成液態或者鬆軟的狀態，B)將來自方法步驟Α)的所述初級產品引入成形工具的腔中，其中所述腔具有確定的形狀，以及C)將所述初級產品硬化成固態的混合材料，其中以很大程度上與所述腔的形狀相應的形狀生成光學部件。
27.根據權利要求26所述的方法，具有附加的在所述方法步驟Α)之前實施的方法步驟Al)將所述混合材料預先硬化成室溫下固態的初級產品，Α2)將所述固態的初級產品尺寸減小成粉末狀或者顆粒狀，A3)將尺寸減小的所述初級產品轉變成緊密的形式。
28.根據權利要求1所述的方法，其中所述混合材料或者所述初級產品添加有波長轉換材料，其中所述波長轉換材料包含YAG: Ce、TAG: Ce、TbYAG: Ce、GdYAG: Ce、GdTbYAG: Ce、氮化物或者矽酸鹽或者由其所構成的混合物。
29.根據權利要求1所述的方法，其中通過所述光學部件在襯底上封裝至少一個光電子部件。
30.根據權利要求29所述的方法，其中發射輻射的半導體晶片被用作光電子部件。
31.根據權利要求30所述的方法，其中使用發射輻射的半導體晶片，所述發射輻射的半導體晶片工作時能夠發射輻射，其中所述輻射具有在紫外到綠色波長範圍中的波長。
32.根據權利要求29所述的方法，其中使用襯底，所述襯底具有引線框架、印刷電路板、基於柔性材料的結構或者基於陶瓷的結構。
33.根據權利要求29所述的方法，其中在所述成形工藝之前，所述襯底和/或光電子部件的至少部分用這樣的材料塗敷，該材料適於提高對所述混合材料或初級產品的粘附。
34.根據權利要求1所述的方法，其中製造多個光學部件並且隨後所述多個光學部件被分開。
35.根據權利要求34所述的方法，其中通過切、鋸、劃、折斷和/或磨來實現所述分開。
36.一種光學部件，其可以按照權利要求34所述的方法來製造。
37.根據權利要求36所述的光學部件，其中所述光學部件是偏轉輻射的光學部件、折射輻射的光學部件、反射器、波長轉換器、殼、殼的一部分、封裝、封裝的一部分或者以上的組合。
38.根據權利要求37所述的光學部件，其中所述折射輻射的光學部件是球形透鏡、非球形透鏡、圓柱形透鏡或者菲涅耳透鏡。
39.一種裝置，包括一按照根據權利要求1所述的方法可得到的光學部件，以及一光電子部件。
40.根據權利要求39所述的裝置，其中所述光學部件至少部分包圍所述光電子部件。
41.根據權利要求39所述的裝置，其中所述裝置可表面安裝。
42.根據權利要求1所述的方法，其中所述光學部件構造在成形工具的腔中，且所述光學部件通過薄膜與所述腔分離。
43.一種用於製造光學部件的方法，其中所述光學部件由包含混合材料的材料製造，其中所述混合材料一具有至少一個包含矽氧烷基團的化合物作為第一成分，以及一具有其功能基團選自環氧基團、亞胺基團和丙烯酸酯基團的化合物作為第二成分；以及其中所述第二成分附加地具有矽氧烷基團。
44.一種用於製造光學部件的方法，其中所述光學部件由包含混合材料的材料製造，其中所述混合材料一具有至少一個包含矽氧烷基團的化合物作為第一成分，以及一具有其功能基團選自環氧基團、亞胺基團和丙烯酸酯基團的化合物作為第二成分； 其中所述混合材料被預硬化成初級產品，所述初級產品在室溫下為固態；以及其中所述初級產品被進行尺寸減小。
45.根據權利要求44所述的方法，其中尺寸減小後的所述初級產品被成形。
46.一種用於製造光學部件的方法，其中所述光學部件由包含混合材料的材料製造，其中所述混合材料一具有至少一個包含矽氧烷基團的化合物作為第一成分，一具有其功能基團選自環氧基團、亞胺基團和丙烯酸酯基團的化合物作為第二成分； 其中所述光學部件由包含混合材料的材料製造，所述方法包括如下方法步驟A)將由所述混合材料藉助預硬化獲得的初級產品轉變成液態或者鬆軟的狀態，B)將來自方法步驟A)的所述初級產品引入成形工具的腔中，其中所述腔具有確定的形狀，以及C)將所述初級產品硬化成固態的混合材料，其中生成其形狀很大程度上與所述腔的形狀相應的光學部件；具有附加的在所述方法步驟A)之前實施的方法步驟Al)將所述混合材料預先硬化成室溫下固態的初級產品，A2)將所述固態的初級產品尺寸減小成粉末狀或者顆粒狀，A3)將尺寸減小的所述初級產品轉變成緊密的形式。
47.一種用於製造光學部件的方法，其中所述光學部件由包含混合材料的材料製造，其中所述混合材料一具有至少一個包含矽氧烷基團的化合物作為第一成分，一具有其功能基團選自環氧基團、亞胺基團和丙烯酸酯基團的化合物作為第二成分；其中由所述混合材料或者所述初級產品構造所述光學部件作為成形體，通過預硬化所述混合材料產生所述初級產品，所述初級產品在室溫下為固態；其中所述成形體構造在成形工具的腔中；以及其中在所述成形工藝之前至少部分地在所述腔的表面上安裝有薄膜。
48.根據權利要求47所述的方法，其中所述薄膜避免所述腔的表面被所述混合材料或者所述初級產品潤溼。
49.一種用於製造光學部件的方法，其中所述光學部件由包含混合材料的材料製造，所述混合材料一具有至少一個包含矽氧烷基團的化合物作為第一成分，一具有其功能基團選自環氧基團、亞胺基團和丙烯酸酯基團的化合物作為第二成分； 其中所述混合材料或者所述初級產品添加有如下材料以提高折射率，通過預硬化所述混合材料產生所述初級產品，所述初級產品在室溫下為固態，所述材料與所述混合材料化合，作為氧化物、顆粒或者它們構成的化合物存在；以及其中用於提高折射率的所述材料具有與所述混合材料或者所述初級產品化合的鈦、鋯和/或硫。
50.一種用於製造光學部件的方法，其中所述光學部件由包含混合材料的材料製造，所述混合材料一具有至少一個包含矽氧烷基團的化合物作為第一成分，一具有其功能基團選自環氧基團、亞胺基團和丙烯酸酯基團的化合物作為第二成分； 其中所述混合材料或者所述初級產品添加有如下材料以提高折射率，所述材料與所述混合材料化合，作為氧化物、顆粒或者它們構成的化合物存在；以及其中所述用於提高折射率的材料添加有氧化物，所述氧化物選自這樣的基團，其中所述基團包括Ti02、ZrO2和a Al2O3，和/或添加有包含氮化鎵的非氧化物。
51.根據權利要求50所述的方法，其中所述材料被混入有用於提高折射率的玻璃顆粒。
52.一種用於製造光學部件的方法，其中所述光學部件由包含混合材料的材料製造，所述混合材料一具有至少一個包含矽氧烷基團的化合物作為第一成分，一具有其功能基團選自環氧基團、亞胺基團和丙烯酸酯基團的化合物作為第二成分； 其中通過所述光學部件在襯底上封裝至少一個光電子部件；以及其中在所述成形工藝之前，所述襯底和/或光電子部件的至少部分用這樣的材料塗敷，該材料適於提高對所述混合材料或初級產品的粘附。
53.根據權利要求52所述的方法，其中所述材料是矽酸鹽。
54.根據權利要求53所述的方法，其中藉助煅燒矽化處理進行所述塗敷。
55.一種用於製造光學部件的方法，其中所述光學部件由包含混合材料的材料製造，所述混合材料一具有至少一個包含矽氧烷基團的化合物作為第一成分，一具有其功能基團選自環氧基團、亞胺基團和丙烯酸酯基團的化合物作為第二成分； 其中所述光學部件形成在成形工具的腔內，且所述光學部件通過薄膜與所述腔分離。
全文摘要
本發明涉及一種用於藉助模製工藝製造光學部件的方法，以及一種光學部件，以及包括光學部件的裝置。上述用於製造光學部件的方法中，所述光學部件由包含混合材料的材料製造，其中所述混合材料具有至少一個包含矽氧烷基團的化合物作為第一成分，以及具有其功能基團選自亞胺基團和丙烯酸酯基團的化合物作為第二成分。
文檔編號H01L33/54GK103009545SQ201210418570
公開日2013年4月3日 申請日期2006年2月28日 優先權日2005年2月28日
發明者貝爾特·布勞內, 赫貝特·布倫納, 哈拉爾德·雅格, 約爾格·佐爾格 申請人:奧斯蘭姆奧普託半導體有限責任公司