光電子器件的製作方法

2023-04-23 07:19:26

專利名稱：光電子器件的製作方法
光電子器件提出了一種光電子器件。所要解決的任務在於提出一種光電子器件，其中特別有效地導出在工作中所產生 的熱。根據光電子器件的至少一個實施形式，光電子器件包括在其上設置有發射輻射的 半導體晶片的連接支承體。連接支承體例如為在其上或者在其中設置有電印製導線和連接位置的電路板，其 用於發射輻射的半導體晶片的電接觸。連接支承體於是按照板的方式基本上平地構建。即， 連接支承體在該情況下不具有在其中設置有發射輻射的半導體晶片的空腔。此外可能的是，連接支承體具有用於容納發射輻射的半導體晶片的至少一個空 腔。連接支承體在該情況下可以包括將發射輻射的半導體晶片在工作中所產生的電磁輻射 反射的反射器。在該情況下，連接支承體例如能夠由支承體帶(也即引線框架)構成，該 連接支承體以電絕緣材料譬如塑料或者陶瓷材料來壓力注塑包封。發射輻射的半導體晶片優選為冷光二極體晶片，這就是說，為發光二極體晶片或 者雷射二極體晶片。發射輻射的半導體晶片可以適合於產生在UV光譜範圍中的、在紅外光 譜範圍中的或者在可見光譜範圍中的電磁輻射。根據至少一個實施形式，光電子器件包括轉換元件。轉換元件是光電子器件的包 含發光轉換材料或者由發光轉換材料構成的部件。例如，如果由發射輻射的半導體晶片在工作中所產生的電磁輻射射到轉換元件 上，則該電磁輻射可以被轉換元件中的發光轉換材料完全地或者部分地吸收。然後，發光轉 換材料再發射包括與發射輻射的半導體晶片在工作中所發射的電磁輻射不同的、優選為更 高的波長的電磁輻射。例如，發射輻射的半導體晶片所產生的在藍色光譜範圍中的電磁輻 射的一部分在穿透轉換元件時被轉換為在黃色光譜範圍中的電磁輻射。根據光電子器件的至少一個實施形式，轉換元件跨越半導體晶片，使得半導體芯 片被轉換元件和連接支承體圍繞。這就是說，轉換元件例如按照拱形結構的方式張在半導 體晶片上。換言之，半導體晶片於是設置在連接支承體和轉換元件之間。轉換元件在半導 體晶片之上例如形成空腔。半導體晶片以其安裝面例如固定到連接支承體上。半導體晶片 在其側面上並且在其背離安裝面的輻射出射面上被跨越該半導體晶片的轉換元件圍繞。在 此，轉換元件優選地不直接鄰接半導體晶片，而是有另外的材料設置在半導體晶片和轉換 元件之間。根據光電子器件的至少一個實施形式，轉換元件由以下材料之一構成陶瓷、玻璃 陶瓷。即，轉換元件並不通過作為基質材料引入到矽樹脂或者環氧樹脂中的發光轉換材料 來構成，而是以陶瓷材料或者玻璃陶瓷材料來構成轉換元件。轉換元件優選地形成為以機械方式自支承。轉換元件例如可以形成為跨越半導體 晶片的自支承的拱形結構或者殼。適於構成這樣的轉換元件的陶瓷在出版物WO 2007/148253中予以詳細闡 述，其公開內容明確地通過引用結合於此。合適的玻璃-陶瓷材料例如在出版物US2007/0281851中予以描述，其公開內容明確地通過引用結合於此。玻璃陶瓷材料在此優選 地並非是玻璃構成的基質材料，其中引入陶瓷材料(譬如以顆粒形式)。更確切地說，該玻 璃陶瓷材料是熔體和燒結在一起的晶粒的組合物。術語「玻璃陶瓷」尤其表示由玻璃熔體 通過受控的結晶來製造的原料。對熔體的加工與對玻璃的加工類似地進行，但是該玻璃然 後通過特殊的熱處理轉變為部分多晶並且部分玻璃狀、陶瓷狀態。結果是具有新特性的類 似玻璃的產物。根據光電子器件的至少一個實施形式，轉換元件固定在連接支承體上。也就是說， 轉換元件具有到連接支承體的機械的、固定的連接。轉換元件例如可以藉助薄的粘合材料 層與連接支承體連接。此外，可能的是，轉換元件例如接合到連接支承體上或者藉助壓配合 與連接支承體相連。根據光電子器件的至少一個實施形式，光電子器件包括其上設置有發射輻射的 半導體晶片的連接支承體，以及固定在連接支承體上的轉換元件，其中轉換元件跨越半導 體晶片，使得半導體晶片被轉換元件和連接支承體圍繞，並且轉換元件由以下材料之一構 成陶瓷、玻璃陶瓷。在此，這裡所描述的光電子器件尤其利用了以下知識用於轉換元件的玻璃陶瓷 材料或者發光陶瓷的特徵通常在於例如與矽樹脂的熱導率相比而言明顯更高的熱導率。玻 璃陶瓷材料或者發光陶瓷優選地具有大於等於1. Off/mK的熱導率。因此，由這些材料之一構成的轉換元件的特徵在於特別高的熱導率。由於轉換元 件固定在連接支承體上，所以轉換元件還導熱地連接到連接支承體上並且因此連接到冷卻 體上，在該冷卻體上可以施加連接支承體。以該方式能夠特別好地導出在轉換所穿透的輻 射時在轉換元件中所產生的熱。轉換元件例如由YAG:Ce陶瓷構成。這樣的轉換元件的特徵在於大約為14W/mK的 導熱能力。此外，由所提及的材料製成的轉換元件構成對於被轉換元件所跨越的半導體芯 片的在機械上穩定的保護，而免受外部的機械作用。因此，所描述的器件的特徵除了改進的 耐熱性之外還在於改進的機械穩定性。根據光電子器件的至少一個實施形式，在半導體晶片和轉換元件之間設置有至少 一個以氣體來填充的中間區域。也就是說，半導體和轉換元件之間的空間可以至少局部地 以氣體來填充。該氣體例如可以是空氣。在半導體晶片和轉換元件之間的以氣體填充的中 間區域可以進一步改進從轉換元件向在其上施加有半導體晶片的連接支承體的散熱。根據至少一個實施形式，半導體晶片嵌入在成型體中。也就是說，半導體晶片在其 暴露的外表面上至少局部地被成型體形狀配合地包封並且在這些位置上可以直接接觸半 導體晶片。成型體在此例如可以實施為澆鑄物。成型體對於發射輻射的半導體晶片在工作中 所產生的電磁輻射是儘可能完全透射的。也就是說，成型體由幾乎不吸收或根本不吸收發 射輻射的半導體晶片的輻射的材料構成。成型體例如由矽樹脂、環氧樹脂或者由矽樹脂-環氧樹脂混合材料構成。成型體 形狀配合地在半導體晶片的暴露的外表面上環繞該半導體晶片並且例如可以具有球狀彎 曲的外表面。優選的是，成型體尤其沒有吸收輻射的材料，譬如發光轉換材料。也就是說，成型體除了至多少量雜質之外不具有發光轉換材料。根據光電子器件的至少一個實施形式，以氣體填充的中間區域在成型體和轉換元 件之間延伸。中間區域例如以空氣填充。中間區域優選地緊鄰成型體。也就是說，成型體具有背離半導體晶片的外表面，成 型體在該外表面上鄰接中間區域。在此，中間區域可以延伸直至連接支承體。中間區域在該情況下可以拱形結構地構建。中間區域在其朝向成型體的內表面上 遵循成型體的外表面的形狀。中間區域在其朝向轉換元件的外表面上遵循轉換元件的內表 面的曲線。中間區域在此尤其利用了以下知識在光電子器件的工作中，通過發射輻射的半 導體晶片的加熱而也引起在其中嵌入有半導體晶片的成型體的加熱。該加熱尤其在成型體 包含矽樹脂時會導致成型體的熱膨脹。中間區域現在確定尺寸為使得成型體儘管有熱膨脹 也不接觸轉換元件。也就是說，轉換元件和成型體優選地在光電子器件工作中也始終通過 中間區域來彼此分離，使得成型體和轉換元件彼此不直接接觸。由此尤其阻止了 由於在溫 度升高時矽樹脂膨脹而出現由成型體擠壓轉換元件而造成的轉換元件的頂起。根據光電子器件的至少一個實施形式，光電子器件包括耦合輸出透鏡，該耦合輸 出透鏡鄰接轉換元件的背離半導體晶片的外表面。耦合輸出面可以直接地並且緊緊地接觸 轉換元件的外表面。耦合輸出透鏡在此可以是光電子器件的單獨製成的元件，其例如被銑 削、車削或者噴射模塑並且在安裝步驟中固定在轉換元件之上。但是此外也可能的是，在光電子器件的另外的部件上製造耦合輸出透鏡以及例如 將耦合輸出透鏡直接作為澆鑄物施加到轉換元件上。耦合輸出透鏡對於由光電子器件和/或由轉換元件所輻射的電磁輻射至少基本 上是透射的。耦合輸出透鏡尤其優選地沒有發光轉換材料。即，耦合輸出透鏡除了至多少 量雜質之外不具有發光轉換材料。根據光電子器件的至少一個實施形式，耦合輸出透鏡具有朝向半導體晶片並且被 具有半徑Rifift的內半球面所環繞的內表面。耦合輸出透鏡還具有背離半導體晶片並且環繞 具有半徑的外半球面的外表面。在此，兩個半徑符合以下條件R外》R_Xnse/ns〒 nslt和在此是耦合輸出透鏡的或者耦合輸出透鏡的環境(典型地為空氣)的折射率。內半球面和外半球面也可以是純粹虛擬的面，其不必在器件中作為實體的特 徵而形成或者出現。當通過具有所述半徑的內半球面和外半球面構成的半球殼以其整 體位於耦合輸出透鏡中時，耦合輸出透鏡尤其滿足上文中所提及的條件，其也公知為 "ffeierstrass (魏爾斯特拉斯)，，條件。尤其也能可能的是，耦合輸出透鏡構建為其內半徑通過Rifift來給定並且其外半徑 通過來給定的球殼。在此，受製造所限，耦合輸出透鏡的形狀可以稍微偏離內表面和外 表面的在數學上精確的球形。換言之如果耦合輸出透鏡滿足所提及的條件，則耦合輸出透鏡成形並且與半導 體晶片間隔，使得耦合輸出透鏡的外表面從半導體晶片的每個點來看都成小的角度，使得 在耦合輸出透鏡的外側上不出現全反射。因此，服從這些條件的耦合輸出透鏡僅具有小的、 由於在其外表面上的全反射引起的輻射損耗。因此有利地提高了光電子器件的耦合輸出效率。
根據光電子器件的至少一個實施形式，具有半徑Rrt的半球面環繞在其中嵌入有 光電子半導體晶片的成型體。半導體晶片在此具有面積為A的輻射出射面。面積A和半徑R 在此滿足條件A < 1/2 X π X R 2。面積A在此優選地為大於等 於1/20* π * R內2。在此所基於的是，唯一的成型體包封光電子器件的發射輻射的半導 體晶片。發射輻射的半導體晶片的輻射出射面的這樣較小面積的作用在於，例如由轉換元 件向半導體晶片回反射的或者所射出的電磁輻射以小的概率射到半導體晶片上，在那裡輻 射例如會由於吸收而受損失。在此，例如在連接支承體的朝向成型體的側上設置有反射層，反射層至少局部地 直接鄰接成型體而且對於由半導體晶片和由轉換元件所產生的電磁輻射都具有至少為 80%、優選為至少90%的反射率。反射層特別優選地具有至少為98%的反射率。反射層在 此優選地位於具有半徑R內的半球中。輻射通過該方式以大的概率射到反射層上，而不射 到發射輻射的半導體晶片的輻射出射面上。根據光電子器件的至少一個實施形式，至少一種轉換材料施加到轉換元件上，該 轉換材料將由半導體晶片在工作中所產生的電磁輻射和/或由轉換元件所再發射的電磁 輻射至少部分地吸收。施加到轉換元件上的轉換材料優選地是與由其或者以其構成轉換元 件的轉換材料不同的轉換材料。也就是說，轉換元件和所施加的轉換材料吸收和/或再發 射不同波長的或者不同波長範圍的電磁輻射。轉換材料例如可以施加到轉換元件的朝向半導體晶片的內表面上。也就是說，半 導體晶片在工作中所發射的電磁輻射首先射到設置在轉換元件的內表面上的轉換材料上。 轉換材料將輻射部分地或者完全地轉換為其他波長的電磁輻射。該電磁輻射然後進入轉換 元件，該電磁輻射未經轉換地穿過該轉換元件或者該電磁輻射在該轉換元件中又被部分地 或者完全地轉換。例如，半導體晶片在工作中產生在UV光譜範圍中的電磁輻射。轉換材料於是可以 設置為將該UV輻射至少部分地、優選地儘可能完全地轉換為其他的、例如在藍色光譜範圍 中的電磁輻射。轉換元件於是設置為例如將該所轉換的、藍色電磁輻射轉換為在黃色光譜 範圍中的電磁輻射。以該方式可能的是，藉助產生在UV範圍中的電磁輻射的半導體晶片來 實現輻射白色混合光的器件。在此，在轉換元件上施加附加的轉換材料證明為在器件的熱學特性方面也是特別 有利的。這樣，在轉換材料中所產生的熱散發到轉換元件上，轉換元件由於其高的熱導率而 將該熱導出到連接支承體上。優選地，在一方面為半導體晶片和在必要情況下圍繞半導體 晶片的成型體與另一方面為轉換材料之間存在以氣體(譬如以空氣)填充的間隙。根據光電子器件的至少一個實施形式，在轉換元件和連接支承體之間設置有緊緊 鄰接轉換元件和連接支承體的粘合材料。粘合材料在此優選地以具有最大為10 μ m、優選地 最大為6μπι的厚度的薄層來施加。這樣薄的粘合材料層保證了由轉換元件所產生的熱可 以特別有效地散發到連接支承體上。根據光電子器件的至少一個實施形式，轉換元件和/或轉換材料包含發光轉換材 料或者由發光轉換材料構成，發光轉換材料基於以下材料之一正矽酸鹽、硫代鎵酸鹽、硫 化物、氮化物、氟化物。根據在此所描述的光電子器件的至少一個實施形式，轉換元件和/或轉換材料以發光轉換材料來構成，發光轉換材料通過以下摻雜材料的至少其中之一來活化Eu3+、 Mn2+、Mn4+0這裡所描述的光電子器件在此尤其基於以下知識半導體晶片在工作中所產生的 電磁輻射通過在此所描述的光電氣器件中在半導體晶片以及轉換元件和/或轉換材料之 間的相對大的距離而分布到相對大的面上或者分布到相對大的體積上。由此可以使用對緩 慢衰變的發光材料。緩慢衰變的發光材料在此理解為具有大於1 P s的衰變時間的發光材 料。算作這種發光材料的例如有以Ειι3+、Μη2+、Μη4+來活化的發光轉換材料。由於半導體 晶片、轉換元件和/或轉換材料的距離相對大，所以即使在緩慢衰變的發光材料情況下飽 和效應也是不可能的。對於具有更短的衰變時間的更為快速的發光材料譬如YAG:Ce而言， 在本光電子器件的情況下甚至完全避免了飽和效應。此外，由於電磁輻射分布在更大的面上或者在更大的體積上，所以可以使用如下 發光轉換材料，其對於例如由UV輻射造成的輻射損害具有提高的敏感性。在此舉例性地列 舉氮化物譬如Si2Si5N8 = Eu以及硫化物、氮氧化物和氟化物。這些發光轉換材料首次可以完 全合理地使用在如在此所描述的光電子器件中。基於根據光電子器件的至少一個實施形式的轉換元件由陶瓷或者玻璃陶瓷構成 這一事實，發光材料的有效表面由於發光轉換材料的燒結而被極大地減小。但是由此在很 大程度上抑制了與溼氣、CO2、氧氣或者其他的大氣氣體的緩慢化學反應，因為可用的反應 表面減少。這尤其涉及發光轉換材料如硫化物、正矽酸鹽或者氮化物。由於使用由陶瓷或 者玻璃陶瓷構成的轉換元件，所以由此也提高了轉換元件的使用壽命並且由此提高了整個 光電子器件的使用壽命。基於緩慢衰變的發光轉換材料如窄帶的f_f線發射器(f-f-Linienemitter)(例 如Eu3+、Mn4+)現在首次可以與發射UV輻射的半導體晶片結合來使用這一事實，可以達到 光電子器件的高的顯色值和效率值。前面所使用的飽和效應的缺點在此不出現。此外，在這裡所描述的器件中可以使用具有低的活化劑濃度的發光轉換材料，該 轉換發光材料具有達到在傳統發光轉換材料中常見的濃度的1/100的濃度。也就是說，在此所描述的器件也能夠實現使用要不然由於其差的熱學特性、其對 大氣氣體的敏感性或其緩慢的衰變時間而不能使用的發光轉換材料。屬於這種發光轉換材 料的例如有發射藍綠色至紅橘色的光的正矽酸鹽、硫代鎵酸鹽、硫化物、氮化物、氟化物和/ 或窄帶的線發射器。在下文中將根據實施例和附圖來詳細闡述在此所描述的光電子器件。

圖1、2、3和4根據示意性的剖面圖示出了在此所描述的光電子器件的不同的實施 例。相同的、同類型的或者作用相同的元件在附圖中設置有同樣的附圖標記。附圖和 在附圖中所示出的元件彼此間的大小關係不能視為合乎比例的。更確切地說，為了更好的 可示出性和/或為了更好的理解可以誇大地示出各個元件。圖1以示意性剖面圖示出了在此所描述的光電子器件1的第一實施例。光電子器 件包括連接支承體2。連接支承體2在此是電路板。連接支承體2包括基本體21，該基本體 可以由電絕緣材料如陶瓷材料或者塑料材料構成。此外，可能的是，基本體21是金屬芯板。反射層22被施加到連接支承體的上側上。反射層22構成連接支承體2的鏡面化部。反射層22例如由反射金屬譬如金、銀或者鋁構成。此外，可能的是，反射層22是布拉 格反射器。在此，唯一的發射輻射的半導體晶片3被施加到連接支承體2上。發射輻射的半 導體晶片3是發光二極體晶片。發射輻射的半導體晶片3固定在支承體2上並且電連接。發射輻射的半導體晶片3被成型體7包封。成型體7在此由矽樹脂構成。成型體 7例如按照半球方式構建。發射輻射的半導體晶片3在其不朝向連接支承體2的外表面上 被成型體7形狀配合地包封。成型體7沒有發光轉換材料。成型體7設置在具有半徑Rrt的半球面中。在此，半徑Rrt選擇為使得發射輻射的 半導體晶片的輻射出射面3a的面積在1/20 * π * Rrt2和1/2* π * Rrt2之間。以該 方式減小了以下情況的概率例如由轉換元件4所回反射或者所發射的電磁輻射不射到發 射輻射的半導體晶片3的反射相對差的輻射出射面3a上，而是射到能夠將電磁輻射又朝光 電子器件1的周圍的方向輻射的反射塗層22上。在成型體7和轉換元件4之間設置有間隙6。間隙6以空氣來填充。間隙6在圖 1的實施例中緊緊地鄰接成型體7並且鄰接轉換元件4。間隙6尤其針對以下情況用作緩 衝器成型體7由於在發射輻射的半導體晶片3的工作中的加熱而膨脹。由於間隙6而在 光電子器件1中保證了成型體7不擠壓轉換元件4，這種擠壓例如會導致轉換元件4從連接 支承體2脫落並且因此導致從轉換元件4到連接支承體2的熱導率劣化。轉換元件4拱形結構地或者拱頂狀地跨越發射輻射的半導體晶片3。轉換元件4 按半球殼方式來構建。轉換元件4包括外表面如和朝向半導體晶片3的內表面4b。轉換 元件4由陶瓷譬如YAG:Ce構成或者由燒結的玻璃陶瓷來構成，其中陶瓷發光轉換材料被置 入到玻璃中。轉換元件4在此自支承地構建，即，轉換元件4是不需要任何另外的支持元件 來保持拱形結構的形式的、在機械上能夠支承的結構。轉換元件4固定在連接支承體2上。 在此，轉換元件4藉助緊緊鄰接連接支承體和轉換元件的由粘合材料5構成的粘合材料層 來固定在連接支承體2上。粘合材料5優選為以環氧樹脂和/或矽樹脂構成的粘合材料。粘合材料5在此可 以由所提及的材料之一構成或者包含所提及的材料之一。例如也可能的是，所提及的材料之一構成粘合材料5的其中包含金屬顆粒譬如由 銀、金或者鎳構成的顆粒的的基質材料。這種粘合材料5的特徵在於提高的熱導率。轉換元件4優選地藉助由粘合材料5構成的薄的粘合材料層固定在連接支承體2 上。粘合材料層在此具有(在製造容差的範圍內)均勻的厚度。由粘合材料5構成的粘合 材料層的厚度優選地在1 μ m到10 μ m之間、特別優選地在4 μ m到6 μ m之間，例如5 μ m。由粘合材料5構成的這樣薄的粘合材料層對於從轉換元件4到連接支承體2的改 進的熱導率有貢獻。在發射輻射的半導體晶片工作中，電磁輻射朝轉換元件4的方向來輻射。轉換元 件4包含發光轉換材料或者由發光轉換材料構成，發光轉換材料至少將該輻射的一部分轉 換為其他波長的或者其他波長範圍的電磁輻射。在此，形成從轉換元件4向連接支承體2 散發的熱。在此，轉換元件4的特徵尤其在於其至少1. Off/mK的高熱導率。從發射輻射的半導體晶片沿朝外的方向來看，轉換元件4之後是耦合輸出透鏡8。 耦合輸出透鏡8可以由玻璃構成或者由塑料材料譬如矽樹脂、環氧樹脂或者環氧樹脂-矽樹脂混合材料構成。耦合輸出透鏡8至少對於在可見光譜範圍中的輻射是透明的，並且耦 合輸出透鏡8尤其沒有發光轉換材料。耦合輸出透鏡8具有半球形的內表面8b，內表面8b具有半徑R ^fift。此外，耦合輸 出透鏡8還具有通過半徑為的半球面來構成的外表面8a。在此，所有半徑從點M出發， 點M通過光軸10與連接支承體2的安裝面的交點來形成。光軸10在此優選為通過發射輻 射的半導體晶片3的輻射出射面3a的中軸，其(在製造容差的範圍內)垂直於發射輻射的 半導體晶片3的外延生長層。在此，耦合輸出透鏡8的內表面8b和外表面8a的半徑遵循 以下條件彡Rifift^ rislt/ns^，其中nslt是耦合輸出透鏡8的折射率，並且Ii3^是耦合 輸出透鏡的環境的折射率。如果該條件被滿足，則對於由發射輻射的半導體晶片在工作中所產生的電磁輻 射、對於由轉換元件所再發射的輻射以及對於由反射層22所反射的輻射而言，對於在耦合 輸出透鏡8的外表面8a上的全反射的條件不被滿足。該光學方案(對於其它類型的光電子器件而言)也在出版物DE102007049799. 9 中予以闡述，其公開內容明確地通過引用結合於此。結合圖2詳細地闡述了在此所描述的光電子器件的第二實施例。與圖1的實施例 不同，連接支承體2在該實施例中補充有反射器23。光電子器件例如包括唯一的反射器23， 該反射器23構建為圍繞發射輻射的半導體晶片的反射器壁。反射器構建為對於所轉換的 並且對於未轉換的電磁輻射都是反射性的，並且能夠實現器件的從連接支承體2離開的定 向輻射。結合圖3詳細地闡述了在此所描述的光電子器件的另一實施例。與結合圖2所描 述的實施例不同，反射器23在此集成在連接支承體2的基本體21中。在此，反射層22和 反射器23尤其可以一體地構建。耦合輸出透鏡8、轉換元件4以及成型體7分別鄰接反射 器23。這種構造引起特別定向的且均勻的發射特性。反射器23例如通過金屬構成。反射器23例如可以包含銀和/或鋁或者由銀和/ 或鋁構成。此外可能的是，通過填充有反射輻射的或者散射輻射的粒子的塑料來構成反射 器23。這些粒子例如由鈦氧化物構成。結合圖4詳細地闡述了在此所描述的光電子器件的第四實施例。與結合圖1所描 述的器件不同，結合圖4所描述的光電子器件包括作為層施加到轉換元件4的內表面4b上 的轉換材料9。發射輻射的半導體晶片在本實施例中產生在UV輻射的波長範圍中的電磁輻 射。發光轉換材料9將該輻射大部分(也就是說UV輻射的至少80% )轉換為在藍色光譜 範圍中的電磁輻射。轉換元件吸收藍色輻射的一部分(例如50%)並且為此發射在黃色光 的波長範圍中的電磁輻射。於是，光電子器件總體上發射由藍色和黃色光組合的白色混合 光。在轉換元件4上施加轉換材料9實現了將在轉換中形成的熱向連接支承體並且最終向 光電子器件的環境良好地導出。本發明並不通過根據實施例的描述而局限於此。更確切地說，本發明包括任意新 特徵以及特徵的任意組合，這尤其包含權利要求中的特徵的任意組合，即使這些特徵或者 這些組合本身並未在權利要求或者實施例中予以明確地說明。本專利申請要求德國專利申請102008045331. 5的優先權，其公開內容通過引用
結合於此。
權利要求
1.一種光電子器件(1)，該光電子器件(1)具有-連接支承體O)，在連接支承體( 上設置有發射輻射的半導體晶片(3)， -轉換元件G)，轉換元件(4)固定在連接支承體( 上，其中 -轉換元件(4)跨越半導體晶片(3)，使得半導體晶片C3)被轉換元件(4)和連接支承 體(2)圍繞，以及-轉換元件由以下材料之一構成陶瓷、玻璃陶瓷。
2.根據上一權利要求所述的光電子器件，其中在半導體晶片( 和轉換元件(4)之間 設置有至少一個中間區域(6)，所述中間區域以氣體填充。
3.根據上述權利要求之一所述的光電子器件，其中半導體晶片( 嵌入在成型體(7)中。
4.根據上述權利要求之一所述的光電子器件，其中中間區域(6)在成型體(7)和轉換 元件(4)之間延伸，其中中間區域(7)緊鄰成型體(7)。
5.根據上述權利要求之一所述的光電子器件，其中耦合輸出透鏡(8)鄰接轉換元件的 背離半導體晶片(3)的外表面Ga)。
6.根據上述權利要求之一所述的光電子器件，其中耦合輸出透鏡(8)具有-內表面(8b)，該內表面(8b)朝向半導體晶片並且被具有半徑Rifift的內半球面所環 繞，以及-外表面(8a)，該外表面(8a)背離半導體晶片並且環繞具有半徑的外半球面，其中 -半徑1 _和滿足以下條件彡，其中是耦合輸出透鏡⑶ 的折射率，並且η 是耦合輸出透鏡的環境的折射率。
7.根據上述權利要求之一所述的光電子器件，其中 -成型體(7)被具有半徑Rrt的半球面環繞，-半導體晶片(3)具有面積為A的輻射出射面(3a)，以及 -面積A和半徑1^滿足條件A彡1/2 * Pi * R內2。
8.根據上一權利要求所述的光電子器件，其中面積A和半徑1^滿足條件A> 1/20女Pi女R內
9.根據上述權利要求之一所述的光電子器件，其中-至少一種轉換材料(9)施加到轉換元件上，其中所述至少一種轉換材料將由半導體 晶片(3)在工作中所產生的電磁輻射和/或由轉換元件(4)再發射的電磁輻射至少部分地 吸收。
10.根據上一權利要求所述的光電子器件，其中所述轉換材料(9)施加到轉換元件⑷ 的朝向半導體晶片的內表面Gb)上。
11.根據上一權利要求所述的光電子器件，其中-半導體晶片(3)在工作中發射UV光譜範圍中的電磁輻射，-所述轉換材料(9)將半導體晶片所產生的電磁輻射至少部分地轉換為在藍色光譜範 圍中的電磁輻射，以及-轉換元件(4)將所述轉換材料(9)所再發射的在藍色光譜範圍中的電磁輻射部分地 轉換為在黃色光譜範圍中的電磁輻射，其中 -器件輻射白色混合光。
12.根據上述權利要求之一所述的光電子器件，其中在轉換元件(4)和連接支承體(2) 之間設置有緊鄰轉換元件(4)和連接支承體O)的粘合材料(5)。
13.根據上述權利要求之一所述的光電子器件，其中-成型體(7)被具有半徑Rrt的半球面環繞，-半導體晶片(3)具有面積為A的輻射出射面(3a)，以及-面積A和半徑1^滿足條件A彡1/2 * Pi * R^2,-面積A和半徑R內滿足條件A彡1/20 * Pi * R 2，以及-在連接支承體O)的朝向成型體(7)的側上設置有反射層(22)，所述反射層至少局 部地直接鄰接成型體(6)並且對於由半導體晶片(3)以及由轉換元件(4)所產生的電磁輻 射都具有至少80%的反射率。
14.根據上述權利要求之一所述的光電子器件，其中轉換元件(4)和/或所述轉換材 料(9)包含發光轉換材料或者由發光轉換材料構成，發光轉換材料基於以下材料之一正 矽酸鹽、硫代鎵酸鹽、硫化物、氮化物、氟化物。
15.根據上述權利要求之一所述的光電子器件，其中轉換元件(4)和/或所述轉換材 料(9)包含發光轉換材料或者由發光轉換材料構成，發光轉換材料用以下摻雜物質之一來 活化Eu3+、Mn2+、Mn4+。
全文摘要
提出了一種光電子器件(1)，該光電子器件(1)具有連接支承體(2)，在連接支承體(2)上設置有發射輻射的半導體晶片(3)；轉換元件(4)，轉換元件(4)固定在連接支承體(2)上，其中轉換元件(4)跨越半導體晶片(3)，使得半導體晶片(3)被轉換元件(4)和連接支承體(2)圍繞，並且連接支承體(4)由以下材料之一構成陶瓷、玻璃陶瓷。
文檔編號H01L33/00GK102138230SQ200980134213
公開日2011年7月27日 申請日期2009年8月4日 優先權日2008年9月1日
發明者拉爾夫·維爾特 申請人:歐司朗光電半導體有限公司