带有荧光变换元件的辐射半导体组件制造技术

本发明专利技术涉及配有荧光变换元件（７）的辐射半导体组件，其中半导体（３）被安置在基体（１）的一个凹穴中。在该凹穴中，围绕半导体地形成一个盆状区域，该盆状区域容纳荧光变换元件（７），该荧光变换元件包封着半导体（３）。该盆状区域被制成在凹穴内的凹槽的形状，或者被制成在凹穴底面上的环形围边（６）的形状。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种辐射半导体组件以及生产方法。
技术介绍
辐射半导体组件例如已在WO97/50132中公开了。这类半导体组件都包含一个在工作中发光(一次光)的半导体和一个将该光线的一部分变换到另一波长范围(荧光)的荧光变换元件。由这样的半导体组件发出的光线的总体色感通过一次光和荧光的颜色相加混合产生。通常，以这样的荧光物质作为荧光变换元件，即该荧光物质是悬浮在人造树脂中。如WO97/50132所述，辐射半导体组件的结构形式是，将半导体安置在组件基体的一个凹穴中并用荧光物质悬浮体填充该凹穴。上述结构的缺点在于，一次光(半导体)和荧光(荧光物质悬浮体)的光源一般有不同的形状和大小，所以，根据辐射方向分解成不同的颜色成分并出现空间不均匀的色感。在光学显影时，出现强烈的色差。另一个缺点在于，色感取决于悬浮体中的光路长度，所以由生产条件决定的在半导体上的悬浮体层厚的波动会导致产生不同色感。此外，在悬浮体中，原则上需要很均匀的荧光物质分布。
技术实现思路
本专利技术的任务是发展开头所述类型的辐射半导体组件，该组件能发射出均匀混色的光线。本专利技术的另一个任务是为提供一种用于这种半导体组件的生产方法。本专利技术规定，如此设计半导体组件的基体，即在为容纳半导体而形成的凹穴中，紧围着半导体地形成一个分开的盆状区域，该区域包含荧光变换元件。与带有荧光变换元件的、填充整个凹穴的大体积的半导体包封相比，上述结构有这样的优点，即荧光从与一次光几乎一样的体积中射出，由此出现特别均匀的色感。根据一个特别优选的实施形式，用于容纳荧光变换元件的分开区域是通过一个在凹穴内的凹槽形成的。另一个特别优选的实施形式是，通过凹穴底上的一个环形围边，形成所述分开区域。在这两个实施形式中，可有利地把具有标准形状的壳体用作基体。凹槽或环形围边的侧表面有利地是如此成形的，即这些侧表面用作所产生的辐射线的反射面并从而提高辐射效率。本专利技术的一个有利改进方案是，在基体中如此嵌入一引线架，即该引线架的一部分构成在上述其中一个种实施形式中的凹槽的底面，或者，在引线架上形成在上述另一个实施形式中的环形围边。在该改进方案中，半导体被安置在引线架上，在此，可直接(芯片接合)或借助线连接(线接合)产生电接通。这种所谓的引线架技术主要被用在辐射半导体组件中并也可有利地被用在本专利技术中。为保护半导体和荧光变换元件，可以用透射线的填料例如浇注材料填充凹穴。这种填料最好含有反应型树脂如丙烯酸树脂、环氧树脂、硅树脂或它们的混合物。通过填料的合适造形，可获得透镜效应或散射效应，它大大改善了或如人所愿地改良了本专利技术的半导体组件的辐射性能。对于自动插装机而言，利用填料在半导体组件中形成一个平表面是有利的，因为这样的半导体组件可更容易地被自动插装机拿取和定位(拾取-安放法)。在一个基于特别简单的可实现的优选实施形式中，荧光变换元件是用一种或几种荧光物质制成的，这些荧光物质被嵌入一个基体中。就可混合性、可成形性和操作而言，丙烯酸树脂、环氧树脂、硅树脂及其混合物特别适用作基体。作为荧光物质，一方面可以混合有机化合物例如二萘嵌苯色剂或4f-金属有机化合物。这样，荧光物质如BASF Lumogen F083，Lumogen F240和Lumogen F300可被简单地添加到透明环氧树脂中。白色的总体色感可通过使用无机荧光物质来获得。特别适用于此的是添加稀土的石榴石及添加稀土的碱土硫化物。在这种情况下，有效的荧光物质是那些满足分子式A3B5O12:M的化合物(只要它们在一般生产条件和操作条件下不是不稳定的即可)。分子式中的A表示Y、Lu、Sc、La、Gd、Tb和Sm组中的至少一个元素；B表示Al、Ga和In组中的至少一个元素；M表示Ce和Pr中的至少一个元素，并最好是Ce。这里，作为荧光物质地特别优选YAG:Ce(Y3Al5O12:Ce3+)，TbYAG:Ce((YXTb1-X)3Al5O12:Ce3+，0≤X≤1)，GdYAG:Ce((GdXY1-X)3Al5O12:Ce3+，0＜X＜1)，GdTbYAG:Ce((GdXTbYY1-X-Y)3Al5O12:Ce3，0＜X＜1，0＜Y＜1)以及以此为基础的混合物。此外，Al可至少部分地用Ga或In代替。其它优选的化合物是SrS:Ce3+，Na，SrS:Ce3+，Cl，SrS:CeCl3，CaS:Ce3+，SrSe:Ce3+和Y3Ga5O12:Ce3+。特别使用于产生不同类型的混色光的是添加有稀土的硫镓酸盐，例如CaGa2S4:Ce3+或者SrGa2S4:Ce3+。为此，也可考虑使用添加有稀土的铝酸盐如YalO3:Ce3+和Yal1-XGaXO3:Ce3+(0≤X≤1)及添加有稀土的原硅酸盐M’2SiO5:Ce3+(M’:Sc，Y，La)如Y2SiO5:Ce3+。在所有的钇化合物中，钇从原则上讲都可用钪或镧代替。在此情况下，荧光物质的相关成分主要由所希望的总体色感及一次光的中心波长来决定。在另一个特别优选的实施形式中，以不同的物质作为荧光变换元件用的基体和凹穴中的填料。此外，可有利地把这样的物质用于荧光变换元件，即它在与荧光物质的可混合性和辐射稳定性方面是最佳的，同时为填料可选用这样的物质，即它因其透明性和机械稳定性是特别合适的。通过这些在选择填料和荧光变换元件基体方面的附加变型方式，可以有利地满足在设计配有荧光变换元件的辐射半导体组件时的其它边界条件。本专利技术的组件很有利地采用这样的半导体，即它们能发射出中心波长小于460nm的光。在根据现有技术的上述组件中，使用这样的半导体用是不明智的，因为这一波长范围内的光会损害填料，由此使填料快速老化。在本专利技术的半导体组件中，消除了这个缺陷，因为一次射线的一部分离半导体很近地得到变换，从而减少了填料中的短波射线量并总体延长了半导体组件的使用寿命。作为用于荧光变换元件的基体，优选这样的硅树脂，即它以在绿、蓝、紫外线光谱区内的耐辐射性很强而著称。硅树脂的使用与那些能发射波长在430nm以下的射线的半导体的结合是特别有利的。在这一光谱区的射线在其它树脂的情况下会导致辐射伤害，这明显缩短半导体组件的寿命。在本专利技术中，含硅树脂基体的荧光变换元件可以与覆盖荧光变换元件的并基于环氧树脂的填料联合使用。在这种情况下，环氧树脂以其透明性和机械稳定性强而著称。可利用本专利技术的半导体组件特别有利地实现白光发光二极管，如在上述专利文件WO97/50132中提到的那样。在这里，荧光物质和半导体如此相互协调，即一次光颜色和荧光颜色色可互补。通过颜色相加混合，导致白光色感。专利文件WO97/50132和WO98/12757的内容可以作为说明书内容的一部分。许多要求保护的半导体组件可被组装成较大的发光单元。这样的或许其组件被布置成矩阵形式的发光单元以光密度高和总体色感特别均匀而著称。本专利技术的半导体组件特别有利地适用作成像透镜系统中的光源。由于一次光和荧光是从空间紧邻的且大小大致相等的体积中射出的，所以这种由透镜系统招致的色失真明显比根据上述现有技术的光源时的色失真小。此外，可利用一个或多个透镜并在不改变总体色感的条件下改良本专利技术的半导体组件的辐射性能，这也是有利的。制造配有荧光变换元件的辐射半导体组件的本专利技术生产方法的出发点是一个有一凹穴的基体，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
辐射半导体组件，它有一个其中设有一凹穴的基体（１）、至少一个半导体（３）和一个荧光变换元件（７），其特征在于：该凹穴具有一个成分开的盆状的局部区域，在该区域中设置着半导体（３）并且该区域被填充上荧光变换元件（７），其中荧光变换元件（７）具有一个使该盆状局部区域与凹穴的其余内腔分界的界面。

【技术特征摘要】
DE 2000-4-26 10020465.11.辐射半导体组件，它有一个其中设有一凹穴的基体(1)、至少一个半导体(3)和一个荧光变换元件(7)，其特征在于该凹穴具有一个成分开的盆状的局部区域，在该区域中设置着半导体(3)并且该区域被填充上荧光变换元件(7)，其中荧光变换元件(7)具有一个使该盆状局部区域与凹穴的其余内腔分界的界面。2.按权利要求1所述的辐射半导体组件，其特征在于该盆状局部区域通过在凹穴内的一凹槽形成。3.按权利要求2所述的辐射半导体组件，其特征在于引线架(2)如此嵌置在基体(1)中，即引线架(2)的一个局部区域形成该凹槽的底面。4.按权利要求1所述的辐射半导体组件，其特征在于该盆状局部区域通过在该凹穴底部上的一个环形围边(6)形成。5.按权利要求4所述的辐射半导体组件，其特征在于一个引线架(2)被嵌置在基体(1)中，从而引线架(2)的一个局部区域形成该凹穴的底面并且在引线架(2)上形成该环形围边(6)。6.按权利要求1-5之一所述的辐射半导体组件，其特征在于基体(1)是与具有该盆状局部区域的凹穴成一体地形成的。7.按权利要求1-6之一所述的辐射半导体组件，其特征在于基体(1)是借助注塑法或压注法形成的。8.按权利要求2-7之一所述的辐射半导体组件，其特征在于该凹槽的侧壁或环形围边(6)的内侧用作反射体。9.按权利要求1-8之一所述的辐射半导体组件，其特征在于该凹穴至少部分地被透射线填料(13)填充，所述填料与荧光变换元件(7)相邻。10.按权利要求9所述的辐射半导体组件，其特征在于填料(13)含有反应型树脂。11.按权利要求9或10所述的辐射半导体组件，其特征在于填料(13)含丙烯酸树脂、环氧树脂、硅树脂或它们的混合物。12.按权利要求3-11之一所述的辐射半导体组件，其特征在于引线架(2)具有一芯片连接区(12)和一接线区(11)；该半导体被安置在芯片连接区(12)上并通过一接线(4)与接线区(11)相连。13.按权利要求1-12之一所述的辐射半导体组件，其特征在于荧光变换元件(7)含有至少一种有机的或无机的荧光物质，这种荧光物质被埋入一基体中。14.按权利要求13所述的辐射半导体组件，其特征在于荧光变换元件(7)含有YAG:Ce、TbYAG:Ce、GdYAG:Ce、GdTbYAG:Ce或以此为基础的混合物，其中Al至少可部分地由Ga或In代替。15.按权利要求13或14所述的辐射半导体组件，其特征在于该基体含...

【专利技术属性】
技术研发人员：H布伦纳，A德布雷，H耶格，G维特尔，
申请(专利权)人：奥斯兰姆奥普托半导体有限责任公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]