光电子器件制造技术

提出了一种光电子器件（１），该光电子器件（１）具有：连接支承体（２），在连接支承体（２）上设置有发射辐射的半导体芯片（３）；转换元件（４），转换元件（４）固定在连接支承体（２）上，其中：转换元件（４）跨越半导体芯片（３），使得半导体芯片（３）被转换元件（４）和连接支承体（２）围绕，并且连接支承体（４）由以下材料之一构成：陶瓷、玻璃陶瓷。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光电子器件提出了一种光电子器件。所要解决的任务在于提出一种光电子器件，其中特别有效地导出在工作中所产生 的热。根据光电子器件的至少一个实施形式，光电子器件包括在其上设置有发射辐射的 半导体芯片的连接支承体。连接支承体例如为在其上或者在其中设置有电印制导线和连接位置的电路板，其 用于发射辐射的半导体芯片的电接触。连接支承体于是按照板的方式基本上平地构建。即， 连接支承体在该情况下不具有在其中设置有发射辐射的半导体芯片的空腔。此外可能的是，连接支承体具有用于容纳发射辐射的半导体芯片的至少一个空 腔。连接支承体在该情况下可以包括将发射辐射的半导体芯片在工作中所产生的电磁辐射 反射的反射器。在该情况下，连接支承体例如能够由支承体带(也即引线框架)构成，该 连接支承体以电绝缘材料譬如塑料或者陶瓷材料来压力注塑包封。发射辐射的半导体芯片优选为冷光二极管芯片，这就是说，为发光二极管芯片或 者激光二极管芯片。发射辐射的半导体芯片可以适合于产生在UV光谱范围中的、在红外光 谱范围中的或者在可见光谱范围中的电磁辐射。根据至少一个实施形式，光电子器件包括转换元件。转换元件是光电子器件的包 含发光转换材料或者由发光转换材料构成的部件。例如，如果由发射辐射的半导体芯片在工作中所产生的电磁辐射射到转换元件 上，则该电磁辐射可以被转换元件中的发光转换材料完全地或者部分地吸收。然后，发光转 换材料再发射包括与发射辐射的半导体芯片在工作中所发射的电磁辐射不同的、优选为更 高的波长的电磁辐射。例如，发射辐射的半导体芯片所产生的在蓝色光谱范围中的电磁辐 射的一部分在穿透转换元件时被转换为在黄色光谱范围中的电磁辐射。根据光电子器件的至少一个实施形式，转换元件跨越半导体芯片，使得半导体芯 片被转换元件和连接支承体围绕。这就是说，转换元件例如按照拱形结构的方式张在半导 体芯片上。换言之，半导体芯片于是设置在连接支承体和转换元件之间。转换元件在半导 体芯片之上例如形成空腔。半导体芯片以其安装面例如固定到连接支承体上。半导体芯片 在其侧面上并且在其背离安装面的辐射出射面上被跨越该半导体芯片的转换元件围绕。在 此，转换元件优选地不直接邻接半导体芯片，而是有另外的材料设置在半导体芯片和转换 元件之间。根据光电子器件的至少一个实施形式，转换元件由以下材料之一构成陶瓷、玻璃 陶瓷。即，转换元件并不通过作为基质材料引入到硅树脂或者环氧树脂中的发光转换材料 来构成，而是以陶瓷材料或者玻璃陶瓷材料来构成转换元件。转换元件优选地形成为以机械方式自支承。转换元件例如可以形成为跨越半导体 芯片的自支承的拱形结构或者壳。适于构成这样的转换元件的陶瓷在出版物WO 2007/148253中予以详细阐 述，其公开内容明确地通过引用结合于此。合适的玻璃-陶瓷材料例如在出版物US2007/0281851中予以描述，其公开内容明确地通过引用结合于此。玻璃陶瓷材料在此优选 地并非是玻璃构成的基质材料，其中引入陶瓷材料(譬如以颗粒形式)。更确切地说，该玻 璃陶瓷材料是熔体和烧结在一起的晶粒的组合物。术语“玻璃陶瓷”尤其表示由玻璃熔体 通过受控的结晶来制造的原料。对熔体的加工与对玻璃的加工类似地进行，但是该玻璃然 后通过特殊的热处理转变为部分多晶并且部分玻璃状、陶瓷状态。结果是具有新特性的类 似玻璃的产物。根据光电子器件的至少一个实施形式，转换元件固定在连接支承体上。也就是说， 转换元件具有到连接支承体的机械的、固定的连接。转换元件例如可以借助薄的粘合材料 层与连接支承体连接。此外，可能的是，转换元件例如接合到连接支承体上或者借助压配合 与连接支承体相连。根据光电子器件的至少一个实施形式，光电子器件包括其上设置有发射辐射的 半导体芯片的连接支承体，以及固定在连接支承体上的转换元件，其中转换元件跨越半导 体芯片，使得半导体芯片被转换元件和连接支承体围绕，并且转换元件由以下材料之一构 成陶瓷、玻璃陶瓷。在此，这里所描述的光电子器件尤其利用了以下知识用于转换元件的玻璃陶瓷 材料或者发光陶瓷的特征通常在于例如与硅树脂的热导率相比而言明显更高的热导率。玻 璃陶瓷材料或者发光陶瓷优选地具有大于等于1. Off/mK的热导率。因此，由这些材料之一构成的转换元件的特征在于特别高的热导率。由于转换元 件固定在连接支承体上，所以转换元件还导热地连接到连接支承体上并且因此连接到冷却 体上，在该冷却体上可以施加连接支承体。以该方式能够特别好地导出在转换所穿透的辐 射时在转换元件中所产生的热。转换元件例如由YAG:Ce陶瓷构成。这样的转换元件的特征在于大约为14W/mK的 导热能力。此外，由所提及的材料制成的转换元件构成对于被转换元件所跨越的半导体芯 片的在机械上稳定的保护，而免受外部的机械作用。因此，所描述的器件的特征除了改进的 耐热性之外还在于改进的机械稳定性。根据光电子器件的至少一个实施形式，在半导体芯片和转换元件之间设置有至少 一个以气体来填充的中间区域。也就是说，半导体和转换元件之间的空间可以至少局部地 以气体来填充。该气体例如可以是空气。在半导体芯片和转换元件之间的以气体填充的中 间区域可以进一步改进从转换元件向在其上施加有半导体芯片的连接支承体的散热。根据至少一个实施形式，半导体芯片嵌入在成型体中。也就是说，半导体芯片在其 暴露的外表面上至少局部地被成型体形状配合地包封并且在这些位置上可以直接接触半 导体芯片。成型体在此例如可以实施为浇铸物。成型体对于发射辐射的半导体芯片在工作中 所产生的电磁辐射是尽可能完全透射的。也就是说，成型体由几乎不吸收或根本不吸收发 射辐射的半导体芯片的辐射的材料构成。成型体例如由硅树脂、环氧树脂或者由硅树脂-环氧树脂混合材料构成。成型体 形状配合地在半导体芯片的暴露的外表面上环绕该半导体芯片并且例如可以具有球状弯 曲的外表面。优选的是，成型体尤其没有吸收辐射的材料，譬如发光转换材料。也就是说，成型体除了至多少量杂质之外不具有发光转换材料。根据光电子器件的至少一个实施形式，以气体填充的中间区域在成型体和转换元 件之间延伸。中间区域例如以空气填充。中间区域优选地紧邻成型体。也就是说，成型体具有背离半导体芯片的外表面，成 型体在该外表面上邻接中间区域。在此，中间区域可以延伸直至连接支承体。中间区域在该情况下可以拱形结构地构建。中间区域在其朝向成型体的内表面上 遵循成型体的外表面的形状。中间区域在其朝向转换元件的外表面上遵循转换元件的内表 面的曲线。中间区域在此尤其利用了以下知识在光电子器件的工作中，通过发射辐射的半 导体芯片的加热而也引起在其中嵌入有半导体芯片的成型体的加热。该加热尤其在成型体 包含硅树脂时会导致成型体的热膨胀。中间区域现在确定尺寸为使得成型体尽管有热膨胀 也不接触转换元件。也就是说，转换元件和成型体优选地在光电子器件工作中也始终通过 中间区域来彼此分离，使得成型体和转换元件彼此不直接接触。由此尤其阻止了 由于在温 度升高时硅树脂膨胀而出现由成型体挤压转换元件而造成的转换元件的顶起。根据光电子器件的至少一个实施形式，光电子器件包括耦合输出透镜，该耦合输 出透镜邻接转换元件的背离半导体芯片的外表面。耦合输出面可以直接地并且紧紧地接触 转换元件的外表本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种光电子器件（１），该光电子器件（１）具有：－连接支承体（２），在连接支承体（２）上设置有发射辐射的半导体芯片（３），－转换元件（４），转换元件（４）固定在连接支承体（２）上，其中－转换元件（４）跨越半导体芯片（３），使得半导体芯片（３）被转换元件（４）和连接支承体（２）围绕，以及－转换元件（４）由以下材料之一构成：陶瓷、玻璃陶瓷。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉尔夫·维尔特，
申请(专利权)人：欧司朗光电半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：DE