光电子半导体构件、转换介质小板和用于制造转换介质小板的方法技术

在至少一个实施方式中，半导体构件(1)包括半导体芯片(3)。此外，半导体构件(1)包括转换介质小板(4)，所述转换介质小板安置在半导体芯片(3)的辐射主侧(30)上并且构建成用于将初级辐射转换成次级辐射。转换介质小板(4)具有基体材料(42)和嵌入其中的转换介质颗粒(43)。此外，转换介质小板(4)包括转换层(41a)。在至少一个转换层(41a)中存在转换介质颗粒(43)。转换介质颗粒(43)单独地或者与可选存在的扩散介质颗粒(45)一起共计占转换层(41a)的至少50％的体积份额。此外，转换介质小板(4)包括结合层(41c)，在所述结合层中存在最高2.5％体积份额的转换介质颗粒(43)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光电子半导体构件、转换介质小板和用于制造转换介质小板的方法
提出一种光电子半导体构件。此外，提出一种用于光电子半导体构件的转换小板和一种用于转换介质小板的制造方法。
技术实现思路
要实现的目的在于：提出一种可有效制造的转换介质小板。所述目的还通过具有根据本专利技术的实施例的特征的光电子构件、转换介质小板和方法来实现。优选的改进形式是如下描述的主题。根据至少一个实施方式，光电子半导体构件包括至少一个光电子半导体芯片。光电子半导体芯片构建用于产生初级辐射。初级辐射优选为紫外辐射、蓝光或绿光。优选地，半导体芯片是发光二极管芯片，简称LED芯片。半导体构件因此能够是发光二极管模块。根据至少一个实施方式，半导体构件包括至少一个转换介质小板。转换介质小板构建成用于部分地或完全地吸收初级辐射并且部分地或完全地转换成次级辐射。次级辐射尤其具有比初级辐射更大的波长。次级辐射的光谱宽度能够超过初级辐射的光谱宽度。根据至少一个实施方式，转换介质小板直接地或间接地安置在半导体芯片的辐射主侧上。这能够表示：转换介质小板接触辐射主侧或者在辐射主侧和转换介质小板之间仅存在用于固定转换介质小板的连接机构。半导体芯片的辐射主侧尤其是下述主侧，在所述主侧上半导体芯片在符合规定地使用中发射辐射的主要份额。例如，辐射主侧背离载体。辐射主侧能够通过半导体芯片的辐射可穿透的衬底或通过外延生长的半导体材料或通过半导体芯片的封装层形成。根据至少一个实施方式，转换介质小板包括基体材料。基体材料优选对于初级辐射和/或对于次级辐射是透明的。例如，基体材料是硅树脂、环氧化物或硅树脂-环氧化物杂化材料。根据至少一个实施方式，转换介质小板包括至少一类或多类转换介质颗粒。转换介质颗粒嵌入到基体材料中。这能够表示：转换介质颗粒的至少一部分与基体材料直接接触。不需要全部转换介质颗粒环形地由基体材料包围。根据至少一个实施方式，转换介质小板具有转换层。转换层尤其是转换介质小板的距半导体芯片最近的层。在转换层中存在转换介质颗粒。根据至少一个实施方式，转换介质颗粒单独地或者连同可选地存在的扩散介质颗粒以至少50％或至少60％的体积份额存在。换而言之，转换介质颗粒紧密地或几乎紧密地封装在转换层中。根据至少一个实施方式，转换介质小板具有至少一个结合层。结合层尤其是转换介质小板的距半导体芯片最远的层。根据至少一个实施方式，转换介质颗粒在结合层中的体积份额最高为2.5％或最高为1％或最高为0.5％。优选地，结合层不具有转换介质颗粒。在结合层中然而能够存在扩散介质颗粒。根据至少一个实施方式，结合层紧随至少一个转换层。通过结合层建立转换介质颗粒彼此间的机械连接。结合层能够是机械承载转换介质颗粒的层。根据至少一个实施方式，结合层和转换层分别包含基体材料。特别地，结合层和转换层具有相同的基体材料。例如，转换介质颗粒嵌入到基体材料中。在至少一个实施方式中，光电子半导体构件包括一个或多个光电子半导体芯片以用于产生初级辐射。此外，半导体构件包括至少一个转换介质小板，所述转换介质小板安置在半导体芯片的辐射主侧上并且构建成用于将初级辐射至少部分地转换成次级辐射。转换介质小板具有基体材料和嵌入其中的转换介质颗粒。此外，转换介质小板包括一个或多个转换层，所述转换层距半导体芯片最近。在至少一个转换层中存在转换介质颗粒。转换介质颗粒单独地或者与可选存在的扩散介质颗粒一起共计占转换层的至少50％的体积份额。此外，转换介质小板包括结合层，所述结合层距半导体芯片最远。转换介质颗粒在结合层中具有最高2.5％的体积份额。这种转换介质小板能够有效地借助于电泳来制造。此外，在这种转换介质小板中能够在转换介质颗粒和半导体芯片之间建立良好的热接触。制造转换介质小板的另一可行性在于：将转换介质颗粒混入基体材料中并且通过沉淀转换介质颗粒产生转换层。在这种沉淀中当然关于可应用的颗粒大小存在限制。此外，转换介质颗粒在转换层中的体积份额相对小，因为在相邻的转换介质颗粒之间通常至少存在小份额的基体材料。用于将转换介质施加到半导体芯片上的另一可行性在于：转换介质颗粒例如借助于电泳直接地沉积到半导体芯片上。然而在此，构件的色度坐标控制相对困难，因为过程的可复现性与精确的几何结构相关并且在安装半导体芯片时的公差也能够由于转换介质层的层厚度变化而对所得到的色度坐标产生影响。根据至少一个实施方式，相邻的转换介质颗粒直接接触。换而言之，在转换介质颗粒的至少一部分之间不逐点地存在基体材料。由此能够实现转换介质颗粒的尤其大的封装密度。根据至少一个实施方式，转换介质小板具有刚好两个、刚好三个或多于三个的转换层。同样可行的是，转换介质小板包含刚好一个转换层。如果转换介质小板具有多个转换层，那么其能够包含相同的或不同的转换介质颗粒。转换层能够直接紧随。根据至少一个实施方式，距半导体芯片最近的转换层包括第一转换介质颗粒。此外，另一转换层包括第二转换介质颗粒。另一转换层紧随距半导体芯片最近的转换层。根据至少一个实施方式，第一转换介质颗粒构建用于产生比第二转换介质颗粒更长波长的辐射。例如，由第一转换介质颗粒从蓝光中产生红光并且从第二转换介质颗粒中从蓝光中产生绿光。替选于此也可行的是，第一转换介质颗粒构建用于产生与第二转换介质颗粒相比更短波长的光。根据至少一个实施方式，位于距半导体芯片最近的转换层中的第一转换介质颗粒具有比第二介质颗粒更小的平均直径。例如，平均直径相差至少因数1.5或至少因数2或至少因数3。替选于此，第一转换介质颗粒也能够具有比第二转换介质颗粒更大的平均直径。根据至少一个实施方式，第一和/或第二转换介质颗粒分别单独地或与可选地存在的扩散介质颗粒一起紧密封装地存在于转换层中。特别地，能够通过转换介质颗粒单独地或与可选的扩散介质颗粒一起在转换层中构成多个连续的导热路径。转换介质颗粒和/或扩散介质颗粒因此优选具有远远高于渗滤阈值的浓度。根据至少一个实施方式，转换介质颗粒的体积份额单独地或与可选的扩散介质颗粒一起为相应颗粒的最紧密封装的至少70％、至少80％或至少90％。如果转换介质颗粒例如具有球形形状并且仅具有可忽略的直径分布，那么该转换介质颗粒的最紧密的封装是最紧密的球形封装。对于最紧密的球形封装，体积份额为大约74％。在具有不可忽略的直径分布的球形颗粒中可行的是，体积份额高于相同直径的球形颗粒的最紧密的球形封装的体积份额。根据至少一个实施方式，第一和/或第二转换介质颗粒具有至少0.5μm或至少1.0μm的平均直径。替选地或附加地，平均直径为最高5.0μm或最高4.0μm或最高3.0μm。根据至少一个实施方式，第一和/或第二转换介质颗粒具有至少5μm或至少7.5μm或至少10μm的平均直径。替选地或附加地，平均直径为最高25μm或最高20μm或最高15μm。根据至少一个实施方式，半导体构件包括具有载体上侧的载体。载体优选是机械稳固和承载半导体构件的部件。半导体芯片间接或直接地安置在载体上侧上。特别地，在载体上侧和半导体芯片之间仅存在用于固定半导体芯片的连接机构。根据至少一个实施方式，转换介质小板与载体间隔开地设置。这就是说，转换介质小板不接触载体。载体和转换介质小板之间的间距例如至少对应于半导体芯片的厚度。根据至少一个实施方式，转换介质小板具有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电子半导体构件(1)，具有：‑至少一个光电子半导体芯片(3)，以用于产生初级辐射；和‑转换介质小板(4)，所述转换介质小板安置在所述半导体芯片(3)的辐射主侧(30)上并且构建成用于将所述初级辐射至少部分地转换成次级辐射，其中‑所述转换介质小板(4)包括基体材料(42)和嵌入其中的转换介质颗粒(43)，‑所述转换介质小板(4)具有至少一个转换层(41a，41b)，所述转换层距所述半导体芯片(3)最近，并且所述转换介质颗粒(43)单独地或者与可选的扩散介质颗粒(45)一起以至少50％的体积份额存在于所述转换层中，并且‑所述转换介质小板(4)包括结合层(41c)，所述结合层距所述半导体芯片(3)最远，并且所述转换介质颗粒(43)在所述结合层中具有最高2.5％的体积份额。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.08.08 DE 102012107290.61.一种光电子半导体构件(1)，具有：-至少一个光电子半导体芯片(3)，以用于产生初级辐射；和-转换介质小板(4)，所述转换介质小板安置在所述半导体芯片(3)的辐射主侧(30)上并且所述转换介质小板构建成用于将所述初级辐射至少部分地转换成次级辐射，其中-所述转换介质小板(4)包括基体材料(42)和嵌入其中的转换介质颗粒(43)，-所述转换介质小板(4)具有第一转换层(41a)，所述第一转换层距所述半导体芯片(3)最近，其中在所述第一转换层(41a)中的转换介质颗粒(43)单独地或者与可选的扩散介质颗粒(45)一起以至少50％的体积份额存在，-所述转换介质小板(4)包括结合层(41c)，所述结合层距所述半导体芯片(3)最远，并且在所述结合层中的转换介质颗粒(43)具有最高2.5％的体积份额，-所述转换介质小板(4)具有设置在所述第一转换层和所述结合层之间的另一转换层(41b)，-所述第一转换层(41a)包括用于产生较长波长辐射的第一转换介质颗粒(43a)，-所述另一转换层(41b)包括用于产生较短波长辐射的第二转换介质颗粒(43b)，-所述第一转换介质颗粒(43a)具有比所述第二转换介质颗粒(43b)更小的平均直径，并且-所述第一转换层(41a)具有比所述另一转换层(41b)更高的转换介质颗粒浓度。2.根据权利要求1所述的光电子半导体构件(1)，其中所述第一转换介质颗粒和第二转换介质颗粒单独地或与所述扩散介质颗粒一起分别紧密封装地存在。3.根据权利要求1所述的光电子半导体构件(1)，其中所述转换层(41a，41b)和所述结合层(41c)分别具有基体材料，所述转换介质颗粒(43)嵌入到所述基体材料中，其中所述基体材料是硅树脂、环氧化物或硅树脂-环氧化物杂化材料。4.根据权利要求1所述的光电子半导体构件(1)，其中-所述第一转换层(41a)包括用于产生红光的所述第一转换介质颗粒(43a)，-所述另一转换层(41b)包括用于产生绿光的所述第二转换介质颗粒(43b)。5.根据权利要求1所述的光电子半导体构件(1)，其中所述转换层(41a，41b)和所述结合层(41c)直接相继并且所述第一转换介质颗粒(43a)具有0.5μm和5.0μm之间的平均直径，并且所述第二转换介质颗粒(43b)具有5μm和25μm之间的平均直径，其中包括边界值。6.根据权利要求1至5中任一项所述的光电子半导体构件(1)，所述光电子半导体构件还包括具有载体上侧(20)的载体(2)，其中-所述半导体芯片(3)安置在所述载体上侧(20)上，和-所述转换介质小板(4)与所述载体(2)间隔开。7.根据权利要求1至5中任一项所述的光电子半导体构件(1)，其中所述转换介质颗粒(43)至少部分地相互接触，使得在所述转换介质颗粒(43)之间局部地不存在基体材料(42)。8.根据权利要求1至5中任一项所述的光电子半导体构件(1)，其中所述转换介质小板(4)具有30μm和300μm之间的厚度，其中包括边界值，其中所述结合层(41c)共计占所述转换介质小板(4)的厚度的份额的至少70％。9.根据权利要求1至5中任一项所述的光电子半导体构件(1)，其中在所述结合层(41c)和直接邻接的所述转换层(41a，41b)之间的过渡区域具有所述转换层(41a，41b)的所述转换介质颗粒的最高1.5倍的平均直径的厚度。10.根据权利要求1至5中任一项所述的光电子半导体构件(1)，其中-更靠近所述半导体芯片(3)的所述转换层(41a)也包括出自所述另一转换层(41b)的转换介质颗粒(43b)，和-所述另一转换层(41b)不具有出自更靠近所述半导体芯片(3)的所述转换层(41a)的转换介质颗粒(43a)。11.根据权利要求1至5中任一项所述的光电子半导体构件(1)，其中所述转换...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿莱斯·马尔基坦，克里斯蒂安·盖特纳，汉斯克里斯托弗·加尔迈尔，约恩·斯托，赫贝特·布伦纳，托马斯·施勒雷特，
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：德国;DE