CN103109587A - 光电子板上芯片模块的涂层方法 - Google Patents

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Abstract

提出一种用于对光电子板上芯片模块（1、11-11’’’）进行涂层的方法。所述光电子板上芯片模块（1、11-11’’’）包括平面的载体（2、2’），所述载体装备有一个或多个光电子部件（4）。所述光电子板上芯片模块（1、11-11’’’）尤其是可以具有至少一个光学系统（23），该光学系统可以包括至少一个初级光学系统（24）和可选地至少一个次级光学系统（25）。在所述方法中，光电子板上芯片模块（1、11-11’’’）用透明的、耐UV和耐温的由硅树脂构成的涂层（12）被涂层。该方法的特征在于以下方法步骤：a）将液态的硅树脂（21、22）浇铸到向上开口的模子（20）中，所述模子具有对应于载体（2、2’）的规格或者超过该规格的规格，b）将载体（2、2’）引入到模子（20）中，其中一个或多个光电子部件（4）完全浸入到硅树脂（21）中并且载体（2、2’）的表面全面地碰触硅树脂或者载体（2、2’）至少部分地全面地浸入到硅树脂（21）中，c）使硅树脂（21）固化并且与光电子部件（4）和载体（2、2’）交联，以及d）将具有由固化的硅树脂（21）构成的涂层（12）的载体（2、2’）从模子（20）中取出。

Description

光电子板上芯片模块的涂层方法
技术领域
本发明涉及一种用于光电子板上芯片模块的涂层的方法，该光电子板上芯片模块包括装备有一个或多个光电子部件的平面载体，该光电子板上芯片模块具有透明的、耐UV和耐温的由硅树脂制成的涂层，本发明还涉及一种相应的光电子板上芯片模块和具有多个光电子板上芯片模块的系统。
背景技术
一般的光电子板上芯片模块例如用作为发光体、高功率UV-LED灯、光伏模块、传感器等等。在此使用的光电子部件在本发明范围内例如是、但是不排除芯片或者其他构件形式的LED或者光电二极管，它们以板上芯片模块的形式布置在平面载体上，也就是布置在金属衬底、陶瓷衬底或者硅衬底、金属芯板或者FR4电路板、玻璃载体、塑料载体等等上。板上芯片模块必须被保护免受机械损害和腐蚀。为此寻找尽可能紧凑和容易的解决方案。
从现有技术中已知不同构型的具有发光二极管阵列和微透镜阵列的发光二极管模块。这种发光二极管模块的示例及其制造方法示例性地在US 7,638,808 B2、US 20100065983 A1、US 20070045761 A1或者US 7,819,550 B2中描述。在后公开的具有编号DE 10 2010 044 470的德国专利申请中也描述了用于制造光电子模块的微透镜阵列的方法。
板上芯片模块上的壳体形式的保护装置常常是成本耗费的和技术上耗费的。一种对于板上芯片模块的保护装置的可行替代方案是部件的具有基于塑料的浇铸材料的平面浇铸体。与诸如导体线路和接触元件的其它功能性部件一起，板上芯片模块中的光电子部件与平面载体一起通过涂层而被保护免受机械损害和腐蚀。
通常为此使用喷铸方法或者利用环氧树脂的铸造方法。所述环氧树脂作为浇铸材料首先被以液态方式施加并且然后通过热和/或辐射引发地固化。因为浇铸材料首先是液态的，因此必须避免浇铸料流走。这通常通过模子或者固体框架实现。
对此的替代方案构成所谓的“Dam-and-Fill（围堰和填充）”方法，其中首先将塑料围堰施加到板上芯片模块的载体上，该塑料围堰包围载体的一块面积，接着将由环氧树脂制成的液态填料填充到该面积中。该液态填料被固化。围堰和填料共同形成模块的涂层。为了产生围堰，在该方法的情况下利用分发装置施加或渗入粘稠的聚合物并且该聚合物此后被固化，从而可以将浇铸材料浇铸到由围堰包围的面积上，而该浇铸材料不会流走。
然而，这样产生的塑料围堰不是透明的。因此，这样涂层的光电子板上芯片模块、也就是装备有光电子部件（诸如LED或者光电二极管）的板上芯片模块朝向边缘在其光辐射强度或其光敏性方面受到影响。
该提到的在应用环氧树脂情况下的方法对于光电子应用来说不那么适用，因为环氧树脂不是耐UV和耐温的。因此，环氧树脂例如在高功率UV-LED模块中或者在具有UV分量的强烈的太阳入射时（如其在光电池中发生的那样）不稳定。所述环氧树脂在UV加载的情况下快速老化并且受到破坏。
其他解决方案——例如贴上透明的、UV稳定和温度稳定的玻璃框架或玻璃穹顶——要求框架的非常复杂的安装以及框架的难以制造的紧凑性。此外，这种解决方案与浇铸解决方案相比联系有更高的重量。此外，对于刚性的玻璃材料来说，大多数情况下所需要的对连接材料的热膨胀系数的匹配是另一困难，尤其是当稍后的产品暴露于热循环时。
在由玻璃框架和具有合适的不基于环氧化物的材料（例如温度稳定和UV稳定的硅树脂）构成的组合解决方案中，框架和衬底之间的最小的缝隙可以导致：有强蠕变性的硅树脂在浇铸时可能溢出。此外必须在衬底上为框架提供空间。这影响了衬底面积的最佳可能的利用和/或期望的可串接性。
已知的喷铸方法和铸造方法由于为了防止液态浇铸材料流出的必要性需要对模块边缘密封的真空密封。这导致模块上可用面积的损失，因为器件的边缘区域必须被保留。
迄今为止不知道用于实现板上芯片模块的平面涂层的如下方法，在该方法中，在浇铸体的平面区域以及边缘区域中都采用UV稳定以及温度稳定的并且此外同样对于紫外直至红外光谱范围的电磁辐射透明的材料。
在EP 1 657 758 A2中已知一种用于支撑结构上的LED单元的相应铸造方法以用于为LED单元产生透镜，在该方法中液态硅树脂被填充到用于透镜结构的阴模中并且具有LED的支撑结构被放置到该模子上，从而LED浸入到液态的透镜材料中。在模块的支撑结构和模子周围安装真空密封装置，该真空密封装置在支撑结构或模块衬底以及模子的边缘处产生作用并且将这两者在高压下相互挤压，以便防止液态材料露出。通过这种方式围绕LED形成透镜，同时LED之间的面积保持基本上未被浇铸材料浸润，除了蠕变进入的材料以外。
利用该方法不可能使光电子板上芯片模块配备如下涂层，所述涂层是透明的、耐UV和耐温的并且可任意地装备光电子部件，尤其是在完全的面积利用的情况下。
对于采用板上芯片技术来制造以平面方式发射的高功率UV-LED模块或者光电二极管阵列来说，避免了所述缺点的平面浇铸体是较有利的。出于光学效率和模块的最佳可能的可串接性的原因，浇铸体应当在所述面中以及在边缘区域中都是透明的。同样地，高的温度稳定性和UV稳定性对于相应光电子构件的生产以及对于长时间稳定的功能性来说是重要的。
发明内容
因此，相对于该现有技术，本发明所基于的任务是提供一种用于制造光电子板上芯片模块的方法以及一种相应的光电子板上芯片模块以供使用，其中透明的、耐UV和耐温的涂层在载体的整个面上是可行的并且整个载体面可供用于布置光电子部件。
该任务通过一种用于对光电子板上芯片模块进行涂层的方法来解决，所述板上芯片模块包括平面的载体，所述载体装备有一个或多个光电子部件，所述板上芯片模块具有透明的、耐UV和耐温的由硅树脂构成的涂层，该方法具有以下方法步骤：
a）将液态的硅树脂浇铸到向上开口的模子中，所述模子具有对应于载体的规格或者超过该规格的规格，
b）将载体引入到模子中，其中一个或多个光电子部件完全浸入到硅树脂中并且载体的表面全面地碰触硅树脂或者载体至少部分全面地浸入到硅树脂中，
c）使硅树脂固化并且与光电子部件和载体交联，以及
d）将具有由固化的硅树脂构成的涂层的载体从模子中取出。
与根据EP 1 657 758 A2的现有技术不同，作为该方法的结果施加在光电子板上芯片模块上的涂层直至载体边缘地并且可能超过载体边缘地以对于腐蚀保护和机械保护来说足够的厚度存在。该涂层在载体的整个涂层的面上是透明的、耐UV和耐温的。因为该涂层延伸直至载体的边缘并且超过该边缘，因此可以将光电子部件任意地布置在载体上。因为不需要围绕载体和相应的模子设置的真空密封装置，并且因此不存在必须保持没有光电子部件的边缘，因此可能有最佳的面利用。
在根据本发明方法的情况下利用硅树脂的蠕变特性，因为该蠕变特性确保了有效的浸润以及因此对在其上布置了光电子部件和其他构造和构件的载体的高效保护。在根据本发明方法的情况下，液态的硅树脂被浇铸到模子中，接着载体被头朝前地放入到该模子中。硅树脂的填充高度在此被选择为，载体以其表面恰好碰触硅树脂的表面或者浸入其中。液态的硅树脂接着与该模子和衬底一起例如通过热的方式交联。替代或者附加于此地也可以进行辐射交联。当硅树脂完全固化时，衬底包括现在固化的附着的和透明的浇铸体从模子中被取出。通过这种方式得出对板上芯片模块直至几十W/cm2或者甚至几百W/cm2和约200℃的UV稳定的和温度稳定的保护。该保护在整个面和边缘区域上是透明的和一致的，并且还提供对载体和构造的机械保护。
优选地，方法步骤a）和/或b）和/或c）和/或d）在提高的大气压力下实施，尤其是在4至10巴之间、尤其是在5至7巴之间的大气压力下。该提高的大气压力——其不是相对于模子对载体的机械压力——导致，硅树脂物质中的气泡变小，直至所述气泡完全合上并且气通过硅树脂物质向外扩散。
此外优选地设置，在填充之前将硅树脂暴露于真空中，例如在约10毫巴下，以便使气泡排气。因此获得无气体的硅树脂材料，该硅树脂材料接着可以被填入到模子中。
当优选地向液态的硅树脂中混入光学功能性的材料时，尤其是发磷光的和/或散射的材料或颗粒，光电子板上芯片模块的光学特性被进一步改变。因此可以通过发磷光的材料实现所发射的光的波长移动和颜色改变，而散射的材料或颗粒引起所发射的光的均匀性。
优选地在涂层的表面处产生通过模子预先给定的或者稍后添加的表面结构。在此例如涉及凸起或凹陷，它们例如在制成模块的浇铸体的表面处与模子相反地被成型。通过这种方式可以将宏观的和微观的初级光学系统或者一般的表面结构——例如透镜、尤其是微透镜或者散射光的粗糙部——直接施加到模块上。
有利地，所述载体直至一个或多个边缘地装备有光电子部件。通过这种方式最佳地利用已有的载体面。这还具有的优点是，由多个并排布置的板上芯片模块构成的系统也在载体之间的边界上大面积地实现光电子部件的均匀布置。至少一个光电子部件例如可以具有一个或多个光电二极管和/或一个或多个发光二极管（LED）。尤其是，所述载体可以这样装备有光电子部件，使得形成光电二极管阵列和/或发光二极管阵列。
有利地，所述载体无边缘地和/或超过边缘地被涂层。通过这种方式在无边缘涂层的情况下确保了全设计自由度，而超过边缘并且因此完全或部分地包围载体侧面的涂层附加地防止了干扰或者污染从侧面侵入到涂层与载体表面之间的缝隙中。
根据本发明的方法及其扩展方案因此除了实现载体的整面的UV稳定和温度稳定的透明的涂层以外还提供另外的优点，即在载体上布置光电子部件的设计自由度被最大化并且由于透明的边缘改善了板上芯片模块相互之间可无缝串接的可能性。
所述方法可以用于借助于表面成型并且借助于将光学功能性的材料混入到浇铸材料中有针对性地设定光学功能性。硅树脂的硬度可以被选择为，使得通过热引发的应力被抑制，所述应力由于载体、板上芯片构件以及连接材料之间的不同的膨胀系数而出现。典型的肖氏硬度在此处于凝胶的硬度与接近100的肖氏硬度之间。
所述方法尤其是可以通过这样的方式来执行，即硅树脂被成型为使得至少一个光学部件、尤其是至少一个透镜和/或至少一个透镜阵列、例如至少一个微透镜和/或至少一个微透镜阵列以硅树脂构成。这例如可以通过如下方式进行，即通过相应地构造模子在固化和交联期间和/或之后向硅树脂压印相应的例如表面结构形式的模子，该模子赋予硅树脂的表面至少一个光学部件的相应作用。
此外也可以通过对模子的适当结构化来实现对光电子模块或其部分中的通过热引发的应力的抑制。这样的通过热引发的应力尤其是可以在固化过程中或者通过由于模块、例如阵列的运行而造成的温度变化而出现。为了抑制该通过热引发的应力，例如可以采用对模子(其也称为铸模)的有针对性的结构化，例如通过光学活性的较厚的硅树脂层之间的逐段薄的硅树脂层。后一种可能性例如与公路建设中的已知伸缩缝原理相似。
所述方法此外可以这样执行，即板上芯片模块具有至少一个与至少一个光电子部件接界的初级光学系统和可选地至少一个次级光学系统，其中至少一个光学系统被构造为选自由硅树脂形式的初级光学系统和次级光学系统构成的组。
光学系统在此一般在本发明范围中被理解为对光束具有汇聚和/或对准和/或散射作用的元件。光学系统，尤其是初级光学系统和/或次级光学系统，例如可以具有至少一个光学元件，该光学元件选自由透镜、反射器、扩散器、光栅、全息图构成的组。所述的和/或其他光学元件的组合也是可设想的。
光学系统例如可以具有拥有汇聚或者散射作用的至少一个汇聚透镜和/或至少一个散射透镜和/或至少一个反射器（例如反射镜）和/或至少一个扩散器。所述作用和/或结构的组合也是可设想的。因此，汇聚透镜例如可以具有粗糙的表面，使得光虽然被对准，但是在较小的局部区域上光被散射并且因此例如被混合。在较大的透镜结构的情况下，所述较大的透镜结构例如可以布置在多个光学部件上并且例如可以包括多个LED，同样可以设想由局部的散射的和汇聚的区域构成的分段的组成。
汇聚的光学系统例如也可以完全地或者部分地构造为凸的光学系统。散射的光学系统例如可以完全地或者部分地构造为凹的光学系统。例如，汇聚透镜可以是凸透镜并且散射透镜可以是凹透镜。
此外，替代地或者附加地，还可以设置扩散器的功能。为此例如可以设置一个或多个规则的或不规则的结构，尤其是在具有例如亚毫米范围和通常微米范围中的尺寸的狭小的空间上，其中例如实现凹形状与凸形状之间的快速变化，尤其是以粗糙轮廓的形式。
又替代于或附加于一个、多个或者全部已经提到的光学元件，光学系统、尤其是初级光学系统和/或次级光学系统此外还可以包括其他类型的衍射结构。尤其是针对二极管激光器形式的光电子部件，但是也针对其他类型的光电子部件，光学系统、尤其是初级光学系统和/或次级光学系统还可以包括一个或多个衍射的光学元件，所述衍射的光学元件可以具有使光衍射的作用，例如振幅和/或相位光栅结构，其例如可以在光的波长的刻度上结构化，例如透射或反射方面的条纹光栅、透射或反射方面的相位光栅、体积全息图或者所述的和/或其他衍射的光学元件的组合。作为初级光学系统和/或次级光学系统的光学元件的这种衍射光学元件例如可以被用于窄带、单色光源形式的光电子部件。
如果光学系统、尤其是初级光学系统和/或次级光学系统包括至少一个反射器，则该反射器可以通过不同的方式构造。因此尤其是可以采用反射器的不同轮廓，也就是反射器几何结构和/或反射器轮廓。例如，反射器可以尤其是在与反射器的光轴平行的截平面中至少分段地具有至少一个轮廓，所述轮廓选择自如下构成的组：直线轮廓、抛物线轮廓、椭圆形轮廓、圆锥曲线的轮廓、自由曲面轮廓、梯形形状轮廓。
因此，初级光学系统应被理解为这样的光学系统，其直接与至少一个光电子部件接界，使得从光电子部件出射的光直接入射到初级光学系统中或使得入射到光学部件中的光紧接在入射到光电子部件中之前通过初级光学系统。例如，所述初级光学系统可以具有一个或多个透镜、尤其是微透镜，所述透镜例如以硅树脂和/或包括硅树脂的涂层构成并且直接安放在至少一个光电子部件上或者光电子部件完全地或者部分地嵌入到所述透镜中。替代地或者附加地，所述初级光学系统可以具有一个或多个反射器，在所述反射器处反射从光电子部件出射的光并且在此被成束或散射，或在所述反射器处入射到光电子部件中的光被成束或散射或者否则的话被偏转。
初级光学系统的概念因此表征了至少一个形成辐射的元件，其在光路上与光电子部件相邻，而在初级光学系统与光电子部件之间不布置其他的光学部件，其中初级光学系统的概念与是否存在其他光学系统、尤其是次级光学系统无关地使用。
次级光学系统与此相对应地被理解为这样的光学系统，其被布置在光电子板上芯片模块中，使得在次级光学系统与至少一个光电子部件之间的光路上光必须通过至少一个另外的光学系统。因此，例如从光电子部件出射的光在通过次级光学系统之前可以首先通过初级光学系统。可替换地，入射到光电子部件中的光在最后入射到光电子部件中之前可以首先通过次级光学系统，接着是初级光学系统。
至少一个可选的初级光学系统例如可以具有至少一个透镜，尤其是多个透镜，尤其是微透镜。例如，光电子板上芯片模块可以具有多个光电子部件，这些光电子部件布置在矩阵和/或阵列中，例如发光二极管阵列和/或光电二极管阵列。可以将初级光学系统的多个元件分配给多个光电子部件，例如这样分配，使得为每一个光电子部件或者一组光电子部件恰好分配初级光学系统的一个部件和/或初级光学系统的一个限定组的部件：因此例如可以在每个光电子部件上安放恰好一个透镜，或者可以在一组光电子部件上安放用于该组的一个共同的透镜。
至少一个可选的次级光学系统例如可以具有至少一个反射器和/或至少一个透镜。例如，又可以进行次级光学系统的元件到光电子部件的分配，例如又在光电子部件的每个元件或者光电子部件的阵列的元件组中分别分配次级光学系统的一个或多个元件。例如，次级光学系统可以包括多个反射器，例如多个凹面镜，它们例如可以布置在矩阵和/或阵列中。为每个凹面镜例如可以分配一个光电子部件和/或一组光电子部件，所通过的方式例如是将光电子部件完全或部分地布置在凹面镜内。
所述方法一般还可以这样执行，即初级光学系统和次级光学系统完全或部分地由不同的材料制造，例如所述类型的不同的硅树脂。尤其是，初级光学系统和次级光学系统可以完全或部分地由具有不同折射率的材料来制造，例如借助于相继的所述类型的浇铸方法。例如，初级光学系统可以完全或部分地在使用具有第一折射率n1的硅树脂的情况下来制造，并且次级光学系统完全或部分地在使用具有第二折射率n2的硅树脂的情况下来制造。
通过这种方式例如可以制造光电子板上芯片模块，该光电子板上芯片模块可以具有拥有材料n1的初级光学系统、例如初级光学的透镜阵列以及次级光学系统，所述次级光学系统例如可以具有由至少一个反射器和至少一个硅树脂透镜构成的组合，其中所述硅树脂透镜例如可以在反射器的边界侧之间构成。次级光学系统的硅树脂透镜例如可以由具有折射率n2的第二浇铸材料制造，其中n1可以不等于n2。一般地，初级光学系统和/或次级光学系统可以根据本发明来制造。
本发明所基于的任务还通过一种光电子板上芯片模块来解决，所述板上芯片模块包括装备有一个或多个光电子部件的平面载体，所述板上芯片模块具有透明的、耐UV和耐温的由硅树脂构成的涂层，所述板上芯片模块的特征在于，装备有一个或多个光电子部件的载体的表面无边缘地用硅树脂涂层。
根据本发明的光电子板上芯片模块具有与上述根据本发明的方法相同的优点，因为该板上芯片模块无边缘地用透明的、耐UV和耐温的硅树脂涂层。载体的整个面提供用于光电子部件的布置，使得设计自由度最大化。
优选地，所述载体也在其侧面处至少部分地用硅树脂涂层，使得对板上芯片模块的保护被进一步提高。
在一个优选的扩展方案中，硅树脂具有光学功能性材料、尤其是发磷光的和/或散射的材料或颗粒的混合物。因此，尤其是当所述光电子板上芯片模块是发光模块、例如LED模块和/或UV-LED模块时，可以设定所述材料的波长和颜色特性。
同样有利地，所述涂层具有表面结构，尤其是透镜、优选微透镜或者散射光的粗糙部。该表面结构可以通过由模子成型或者通过事后处理来产生。
在另一替换地或附加地可实现的构型中，涂层具有至少一个光学部件。在光学部件的可能构型方面可以参照上面的描述。尤其是可以包含一个或多个光学元件，例如作为初级光学和/或次级光学的元件，所述元件具有至少一种作用，所述作用选自由汇聚作用、散射作用、扩散作用和衍射作用构成的组。例如可以包含一个或多个光学元件作为初级光学的和/或次级光学的元件，所述元件选自由汇聚透镜（尤其是凸透镜）、散射透镜（尤其是凹透镜）、反射器、扩散器、光栅、全息图构成的组。还可以包含所述的和/或其他的光学元件的组合。尤其是可以将所述光学元件中的一个或多个布置为阵列。例如，涂层可以具有至少一个阵列，所述阵列包含相同或不同类型的所述光学元件中的多个。所述阵列可以在本发明范围中以表面结构的形式通过由模子成型来产生。尤其是，所述涂层可以具有至少一个透镜和/或至少一个透镜阵列。
例如，所述涂层可以包括至少一个透镜阵列。所述透镜阵列可以包括多个透镜，其尺寸可以与相应的应用相匹配。因此可以包括如下透镜，所述透镜在其直径或等效直径方面在对载体的俯视图中具有可以为几微米或者几百微米直至分米的尺寸。尤其是，所述透镜阵列可以完全或部分地构造为微透镜阵列并且可以包括一个或多个微透镜，例如具有亚毫米范围中的尺寸。一般地，光学系统例如可以包括至少一个微光学的元件和/或至少一个微光学系统。如上面所详述的那样，光学系统和/或光学元件的尺寸一般可以与应用相匹配。例如可以尤其是在一个透镜阵列内包含一个或多个光学元件，例如一个或多个透镜，所述透镜具有对于光电子部件、例如LED来说典型的1-10mm的直径，尤其是2-4mm的直径。因此，典型的高功率LED例如具有1mm2的发射面，该发射面可以用光学元件的已知尺寸被完全或部分地覆盖。
光学系统、尤其是初级光学系统和/或次级光学系统的一个或多个光学元件可以具有曲率变化，尤其是在局部区域或子区域上，例如在亚毫米范围中的刻度上。因此在该亚毫米刻度上，光学系统可以影响平行入射光的局部相邻的光路。因此例如可以将具有亚毫米范围中的等效局部半径的曲率结构采用为初级光学系统和/或次级光学系统的一个或多个光学有效元件。
如上面在本发明描述范围中所详述的那样，板上芯片模块可以具有至少一个与至少一个光电子部件接界的初级光学系统和可选地至少一个次级光学系统。至少一个选自由初级光学系统和次级光学系统构成的组的光学系统可以至少部分地以涂层来构成，尤其是以涂层的表面结构来构成。
如上面详述的那样，至少一个涂层、例如第一涂层和/或第二涂层可以包括尤其是至少一种硅树脂。所述涂层和光电子板上芯片模块尤其是可以借助于根据本发明的方法来制造或涂层。一般地，初级光学系统和可选的次级光学系统可以以相同的至少一个涂层中构成。可替代地，初级光学系统也可以以至少一个第一涂层构成并且次级光学系统完全或部分地以至少一个第二涂层构成，该第二涂层可以与第一涂层不同。尤其是，初级光学系统和可选的次级光学系统也可以在使用具有不同折射率的不同涂层的情况下构成。例如，如上所述那样，初级光学系统可以完全或部分地以至少一个具有第一折射率n1的第一涂层、例如第一硅树脂涂层构成，并且次级光学系统可以完全或部分地以至少一个第二涂层构成，所述第二涂层可以具有第二折射率n2≠n1。所述涂层例如可以在不同的涂层步骤中相继施加，其中例如所述涂层中的一个或两个可以在使用根据本发明的涂层方法的情况下施加到光电子板上芯片模块上。
对于初级光学系统和/或次级光学系统的其他可能的构型——所述初级光学系统和/或次级光学系统可以单独地或者两者都完全或部分地以涂层构成，可以参照对方法的上述描述。
优选地，所述载体直至边缘地或者距边缘不远地装备有光电子构件。这还包括如下可能性，即载体直至多个或所有边缘地或者距这些边缘不远地装备有光电子构件。这允许高效地利用载体的所有可用的表面，因为边缘不必被保留，因为取消了如从现有技术中已知的真空密封装置。因此，光电子部件的保持相同的间距（Pitch）也可以在相邻模块之间的边界上被遵守。
根据本发明的光电子板上芯片模块优选地根据如上所述的本发明方法被制造或可被制造。
此外，本发明所基于的任务还通过一种具有两个或更多个上述光电子板上芯片模块的系统来解决，其中光电子板上芯片模块的载体齐平地或者以彼此之间限定的间隔并排布置，其中尤其是由于载体在边缘装备有光电子部件，得出了在相邻载体之间的边界上也是规则的光电子部件的布置和间隔。限定的间隔在此一般被理解为两个相邻模块之间的所选择的固定的并且一般取决于位置地恒定的间隔。该间隔例如被选择用于对材料公差的考虑，以便确保生产能力或者达到系统、例如灯的特定长度。
关于本发明对象——也就是本发明方法、本发明的光电子板上芯片模块以及本发明系统——所属的特性、特征和优点不受限制地也适用于每个其他的发明对象。
所提出的方法、光电子板上芯片模块以及系统可以通过大量方式被有利地采用。例如可以通过这种方式以板上芯片技术实现具有高照射强度的照射装置。从现有技术中由于LED之间的通常所需的小的间隔（所谓的间距）仅仅已知少量的方法，利用这些方法通过浇铸材料可以实现LED阵列的各个LED上的完全辐射成型的微透镜。同样地，利用迄今为止的方法实际上无法通过阵列布置中的各个微透镜（光学系统）的辐射特性在LED辐射器之前以及在边缘区中的取决于位置的匹配来实现有针对性的影响。但是借助于所提出的方法可以毫无问题地实现这种构造。尤其是可以实现用于LED阵列的微透镜初级光学系统和/或微透镜次级光学系统，其中次级光学系统可以最佳地与初级光学系统相协调和/或相反。通过将初级光学系统方案和一个或多个次级光学系统相结合，公开了用于在LED辐射器的光出射窗方面的＞10mm的显著工作间隔时提高照射强度的新的方案。
借助于所提出的方法，尤其是可以将各个透镜、尤其是微透镜单独成型在一个、多个或者所有的光电子部件上，尤其是LED阵列配置的LED。通过这种方式例如可以有针对性地影响整个LED阵列的辐射特性，例如出于均匀化和/或辐射成束的目的。
如上详述的那样，所提出的方法尤其是可以用于制造具有至少一个初级光学系统以及可能至少一个次级光学系统的光电子板上芯片模块和系统。在此，初级光学系统和/或次级光学系统可以完全或者部分地根据本发明来制造，所通过的方式是初级光学系统和/或次级光学系统以硅树脂或涂层来构成。
具有初级光学系统和次级光学系统的系统根据现有技术从概念上来说原则上由其他领域已知并且现在可以根据本发明来实现和制造。因此将次级光学系统例如用于已经封装的LED（例如SMD壳体中的LED）原则上是已知的。此外，LED被采用（组装）在反射器壳体中并且壳体被用浇铸材料封闭，所述浇铸材料具有用于辐射成型的光学特性，例如将浇铸材料成型为透镜。这种壳体部分地已经在市场上可提供。但是在大多数有壳体的LED产品中，壳体的光学功能性仅仅包括辐射成型的光学系统变型方案，其要么是由将LED置入其中的凹陷实现的反射器，要么是透镜，其中LED于是一般被安放到平坦的衬底上。于是对于该构件来说，在需要的情况下将另一次级光学系统（透镜或者反射器，或者这两者的组合）安放到有壳体的LED上。对于LED阵列来说，在US 7,638,808中描述了微反射器的采用。在此使用具有空穴的衬底，LED被置入该空穴中。各个空穴的侧壁用作为反射器，所述反射器可以匹配地被构造。同样描述了附加的辐射成型的浇铸体的使用，利用所述浇铸体来封闭空穴。因此，对于阵列布置中的各个LED来说，这涉及由微初级透镜和微初级反射器构成的组合。利用常规的方法仅能比较费事地实现的这种已知的方案也可以利用根据本发明提出的方法简单地和可靠地实现。
此外，根据本发明可以实现具有初级光学系统和次级光学系统的方案，其中使用一个或多个次级光学系统，所述次级光学系统利用分别所分配的微初级光学系统将例如多个发光二极管的光进一步成束。这些光学系统例如可安放在LED阵列、LED阵列的段、光电二极管阵列或者光电二极管阵列的段上，使得次级光学系统例如包含具有微光学系统的LED阵列的多个LED。
本发明尤其是可以采用在照射技术和曝光技术的领域中，例如工业过程中。在工业工程中，尤其是在紫外和红外光谱范围中存在多个LED曝光和照射应用。在此列举大量示例，例如油墨干燥、将照射应用在例如粘合剂、油墨、颜料、油漆和浇铸材料的UV固化的领域中、以及在曝光应用中的采用。
尤其是可以借助于本发明良好地实现通常适用于照射应用的要求。基本要求在此一般是在所使用的波长范围中可实现高的或与相应应用相匹配的照射强度，其中通常可以通常几毫米直至一米或更多的可设定间隔实现从几十μW/cm2直至几十或几百W/cm2的照射强度。同时将可达到通常确定的、对于相应的过程所需的光分布。该光分布在此例如可以是在特定的过程窗中的均匀的场分布或者窄的线。因此，印刷工业中的当前应用例如包括喷墨、单纸印刷（Bogen-Offset）、丝网印刷、凹版印刷以及柔版印刷方法的领域。对于单纸印刷方法，一般对于360-420nm范围中的紫外LED光来说需要以20-200nm为间隔的2-20W/cm2的高的照射强度。
对相应过程所需的照射强度的最小要求一般也是取决于材料的。对于UV固化应用（UV-Curing）例如一般采用光引发剂，其大多数在超过照射强度的阈值时才实现用于单体链结（聚合）的足够快速的反应，使得达到良好的固化结果。在此例如在表面固化时，由氧造成的抑制也对抗了聚合。
高效地实现高功率LED辐射器的基础是尽可能高的、来自最小所需辐射面的高效光产量，其中所述高功率LED辐射器可以具有多个LED芯片并且可以具有几W直至几十kW的光学功率并且此外一般必须满足对相应照明谱的特殊要求。高效的和紧凑的辐射器具有几cm2直至几百cm2的发射面积。为了达到为此所需的高的封装密度——该封装密度例如为高达1mm2大的LED的20块芯片/cm2——和可以将由于UV-LED在该区域中为1-50%的典型效率引起的高的热负载保持得尽可能小，可以良好地采用根据本发明的光电子板上芯片模块和具有多个光电子板上芯片模块的根据本发明的系统。例如目前开发了具有芯片形式的光电子部件的板上芯片模块，所述芯片具有1.3×1.3mm2的面积。未来的开发可以预期具有直至几个mm2的芯片面积的芯片的模块。
由发光二极管发射的光一般由于LED典型的辐射特性而不同。当代的LED通常是表面发射器，其辐射到半空间中并且一般具有朗伯特发射器的辐射特性。通过该不同的辐射特性得出照射强度与工作间隔的强烈的相关性，所述工作间隔也就是例如要照射的对象与光电子板上芯片模块、尤其是LED辐射器之间的间隔。但是根据本发明，可以高效地使用LED阵列配置中的LED发射的光并且还以大的工作间隔实现高的照射强度。尤其是可以实现匹配的光学系统，所述光学系统一方面可以使来自光电子板上芯片模块、尤其是LED芯片的光的输出耦合最大化并且另一方面可以特定的工作间隔生成高的照射强度和限定的场分布。
对于非常大的工作间隔，例如最少20mm的工作间隔，所发射的光尤其是可以被强烈地对准。但是，采用初级光学系统而没有其他光学系统一般具有极限，因为LED在微透镜光学系统的情况下不能视为点光源。这尤其是通过如下引起，即具有通常1-10mm直径的透镜的大小和具有通常1mm边沿长度的LED的大小是相当的。因此，光一般不能被完全对准，并且除此之外随着对准增加由于透镜中的反射损失透镜的效率降低。因此，对于优化的解决方案，例如除了至少一个优化的初级光学系统以外，可以在对照射强度和工作间隔要求非常高的情况下根据本发明实现至少一个附加的次级光学系统，以便达到光的高度对准或者甚至聚焦并且使系统效率最大化。
尤其是可以实现至少一个次级光学系统，所述次级光学系统以具有至少一个反射器的反射器光学系统的形式或者以由至少一个反射器光学系统和至少一个透镜光学系统构成的组合的形式。在所述组合中，可以不直接通过初级光学系统指向照射场的光例如可以由反射器“汇聚”并且被偏转到照射场中。此外可以在根据本发明的实施中将初级光学系统优化到次级光学系统上并且反之亦然，使得可以实现初级光学系统和次级光学系统的双侧匹配。
根据本发明，尤其是为了影响方向特性、尤其是由LED发射的光的辐射特性可以使用至少一个光学系统。与此相对应地，如上详述的那样，根据本发明的光电子板上芯片模块和/或根据本发明的系统可以具有至少一个光学系统。在使用多个光学系统时可以在此如上详述的那样在初级光学系统和次级光学系统之间进行区分。例如，初级光学系统可以包括由透明的浇铸材料构成的透镜阵列，所述浇铸材料可以例如借助于根据本发明的方法直接施加到装备有光电子部件、例如LED的载体上，使得初级光学系统例如可以固定地与LED芯片连接。UV-LED的示例可以使用UV稳定的通过热固化的硅树脂，其中可替代地或者附加地也可设想使用其他材料，例如使用光固化的丙烯酸酯、PMMA、聚碳酸酯或者其他材料或者所述的和/或其他材料的组合。如上详述的那样，初级光学系统的概念与该初级光学系统是否与另一光学系统组合无关地被使用。
根据本发明可以实现大量的光学功能性的几何结构，例如透镜形状和/或散射形状。这些几何结构可以与为了产生对于应用分别所需的照射强度谱相匹配。只有具有显著的下陷（Hinterschnitt）的形状一般是难以实现的，因为这在根据本发明的方法中是移注方法（Abgussverfahren）。但是，例如选自如下的形状是可良好实现的：球形的透镜光学系统，尤其是以圆柱形和/或旋转对称的光学系统的形式，对称的以及不对称的形式；非球面的光学系统，尤其是以圆柱形和/或旋转对称的光学系统的形式，对称的以及不对称的形式；自由曲面光学系统，尤其是以圆柱形和/或旋转对称的光学系统的形式，对称的以及不对称的形式；菲尼尔光学系统，尤其是以圆柱形和/或旋转对称的光学系统的形式，对称的以及不对称的形式；多边形和/或小平面（facettiert）光学系统，尤其是以圆柱形和/或旋转对称的光学系统的形式，对称的以及不对称的形式；粗糙结构，例如用于光散射或者用于静态分布的光衍射；具有结构化表面的结构。所述形状和/或其他形状的组合也是可能的。
实现初级光学系统的可能性提供了多个功能和优点。因此尤其是可以将至少一个透镜直接定位在光电子部件上，例如直接定位在LED上。由此，所述透镜与常规意义上的透镜不同地具有仅仅一个出射侧并且没有入射侧，因为从LED出射的光可以直接入射到透镜的材料中。这导致来自LED或来自系统的光的输出耦合效率的提高，因为光必须较少地通过界面并且LED与浇铸体之间的折射率匹配导致LED内的内部全反射减少，但是这也是与规划浇铸体（Planverguss）时的全反射相比较而言的。
此外通过透镜的几何结构可以有针对性地使浇铸体与空气之间的界面处的反射损失最小化。这例如与规划浇铸体相比引起进一步的效率提高。对于硅树脂来说，所述输出耦合效率与规划浇铸体相比可以提高一般约2倍。
对于每个单个的光电子部件，例如对于每个单个的LED，可以生成与目标设立相匹配的辐射成型，使得可以在考虑光直接偏转到目标照射面中的情况下以及鉴于输出耦合效率和到次级光学系统的特性的匹配来执行对光学系统的几何结构、例如透镜几何结构的优化。
此外，透镜面可以从空间上来看非常近地、例如以小于1mm的间隔布置在光电子部件、例如LED处。由此例如可以利用大的空间角范围、尤其是直至大于70°的空间角范围的光，这可以引起效率提高并且实现高的功率密度。
浇铸体或涂层，尤其是硅树脂浇铸体，此外保护光电子部件、尤其是LED免受如污染、潮气和机械影响的外部影响。
此外，浇铸材料一般具有比空气高的折射率。因此，浇铸材料的折射率通常处于n＞1，例如处于n=1.3-1.6。因此一般在光电子部件、尤其是LED芯片的半导体材料（其折射率通常处于n=3-4）与浇铸材料之间存在折射率匹配。由此，从光电子板上芯片模块的光输出耦合得到改善并且总效率受到积极影响。
替代于或者附加于在初级光学系统中使用一个或多个透镜，所述初级光学系统此外可以具有一个或多个反射器。因此，初级光学系统可以具有例如微反射器阵列，其中例如每个光电子部件、例如每个LED可以布置在小的空穴中，所述空穴的反射壁形成微反射器。包括至少一个微透镜和至少一个微反射器的组合的阵列初级光学系统同样是可能的。
以类似方式也可以实现例如一个或多个折射元件、例如一个或多个透镜元件形式的和/或一个或多个反射元件形式的至少一个可选的次级光学系统。
根据应用过程也可以改变对所辐射的光的要求。如果例如在连续过程中使用由衬底或载体构成的装置，则与运行方向垂直地一般重要的是，实现均匀的和密集的照射强度，而在运行方向上重要的一般基本上是要引入的剂量功率（Dosisleistung）的最大化。这具体例如在线形辐射器的情况下意味着，可以有利的是，将LED在一个空间方向上非常近地、例如以0.05-5mm的间隔并列定位，而在与此正交的空间方向上可有意义的是，将LED之间的间隔扩大，例如扩大到多于1mm，以便通过这种方式为高效对准的初级光学系统和/或次级光学系统获得例如空间。相反地，一般用于实现面辐射器（其应均匀地对面进行照明）的光电子部件的均匀分布、例如均匀的LED分布是有益的。
一般根据本发明可以实现相同的或不同的或者取决于位置地不同的几何结构。例如可以在阵列内的一个或两个空间方向上实现光电子部件（例如LED）和/或微透镜之间的间隔。因此可以在开发高效的器件、例如高效的LED辐射器时考虑和使用光电子部件的分布和/或初级光学系统和/或次级光学系统的元件的分布，例如微透镜分布。
此外还可以将初级光学系统和/或次级光学系统的结构大小——例如初级光学系统和/或次级光学系统的透镜的结构大小——可变地例如与相应的应用相匹配。在此可以单独地或者以任意组合的方式实现不同的可能性。因此，光电子部件（例如LED）和初级光学系统和/或次级光学系统的部件（例如透镜）可以具有相当的结构大小。这例如可以表示，每个光电子部件（例如每个LED）具有初级光学系统和/或次级光学系统的所属元件（例如所属的透镜）。初级光学系统或次级光学系统的元件的最大结构大小，例如相应透镜的最大结构大小，在此一般由光电子部件（例如LED）的间距来限制。
此外，可替代地或者附加地还可以实现这样的实施方式，其中单个的、多个的或者所有光电子部件的结构大小比光学系统（例如初级光学系统）的结构大小要小。例如可以实现这样的实施方式，其中LED的结构大小小于所属的透镜。这于是例如可以表示，初级光学系统和/或次级光学系统的透镜和/或另一部件在多个光电子部件上、例如在多个LED上延伸。
此外，可替代地或者附加地还可以实现这样的实施方式，其中单个的、多个的或者所有光电子部件的结构大小比光学系统（例如初级光学系统）的结构大小要大。例如可以实现这样的实施方式，其中LED的结构大小大于透镜。这于是例如可以表示，初级光学系统和/或次级光学系统的多个元件、例如多个透镜或者一个透镜阵列位于光电子部件之前、例如LED之前。
此外，光电子部件和/或光学系统的结构大小在一个或两个空间方向上的关系还可以在阵列内变化。因此，两个空间方向上的关系可以相同或者不同或者也可以随过程改变。
如上面详述的那样，光学系统可以具有散射的和/或对准的和/或聚焦的功能。因此例如可以设置初级光学系统的透镜功能，该透镜功能被设计为散射的、对准的或者聚焦的。如果仅仅使用初级光学系统，则一般有利的是，将该初级光学系统设计为对准的或者聚焦的。而在使用反射器作为次级光学系统的情况下，在总系统的效率和功能性方面可以例如合乎目的的是将初级光学系统设计为散射的，以便由此能够尽可能最佳地利用反射器。
光电子部件（例如LED）与初级光学系统之间的间隔一般同样决定了光、例如由LED发射的光的哪个分量可受到初级光学系统、尤其是透镜的影响并且对所述光的作用如何。该间隔可以一并决定所述光是散射的还是对准的。在阵列内，光电子部件（例如LED）与透镜之间的间隔可以是相同的或变化。在预先给定的透镜大小的情况下，透镜的接受角、也称为数值孔径NA取决于到光电子部件、例如LED的间隔。在该接受角之外发射的光在该透镜的边缘或相邻透镜处散射和/或不受控地折射，使得所述光被归入损失分量。也是出于该理由，光电子部件（例如LED）与初级光学系统的表面之间的间隔可以是重要的。
此外，初级光学系统和/或次级光学系统在其中可以对所发射的或入射的光、例如由LED发射到半空间中的光的光路产生影响的空间角的大小一般也是对于光学系统的效率的相关度量。因此为了改善该效率，应当在大多数情况下使光学系统的可用的光学有效基面最大化。根据本发明可实施的措施可以在于，替代于容易成型的、圆形的基面和旋转对称的水平的截面考虑矩形的或者多边形的基面和截面，该基面和截面最大地利用相邻光电子部件之间、例如相邻LED之间的可用的面。在两个空间方向上具有相同间距的阵列的情况下，这例如对应于正方形的基本形状。在最大地利用例如正方形基面的情况下可以使光学有效面最大化，这可以在效率的提高或者甚至最大化方面表现出来。
初级光学系统的表面可以是平滑的、粗糙的或者以其他形式结构化的，其中在后一种情况下表面例如也可以配备有菲涅耳光学系统。在平滑的表面的情况下，实际的透镜作用例如一般不受影响。在有针对性地成型、例如对准的情况下，利用该表面可以在许多情况下实现最大的效率。利用粗糙化的和/或微结构化的结构，一般给实际的透镜作用添加附加的散射的效应。
如果在光学系统、例如初级光学系统中使用透镜，则所述透镜可以通过不同方式对准所分配的光电子部件。因此，初级光学系统的透镜的透镜中点例如可以居中地或者非居中地对准所分配的光电子部件、例如对准LED。例如在微米直至毫米范围中或者更大范围中的非居中在此可以有针对性地对于所有透镜相同地或者滑动地移动。通过这种移动可以例如使通过初级光学系统成型的光锥倾斜。由此例如可以针对照射强度在LED阵列之前的中心处提高来实现所谓的斜视效应（Schieleffekt），所通过的方式例如是位于边缘的LED的光锥通过这种相对移动对准中心。但是，LED阵列内的统计分布的相对移动也可以用于光的均匀化。
如上详述的那样，至少一个初级光学系统可以与至少一个次级光学系统组合。所述次级光学系统例如可以包括至少一个反射器和/或至少一个透镜，其中所述元件可以单独布置或者也可以布置在阵列中。因此，次级光学系统例如可以包括反射器阵列和/或透镜阵列。甚至在大的间隔时，一般在仅仅采用初级光学系统的情况下，比较小的空间角范围的光仅仅对照明有贡献。通过次级光学系统也使得扩大的空间角范围的光可用，由此可以提高总系统的效率。由此可以实现两种效应或者由两种效应构成的混合效应。因此可以通过次级光学系统明显改善光的聚焦。这所具有的优点是，在光电子部件的数量保持相同时、例如在LED数量保持相同时，可以提高最大的照射强度。如果最大的照射强度应保持在相同的水平，则光电子部件的数量、例如LED的数量可以减少，因为现有的光可以通过次级光学系统被更高效地使用。
初级光学系统例如也可以与至少一个反射器和/或至少一个另外的透镜阵列组合为次级光学系统。由此一般可能的是，通过初级光学系统产生的场分布被进一步变换。因此由此例如可以实现改善的聚焦，以便因此提高最大的照射强度。
次级光学系统也可以根据应用过程被这样设计，即该次级光学系统在一个或者两个空间方向上起作用。具体地，这可以在用于连续过程的线形辐射器的情况下表示，次级光学系统可以与运行方向正交地布置并且可以用于在运行方向上提高目标面中的最大照射强度和剂量功率。例如，所述初级光学系统也可以在面辐射器的情况下设计为光栅，或者在线形辐射器的情况下成型为彼此平行延伸的线形（反射器）轮廓。这可以表示，次级光学系统的结构大小同样可以被可变地匹配。在此可以实现多种可能性：
a.初级光学系统和次级光学系统具有相当的结构大小。
b.初级光学系统的结构大小小于次级光学系统。
c.初级光学系统的结构大小大于次级光学系统。
在辐射器内，结构大小在两个空间方向上的关系可以是相同的或者不同的或者也可以随着过程改变。
为了可以操作不同的过程区域，可以分别取消在大小上匹配的载体、尤其是衬底。但是为了将成本和费用保持得小，一般有意义的是，将例如具有1cm2或更大范围中的面的相同衬底串接。因此可实现本发明系统、例如LED系统、以及光学构想的模块化的构造。关于该实现也还存在多种变型方案。因此例如可以将两个或更多个根据本发明的光电子板上芯片模块在一个空间方向或者两个空间方向上串接。浇铸体可以针对一个、两个或者更多个光电子板上芯片衬底或者板上芯片模块同时实现。所述浇铸体可以例如在没有载体、例如衬底上的侧面突出的情况下被施加，使得实现载体的无缝的串接。
此外例如也可以将一个或多个光电子板上芯片模块和/或其载体和/或一个或多个根据本发明的系统布置在一个或多个冷却体上，或者光电子板上芯片模块和/或根据本发明的系统可以包括一个或多个冷却体。因此，例如具有LED的一个或多个板上芯片衬底可以位于冷却体/载体上。在浇铸过程中，至少一个冷却体例如可以配备有浇铸体，使得例如所有位于其上的载体可以被同时浇铸。对可以充当模块基体的多个冷却体的同时的共同的浇铸同样是可设想的。
次级光学系统的模块性在此也可以一般对应于光电子部件的模块性，例如LED阵列的模块性，使得例如光电子部件的阵列、例如LED阵列包含次级光学系统模块。
如果设置次级光学系统模块，则所述次级光学系统模块可以大于或者也可以小于光电子部件的阵列，例如LED阵列，使得例如一个次级光学系统模块可以定位在光电子部件的两个、三个或者更多个并排布置的阵列、例如LED阵列上。在相反的情况下，光电子部件的每阵列、例如每LED阵列需要例如两个、三个或者更多个次级光学系统模块。
光电子板上芯片模块和/或其载体例如在根据本发明系统中的可选的串接和/或次级光学系统的串接可以关于光电子部件的间隔保持间距、也就是可紧靠地串接，或者也可以不保持间距、也就是可以具有缝隙地串接。
在光电子板上芯片模块或者系统内，例如在LED辐射器内，可以使用不同成型的次级光学系统。因此可以例如在光电子板上芯片模块的边缘处、尤其是在LED辐射器的边缘处采用反射器，所述反射器将光例如倾斜地反射到辐射器前的中心，例如与上述的“斜视”初级光学系统类似。在此，中央反射器可以将光同样反射到辐射器前的中心。
此外可以采用取决于位置地不同的次级光学系统，例如至少一个反射器、至少一个透镜或者至少一个由至少一个反射器和至少一个透镜构成的组合。可替代地也可以取决于位置地完全取消次级光学系统。
总体上可以根据本发明实现光电子板上芯片模块，其优选具有至少一个初级光学系统，所述初级光学系统例如仅仅具有一个出射侧。入射侧处的反射损失可以通过这种方式被避免。此外可以进行透镜的造型、例如使用透镜的光学形状，这可以减少反射损失。对于每个单个的光电子部件，例如对于每个单个的LED，可以生成与目标设立相匹配的辐射成型。通过光学系统与光电子部件（例如透镜与LED）在空间上靠近的可能性，可使用大的空间角范围的光。
此外，光电子部件、例如LED可以包含保护性的、透明的、UV稳定和温度稳定的浇铸体。通过这种方式还可以尤其是改善长时间稳定性，并且由于相对于潮气和其他环境影响的提高的密封性展现出新的使用领域。
通过光电子部件之间、例如LED之间的间隔在一个或两个空间方向上可变地可设定的可能性，可用的光功率此外可以精确地与相应的需求相匹配。例如可以将多个LED布置在狭小的空间上，或者可以布置比较少的LED，以便生成用于特定光学系统的空间。
通过初级光学系统的元件、例如初级光学系统的透镜的不同的可能的结构大小，现有的光功率可以高效地被使用。因此例如可以根据需要将初级光学系统的透镜功能设计为散射的、对准的或者聚焦的。初级光学系统的表面可以根据需要被构造为例如平滑的、粗糙的或者以其他形式结构化的。
通过将初级光学系统的元件相对于所分配的光电子部件移动的可能性，例如通过将初级光学系统的透镜相对于LED移动，可以如上所述那样使辐射锥倾斜（斜视）。
通过采用一个或多个可选的次级光学系统，可以明显提高光电子板上芯片模块的效率和/或系统的效率。尤其是可以通过这种方式实现发散光的“再循环”。由此例如可以达到更高的照射强度，和/或可以节省光电子部件、尤其是LED。
本发明的另一优点在于实现高模块性的可能性。因此例如可以实现分别具有光电子部件的一个或多个一维或二维阵列的光电子板上芯片模块，其中这些阵列可以被构造为相同的。尤其是具有光电子部件的相同阵列的多个这种光电子板上芯片模块可以在一个或两个空间方向上串接。光电子部件的阵列、例如LED阵列的一致性对于简单的和成本高效的生产流程来说可以是有利的。总体上可以通过这种方式实现在与不同的过程几何结构相匹配方面的优点。
各个根据本发明可实现的优点或者这些优点的组合可以引起光电子板上芯片模块和/或系统、例如辐射器的效率提高。由此例如可以在同时均匀的照射强度分布的情况下也仍以大的间隔达到非常高的照射强度。所列出的优点也可以成对地或者以任意的组的形式被任意相互组合。要实现的可能性的光谱因此是高的，由此可以满足多种要求。
附图说明
以下根据实施例参照附图在不限制一般的发明构思的情况下描述本发明，其中关于全部在文中没有详细阐述的本发明细节明确地参见附图。
图1示出两个板上芯片模块的示意图，
图2示出本发明板上芯片LED模块的示意图，
图3a）、3b）示出本发明方法的示意图，
图4示出另一本发明板上芯片LED模块的示意图，
图5示出另一本发明板上芯片LED模块的示意图，
图6示出另一板上芯片LED模块的示意图，
图7A和7B示出具有不同的初级光学系统的本发明板上芯片模块的实施例，
图8A和8B示出具有用于多个光电子部件的不同类型的初级光学系统的根据本发明可实现的板上芯片模块的其它实施例，
图9示出板上芯片模块的另一实施例，该板上芯片模块具有每光电子部件具有多个透镜的初级光学系统，
图10A和10B示出具有对准的初级光学系统（图10A）和偏移布置的初级光学系统（图10B）的板上芯片模块的实施例，
图11示出具有初级光学系统和次级光学系统的根据本发明可实现的板上芯片模块的实施例，
图12示出具有初级光学系统和次级光学系统的替代于图11的实施例，
图13示出根据图11的实施例中的光路的图示，
图14示出具有多个次级光学系统的板上芯片模块的实施例，以及
图15A至15C示出具有不同表面结构的本发明光电子模块的不同构型。
具体实施方式
在以下附图中，相同的或者相同类型的元件或相应的部分配备有相同的附图标记，从而舍弃了相应的重新介绍。
根据板上芯片LED模块、也就是根据发光体（例如用于光电子板上芯片模块）来阐述本发明。在本发明范围中，替代于LED模块，作为光电子部件还可以将光电二极管用在太阳能电池或其他部件中。
在图1中以截面图示出没有涂层的板上芯片LED模块1，其中在两个平行布置的载体2、2’或衬底上以规则的间隔布置导体线路3、3’和构造为无壳体的LED芯片的LED 4、4’。出于清楚的原因，不是图1和以下附图的所有重复的元件都配备有附图标记，但是这些附图标记涉及所有相同类型的元件。因此在图1中，只有用于两个板上芯片LED模块1、1’中的每一个的一个LED 4、4’分别配备有附图标记。其他部件分别是相同类型的。
载体2、2’例如可以是以刚性的、半柔性的或者柔性的衬底技术构造的金属衬底、陶瓷衬底或者硅衬底，金属芯电路板或者FR4电路板，玻璃载体或者塑料载体。
用线示出LED 4、4’的光锥5、5’。所述LED近似是朗伯特辐射器，其在120°的开启角内发射总共发射的光功率的约75%。如果装备有LED 4、4’的面相对于测量间隔伸展并且该间隔比LED芯片的间隔（也称为“间距（Pitch）”）充分地大，则测量到具有与均匀的漫射发光面类似特性的均匀的强度分布。
在图1所示的情况下，均匀的强度分布也在相邻模块1、1’之间的对接处上延续，因为光锥5、5’在该处的重叠区域7由于载体2、2’规则地并且在边缘装备有LED 4、4’以及缺少光学障碍物而良好地构成。
在图2中示意性示出根据本发明的板上芯片LED模块11，其在载体2上同样具有导体线路3和LED芯片4。该板上芯片LED模块11配备有硅树脂涂层12，该硅树脂涂层12在边缘区域13中也在载体2的侧边缘上伸展并且因此在周围保护载体2。
根据图2的本发明的板上芯片LED模块2可以齐平地并排布置，从而可实现具有如在图1中所示的辐射特性的均匀的重叠辐射区域。
在图3a）和图3b）中示意性地示出如何制造根据图2的本发明的板上芯片LED模块11。为此首先将未被涂层的板上芯片LED模块1头朝前地浸入到模子20中，该模子20具有由液态的硅树脂21组成的浸浴液，该浸浴液从一个或多个硅树脂贮存器被填充到模子中。所述浸入在图3a）的中央所示箭头的方向上发生。
硅树脂的填充高度被选择为，使得载体2以其表面碰触硅树脂的表面或者轻微地浸入其中。为此将模子的规模或者可看到的（licht）内部尺寸选择为，使得板上芯片模块1的载体2完全被接纳到模子中。在模子20的侧壁与载体2的外侧之间可能有硅树脂21可侵入其中的小的缝隙。
液态的硅树脂21接着被固化并且在此与模块交联，例如通过热的方式。当硅树脂完全固化时，载体作为新涂层的板上芯片LED模块11、包括现在固化的附着的和透明的浇铸体被从该模子中取出。这在图3b）中用在其中中央示出的箭头表示。
在图4、5和6中示出本发明的光电子板上芯片模块11’、11’’、11’’’的三个不同的变型方案，它们在载体、导体线路和LED的部件方面并不与图2中的板上芯片LED模块11不同。
在图4中，涂层12的表面在各个LED上具有由硅树脂构成的透镜、尤其是微透镜形式的表面结构，所述表面结构由首先向其中引入硅树脂的模子的结构的反铸模得出。这些透镜根据所设定的几何结构对由LED发出的光来说起到成束或者分散的作用。
图4中所示的结构也可以被光伏模块采用，以便将入射的光成束到相应的光电二极管上。
在图5中，在光电子板上芯片LED模块11’’的情况下，表面被改变为使得得出粗糙的表面结构16。由此，由LED发出的光在不同的方向上散射并且光分布总体上被均匀化。
在图6中，在根据本发明的板上芯片LED模块11’’’的情况下设定涂层12的表面结构，该表面结构对应于图4中的在LED芯片上具有各个透镜15的表面结构。此外，硅树脂物质被混合有发磷光的材料17，该发磷光的材料17引起所发出的光或所发出的光的一部分的波长移动，这通过在透镜15的上部示出的具有不同波长的曲折箭头示出。这些箭头象征性表示不同波长的光子以及因此不同的颜色。例如，小的曲折的箭头可以对应于来自紫外范围的光子，而较大的箭头可以对应于可见范围中的光子。
所有所述的特征，还有仅仅从附图中获悉的以及结合其他特征公开的各个特征单独地以及以组合方式视作为对本发明重要的。根据本发明的实施方式可以通过单个的特征或者多个特征的组合来完成。
在图7A至15C中示出根据本发明的板上芯片模块的不同的其他构型，这些构型在不限制其他可能构型的情况下在这些图中用附图标记11来表示。对于板上芯片模块11的构造和制造来说，可以示例性地参照上面的描述。
因此，板上芯片模块11可以如上所示那样具有一个或多个光学系统，其在下文中一般用附图标记23来表示。上面提到的透镜15是这种光学系统23的示例。但是替换于或者附加于所述透镜地也可以采用其他光学系统，例如反射器。在此，在下文中一般在初级光学系统24与次级光学系统25之间进行区分。如上面详述的那样，初级光学系统24被理解为在光路上与光电子部件（在所示的实施例中示例性地为LED 4）相邻地放置的光学元件，使得在初级光学系统24与光电子部件、尤其是LED 4之间不布置其他的具有散射、汇聚或者对准特性的光学部件。而次级光学系统25被理解为如下光学部件，其相对于这里为LED 4的光电子部件被布置为使得在这些元件与光电子部件之间的光路上布置有至少一个另外的具有散射、汇聚或者对准特性的光电子元件。在此，初级光学系统24和/或次级光学系统25可以借助于根据本发明的方法根据本发明来构造。初级光学系统24和/或次级光学系统25可以分别包括一个或多个光学部件，例如透镜和/或反射器。
在图7A和7B中示出光电子板上芯片模块11的实施例，这些板上芯片模块11分别仅仅包括初级光学系统24。在此，图7A示出一个实施例，其中在LED 4的阵列中分别有一个透镜15被分配给一个LED。初级光学系统24的LED 4和分别分配的透镜15在此具有相当的结构大小。
而在图7B中示出这样的实施例，其中初级光学系统24除了透镜15以外包括反射器26。反射器26例如可以构造为微反射器。反射器26例如可以分别构造为凹陷，例如载体2中的凹陷，其中这些凹陷的表面可以具有反射特性。图7B所示实施例中的反射器26和/或载体15的结构大小又例如可以与LED 4的芯片的大小相当。
在图8A和8B中示出光电子板上芯片模块11的其他实施例，它们分别具有初级光学系统24。在该实施例中，初级光学系统24又分别具有透镜15，这与根据图7A的实施例类似。但是在此情况下，每一个透镜15被分配给多个LED 4。LED 4的结构大小因此小于初级光学系统24的分别所分配的透镜15的结构大小。在此在图8A中示出具有恒定间距（相邻LED 4的中点之间的间隔）的实施例、也就是所谓的保持间距的变型方案，并且在图8B中示出这样的实施例，其中出现不同的间距、也就是变化间距的变型方案。
在图9中又示出根据图7A的实施例的变形。又设置了初级光学系统24，其包括多个透镜15。但是在所示的实施例中，为每个LED 4分配多个透镜15。LED 4的结构大小因此比初级光学系统24的透镜15的结构大小要大。
在图10A和10B中示出光电子板上芯片模块11的不同实施例或者这种板上芯片模块11的片段，它们在初级光学系统24相对于LED 4的布置方面不同。原则上，这些实施例例如可以在其他情况下对应于根据图7A的实施例。
因此图10A示出一种实施例，其中透镜15的光轴27和LED 4的光轴28重合，使得在板上芯片模块11的俯视图中透镜中点和LED 4的中点可以重叠。而在图10B中示出一种实施例，其中透镜的光轴27和LED 4的光轴28相对于彼此移动。另一种构型也是可能的，例如轴27、28的倾斜构型。
在图11中示出一种实施例，其中光学系统23除了初级光学系统24以外还具有次级光学系统25。该次级光学系统25又可以包括一个或多个透镜或者如在图11中所示那样一个或多个反射器26。该实施例例如可以根据图7A至10B中的一个或多个与一个或多个反射器相组合。在此，次级光学系统25的元件中的一个或多个可以被分配给一个、多个或者所有的LED 4。
在图12中示出根据图11的实施例的变形。替代于如在图11中所示的反射器，该实施例示出：次级光学系统替代地或者附加地也可以包括一个或多个透镜。
在图13中示例性地示出根据图11的实施例内的光路。由LED 4发射的光首先通过初级光学系统24的分配给该LED 4的透镜15的弯曲表面，在该表面处发生折射，使得该表面作为初级光学透镜24的实际光学元件起作用。接着，从初级光学系统24出射的光部分地在次级光学系统25处折射和/或汇聚和/或对准。在所示的实施例中，其中示出示例性的光路，通过初级光学系统24出射的辐射在次级光学系统25的反射器26的表面处在发射方向30的方向上被镜反射，使得有用的空间角范围可以被扩大。
在图14中示出一个实施例，该实施例又包含至少一个初级光学系统24和至少一个次级光学系统25的组合。但是在该实施例中，次级光学系统25包括多个元件，即分别至少一个反射器26和至少一个透镜15。尽管在初级光学系统24中分别给一个LED 4分配一个透镜15，该实施例示例性地示出了，可以为一组LED、在该情况下是每3个LED或更多LED分配一个共同的次级光学系统25，例如共同的反射器26和/或共同的透镜15。又示例性地表明了不同的光路。在此，具有共同的次级光学系统25的多个单元可以在一个或多个空间方向上串接，如在图14中同样示例性示出的那样。
在图15A和15C中示出不同的实施例，这些实施例示出实现光学系统23的表面、尤其是硅树脂涂层12的不同可能性。在这些实施例中示出用于实现初级光学系统24的表面结构的示例。但是替代地或者附加地，利用根据本发明的方法也可以构造一个或多个可选的次级光学系统25的表面结构。
因此在图15A中示出一个实施例，该实施例基本上可对应于根据图7A的实施例。在该情况下设置透镜15的平滑的表面结构。透镜15可以具有球形的光学系统。
尽管在根据图15A的实施例中示例性地示出了初级光学系统24的相同的元件、尤其是相同透镜，光电子模块11内的光学系统23的元件也可以改变。这示例性地在图15B中示出。在该实施例中，光学系统23包括多个光学元件，在该情况下是多个透镜，它们具有不同的光学特性。
最后在图15C中示出，在图5中所示的粗糙的表面结构16也可与一个或多个光学系统23组合。这示例性地在所示的实施例中针对多个透镜15示出，这些透镜示例性地在此分配给初级光学系统24并且示例性地在此与根据图15B的实施例类似地被构造。但是，其他构型原则上也是可能的，例如根据图15A的实施例中的粗糙的表面结构16。替代于或者附加于粗糙的表面结构16，还可以采用其他的表面结构化，例如菲涅尔透镜形式的表面结构化。
附图标记列表
1、1’  未经涂层的板上芯片LED模块
2、2’  载体
3、3’  导体线路
4、4’  LED
5、5’  光锥
6  对接处
7  重叠区域
11-11’’’  涂层的板上芯片LED模块
12  硅树脂涂层
13  载体侧面的涂层
15  由硅树脂构成的透镜
16  粗糙的表面结构
17  发磷光的材料
18  不同波长的光
20  铸模
21  液态的硅树脂
22  硅树脂贮存器
23  光学系统
24  初级光学系统
25  次级光学系统
26  反射器
27  透镜的光轴
28  LED的光轴
30  发射方向。

Claims (17)

1.一种用于对光电子板上芯片模块（1、11-11’’’）进行涂层的方法，所述光电子板上芯片模块包括平面的载体（2、2’），所述载体装备有一个或多个光电子部件（4），所述光电子板上芯片模块具有透明的、耐UV和耐温的由硅树脂构成的涂层（12），其特征在于以下方法步骤：
a）将液态的硅树脂（21、22）浇铸到向上开口的模子（20）中，所述模子具有对应于载体（2、2’）的规格或者超过该规格的规格，
b）将载体（2、2’）引入到模子（20）中，其中一个或多个光电子部件（4）完全浸入到硅树脂（21）中并且载体（2、2’）的表面全面地碰触硅树脂（21）或者载体（2、2’）至少部分地全面地浸入到硅树脂（21）中，
c）使硅树脂（21）固化并且与光电子部件（4）和载体（2、2’）交联，以及
d）将具有由固化的硅树脂（21）构成的涂层（12）的载体（2、2’）从模子（20）中取出。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，方法步骤a）和/或b）和/或c）和/或d）在提高的大气压力下实施，尤其是在4至10巴之间、尤其是5至7巴之间的大气压力下。
3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，将光学功能性的材料（17）、尤其是发磷光的和/或散射的材料或颗粒混入到液态的硅树脂（21、22）中。
4.根据权利要求1至3之一的方法，其特征在于，在涂层（12）的表面处生成通过模子预先给定或稍后添加的表面结构（15、16）。
5.根据权利要求1至4之一的方法，其特征在于，载体（2、2’）直至一个或多个边缘地装备有光电子部件（4）。
6.根据权利要求1至5之一的方法，其特征在于，载体（2、2’）无边缘地和/或超过边缘地被涂层。
7.根据前述权利要求之一的方法，其特征在于，硅树脂（21）被形成为使得以硅树脂（21）构造至少一个光学部件、尤其是至少一个透镜（15）。
8.根据前述权利要求之一的方法，其中所述方法被执行为，使得板上芯片模块（1、11-11’’’）具有至少一个与至少一个光电子部件（4）接界的初级光学系统（24）和可选地至少一个次级光学系统（25），其中至少一个光学系统（23）被构造为选自由硅树脂（21）形式的初级光学系统（24）和次级光学系统（25）构成的组。
9.一种光电子板上芯片模块（11-11’’’），尤其是能按照根据前述权利要求之一的方法来制造，所述光电子板上芯片模块包括装备有一个或多个光电子部件（4）的平面载体（2、2’），所述光电子板上芯片模块具有透明的、耐UV和耐温的由硅树脂（21、22）构成的涂层（12），其特征在于，载体（2、2’）的装备有一个或多个光电子部件（4）的表面无边缘地用硅树脂（21、22）涂层。
10.根据权利要求9的光电子板上芯片模块（11-11’’’）,其特征在于，载体（2、2’）也在其侧面至少部分地用硅树脂（21、22）涂层。
11.根据前述涉及光电子板上芯片模块（11-11’’’）的权利要求之一的光电子板上芯片模块（11-11’’’），其特征在于，硅树脂（21、22）具有光学功能性材料（17）、尤其是发磷光的和/或散射的材料或颗粒的混合物。
12.根据前述涉及光电子板上芯片模块（11-11’’’）的权利要求之一的光电子板上芯片模块（11-11’’’），其特征在于，涂层（12）具有表面结构（15、16），尤其是透镜（15）或者散射光的粗糙部（16）。
13.根据前述涉及光电子板上芯片模块（11-11’’’）的权利要求之一的光电子板上芯片模块（11-11’’’），其特征在于，涂层（12）具有至少一个光学部件，尤其是至少一个透镜（15）和/或至少一个透镜阵列。
14.根据前述涉及光电子板上芯片模块（11-11’’’）的权利要求之一的光电子板上芯片模块（11-11’’’），其特征在于，板上芯片模块（11、11’’’）具有至少一个与至少一个光电子部件（4）接界的初级光学系统（24）和可选地至少一个次级光学系统（25），其中至少一个光学系统（23）被构造为选自由至少部分地以涂层（12）形式的初级光学系统（24）和次级光学系统（25）构成的组。
15.根据前述涉及光电子板上芯片模块（11-11’’’）的权利要求之一的光电子板上芯片模块（11-11’’’），其特征在于，载体（2、2’）直至边缘地或者直至距边缘不远地装备有光电子构件（4）。
16.根据前述涉及光电子板上芯片模块（11-11’’’）的权利要求之一的光电子板上芯片模块（11-11’’’），其特征在于，所述光电子板上芯片模块按照根据权利要求1至6之一的方法制造或者能按照根据权利要求1至6之一的方法制造。
17.一种具有两个或更多个按照前面涉及光电子板上芯片模块（11-11’’’）的权利要求之一的光电子板上芯片模块（11-11’’’）的系统，其特征在于，光电子板上芯片模块（11-11’’’）的载体（2、2’）齐平地或者以限定的间隔相互并列地布置，其中尤其是由于载体（2、2’）在边缘装备有光电子部件（4），得出了光电子部件（4）的在相邻载体（2、2’）之间的边界上也是规则的布置和间隔。
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