DE102007054800A1

DE102007054800A1 - Lumineszenzkonversionsvorrichtung und Verfahren zum Herstellen von Lumineszenzdiodenchips mit einer derartigen Vorrichtung

Info

Publication number: DE102007054800A1
Application number: DE102007054800A
Authority: DE
Inventors: Oliver Wutz
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2007-09-28
Filing date: 2007-11-16
Publication date: 2009-04-02

Abstract

Lumineszenzkonversionsvorrichtung, die als Lumineszenzkonversionsfolie (8) ausgebildet ist, mit Lumineszenzkonversionsmaterial, das mindestens einen Leuchtstoff aufweist, wobei die Lumineszenzkonversionsfolie (8) eine vorgegebene Transparenz im sichtbaren Wellenlängenbereich aufweist. Des Weiteren ein Verfahren zum Herstellen von Lumineszenzdiodenchips mit der Lumineszenzkonversionsfolie (8).

Description

Bei optoelektronischen Bauelementen, die elektromagnetische Strahlung emittieren, ist es bekannt, Lumineszenzdiodenchips mittels einer Vergussmasse einzukapseln, in die mindestens ein Leuchtstoff gemischt ist.
Der Leuchtstoff ist durch eine von dem Lumineszenzdiodenchip emittierte elektromagnetische Primärstrahlung anregbar und emittiert eine Sekundärstrahlung, wobei die Primärstrahlung und die Sekundärstrahlung unterschiedliche Wellenlängenbereiche aufweisen. Ein gewünschter resultierender Farbort des Bauelements kann beispielsweise durch ein Einstellen eines Mischungsverhältnisses der Primärstrahlung und Sekundärstrahlung eingestellt werden.
Bei einer Verwendung der oben erwähnten Vergussmassen kann es zu Farbortschwankungen aufgrund einer inhomogenen Verteilung des Leuchtstoffes in der Vergussmasse kommen, die zum Beispiel auf einer Sedimentationsbildung von Leuchtstoffpartikeln beruhen kann. Zudem gibt es Fertigungstoleranzen bezüglich einer Dosierbarkeit der Vergussmasse, der Höhen von Lumineszenzdiodenchips und/oder einer Positionierbarkeit der Lumineszenzdiodenchips in der Kavität eines Spritzwerkzeugs. Dies kann zu signifikanten Schwankungen der Menge der Vergussmasse, die dem Lumineszenzdiodenchip in einer Abstrahlrichtung nachgeordnet ist, und somit auch zu Schwankungen des Farbortes des Bauelementes führen. Weiterhin wirken sich hohe Anschaffungskosten für Zubehör zum präzisen Dosieren der Ver gussmasse und ein Verschleiß dieses Zubehörs aufgrund der Abrasivität des Lumineszenzkonversionsmaterials beziehungsweise des Leuchtstoffs in nicht zu vernachlässigender Weise auf die Herstellungskosten des Bauelements aus.
In der WO 01/65613 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen offenbart, bei dem ein Lumineszenzkonversionselement direkt auf den Halbleiterkörper aufgebracht wird. Dies hat den Vorteil, dass Leuchtstoffe homogen und in einer wohl definierten Menge auf dem Halbleiterkörper aufgebracht werden können. Dadurch lässt sich ein homogener Farbeindruck des lichtabstrahlenden Halbleiterchips erreichen.
Bei dem Verfahren wird der Halbleiterkörper auf einem Träger montiert, mit Kontakten versehen und mit einem Lumineszenzkonversionselement beschichtet. Das Beschichten erfolgt mittels einer geeigneten Suspension, die ein Lösungsmittel aufweist, das nach dem Auftragen entweicht. Alternativ wird der Halbleiterkörper mit einem Haftvermittler beschichtet, auf dem nachfolgend der Leuchtstoff aufgebracht wird.
Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ist es, eine Lumineszenzkonversionsvorrichtung zu schaffen, die möglichst einfach verwendbar ist. Zudem soll ein verbessertes Verfahren zum Herstellen von Lumineszenzdioden mit der Lumineszenzkonversionsvorrichtung angegeben werden, das möglichst einfach und kostengünstig ist.
Die Aufgabe wird gelöst durch Merkmale der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Gemäß einer Ausgestaltung ist eine Lumineszenzkonversionsvorrichtung, die als Lumineszenzkonversionsfolie ausgebildet ist, vorgesehen mit Lumineszenzkonversionsmaterial, das mindestens einen Leuchtstoff aufweist, wobei die Lumineszenzkonversionsfolie eine vorgegebene Transparenz im sichtbaren Wellenlängenbereich aufweist. Die Lumineszenzkonversionsfolie kann besonders einfach und kostengünstig auf einer Lumineszenzdioden-Schichtenfolge aufgebracht werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Lumineszenzkonversionsfolie eine vorgegebene Viskosität auf, die derart vorgegeben ist, dass die Lumineszenzkonversionsfolie vorgegebenen Konturen und Kanten im Mikrometer-Bereich folgt. Dadurch kann die Lumineszenzkonversionsfolie besonders homogen über die Lumineszenzdioden-Schichtenfolge aufgebracht werden, wodurch ein homogenes Leuchtbild realisiert wird. Darüberhinaus bietet die Lumineszenzkonversionsfolie bei derartiger Viskosität auch eine Isolierung und/oder Schutz und ist somit besonders geeignet, den Luminezenzdiodenchip und/oder die Lumineszenzdioden-Schichtenfolge zu schützen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Lumineszenzkonversionsfolie laminierbar ausgebildet. Dadurch kann diese besonders einfach und konstengünstig auf die Lumineszenzdioden-Schichtenfolge aufgebracht werden. Bevorzugterweise ist mittels der Laminierung ein Aufbringen der Lumineszenzkonversionsfolie auf Materialen wie Keramik, Metall oder Halbleitermaterial möglich.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Lumineszenzkonversionsfolie selbstklebend ausgebildet. Dadurch kann diese besonders einfach und konstengünstig auf die Lumineszenzdioden-Schichtenfolge aufgebracht werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Lumineszenzkonversionsfolie mindestens ein Material aus der Gruppe bestehend aus Silikonen, Siloxanen, Spin-On Oxiden und/oder photostrukturierbaren Materialien auf. Vorteilhafterweise ist das Material stabil gegenüber Einwirkungen von elektromagnetischer Strahlung, insbesondere von elektromagnetischer Strahlung aus dem ultravioletten Bereich.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist die Lumineszenzkonversionsfolie eine konstante Dicke auf. Dadurch kann besonders geeignet eine homogene Verteilung des Leuchtstoffes über die Lumineszenzdioden-Schichtenfolge sichergestellt werden und somit Schwankungen des Farbortes des jeweiligen Lumineszenzdiodenchips und/oder Helligkeitsschwankungen minimiert werden. Besonders bevorzugt beträgt die Dicke der Lumineszenzkonversionsfolie zwischen einschließlich 30 μm und einschließlich 100 μm.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Leuchtstoff organisch oder zumindest teilweise in Form von Nanopartikeln ausgebildet. Die Nanopartikel weisen bevorzugt einen Mediandurchmesser d₅₀ von kleiner als oder gleich 100 nm auf, wobei der Mediandurchmesser anhand einer Volumen- oder Massenverteilungssumme (Q₃) ermittelt wird. Besonders bevorzugt weisen die Nanopartikel einen d₅₀-Wert, gemessen in Q₃, von kleiner als oder gleich 30 nm und größer als oder gleich 1 nm auf.
Verglichen mit herkömmlichen Leuchtstoffpartikeln, die in lichtemittierenden optischen Bauelementen verwendet werden, kann mit Leuchtstoffpartikeln in Form von Nanopartikeln ein verbessertes homogenes Leuchtbild realisiert werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Leuchtstoff in Form von Konverterpartikeln mit Partikelgrößen im Bereich zwischen 3 μm und 30 μm ausgebildet. Mittels der Konverterpartikel als Leuchtstoff kann ein besonders homogenes Leuchtbild realisiert werden. Die Konverterpartikel wirken bei deren Anregung als einzelne Punktlichtquellen, mittels dessen bei einer überlagerten Anordnung der Konverterpartikel ein besonders homogener Farbeindruck des Leuchtbildes erzeugt werden kann. Die Konverterpartikel liegen vor der Herstellung der Lumineszenzkonversionsfolie als Konverterpulver vor und werden während der Herstellung homogen verteilt in die Lumineszenzkonversionsfolie als Konverterpartikel eingebracht.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die Lumineszenzkonversionsfolie eine Deckschicht, die photostruturierbar ausgebildet ist. Ein gezieltes Belichten der photostrukturierbaren Deckschicht und ein nachfolgendes selektives Entfernen der belichteten oder unbelichteten Bereiche der Lumineszenzkonversionsfolie kann besonders präzise durchgeführt werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist der Grad der Transparenz einen Wert größer gleich 95% auf. Dadurch kann ein besonders homogenes und helles Leuchtbild realisert werden.
Gemäß einer Ausgestaltung zum Herstellen von Lumineszenzdiodenchips mit der Lumineszenzkonversionsvorrichtung wird ein Grundkörper bereitgestellt, der eine Lumineszenzdioden-Schichtenfolge für eine Vielzahl von Lumineszenzdiodenchips umfasst, die auf einer Hauptfläche für jeden Lumineszenzdio denchip mindestens eine elektrische Kontaktfläche zum elektrischen Anschließen der Lumineszenzdiodenchips aufweist. Besonders bevorzugt ist der Grundkörper ein Wafer oder ein Träger, auf dem die Lumineszenzdioden-Schichtenfolge oder mehrere solcher Schichtenfolgen aufgebracht sind.
Auf zumindest eine Hauptfläche des Grundkörpers wird die Lumineszenzkonversionsfolie aufgebracht. Insbesondere ist ein Aushärten der Lumineszenzkonversionsfolie bei dem Herstellen umfasst. Des Weiteren wird ein vorgegebener Bereich der Lumineszenzkonversionsfolie selektiv entfernt. Besonders bevorzugt wird der Bereich der Kontaktflächen und/oder Trenngräben selektiv entfernt.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Lumineszenzkonversionsfolie auf die Hauptfläche des Grundkörpers laminiert. Dadurch kann diese besonders einfach und homogen aufgebracht werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird die Lumineszenzkonversionsfolie photostrukturiert. Das Photostrukturieren strukturiert durch gezieltes Belichten der photostrukturierbaren Deckschicht der Lumineszenzkonversionsfolie. Dadurch kann ein nachfolgendes selektives Entfernen der belichteten oder unbelichteten Bereiche der Lumineszenzkonversionsfolie besonders präzise durchgeführt werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird die Lumineszenzkonversionsfolie unter Verwendung von Laserstrahlung selektiv entfernt, d. h. der jeweilige vorgegebene Bereich der Lumineszenzkonversionsfolie wird durch eine Einwirkung der Laserstrahlung selektiv abgetragen. Bevorzugt wird die Lumineszenzkonversionsfolie im Bereich der Kontaktflächen und/oder Trenngräben entfernt, wodurch mittels der Laserstrahlung nach dem selektiven Entfernen Rückstände auf der Kontaktfläche minimiert werden. Dies gewährleistet ein besonders sicheres und konstengünstiges Aufbringen eines Bonddrahtes auf einem Bondpad oder Aufbringen eines alternativen elektrischen Kontaktes auf dem Bondpad, der beispielsweise mittels Sputtern, Bedampfen oder galvanisch aufgebracht wird.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird der Laser zur Laserbestrahlung der Lumineszenzkonversionsfolie abhängig von den belichteten und/oder unbelichteten Bereichen der Lumineszenzkonversionsfolie angesteuert. Dadurch können die vorgegebenen Bereiche der Lumineszenzkonversionsfolie besonders präzise angesteuert und entfernt werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird der Laser zur Laserbestrahlung der Lumineszenzkonversionsfolie abhängig von einer elektronischen Wafermap angesteuert. In der Wafermap sind typischerweise Koordinaten der jeweiligen Lumineszenzdiodenchips auf dem Wafer oder Träger abgespeichert, wodurch auch die zu entfernenden Bereiche vorgegeben werden können. Dadurch kann ein Schritt der Photostrukturierung entfallen, wodurch die zu entfernenden Bereiche der Lumineszenzkonversionsfolie besonders einfach und kostengünstig vorgegeben und entfernt werden können.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1a bis 1c schematische Schnittansichten eines Grundkörpers bei verschiedenen Verfahrensstadien mit Aufbringung der Lumineszenzkonversionsfolie,
2a und 2b schematische Schnittansichten eines Grundkörpers bei verschiedenen Verfahrensstadien mit Photostrukturierung,
3 schematische Schnittansicht eines Grundkörpers ohne Photostrukturierung,
4a und 4d schematische Schnittansichten einer weiteren Ausführung eines Grundkörpers.
In den Ausführungsbeispielen und Figuren sind gleiche oder gleich wirkende Bestandteile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die dargestellten Bestandteile sowie die Größenverhältnisse der Bestandteile untereinander sind nicht notwendigerweise als maßstabsgerecht anzusehen. Vielmehr können einige Details der Figuren zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
In 1a ist ein Grundkörper 4 dargestellt, der eine Lumineszenzdioden-Schichtenfolge 6 aufweist, die auf einem Träger 5 aufgebracht ist. Die Lumineszenzdioden-Schichtenfolge 6 ist beispielsweise eine epitaktisch gewachsene Halbleiterschichtenfolge, die für eine Vielzahl von Lumineszenzdiodenchips vorgesehen ist. Der Träger 5 ist z. B. ein Aufwachssubstrat, auf dem die Lumineszenzdioden-Schichtenfolge 6 aufgewachsen ist. Des Weiteren weist der Grundkörper 4 eine elektrische Kontaktfläche 1 auf, die auf der dem Träger 5 gegenüberliegenden Seite der Lumineszenzdioden-Schichtenfolge 6 aufgebracht ist. Die elektrische Kontaktfläche 1 ist typischerweise als Bondpad ausgebildet.
Alternativ ist der Grundkörper 4 ein Dünnfilm-Schichtenverbund, bei dem die Lumineszenzdioden-Schichtenfolge 6 auf einem separaten Aufwachssubstrat aufgewachsen, nachfolgend von diesem abgelöst sowie auf dem Träger 5, der beispielsweise ein Trägersubstrat aus einem Halbleitermaterial ist, aufgebracht, beispielsweise aufgelötet worden ist. Zwischen der Lumineszenzdioden-Schichtenfolge 6 und dem Träger 5 ist z. B. eine reflektierende elektrische Kontaktstruktur angeordnet (nicht gezeigt), an der eine in der Lumineszenzdioden-Schichtenfolge 6 erzeugte elektromagnetische Strahlung reflektiert wird und mittels der die Lumineszenzdioden-Schichtenfolge 6 z. B. elektrisch leitend mit dem Träger 5 verbunden ist.
Die Lumineszenzdioden-Schichtenfolge 6 ist beispielsweise auf Nitrid-Verbindungshalbleitern basierend, d. h. sie enthält vorzugsweise Al_xIn_yGa_1-x-yN, wobei 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1 und x + y ≤ 1. Dabei muss dieses Material nicht zwingend eine mathematisch exakte Zusammensetzung nach obiger Formel aufweisen. Vielmehr kann es ein oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen, die die physikalischen Eigenschaften des Materials im wesentlichen nicht ändern. Der Einfachheit halber beinhaltet obige Formel nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters (Al, In, Ga, N), auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt sein können.
Die Lumineszenzdioden-Schichtenfolge 6 emittiert bei Beaufschlagung mit einem Strom beispielsweise eine elektromagnetische Strahlung aus einem blauen oder ultravioletten Wellenlängenbereich. Sie kann z. B. einen herkömmlichen pn-Übergang, eine Doppelheterostruktur, eine Einfach-Quantentopfstruktur (SQW-Struktur) oder eine Mehrfach-Quantentopfstruktur (MQW- Struktur) aufweisen. Solche Strukturen sind dem Fachmann bekannt und werden von daher an dieser Stelle nicht näher erläutert.
Auf eine Hauptfläche 7 des Grundkörpers 4 wird eine Lumineszenzkonversionsvorrichtung, die als Lumineszenzkonversionsfolie 8 ausgebildet ist, aufgebracht, siehe 1b. Die Lumineszenzkonversionsfolie umfasst ein Lumineszenzkonversionsmaterial mit mindestens einem Leuchtstoff. Das Lumineszenzkonversionmaterial weist beispielsweise ein Matrixmaterial auf, das gehärtet werden kann, so z. B. ein additionsvernetzendes Silikon, Spin-On Oxid oder Siloxan. Die Lumineszenzkonversionsfolie ist selbstklebend und/oder laminierbar ausgebildet, wobei die Lumineszenzkonversionsfolie 8 beispielsweise mittels Haftvermittler auf den Grundkörper 4 laminiert wird oder vakuumlaminiert wird.
Ferner umfasst die Lumineszenzkonversionsfolie 8 bevorzugt eine photostrukturierbare Deckschicht, so z. B. Fotolack, wobei beispielsweise mittels UV-Strahlung die photostrukturierbare Deckschicht der Lumineszenzkonversionsfolie 8 belichtet wird, so dass beim Photostrukturieren die Bereiche der Lumineszenzkonversionsfolie 8, die bestehen bleiben sollen, durch die Bestrahlung mittels UV-Strahlung im geeigneten Wellenlängenbereich oder mittels sichtbarem Licht offengelegt werden. Ferner ist die Lumineszenzkonversionsfolie 8 chemikalienbeständig gegen Lösungsmittel ausgebildet. In einem sichtbaren Wellenlängenbereich, so z. B. 400 nm bis 640 nm weist die Lumineszenzkonversionsfolie 8 bevorzugt einen Transparenzgrad von größer 95% auf.
Die Lumineszenzkonversionsfolie 8 umfasst bevorzugt mindestens einen Leuchtstoff, der in Form von Konverterpartikeln ausgebildet ist, wobei die Konverterpartikel eine Partikelgröße im Bereich zwischen 3 μm und 30 μm aufweisen.
Grundsätzlich ist aber auch denkbar, dass die Lumineszenzkonversionsfolie 8 mindestens einen Leuchtstoff umfasst, der in Form von Nanopartikeln und/oder in Form eines organischen Leuchtstoffes vorliegt. Beispielsweise wird ein Leuchtstoff verwendet, dessen Partikel einen Mediandurchmesser d₅₀ von kleiner als oder gleich 30 nm, beispielsweise von 25 nm aufweist, wobei der Mediandurchmesser anhand einer Volumen- oder Massenverteilungssumme (Q₃) ermittelt wird.
Grundsätzlich eignen sich alle für die Anwendung bei Lumineszenzdioden bekannten Leuchtstoffe für die Verwendung in der Lumineszenzkonversionsfolie. Beispiele für derartige als Konverter geeignete Leuchtstoffe und Leuchtstoffmischungen sind:

– Chlorosilikate, wie beispielsweise in DE 10036940 und dem dort beschriebenen Stand der Technik offenbart, deren Inhalt hiermit diesbezüglich einbezogen ist,
– Orthosilikate, Sulfide, Thiometalle und Vanadate wie beispielsweise in WO 2000/33390 und dem dort beschriebenen Stand der Technik offenbart, deren Inhalt hiermit diesbezüglich einbezogen ist,
– Aluminate, Oxide, Halophosphate, wie beispielsweise in US 6,616,862 und dem dort beschriebenen Stand der Technik offenbart, deren Inhalt hiermit diesbezüglich einbezogen ist,
– Nitride, Sione und Sialone wie beispielsweise in DE 10147040 und dem dort beschriebenen Stand der Technik offenbart, deren Inhalt hiermit diesbezüglich einbezogen ist, und
– Granate der Seltenen Erden wie YAG:Ce und der Erdalkalielemente wie beispielsweise in US 2004-062699 und dem dort beschriebenen Stand der Technik offenbart deren Inhalt hiermit diesbezüglich einbezogen ist.

In 1c ist die Lumineszenzkonversionsfolie 8 auf den Grundkörper 4 geklebt und/oder laminiert. Die Lumineszenzkonversionsfolie 8 weist vorteilhafterweise eine konstante Dicke zwischen einschließlich 30 μm und einschließlich 100 μm auf, so dass die Folie 8 homogen über dem Grundkörper 4 aufgetragen ist und somit Schwankungen eines Farbortes und/oder Helligkeitsschwankungenen im späteren Betrieb minimiert werden.
Typischerweise ist die Lumineszenzkonversionsfolie 8 mit geeigneter Viskosität ausgebildet, so dass sie den Konturen der Lumineszenzdiodenchips oder Trenngräben 2, die typischerweise im Mikrometer-Bereich ausgebildet sind, folgen kann. Des Weiteren ist die Viskosität der Lumineszenzkonversionsfolie 8 derart vorgegeben, dass beim Legen der Lumineszenzkonversionsfolie 8 über eine Kante der Kontur des Lumineszenzdiodenchips und/oder der Lumineszenzdioden-Schichtenfolge 6 nicht reißt, sondern eine Mindestdicke der Lumineszenzkonversionsfolie 8 über der Kante vorliegt, so z. B. 1/3 der Dicke der Lumineszenzkonversionsfolie 8.
In 2a wird die Lumineszenzkonversionsfolie 8 im Bereich der Lumineszenzdioden-Schichtenfolge 6, außer in dem Bereich oberhalb des Bondpads 1 und/oder oberhalb des Trenngrabens 2, mittels einer Maske 9 und elektromagnetischer Strahlung geeigneter Wellenlänge belichtet (siehe schraffierte Bereiche). Die Maske 9 kann beispielsweise in einem photolithografischen Prozess durch Aufbringen sowie Strukturieren einer Schicht Maskenmaterial erfolgen. Alternativ ist es möglich, eine vorgefertigte Maske 9 zu verwenden, die auf die Hauptfläche 7 der Lumineszenzdioden-Schichtenfolge 6 aufgebracht wird. In beiden Fällen wird die Maske 9 und/oder das Maskenmaterial mit dem Entfernen der Lumineszenzkonversionsfolie 8 entfernt.
In 2b werden mittels eines Laserstrahls 11 eines Lasers 10 die unbelichteten Bereiche der Lumineszenzkonversionsfolie 8 entfernt. Natürlich ist die Belichtung auch derart möglich, dass die zu entfernenden Bereiche belichtet werden. Typischerweise ist der Laser 10 als UV- oder Infrarotlaser ausgebildet. Aber auch eine Kombination aus einer ersten Laserbestrahlung mit einem Infrarotlaser zum Entfernen der Lumineszenzkonversionsfolie 8 und einer nachfolgenden Laserbestrahlung mit einem UV-Laser zum Reinigen des Bondpads 1 ist möglich. Typischerweise wird eine Laserstrahlung des UV-Lasers im Bereich 340 nm bis 360 nm verwendet. Die Laserstrahlung des Infrarotlaser weist typischerweise Wellenlänge im Bereich größer 1300 nm auf. Im Wellenlängenbereich dieser Laserstrahlung ist die Lumineszenzkonversionsfolie bevorzugt energieabsorbierend ausgebildet, so dass mittels der Laserstrahlung eine geeignete Erhitzung, so z. B. 800°C erreicht wird und die Lumineszenzkonversionsfolie verdampft.
Vor dem Entfernen der vorgegebenen Bereiche des Lumineszenzkonversionsfolie 8 kann diese mittels heißer Platte oder warmer Umluft ausgehärtet werden.
Durch die selektive Entfernung der Lumineszenzkonversionsfolie 8 im Bereich der Trenngräben 2, bleiben die Seitenflächen der jeweiligen Lumineszenzdiodenchips bevorzugt mit der Lumineszenzkonversionsfolie 8 beschichtet, so dass eine Isolierung und/oder ein Schutz vor Fremdkörpern gewährleistet ist. Dies ist besonders bei einer nachfolgenden Zerteilung der Lumineszenzdioden-Schichtenfolge 4 in einzelne Lumineszenzdiodenchips, die typischerweise mittels Sägens entlang der Trenngräben erfolgt, vorteilhaft. Während des Sägens können Fremdkörper ohne Schutz den jeweiligen Lumineszenzdiodenchip an seinen Seitenflächen beschädigen und dadurch unbrauchbar machen. Zusätzlich ermöglicht die Isolierung der Seitenflächen der Lumineszenzkonversionschips alternative Kontaktierungsmethoden, so z. B. galvanische Methoden oder Sputtern.
Eine Ansteuerung des Lasers 10 erfolgt typischerweise abhängig von einem Kontrastunterschied zwischen belichteten und unbelichteten Bereichen der Lumineszenzkonversionsfolie 8 und/oder abhängig von dem Kontrast zwischen Maske 9 und/oder Maskenmaterial und Lumineszenzkonversionsfolie 8.
Nach dem selektiven Entfernen der Lumineszenzkonversionsfolie 8 über dem Bondpad 1, können weitere Schritte bezüglich einer Reinigung des Bondpads 1 erfolgen. Durch die Entfernung der Lumineszenzkonversionsfolie 8 über dem Bondpad 1 und/oder einer nachfolgenden weiteren Reinigung wird eine Silikonverunreinigung minimiert, so dass ein Bonddraht in nachfolgenden Schritten am Bondpad 1 besonders zuverlässig und sicher befestigt werden kann.
In 3 ist eine alternative Ansteuerung des Lasers 10 zum selektiven Entfernen der Lumineszenzkonversionsfolie 8 dargestellt. Der Laser 10 wird abhängig von einer elektronischen Wafermap, in der Koordinaten der zu entfernenden Bereiche der Lumineszenzkonversionsfolie 8 elektronisch gespeichert sind, angesteuert. Somit werden die Bereiche vorgegeben, die mittels des Laserstrahls 11 zu entfernen sind. Für diese Ansteuerung des Lasers 10 wird typischerweise keine vorherige Belichtung der Lumineszenzkonversionsfolie 8 benötigt, wodurch sich eine vereinfachte und kostengünstige Prozessierung der Lumineszenzdiodenchips ergibt.
Die Lumineszenzdioden-Schichtenfolge muss nicht zwingend einstückig, beispielsweise in Form eines einstückig ausgebildeten Wafers vorliegen, sondern kann vielmehr vor dem Aufbringen der Lumineszenzkonversionsfolie 8 für eine Vielzahl von Lumineszenzdiodenchips vereinzelt sein, wobei die einzelnen Teile der Lumineszenzdioden-Schichtenfolge auf einem gemeinsamen Träger 5 aufgebracht und mittels diesem in einem gemeinsamen Grundkörper 4, einem sogenannten Kunstwafer, gehalten sind, siehe 4a. Dabei kann der Träger 5 als Transportfolie ausgebildet sein und mittels eines Transportrahmens fixiert sein. Es sind aber auch andere dem Fachmann bekannte Träger denkbar.
In 4b wird die Lumineszenzkonversionsfolie 8 über die vereinzelten Lumineszenzdiodenchips des Kunstwafers gelegt und/oder gezogen und auf diesen geklebt und/oder laminiert, so dass die Lumineszenzkonversionsfolie 8 mit konstanter Dicke über dem Kunstwafer aufgebracht ist.
In 4c wird mittels Maske 9 und/oder Maskenmaterials und elektromagnetischer Strahlung geeigneter Wellenlänge die Lumineszenzkonversionsfolie 8 belichtet (siehe schraffierte Bereiche).
In 4d wird mittels Laserstrahlung 11 des Lasers 10 die unbelichteten und/oder belichteten Bereiche der Lumineszenzkonversionsfolie 8 entfernt, wobei typischerweise oberhalb der Bondpads 1 und der Trenngräben 2 die Lumineszenzkonversionsfolie 8 entfernt wird. Durch die selektive Entfernung der Lumineszenzkonversionsfolie 8 im Bereich der Trenngräben 2, bleiben die Seitenflächen der einzelnen Lumineszenzdiodenchips bevorzugt mit der Lumineszenzkonversionsfolie 8 be schichtet, so dass eine Isolierung und/oder ein Schutz vor Fremdkörpern gewährleistet ist.
Die Ansteuerung des Lasers 10 erfolgt wie bereits in 2b dargestellt abhängig von dem Kontrastunterschied zwischen belichteten und unbelichteten Bereichen der Lumineszenzkonversionsfolie 8 und/oder abhängig von dem Kontrast zwischen Maske 9 und/oder Maskenmaterial und Lumineszenzkonversionsfolie 8.
Zur Ansteuerung des Lasers 10 zum Entfernen der vorgegebenen Bereiche der Lumineszenzkonversionsfolie 8 kann auch hier die Ansteuerung des Lasers 10 mittels Wafermap erfolgen (nicht dargestellt), wobei hier die Koordinaten der einzelnen Lumineszenzdiodenchips angegeben sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- WO 01/65613 A1 [0004]
- DE 10036940 [0040]
- WO 2000/33390 [0040]
- US 6616862 [0040]
- DE 10147040 [0040]
- US 2004-062699 [0040]

Claims

Lumineszenzkonversionsvorrichtung, die als Lumineszenzkonversionsfolie (8) ausgebildet ist, mit Lumineszenzkonversionsmaterial, das mindestens einen Leuchtstoff aufweist, wobei die Lumineszenzkonversionsfolie (8) eine vorgegebene Transparenz im sichtbaren Wellenlängenbereich aufweist.
Lumineszenzkonversionsvorrichtung (8) nach Anspruch 1, die eine vorgegebene Viskosität aufweist, die derart vorgegeben ist, dass die Lumineszenzkonversionsfolie (8) vorgegebenen Konturen und Kanten im Mikrometer-Bereich folgt.
Lumineszenzkonversionsvorrichtung (8) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Lumineszenzkonversionsfolie (8) laminierbar ausgebildet ist.
Lumineszenzkonversionsvorrichtung (8) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Lumineszenzkonversionsfolie (8) selbstklebend ausgebildet ist.
Lumineszenzkonversionsvorrichtung (8) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Lumineszenzkonversionsfolie (8) mindestens ein Material aus der Gruppe bestehend aus Silikonen, Siloxanen, Spin-On Oxiden und/oder photostrukturierbaren Materialien aufweist.
Lumineszenzkonversionsvorrichtung (8) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Lumineszenzkonversionsfolie (8) eine konstante Dicke aufweist.
Lumineszenzkonversionsvorrichtung (8) nach Anspruch 6, bei der die Lumineszenzkonversionsfolie (8) eine Dicke zwischen einschließlich 30 μm und einschließlich 100 μm aufweist.
Lumineszenzkonversionsvorrichtung (8) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der der Leuchtstoff organisch oder zumindest teilweise in Form von Nanopartikeln ausgebildet ist.
Lumineszenzkonversionsvorrichtung (8) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der der Leuchtstoff in Form von Konverterpartikeln mit Partikelgrößen im Bereich zwischen 3 μm und 30 μm ausgebildet ist.
Lumineszenzkonversionsvorrichtung (8) nach einem der vorstehenden Ansprüche, die eine Deckschicht umfasst, die photostrukturierbar ausgebildet ist.
Lumineszenzkonversionsvorrichtung (8) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der der Grad der Transparenz einen Wert größer gleich 95% aufweist.
Verfahren zum Herstellen von Lumineszenzdiodenchips mit einer Lumineszenzkonversionsvorrichtung gemäß Anspruch 1 bis 11, mit den Schritten: – Bereitstellen eines Grundkörpers (4), der eine Lumineszenzdioden-Schichtenfolge (6) für eine Vielzahl von Lumineszenzdiodenchips umfasst, die auf einer Hauptfläche (7) für jeden Lumineszenzdiodenchip mindestens eine elektrische Kontaktfläche (1) zum elektrischen Anschließen der Lumineszenzdiodenchips aufweist, – Aufbringen der Lumineszenzkonversionsfolie (8) auf zumindest eine Hauptfläche (7) des Grundkörpers (4), – selektives Entfernen der Lumineszenzkonversionsfolie (8) in vorgegebenen Bereichen.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem die Lumineszenzkonversionsfolie (8) in Bereichen der Kontaktflächen (1) und/oder Trenngräben (2) entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, bei dem die Lumineszenzkonversionsfolie (8) auf die Hauptfläche (7) des Grundkörpers (4) laminiert wird.
Verfahren nach Anspruch 12 bis 14, bei dem die Lumineszenzkonversionsfolie (8) photostrukturiert wird.
Verfahren nach Anspruch 12 bis 15, bei dem die Lumineszenzkonversionsfolie (8) unter Verwendung von Laserstrahlung (11) selektiv entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 16, bei dem der Laser (10) zur Laserbestrahlung der Lumineszenzkonversionsfolie (8) abhängig von den belichteten und/oder unbelichteten Bereichen der Lumineszenzkonversionsfolie (8) angesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 16, bei dem der Laser (10) zur Laserbestrahlung der Lumineszenzkonversionsfolie (8) abhängig von einer elektronischen Wafermap angesteuert wird.