DE102013217856A1

DE102013217856A1 - Separation of particles

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Publication number: DE102013217856A1
Application number: DE201310217856
Authority: DE
Inventors: Harald Laux; Ion Stoll; Thomas Rieger; Christian Iniotakis
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2013-09-06
Filing date: 2013-09-06
Publication date: 2015-03-12

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abscheiden von Partikeln. Bei dem Verfahren wird eine Partikel aufweisende Suspension bereitgestellt. Es wird ein Substrat in der Suspension angeordnet. Es wird eine stehende akustische Welle in der Suspension erzeugt, um Partikel in einem Verdichtungsbereich zu akkumulieren. Des Weiteren erfolgt ein elektrophoretisches Abscheiden von Partikeln auf dem Substrat, wobei Partikel des Verdichtungsbereichs auf dem Substrat abgeschieden werden. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Durchführen eines solchen Verfahrens.The invention relates to a method for separating particles. In the method, a particle-containing suspension is provided. A substrate is placed in the suspension. A standing acoustic wave is created in the suspension to accumulate particles in a compression area. Furthermore, an electrophoretic deposition of particles takes place on the substrate, wherein particles of the compression region are deposited on the substrate. The invention further relates to an apparatus for carrying out such a method.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abscheiden von Partikeln. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Vorrichtung zum Durchführen eines solchen Verfahrens. The invention relates to a method for separating particles. The invention further relates to an apparatus for carrying out such a method.

Ein optoelektronisches Bauelement kann einen optoelektronischen Halbleiterchip zum Erzeugen einer elektromagnetischen Strahlung und ein Konversionselement (auch Konverter oder Konversionsschicht genannt) zur Strahlungskonversion aufweisen. Das Konversionselement weist ein oder mehrere Konversionsmaterialien (auch als Leuchtstoff bezeichnet) auf und ist oberhalb im Lichtweg des Halbleiterchips angeordnet. Der Halbleiterchip kann ein Leuchtdioden- bzw. LED-Chip (Light Emitting Diode) sein, welcher eine schmalbandige blaue Lichtstrahlung emittiert. Das dazugehörige Konversionselement kann ausgebildet sein, Anteile des blauen Lichts in eine oder mehrere Lichtstrahlungen im grünen bis roten Spektralbereich zu konvertieren. Durch additive Mischung kann auf diese Weise eine weiße oder andersfarbige Lichtstrahlung erzeugt werden. An optoelectronic component may have an optoelectronic semiconductor chip for generating an electromagnetic radiation and a conversion element (also called a converter or conversion layer) for radiation conversion. The conversion element has one or more conversion materials (also referred to as phosphor) and is arranged above in the light path of the semiconductor chip. The semiconductor chip may be a light-emitting diode or LED chip (Light Emitting Diode), which emits a narrow-band blue light radiation. The associated conversion element can be configured to convert portions of the blue light into one or more light radiations in the green to red spectral range. By additive mixture, a white or other colored light radiation can be generated in this way.

Die elektrophoretische Abscheidung (EPD, Electrophoretic Deposition) ist ein mögliches Verfahren, um eine Leuchtstoffschicht auf einem Halbleiterchip auszubilden. Hierbei wird ein Substrat in eine Suspension mit Leuchtstoffpartikeln eingebracht. Das Substrat, welches für die Abscheidung elektrisch kontaktiert ist, kann zum Beispiel ein Träger mit hierauf angeordneten Halbleiterchips sein. Die Leuchtstoffpartikel tragen Oberflächenladungen. Durch Anlegen einer elektrischen Spannung und dadurch Erzeugen eines elektrischen Feldes bewegen sich die Partikel in Richtung des Substrats und scheiden sich als Leuchtstoffschicht ab. Die Abscheidung, bei welcher sich das Substrat in einer vertikalen Ausrichtung befindet, kann auf allen elektrisch leitenden Teilen des Substrats stattfinden. Electrophoretic deposition (EPD) is one possible method for forming a phosphor layer on a semiconductor chip. In this case, a substrate is introduced into a suspension with phosphor particles. The substrate, which is electrically contacted for the deposition, may for example be a carrier with semiconductor chips arranged thereon. The phosphor particles carry surface charges. By applying an electrical voltage and thereby generating an electric field, the particles move in the direction of the substrate and deposit as a phosphor layer. The deposition, in which the substrate is in a vertical orientation, can take place on all electrically conductive parts of the substrate.

Zusätzlich zur Bewegung im elektrischen Feld unterliegen die Partikel einer gravitationsbedingten Sedimentation. Bei typischen Partikelgrößen im Bereich von 2 bis 30µm kann eine signifikante Sedimentation vorliegen. Hierdurch kann, insbesondere bei einem Gemisch unterschiedlicher Leuchtstoffe, eine inhomogene Abscheidung auftreten. Denn unterschiedliche Dichten oder Partikelgrößen können zu unterschiedlichen Sedimentationsgeschwindigkeiten führen. Ein schneller sedimentierender Leuchtstoff reichert sich im unteren Bereich des Suspensionsvolumens an, wohingegen im oberen Bereich eine Verarmung auftritt. Bei einem unter solchen Bedingungen beschichteten Substrat, mit einer Größe von zum Beispiel 4’’, können Bauteile im unteren Substratbereich ein anderes Leuchtstoffverhältnis aufweisen als im oberen Substratbereich. In addition to movement in the electric field, the particles are subject to gravitational sedimentation. For typical particle sizes in the range of 2 to 30 μm, significant sedimentation may be present. As a result, inhomogeneous separation can occur, in particular in the case of a mixture of different phosphors. Because different densities or particle sizes can lead to different Sedimentationsgeschwindigkeiten. A faster sedimenting phosphor accumulates in the lower part of the suspension volume, whereas a depletion occurs in the upper part. In a substrate coated under such conditions, for example 4 "in size, components in the lower substrate region may have a different phosphor ratio than in the upper substrate region.

Zur Vermeidung dieses Problems kann mit Hilfe eines Rührers eine turbulente Strömung, und dadurch eine gleichmäßige Verteilung von unterschiedlich schnell sedimentierenden Partikeln in dem Suspensionsvolumen erzeugt werden. Insbesondere große Partikel können durch den Energieeintrag des Rührers jedoch einen so großen Impuls besitzen, dass es zum Abrieb von bereits abgeschiedenen Partikeln kommen kann. Je größer der Bereich sein soll, in welchem eine turbulente Strömung und dadurch homogene Partikelverteilung vorliegen soll, desto höher muss jedoch der Energieeintrag durch den Rührer sein. To avoid this problem, a turbulent flow can be generated with the aid of a stirrer, and thus a uniform distribution of particles of different sedimentation speed in the suspension volume. However, large particles in particular can have such a large impulse through the energy input of the stirrer that abrasion of already deposited particles can occur. The larger the area should be, in which a turbulent flow and thus homogeneous particle distribution should be present, but the higher the energy input must be by the stirrer.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Lösung für eine verbesserte Partikelabscheidung anzugeben. The object of the present invention is to provide a solution for improved particle separation.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. This object is solved by the features of the independent claims. Further advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Abscheiden von Partikeln vorgeschlagen. Bei dem Verfahren wird eine Partikel aufweisende Suspension bereitgestellt. Es wird ein Substrat in der Suspension angeordnet. Es wird eine stehende akustische Welle in der Suspension erzeugt, um Partikel in einem Verdichtungsbereich zu akkumulieren. Des Weiteren erfolgt ein elektrophoretisches Abscheiden von Partikeln auf dem Substrat, wobei Partikel des Verdichtungsbereichs auf dem Substrat abgeschieden werden. According to one aspect of the invention, a method of depositing particles is proposed. In the method, a particle-containing suspension is provided. A substrate is placed in the suspension. A standing acoustic wave is created in the suspension to accumulate particles in a compression area. Furthermore, an electrophoretic deposition of particles takes place on the substrate, wherein particles of the compression region are deposited on the substrate.

Durch eine stehende akustische Welle kann eine Akkumulation von Partikeln in der Suspension bewirkt werden. Hierbei können sich die Partikel aufgrund einer reibungsbestimmten Bewegung bzw. Driftbewegung an Schwingungsknoten der Welle ansammeln. Die Wellenknoten stellen somit Verdichtungsbereiche dar, in welchen sich eine hohe Partikelkonzentration ausbilden kann. Die Verdichtungsbereiche können jeweils ebenenförmig sein (Knotenebene). Bei dem Verfahren wird ein Verdichtungsbereich genutzt, um in diesem Bereich angehäufte Partikel in einem elektrophoretischen Prozess auf das Substrat abzuscheiden. A standing acoustic wave can cause an accumulation of particles in the suspension. In this case, the particles can accumulate due to a friction-determined movement or drift movement at nodes of the shaft. The wave nodes thus represent compression areas in which a high particle concentration can form. The compression areas can each be plane-shaped (nodal plane). In the method, a compression area is used to deposit accumulated particles in this area onto the substrate in an electrophoretic process.

Die bei dem Verfahren angewendete Kombination aus einer Partikelverdichtung mit Hilfe einer stehenden Schallwelle und einer elektrophoretischen Abscheidung bietet eine Reihe von Vorteilen. Durch das Verdichten kann es lokal zu einer hohen Konzentration von Partikeln kommen. Die akkumulierten Partikel können, im Vergleich zu Partikeln in einer turbulenten Strömung, einen relativ geringen Impuls aufweisen. Auf diese Weise kann es bei dem elektrophoretischen Abscheiden nicht oder nur wenig zum Abrieb von bereits abgeschiedenen Partikeln kommen. Dies verbessert die Homogenität der Abscheidung, selbst bei einem relativ großen zu beschichtenden Substrat. Auch können relativ große Partikel problemlos abgeschieden werden, da sie am Ort der Abscheidung eine Momentangeschwindigkeit nahe Null besitzen können. The combination of particulate densification using a standing acoustic wave and electrophoretic deposition used in the process offers a number of advantages. Compressing can lead to a high concentration of particles locally. The accumulated particles may have a relatively low momentum compared to particles in a turbulent flow. In this way, in the case of electrophoretic deposition, there is little or no abrasion of already deposited particles come. This improves the homogeneity of the deposition, even with a relatively large substrate to be coated. Also, relatively large particles can be easily deposited, since they can have a momentary velocity near zero at the point of deposition.

Die lokale Erhöhung der Konzentration von Partikeln an Wellenknoten der akustischen Welle macht es des Weiteren möglich, das Verfahren mit einer geringen bzw. geringeren Gesamtkonzentration von Partikeln in der Suspension durchzuführen. Hiermit verbunden ist eine Kostenersparnis. The local increase in the concentration of particles at wave nodes of the acoustic wave also makes it possible to carry out the process with a low or lower total concentration of particles in the suspension. This is associated with a cost savings.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Verdichten in einer relativ kleinen Zeitdauer erfolgen kann. Die hohe lokale Konzentration von Partikeln ermöglicht des Weiteren eine beschleunigte Abscheidung. Daher kann eine während das Verdichtens und Abscheidens stattfindende Sedimentation von Partikeln relativ klein, und dadurch vernachlässigbar sein. Dies ist ein weiterer Grund für eine mit dem Verfahren erzielbare hohe Homogenität der Abscheidung. Another advantage is that compacting can be done in a relatively short period of time. The high local concentration of particles further allows for accelerated deposition. Therefore, sedimentation of particles during compacting and deposition may be relatively small, and thereby negligible. This is another reason for the high homogeneity of the deposition which can be achieved with the method.

Ein weiterer Vorteil ist eine hohe Reproduzierbarkeit der Abscheidung. Bei einer gegebenen Frequenz der stehenden Welle kann die Zeitdauer, innerhalb derer Partikel auf eine entsprechende Driftgeschwindigkeit beschleunigt werden (Relaxationszeit), proportional zum Produkt aus der Partikeldichte und dem Quadrat der Partikelgröße sein. Bei Vorliegen von Partikeln unterschiedlicher Größe können sich daher zu Beginn des Akkumulierens insbesondere kleine Partikel mit ähnlicher Partikelgröße in den Wellenknoten ansammeln, wohingegen größere Partikel eine längere Zeitdauer benötigen können. Sofern eine entsprechende Zeitdauer angesetzt bzw. abgewartet wird, innerhalb derer eine ausreichende Anhäufung sämtlicher unterschiedlicher Partikel erfolgen kann, bevor die elektrophoretische Abscheidung durchgeführt wird, kann eine hohe Homogenität der Abscheidung und ein Fertigungsergebnis mit hoher Reproduzierbarkeit erzielt werden. Die Fertigungsgenauigkeit kann auf diese Weise weniger von der Spezifikation des abzuscheidenden Materials abhängig sein. Another advantage is a high reproducibility of the deposition. For a given frequency of the standing wave, the amount of time within which particles are accelerated to a corresponding drift rate (relaxation time) may be proportional to the product of the particle density and the square of the particle size. Therefore, in the presence of particles of different sizes, at the beginning of accumulation, in particular small particles with similar particle size can accumulate in the wave nodes, whereas larger particles may take a longer period of time. If an appropriate period of time is set or waited for, within which sufficient accumulation of all different particles can take place before the electrophoretic deposition is carried out, a high homogeneity of the deposition and a production result with high reproducibility can be achieved. The manufacturing accuracy in this way may be less dependent on the specification of the material to be deposited.

Der letztgenannte Vorteil lässt sich zum Beispiel erzielen, wenn Partikel desselben Materials abgeschieden werden, bei denen eine große Streuung in Bezug auf die Partikelgröße vorliegt. Es können des Weiteren Partikel aus unterschiedlichen Materialien in gemeinsamer Weise auf dem Substrat abgeschieden. Bei Vorliegen unterschiedlicher Partikelgrößen kann auch hier durch Zugrundelegen einer entsprechenden Akkumulationszeit eine homogene Schichtabscheidung erzielt werden. The latter advantage can be achieved, for example, by depositing particles of the same material that have a large particle size variation. Furthermore, particles of different materials can be deposited in a common manner on the substrate. If different particle sizes are present, homogenous layer deposition can also be achieved by laying down a corresponding accumulation time.

Im Folgenden werden weitere mögliche Ausführungsformen des Verfahrens näher beschrieben. In the following, further possible embodiments of the method will be described in more detail.

Das Substrat kann für die Partikelabscheidung in einer vertikalen Orientierung in der Suspension angeordnet werden. Die stehende akustische Welle kann zwischen zwei Reflektoren erzeugt und an den Reflektoren reflektiert werden. Die Reflektoren können vor und hinter bzw. beidseitig des Substrats angeordnet sein. Das Substrat kann ebenso selbst als ein Reflektor dienen, so dass lediglich ein weiterer Reflektor zum Einsatz kommen kann. Die akustische Welle kann mit Hilfe eines geeigneten Erregers hervorgerufen und in die Suspension eingebracht werden. Es kann ein separater Erreger eingesetzt werden. Alternativ kann ein Reflektor oder können beide Reflektoren gleichzeitig Erreger der Welle sein. The substrate may be placed in a vertical orientation in the suspension for particle deposition. The standing acoustic wave can be generated between two reflectors and reflected at the reflectors. The reflectors may be arranged in front of and behind or on both sides of the substrate. The substrate can also serve as a reflector itself, so that only one additional reflector can be used. The acoustic wave can be caused by means of a suitable exciter and introduced into the suspension. It can be used a separate pathogen. Alternatively, a reflector or both reflectors may simultaneously be exciters of the wave.

Für das elektrophoretische Abscheiden kann das Substrat bzw. können Teile oder (Oberflächen-)Bereiche des Substrats in geeigneter Weise kontaktiert und mit einer Spannungsquelle verbunden sein, so dass das Substrat bzw. Bereiche desselben als Elektrode dienen können. In der Suspension kann eine weitere mit der Spannungsquelle verbundene Elektrode angeordnet sein, welche als Gegenelektrode dient. Durch Anlegen einer elektrischen Spannung und dadurch Erzeugen eines elektrischen Feldes kann eine Bewegung von Partikeln, insbesondere von Partikeln aus dem für die Abscheidung vorgesehenen Verdichtungsbereich, zu dem Substrat hervorgerufen werden. Die Partikel können sich auf dem bestromten Substrat bzw. auf den bestromten Bereichen des Substrats anlagern, so dass eine Schicht gebildet werden kann. Bei diesem Prozess kann ferner ein teilweises Verbinden von Partikeln erfolgen. For the electrophoretic deposition, the substrate or parts or (surface) regions of the substrate can be suitably contacted and connected to a voltage source, so that the substrate or areas thereof can serve as an electrode. In the suspension, a further connected to the voltage source electrode may be arranged, which serves as a counter electrode. By applying an electrical voltage and thereby generating an electric field, a movement of particles, in particular of particles from the intended for the deposition compression area, are caused to the substrate. The particles can be deposited on the energized substrate or on the energized areas of the substrate, so that a layer can be formed. Further, in this process, partial bonding of particles may occur.

Das Verfahren kann derart durchgeführt werden, dass das Substrat in der Suspension angeordnet wird, anschließend die stehende akustische Welle zur Partikelverdichtung erzeugt wird, und nachfolgend die elektrophoretische Abscheidung hervorgerufen wird. Es ist möglich, dass das Erzeugen der stehenden akustischen Welle während des elektrophoretischen Abscheidens beibehalten wird. Alternativ kann das Erzeugen der stehenden akustischen Welle vor oder auch während des elektrophoretischen Abscheidens beendet werden. Auf diese Weise kann eine Beeinflussung der Abscheidung durch die akustische Welle unterdrückt werden. The method may be carried out by placing the substrate in the suspension, then generating the standing acoustic wave for particle compaction, and subsequently causing the electrophoretic deposition. It is possible that the generation of the standing acoustic wave is maintained during the electrophoretic deposition. Alternatively, the generation of the standing acoustic wave may be terminated before or during electrophoretic deposition. In this way, an influence of the deposition by the acoustic wave can be suppressed.

In einer weiteren Ausführungsform wird das elektrophoretische Abscheiden bei einem vorgegebenen Abstand zwischen dem Verdichtungsbereich und dem Substrat durchgeführt. Hierdurch kann eine homogene Abscheidung begünstigt werden. Dies ist insbesondere der Fall, wenn sich der Verdichtungsbereich in unmittelbarer Nähe zu dem Substrat befindet. Möglich ist zum Beispiel ein Abstand in einem Bereich von 2 bis 50µm. Für diese Ausgestaltung des Verfahrens kann zum Beispiel in Betracht kommen, das Substrat in der Suspension anzuordnen, und nachfolgend die stehende akustische Welle derart zu erzeugen, dass ein Schwingungsknoten, welcher als Verdichtungsbereich dient, in dem vorgegebenen Abstand zu dem Substrat vorliegt. In a further embodiment, the electrophoretic deposition is carried out at a predetermined distance between the compression region and the substrate. This can promote a homogeneous deposition. This is especially the case when the compression area is in close proximity to the substrate. Possible, for example, a distance in a range of 2 to 50μm. For this embodiment of the method may be considered, for example, the substrate in the suspension and subsequently to produce the standing acoustic wave such that a vibration node serving as a compression region exists at the predetermined distance from the substrate.

In einer weiteren Ausführungsform wird das Verfahren derart durchgeführt, dass die Suspension vor dem Erzeugen der stehenden akustischen Welle wenigstens in einem Teilbereich eine gleichmäßige Verteilung von Partikeln aufweist. Hierdurch kann eine homogene Abscheidung weiter begünstigt werden. In a further embodiment, the method is carried out in such a way that the suspension has a uniform distribution of particles at least in a partial region before generating the standing acoustic wave. As a result, a homogeneous deposition can be further promoted.

Die vorgenannte Ausführungsform kann zum Beispiel verwirklicht werden, indem vor dem Erzeugen der stehenden akustischen Welle wenigstens in einem Teilbereich der Suspension eine turbulente Strömung erzeugt wird. Beispielsweise ist es möglich, in einem kleinen Volumenbereich der Suspension durch eine mäßige turbulente Strömung eine homogene Partikelverteilung auszubilden, von hier aus nachfolgend mit Hilfe der stehenden akustischen Welle Partikel zu entnehmen und zu dem Wellenknoten bzw. Verdichtungsbereich in der Nähe des Substrats zu transportieren, und anschließend elektrophoretisch auf das Substrat abzuscheiden. Alternativ kann durch Turbulenz eine initiale homogene Partikelverteilung im Wesentlichen in dem gesamten Volumen der Suspension ausgebildet werden. Nach einem Beenden der Strömungserzeugung kann durch einen zeitlich passenden Übergang mit Hilfe der stehenden akustischen Welle die homogene Verteilung in der Nähe des Substrats nicht nur erhalten, sondern verdichtet werden, bevor die Abscheidung erfolgt. Hierbei kann zum Beispiel eine Zeitdauer abgewartet werden, bis sich die Suspension wieder beruhigt hat, und nachfolgend kann die akustische Welle zur Partikelverdichtung erzeugt werden. The aforesaid embodiment can be realized, for example, by generating a turbulent flow at least in a partial area of the suspension before generating the standing acoustic wave. For example, it is possible to form a homogeneous particle distribution in a small volume range of the suspension by means of a moderate turbulent flow, from here to subsequently remove particles with the aid of the standing acoustic wave and transport them to the wave knot or compaction area in the vicinity of the substrate, and then electrophoretically deposit on the substrate. Alternatively, by turbulence, an initial homogeneous particle distribution can be formed substantially in the entire volume of the suspension. After completion of the flow generation, the homogeneous distribution in the vicinity of the substrate can not only be obtained by a timely transition with the aid of the standing acoustic wave, but can be compressed before the deposition takes place. In this case, for example, a period of time can be waited until the suspension has calmed down again, and subsequently the acoustic wave can be generated for particle compaction.

Ein Bereitstellen einer homogenen Partikelverteilung wenigstens in einem Teilbereich der Suspension lässt sich auch auf andere Art und Weise verwirklichen. Es ist zum Beispiel möglich, das Verdichten und das elektrophoretische Abscheiden in einem Abscheidungsbehälter durchzuführen. In einem weiteren Behälter kann eine Suspension mit homogener Partikelverteilung ausgebildet werden. Diese Suspension kann dem Abscheidungsbehälter vor dem Erzeugen der stehenden akustischen Welle zugeführt werden. In dem Abscheidungsbehälter kann sich bereits eine Suspension oder auch ein flüssiges Suspensionsmedium ohne Partikel befinden. Providing a homogeneous particle distribution at least in a partial area of the suspension can also be achieved in other ways. For example, it is possible to perform densification and electrophoretic deposition in a deposition vessel. In another container, a suspension can be formed with a homogeneous particle distribution. This suspension may be supplied to the deposition vessel prior to generating the standing acoustic wave. A suspension or even a liquid suspension medium without particles may already be in the deposition tank.

Das Verfahren kann im Rahmen der Herstellung optoelektronischer Bauelemente zur Anwendung kommen. In diesem Sinne ist gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass das Substrat wenigstens einen optoelektronischen Halbleiterchip aufweist. Bei dem wenigstens einen optoelektronischen Halbleiterchip kann es sich zum Beispiel zum einen Leuchtdioden- bzw. LED-Chip handeln, welcher zum Erzeugen einer Lichtstrahlung ausgebildet ist. Bei dem Verfahren kann die Abscheidung auf einer vorderseitigen Oberfläche des wenigstens einen optoelektronischen Halbleiterchips erfolgen. An der vorderseitigen Oberfläche kann ein elektrisch leitfähiges Material, zum Beispiel ein dotiertes Halbleitermaterial des Halbleiterchips oder ein anderes elektrisch leitfähiges Material, angeordnet sein, welches für die Abscheidung mit der Spannungsquelle verbunden ist. The method can be used in the context of the production of optoelectronic components. In this sense, according to a further embodiment, it is provided that the substrate has at least one optoelectronic semiconductor chip. The at least one optoelectronic semiconductor chip can be, for example, a light-emitting diode or LED chip which is designed to generate a light radiation. In the method, the deposition can take place on a front-side surface of the at least one optoelectronic semiconductor chip. An electrically conductive material, for example a doped semiconductor material of the semiconductor chip or another electrically conductive material, which is connected to the voltage source for the deposition, may be arranged on the front-side surface.

Das zu beschichtende Substrat kann zum Beispiel einen Träger und eine Mehrzahl vereinzelter optoelektronischer Halbleiterchips aufweisen, welche auf dem Träger angeordnet sind. Der Träger kann zum Beispiel ein Panel sein, und kann zum Beispiel lediglich im Rahmen der Herstellung optoelektronischer Bauelemente oder im Rahmen der Partikelabscheidung zum Tragen von Halbleiterchips eingesetzt sein. Alternativ ist es möglich, dass das Substrat einen Träger und einen oder mehrere hierauf angeordnete optoelektronische Halbleiterchips aufweist, wobei der Träger einen Bestandteil des herzustellenden optoelektronischen Bauelements bildet. In dieser Variante kann das Substrat ein Package bzw. Chippackage sein. Eine weitere mögliche Variante ist ein Wafer mit noch nicht vereinzelten optoelektronischen Halbleiterchips. The substrate to be coated may include, for example, a carrier and a plurality of isolated optoelectronic semiconductor chips arranged on the carrier. The carrier may be, for example, a panel, and may be used, for example, only in the context of the production of optoelectronic components or in the context of particle deposition for carrying semiconductor chips. Alternatively, it is possible for the substrate to have a carrier and one or more optoelectronic semiconductor chips arranged thereon, wherein the carrier forms a component of the optoelectronic component to be produced. In this variant, the substrate may be a package or chip package. Another possible variant is a wafer with not yet isolated optoelectronic semiconductor chips.

Abgesehen von den vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen können auch andere Substrate bei dem Verfahren zum Einsatz kommen. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass unter den hier verwendeten Ausdruck Substrat beliebige Einrichtungen oder Körper fallen können, auf welchen eine Partikelabscheidung möglich ist. Apart from the embodiments described above, other substrates may also be used in the process. In this context, it should be noted that the term substrate as used herein may include any devices or bodies on which particle deposition is possible.

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens werden mehrere Substrate in der Suspension angeordnet und werden gleichzeitig durch das elektrophoretische Abscheiden Partikel auf den mehreren Substraten abgeschieden. Eine solche Mehrfachprozessierung (Batchprozess) ermöglicht einen hohen Durchsatz. In a further embodiment of the method, a plurality of substrates are arranged in the suspension and at the same time particles are deposited on the plurality of substrates by the electrophoretic deposition. Such multiple processing (batch process) enables high throughput.

Dieser Vorteil lässt sich auch in einer weiteren Ausführungsform erzielen, in welcher mehrere Substrate nacheinander in der Suspension angeordnet und nacheinander durch elektrophoretisches Abscheiden Partikel auf den mehreren Substraten abgeschieden werden. In dieser Ausgestaltung kann ein kontinuierliches Einfahren, langsames seitliches Verfahren mit Bezug auf den Verdichtungsbereich und Ausfahren von Substraten erfolgen. Lediglich während des seitlichen Bewegens kann ein Beschichten mit Partikeln stattfinden. Dies kann durch eine entsprechende Bestromung der Substrate gesteuert werden. This advantage can also be achieved in a further embodiment in which a plurality of substrates are arranged successively in the suspension and particles are sequentially deposited by electrophoretic deposition on the plurality of substrates. In this embodiment, a continuous retraction, slow lateral method with respect to the compression area and extension of substrates can be carried out. Only during the lateral movement can coating with particles take place. This can be controlled by a corresponding energization of the substrates.

Im Hinblick auf die oben erwähnte Herstellung optoelektronischer Bauelemente können bei dem Verfahren unterschiedliche Partikel zum Einsatz kommen. Ein mögliches Beispiel sind Leuchtstoffpartikel zur Strahlungskonversion. Des Weiteren lassen sich in dem Verfahren auch andere Partikel, zum Beispiel streuende Partikel, reflektive Partikel, anorganische Pigmente, Nanopartikel zur Strahlungskonversion sowie mehrschichtige Partikel abscheiden. Es ist möglich, Partikel unterschiedlicher Materialien und/oder Partikelgrößen in gemeinsamer Weise mit Hilfe des Verfahrens auf dem Substrat abzuscheiden. Hierunter fällt zum Beispiel die gemeinsame Abscheidung unterschiedlicher Leuchtstoffpartikel einer Leuchtstoffmischung, oder die gemeinsame Abscheidung von Leuchtstoffpartikeln und streuenden Partikeln. Des Weiteren ist es möglich, dass eine Abscheidung auf eine bereits abgeschiedene Leuchtstoffschicht erfolgt. Diese Leuchtstoffschicht kann in analoger Weise durch eine kombinierte Partikelverdichtung mit Hilfe einer stehenden akustischen Welle und einer elektrophoretischen Abscheidung oder durch ein anderes Verfahren hergestellt sein. With regard to the above-mentioned production of optoelectronic components, different particles can be used in the method. One possible example is phosphor particles for radiation conversion. Furthermore, other particles, for example scattering particles, reflective particles, inorganic pigments, nanoparticles for radiation conversion and multilayered particles can also be deposited in the process. It is possible to deposit particles of different materials and / or particle sizes in a common manner by means of the method on the substrate. This includes, for example, the common deposition of different phosphor particles of a phosphor mixture, or the common deposition of phosphor particles and scattering particles. Furthermore, it is possible that a deposition takes place on an already deposited phosphor layer. This phosphor layer can be prepared in an analogous manner by a combined particle compaction by means of a standing acoustic wave and an electrophoretic deposition or by another method.

Mit Hilfe des Verfahrens kann durch das Abscheiden von Leuchtstoffpartikeln eine Leuchtstoffschicht auf wenigstens einem LED-Chip ausgebildet werden. Der LED-Chip kann zum Beispiel zum Erzeugen einer blauen Lichtstrahlung ausgebildet sein. Die Leuchtstoffschicht kann, entsprechend den abgeschiedenen Leuchtstoffpartikeln, dazu ausgebildet sein, Anteile des blauen Lichts in eine oder mehrere Lichtstrahlungen, zum Beispiel im grünen bis roten Spektralbereich, zu konvertieren. With the aid of the method, by depositing phosphor particles, a phosphor layer can be formed on at least one LED chip. The LED chip can be designed, for example, to generate a blue light radiation. The phosphor layer can, according to the deposited phosphor particles, be designed to convert portions of the blue light into one or more light radiations, for example in the green to red spectral range.

Neben Partikeln weist die Suspension eine als Suspensionsmedium dienende Flüssigkeit auf. Hierbei kann es sich um eine organische Flüssigkeit bzw. um ein organisches Lösungsmittel, zum Beispiel um einen Alkohol wie zum Beispiel Isopropanol, handeln. In addition to particles, the suspension has a liquid serving as a suspension medium. This may be an organic liquid or an organic solvent, for example an alcohol such as isopropanol.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Durchführen des oben beschriebenen Verfahrens bzw. einer der oben beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens vorgeschlagen. Die Vorrichtung weist einen Behälter zum Aufnehmen einer Suspension mit Partikeln und eine Einrichtung zum Erzeugen einer stehenden akustischen Welle in der Suspension auf, um Partikel in einem Verdichtungsbereich zu akkumulieren. Die Vorrichtung weist des Weiteren eine Einrichtung zum Hervorrufen eines elektrophoretischen Abscheidens von Partikeln auf einem in der Suspension bzw. in dem Behälter angeordneten Substrat auf. According to a further aspect of the invention, an apparatus for carrying out the above-described method or one of the above-described embodiments of the method is proposed. The apparatus comprises a container for receiving a suspension of particles and means for creating a standing acoustic wave in the suspension to accumulate particles in a compression area. The apparatus further comprises means for causing electrophoretic deposition of particles on a substrate disposed in the suspension.

Die Einrichtung zum Erzeugen der stehenden akustischen Welle kann oben bereits erwähnte Komponenten wie zum Beispiel einen Erreger zum Hervorrufen einer akustischen Welle und zwei Reflektoren zum Reflektieren der Welle aufweisen. Bei dem in der Suspension angeordneten Substrat sind die Reflektoren beidseitig des Substrats angeordnet. Es ist möglich, dass ein Reflektor oder auch beide Reflektoren gleichzeitig als Erreger zum Hervorrufen der akustischen Welle ausgebildet sind. Ebenso kann das Substrat selbst als Reflektor dienen. The means for generating the standing acoustic wave may comprise components already mentioned above, such as an exciter for inducing an acoustic wave and two reflectors for reflecting the wave. In the substrate arranged in the suspension, the reflectors are arranged on both sides of the substrate. It is possible that a reflector or both reflectors are simultaneously formed as excitation to cause the acoustic wave. Likewise, the substrate itself can serve as a reflector.

Die Einrichtung zum Hervorrufen des elektrophoretischen Abscheidens kann Komponenten wie zum Beispiel eine elektrische Energieversorgungs- bzw. Spannungsquelle sowie geeignete Kontaktierungsmittel zum Kontaktieren des Substrats oder zu beschichtender Bereiche des Substrats aufweisen. Eine weitere Komponente ist eine in dem Behälter angeordnete und mit der Spannungsquelle verbundene Gegenelektrode. The means for effecting electrophoretic deposition may comprise components such as an electrical power source and suitable contacting means for contacting the substrate or portions of the substrate to be coated. Another component is a counter electrode arranged in the container and connected to the voltage source.

Es wird darauf hingewiesen, dass Merkmale und Details, welche oben in Bezug auf das Verfahren beschrieben sind, auch bei der Vorrichtung zur Anwendung kommen können. It should be understood that features and details described above with respect to the method may also be applied to the device.

Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen der Erfindung können – außer zum Beispiel in Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen – einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen. The above-explained and / or reproduced in the dependent claims advantageous embodiments and refinements of the invention can - except for example in cases of clear dependencies or incompatible alternatives - individually or in any combination with each other are used.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung, sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich in Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den schematischen Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen: The above-described characteristics, features and advantages of this invention, as well as the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of exemplary embodiments, which are explained in more detail in connection with the schematic drawings. Show it:

1 bis 4 einen Kanal mit darin enthaltenen Partikeln, welche unter dem Einfluss einer stehenden akustischen Welle zunehmend in Knoten der Welle verdichtet werden; 1 to 4 a channel with particles contained therein, which under the influence of a standing acoustic wave are increasingly compressed into nodes of the shaft;

5 eine seitliche Darstellung einer Vorrichtung zum Abscheiden von Partikeln auf einem Substrat; 5 a side view of an apparatus for depositing particles on a substrate;

6 eine seitliche Darstellung eines Substrats, auf welchem aus einem Verdichtungsbereich stammende Partikel abgeschieden werden; 6 a side view of a substrate on which particles originating from a compression region are deposited;

7 bis 9 eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung von 5 in unterschiedlichen Stadien beim Durchführen eines Verfahrens zum Abscheiden von Partikeln auf einem Substrat; 7 to 9 a perspective view of the device of 5 at different stages in performing a method of depositing particles on a substrate;

10 eine weitere perspektivische Darstellung der Vorrichtung von 5, welche zum gleichzeitigen Abscheiden von Partikeln auf mehreren Substraten eingesetzt wird; und 10 another perspective view of the device of 5 which to simultaneous deposition of particles on multiple substrates is used; and

11 eine weitere perspektivische Darstellung der Vorrichtung von 5, welche zum aufeinanderfolgenden Abscheiden von Partikeln auf mehreren Substraten eingesetzt wird. 11 another perspective view of the device of 5 , which is used for sequential deposition of particles on multiple substrates.

Auf der Grundlage der folgenden schematischen Figuren wird ein Konzept beschrieben, mit dessen Hilfe sich Partikel 115 auf einem Substrat 100 zum Ausbilden einer Schicht 105 mit einer hohen Homogenität und Reproduzierbarkeit abscheiden lassen. Auch bei einem Substrat 100 mit großen lateralen Abmessungen, zum Beispiel im Bereich von 4’’, ist eine homogene Schichtabscheidung möglich. Die Partikelabscheidung kann insbesondere im Rahmen der Herstellung optoelektronischer Bauelemente zur Anwendung kommen. Hierbei können aus der Halbleitertechnik und aus der Fertigung optoelektronischer Bauelemente bekannte Prozesse durchgeführt werden und in diesem Gebiet übliche Materialien zum Einsatz kommen, so dass hierauf nur teilweise eingegangen wird. Es wird ferner darauf hingewiesen, dass die Figuren lediglich schematischer Natur sind und nicht maßstabsgetreu sind. In diesem Sinne können in den Figuren gezeigte Komponenten und Strukturen zum besseren Verständnis übertrieben groß oder verkleinert dargestellt sein. On the basis of the following schematic figures, a concept is described, with the help of which particles 115 on a substrate 100 for forming a layer 105 can be deposited with a high homogeneity and reproducibility. Even with a substrate 100 with large lateral dimensions, for example in the range of 4 ", a homogeneous layer deposition is possible. The particle deposition can be used in particular in the context of the production of optoelectronic components. In this case, known processes can be carried out from semiconductor technology and from the production of optoelectronic components, and customary materials can be used in this field, so that this is only partially discussed. It is further noted that the figures are merely schematic in nature and are not to scale. In this sense, components and structures shown in the figures may be exaggerated or oversized for clarity.

Das hier beschriebene Konzept basiert darauf, in einer Suspension 110 enthaltene Partikel 115 mit Hilfe einer stehenden akustischen Welle 120 zu akkumulieren, und in einem nachfolgenden elektrophoretischen Prozess auf einem Substrat 100 abzuscheiden. Im Folgenden wird zunächst auf das Akkumulieren von Partikeln 115 in einer stehenden Schallwelle 120 näher eingegangen. The concept described here is based on it, in a suspension 110 contained particles 115 with the help of a standing acoustic wave 120 to accumulate, and in a subsequent electrophoretic process on a substrate 100 deposit. The following is first on the accumulation of particles 115 in a standing sound wave 120 discussed in more detail.

Die 1 bis 4 zeigen einen Kanal 119, welcher mit Luft und Partikeln 115 gefüllt ist. In dem in 1 gezeigten Ausgangszustand liegt eine zufällige Anfangsverteilung der Partikel 115 vor. Durch Einkoppeln einer stehenden akustischen Welle 120 in den Kanal 119 werden Partikel 115 unter dem Einfluss der Welle 120 mit der Zeit in Richtung von Schwingungsknoten 121 der Welle 120 bewegt. Die stehende akustische Welle 120 mit den Knoten 121 ist in 4 schematisch angedeutet. Die Knoten 121 liegen hierbei in Form von Ebenen bzw. Knotenebenen vor. Die Partikelbewegung, bei welcher es sich um eine reibungsbestimmte Bewegung handelt, führt zu einer zunehmenden Partikelverdichtung an den Knoten 121 der Welle 120. Dies ist zu aufeinanderfolgenden Zeitpunkten in den 2 bis 4 veranschaulicht. Die Verdichtungs- bzw. Driftbewegung von Partikeln 115 in Richtung der Geschwindigkeitsknoten 121 ist in 4 anhand von Pfeilen 151 angedeutet. The 1 to 4 show a channel 119 , which with air and particles 115 is filled. In the in 1 shown initial state is a random initial distribution of the particles 115 in front. By coupling a standing acoustic wave 120 in the channel 119 become particles 115 under the influence of the wave 120 with time in the direction of nodes 121 the wave 120 emotional. The standing acoustic wave 120 with the knots 121 is in 4 indicated schematically. The knots 121 are in the form of levels or node levels. Particle motion, which is a friction directed movement, results in increasing particle compaction at the nodes 121 the wave 120 , This is at successive times in the 2 to 4 illustrated. The compression or drift movement of particles 115 in the direction of the speed node 121 is in 4 by arrows 151 indicated.

Die in den 1 bis 4 dargestellte Partikelverdichtung basiert auf einer Simulation, welcher Werte wie eine Energiedichte E der longitudinalen Welle 120 von E = 100J/m³ und eine Frequenz f der Welle 120 in einem Bereich f = 1–10kHz zugrunde liegen. Neben diesen Größen hängt die Partikelverdichtung von weiteren Parametern ab, wie im Folgenden beschrieben wird. The in the 1 to 4 represented particle compression is based on a simulation, which values such as an energy density E of the longitudinal wave 120 of E = 100J / m ³ and a frequency f of the wave 120 in a range of f = 1-10kHz. In addition to these variables, the particle compaction depends on other parameters, as described below.

Eine maximale Partikeldrift und eine minimale Verdichtungszeit kann erzielt werden, wenn für die dimensionslose Gruppe ωτ die Bedingung ωτ = 1 (1) erfüllt ist. Hierbei ist ω die Kreisfrequenz der Welle 120, welche gemäß ω = 2pif (2) proportional zur Frequenz f der Welle 120 ist. Der Parameter τ ist die Relaxationszeit von Partikeln 115 und ist bestimmt durch τ = ρ_pd_p^2/18µ (3). A maximum particle drift and a minimum compression time can be achieved if for the dimensionless group ωτ the condition ωτ = 1 (1) is satisfied. Here, ω is the angular frequency of the wave 120 which according to ω = 2pif (2) proportional to the frequency f of the wave 120 is. The parameter τ is the relaxation time of particles 115 and is determined by τ = ρ _p d _p ^ 2 / 18μ (3).

Hierbei sind ρ_p eine Partikeldichte, d_p ein Partikeldurchmesser und µ eine Zähigkeit eines Mediums bzw. Fluids, in welchem die Partikel 115 enthalten sind. Die Relaxationszeit τ ist charakteristisch für die Zeit, innerhalb derer Partikel 115 auf eine Driftgeschwindigkeit v_d beschleunigt werden, mit welcher die Partikel 115 zu den Wellenknoten 121 bewegt werden. Die Relaxationszeit τ ist gemäß (3) proportional zur Partikeldichte ρ_p und dem Quadrat des Partikeldurchmessers d_p, sowie umgekehrt proportional zur Zähigkeit µ des Fluids. Here, ρ _{p is} a particle density, d _{p is} a particle diameter and μ is a toughness of a medium or fluid in which the particles 115 are included. The relaxation time τ is characteristic of the time within which particles 115 be accelerated to a drift velocity v _d , with which the particles 115 to the wave nodes 121 to be moved. The relaxation time τ is according to (3) proportional to the particle density ρ _p and the square of the particle diameter d _p , as well as inversely proportional to the viscosity μ of the fluid.

Bei der in den 1 bis 4 veranschaulichten Partikelverdichtung ist ωτ = 0,191, und beträgt die Verdichtungszeit zum Erreichen des Zustands von 4 ausgehend von dem Zustand von 1 ca. 0,6s. In the in the 1 to 4 Particle compression is ωτ = 0.191, and the compression time to reach the state of 4 starting from the state of 1 about 0.6s.

Eine weitere Größe zum Charakterisieren der Partikelverdichtung ist die (maximale) Verdichtungslänge L für Partikel 115, welche ein Viertel der Wellenlänge der Welle 120 beträgt. Die in 4 gezeigten Pfeile 151 können jeweils die Verdichtungslänge L andeuten. Die Verdichtungslänge L ist gemäß L = c₀/4f (4) mit der Schallgeschwindigkeit c₀ und der Wellenfrequenz f verknüpft. Another size to characterize particle compaction is the (maximum) compaction length L for particles 115 , which is a quarter of the wavelength of the wave 120 is. In the 4 shown arrows 151 can each indicate the compression length L. The compression length L is according to L = c ₀ / 4f (4) associated with the speed of sound c ₀ and the wave frequency f.

Das anhand der 1 bis 4 erläuterte Verdichten von Partikeln 115 unter Anwendung einer stehenden Schallwelle 120 kann in analoger Weise dazu genutzt werden, um Partikel 115 einer Suspension 110 auf zuverlässige und reproduzierbare Weise mit einer hohen Homogenität auf einem Substrat 100 abzuscheiden. Hierbei wird eine stehende akustische Welle 120 in die Suspension 110 eingebracht. Ein Wellenknoten 121 der longitudinalen Welle 120 dient als Verdichtungsbereich 125, um Partikel 115 zu akkumulieren, welche nachfolgend in einem elektrophoretischen Prozess auf das zu beschichtende Substrat 100 abgeschieden werden. Die Partikelabscheidung kann, wie oben bereits angegeben wurde, im Rahmen der Herstellung optoelektronischer Bauelemente zur Anwendung kommen. Möglich ist zum Beispiel ein Ausbilden von Konversionselementen bzw. Konversionsschichten zur Strahlungskonversion. Dies wird anhand der folgenden Figuren näher erläutert. That on the basis of 1 to 4 explained compaction of particles 115 using a standing sound wave 120 can be used in an analogous way to particles 115 one suspension 110 in a reliable and reproducible way with a high homogeneity on a substrate 100 deposit. This is a standing acoustic wave 120 in the suspension 110 brought in. A wave node 121 the longitudinal wave 120 serves as a compression area 125 to particles 115 to subsequently accumulate in an electrophoretic process on the substrate to be coated 100 be deposited. The particle deposition can, as already stated above, be used in the production of optoelectronic components. For example, it is possible to form conversion elements or conversion layers for radiation conversion. This will be explained in more detail with reference to the following figures.

5 zeigt eine seitliche Darstellung einer Vorrichtung 130 zum Abscheiden von Partikeln 115 auf einem Substrat 100. Die Vorrichtung 130, welche auch als Abscheidungsreaktor bezeichnet werden kann, weist einen Behälter 134 zum Aufnehmen einer Suspension 110 auf. Die Suspension 110 setzt sich aus einer Flüssigkeit 111 (Suspensionsmedium) und darin enthaltenen Partikeln 115 zusammen (nicht in 5 gezeigt, vgl. hierzu 7). Die Flüssigkeit 111 kann zum Beispiel Isopropanol sein. Bei den Partikeln 115 kann es sich zum Beispiel um Leuchtstoffpartikel handeln, welche eine Partikelgröße in einem Bereich von zum Beispiel 2 bis 30µm aufweisen können. Alternativ kann es sich auch um andere Partikel handeln, wie weiter unten noch näher beschrieben wird. Das zu beschichtende Substrat 100 kann ebenfalls in dem Behälter 134, und dadurch in der Suspension 110 angeordnet werden. Für die Abscheidung liegt das Substrat 100, wie in 5 gezeigt ist, in einer vertikalen Ausrichtung vor. 5 shows a side view of a device 130 for separating particles 115 on a substrate 100 , The device 130 , which may also be referred to as a deposition reactor, has a container 134 for picking up a suspension 110 on. The suspension 110 is made up of a liquid 111 (Suspension medium) and particles contained therein 115 together (not in 5 shown, cf. For this 7 ). The liquid 111 For example, it may be isopropanol. At the particles 115 it may be, for example, phosphor particles, which may have a particle size in a range of for example 2 to 30 .mu.m. Alternatively, it can also be other particles, as will be described in more detail below. The substrate to be coated 100 can also be in the container 134 , and thereby in the suspension 110 to be ordered. The substrate lies for the deposition 100 , as in 5 is shown in a vertical orientation.

Die Vorrichtung 130 weist des Weiteren Komponenten zum Erzeugen und Einkoppeln einer stehenden akustischen Welle 120 in das Volumen des Abscheidungsgefäßes 134 und damit in die Suspension 110 auf. Hierunter fallen, wie in 5 gezeigt ist, zwei Reflektoren 131, 132. Die Reflektoren 131, 132, zwischen denen die Welle 120 erzeugt wird, sind vor und hinter bzw. beidseitig des in die Suspension 110 eingebrachten Substrats 100 angeordnet. Die Reflektoren 131, 132 dienen zum Reflektieren der akustischen Welle 120. Es ist möglich, dass einer der Reflektoren 131, 132 oder beide Reflektoren 131, 132 gleichzeitig als Erreger der akustischen Welle 120 dienen. Alternativ kann die Vorrichtung 130 auch einen separaten und in dem Aufbau integrierten Erreger aufweisen (nicht dargestellt). The device 130 further includes components for generating and launching a standing acoustic wave 120 into the volume of the deposition vessel 134 and thus in the suspension 110 on. These include, as in 5 shown is two reflectors 131 . 132 , The reflectors 131 . 132 between which the shaft 120 is produced in front of, behind or on both sides of the suspension 110 incorporated substrate 100 arranged. The reflectors 131 . 132 serve to reflect the acoustic wave 120 , It is possible that one of the reflectors 131 . 132 or both reflectors 131 . 132 at the same time as the exciter of the acoustic wave 120 serve. Alternatively, the device 130 also have a separate and integrated in the structure exciter (not shown).

In 5 sind die Reflektoren 131, 132 als Komponenten gezeigt, welche an entgegen gesetzten Seiten des Behälters 134 angeordnet sind. Die Reflektoren 131, 132 können hierbei an den Behälter 134 angrenzen, oder in einem Abstand zu dem Behälter 134 vorliegen (vgl. 7). Die Reflektoren 131, 132 können des Weiteren integriert mit dem Behälter 134 ausgebildet sein, und zum Beispiel Innenseiten des Behälters 134 bilden, oder auch innerhalb des Behälters 134 angeordnet sein. Ferner ist es möglich, dass das Substrat 100 selbst als Reflektor dient, so dass der Reflektor 132 entfallen kann (nicht dargestellt). In 5 are the reflectors 131 . 132 shown as components which are on opposite sides of the container 134 are arranged. The reflectors 131 . 132 can in this case to the container 134 adjacent, or at a distance to the container 134 present (cf. 7 ). The reflectors 131 . 132 Furthermore, they can be integrated with the container 134 be formed, and for example inside of the container 134 form, or inside the container 134 be arranged. Furthermore, it is possible that the substrate 100 itself serves as a reflector, so that the reflector 132 can be omitted (not shown).

Die Vorrichtung 130 weist des Weiteren Komponenten zum Hervorrufen eines elektrophoretischen Abscheidens von Partikeln 115 der Suspension 110 auf dem Substrat 100 auf. Hierunter fällt eine Spannungsquelle 137, welche in geeigneter Weise elektrisch mit dem Substrat 100 bzw. mit Bereichen des Substrats 100, auf welchen die Abscheidung erfolgen soll, verbunden werden kann. Auf diese Weise kann das Substrat 100 bzw. können entsprechende Bereiche des Substrats 100 als Elektrode(n) dienen. Eine weitere Komponente ist eine in dem Behälter 134 angeordnete und ebenfalls an die Spannungsquelle 137 angeschlossene Gegenelektrode 136. The device 130 further comprises components for inducing electrophoretic deposition of particles 115 the suspension 110 on the substrate 100 on. Below this is a voltage source 137 which is suitably electrically connected to the substrate 100 or with areas of the substrate 100 on which the deposition is to take place can be connected. In this way, the substrate can 100 or can corresponding areas of the substrate 100 serve as an electrode (s). Another component is one in the container 134 arranged and also to the voltage source 137 connected counter electrode 136 ,

Die Vorrichtung 130 kann darüber hinaus, wie in 5 angedeutet ist, einen Rührer 139 aufweisen. Mit Hilfe des Rührers 139 kann eine turbulente Strömung in der in dem Behälter 134 aufgenommenen Suspension 110 hervorgerufen werden. The device 130 In addition, as in 5 indicated is a stirrer 139 exhibit. With the help of the stirrer 139 can be a turbulent flow in the container 134 absorbed suspension 110 be caused.

6 zeigt ausschnittsweise eine mögliche Ausgestaltung des zu beschichtenden Substrats 100. Das Substrat 100 weist einen Träger 101 und eine Mehrzahl hierauf angeordneter optoelektronischer Halbleiterchips 102 auf. Bei den optoelektronischen Halbleiterchips 102 kann es sich insbesondere um Leuchtdiodenchips handeln. Die Halbleiterchips 102 können in üblicher Weise hergestellt sein und Komponenten wie eine Halbleiterschichtenfolge mit einer aktiven Zone zur Strahlungserzeugung aufweisen. Der Träger 101 kann zum Beispiel ein Panel sein, und kann zum Beispiel lediglich im Rahmen der Herstellung optoelektronischer Bauelemente bzw. im Rahmen der Partikelabscheidung zum Tragen der Halbleiterchips 102 eingesetzt sein. 6 shows a detail of a possible embodiment of the substrate to be coated 100 , The substrate 100 has a carrier 101 and a plurality of optoelectronic semiconductor chips arranged thereon 102 on. In the optoelectronic semiconductor chips 102 these can be, in particular, light-emitting diode chips. The semiconductor chips 102 can be made in the usual way and have components such as a semiconductor layer sequence with an active zone for generating radiation. The carrier 101 may for example be a panel, and may, for example, only in the context of the production of optoelectronic components or in the context of particle deposition for supporting the semiconductor chips 102 be used.

Die Abscheidung, welche in den 5, 6 anhand von Pfeilen 153 angedeutet ist, kann, wie in 6 gezeigt ist, lediglich auf den Halbleiterchips 102 bzw. auf vorderseitigen Oberflächen der Halbleiterchips 102 erfolgen. Auf diese Weise kann auf jedem der Halbleiterchips 102 eine separate Schicht 105 ausgebildet werden. Hierfür können die Halbleiterchips 102 an den zu beschichtenden Stellen ein elektrisch leitfähiges Material aufweisen, welches bei der Abscheidung mit Hilfe der Spannungsquelle 137 bestromt wird. The deposit, which in the 5 . 6 by arrows 153 can be implied, as in 6 is shown, only on the semiconductor chips 102 or on front surfaces of the semiconductor chips 102 respectively. In this way, on each of the semiconductor chips 102 a separate layer 105 be formed. For this purpose, the semiconductor chips 102 have at the points to be coated an electrically conductive material, which in the deposition by means of the voltage source 137 is energized.

Sofern Leuchtstoffpartikel abgeschieden werden, kann es sich bei den Schichten 105 um Konversionsschichten handeln, mit deren Hilfe eine von den Halbleiterchips 102 im Betrieb abgegebene Strahlung wenigstens teilweise konvertiert werden kann. Die Halbleiterchips 102 können zum Beispiel zum Erzeugen einer blauen Lichtstrahlung ausgebildet sein. Für die Konversionsschichten 105 kann zum Beispiel eine solche Ausgestaltung vorgesehen sein, dass das blaue Licht wenigstens teilweise in eine oder mehrere Lichtstrahlungen im grünen bis roten Spektralbereich umgewandelt werden kann. If phosphor particles are deposited, it may be in the layers 105 to act as conversion layers, with the help of which one of the Semiconductor chips 102 Radiation emitted during operation can be at least partially converted. The semiconductor chips 102 For example, they may be configured to generate blue light radiation. For the conversion layers 105 For example, such an embodiment can be provided that the blue light can be at least partially converted into one or more light radiations in the green to red spectral range.

Anhand der 5, 6 sowie der 7 bis 9, in welchen die Vorrichtung 130 jeweils in einer perspektivischen Ansicht gezeigt ist, wird ein mögliches Verfahren zum Abscheiden von Partikeln 115 auf dem Substrat 100 unter Verwendung der Vorrichtung 130 näher beschrieben. 5 und die 7 bis 9 weichen etwas voneinander ab, indem das zu beschichtende Substrat 100 und die Gegenelektrode 136 (sowie ein Bereich 125) an unterschiedlichen Stellen innerhalb des Behälters 134 gezeigt sind. Die unterschiedliche Darstellung ist lediglich aus Gründen der Übersichtlichkeit gewählt, d.h. dass eine Situation entsprechend 5 oder entsprechend den 7 bis 9 (oder auch andere nicht gezeigte Gegebenheiten) vorliegen können. Based on 5 . 6 as well as the 7 to 9 in which the device 130 is shown in a perspective view, is a possible method for the separation of particles 115 on the substrate 100 using the device 130 described in more detail. 5 and the 7 to 9 slightly differ from each other by the substrate to be coated 100 and the counter electrode 136 (as well as an area 125 ) at different locations within the container 134 are shown. The different representation is chosen only for reasons of clarity, ie that a situation accordingly 5 or according to the 7 to 9 (or other conditions not shown) may be present.

Zu Beginn des Verfahrens wird die Suspension 110 mit den Partikeln 115 in dem Behälter 134 bereitgestellt. Das Substrat 100 befindet sich hierbei noch außerhalb des Behälters 134, wie in 7 dargestellt ist. Des Weiteren wird mithilfe des Rührers 139 (vgl. 5) eine turbulente Strömung in der Suspension 110 hervorgerufen, um eine homogene Verteilung der Partikel 115 im Wesentlichen in dem gesamten Volumen der Suspension 110 auszubilden. Nach dem Homogenisieren wird der Rührer 139 abgeschaltet, wodurch das Erzeugen der turbulenten Strömung beendet ist. Des Weiteren wird das Substrat 100, wie in 8 angedeutet ist, in den Behälter 134 und damit in die Suspension 110 eingefahren. Das in der Suspension 110 angeordnete Substrat 100 weist eine vertikale Orientierung auf. At the beginning of the procedure, the suspension 110 with the particles 115 in the container 134 provided. The substrate 100 is still outside the container 134 , as in 7 is shown. Furthermore, using the stirrer 139 (see. 5 ) a turbulent flow in the suspension 110 caused a homogeneous distribution of the particles 115 essentially in the entire volume of the suspension 110 train. After homogenization, the stirrer 139 switched off, whereby the generation of the turbulent flow is completed. Furthermore, the substrate becomes 100 , as in 8th is indicated in the container 134 and thus in the suspension 110 retracted. That in the suspension 110 arranged substrate 100 has a vertical orientation.

Darüber hinaus wird eine stehende akustische Welle 120 in der Suspension 110 erzeugt (vgl. 5). Auf diese Weise werden die Partikel 115 zu den Schwingungsknoten 121 der Welle 120 bewegt (reibungsbestimmtes Bewegen), wodurch sich an diesen Stellen eine erhöhte Partikelkonzentration ausbildet. Das Erzeugen der Schallwelle 120 zum Verursachen des lokalen Partikelverdichtens kann nach einer gewissen Zeitdauer nach dem Beenden der turbulenten Strömung erfolgen. Hierbei kann sich die Suspension 110 im Wesentlichen wieder beruhigt haben, und kann weiterhin eine gleichmäßige Partikelverteilung vorliegen. In addition, a standing acoustic wave 120 in the suspension 110 generated (cf. 5 ). That way, the particles become 115 to the vibration nodes 121 the wave 120 moves (friction-controlled movement), whereby at these points an increased particle concentration is formed. The generation of the sound wave 120 for causing the local particle compaction may occur after a certain period of time after the termination of the turbulent flow. This may cause the suspension 110 have calmed down substantially, and may continue to have a uniform particle distribution.

Die Driftbewegung von Partikeln 115 unter dem Einfluss der Welle 120 zu den Wellenknoten 121 ist in 5 anhand von Pfeilen 151 angedeutet. Die als Verdichtungsbereiche wirkenden Knoten 121 weisen jeweils die Form einer Ebene auf (Knotenebene). In 5, aber auch in 8, ist ein solcher ebenenförmiger Verdichtungsbereich 125 angedeutet. Dieser Verdichtungsbereich 125 wird dazu eingesetzt, hiervon stammende Partikel 115 in einem nachfolgenden elektrophoretischen Prozess auf dem Substrat 100 abzuscheiden. Das Verdichten von Partikeln 115 kann für eine vorgegebene kleine Zeitdauer durchgeführt werden, bevor das elektrophoretische Abscheiden begonnen wird. Hierdurch ist eine hohe Reproduzierbarkeit in Bezug auf die Abscheidung möglich. The drift movement of particles 115 under the influence of the wave 120 to the wave nodes 121 is in 5 by arrows 151 indicated. The nodes acting as compaction areas 121 each have the shape of a plane (node level). In 5 , but also in 8th , is such a plane-shaped compaction area 125 indicated. This compression area 125 is used to particles derived therefrom 115 in a subsequent electrophoretic process on the substrate 100 deposit. The compacting of particles 115 can be performed for a predetermined small amount of time before starting electrophoretic deposition. As a result, a high reproducibility with respect to the deposition is possible.

Im Hinblick auf das elektrophoretische Abscheiden ist ein vorgegebener kleiner Abstand zwischen dem Verdichtungsbereich 125 und dem Substrat 100 vorgesehen, um eine homogene Abscheidung zu ermöglichen. Der Abstand kann zum Beispiel in einem Bereich von 2 bis 50µm liegen. Zu diesem Zweck wird die stehende akustische Welle 120 derart erzeugt, dass der Verdichtungsbereich 125 in dem vorgegebenen Abstand zu dem Substrat 100 vorliegt. Dadurch kommt es lokal zu einer hohen Konzentration von Partikeln 115 in unmittelbarer Nähe des Substrats 100. With regard to the electrophoretic deposition is a predetermined small distance between the compression region 125 and the substrate 100 provided to allow a homogeneous deposition. The distance may be, for example, in a range of 2 to 50 μm. For this purpose, the standing acoustic wave 120 generated such that the compression area 125 at the predetermined distance to the substrate 100 is present. This leads to a high concentration of particles locally 115 in the immediate vicinity of the substrate 100 ,

Es ist möglich, das Erzeugen der stehenden akustischen Welle 120 zu beenden, bevor der elektrophoretische Abscheidungsprozess durchgeführt wird. Hierdurch kann eine Beeinflussung des Abscheidungsprozesses durch die akustische Welle 120 vermieden werden. Alternativ kann das Erzeugen der Welle 120 auch während des Abscheidens beibehalten werden. It is possible to generate the standing acoustic wave 120 to finish before the electrophoretic deposition process is performed. This can influence the deposition process by the acoustic wave 120 be avoided. Alternatively, generating the shaft 120 be maintained even during the deposition.

Für die elektrophoretische Abscheidung wird mit Hilfe der Spannungsquelle 137 eine elektrische Spannung an das Substrat 100 bzw. an zu beschichtende Bereiche und an die Gegenelektrode 136 angelegt. Die Bestromung des Substrats 100 und der Gegenelektrode 136 führt zur Erzeugung eines elektrischen Feldes. Hierdurch wird eine Wanderung von Partikeln 115 des Verdichtungsbereichs 125 zu dem Substrat 100 hervorgerufen, welche auf dem Substrat 100 abgeschieden werden, wie in den 5 und 6 anhand von Pfeilen 153 angedeutet ist. Die Partikel 115 lagern sich an dem Substrat 100 bzw. den Halbleiterchips 102 an, so dass sukzessive die Schichten 105 auf den Halbleiterchips 102 gebildet werden (vgl. 6). Bei diesem Prozess erfolgt ferner ein teilweises Verbinden von Partikeln 115. Es ist möglich, dass nicht nur Partikel 115 des Verdichtungsbereichs 125, sondern gegebenenfalls auch von anderen Bereichen der Suspension 110 kommende Partikel 115 auf dem Substrat 100 abgeschieden werden. For the electrophoretic deposition is using the voltage source 137 an electrical voltage to the substrate 100 or to areas to be coated and to the counter electrode 136 created. The energization of the substrate 100 and the counter electrode 136 leads to the generation of an electric field. This causes a migration of particles 115 of the compression area 125 to the substrate 100 caused on the substrate 100 be deposited, as in the 5 and 6 by arrows 153 is indicated. The particles 115 store on the substrate 100 or the semiconductor chips 102 so that gradually the layers 105 on the semiconductor chips 102 be formed (see. 6 ). In this process, further, a partial bonding of particles takes place 115 , It is possible that not only particles 115 of the compression area 125 but possibly also from other areas of the suspension 110 coming particles 115 on the substrate 100 be deposited.

Im Anschluss hieran wird die Bestromung beendet und das beschichtete Substrat 100, wie in 9 angedeutet ist, wieder aus dem Behälter 134 und damit aus der Suspension 110 ausgefahren. Hieran anschließend können weitere Prozesse wie zum Beispiel ein Ablösen der Halbleiterchips 102 von dem Träger 101 oder eine Vereinzelung durchgeführt werden (nicht dargestellt). Following this, the energization is terminated and the coated substrate 100 , as in 9 is hinted again from the container 134 and thus from the suspension 110 extended. Following this, further processes such as detachment of the semiconductor chips 102 from the carrier 101 or a singulation be performed (not shown).

In dem mit Hilfe der Vorrichtung 130 durchgeführten Verfahren unterliegen die Partikel 115 nicht nur dem Einfluss der stehenden akustischen Welle 120 und dem Einfluss des elektrischen Feldes, sondern es tritt zusätzlich eine gravitationsbedingte Sedimentationsbewegung auf, wie in 5 anhand eines Pfeils 152 angedeutet ist. Die Sedimentation 152 kann jedoch vernachlässigbar klein sein, so dass über die gesamte Höhe bzw. Ausdehnung des Substrats 100 eine im Wesentlichen homogene Partikelabscheidung möglich ist. Dieser Fall liegt insbesondere dann vor, wenn die Sedimentationsgeschwindigkeit v_s von Partikeln deutlich kleiner ist als die maximale Fluidgeschwindigkeit U der Welle 120 und die Driftgeschwindigkeit v_d von Partikel 115 beim Verdichten. Das Verfahren kann derart durchgeführt werden, dass diese Bedingung erfüllt ist, wie im Folgenden anhand beispielhafter Werte näher beschrieben wird. In that with the help of the device 130 carried out procedures subject to the particles 115 not just the influence of the standing acoustic wave 120 and the influence of the electric field, but it also occurs a gravitational sedimentation, as in 5 by an arrow 152 is indicated. The sedimentation 152 However, it can be negligibly small, so that over the entire height or extent of the substrate 100 a substantially homogeneous particle separation is possible. This case is present in particular when the sedimentation velocity v _s of particles is significantly smaller than the maximum fluid velocity U of the wave 120 and the drift velocity v _d of particles 115 when compacting. The method can be carried out in such a way that this condition is fulfilled, as will be described in more detail below with reference to exemplary values.

Bei großen Leuchtstoffpartikeln mit zum Beispiel einem Durchmesser d_p = 12µm und einer Dichte ρ_p = 7g/cm³ kann die Sedimentationsgeschwindigkeit v_s beispielsweise ca. 0,25mm/s betragen. In Isopropanol kann bei einer Energiedichte der Welle 120 von E = 100J/m³ die maximale Fluidgeschwindigkeit U = 500mm/s sein. Bei einer Wellenfrequenz f = 5500Hz und einer dimensionslose Gruppe ωτ = 1 kann die Driftgeschwindigkeit v_d der Partikel 115 zu den Wellenknoten 121 ca. 60mm/s betragen. Für diesen Fall ist eine Verdichtungszeit von 0,9s zu erwarten. Typische Abscheidungszeiten können, bei einem Abstand zwischen dem Verdichtungsbereich 125 und dem Substrat 100 von 50µm, kleiner als 0,2s sein. In dieser Zeit sedimentieren selbst große Partikel 115 nicht einmal 0,3mm. For large phosphor particles with, for example, a diameter d _p = 12 microns and a density ρ _p = 7g / cm ^3, the sedimentation velocity v _s for example, about 0.25 mm / s. In isopropanol can at an energy density of the wave 120 of E = 100J / m ³ the maximum fluid velocity U = 500mm / s. At a wave frequency f = 5500 Hz and a dimensionless group ωτ = 1, the drift velocity v _{d of} the particles 115 to the wave nodes 121 about 60mm / s. In this case, a compression time of 0.9s is expected. Typical deposition times may be at a distance between the compression area 125 and the substrate 100 of 50μm, less than 0.2s. Even large particles sediment during this time 115 not even 0.3mm.

Die Zeitdauer zum Verdichten und Abscheiden kann über eine Vergrößerung der Energiedichte E und/oder der Frequenz f der Welle 120 noch weiter reduziert werden. Denn die Driftgeschwindigkeit v_d ist proportional zur Energiedichte E, und die Verdichtungslänge L ist gemäß (4) umgekehrt proportional zur Frequenz f. The period of compression and deposition may be increased by increasing the energy density E and / or the frequency f of the wave 120 be further reduced. Because the drift velocity v _d is proportional to the energy density E, and the compression length L is inversely proportional to the frequency f according to (4).

Ein weiterer Vorteil des Verfahrens besteht darin, dass Partikel 115 des Verdichtungsbereichs 125, welche sich auf dem Substrat 100 ablagern, eine kleine Geschwindigkeit und dadurch einen kleinen Impuls aufweisen. Dies gilt im Vergleich zu Partikeln in einer turbulenten Strömung. Auf diese Weise kann es bei dem elektrophoretischen Abscheiden nicht oder nur wenig zum Abrieb von bereits abgeschiedenen Partikeln 115 kommen. Selbst relativ große Partikel 115 können daher problemlos abgeschieden werden. Auch aus diesem Grund ist eine homogene Abscheidung möglich. Another advantage of the method is that particles 115 of the compression area 125 which are on the substrate 100 deposit, have a small speed and thereby have a small impulse. This is true when compared to particles in a turbulent flow. In this way, in the case of electrophoretic deposition, there is little or no abrasion of already deposited particles 115 come. Even relatively large particles 115 can therefore be easily deposited. Also for this reason, a homogeneous deposition is possible.

Das bei dem Verfahren durchgeführte lokale Verdichten von Partikeln 115 mit Hilfe der stehenden akustischen Welle 120 bietet des Weiteren die Möglichkeit, das Verfahren mit einer geringen Gesamtkonzentration von Partikeln 115 in der Suspension 110 durchzuführen. Hiermit verbunden ist eine Kostenersparnis. The local densification of particles carried out in the process 115 with the help of the standing acoustic wave 120 also offers the possibility of the process with a low total concentration of particles 115 in the suspension 110 perform. This is associated with a cost savings.

Neben der Homogenität der Schichtabscheidung besteht ein weiterer Vorteil darin, dass die Fertigungsgenauigkeit weniger von der Spezifikation des eingesetzten Partikelmaterials abhängig sein kann. Dies ist insbesondere der Fall, wenn unterschiedliche Partikelgrößen vorliegen. Bei einer gegebenen Frequenz f der stehenden Welle 120 ist die Relaxationszeit τ von Partikeln 115 gemäß (3) proportional zur Partikeldichte ρ_p und dem Quadrat des Partikeldurchmessers d_p. Am Anfang des Verdichtens können sich daher insbesondere kleine Partikel mit ähnlicher Partikelgröße in den Wellenknoten 121 bzw. dem Verdichtungsbereich 125 ansammeln. Durch Abwarten einer entsprechenden oder vorgegebenen Akkumulationszeit, bevor der elektrophoretische Prozess erfolgt, können unterschiedliche Partikel 115 in ausreichendem Maße verdichtet werden, so dass der Verdichtungsbereich 125 eine hohe Konzentration eines Gemisches unterschiedlicher Partikel 115 aufweisen kann. Hierdurch kann eine hohe Homogenität der Abscheidung und ein Fertigungsergebnis mit hoher Reproduzierbarkeit erzielt werden. In addition to the homogeneity of the layer deposition, another advantage is that the manufacturing accuracy can be less dependent on the specification of the particulate material used. This is especially the case when different particle sizes are present. At a given frequency f of the standing wave 120 is the relaxation time τ of particles 115 according to (3) proportional to the particle density ρ _p and the square of the particle diameter d _p . At the beginning of compacting, therefore, especially small particles with similar particle size can be found in the wave nodes 121 or the compression area 125 accumulate. By waiting for an appropriate or predetermined accumulation time before the electrophoretic process takes place, different particles may be present 115 be sufficiently compacted, so that the compression area 125 a high concentration of a mixture of different particles 115 can have. As a result, a high homogeneity of the deposition and a production result with high reproducibility can be achieved.

Bei den mit Hilfe des Verfahrens abgeschiedenen Partikeln 115 kann es sich wie oben angegeben zum Beispiel um Leuchtstoffpartikel zur Lichtkonversion handeln. Die Leuchtstoffpartikel können zum Beispiel eine Größe im Bereich von 2 bis 30µm aufweisen. Mögliche Konversionsmaterialen bzw. Leuchtstoffe, aus welchen solche Partikel ausgebildet sein können, sind zum Beispiel mit seltenen Erden dotierte Granate, mit seltenen Erden dotierte Erdalkalisulfide, mit seltenen Erden dotierte Thiogallate, mit seltenen Erden dotierte Aluminate, mit seltenen Erden dotierte Silikate, mit seltenen Erden dotierte Orthosilikate, mit seltenen Erden dotierte Chlorosilikate, mit seltenen Erden dotierte Erdalkalisiliziumnitride, mit seltenen Erden dotierte Oxynitride, mit seltenen Erden dotierte Aluminiumoxinitride, mit seltenen Erden dotierte Siliziumnitride, oder mit seltenen Erden dotierte Sialone. In the deposited by the process particles 115 For example, as stated above, it may be phosphor particles for light conversion. The phosphor particles may, for example, have a size in the range of 2 to 30 μm. Possible conversion materials or phosphors from which such particles may be formed are, for example, rare-earth-doped garnets, rare-earth-doped alkaline-earth sulfides, rare-earth-doped thiogallates, rare-earth-doped aluminates, rare-earth-doped silicates, and rare earths doped orthosilicates, rare earth doped chlorosilicates, rare earth doped alkaline earth silicon nitrides, rare earth doped oxynitrides, rare earth doped aluminum oxynitrides, rare earth doped silicon nitrides, or rare earth doped sialons.

Es können aber auch andere Partikel 115 bzw. Partikel aus anderen Materialien abgeschieden werden. In Betracht kommen zum Beispiel reflektive Partikel, mit deren Hilfe sich die Reflektivität optoelektronischer Bauelemente erhöhen lässt. Hierunter fallen zum Beispiel Materialien wie TiO₂, ZrO₂, Al₂O₃ und SiO₂. Solche Partikel können zum Beispiel eine Größe im Bereich von 50nm bis 5µm aufweisen. Die vorgenannten reflektiven Materialien können auch auf eine zuvor abgeschiedene Leuchtstoffschicht abgeschieden werden. Hierbei können die Partikel als Streupartikel wirken, um die Streueigenschaften einer Leuchtstoffschicht zu verändern. Des Weiteren kann mit Hilfe eines reflektiven Materials ein weißer Farbeindruck bzw. eine weiße Körperfarbe hervorgerufen werden. Ein Farbeindruck mit einer anderen Farbe kann erzeugt werden, indem mit Hilfe des Verfahrens anorganische Pigmente abgeschieden werden. Auch dies ist auf einer zuvor erzeugten Leuchtstoffschicht möglich. Die betreffende Leuchtstoffschicht kann in analoger Weise durch eine kombinierte Partikelverdichtung mit Hilfe einer stehenden akustischen Welle und einer elektrophoretischen Abscheidung, oder durch ein anderes Verfahren hergestellt sein. But it can also be other particles 115 or particles of other materials are deposited. For example, reflective particles may be used, with the aid of which the reflectivity of optoelectronic components can be increased. These include, for example, materials such as TiO ₂ , ZrO ₂ , Al ₂ O ₃ and SiO ₂ . Such particles may, for example, have a size in the range of 50 nm to 5 μm. The aforementioned reflective materials may also be deposited on a previously deposited phosphor layer. In this case, the particles can act as scattering particles in order to change the scattering properties of a phosphor layer. Furthermore, with the help of a reflective material, a white color impression or a white body color can be produced. A color impression of a different color can be produced by depositing inorganic pigments with the aid of the method. This is also possible on a previously produced phosphor layer. The phosphor layer in question can be prepared in an analogous manner by a combined particle compaction by means of a standing acoustic wave and an electrophoretic deposition, or by another method.

Weitere Beispiele abzuscheidender Partikel 115 sind Nanopartikel zur Lichtkonversion. Mögliche Materialien solcher Partikel sind zum Beispiel ZnS, CdS, ZnSe, CdSe, CdO, InP, CuInS und PbS. Möglich ist auch die Abscheidung mehrschichtiger Nanopartikel, welche zum Beispiel als Core-Shell-Nanopartikel ausgebildet sind. Nanopartikel können in gleicher Weise auf eine zuvor abgeschiedene Leuchtstoffschicht abgeschieden werden, um eine zusätzliche Lichtkonversion zu ermöglichen. Further examples of particles to be deposited 115 are nanoparticles for light conversion. Possible materials of such particles are, for example, ZnS, CdS, ZnSe, CdSe, CdO, InP, CuInS and PbS. Also possible is the deposition of multilayer nanoparticles, which are designed, for example, as core-shell nanoparticles. Nanoparticles can be deposited in the same way on a previously deposited phosphor layer to allow additional light conversion.

Mit Hilfe des Verfahrens können Partikel 115 desselben Materials oder Typs, oder alternativ auch Mischungen verschiedener Partikel 115 gleichzeitig abgeschieden werden. Hierunter fällt zum Beispiel eine Mischung verschiedener Leuchtstoffpartikel, wobei die Leuchtstoffpartikel aus unterschiedlichen Konversionsmaterialien ausgebildet sind. Des Weiteren sind auch andere Mischungen denkbar, zum Beispiel aus Leuchtstoffpartikeln und reflektiven bzw. streuenden Partikeln. With the help of the method, particles can 115 of the same material or type, or alternatively mixtures of different particles 115 be deposited simultaneously. This includes, for example, a mixture of different phosphor particles, wherein the phosphor particles are formed from different conversion materials. Furthermore, other mixtures are also conceivable, for example of phosphor particles and reflective or scattering particles.

Das oben beschriebene Verfahren kann auf unterschiedliche Art und Weise abgewandelt werden, wie im Folgenden anhand weiterer Ausführungsformen näher beschrieben wird. Es wird darauf hingewiesen, dass übereinstimmende Prozesse sowie gleiche und gleichwirkende Komponenten im Folgenden nicht erneut detailliert beschrieben werden. Für Details hierzu wird stattdessen auf die vorstehende Beschreibung Bezug genommen. Des Weiteren wird darauf hingewiesen, dass Details, welche in Bezug auf eine der folgenden Ausführungsformen genannt werden, auch auf andere Ausführungsformen zutreffen können. Möglich ist es ferner, zwei oder mehrere der folgenden Ausführungsformen zu kombinieren. The method described above can be modified in different ways, as will be described in more detail below with reference to further embodiments. It should be noted that matching processes as well as like and equivalent components will not be described again in detail below. For details, reference is made to the above description instead. It is further to be understood that details referred to in relation to one of the following embodiments may also apply to other embodiments. It is also possible to combine two or more of the following embodiments.

Anstatt das zu beschichtende Substrat 100 nach dem Bereitstellen der homogenen Partikelverteilung in der Suspension 110 anzuordnen, können diese Schritte auch in umgekehrter Reihenfolge erfolgen. Hierbei wird das Substrat 100 vor dem Ausbilden der homogenen Partikelverteilung bzw. vor dem Erzeugen der turbulenten Strömung in die Suspension 110 eingebracht. Instead of the substrate to be coated 100 after providing the homogeneous particle distribution in the suspension 110 To arrange these steps can also be done in reverse order. This becomes the substrate 100 before forming the homogeneous particle distribution or before generating the turbulent flow in the suspension 110 brought in.

In einer weiteren möglichen Abwandlung des Verfahrens wird vor dem Erzeugen der stehenden akustischen Welle 120 nur in einem kleinen Teilbereich der Suspension 110 eine turbulente Strömung, und dadurch eine homogene Partikelverteilung bereitgestellt. Hierbei kann ebenfalls der Rührer 139 zum Einsatz kommen. Aus diesem Bereich können nachfolgend durch Erzeugen der stehenden akustischen Welle 120 Partikel 115 zu dem Verdichtungsbereich 125 in der Nähe des zu beschichtenden Substrats 100 transportiert, und anschließend elektrophoretisch auf das Substrat 100 abgeschieden werden. In a further possible modification of the method, before generating the standing acoustic wave 120 only in a small part of the suspension 110 a turbulent flow, thereby providing a homogeneous particle distribution. Here, too, the stirrer 139 be used. From this area can subsequently by generating the standing acoustic wave 120 particle 115 to the compression area 125 near the substrate to be coated 100 transported, and then electrophoretically on the substrate 100 be deposited.

Abwandlungen sind auch in Bezug auf das Beschichten des Substrats 100 möglich. Es kann zum Beispiel vorgesehen sein, dass die Partikelabscheidung abweichend von der Darstellung in 6 nicht nur auf vorderseitigen Oberflächen der Halbleiterchips 102 erfolgt. Die aus den Partikeln 115 zusammengesetzten Schichten 105 können darüber hinaus auch an Seiten der Halbleiterchips 102 aufgebracht werden (nicht dargestellt). In einer weiteren nicht gezeigten Ausführungsform erfolgt ein vollflächiges Abscheiden einer Schicht 105, so dass auch Bereiche zwischen den Halbleiterchips 102 beschichtet werden. Derartige Ausführungsformen können durch eine entsprechende Ausgestaltung zu beschichtender Bereiche sowie durch eine entsprechende elektrische Verbindung mit der Spannungsquelle 137 festgelegt werden. In einer weiteren nicht gezeigten Ausführungsform können die Halbleiterchips 102 zum Beispiel vorderseitige Kontakte aufweisen, welche mit einer isolierenden Schicht abgedeckt sind, um eine Abscheidung von Partikeln 115 hierauf zu vermeiden. Variations are also related to the coating of the substrate 100 possible. It may be provided, for example, that the particle deposition deviates from the illustration in FIG 6 not only on front surfaces of the semiconductor chips 102 he follows. The from the particles 115 composite layers 105 In addition, also on the sides of the semiconductor chips 102 be applied (not shown). In another embodiment, not shown, a full-surface deposition of a layer takes place 105 , so that also areas between the semiconductor chips 102 be coated. Such embodiments may be provided by a corresponding configuration to be coated areas as well as by a corresponding electrical connection to the voltage source 137 be determined. In a further embodiment, not shown, the semiconductor chips 102 for example, having front-side contacts covered with an insulating layer to prevent deposition of particles 115 to avoid this.

Anstelle des in 6 gezeigten Substrats 100 können auch andere Substrate beschichtet werden. Beispielsweise kann das Substrat 100 ein Wafer mit noch nicht vereinzelten optoelektronischen Halbleiterchips sein, welche durch Durchführen des Verfahrens beschichtet werden. Der Wafer bzw. zu beschichtende Bereiche sind hierbei in geeigneter Weise elektrisch mit der Spannungsquelle 137 verbunden (nicht dargestellt). Instead of in 6 shown substrate 100 Other substrates can also be coated. For example, the substrate 100 a wafer with not yet isolated optoelectronic semiconductor chips, which are coated by performing the method. The wafer or areas to be coated are suitably electrically connected to the voltage source 137 connected (not shown).

Alternativ ist es möglich, dass das Substrat 100 einen Träger und einen oder mehrere hierauf angeordnete optoelektronische Halbleiterchips aufweist, wobei der Träger einen Bestandteil eines herzustellenden optoelektronischen Bauelements bildet. In dieser Variante kann das Substrat 100 ein Package bzw. Chippackage sein. Hierbei sind zu beschichtende Bereiche ebenfalls in geeigneter Weise elektrisch mit der Spannungsquelle 137 verbunden (nicht dargestellt). Alternatively it is possible that the substrate 100 a carrier and one or more arranged thereon optoelectronic semiconductor chips, wherein the carrier forms a component of an optoelectronic component to be produced. In this variant, the substrate 100 one Package or Chippackage be. In this case, areas to be coated are also suitably electrically connected to the voltage source 137 connected (not shown).

Die Vorrichtung 130 kann darüber auch in einer solchen Weise eingesetzt werden, dass sich mit dem Verfahren ein hoher Durchsatz erzielen lässt. Eine in diesem Sinne durchgeführte Variante des Verfahrens ist in 10 angedeutet. Hierbei werden mehrere Substrate 100 in der Suspension 110 angeordnet, und werden in dem elektrophoretischen Prozess Partikel 115 des Verdichtungsbereichs 125 gleichzeitig auf den mehreren Substraten 100 abgeschieden. Bei einer solchen auch als Batch-Prozess bezeichneten Mehrfachprozessierung kann im Vergleich zu den 7 bis 9 eine Gegenelektrode 136 mit größeren lateralen Abmessungen zur Anwendung kommen. The device 130 can also be used in such a way that can be achieved with the method, a high throughput. A variant of the method carried out in this sense is in 10 indicated. Here are several substrates 100 in the suspension 110 arranged, and become particles in the electrophoretic process 115 of the compression area 125 simultaneously on the multiple substrates 100 deposited. In such a multiple processing, also referred to as a batch process, in comparison to the 7 to 9 a counter electrode 136 be used with larger lateral dimensions.

Anstelle eines Batch-Prozesses kann auch ein kontinuierliches Beschichten mehrerer Substrate 100 durchgeführt werden, wie es in 11 angedeutet ist. Hierbei werden die Substrate 100 nacheinander in die Suspension 110 eingetaucht, langsam seitlich verfahren und nachfolgend wieder aus der Suspension 110 ausgefahren. Lediglich während des seitlichen Verfahrens werden die Substrate 100 bestromt, um Partikel 115 des Verdichtungsbereichs 125 elektrophoretisch abzuscheiden. Insbesondere in dieser Ausführungsform kann das Erzeugen der stehenden akustischen Welle 120 während der elektrophoretischen Abscheidung beibehalten werden. Während des seitlichen Verfahrens und Beschichtens eines Substrats 100, oder auch mehrerer Substrate 100, kann gleichzeitig ein Ein- und/oder Ausfahren eines oder mehrere weiterer Substrate 100 erfolgen. Instead of a batch process can also be a continuous coating of multiple substrates 100 be done as it is in 11 is indicated. Here are the substrates 100 one after the other in the suspension 110 immersed, slowly moved laterally and then back out of the suspension 110 extended. Only during the lateral process do the substrates become 100 energized to particles 115 of the compression area 125 electrophoretically deposit. In particular, in this embodiment, the generation of the standing acoustic wave 120 during electrophoretic deposition. During the lateral process and coating of a substrate 100 , or even more substrates 100 , At the same time can be an input and / or extension of one or more other substrates 100 respectively.

Im Hinblick auf das kontinuierliche Beschichtungsverfahren, wie es in 11 gezeigt ist, kann des Weiteren eine zusätzliche Zuführung von Partikeln 115 vorgesehen sein. Dies kann zum Beispiel dadurch verwirklicht werden, indem in einem weiteren Behälter eine Suspension mit homogen verteilten Partikeln 115 bereitgestellt wird, welche dem Behälter 134 zugeführt wird (nicht dargestellt). With regard to the continuous coating process, as it is in 11 Furthermore, an additional supply of particles may be shown 115 be provided. This can be achieved, for example, by adding a suspension with homogeneously distributed particles in another container 115 which is the container 134 is supplied (not shown).

Ein Bereitstellen einer Suspension mit homogen verteilten Partikeln 115 in einem extra Behälter und Einbringen derselben in den Behälter 134 kann auch für einen nichtkontinuierlichen Prozess, zum Beispiel die anhand der 7 bis 9 oder die anhand von 10 beschriebenen Ausführungsform, in Betracht kommen, um wenigstens in einem Teilbereich des Suspensionsvolumens vor dem Verdichten mit Hilfe der akustischen Welle 120 eine anfängliche homogene Partikelverteilung bereitzustellen. Hierbei kann der Rührer 139 bzw. kann ein Einsatz des Rührers 139 entfallen. Providing a suspension with homogeneously distributed particles 115 in an extra container and placing it in the container 134 can also be used for a non-continuous process, for example those based on the 7 to 9 or the basis of 10 described embodiment, at least in a partial region of the suspension volume before compression by means of the acoustic wave 120 to provide an initial homogeneous particle distribution. Here, the stirrer 139 or may be an insert of the stirrer 139 omitted.

Die anhand der Figuren erläuterten Ausführungsformen stellen bevorzugte bzw. beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung dar. Neben den beschriebenen und abgebildeten Ausführungsformen sind weitere Ausführungsformen vorstellbar, welche weitere Abwandlungen und/oder Kombinationen von Merkmalen umfassen können. The embodiments explained with reference to the figures represent preferred or exemplary embodiments of the invention. In addition to the described and illustrated embodiments, further embodiments are conceivable which may include further modifications and / or combinations of features.

Es ist zum Beispiel möglich, anstelle von oben angegebenen Materialien andere Materialien zu verwenden. Auch können die obigen Zahlenangaben durch andere Angaben ersetzt werden. For example, it is possible to use other materials instead of the above materials. Also, the above figures can be replaced by other information.

Des Weiteren ist es denkbar, den vor dem Verdichten durchgeführten Schritt des Bereitstellens einer gleichmäßigen Partikelverteilung wegzulassen. Furthermore, it is conceivable to omit the step performed prior to compaction of providing a uniform particle distribution.

Ferner wird darauf hingewiesen, dass andere als die oben beschriebenen Substrate beschichtet werden können. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass unter den hier verwendeten Ausdruck Substrat sämtliche Einrichtungen, Komponenten und Körper fallen können, welche sich in einem elektrophoretischen Abscheidungsprozess beschichten lassen. It is further noted that substrates other than those described above may be coated. In this regard, it should be understood that the term substrate as used herein may include all devices, components and bodies that can be coated in an electrophoretic deposition process.

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Although the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiment, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

100 100: Substrat substratum
101 101: Träger carrier
102 102: Halbleiterchip Semiconductor chip
105 105: Schicht layer
110 110: Suspension suspension
111 111: Flüssigkeit liquid
115 115: Partikel particle
119 119: Kanal channel
120 120: Akustische Welle Acoustic wave
121 121: Knoten node
125 125: Verdichtungsbereich compression region
130 130: Vorrichtung contraption
131, 132 131, 132: Reflektor reflector
134 134: Behälter container
136 136: Gegenelektrode counter electrode
137 137: Spannungsquelle voltage source
139 139: Rührer stirrer
151 151: Driftbewegung drift motion
152 152: Sedimentation sedimentation
153 153: Abscheidung deposition

Claims

Method for separating particles ( 115 ), comprising the method steps: providing a particle ( 115 ) ( 110 ); Placing a substrate ( 100 ) in the suspension ( 110 ); Generating a standing acoustic wave ( 120 ) in the suspension ( 110 ) to particles ( 115 ) in a compression area ( 125 ) to accumulate; and electrophoretic deposition of particles ( 115 ) on the substrate ( 100 ), where particles ( 115 ) of the compression area ( 125 ) on the substrate ( 110 ) are deposited.

Method according to claim 1, wherein the electrophoretic deposition takes place at a predetermined distance between the compression region ( 125 ) and the substrate ( 100 ) is carried out.

Method according to one of the preceding claims, wherein the suspension ( 110 ) before generating the standing acoustic wave ( 120 ) at least in a partial area a uniform distribution of particles ( 115 ) having.

Method according to one of the preceding claims, wherein prior to generating the standing acoustic wave ( 120 ) at least in a partial region of the suspension ( 110 ) a turbulent flow is generated.

Method according to one of the preceding claims, wherein the substrate ( 100 ) at least one optoelectronic semiconductor chip ( 102 ) having.

Method according to one of the preceding claims, wherein a plurality of substrates ( 100 ) in the suspension ( 110 ) and at the same time by the electrophoretic deposition of particles ( 115 ) on the several substrates ( 100 ) are deposited.

Method according to one of claims 1 to 5, wherein a plurality of substrates ( 100 ) successively in the suspension ( 110 ) and successively by electrophoretic deposition of particles ( 115 ) on the several substrates ( 110 ) are deposited.

Method according to one of the preceding claims, wherein the suspension ( 110 ) Particles ( 115 ) from the following group: phosphor particles for radiation conversion; Scattering particles; Reflective particles; Inorganic pigments; Nanoparticles for radiation conversion; and / or multilayered particles.

Contraption ( 130 ) for carrying out a method according to one of the preceding claims, comprising: a container ( 134 ) for receiving a suspension ( 110 ) with particles ( 115 ); An institution ( 131 . 132 ) for generating a standing acoustic wave ( 120 ) in the suspension ( 110 ) to particles ( 115 ) in a compression area ( 125 ) to accumulate; and a facility ( 136 . 137 ) for causing an electrophoretic deposition of particles ( 115 ) on a suspension ( 110 ) arranged substrate ( 100 ).