DE102015103840A1 - Elektromagnetische Strahlung emittierende Baugruppe - Google Patents

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Abstract

In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird eine elektromagnetische Strahlung emittierende Baugruppe (10) bereitgestellt. Die Baugruppe (10) weist einen Träger (12) und ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement (14), das über dem Träger (12) angeordnet ist, auf. Das Bauelement (14) weist eine erste Seite, die von dem Träger (12) abgewandt ist, eine zweite Seite, die dem Träger (12) zugewandt ist, und mindestens eine Seitenwand auf, die die erste Seite und die zweite Seite des elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelements (14) miteinander verbindet. Das elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelement (14) ist in einen Hüllkörper (20) eingebettet, der an die erste Seite und die Seitenwand des elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelements (14) grenzt. Elektromagnetische Strahlung, die mit Hilfe des elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelements (14) erzeugt wird, tritt durch den Hüllkörper (20) hindurch. Ein Vergussmaterial (24) umgibt den Hüllkörper (20) zumindest teilweise. Elektromagnetische Strahlung, die mit Hilfe des elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelements (14) erzeugt wird, tritt durch das Vergussmaterial (24). Ein Reflektorkörper (26) umgibt das Vergussmaterial (24) zumindest teilweise. Elektromagnetische Strahlung, die mit Hilfe des elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelements (14) erzeugt wird, wird von dem Reflektorkörper (26) reflektiert.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Strahlung emittierende Baugruppe
  • Bei einer herkömmlichen elektromagnetische Strahlung emittierende Baugruppe, die nachfolgend auch kurz als Baugruppe bezeichnet wird, wird ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement, das nachfolgend auch kurz als Bauelement bezeichnet wird, in ein Vergussmaterial und ein reflektierendes Material eingebettet. Das reflektierende Material grenzt in lateraler Richtung, also parallel zu einem Träger, auf dem das Bauelement angeordnet ist, an das Bauelement, insbesondere an Seitenwände des Bauelements. Das Vergussmaterial grenzt an eine erste Seite des Bauelements, die von dem Träger abgewandt ist.
  • Falls das Bauelement als Oberflächenemitter ausgebildet ist, so emittiert das Bauelement die elektromagnetisch Strahlung in das Vergussmaterial, das zumindest einen Teil der elektromagnetischen Strahlung in Richtung hin zu dem reflektierenden Material leiten kann. Falls das Bauelement als Volumenemitter ausgebildet ist, so emittiert das Bauelement die elektromagnetisch Strahlung in alle Richtungen, insbesondere hin zu dem Träger, in das Vergussmaterial und in lateraler Richtung über die Seitenwände in Richtung hin zu dem reflektierenden Material, so dass diese elektromagnetische Strahlung wieder zurück in das Bauelement reflektiert wird. Auf diese Weise kann die elektromagnetische Strahlung mehrfach von dem reflektierenden Material reflektiert werden, wodurch sich die Effizienz der Baugruppe verschlechtert und das reflektierende Material schnell verschleißt. Darüber hinaus kann die elektromagnetische Strahlung mehrfach in Richtung hin zu dem Träger reflektiert werden, wodurch dieser schnell verschleißt. Dadurch kann sich die Lebensdauer der Baugruppe verkürzen.
  • Außerdem kann während des Herstellungsprozesses das reflektierende Material in noch flüssigem oder zumindest zähflüssigem Zustand aufgrund von Oberflächeneffekten an den Seitenwänden des Bauelements entlang kriechen und sogar Bereiche der ersten Seite des Bauelements bedecken, wodurch die Effizienz der Baugruppe verschlechtert wird.
  • In verschiedenen Ausführungsformen wird ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement bereitgestellt, das einfach und günstig herstellbar ist und/oder eine hohe Effizienz und/oder lange Lebensdauer hat.
  • In verschiedenen Ausführungsformen wird eine elektromagnetische Strahlung emittierende Baugruppe bereitgestellt. Die Baugruppe weist einen Träger und ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement, das über dem Träger angeordnet ist, auf. Das elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelement weist eine erste Seite, die von dem Träger abgewandt ist, eine zweite Seite, die dem Träger zugewandt ist, und mindestens eine Seitenwand auf, die die erste Seite und die zweite Seite des elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelements miteinander verbindet. Ein Hüllkörper, in den das elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelement eingebettet ist, grenzt an die erste Seite und die Seitenwand des elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelements. Der Hüllkörper ist so ausgebildet, dass elektromagnetische Strahlung, die mit Hilfe des elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelements erzeugt wird, durch den Hüllkörper tritt. Ein Vergussmaterial umgibt den Hüllkörper zumindest teilweise. Das Vergussmaterial ist so ausgebildet, dass elektromagnetische Strahlung, die mit Hilfe des elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelements erzeugt wird, durch das Vergussmaterial tritt. Ein Reflektorkörper, der das Vergussmaterial umgibt, ist so ausgebildet, dass er elektromagnetische Strahlung, die mit Hilfe des elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelements erzeugt wird, reflektiert.
  • Die elektromagnetische Strahlung emittierende Baugruppe wird nachfolgend auch als Baugruppe bezeichnet. Das elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelement wird nachfolgend auch als Bauelement bezeichnet. Die elektromagnetische Strahlung wird nachfolgend auch als Strahlung bezeichnet.
  • Das Einbetten des Bauelements in den Hüllkörper, insbesondere so, dass mindestens die eine Seitenwand an den Hüllkörper grenzt, bewirkt, dass die von dem Bauelement erzeugte Strahlung seitlich, also an der mindestens einen Seitenwand, aus dem Bauelement austreten kann. Der Hüllkörper kann beispielsweise transparent, im Wesentlichen transparent oder transluzent ausgebildet sein. Die seitlich aus dem Bauelement ausgetretene Strahlung kann dann auf das reflektierende Material treffen und reflektiert werden. Eine Wahrscheinlichkeit, dass die Strahlung zurück in das Bauelement und/oder auf den Träger reflektiert wird, ist dabei geringer, als bei einer herkömmlichen Baugruppe, bei der das reflektierende Material direkt an die Seitenwand des Bauelements grenzt. Dadurch kann verglichen mit einer herkömmlichen Baugruppe auf einfache und günstige Weise ein Verschleiß der Baugruppe verringert und die Lebensdauer verlängert werden. Ferner grenzt das reflektierende Material nicht an das Bauelement sondern an den Hüllkörper und das Material des Hüllkörpers kann so gewählt werden, dass während des Herstellungsverfahrens das reflektierende Material nicht an dem Hüllkörper entlang kriechen kann und die Seitenwand und/oder die erste Seite des Bauelements bedecken kann. Dies kann zu einer hohen Effizienz der Baugruppe beitragen.
  • Die elektromagnetische Strahlung, die mit Hilfe des Bauelements erzeugt wird, kann elektromagnetische Strahlung sein, die direkt in dem Bauelement erzeugt wird und die in verschiedenen Ausführungsformen als Anregungsstrahlung bezeichnet werden kann, oder kann elektromagnetische Strahlung sein, die aufgrund der von dem Bauelement erzeugten Strahlung erzeugt wird und die in verschiedenen Ausführungsformen als Konversionsstrahlung bezeichnet werden kann. Die Konversionsstrahlung kann beispielsweise von Leuchtstoffen abgegebene Strahlung sein, die mit Hilfe der Anregungsstrahlung angeregt wurden.
  • Zusätzlich zu der einen Seitenwand kann das Bauelement eine zweite, dritte und/oder vierte Seitenwand aufweisen, die die erste Seite des Bauelements mit der zweiten Seite des Bauelements verbinden und an die der Hüllkörper angrenzt. Beispielsweise kann das Bauelement bis auf die zweite Seite an allen Seiten und Seitenwänden an den Hüllkörper grenzen. Dass die Baugruppe bereitgestellt wird, kann beispielsweise bedeuten, dass die Baugruppe ausgebildet wird. Der Träger kann beispielsweise ein Substrat, ein Leiterahmen oder eine Leiterplatte sein und/oder Keramik, Metall, Kunststoff und/oder ein Halbleitermaterial aufweisen. Das Bauelement kann beispielsweise ein Volumenemitter („Volume Emitter“) sein und/oder auf einem Saphir-Chip oder einem SiC-Chip basieren. Die elektromagnetische Strahlung kann beispielsweise Licht, beispielsweise blaues Licht, sein.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen weist die Baugruppe eine Spiegelschicht auf. Die Spiegelschicht ist zwischen dem elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement und dem Träger angeordnet. Die Spiegelschicht ist so ausgebildet, dass sie elektromagnetische Strahlung, die mit Hilfe des elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelements erzeugt wird, in Richtung weg von dem Träger reflektiert. Die Spiegelschicht trägt somit dazu bei, dass wenig oder gar keine Strahlung auf den Träger trifft. Somit trägt die Spiegelschicht dazu bei, dass die Baugruppe wenig verschleißt und eine lange Lebensdauer hat. Darüber hinaus kann die Spiegelschicht dazu beitragen, dass mehr Strahlung aus der Baugruppe ausgekoppelt werden kann, wodurch sich die Effizienz der Baugruppe verbessert.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen ist die Spiegelschicht von einer reflektierenden Haftmittelschicht gebildet, mittels der das elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelement an dem Träger befestigt ist. In anderen Worten kann die Haftmittelschicht zum Befestigen des Bauelements an dem Träger reflektierend ausgebildet sein, und so als Spiegelschicht dienen. Die Haftmittelschicht kann beispielsweise eine haftendes Trägermaterial aufweisen, in das reflektierende Partikel eingebettet sind. Die Haftmittelschicht kann beispielsweise Klebstoff, Harz, Silikon und/oder Lot aufweisen. Die reflektierenden Partikel können beispielsweise TiO2 oder Cristobalit aufweisen.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen weist der Hüllkörper ein erstes Trägermaterial und ein erstes Füllmaterial auf. Das erste Füllmaterial ist in das erste Trägermaterial eingebettet. Das erste Trägermaterial kann beispielsweise Silikon oder Epoxidharz aufweisen. Das erste Trägermaterial kann beispielsweise transparent, im Wesentlichen transparent oder transluzent ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Hüllkörper ein Material mit einem hohen Brechungsindex aufweisen.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen weist das erste Füllmaterial Leuchtstoff auf. Der Leuchtstoff kann zum Konvertieren der Anregungsstrahlung und zum Erzeugen der Konversionsstrahlung dienen. In anderen Worten kann der Hüllkörper als Konversionselement zum Konvertieren der Strahlung bezüglich ihrer Wellenlänge ausgebildet sein.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen weist das Vergussmaterial ein zweites Trägermaterial und ein zweites Füllmaterial auf. Das zweite Füllmaterial ist in das zweite Trägermaterial eingebettet. Das zweite Trägermaterial kann beispielsweise Silikon oder Epoxidharz aufweisen. Das zweite Trägermaterial kann beispielsweise transparent, im Wesentlichen transparent oder transluzent ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Vergussmaterial einen niedrigen Brechungsindex aufweisen, beispielsweise einen niedrigeren als das Material des Hüllkörpers.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen weist das zweite Füllmaterial Leuchtstoff auf. In anderen Worten kann das Vergussmaterial als Konversionselement zum Konvertieren der Strahlung bezüglich ihrer Wellenlänge ausgebildet sein.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen liegt ein minimaler Abstand zwischen der Seitenwand des Bauelements und dem Vergussmaterial in einem Bereich zwischen 10 µm und 1 mm und/oder zwischen 100 µm und 500 µm, beispielsweise bei ungefähr 300 µm. Dies kann dazu beitragen, dass ausreichend Strahlung seitlich aus dem Bauelement austreten kann und dass dadurch die Lebensdauer der Baugruppe verlängert, der Verschleiß reduziert und die Effizienz verbessert werden kann.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen ist der Hüllkörper kuppelförmig ausgebildet. In anderen Worten kann der Hüllkörper halbkugelförmig oder domförmig ausgebildet sein. Dies kann dazu beitragen, dass die Baugruppe besonders effizient ist.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen grenzt zumindest ein Abschnitt des Hüllkörpers in lateraler Richtung an einen Barrierenkörper. Der Abschnitt kann beispielsweise ein an den Träger oder gegebenenfalls an die Spiegelschicht angrenzender Abschnitt des Hüllkörpers sein. Der Barrierenkörper kann beispielsweise auf dem Träger oder der Spiegelschicht ausgebildet sein. Alternativ dazu kann der Barrierenkörper von dem Träger oder der Spiegelschicht gebildet sein. Der Barrierenkörper kann sich beispielsweise rahmenförmig oder ringförmig um das Bauelement und/oder den Hüllkörper herum erstrecken. Der Trägerkörper ermöglicht, das Material des Hüllkörpers in flüssigem oder zähflüssigem Zustand auf den Träger bzw. die Spiegelschicht innerhalb des Barrierenkörpers aufzubringen, ohne dass das Material des Hüllkörpers über den Barrierenkörper fließt und so in dem dafür vorgesehenen Bereich innerhalb des Barrierenkörpers verbleibt.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen weist der Barrierenkörper ein reflektierendes Material auf. Das reflektierende Material kann beispielsweise in den Barrierenkörper eingebettet sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Barrierenkörper mit dem reflektierenden Material beschichtet sein und/oder von diesem gebildet sein. Das reflektierende Material kann beispielsweise TiO2 oder Cristobalit sein.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen ist das elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelement ein Volumenemitter. Der Volumenemitter ist ein Strahlung emittierender Chip. Bei dem Volumenemitter wird die Strahlung unter anderem in dem vom dem Substrat des Chips gebildeten Volumen erzeugt und über die erste Seite und die Seitenwände des Bauelements emittiert. Der Volumenemitter ist beispielsweise ein auf Saphir basierender Chip.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen ist der Hüllkörper mit einer Hüllkörperschicht beschichtet. Die Hüllkörperschicht kann beispielsweise vor Anordnen des Vergussmaterials mittels Dispensens, insbesondere Jet Dispensens, Druckens oder Sprühens auf den Hüllkörper aufgebracht werden. Alternativ oder zusätzlich kann das Material der Hüllkörperschicht in das Vergussmaterial eingebracht werden und kann sich nach dem Anordnen des Vergussmaterials auf dem Hüllkörper absetzen und sedimentieren.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen ist das elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelement mit einer Bauelementschicht beschichtet.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen weist die Hüllköperschicht und/oder die Bauelementschicht Leuchtstoff auf.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
  • Es zeigen
  • 1 ein Ausführungsbeispiel einer elektromagnetische Strahlung emittierenden Baugruppe;
  • 2 ein Ausführungsbeispiel einer elektromagnetische Strahlung emittierenden Baugruppe;
  • 3 ein Ausführungsbeispiel einer elektromagnetische Strahlung emittierenden Baugruppe;
  • 4 ein Ausführungsbeispiel einer elektromagnetische Strahlung emittierenden Baugruppe.
  • In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser Beschreibung bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsbeispiele gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „vorderes“, „hinteres“, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsbeispielen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsbeispiele benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
  • Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe "verbunden", "angeschlossen" sowie "gekoppelt" verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
  • Eine elektromagnetische Strahlung emittierende Baugruppe kann ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement und einen, zwei oder mehr optisch funktionelle Körper, Materialien und/oder ein Gehäuse aufweisen. Ein optisch funktioneller Körper bzw. ein optisch funktionelles Material kann elektromagnetische Strahlung beeinflussen und/oder leiten bzw. führen. Das Beeinflussen der elektromagnetischen Strahlung kann beispielsweise ein Streuen, Reflektieren und/oder Konvertieren der elektromagnetischen Strahlung umfassen. Ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement kann beispielsweise ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Halbleiter-Bauelement sein und/oder als eine elektromagnetische Strahlung emittierende Diode, als eine organische elektromagnetische Strahlung emittierende Diode, als ein elektromagnetische Strahlung emittierender Transistor oder als ein organischer elektromagnetische Strahlung emittierender Transistor ausgebildet sein. Die Strahlung kann beispielsweise Licht im sichtbaren Bereich, UV-Licht und/oder Infrarot-Licht sein. In diesem Zusammenhang kann das elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelement beispielsweise als Licht emittierende Diode (light emitting diode, LED) als organische Licht emittierende Diode (organic light emitting diode, OLED), als Licht emittierender Transistor oder als organischer Licht emittierender Transistor ausgebildet sein. Das Licht emittierende Bauelement kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen Teil einer integrierten Schaltung sein. Weiterhin kann eine Mehrzahl von Licht emittierenden Bauelementen in einer elektromagnetische Strahlung emittierenden Baugruppe vorgesehen sein, beispielsweise untergebracht in einem gemeinsamen Gehäuse. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann ein optoelektronisches Bauelement als ein Top- und/oder Bottom-Emitter eingerichtet sein. Ein Top- und/oder Bottom-Emitter kann auch als optisch transparentes Bauelement, beispielsweise eine transparente organische Leuchtdiode, bezeichnet werden.
  • Die elektromagnetische Strahlung emittierende Baugruppe wird nachfolgend auch als Baugruppe bezeichnet. Das elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelement wird nachfolgend auch als Bauelement bezeichnet. Die elektromagnetische Strahlung wird nachfolgend auch als Strahlung bezeichnet.
  • Unter dem Begriff „transluzent“ bzw. „transluzente Schicht“ kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen verstanden werden, dass eine Schicht für Licht durchlässig ist, beispielsweise für das von dem lichtemittierenden Bauelement erzeugte Licht, beispielsweise einer oder mehrerer Wellenlängenbereiche, beispielsweise für Licht in einem Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts (beispielsweise zumindest in einem Teilbereich des Wellenlängenbereichs von 380 nm bis 780 nm). Beispielsweise ist unter dem Begriff „transluzente Schicht“ in verschiedenen Ausführungsbeispielen zu verstehen, dass im Wesentlichen die gesamte in eine Struktur (beispielsweise eine Schicht) eingekoppelte Lichtmenge auch aus der Struktur (beispielsweise Schicht) ausgekoppelt wird, wobei ein Teil des Licht hierbei gestreut werden kann
  • Unter dem Begriff „transparent“ oder „transparente Schicht“ kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen verstanden werden, dass eine Schicht für Licht durchlässig ist (beispielsweise zumindest in einem Teilbereich des Wellenlängenbereichs von 380 nm bis 780 nm), wobei in eine Struktur (beispielsweise eine Schicht) eingekoppeltes Licht im Wesentlichen ohne Streuung oder Lichtkonversion auch aus der Struktur (beispielsweise Schicht) ausgekoppelt wird.
  • Bei einer stoffschlüssigen Verbindung kann der erste Körper mit dem zweiten Körper mittels atomarer und/oder molekularer Kräfte verbunden sein. Stoffschlüssige Verbindungen können häufig nicht lösbare Verbindungen sein. In verschiedenen Ausgestaltungen kann eine stoffschlüssige Verbindung beispielsweise als eine Klebeverbindung, eine Lotverbindung, beispielsweise eines Glaslotes oder eines Metalotes, oder als eine Schweißverbindung realisiert sein.
  • 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer elektromagnetische Strahlung emittierenden Baugruppe 10. Die Baugruppe 10 weist einen Träger 12, ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement 14, einen Hüllkörper 20 und Vergussmaterial 24 auf. Das Bauelement 14 ist über dem Träger 12 angeordnet. Das Bauelement 14 weist eine von dem Träger 12 abgewandte erste Seite, eine dem Träger 12 zugewandte zweite Seite und Seitenwände auf, die die erste Seite mit der zweiten Seite verbinden. Das Bauelement 14 ist beispielsweise als Volumenemitter ausgebildet. Der Volumenemitter emittiert die Strahlung nicht nur an der ersten Seite sondern auch an den Seitenwänden des Volumenemitters und an der zweiten Seite des Bauelements 14. In anderen Worten emittiert das Bauelement 14 die Strahlung in Richtung senkrecht zu der Oberfläche des Trägers 12 und senkrecht zu dieser Richtung, also in lateraler Richtung. Die laterale Richtung bezeichnet in dieser Anmeldung eine Richtung, die parallel zu einer Oberfläche des Trägers 12 ist, auf der das Bauelement 14 angeordnet ist. Der Volumenemitter kann beispielsweise ein Chip sein, der auf einem Saphirsubstrat basiert. Der Träger 12 kann beispielsweise Keramik, Metall, Kunststoff, ein Halbleitermaterial und/oder Harz aufweisen. Der Träger 12 kann beispielsweise ein Leiterrahmen, eine Leiterplatte und/oder ein Substrat sein.
  • Das Bauelement 14 ist in den Hüllkörper 20 eingebettet, so dass die erste Seite des Bauelements 14 und die Seitenwände des Bauelements 14 in direktem körperlichen Kontakt mit dem Material des Hüllkörpers 20 sind. In anderen Worten grenzt der Hüllkörper 20 an die Seitenwände und die erste Seite des Bauelements 14. Das Material des Hüllkörpers 20 kann also optisch funktionelles Material bezeichnet werden. Der Hüllkörper 20 kann beispielsweise transparent oder transluzent ausgebildet sein, so dass die Strahlung über die erste Seite und die Seitenwände des Bauelements 14 aus dem Bauelement 14 austreten kann. Optional kann der Hüllkörper 20 Leuchtstoff zum Konvertieren von mittels des Bauelements 14 erzeugter Strahlung aufweisen. Beispielsweise kann der Hüllkörper 20 ein erstes Trägermaterial, das beispielsweise Silikon oder Harz aufweisen kann, und ein erstes Füllmaterial, das beispielsweise Leuchtstoff aufweisen kann, aufweisen. Die von dem Bauelement 14 erzeugte Strahlung und gegebenenfalls die mittels des Bauelements 14 erzeugte Strahlung, beispielsweise von den Leuchtstoffen abgegebene Konversionsstrahlung, tritt durch den Hüllkörper 20 und in das Vergussmaterial 24.
  • Das Vergussmaterial 24 kann beispielswese transparent oder transluzent ausgebildet sein. Optional kann das Vergussmaterial 24 Leuchtstoff aufweisen. Beispielsweise kann das Vergussmaterial 24 ein zweites Trägermaterial, das beispielsweise Silikon oder Harz aufweisen kann, und ein zweites Füllmaterial, das beispielsweise Leuchtstoff aufweisen kann, aufweisen.
  • Übliche Leuchtstoffe sind beispielsweise Granate oder Nitride Silikate, Nitride, Oxide, Phosphate, Borate, Oxynitride, Sulfide, Selenide, Aluminate, Wolframate, und Halide von Aluminium, Silizium, Magnesium, Calcium, Barium, Strontium, Zink, Cadmium, Mangan, Indium, Wolfram und anderen Übergangsmetallen, oder Seltenerdmetallen wie Yttrium, Gadolinium oder Lanthan, die mit einem Aktivator, wie zum Beispiel Kupfer, Silber, Aluminium, Mangan, Zink, Zinn, Blei, Cer, Terbium, Titan, Antimon oder Europium dotiert sind. In verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung ist der Leuchtstoff ein oxidischer oder (oxi-)nitridischer Leuchtstoff, wie ein Granat, Orthosilikat, Nitrido(alumo)silikat, Nitrid oder Nitridoorthosilikat, oder ein Halogenid oder Halophosphat. Konkrete Beispiele für geeignete Leuchtstoffe sind Strontiumchloroapatit:Eu ((Sr,Ca)5(PO4)3Cl:Eu; SCAP), Yttrium-Aluminium-Granat:Cer (YAG:Ce) oder CaAlSiN3:Eu. Ferner können im Leuchtstoff bzw. Leuchtstoffgemisch beispielsweise Partikel mit Licht streuenden Eigenschaften und/oder Hilfsstoffe enthalten sein. Beispiele für Hilfsstoffe schließen Tenside und organische Lösungsmittel ein. Beispiele für Licht streuende Partikel sind Gold-, Silber- und Metalloxidpartikel.
  • Die Leuchtstoffe werden mit Hilfe der von dem Bauelement 14 erzeugten Strahlung, die in diesem Zusammenhang auch als Anregungsstrahlung bezeichnet werden kann, energetisch angeregt. Beim nachfolgenden energetischen Abregen emittieren die Leuchtstoffe Licht einer oder mehrerer vorgegebener Farben. Es findet somit eine Konversion der Anregungsstrahlung statt, wodurch die Konversionsstrahlung erzeugt wird. Bei der Konversion werden die Wellenlängen der Anregungsstrahlung zu kürzeren oder längeren Wellenlängen verschoben. Die Farben können Einzelfarben oder Mischfarben sein. Die Einzelfarben können beispielsweise grünes, rotes oder gelbes Licht aufweisen und/oder die Mischfarben können beispielsweise aus grünem, rotem und/oder gelbem Licht gemischt sein und/oder beispielsweise weißes Licht aufweisen. Zusätzlich kann blaues Licht bereitgestellt werden, beispielsweise indem der Hüllkörper 14 und/oder das Vergussmaterial 24 so ausgebildet werden, dass zumindest teilweise nicht konvertierte Anregungsstrahlung die Baugruppe 10 als nutzbares Beleuchtungslicht verlässt. Beispielsweise können Grün, Rot und Gelb mit Hilfe von blauem Licht dargestellt werden. Bei Verwendung von UV-Licht als Anregungsstrahlung können die Leuchtstoffe auch so gewählt werden, dass sie Rot, Grün, Blau und Gelb darstellen.
  • Ein Reflektorkörper 26 umgibt das Vergussmaterial 24 in lateraler Richtung. Der Reflektorkörper 22 kann beispielsweise von einer reflektierenden Schicht gebildet sein. Der Reflektorkörper 26 kann beispielsweise Silikon aufweisen, in das reflektierende Partikel, beispielsweise TiO2 und/oder Cristobalit eingebettet sind. Der Reflektorkörper 26 kann zumindest teilweise über dem Träger 12 und/oder über dem Barrierenkörper 22 angeordnet sein und sich bis hin zu dem Hüllkörper 20 erstrecken. Der Hüllkörper 20 ist vorzugsweise so ausgebildet, dass beim Aufbringen des Materials des Reflektorkörpers 26, beispielsweise in zähflüssigem oder flüssigem Zustand das Material des Reflektorkörpers 26 nicht aufgrund von Oberflächeneffekten an dem Hüllkörper 20 in Richtung weg von dem Träger 12 entlang kriecht.
  • Zwischen dem Bauelement 14 und dem Träger 12 kann optional eine Spiegelschicht 16 ausgebildet sein. Die Spiegelschicht 16 dient zum Reflektieren von Strahlung, die von dem Bauelement 14 erzeugt wird und in Richtung hin zu der Spiegelschicht 16 abgestrahlt oder reflektiert wird. Die Spiegelschicht 16 kann beispielsweise von einer Haftmittelschicht gebildet sein. Die Haftmittelschicht dient dazu, das Bauelement 14 an dem Träger 12 zu befestigen. Die Haftmittelschicht 12 kann das Bauelement 14 stoffschlüssig an dem Träger 12 befestigen. Die Spiegelschicht 16 kann ein reflektierendes Material, beispielsweise reflektierende Partikel, beispielsweise SiO2 und/oder Cristobalit und ein Trägermaterial, in das das reflektierende eingebettet sind und das beispielsweise die haftende Wirkung bewirkt, aufweisen.
  • Das Bauelement 14 weist nicht dargestellte elektrische Anschlüsse zum elektrischen Kontaktieren des Bauelements 14 auf. Beispielsweise kann das Bauelement 14 auf der ersten Seite des Bauelements 14 zwei elektrische Anschlüsse aufweisen, die mit Hilfe von Bonddrähten 18 mit dazu korrespondierenden nicht dargestellten elektrischen Kontaktflächen auf dem Träger 12 elektrisch kontaktiert sind.
  • Auf dem Träger 12 ist ein Barrierenkörper 22 angeordnet und/oder ausgebildet. Der Barrierenkörper 22 erstreckt sich um den Hüllkörper 20 herum, so dass der Hüllkörper 20 in einem dem Träger 12 zugewandten Bereich in lateraler Richtung an den Barrierenkörper 22 angrenzt.
  • Beim Herstellen der Baugruppe 10 kann zunächst der Träger 12 bereitgestellt, beispielswese ausgebildet, werden. Auf dem Träger 12 kann das Bauelement 14 und gegebenenfalls die Spiegelschicht 16 ausgebildet werden. Beispielsweise kann das Bauelement 14 mittels der Spiegelschicht 16 auf dem Träger 12 angeordnet und/oder befestigt werden. Optional kann der Barrierenkörper 22 auf dem Träger 12 ausgebildet werden. Alternativ dazu kann der Träger 12 so ausgebildet werden, dass er den Barrierenkörper 22 aufweist. In anderen Worten kann der Barrierenkörper 22 einstückig mit dem Träger 12 ausgebildet werden. Nachfolgend kann das Bauelement 14 mit Hilfe der Bonddrähte 18 elektrisch kontaktiert werden.
  • Das Material des Hüllkörpers 20 kann beispielsweise in zähflüssigem oder flüssigem Zustand auf das Bauelement 14 innerhalb des Barrierenkörpers 22 aufgebracht werden, wobei der Barrierenkörper 22 verhindern kann, dass das Material des Hüllkörpers über den Barrierenkörper 22 hinaustritt. In anderen Worten gibt der Barrierenkörper 22 eine Position und/oder eine Form des Hüllkörpers 20 in lateraler Richtung vor. Falls beispielsweise der Barrierenkörper 22 rahmenförmig, rechteckig oder quadratisch ausgebildet ist, so kann eine Basis des Hüllkörpers 20, die dem Träger 12 zugewandt ist, dementsprechend rechteckig bzw. quadratisch ausgebildet sein. Falls beispielsweise der Barrierenkörper 22 ringförmig, oval oder kreisrund ausgebildet ist, so kann eine Basis des Hüllkörpers 20, die dem Träger 12 zugewandt ist, dementsprechend oval bzw. kreisrund ausgebildet sein. Der Hüllkörper 20 als Ganzes kann beispielsweise halbkugelförmig, domförmig oder kuppelförmig ausgebildet sein. Nachfolgend kann das Material des Hüllkörpers 20 zumindest teilweise verfestigt, beispielsweise getrocknet und/oder gehärtet werden. Der Hüllkörper 20 kann beispielsweise so ausgebildet werden, dass die Bonddrähte und/oder die elektrischen Kontakte des Trägers 12 vollständig oder teilweise in von dem Hüllkörper 20 umgeben und/oder in den Hüllkörper 20 eingebettet sind.
  • Nachfolgend kann der Reflektorkörper 26 ausgebildet werden. Beispielsweise wird der Reflektorkörper 26 als Schicht auf eine nicht dargestellte Innenwandung eines nicht dargestellten Gehäuses der Baugruppe 10 aufgebracht, wobei die Innenwandung des Gehäuses beispielsweise in lateraler Richtung an den Reflektorkörper 26 angrenzen kann. Der Träger 12 kann beispielsweise an dem Gehäuse befestigt oder von dem Gehäuse gebildet sein. Nach einem zumindest teilweisen Verfestigen, Trocknen und/oder Härten des Reflektorkörpers 26 kann das Vergussmaterial 24 in die von dem Reflektorkörper 26 gebildete Ausnehmung über dem Hüllkörper 20 und über dem Träger 12 ausgebildet werden.
  • Das Vergussmaterial 24 kann beispielsweise in flüssigem oder zähflüssigem Zustand aufgebracht werden, beispielsweise mittels Druckens, Sprühens, Tropfens und/oder Dispensens. Das Material des Hüllkörpers 20 kann beispielsweise einen relativ hohen Brechungsindex aufweisen. Das Vergussmaterial 24 kann beispielsweise einen relativ niedrigen Brechungsindex aufweisen. Beispielsweise kann der relativ hohe Brechungsindex höher sein als der relativ niedrige Brechungsindex.
  • 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Baugruppe 10, die beispielsweise weitgehend der im Vorhergehenden erläuterten Baugruppe 10 entsprechen kann. Bei der Baugruppe 10 ist das Vergussmaterial 24 transparent ausgebildet. Auch das Material des Hüllkörpers 20 ist transparent ausgebildet. An einer Außenseite des Hüllkörpers 20 ist eine Hüllkörperschicht 28 ausgebildet. Die Hüllkörperschicht 28 kann als Konversionsschicht dienen und/oder Leuchtstoff aufweisen. Die Hüllkörperschicht 28 kann beispielsweise nach dem Ausbilden des Hüllkörpers 20 und vor dem Einbringen des Vergussmaterials 24 und/oder vor dem Ausbilden des Reflektorkörpers 26 ausgebildet werden. Beispielsweise kann der Hüllkörper 20 besprüht oder bedruckt werden oder die Hüllkörperschicht 28 kann mittels Dispensens aufgebracht werden. Alternativ dazu kann das Material der Hüllkörperschicht 28 zunächst in das flüssige oder zähflüssige Vergussmaterial 24 eingebracht werden. Das Vergussmaterial 24 und Prozessparameter, wie beispielsweise eine Temperatur und/oder eine Viskosität des Vergussmaterials 24, können dann so vorgegeben werden, dass sich das Material der Hüllkörperschicht 28 in dem Vergussmaterial 24 absetzen und/oder sedimentieren kann und sich insbesondere auf die Außenseite des Hüllkörpers 20 absetzen kann und so die Hüllkörperschicht 28 bilden kann.
  • 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Baugruppe 10, die beispielsweise weitgehend einer der im Vorhergehenden erläuterten Baugruppen 10 entsprechen kann. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist das Vergussmaterial 24 Leuchtsoff auf. Alternativ kann das Vergussmaterial 24 keinen Leuchtstoff aufweisen und/oder transparent oder transluzent ausgebildet sein. Das Bauelement 14 weist eine Bauelementschicht 30 auf, die die erste Seite und die Seitenwände des Bauelements 14 bedeckt. Die Bauelementschicht 30 kann beispielsweise Leuchtstoff aufweisen und/oder als Konversionsschicht zum Konvertieren der von dem Bauelement 14 erzeugten elektromagnetischen Strahlung dienen. Die Bauelementschicht 30 kann beispielsweise mittels Sprühens und/oder Lackierens auf das Bauelement 14 aufgebracht werden. Falls sowohl die Bauelementschicht 30 als auch das Vergussmaterial 24 den Leuchtstoff aufweisen, so kann dadurch beispielsweise gezielt eine Mischung von farbigem Licht erreicht werden. Beispielsweise kann die Bauelementschicht 30 rotes Licht emittierenden Leuchtstoff und das Vergussmaterial 24 kann grünes Licht emittierenden Leuchtstoff aufweisen.
  • 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Baugruppe 10, die beispielsweise weitgehend einer der im Vorhergehenden erläuterten Baugruppen 10 entsprechen kann. Die Bonddrähte 18 sind zumindest teilweise außerhalb des Hüllkörpers 20 angeordnet. Alternativ oder zusätzlich sind die Spiegelschicht 16, der Barrierenkörper 22 und/oder der Reflektorkörper 26 so ausgebildet, dass der Träger 12 in Richtung hin zu dem Bauelement 14 vollständig abgedeckt und/oder vollständig vor der elektromagnetischen Strahlung des Bauelements 14 geschützt ist.
  • Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise können die unterschiedlichen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden. Beispielsweise kann die Hüllkörperschicht 28 mit der Bauelementschicht 30 kombiniert werden. In anderen Worten kann die Baugruppe 10 das Bauelement 14 mit der Bauelementschicht 30 und den Hüllkörper 20 mit der Hüllkörperschicht 28 aufweisen. Ferner kann zusätzlich Leuchtstoff in den Hüllkörper 20 und/oder dem Vergussmaterial 24 angeordnet sein. Ferner können zwei, drei oder mehr Bauelemente 14 in einem Hüllkörper 20 angeordnet bzw. eingebettet werden. Alternativ dazu kann die Baugruppe 10 mehrere Bauelemente 14 mit entsprechend mehreren Hüllkörpern 20 aufweisen. Ferner kann das Bauelement 14 ein oberflächenemittierendes Bauelement sein. Ferner können die elektrischen Anschlüsse des Bauelements 14 anders ausgebildet sein und/oder an anderen Stellen des Bauelements 14 ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Bauelement 14 an seiner zweiten Seite oder den Seitenwände einen, zwei oder mehr elektrische Anschlüsse aufweisen.

Claims (15)

  1. Elektromagnetische Strahlung emittierende Baugruppe (10) mit – einem Träger (12), – einem elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement (14), das über dem Träger (12) angeordnet ist und das aufweist eine erste Seite, die von dem Träger (12) abgewandt ist, eine zweite Seite, die dem Träger (12) zugewandt ist, und mindestens eine Seitenwand, die die erste Seite und die zweite Seite des elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelements (14) miteinander verbindet, – einem Hüllkörper (20), in den das elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelement (14) eingebettet ist, der an die erste Seite und die Seitenwand des elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelements (14) grenzt und der so ausgebildet ist, dass elektromagnetische Strahlung, die mit Hilfe des elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelements (14) erzeugt wird, durch den Hüllkörper (20) tritt, – einem Vergussmaterial (24), das den Hüllkörper (20) zumindest teilweise umgibt und das so ausgebildet ist, dass elektromagnetische Strahlung, die mit Hilfe des elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelements (14) erzeugt wird, durch das Vergussmaterial (24) tritt, und – einem Reflektorkörper (26), der das Vergussmaterial (24) zumindest teilweise umgibt und der so ausgebildet ist, dass elektromagnetische Strahlung, die mit Hilfe des elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelements (14) erzeugt wird, von dem Reflektorkörper (26) reflektiert wird.
  2. Elektromagnetische Strahlung emittierende Baugruppe (10) nach Anspruch 1, mit einer Spiegelschicht (16), die zwischen dem elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement (14) und dem Träger (12) angeordnet ist und die elektromagnetische Strahlung, die mit Hilfe des elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement (14) erzeugt wird, in Richtung weg von dem Träger (12) reflektiert.
  3. Elektromagnetische Strahlung emittierende Baugruppe (10) nach Anspruch 2, bei der die Spiegelschicht (16) von einer reflektierenden Haftmittelschicht gebildet ist, mittels der das elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelement (14) an dem Träger (12) befestigt ist.
  4. Elektromagnetische Strahlung emittierende Baugruppe (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der der Hüllkörper (20) ein erstes Trägermaterial und ein erstes Füllmaterial aufweist und bei der das erste Füllmaterial in das erste Trägermaterial eingebettet ist.
  5. Elektromagnetische Strahlung emittierende Baugruppe (10) nach Anspruch 4, bei der das erste Füllmaterial Leuchtstoff aufweist.
  6. Elektromagnetische Strahlung emittierende Baugruppe (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der das Vergussmaterial (24) ein zweites Trägermaterial und ein zweites Füllmaterial aufweist und bei der das zweite Füllmaterial in das zweite Trägermaterial eingebettet ist.
  7. Elektromagnetische Strahlung emittierende Baugruppe (10) nach Anspruch 6, bei der das zweite Füllmaterial Leuchtstoff aufweist.
  8. Elektromagnetische Strahlung emittierende Baugruppe (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der ein minimaler Abstand zwischen der Seitenwand des elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelements (14) und dem Vergussmaterial (24) in einem Bereich liegt zwischen 10 µm und 1 mm und/oder zwischen 100 µm und 500 µm.
  9. Elektromagnetische Strahlung emittierende Baugruppe (10) nach Anspruch 8, bei der der Hüllkörper (20) kuppelförmig ausgebildet ist.
  10. Elektromagnetische Strahlung emittierende Baugruppe (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der zumindest ein Abschnitt des Hüllkörpers (20) in lateraler Richtung an einen Barrierenkörper (22) grenzt.
  11. Elektromagnetische Strahlung emittierende Baugruppe (10) nach Anspruch 10, bei der der Barrierenkörper (22) ein reflektierendes Material aufweist.
  12. Elektromagnetische Strahlung emittierende Baugruppe (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der das elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelement (14) ein Volumenemitter ist.
  13. Elektromagnetische Strahlung emittierende Baugruppe (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der der Hüllkörper (20) mit einer Hüllkörperschicht (28) beschichtet ist.
  14. Elektromagnetische Strahlung emittierende Baugruppe (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der das elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelement (14) mit einer Bauelementschicht (30) beschichtet ist.
  15. Elektromagnetische Strahlung emittierende Baugruppe (10) nach einem der Ansprüche 13 oder 14, bei der die Hüllköperschicht (28) und/oder die Bauelementschicht (30) Leuchtstoff aufweist.
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