-
PRIORITÄTSANGABEN
-
Gemäß Artikel 35 Paragraph 119 U. S. C. beansprucht die vorliegende Anmeldung die Priorität der
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2019-0011204 , die am 29. Januar 2019 beim Koreanischen Amt für Geistiges Eigentum (KIPO) eingereicht wurde, und deren Inhalt hierin durch Bezugnahme vollinhaltlich aufgenommen ist.
-
HINTERGRUND
-
Gebiet
-
Beispielhafte Ausführungsformen betreffen ein lichtemittierendes Vorrichtungspaket und ein Verfahren zur Herstellung desselben. Insbesondere betreffen die beispielhaften Ausführungsformen ein lichtemittierendes Vorrichtungspaket, das eine lichtemittierende Vorrichtung, die auf einem Metallsubstrat und nicht auf einen Leiterrahmen montiert ist, und eine Leuchtstoffschicht auf der lichtemittierenden Vorrichtung beinhaltet, und ein Verfahren zur Herstellung desselben.
-
Beschreibung des einschlägigen Stands der Technik
-
Bei der Herstellung eines lichtemittierenden Vorrichtungspakets kann eine Leuchtstoffschicht mit einem KSF-Leuchtstoff für eine breite Farbgamut-Leistung verwendet werden. Angesichts der Wahrscheinlichkeit, dass der KSF-Leuchtstoff sich feuchtigkeitsbedingt verschlechtert, ist eine Betriebssicherheit nur schwer zu gewährleisten.
-
KURZFASSUNG
-
Gemäß einem Aspekt wird ein lichtemittierendes Vorrichtungspaket mit einer ganz besonders breiten Farbgamut-Leistung und wärmeableitenden Eigenschaft bereitgestellt.
-
Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren zum Herstellen des lichtemittierenden Vorrichtungspakets bereitgestellt.
-
Gemäß einem Aspekt von einer oder mehreren beispielhaften Ausführungsformen weist ein Verfahren zur Herstellung eines lichtemittierenden Vorrichtungspakets ein Bereitstellen eines Metallsubstrats mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche, die einander gegenüberliegen; ein Ätzen der ersten Oberfläche des Metallsubstrats, um einen ersten unteren Elektrodenabschnitt und einen zweiten unteren Elektrodenabschnitt auszubilden, die durch eine erste Nut voneinander getrennt sind; ein Ausbilden eines Isolierungsträgerelements, das die erste Nut füllt; ein Ätzen der zweiten Oberfläche des Metallsubstrats, um einen ersten oberen Elektrodenabschnitt und einen zweiten oberen Elektrodenabschnitt jeweils auf dem ersten unteren Elektrodenabschnitt und dem zweiten unteren Elektrodenabschnitt auszubilden, wobei der erste obere Elektrodenabschnitt und der zweite obere Elektrodenabschnitt durch eine mit der ersten Nut verbundene zweite Nut voneinander getrennt sind; ein Stapeln einer lichtemittierenden Vorrichtung auf einen Doppel-Leuchtstofffilm mit einer Barriereschicht und einer Leuchtstoffschicht, um eine gestapelte Struktur auszubilden; ein Anordnen der gestapelten Struktur auf dem Metallsubstrat derart, dass die lichtemittierende Vorrichtung auf dem ersten oberen Elektrodenabschnitt und dem zweiten oberen Elektrodenabschnitt montiert ist; und ein Ausbilden eines Dichtungselements auf dem Isolierungsträgerelement und dem ersten oberen Elektrodenabschnitt und dem zweiten oberen Elektrodenabschnitt, um die lichtemittierende Vorrichtung und den Doppel-Leuchtstofffilm zu bedecken.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt von einer oder mehreren beispielhaften Ausführungsformen weist das Verfahren zur Herstellung eines lichtemittierenden Vorrichtungspakets ein Ausbilden eines Montagesubstrats, das einen ersten unteren Elektrodenabschnitt und einen zweiten unteren Elektrodenabschnitt, die durch eine erste Nut getrennt sind, einen ersten oberen Elektrodenabschnitt und einen zweiten oberen Elektrodenabschnitt, die durch eine mit der ersten Nut verbundene zweite Nut getrennt sind und jeweils auf dem ersten unteren Elektrodenabschnitt und dem zweiten unteren Elektrodenabschnitt angeordnet sind, und ein Isolierungsträgerelement beinhaltet, das die erste Nut füllt; ein Stapeln einer lichtemittierenden Vorrichtung auf einem Doppel-Leuchtstofffilm mit einer Barriereschicht und einer Leuchtstoffschicht zum Ausbilden einer gestapelten Struktur; ein Anordnen der gestapelten Struktur auf dem Montagesubstrat derart, dass die lichtemittierende Vorrichtung auf dem ersten oberen Elektrodenabschnitt und dem zweiten oberen Elektrodenabschnitts montiert ist; und ein Ausbilden eines Dichtungselements auf dem Isolierungsträgerelement und dem ersten oberen Elektrodenabschnitt und dem zweiten oberen Elektrodenabschnitt auf, um die lichtemittierende Vorrichtung und den Doppel-Leuchtstofffilm zu bedecken.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt von einer oder mehreren beispielhaften Ausführungsformen weist ein lichtemittierendes Vorrichtungspaket ein Montagesubstrat auf, das einen ersten unteren Elektrodenabschnitt und einen zweiten unteren Elektrodenabschnitt, die durch eine erste Nut getrennt sind, einen ersten oberen Elektrodenabschnitt und einen zweiten oberen Elektrodenabschnitt, die durch eine mit der ersten Nut verbundene zweite Nut getrennt sind und jeweils auf dem ersten unteren Elektrodenabschnitt und dem zweiten unteren Elektrodenabschnitt angeordnet sind, und ein Isolierungsträgerelement beinhaltet, das die erste Nut füllt; eine lichtemittierende Vorrichtung, die auf dem ersten oberen Elektrodenabschnitt und dem zweiten oberen Elektrodenabschnitts des Montagesubstrats montiert ist; einen Doppel-Leuchtstofffilm, der eine obere Oberfläche der lichtemittierenden Vorrichtung bedeckt, der eine sequentiell aufeinandergestapelte Leuchtstoffschicht und eine Barriereschicht beinhaltet und eine Dicke von etwa 200 µm oder weniger aufweist; und ein Dichtungselement auf dem Montagesubstrat, das die lichtemittierende Vorrichtung und eine seitliche Oberfläche des Doppel-Leuchtstofffilms bedeckt.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt von einer oder mehreren beispielhaften Ausführungsformen weist ein lichtemittierendes Vorrichtungspaket ein Montagesubstrat, das eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode, die durch eine Nut voneinander getrennt sind, und ein Isolierungsträgerelement in der Nut beinhaltet, wobei eine erste Höhe des Isolierungsträgerelements von dem Montagesubstrat geringer ist als eine zweite Höhe der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode; eine lichtemittierende Vorrichtung, die auf der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode montiert ist; einen Doppel-Leuchtstofffilm, der eine Leuchtstoffschicht und eine Barriereschicht aufweist und eine Dicke von etwa 200 µm oder weniger aufweist, wobei der Doppel-Leuchtstofffilm eine obere Oberfläche der lichtemittierenden Vorrichtung bedeckt; und ein Dichtungselement auf dem Montagesubstrat auf, das die lichtemittierende Vorrichtung und den Doppel-Leuchtstofffilm bedeckt.
-
Figurenliste
-
Beispielhafte Ausführungsformen werden unter Bezugnahme auf die nachstehende ausführliche Beschreibung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine Draufsicht, die ein lichtemittierendes Vorrichtungspaket gemäß den beispielhaften Ausführungsformen darstellt;
- 2 eine Schnittansicht, die entlang der Linie I-I' in 1 erstellt wurde;
- 3 eine Schnittansicht, die entlang der Linie II-II' in 1 erstellt wurde;
- 4 eine Untersicht, die das lichtemittierende Vorrichtungspaket von 1 darstellt;
- 5, 7, 11 u. 19 sind Draufsichten, die Stufen der Herstellung eines lichtemittierenden Vorrichtungspakets gemäß den beispielhaften Ausführungsformen darstellen;
- 6, 8, 9, 10, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27 und 28 sind Schnittansichten, die Stufen der Herstellung des lichtemittierenden Vorrichtungspaketes gemäß den beispielhaften Ausführungsformen darstellen;
- 29 eine Draufsicht des lichtemittierenden Vorrichtungspakets von 28;
- 30 eine Seitenansicht des lichtemittierenden Vorrichtungspakets von 28;
- 31 eine Untersicht des lichtemittierenden Vorrichtungspakets von 28;
- 32 eine Schnittansicht, die ein lichtemittierendes Vorrichtungspaket gemäß den beispielhaften Ausführungsformen darstellt;
- 33 u. 34 Schnittansichten, die Stufen der Herstellung eines lichtemittierenden Vorrichtungspakets gemäß den beispielhaften Ausführungsformen darstellen;
- 35 - 38 Draufsichten, die ein Montagesubstrat von einem lichtemittierenden Vorrichtungspaket gemäß den beispielhaften Ausführungsformen darstellen.
-
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
-
Den beispielhaften Ausführungsformen gemäß kann ein Montagesubstrat zum Montieren einer lichtemittierenden Vorrichtung durch Verwendung eines Metallsubstrats ausgebildet werden. Das Montagesubstrat kann einen ersten und einen zweiten Elektrodenabschnitt, die durch einen Schlitz voneinander beabstandet sind, und ein Isolierungsträgerelement, das einen unteren Abschnitt des Schlitzes füllt und eine seitliche Oberfläche von jeweils dem ersten und dem zweiten Elektrodenabschnitt bedeckt, beinhalten.
-
Eine obere Oberfläche des Isolierungsträgerelements kann so ausgebildet sein, dass sie niedriger ist als die oberen Oberflächen des ersten und des zweiten Elektrodenabschnitts ist, so dass dadurch ein Ausbreiten eines Lötpunkts während eines Flip-Chip-Bonding-Vorgangs verhindert wird. Der erste und der zweite Elektrodenabschnitt können so ausgebildet sein, dass sie eine Fläche aufweisen, die größer als eine Bonding-Fläche mit dem Lötpunkt ist, so dass dadurch eine hervorragende wärmeableitenden Eigenschaft bereitgestellt wird.
-
Zudem kann ein Doppel-Leuchtstofffilm, der eine Leuchtstoffschicht und eine Barriereschicht beinhaltet, an eine lichtemittierende Oberfläche der lichtemittierenden Vorrichtung angebracht werden. Die Leuchtstoffschicht kann einen Leuchtstoff mit einer ganz besonders breiten Farbgamut-Leistung beinhalten. Die Barriereschicht kann die Leuchtstoffschicht bedecken, so dass verhindert werden kann, dass sich der Leuchtstoff feuchtigkeitsbedingt verschlechtert.
-
Somit kann das lichtemittierende Vorrichtungspaket die ganz besonders breite Farbgamut-Leistung und wärmeableitenden Eigenschaften aufweisen.
-
Nachstehend werden die beispielhaften Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert.
-
1 ist eine Draufsicht, die ein lichtemittierendes Vorrichtungspaket gemäß den beispielhaften Ausführungsformen darstellt. 2 ist eine Schnittansicht, die entlang der Linie I-I' in 1 erstellt wurde. 3 ist eine Schnittansicht, die entlang der Linie II-II' in 1 erstellt wurde. 4 ist eine Untersicht, die das lichtemittierende Vorrichtungspaket in 1 darstellt.
-
Unter Bezugnahme auf 1 bis 4 kann ein lichtemittierendes Vorrichtungspaket 10 ein Montagesubstrat mit einem ersten Elektrodenabschnitt und einem zweiten Elektrodenabschnitt, die voneinander getrennt und isoliert sind, eine lichtemittierende Vorrichtung 200, die auf dem ersten dem zweiten Elektrodenabschnitt des Montagesubstrats montiert sind, einen Doppel-Leuchtstofffilm 300, der eine obere Oberfläche der lichtemittierenden Vorrichtung 200 bedeckt, und ein Dichtungselement 400 beinhalten, das die lichtemittierende Vorrichtung 200 und den Doppel-Leuchtstofffilm 300 auf dem Montagesubstart bedeckt.
-
In den beispielhaften Ausführungsformen kann das Montagesubstrat als ein Paketkörper zum Montieren der lichtemittierenden Vorrichtung 200 verwendet werden. Eine erste Oberfläche des Montagesubstrats kann einen Montagebereich zum Montieren der lichtemittierenden Vorrichtung, einer Diode etc. bereitstellen, und eine zweite Oberfläche des Montagesubstrats gegenüber der ersten Oberfläche kann einen externen Verbindungsbereich für eine elektrische Verbindung mit einer externen Schaltung oder externen Schaltungsplatine bereitstellen.
-
Das Montagesubstrat kann den ersten und den zweiten Elektrodenabschnitt, die durch eine Aussparung voneinander getrennt sind, und ein Isolierungsträgerelement 122, der einen unteren Abschnitt der Aussparung füllt und eine untere seitliche Oberfläche von jeweils dem ersten und dem zweiten Abschnitt bedeckt, beinhalten. Der erste Elektrodenabschnitt kann einen ersten unteren Elektrodenabschnitt 110a und einen ersten oberen Elektrodenabschnitt 110b auf dem ersten unteren Elektrodenabschnitt 110a beinhalten, und der zweite Elektrodenabschnitt kann einen zweiten unteren Elektrodenabschnitt 112a und einen zweiten oberen Elektrodenabschnitt 112b auf dem zweiten unteren Elektrodenabschnitt 112a beinhalten.
-
Der erste und der zweite Elektrodenabschnitt können ein Metall mit einer hervorragenden elektronischen Leitfähigkeit und ebensolchen wärmeableitenden Eigenschaften beinhalten. Das Metall kann z. B. Kupfer (Cu), Nickel (Ni), Magnesium (Mg), Gold (Au), Silber (Ag), Palladium (Pd) oder eine Kombination aus denselben sein. Das Isolierungsträgerelement 122 kann ein isolierendes Material, wie z. B. eine Expoxidharz-Formmasse (EMC), eine Silizium-Formmasse (SMC), ein Siliziumharz (SR) etc., sein, das konfiguriert ist, um den ersten und den zweiten Elektrodenabschnitt elektrisch voneinander zu isolieren.
-
Eine erste Nut 120 kann zwischen dem ersten unteren Elektrodenabschnitt 110a und dem zweiten unteren Elektrodenabschnitt 112a ausgebildet sein, und eine zweite Nut 130 kann zwischen dem ersten oberen Elektrodenabschnitt 110b und dem zweiten oberen Elektrodenabschnitt 112b ausgebildet sein. Die erste Nut 120 und die zweite Nut 130 können miteinander verbunden sein, um die Aussparung zu bilden. Eine Breite der ersten Nut 120 kann mit einer Breite der zweiten Nut 130 identisch sein oder sich von dieser unterscheiden.
-
Das Isolierungsträgerelement 122 kann die ersten Nut 120 füllen, seitliche Oberflächen von jeweils dem ersten und dem zweiten unteren Elektrodenabschnitt 110a und 112a bedecken und den ersten und den zweiten oberen Elektrodenabschnitt 110b und 112b freilegen. Die oberen Oberflächen des ersten und des zweiten Elektrodenabschnitts können höher sein als eine obere Oberfläche des Isolierungsträgerelements 122 zwischen dem ersten und dem zweiten Elektrodenabschnitt. (Siehe auch z. B. 25). Die oberen Oberflächen des ersten und des zweiten oberen Elektrodenabschnitts 110b und 112b können höher sein als die obere Oberfläche des Isolierungsträgerelements 122, die durch die zweite Nut 130 freigelegt wird.
-
In den beispielhaften Ausführungsformen kann das Montagesubstrat einen thermischen Widerstand (Rth) aufweisen, der geringer ist als der thermische Widerstand eins herkömmlichen Leiterrahmens. Der thermische Widerstand (Rth) des Montagesubstrats kann von etwa 5 K/W bis etwa 7 K/W reichen. Der thermische Widerstand des Leiterrahmens kann größer sein als etwa 15 K/W. Wie in 4 bei Betrachtung in Draufsicht am besten zu erkennen ist, kann eine kombinierte Fläche, die durch den ersten und den zweiten Elektrodenabschnitt belegt ist, 70 % oder mehr der Gesamtfläche betragen. Die durch den ersten und zweiten Elektrodenabschnitt belegte Fläche kann zumindest neunmal größer sein als eine Fläche des Isolierungsträgerelements 22.
-
Somit kann, anstelle des herkömmlichen Leiterrahmens des Stands der Technik, das Montagesubstrat, das den ersten und den zweiten Elektrodenabschnitt beinhaltet, die gemäß den beispielhaften Ausführungsformen voneinander getrennt sind, verwendet werden, um ein Wärmeübertragungsverhalten zu verbessern, so dass dadurch die wärmableitenden Eigenschaften des lichtemittierenden Vorrichtungspakets verbessert werden.
-
In den beispielhaften Ausführungsformen kann die lichtemittierende Vorrichtung 200 auf dem Montagesubstrat in einem Flip-Chip-Bonding-Verfahren montiert werden. Eine erste Elektrode 210a und eine zweite Elektrode 210b können auf einer unteren Oberfläche der lichtemittierenden Vorrichtung 200 angeordnet sein. Die lichtemittierende Vorrichtung 200 kann auf dem Montagesubstrat derart befestigt sein, dass die untere Oberfläche der lichtemittierenden Vorrichtung 200 dem Montagesubstrat gegenüberliegt. Die lichtemittierende Vorrichtung 200 kann auf dem Montagesubstrate über Verbindungselemente 220, wie z. B. Lötpunkte, montiert sein. Es wird darauf hingewiesen, dass in einigen Ausführungsformen Licht von der der unteren Oberfläche gegenüberliegenden oberen Oberfläche der lichtemittierenden Vorrichtung 200 emittiert werden kann.
-
Der erste und der zweite obere Elektrodenabschnitt 110b und 112b, die seitlich nebeneinander in einer zweiten Richtung angeordnet sind, können jeweils einen ersten Bonding-Bereich 110c und einen zweiten Bonding-Bereich 112c aufweisen, die jeweils an die Elektroden 210a und 210b der lichtemittierenden Vorrichtung gebondet sind. Die erste Elektrode 210a kann an den ersten Bonding-Bereich 110c des ersten oberen Elektrodenabschnitts 110b durch das Verbindungselement 220 gebondet sein, und die zweite Elektrode 210b kann an den zweiten Bonding-Bereich 112c des zweiten oberen Elektrodenbereichs 112b durch das Verbindungselement 220 gebondet sein.
-
Eine Längsrichtung der lichtemittierenden Vorrichtung 200 kann parallel zu einer ersten Richtung sein. Eine Mehrzahl der ersten Elektroden 210a kann in der ersten Richtung auf der unteren Oberfläche der lichtemittierenden Vorrichtung 200 entsprechend einer Mehrzahl der ersten Bonding-Bereiche 110c so angeordnet sein, dass sie voneinander in der ersten Richtung beabstandet sind. Eine Mehrzahl der zweiten Elektroden 210b kann in der ersten Richtung auf der unteren Oberfläche der lichtemittierenden Vorrichtung 200 entsprechend einer Mehrzahl der zweiten Bonding-Bereiche 112c so angeordnet sein, dass sie voneinander in der ersten Richtung beabstandet sind.
-
Erste Aussparungen 140 können in den oberen Oberflächen von jeweils dem ersten und dem zweiten oberen Elektrodenabschnitt 110b und 112b ausgebildet sein. Die erste Aussparung 140 des ersten oberen Elektrodenabschnitts 110b kann benachbart zu dem ersten Bonding-Bereich 110c ausgebildet sein. Die erste Aussparung des zweiten oberen Elektrodenabschnitts 112b kann benachbart zu dem zweiten Bonding-Bereich 112c ausgebildet sein.
-
Das Isolierungsträgerelement 122 kann niedriger als die oberen Oberflächen des ersten und des zweiten Elektrodenabschnitts ausgebildet sein, so dass dadurch ein Ausbreiten des Lötpunkts während des Flip-Chip-Bonding-Vorgangs verhindert werden kann. Zusätzlich können die ersten Aussparungen 140 um den ersten und den zweiten Bonding-Bereich 110c und 112c ausgebildet sein, so dass dadurch ein Ausbreiten des Lötpunkts während des Flip-Chip-Bonding-Vorgangs verhindert wird. (Siehe auch z. B. 25).
-
In den beispielhaften Ausführungsformen, die in 3 dargestellt sind, kann das lichtemittierende Vorrichtungspaket 10 ferner eine Diode 250 beinhalten. Die Diode 250 kann benachbart zu der lichtemittierenden Vorrichtung 200 auf dem Montagesubstrat angeordnet sein.
-
Die Diode 250 kann z. B. eine Zener-Diode sein. Ein Umkehrstrom, der erzeugt wird, wenn eine Umkehrspannung angelegt wird, kann daran gehindert werden, zu der lichtemittierenden Vorrichtung 200 zu fließen, so dass dadurch eine Beschädigung der lichtemittierenden Vorrichtung verhindert wird.
-
In den beispielhaften Ausführungsformen kann die Diode 250 auf dem zweiten oberen Elektrodenabschnitt 112b montiert sein. Die Diode 250 kann eine obere Elektrode beinhalten, die mit dem ersten oberen Elektrodenabschnitt 110b elektrisch verbunden ist, und eine untere Elektrode, die mit dem zweiten oberen Elektrodenabschnitt 112b elektrisch verbunden ist.
-
Der erste und der zweite obere Elektrodenabschnitt 110b und 112b, die einander gegenüberliegen, können jeweils einen dritten Bonding-Bereich 110d und einen vierten Bonding-Bereich 112 aufweisen, die mit Verbindungselementen für eine elektrische Verbindung mit der Diode gebondet sind. Die obere Elektrode der Diode 250 kann mit dem dritten Bonding-Bereich 110d des ersten oberen Elektrodenabschnitts 110b durch einen Bonding-Draht 252 gebondet sein, und die untere Elektrode der Diode 250 kann mit dem vierten Bonding-Bereich 112d des zweiten oberen Elektrodenabschnitts 112b durch ein leitfähiges Verbindungselement gebondet sein. Das leitfähige Verbindungselement kann einen leitfähigen Film beinhalten.
-
In den beispielhaften Ausführungsformen kann der Doppel-Leuchtstofffilm 300 an der oberen Oberfläche der lichtemittierenden Vorrichtung 200 angebracht sein, wie in 2 gezeigt ist. Der Doppel-Leuchtstofffilm 300 kann eine Leuchtstoffschicht 304 auf der oberen Oberfläche der lichtemittierenden Vorrichtung 200 und eine Barriereschicht 302 auf der Leuchtstoffschicht 304 beinhalten. Zusätzlich kann ein Füllmittel 310 zwischen einer unteren Oberfläche des Doppel-Leuchtstofffilms 300 und zumindest einem Abschnitt einer äußeren seitlichen Oberfläche der lichtemittierenden Vorrichtung 200 angeordnet sein, wie in 2 gezeigt ist.
-
Die Barriereschicht 302 kann ein transparentes Material, wie z. B. ein Harz auf Siliziumbasis, ein Harz auf Epoxidbasis etc., beinhalten. Die Leuchtstoffschicht 304 kann ein transparentes Material, wie z. B. ein Harz auf Siliziumbasis, ein Harz auf Epoxidbasis etc., beinhalten. Die Leuchtstoffschicht 304 kann Leuchtstoffpartikel 305 beinhalten. Der Leuchtstoff der Leuchtstoffschicht 304 kann einen einheitliche Konzentrationsverteilung oder einen einheitlichen Konzentrationsgradienten in einer Dickenrichtung aufweisen.
-
Der Leuchtstoff des Leuchtstoffpartikels 305 kann z. B. einen manganaktivierten Kalium-Fluorsilikat-Leuchtstoff (K2SiF6:Mn4+(KSF)) beinhalten. Der KSF-Leuchtstoff kann eine Lichtemissionswellenlänge von 630 nm bis 632 nm aufweisen. Da der KSF-Leuchtstoff eine relativ schmale Lichtemission einer Spektralbandbreite im roten Bereich aufweist, kann der KSF-Leuchtstoff eine ganz besonders breite Farbgamut-Leistung aufweisen. Aufgrund der Eigenschaften des KSF-Leuchtstoffs ist es wahrscheinlich, dass dieser sich wahrscheinlich feuchtigkeitsbedingt verschlechtert. Die Barriereschicht 302 kann die Leuchtstoffschicht 304 so bedecken, dass verhindert werden kann, dass die Leuchtstoffschicht 304 sich feuchtigkeitsbedingt verschlechtert.
-
Die Leuchtstoffschicht 304 kann eine externe Quantenausbeute von zumindest 70 % aufweisen. Das Leuchtstoffpartikel 305 kann eine Partikelgröße von etwa 13 µm bis etwa 22 µm aufweisen. In einigen Ausführungsformen kann eine Oberflächenkonzentration von Mangan in der Leuchtstoffschicht 304 null betragen.
-
Der Doppel-Leuchtstofffilm 300 kann eine Dicke von etwa 200 µm oder weniger unter Berücksichtigung des Wärmeableitverhaltens und der Verhinderung einer Feuchtigkeitsdurchdringung aufweisen. Eine Dicke des Doppel-Leuchtstofffilms 300 kann von etwa 50 µm bis etwa 200 µm reichen. In einigen Ausführungsformen kann eine Dicke der Leuchtstoffschicht 304 größer sein als eine Dicke der Barriereschicht 302. Die Dicke der Leuchtstoffschicht 302 kann von etwa 100 µm bis etwa 150 µm reichen, und die Dicke der Barriereschicht 302 kann von etwa 50 µm bis etwa 100 µm reichen.
-
Das Dichtungselement 400 kann auf dem Montagesubstrate ausgebildet sein, um die lichtemittierende Vorrichtung 200 und den Doppel-Leuchtstofffilm 300 zu bedecken. Das Dichtungselement 400 kann so ausgebildet sein, dass es eine obere Oberfläche des Doppel-Leuchtstofffilms 300 freilegt. Das Dichtungselement 400 kann die erste Oberfläche des Montagesubstrats, seitliche Oberflächen des Doppel-Leuchtstofffilms 300 und seitliche Oberflächen der lichtemittierenden Vorrichtung 200 bedecken. Das Dichtungselement 400 kann z. B. Titandioxid (TiO2) beinhalten. Das Dichtungselement 400 kann ein transparentes Material beinhalten. Auch kann das Dichtungselement 400 ein fluoreszierendes Material beinhalten.
-
In den beispielhaften Ausführungsformen kann ein oberer seitlicher Rand 410 des Dichtungselements 400 einen stumpfen Winkel (θ) in Bezug auf eine seitliche Oberfläche des Dichtungselements 400 aufweisen, wie in 2 gezeigt ist. Der stumpfe Winkel (θ) des oberen seitlichen Rands 410 des Dichtungselements 400 kann z. B. von etwa 95 Grad bis etwa 150 Grad reichen.
-
Wie zuvor erwähnt, kann das lichtemittierende Vorrichtungspaket die lichtemittierende Vorrichtung 200, die auf dem Montagesubstrat mit den herausragenden wärmeableitenden Eigenschaften montiert ist, und den Doppel-Leuchtstofffilm 300 mit der Leuchtstoffschicht 304 und der Barriereschicht 302 auf der oberen Oberfläche der lichtemittierenden Vorrichtung 200 beinhalten. Die Leuchtstoffschicht 304 kann den Leuchtstoff mit der ganz besonders breiten Farbgamut-Leistung beinhalten. Die Barriereschicht 302 kann die Leuchtstoffschicht 304 so bedecken, dass verhindert werden kann, dass der Leuchtstoff der Leuchtstoffschicht 304 sich feuchtigkeitsbedingt verschlechtert.
-
Somit kann das lichtemittierende Vorrichtungspaket die ganz besonders breite Farbgamut-Leistung und wärmeableitenden Eigenschaften aufweisen.
-
Nachstehend wird in 1 ein Verfahren zur Herstellung des lichtemittierenden Vorrichtungspakets erläutert.
-
5, 7, 11 und 19 sind Draufsichten, die Stufen der Herstellung eines lichtemittierenden Vorrichtungspakets gemäß den beispielhaften Ausführungsformen darstellen. 6, 8, 9, 10, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27 und 28 sind Schnittansichten, die Stufen der Herstellung des lichtemittierenden Vorrichtungspakets gemäß den beispielhaften Ausführungsformen darstellen. 6, 8, 9, 10, 12, 13, 14, 16, 18, 20, 25, 27 und 28 sind Schnittansichten, die entlang der Linie I-I' in den entsprechenden Draufsichten von 5, 7, 11 und 19 erstellt wurden. 15, 17, 21 und 26 sind Schnittansichten, die entlang der Linie II-II' in den entsprechenden Draufsichten von 5, 7, 11 und 19 erstellt wurden. 29 ist eine Draufsicht von 28. 30 ist eine Seitenansicht von 28. 31 ist eine Untersicht von 28.
-
Unter Bezugnahme auf 5 und 6 kann zunächst ein Metallsubstrat 100 zubereitet werden.
-
In den beispielhaften Ausführungsformen kann das Metallsubstrat 100 als ein Paketkörper zum Montieren einer lichtemittierenden Vorrichtung verwendet werden. Das Metallsubstrat 100 kann eine erste Oberfläche 102 und eine zweite Oberfläche 104 aufweisen, die einander gegenüberliegen. Die erste Oberfläche 102 z. B. kann einen Montagebereich zum Montieren der lichtemittierenden Vorrichtung, einer Diode etc. bereitstellen, und die zweite Oberfläche 104 kann einen externen Verbindungsbereich für eine elektrische Verbindung mit einer externen Schaltung, einer Bandplatine oder einer anderen Vorrichtung bereitstellen, die zum Montieren von lichtemittierenden Dioden geeignet ist.
-
Das Metallsubstrat 100 kann ein Metall mit einer hervorragenden elektrischen Leitfähigkeit und ebensolchen wärmeableitenden Eigenschaften beinhalten. Beispiele für das Metall können Kupfer (Cu), Nickel (Ni), Magnesium (Mg), Gold (Au), Silber (Ag), Palladium (Pd) oder eine Kombination aus denselben sein.
-
Unter Bezugnahme auf 7 und 8 kann eine erste Photoresiststruktur PR1 auf der zweiten Oberfläche 104 des Metallsubstrats 100 ausgebildet sein.
-
Die erste Photoresiststruktur PR1 kann eine erste Linienstruktur und eine zweite Linienstruktur aufweisen, die voneinander beabstandet sind. Die erste und die zweite Linienstruktur können jeweils eine isolierte Form des gesamten Bereichs des Metallsubstrats 100 aufweisen, das als der Paketkörper verwendet wird. Eine erste Öffnung S1 kann zwischen der ersten und der zweiten Linienstruktur ausgebildet sein. Die erste Öffnung S 1 kann sich in einer ersten Richtung erstrecken.
-
Alternativ kann die erste Öffnung S1 einen ersten Erstreckungsabschnitt und einen zweiten Erstreckungsabschnitt beinhalten, die miteinander verbunden sind und sich in unterschiedliche Richtungen erstrecken. Der erste Erstreckungsabschnitt kann sich z. B. in der ersten Richtung erstrecken, und der zweite Erstreckungsabschnitt kann sich von einem Endabschnitt des ersten Erstreckungsabschnitts in einer dritten Richtung erstrecken, die sich von der ersten Richtung unterscheidet.
-
Unter Bezugnahme auf 9 und 10 kann ein Abschnitt des Metallsubstrats 100, der durch die erste Photoresiststruktur PR1 freigelegt ist, so geätzt sein, dass er eine erste Nut 120 mit einer Tiefe von der zweiten Oberfläche 104 des Metallsubstrats 100 ausbildet. Die Tiefe kann vorbestimmt sein. Dann kann die erste Photoresiststruktur PR1 von dem Metallsubstrat 100 entfernt werden.
-
In den beispielhaften Ausführungsformen kann der Abschnitt des Metallsubstrats 100 unter Verwendung der ersten Photoresiststruktur PR1 als eine Ätzmaske so geätzt werden, dass die erste Nut 120 mit der Tiefe von der zweiten Oberfläche 104 des Metallsubstrats 100 und erste Randnuten 121 gebildet wird. Ein erster unterer Elektrodenabschnitt 110a und ein zweiter unterer Elektrodenabschnitt 112a kann durch die erste Nut 120 und die ersten Randnuten 121 definiert sein. Der Abschnitt des Metallsubstrats 100 kann durch einen isotropischen Ätzvorgang entfernt werden.
-
In einigen Ausführungsformen können z. B. die erste Nut 120 und die ersten Randnuten 121 durch den Ätzvorgang so ausgebildet werden, dass sie eine Tiefe aufweisen, die im Wesentlichen mit der Hälfte einer Dicke des Metallsubstrats 100 von der zweiten Oberfläche 104 des Metallsubstrats 100 identisch ist. In diesem Fall können der erste und der zweite untere Elektrodenabschnitt 110a und 112a eine Dicke aufweisen, die im Wesentlichen mit der Hälfte der Substratdicke von der zweiten Oberfläche 104 des Metallsubstrats 100 identisch ist.
-
Die erste Nut 120 kann sich in der ersten Richtung erstrecken. Wenn alternativ die erste Öffnung S1 den ersten und den zweiten Erstreckungsabschnitt beinhaltet, die sich in unterschiedliche Richtungen erstrecken, kann die erste Nut einen ersten Erstreckungsnutabschnitt, der sich in der ersten Richtung erstreckt, und einen zweiten Erstreckungsnutabschnitt beinhalten, der sich von einem Endabschnitt des ersten Erstreckungsnutabschnitt in der dritten Richtung erstreckt, die sich von der ersten Richtung unterscheidet.
-
Unter Bezugnahme auf 11 und 12 kann ein Isolierungsträgerelement 122 so ausgebildet sein, dass es die erste Nut 120 und die ersten Randnuten 121 füllt.
-
In den beispielhaften Ausführungsformen kann, nachdem die zweite Oberfläche 104 des Metallsubstrats 100 mit einem Isoliermaterial beschichtet worden ist, ein Abschnitt des beschichteten Isoliermaterials solange entfernt werden, bis die Oberflächen des ersten und des zweiten unteren Elektrodenabschnitts 110a und 112a freigelegt sind, um das Isolierträgerelement 122 auszubilden.
-
Das Isolierungsträgerelement 122 kann so ausgebildet sein, dass es beide seitlichen Oberflächen des ersten unteren Elektrodenabschnitts 110a umgibt. Das Isolierungsträgerelement 122 kann so ausgebildet sein, dass es beide seitlichen Oberflächen des zweiten unteren Elektrodenabschnitts 112a umgibt.
-
Das Isolierungsträgerelement 122 kann ein elektrisch isolierendes Material, wie z. B. eine Epoxidformmasse (EMC), eine Siliziumformmasse (SMC), ein Siliziumharz (SR) etc., beinhalten. Eine Oberfläche des Isolierungsträgerelements 122 kann mit den Oberflächen des ersten und des zweiten Elektrodenabschnitts 110a und 112a koplanar sein. Wie nachstehend erwähnt ist, können der erste und der zweite untere Elektrodenabschnitt 110a und 112a mit einer externen Schaltung oder externen Schaltungsplatine elektrisch verbunden sein.
-
Unter Bezugnahme auf 13, 14 und 15 kann, damit die erste Oberfläche 102 des Metallsubstrats 100 bearbeitet werden kann, das Metallsubstrat 100umgedreht werden und, dann, eine zweite Photoresiststruktur PR2 auf der ersten Oberfläche 102 des Metallsubstrats 100 ausgebildet werden.
-
Ähnlich wie die erste Photoresiststruktur PR1 kann die zweite Photoresiststruktur PR2 eine dritte Linienstruktur und eine vierte Linienstruktur aufweisen, die voneinander beabstandet sind. Eine zweite Öffnung S2 kann zwischen der dritten und vierten Linienstruktur ausgebildet sein. Die zweite Öffnung S2 kann sich in der ersten Richtung erstrecken. Die zweite Öffnung S2 kann einen dritten Erstreckungsabschnitt, der sich in der ersten Richtung erstreckt, und einen vierten Erstreckungsabschnitt beinhalten, der sich von einem Endabschnitt des dritten Erstreckungsabschnitts in einer dritten Richtung erstreckt, die sich von der ersten Richtung unterscheidet.
-
Die dritte und die vierte Linienstruktur können jeweils eine dritte Öffnung S3 aufweisen, die einen Abschnitt des Metallsubstrats benachbart zu einem Bereich freilegt, wo ein Verbindungselement für eine elektrische Verbindung mit der lichtemittierenden Vorrichtung angeordnet ist. In einigen beispielhaften Ausführungsformen kann die zweite Öffnung S2 eine erste Breite aufweisen, und die dritte Öffnung S3 kann eine zweite Breite aufweisen, die geringer ist als die erste Breite.
-
Unter Bezugnahme auf 16, 17 und 18 kann ein Abschnitt des Metallsubstrats 100, der durch die zweite Photoresiststruktur PR2 freigelegt ist, so geätzt sein, dass eine zweite Nut 130 mit einer Tiefe von der ersten Oberfläche 102 des Metallsubstrats 100 ausgebildet ist. Die Tiefe kann vorbestimmt sein. Dann kann die zweite Photoresiststruktur PR2 von dem Metallsubstrat 100 entfernt werden.
-
In den beispielhaften Ausführungsformen kann der Abschnitt des Metallsubstrats 100 unter Verwendung der zweiten Photoresiststruktur PR2 als eine Ätzmaske so geätzt werden, dass die zweite Nut 130 mit der Tiefe von der ersten Oberfläche 102 des Metallsubstrats 100, zweite Randnuten 131 und eine erste Aussparung 140 ausgebildet werden. Ein erster oberer Elektrodenabschnitt 110b und ein zweite oberer Elektrodenabschnitt 112b können durch die zweite Nut 130 und die zweiten Randnuten 131 definiert sein. Der Abschnitt des Metallsubstrats 100 kann durch einen isotropischen Ätzungsvorgang entfernt werden.
-
In einigen beispielhaften Ausführungsformen können z. B. die erste Nut 130 und die zweiten Randnuten 131 durch den Ätzungsvorgang so ausgebildet sein, dass sie eine Tiefe aufweisen, die im Wesentlichen mit der Hälfte der Substratdicke von der ersten Oberfläche 102 des Metallsubstrats 100 identisch ist. In diesem Fall können der erste und der zweite obere Elektrodenabschnitt 110b und 112b eine Dicke aufweisen, die im Wesentlichen mit der Hälfte der Substratdicke von der ersten Oberfläche 102 des Metallsubstrats 100 identisch ist.
-
In den beispielhaften Ausführungsformen kann die zweite Nut 130 mit der ersten Nut 120 so verbunden sein, dass eine Aussparung ausgebildet wird, die das Metallsubstrat 100 durchdringt. Die zweite Randnut 131 kann mit der ersten Randnut 121 verbunden sein. Die zweite Nut 130 kann so ausgebildet sein, dass sie einen Abschnitt des Isolierungsträgerelements 122 freilegt, wie in 16 gezeigt ist. Die zweite Randnut 131 kann so ausgebildet sein, dass sie einen Abschnitt des Isolierungsträgerelements 122 freilegt.
-
Somit kann das Metallsubstrat 100 durch das Isolierungsträgerelement 122 in zwei Elektrodenabschnitte unterteilt werden, das heißt, in den ersten Elektrodenabschnitt und den zweiten Elektrodenabschnitt. Der erste Elektrodenabschnitt kann den ersten unteren Elektrodenabschnitt 110a und den ersten oberen Elektrodenabschnitt 110b beinhalten. Der zweite Elektrodenabschnitt kann den zweiten unteren Elektrodenabschnitt 112a und den zweiten oberen Elektrodenabschnitt 112b beinhalten. Der erste und der zweite Elektrodenabschnitt können durch die Aussparung voneinander beabstandet sein, die durch die zweite Nut 130 und die erste Nut 120 definiert ist. Der erste und der zweite Elektrodenabschnitt können durch das Isolierungsträgerelement 122 voneinander elektrisch isoliert sein.
-
Die zweite Nut 130 kann einen dritten Erstreckungsnutabschnitt 130a und einen vierten Erstreckungsnutabschnitt 130b beinhalten (siehe 19). Der dritte Erstreckungsnutabschnitt 130a kann sich in der ersten Richtung erstrecken, und der vierte Erstreckungsnutabschnitt 130b kann sich von einem Endabschnitt des dritten Erstreckungsnutabschnitts 130a in der dritten Richtung erstrecken, die sich von der ersten Richtung unterscheidet.
-
Wenn die erste Nut 120 und/oder die zweite Nut 130 Erstreckungsnutabschnitte beinhalten, die sich in unterschiedliche Richtungen erstrecken, kann die Aussparung zudem Erstreckungsnutabschnitte beinhalten, die sich in die unterschiedlichen Richtungen erstrecken.
-
Die erste Aussparung 140 kann eine Tiefe von der ersten Oberfläche 102 des Substrats 100 aufweisen, die geringer ist als eine Tiefe von der zweiten Nut 130. Die erste Aussparung 140 kann in der Oberfläche von jeweils dem ersten und dem zweiten oberen Elektrodenabschnitt 110b und 112b ausgebildet sein. Die ersten Aussparungen 140 können in einem Bereich ausgebildet sein, wo die lichtemittierende Vorrichtung montiert ist.
-
Unter Bezugnahme auf 18 bis 21 kann die zweite Photoresiststruktur PR2 von dem Metallsubstrat 100 entfernt werden, und eine Elektroplattierschicht 150 kann auf den Oberflächen des ersten und des zweiten oberen Elektrodenabschnitts 110b und 112b so ausgebildet sein, dass ein Montagesubstrat zum Montieren der lichtemittierenden Vorrichtung und der Diode gebildet wird.
-
In den beispielhaften Ausführungsformen kann die Elektroplattierungsschicht 150 auf der Oberfläche von jeweils dem ersten und dem zweiten oberen Elektrodenabschnitt 110b und 112b durch einen Elektroplattierungsvorgang ausgebildet werden. Zur Verbesserung einer Haftfestigkeit mit einem nachfolgenden Dichtungselement, kann die Elektroplattierungsschicht 150 so oberflächenbehandelt werden, dass sie eine Oberflächenrauigkeit aufweist. Die Oberflächenrauigkeit kann vorbestimmt sein.
-
Somit kann das Montagesubstrat den ersten und den zweiten Elektrodenabschnitt, die durch die miteinander verbundene erste und zweite Nut 120 und 130, das heißt die Aussparung, voneinander getrennt sind, und das Isolierungsträgerelement 122 beinhalten, das zumindest eine untere seitliche Oberfläche von jeweils dem ersten und dem zweiten Elektrodenabschnitt umgibt, um den ersten und den zweiten Elektrodenabschnitt zu stützen.
-
Der erste Elektrodenabschnitt kann den ersten unteren Elektrodenabschnitt 110a und den ersten oberen Elektrodenabschnitt 110b beinhalten. Der zweite Elektrodenabschnitt kann den zweiten unteren Elektrodenabschnitt 112a und den zweiten oberen Elektrodenabschnitt 112b beinhalten. Das Isolierungsträgerelement 122 kann eine seitliche Oberfläche des ersten unteren Elektrodenabschnitts 110a und eine seitliche Oberfläche des zweiten unteren Elektrodenabschnitts 112a umgeben. Der erste obere Elektrodenabschnitt 110b und der zweite obere Elektrodenabschnitt 112b können durch das Isolierungsträgerelement 122 freigelegt sein. Das Isolierungsträgerelement 122 kann durch die zweite Nut 130 zwischen dem ersten und dem zweiten oberen Elektrodenabschnitt 110b und 112b freigelegt sein. Die oberen Oberflächen des ersten und des zweiten Elektrodenabschnitts können höher positioniert sein als eine obere Oberfläche des Isolierungsträgerelements 122 zwischen dem ersten und dem zweiten Elektrodenabschnitt, wie z. B. in 18 gezeigt ist.
-
Der erste und der zweite obere Elektrodenabschnitt 110b und 112b, die einander gegenüberliegen, können einen ersten und einen zweiten Bonding-Bereich 110c und 112c aufweisen, die so konfiguriert sind, dass sie jeweils mit Elektroden der lichtemittierenden Vorrichtung gebondet sind. Die ersten Aussparungen 140 können in den Oberflächen von jeweils dem ersten und dem zweiten Elektrodenabschnitt 110b und 112b ausgebildet sein. Die erste Aussparung 140 des ersten oberen Elektrodenabschnitts 110b kann benachbart zu dem ersten Bonding-Bereich 110c ausgebildet sein. Die erste Aussparung 140 kann des zweiten oberen Elektrodenabschnitts 112b kann benachbart zu dem ersten Bonding-Bereich 110c ausgebildet sein.
-
Der erste und der zweite obere Elektrodenbereich 110b und 112b, die einander gegenüberliegen, können jeweils den dritten und den vierten Bonding-Bereich 110d und 112d aufweisen (siehe 21), die so konfiguriert sind, dass sie mit den Verbindungselementen für eine elektrische Verbindung mit der Diode gebondet werden können.
-
In den beispielhaften Ausführungsformen kann das Montagesubstrat einen thermischen Widerstand (Rth) aufweisen, der niedriger ist als ein thermischer Widerstand eines herkömmlichen Leiterrahmens. Der thermische Widerstand (Rth) des Montagesubstrats kann von etwa 5 K/W bis etwa 7 K/W reichen.
-
In einigen beispielhaften Ausführungsformen kann bei Betrachtung in der Draufsicht eine kombinierte Fläche, die durch den ersten und den zweiten Elektrodenabschnitt belegt ist, 70 % oder mehr von der Gesamtfläche betragen. Die durch den ersten und den zweiten Elektrodenabschnitt belegte Fläche kann zumindest neunmal größer sein als eine Fläche des Isolierungsträgerelements 122.
-
Somit kann im Gegensatz zu einem herkömmlichen Leiterrahmen aus dem Stand der Technik, das Montagesubstrat, das den ersten und zweiten Elektrodenabschnitt beinhaltet, die gemäß den beispielhaften Ausführungsformen voneinander getrennt sind, zum Verbessern der Wärmeübertragungsleistung verwendet werden, so dass dadurch die wärmeableitenden Eigenschaften des lichtemittierende Vorrichtungspakets verbessert werden.
-
Unter Bezugnahme auf 22 bis 24 kann eine gestapelte Struktur 320 ausgebildet werden, die eine lichtemittierende Vorrichtung 200 und einen Doppel-Leuchtstofffilm 300 beinhaltet, die aufeinander gestapelt sind.
-
In den beispielhaften Ausführungsformen kann der Doppel-Leuchtstofffilm 300 auf einem Basisfilm B ausgebildet sein, wobei eine Mehrzahl der lichtemittierenden Vorrichtungen 200 auf dem Doppel-Leuchtstofffilm 300 angeordnet und dann der Doppel-Leuchtstofffilm 300 in individuell gestapelte Strukturen 320 getrennt werden kann. In einigen beispielhaften Ausführungsformen kann z. B. der Doppel-Leuchtstofffilm 300 in individuell abgestufte Strukturen 320 zersägt werden.
-
Wie in 33 dargestellt ist, können zunächst eine Barriereschicht 302 und eine Leuchtstoffschicht 304 nacheinander auf dem Basisfilm B ausgebildet werden. Die Barriereschicht 302 und die Leuchtstoffschicht 304 können in einem halbausgehärteten Zustand an dem Basisfilm B angebracht werden.
-
Die Barriereschicht 302 kann ein transparentes Material, wie z. B. ein Harz auf Siliziumbasis, ein Harz auf Epoxidbasis etc., beinhalten. Die Leuchtstoffschicht 304 kann ein transparentes Material, wie z. B. ein Harz auf Siliziumbasis, ein Harz auf Epoxidbasis etc., beinhalten. Die Leuchtstoffschicht 304 kann Leuchtstoffpartikel 305 beinhalten.
-
Der Leuchtstoff kann z. B. einen manganaktivierten Kalium-Fluorsilikat-Leuchtstoff (K2SiF6:Mn4+(KSF)) beinhalten. Der KSF-Leuchtstoff kann eine Lichtemissionswellenlänge von 630 nm bis 632 nm aufweisen. Da der KSF-Leuchtstoff eine relativ schmale Lichtemission von einer spektralen Bandbreite im Rotbereich aufweist, kann der KSF-Leuchtstoff eine ganz besonders breite Farbgamut-Leistung aufweisen. Aufgrund der Eigenschaft des KSF-Leuchtstoffs besteht die Wahrscheinlichkeit, dass sich dieser feuchtigkeitsbedingt verschlechtern. Die Barriereschicht 302 kann die Leuchtstoffschicht 304 so bedecken, dass verhindert werden kann, dass die Leuchtstoffschicht 304 sich feuchtigkeitsbedingt verschlechtert.
-
Die Leuchtstoffschicht 304 kann eine externe Quantenausbeute von zumindest 70 % aufweisen. Die Leuchtstoffpartikel 305 können eine Partikelgröße von etwa 13 µm bis etwa 22 µm aufweisen. In einigen beispielhaften Ausführungsformen kann eine Mangan-Oberflächenkonzentration der Leuchtstoffschicht 304 null sein.
-
Der Doppel-Leuchtstofffilm 300 kann unter Berücksichtigung des Wärmeableitverhaltens und der Verhinderung einer Feuchtigkeitsdurchdringung eine Dicke von etwa 200 µm oder weniger aufweisen. Eine Dicke des Doppel-Leuchtstofffilms 300 kann von etwa 50 µm bis etwa 200 µm reichen. Eine Dicke der Leuchtstoffschicht 304 kann größer sein als eine Dicke der Barriereschicht 302. Die Dicke der Leuchtstoffschicht 304 kann von etwa 100 µm bis etwa 150 µm reichen. Die Dicke der Barriereschicht 302 kann von etwa 50 µm bis etwa 100 µm reichen.
-
Der Leuchtstoff der Leuchtstoffschicht 304 kann eine einheitliche Konzentrationsverteilung oder einen einheitlichen Konzentrationsgradienten in einer Dickenrichtung aufweisen.
-
Wie in 23 und 24 dargestellt, kann dann eine Mehrzahl der lichtemittierenden Vorrichtungen 200 auf dem Doppel-Leuchtstofffilm 300 angeordnet werden, und dann der Doppel-Leuchtstofffilm 300 zugeschnitten werden, um die individuell gestapelten Strukturen 320 auszubilden.
-
Die lichtemittierende Vorrichtung 200 kann eine photoelektrische Vorrichtung sein, die durch eine externe Leistungszufuhr ein Licht mit einer Wellenlänge erzeugt. Die Wellenlänge kann vorbestimmt sein. Zum Beispiel kann die lichtemittierende Vorrichtung 200 einen lichtemittierenden Halbleiterdioden- (LED-) Chip mit einer n-Halbleiterschicht, einer p-Halbleiterschicht und einer aktiven Schicht dazwischen beinhalten.
-
Eine erste und eine zweite Elektrode 210a und 210b können auf einer unteren Oberfläche der lichtemittierenden Vorrichtung 200 angeordnet sein. Die lichtemittierende Vorrichtung 200 kann auf der Leuchtstoffschicht 304 derart angeordnet sein, dass die obere Oberfläche der lichtemittierenden Vorrichtung 200 der Leuchtstoffschicht 304 gegenüberliegt. Die lichtemittierenden Vorrichtungen 200 können durch einen (nicht abgebildeten) Haftmittelfilm an der Leuchtstoffschicht 304 angebracht sein.
-
Ein Füllmittel 310 kann auf der Leuchtstoffschicht 304 auf seitlichen Oberflächen einer jeweiligen lichtemittierenden Vorrichtung 200 ausgebildet werden. Das Füllmittel 310 kann entlang unteren äußeren Oberflächen der lichtemittierenden Vorrichtung 200 verteilt werden.
-
Dann kann der Doppel-Leuchtstofffilm 300 durch einen Trennschleifvorgang so unterteilt werden, dass eine Mehrzahl der individuellen gestapelten Strukturen 320 entsteht. Die gestapelte Struktur 320 kann den Doppel-Leuchtstofffilm 300 mit der Barriereschicht 302 und der Leuchtstoffschicht 304 und die lichtemittierende Vorrichtung 200 beinhalten, die an dem Doppel-Leuchtstofffilm 300 angebracht ist. Die obere Oberfläche der lichtemittierenden Vorrichtung 200 gegenüber der unteren Oberfläche, auf der die erste und die zweite Elektrode 210a, 210b angeordnet sind, kann an dem Doppel-Leuchtstofffilm 300 angebracht sein.
-
Unter Bezugnahme auf 25, 26 und 27 können die gestapelte Struktur 320 und eine Diode 250 auf dem Montagesubstrat montiert sein.
-
In den beispielhaften Ausführungsformen kann die gestapelte Struktur 320 auf dem Montagesubstrat so montiert sein, dass die lichtemittierende Vorrichtung 200 auf dem Montagesubstrat in der Art und Weise eines Flip-Chip-Bonding-Verfahrens montiert werden kann. Die lichtemittierende Vorrichtung 200 kann auf dem Montagesubstrat so angeordnet sein, dass die untere Oberfläche der lichtemittierenden Vorrichtung 200, auf der die erste und die zweite Elektrode 210a, 210b angeordnet sind, dem Montagesubstrat gegenüberliegt. Die lichtemittierende Vorrichtung 200 kann auf dem Montagesubstrat so angeordnet sein, dass die untere Oberfläche der lichtemittierenden Vorrichtung 200, auf der die erste und die zweite Elektrode 210a, 210b bereitgestellt sind, dem Montagesubstrat gegenüberliegt. Die lichtemittierende Vorrichtung 200 kann über Verbindungselemente 220, wie z. B. Lötpunkte, montiert sein. Die erste Elektrode 210a kann an den ersten Bonding-Bereich 110c des ersten oberen Elektrodenabschnitts 110b durch das Verbindungselement 220 gebondet sein, und die zweite Elektrode 210b kann an den zweiten Bonding-Bereich 112c des zweiten oberen Elektrodenabschnitts 112b durch das Verbindungselement 220 gebondet sein.
-
Eine Längsrichtung der lichtemittierenden Vorrichtung 200 kann parallel zu der ersten Richtung sein. Eine Mehrzahl der ersten Elektroden 210a kann in der ersten Richtung auf der unteren Oberfläche der lichtemittierenden Vorrichtung 200 entsprechend einer Mehrzahl der ersten Bonding-Bereiche 110c des ersten oberen Elektrodenabschnitts 110b angeordnet sein. Eine Mehrzahl der zweiten Elektroden 210b kann in der ersten Richtung auf der unteren Oberfläche der lichtemittierenden Vorrichtung 200 entsprechend einer Mehrzahl der zweiten Bonding-Bereiche 112c des zweiten oberen Elektrodenabschnitts 112b angeordnet sein.
-
In den beispielhaften Ausführungsformen kann das Isolierungsträgerelement 122 zwischen dem ersten und dem zweiten unteren Elektrodenabschnitt 110a und 112a angeordnet sein, und die zweite Nut 130 kann zwischen dem ersten und dem zweiten oberen Elektrodenabschnitt 110b und 112b so ausgebildet sein, dass das Isolierungsträgerelement 122 freiliegt. Die oberen Oberflächen des ersten und des zweiten oberen Elektrodenabschnitts 110b und 112b können höherliegend als die obere Oberfläche des Isolierungsträgerelements 122, d. h. eine untere Oberfläche der zweiten Nut 130 ausgebildet sein.
-
Dementsprechend kann das Isolierungsträgerelement 122 tieferliegend ausgebildet sein als die oberen Oberflächen des ersten und des zweiten Elektrodenabschnitts, so dass dadurch ein Ausbreiten des Lötpunkts während des Flip-Chip-Bonding-Vorgangs verhindert werden kann. Zusätzlich können die ersten Aussparungen 140 um den ersten und den zweiten Bonding-Bereich 110c und 112c herum ausgebildet sein, so dass dadurch ein Ausbreiten des Lötpunkts während des Flip-Chip-Bonding-Vorgangs verhindert werden kann.
-
Die Diode 250 kann benachbart zu der lichtemittierenden Vorrichtung 200 auf dem Montagesubstrat angeordnet sein. Die Diode 250 kann z. B. eine Zener-Diode sein. Es kann verhindert werden, dass ein Umkehrstrom, der erzeugt wird, wenn eine Umkehrspannung angelegt wird, zu der lichtemittierenden Vorrichtung 200 strömt, so dass dadurch eine Beschädigung der lichtemittierenden Vorrichtung verhindert wird.
-
Die Diode 250 kann auf dem zweiten oberen Elektrodenabschnitt 112b montiert sein. Die Diode 250 kann eine obere Elektrode beinhalten, die mit dem ersten oberen Elektrodenabschnitt 110b elektrisch verbunden ist, und eine untere Elektrode, die mit dem zweiten oberen Elektrodenabschnitt 112b elektrisch verbunden ist. Die obere Elektrode kann z.B. an den dritten Bonding-Bereich 110d des ersten oberen Elektrodenabschnitts 110b durch einen Bonding-Draht 252 gebondet sein, und die untere Elektrode kann an den vierten Bonding-Bereich 112d des zweiten oberen Elektrodenabschnitts 112b durch ein leitfähiges Verbindungselement gebondet sein. Das leitfähige Verbindungselement kann einen leitfähigen Film beinhalten.
-
In den beispielhaften Ausführungsformen kann die Diode durch ein Draht-Bonding-Verfahren auf das Montagesubstrat montiert werden. Die beispielhaften Ausführungsformen sind jedoch darauf nicht beschränkt. Die Diode kann z. B. durch ein Flip-Chip-Bonding-Verfahren auf das Montagesubstrat montiert werden.
-
Unter Bezugnahme auf 27 kann ein Dichtungselement 400 auf dem Montagesubstrat so ausgebildet sein, dass es die lichtemittierende Vorrichtung 200 und den Doppel-Leuchtstofffilm 300 bedeckt.
-
In den beispielhaften Ausführungsformen kann das Dichtungselement 400 auf dem Montagesubstrat so verteilt sein, dass es die lichtemittierende Vorrichtung 200 und den Doppel-Leuchtstofffilm 300 bedeckt. Das Dichtungselement 400 kann so ausgebildet sein, dass es eine obere Oberfläche des Doppel-Leuchtstofffilms 300 freilegt. Das Dichtungselement 400 kann so ausgebildet sein, dass es die erste Oberfläche (d. h. eine obere Oberfläche) des Montagesubstrats, seitliche Oberflächen des Doppel-Leuchtstofffilms 300 und seitliche Oberflächen der lichtemittierenden Vorrichtung 200 bedeckt. Das Dichtungselement 400 kann z. B. Titandioxid (TiO2) beinhalten. Das Dichtungselement 400 kann ein transparentes Material sein. Das Dichtungselement 400 kann außerdem auch ein fluoreszierendes Material beinhalten.
-
Das verteilte Dichtungselement 400 kann durch die zweiten Randnuten 131, die entlang dem Umfangsbereich des Montagesubstrats ausgebildet ist, eine Kerbe entlang seines Umfangsbereichs aufweisen. (Siehe z. B. 17).
-
Somit kann die Barriereschicht 302 auf der Leuchtstoffschicht 340 auf der lichtemittierenden Oberfläche der lichtemittierenden Vorrichtung 200 so ausgebildet sein, dass sie die darunterliegende Leuchtstoffschicht 304 so bedeckt, dass verhindert werden kann, dass der Leuchtstoff der Leuchtstoffschicht 304 sich feuchtigkeitsbedingt verschlechtert.
-
Unter Bezugnahme auf 28 bis 31 kann das Montagsubstrat einem Trennschleifen unterzogen werden, so dass ein vereinzeltes lichtemittierendes Vorrichtungspaket gebildet wird.
-
Ein oberer seitlicher Rand 410 des Dichtungselements 400 des lichtemittierenden Vorrichtungspakets kann einen stumpfen Winkel (θ) in Bezug auf eine seitliche Oberfläche desselben aufweisen. Der stumpfe Winkel (θ) des oberen seitlichen Rands 410 des Dichtungselements 400 kann von etwa 95 Grad bis etwa 150 Grad reichen.
-
32 ist eine Querschnittsansicht, die ein lichtemittierendes Vorrichtungspaket gemäß den beispielhaften Ausführungsformen darstellt. Das lichtemittierende Vorrichtungspaket kann mit Ausnahme eines zweiten Isolierungsträgerelements mit dem lichtemittierenden Vorrichtungspaket, das unter Bezugnahme auf 1 beschrieben wurde, identisch oder diesem ähnlich sein. Daher werden zur Bezeichnung von identischen oder ähnlichen Elementen gleiche Bezugszeichen verwendet, und auf eine wiederholte Erläuterung bezüglich der vorstehenden Elemente wird verzichtet.
-
Unter Bezugnahme auf 32 kann ein Montagesubstrat eines lichtemittierenden Vorrichtungspakets 11 einen ersten und einen zweiten Elektrodenabschnitt, die durch eine Aussparung voneinander getrennt sind, ein Isolierungsträgerelement 122, das einen unteren Abschnitt der Aussparung füllt und eine seitliche Oberfläche von jeweils dem ersten und dem zweiten Elektrodenabschnitt bedeckt, und ein zweites Isolierungsträgerelement 132 beinhalten, das einen oberen Abschnitt der Aussparung füllt.
-
Der erste Elektrodenabschnitt kann einen ersten unteren Elektrodenabschnitt 110a und einen ersten oberen Elektrodenabschnitt 110b auf dem ersten unteren Elektrodenabschnitt 110a beinhalten, und der zweite Elektrodenabschnitt kann einen zweiten unteren Elektrodenabschnitt 112a und einen zweiten oberen Elektrodenabschnitt 112b auf dem zweiten unteren Elektrodenabschnitt 112a beinhalten.
-
Die erste Nut 120 kann zwischen dem ersten unteren Elektrodenabschnitt 110a und dem zweiten unteren Elektrodenabschnitt 112a ausgebildet sein, die zweite Nut 130 kann zwischen dem ersten oberen Elektrodenabschnitt 110b und dem zweiten oberen Elektrodenabschnitt 112b ausgebildet sein, und die erste Nut 120 und die zweite Nut 130 können miteinander so verbunden sein, dass sie die Aussparung bilden. Eine Breite der ersten Nut 120 kann mit einer Breite der zweiten Nut 130 identisch oder geringer als diese sein.
-
Das Isolierungsträgerelement 122 kann die erste Nut 120 füllen, seitliche Oberflächen von jeweils dem ersten und dem zweiten unteren Elektrodenabschnitt 110a und 112a bedecken und den ersten und den zweiten oberen Elektrodenabschnitt 110b und 112b freilegen. Das zweite Isolierungsträgerelement 132 kann die zweite Nut 130 füllen und seitliche Oberflächen von jeweils dem ersten und dem zweiten oberen Elektrodenabschnitt 110b und 112b bedecken.
-
Das Isolierungsträgerelement 122 und das zweite Isolierungsträgerelement 132 können eine Höhe aufweisen, die zur Verhinderung des Ausbreitens eines Lötpunkts ausreichend ist.
-
Das zweite Isolierungsträgerelement 132 kann die zweite Nut 130 zwischen dem ersten und dem zweiten oberen Elektrodenabschnitt 110b und 112b ausreichend füllen, so dass ein Ausbreiten des Lötpunkts während eines Flip-Chip-Bonding-Vorgangs verhindert wird.
-
Nachstehend folgt eine Erläuterung eines Verfahrens zur Herstellung des lichtemittierenden Vorrichtungspakets in 32.
-
33 und 34 sind Querschnittansichten, die Stufen einer Herstellung eines lichtemittierenden Vorrichtungspakets gemäß den beispielhaften Ausführungsformen darstellen.
-
Unter Bezugnahme auf 33 und 34 können zunächst die unter Bezugnahme auf 5 bis 18 dargestellten Schritte derart ausgeführt werden, dass eine erste Oberfläche 102 eines Metallsubstrats 100 so geätzt wird, dass der erste und der zweite obere Elektrodenabschnitt 110b und 112b ausgebildet werden, die durch eine zweite Nut 130 voneinander getrennt sind.
-
Nachdem die erste Oberfläche 102 des Metallsubstrats 100 mit einem Isolierungsmaterial beschichtet worden ist, kann dann ein oberer Abschnitt des beschichteten Isolierungsmaterials entfernt werden, bis Oberflächen des ersten und des zweiten oberen Elektrodenabschnitts 110b und 112 freiliegen, so dass ein zweites Isolierungsträgerelement 132 ausgebildet ist, wie in 33 gezeigt ist.
-
Das zweite Isolierungsträgerelement 132 kann derart ausgebildet sein, dass es die beiden seitlichen Oberflächen des ersten oberen Elektrodenabschnitts 110b umgibt. Das zweite Isolierungsträgerelement 132 kann so ausgebildet sein, dass es die beiden seitlichen Oberflächen des zweiten oberen Elektrodenabschnitts 112b umgibt. Das zweite Isolierungsträgerelement 132 kann die zweite Nut 130 und die zweiten Randnuten 131 füllen.
-
Das zweite Isolierungsträgerelement 132 kann ein Isolierungsmaterial, wie z. B. eine Epoxy Moulding Compound (EMC [Expoxidharz-Formmasse]), eine Silicon Moulding Compound (SMC [Silizium-Formmasse]), ein Siliziumharz (SR) etc., beinhalten. Eine Oberfläche des zweiten Isolierungsträgerelements 132 kann koplanar mit den freigelegten Oberflächen des ersten und des zweiten oberen Elektrodenabschnitts 110b und 112b sein. Alternativ kann die Oberfläche des zweiten Isolierungsträgerelements 132 tiefer- oder höherliegend sein als die freigelegten Oberflächen des ersten und den zweiten Elektrodenabschnitts 110b und 112b.
-
Nachdem eine gestapelte Struktur 320 und eine Diode 250 auf dem ersten und dem zweiten oberen Elektrodenabschnitt 110b und 112b montiert worden sind, kann dann ein Dichtungselement 400 so ausgebildet werden, dass es die lichtemittierende Vorrichtung 200 und einen Doppel-Leuchtstofffilm 300 bedeckt.
-
35 bis 38 sind Draufsichten, die ein Montagesubstrat von einem lichtemittierenden Vorrichtungspaket gemäß den beispielhaften Ausführungsformen darstellen.
-
Unter Bezugnahme auf 35 kann eine zweite Nut 130 zwischen einem ersten oberen Elektrodenabschnitt 110b und einem zweiten oberen Elektrodenabschnitt 112b ausgebildet sein. Eine erste Nut (nicht dargestellt) kann zwischen einem ersten unteren Elektrodenabschnitt unter dem ersten oberen Elektrodenabschnitt 110b und einem zweiten unteren Elektrodenabschnitt unter dem zweiten oberen Elektrodenabschnitt 112b ausgebildet sein. Ein Isolierungsträgerelement 122 kann die erste Nut füllen und seitliche Oberflächen des ersten und des zweiten unteren Elektrodenabschnitts bedecken.
-
Die zweite Nut 130 kann mit der ersten Nut verbunden sein, so dass sie eine Aussparung auf einem Montagesubstrat bilden. Die zweite Nut 130 kann sich geradlinig entlang einer ersten Richtung erstrecken. Dementsprechend kann die Aussparung eine Form aufweisen, die sich in der ersten Richtung erstreckt.
-
Unter Bezugnahme auf 36 kann eine zweite Nut 130 einen dritten und einen vierten Erstreckungsnutabschnitt 130a und 130b beinhalten, die sich in unterschiedliche Richtungen erstrecken. Der dritte Erstreckungsnutabschnitt 130a kann sich in einer dritten Richtung erstrecken, und der vierte Erstreckungsnutabschnitt 130b kann sich von einem Endabschnitt des dritten Erstreckungsnutabschnitts 130a in einer vierten Richtung erstrecken, die sich von der dritten Richtung unterscheidet.
-
Dementsprechend kann die Aussparung einen ersten Erstreckungsaussparungsabschnitt beinhalten, der sich in der dritten Richtung erstreckt, und einen zweiten Erstreckungsaussparungsabschnitt, der sich in der vierten Richtung erstreckt.
-
Da die Aussparung einen gebogenen Abschnitt aufweist, kann verhindert werden, dass ein Montagesubstrat infolge einer Stoßkraft beschädigt wird, die einwirkt, wenn eine lichtemittierende Vorrichtung auf dem Montagesubstrat montiert wird.
-
Unter Bezugnahme auf 37 und 38 kann eine zweite Nut 130 einen dritten Erstreckungsnutabschnitt 130a, einen vierten Erstreckungsnutabschnitt 130b und einen fünften Erstreckungsnutabschnitt 130c beinhalten, die sich in unterschiedliche Richtungen erstrecken. Der dritte Erstreckungsnutabschnitt 130a kann sich in einer dritten Richtung erstrecken, der vierte Erstreckungsnutabschnitt 130b kann sich von einem Endabschnitt des dritten Erstreckungsnutabschnitts 130a in einer vierten Richtung erstrecken, die sich von der dritten Richtung unterscheidet, und der fünfte Erstreckungsnutabschnitt 130c kann sich von einem Endabschnitt des vierten Erstreckungsnutabschnitts 130b in einer fünften Richtung erstrecken, die sich von der vierten Richtung unterscheidet.
-
Dementsprechend kann die Aussparung einen ersten Erstreckungsaussparungsabschnitt beinhalten, der sich in einer dritten Richtung erstreckt, einen zweiten Erstreckungsaussparungsabschnitt, der sich in der vierten Richtung erstreckt, und einen dritten Erstreckungsaussparungsabschnitt, der sich in der vierten Richtung erstreckt.
-
Da die Aussparung einen gebogenen Abschnitt aufweist, kann verhindert werden, dass ein Montagesubstrat aufgrund einer Stoßkraft beschädigt wird, die einwirkt, wenn eine lichtemittierende Vorrichtung auf dem Montagesubstrat montiert wird.
-
Ein lichtemittierendes Vorrichtungspaket gemäß den beispielhaften Ausführungsformen kann in verschiedenen Beleuchtungsvorrichtungen verwendet werden. Die lichtemittierenden Vorrichtungspakete können z. B. in einer Matrixanordnung so angeordnet sein, dass sie ein lichtemittierendes Modul von einer Beleuchtungsvorrichtung bilden.
-
Die vorstehende Beschreibung soll beispielhafte Ausführungsformen veranschaulichen und ist nicht als eine Einschränkung derselben aufzufassen. Obwohl einige wenige beispielhafte Ausführungsformen beschrieben worden sind, ist es für Fachleute ohne weiteres verständlich, dass viele Modifikationen in den beispielhaften Ausführungsformen möglich sind, ohne dabei von den neuen Lehren und Vorzügen der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Dementsprechend sollen alle Modifikationen vom Schutzbereich der beispielhaften Ausführungsformen, die in den Ansprüchen definiert sind, umfasst sein.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-