DE112018000619T5 - Verfahren und Gehäuse zur Verbesserung der Zuverlässigkeit von Ultraviolettlicht-emittierenden Vorrichtungen - Google Patents

Verfahren und Gehäuse zur Verbesserung der Zuverlässigkeit von Ultraviolettlicht-emittierenden Vorrichtungen Download PDF

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Masato Toita
Satoshi Yamada
Ken Kitamura
Craig Moe
Amy Miller
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Abstract

In verschiedenen Ausführungsformen wird der Abbau von Epoxidharz innerhalb des Gehäuses für ultraviolette lichtemittierende Vorrichtungen vermindert oder im Wesentlichen eliminiert, indem das Gehäuse die Übertragung von ultraviolettem Licht auf eine oder mehrere Epoxidharzregionen, die in dem Gehäuse verwendet werden, verhindert und/oder man Gehäusesysteme verwendet, die die Verwendung von Epoxidharz und/oder speziellen Metallen vermindern oder vermeiden.

Description

  • Diese Anmeldung genießt die Priorität der provisorischen US-Patentanmeldung Nr. 62 / 452594 , eingereicht am 31. Januar 2017, und der provisorischen US-Patentanmeldung Nr. 62 / 568350 , eingereicht am 5. Oktober 2017, deren Offenbarung jeweils vollständig hiermit durch Bezugnahme aufgenommen ist.
  • Technisches Gebiet
  • In verschiedenen Ausführungsformen betrifft die vorliegende Erfindung Lichtemitter, die ultraviolette (UV) Strahlung emittieren.
  • Hintergrund
  • Lichtemittierende Dioden (LEDs) werden aufgrund ihres geringeren Energieverbrauchs, der längeren Lebensdauer, der hohen physikalischen Robustheit, der geringen Größe und der schnellen Schaltzeiten zunehmend in einer Vielzahl unterschiedlicher Beleuchtungsanwendungen eingesetzt. In einem üblichen LED-Gehäuse ist der LED-Chip elektrisch und physikalisch auf einem SMD-Gehäuse (SMD = Surface Mount Device) montiert, das typischerweise versiegelt ist (z.B. mit einem transparenten Deckel), um die Vorrichtung vor Kontamination oder anderen Umwelteinflüssen zu schützen.
  • UV-LEDs haben sich als vielversprechend für Anwendungen wie die medizinische Therapie, Sensoren und Instrumente sowie die Sterilisation von Flüssigkeiten erwiesen. Leider kann das vorstehend beschriebene übliche Gehäuse für UV-LEDs, die Licht mit Wellenlängen von weniger als 320 nm, weniger als 265 nm, weniger als 230 nm oder sogar weniger als 200 nm emittieren können, problematisch sein. Das von UV-LEDs emittierte hochenergetische UV-Licht kann verschiedene Materialien angreifen oder beschädigen, die in üblichen LED-Gehäusen verwendet werden, und der Abbau und / oder die Reaktion dieser Materialien können die Integrität und / oder Zuverlässigkeit der Vorrichtung während ihrer beabsichtigten Betriebslebensdauer beeinträchtigen. Daher besteht ein Bedarf an verbesserten Gehäuseschemata für UV-LEDs, die eine hohe Zuverlässigkeit, mechanische Robustheit und lange Lebensdauer der eingehäusten Vorrichtungen ermöglichen.
  • Kurzdarstellung
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden Gehäuseschemata für UV-lichtemittierende Vorrichtungen verwendet, um die Auswirkungen einer Verschlechterung des in dem Gehäuse verwendeten Epoxidharzes, die durch das von dem UV-lichtemittierenden Chip emittierte UV-Licht oder Düse verursacht wird, zu verringern oder im Wesentlichen zu beseitigen. In verschiedenen Ausführungsformen wird das Gehäuse belüftet, um einen Auslass für gasförmige Nebenprodukte des Abbaus des Epoxidharzes bereitzustellen, wodurch weitere schädliche chemische Reaktionen innerhalb des Gehäuses verhindert werden. In anderen Ausführungsformen wird verhindert, dass sich UV-Licht von dem Lichtemitter zu dem Epoxidharz ausbreitet, was zum Befestigen des Deckels an dem Gehäuse und / oder zum Montieren anderer elektronischer Komponenten (z.B. Spannungsregler wie Zenerdioden) verwendet wird, und daher innerhalb des Gehäuses eine Verschlechterung verursacht. Beispielsweise können Bereiche des Epoxidharzes durch ein UV-undurchlässiges Einkapselungsmaterial oder eine andere UV-undurchlässige Abschirmung gegen Einwirkung von UV-Licht abgedichtet werden. Wie hierin verwendet, lässt ein „undurchlässiges“ Material im Wesentlichen kein Licht einer bestimmten Wellenlänge oder eines bestimmten Wellenlängenbereichs (z.B. UV-Licht) durch und ist stattdessen reflektierend und / oder stark absorbierend (z.B. über eine geringe Dicke) für Licht der bestimmten Wellenlänge oder des Wellenlängenbereichs. Auf diese Weise beinhalten Ausführungsformen der Erfindung eingehäuste UV-lichtemittierende Vorrichtungen mit langer Lebensdauer, hoher Ausgangsleistung und hoher Zuverlässigkeit. Wie hierin verwendet, ist ein Material, das „transparent“ (z.B. für UV-Licht) ist, nicht notwendigerweise sichtbar klar oder 100% transparent für UV- und / oder sichtbares Licht; vielmehr weisen derartige transparente Materialien in verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung eine Durchlässigkeit (z.B. für UV-Licht und / oder für andere Wellenlängen von Licht wie sichtbares Licht) von mindestens 60%, mindestens 70%, mindestens 80%, mindestens 90%, mindestens 95%, mindestens 98% oder mindestens 99% auf. Es versteht sich, dass Gehäusematerialien (z.B. Deckel oder andere Gehäuseabschnitte), die als transparent beschrieben werden, in Bezug auf eine oder mehrere (oder sogar alle) Wellenlängen oder Wellenlängenbereiche transparent sind, die von lichtemittierenden Vorrichtungen emittiert werden, die in solchen Gehäusen eingeschlossen oder angeordnet sind.
  • In verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung kann die lichtemittierende Vorrichtung eine lichtemittierende Diode (z.B. eine lichtemittierende Bare-Die-Diode oder ein lichtemittierender Diodenchip) oder ein Laser (z.B. ein Bare-Die-Laser oder Laserchip) sein. Das von der lichtemittierenden Vorrichtung emittierte UV-Licht kann eine Wellenlänge von 265 nm oder weniger, 230 nm oder weniger oder sogar 200 nm oder weniger aufweisen. Auf der lichtemittierenden Vorrichtung kann eine Linse angeordnet sein, die Quarz, Quarzglas und / oder Saphir enthalten, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen kann, wie beispielsweise in der US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 14 / 679655, eingereicht am 6. April 2015, beschrieben, auf deren gesamte Offenbarung hiermit Bezug genommen wird.
  • Obwohl hier beschriebene Beispiele der Ausführungsformen der Erfindung lichtemittierende Vorrichtungen verwenden, die zum Emittieren von UV-Licht konfiguriert sind, können verschiedene Ausführungsformen der Erfindung mit lichtemittierenden Vorrichtungen verwendet werden, die zum Emittieren anderer Wellenlängen von z.B. sichtbarem Licht oder Infrarotlicht Licht, konfiguriert sind. Wie hierin verwendet, beinhaltet ein „Metallisierungsmuster“ typischerweise mehrere diskrete und getrennte Metallbereiche, die beispielsweise als Kontakte zu verschiedenen Elektroden einer lichtemittierenden Vorrichtung und / oder eines Spannungsreglers verwendet werden; in verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung kann ein Metallisierungsmuster jedoch nur einen solchen Metallbereich aufweisen.
  • In einem Aspekt weisen Ausführungsformen der Erfindung eine Beleuchtungsvorrichtung auf, die im Wesentlichen ein Gehäuse, eine lichtemittierende Vorrichtung, ein erstes Epoxidharz, ein Metallisierungsmuster und einen Öffnungskanal umfasst, im Wesentlichen daraus besteht oder daraus besteht. Das Gehäuse umfasst, besteht im Wesentlichen daraus oder besteht aus (i) einer Basis, die ein ausgespartes Innenvolumen definiert, und (ii) einem transparenten Deckel, der über der Basis angeordnet ist und das Innenvolumen zumindest teilweise umschließt und / oder abdeckt. Die lichtemittierende Vorrichtung ist innerhalb des Innenraums angeordnet. Die lichtemittierende Vorrichtung kann konfiguriert sein, um ultraviolettes (UV) Licht zu emittieren. Die lichtemittierende Vorrichtung kann konfiguriert sein, um sichtbares oder infrarotes Licht zu emittieren. Das erste Epoxidharz versiegelt den Deckel mit der Basis. (Wie hierin verwendet, bedeutet „Versiegeln“ des Deckels an der Basis das Anbringen des Deckels an einer oder mehreren Stellen an der Basis und impliziert nicht notwendigerweise die Bildung einer hermetischen Versiegelung.) Das Metallisierungsmuster ist auf der Basis angeordnet und elektrisch mit der lichtemittierenden Vorrichtung gekoppelt. Der Öffnungskanal koppelt das Innenvolumen fluidisch mit der Außenumgebung. Der Öffnungskanal ist durch und / oder in der Basis, dem Deckel und / oder dem ersten Epoxidharz definiert.
  • Ausführungsformen der Erfindung können eine oder mehrere der folgenden in einer Vielzahl von Kombinationen umfassen. Der Kanal kann ein oder mehrere Löcher durch den Deckel aufweisen, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen und / oder in dem Deckel definiert sein. Das erste Epoxidharz kann den Deckel an zwei oder mehr getrennten Punkten gegen die Basis abdichten. Der Kanal kann zwischen den zwei oder mehr diskreten Punkten angeordnet sein. Der Kanal kann ein oder mehrere Löcher durch die Basis aufweisen, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen und / oder in der Basis definiert sein. Die Beleuchtungsvorrichtung kann eine oder mehrere Spannungsregelungsvorrichtungen enthalten. Die eine oder mehreren Spannungsregelungsvorrichtungen können innerhalb des Innenvolumens angeordnet sein. Die eine oder mehreren Spannungsregelungsvorrichtungen können elektrisch mit dem Metallisierungsmuster gekoppelt sein. Mindestens eine der Spannungsregelungsvorrichtungen kann eine Zenerdiode aufweisen, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen. Die Beleuchtungsvorrichtung kann ein zweites Epoxidharz enthalten, das mit einer oder mehreren der Spannungsregelungsvorrichtungen in Kontakt steht. Das zweite Epoxidharz kann mindestens eine der Spannungsregelungsvorrichtungen an der Basis anbringen. Über dem zweiten Epoxidharz kann ein Sperrmaterial angeordnet sein. Das Sperrmaterial kann im Wesentlichen die Ausbreitung von Licht (z.B. UV-Licht), das von der lichtemittierenden Vorrichtung emittiert wird, zu dem zweiten Epoxidharz verhindern. Das Sperrmaterial kann eine Einkapselung enthalten, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen, die für das von der lichtemittierenden Vorrichtung emittierte Licht (z.B. UV-Licht) undurchlässig ist.
  • Ein Sperrmaterial kann zwischen dem ersten Epoxidharz und dem Innenvolumen angeordnet sein. Das Sperrmaterial kann im Wesentlichen die Ausbreitung von Licht, das von der lichtemittierenden Vorrichtung (z.B. UV-Licht) emittiert wird, zu dem ersten Epoxidharz verhindern. Das Sperrmaterial kann ein oder mehrere Metalle und / oder Polytetrafluorethylen enthalten, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen. Das Metallisierungsmuster kann Ni enthalten, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen. Das Metallisierungsmuster kann im Wesentlichen frei von Ni sein. Die Basis kann so geformt sein, dass sie den Kanal zwischen der Basis und dem Deckel definiert, wenn der Deckel mit der Basis versiegelt ist. Die lichtemittierende Vorrichtung kann eine lichtemittierende Diode oder einen Laser umfassen, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen.
  • In einem weiteren Aspekt weisen Ausführungsformen der Erfindung eine Beleuchtungsvorrichtung auf, die ein Gehäuse, eine lichtemittierende Vorrichtung, ein erstes Epoxidharz und ein Metallisierungsmuster beinhaltet, im Wesentlichen daraus besteht oder daraus besteht. Das Gehäuse beinhaltet, besteht im Wesentlichen aus oder besteht aus (i) einer Basis, die ein ausgespartes Innenvolumen definiert, und (ii) einem transparenten Deckel, der über der Basis angeordnet ist und das Innenvolumen zumindest teilweise umschließt und / oder abdeckt. Die lichtemittierende Vorrichtung ist innerhalb des Innenraums angeordnet. Die lichtemittierende Vorrichtung kann konfiguriert sein, um ultraviolettes (UV) Licht zu emittieren. Die lichtemittierende Vorrichtung kann konfiguriert sein, um sichtbares oder infrarotes Licht zu emittieren. Das erste Epoxidharz versiegelt den Deckel mit der Basis. Das Metallisierungsmuster ist auf der Basis angeordnet und elektrisch mit der lichtemittierenden Vorrichtung gekoppelt. Das Innenvolumen enthält Sauerstoff in einer Konzentration, die niedriger ist als diejenige in der Umgebung außerhalb der Beleuchtungsvorrichtung. Das Innenvolumen kann im Wesentlichen frei von Sauerstoff sein.
  • (In verschiedenen Ausführungsformen bedeutet „im Wesentlichen frei von Sauerstoff“, dass er weniger als 1% Sauerstoff, weniger als 0,5% Sauerstoff oder weniger als 0,1% Sauerstoff enthält. In verschiedenen Ausführungsformen bedeutet „im Wesentlichen frei von Sauerstoff“, dass Sauerstoff in einer ausreichend geringen Konzentration enthalten ist, so dass die hier beschriebenen schädlichen Reaktionen (z.B. die Bildung von nickelhaltigen Bereichen) nicht mit einer Geschwindigkeit auftreten, die ausreicht, um die Effizienz der Beleuchtungsvorrichtung über einen Betriebszeitraum von z.B. 1000 Stunden, 5000 Stunden, 10000 Stunden oder 50000 Stunden zu beeinträchtigen.
  • Die Ausführungsformen der Erfindung können eine oder mehrere der folgenden in einer Vielzahl von Kombinationen enthalten. Der Druck innerhalb des Innenvolumens kann geringer als der Atmosphärendruck sein. Das Innenvolumen (d.h. der Teil des Innenvolumens, der nicht von der lichtemittierenden Vorrichtung und den anderen Elementen der Beleuchtungsvorrichtung eingenommen wird) kann im Wesentlichen mit Stickstoff und / oder einem oder mehreren Inertgasen gefüllt sein. Eine Zusammensetzung von Gas innerhalb des Innenvolumens kann sich von derjenigen von atmosphärischer Luft unterscheiden, die außerhalb der Beleuchtungsvorrichtung angeordnet ist. Die Beleuchtungsvorrichtung kann eine oder mehrere Spannungsregelungsvorrichtungen enthalten. Die eine oder mehreren Spannungsregelungsvorrichtungen können innerhalb des Innenvolumens angeordnet sein. Die eine oder mehreren Spannungsregelungsvorrichtungen können elektrisch mit dem Metallisierungsmuster gekoppelt sein. Mindestens eine der Spannungsregelungsvorrichtungen kann eine Zenerdiode aufweisen, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen. Die Beleuchtungsvorrichtung kann ein zweites Epoxidharz enthalten, das mit einer oder mehreren der Spannungsregelungsvorrichtungen in Kontakt steht. Das zweite Epoxidharz kann mindestens eine der Spannungsregelungsvorrichtungen an der Basis anbringen. Über dem zweiten Epoxidharz kann ein Sperrmaterial angeordnet sein. Das Sperrmaterial kann im Wesentlichen die Ausbreitung von Licht (z.B. UV-Licht), das von der lichtemittierenden Vorrichtung emittiert wird, zu dem zweiten Epoxidharz verhindern. Das Sperrmaterial kann eine Einkapselung enthalten, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen, die für das von der lichtemittierenden Vorrichtung emittierte Licht (z.B. UV-Licht) undurchlässig ist.
  • Ein Sperrmaterial kann zwischen dem ersten Epoxidharz und dem Innenvolumen angeordnet sein. Das Sperrmaterial kann im Wesentlichen die Ausbreitung von Licht, das von der lichtemittierenden Vorrichtung (z.B. UV-Licht) emittiert wird, zu dem ersten Epoxidharz verhindern. Das Sperrmaterial kann ein oder mehrere Metalle und / oder Polytetrafluorethylen enthalten, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen. Das Metallisierungsmuster kann Ni enthalten, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen. Das Metallisierungsmuster kann im Wesentlichen frei von Ni sein. Die lichtemittierende Vorrichtung kann eine lichtemittierende Diode oder ein Laser sein, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen.
  • In noch einem weiteren Aspekt weisen Ausführungsformen der Erfindung eine Beleuchtungsvorrichtung auf, die im Wesentlichen ein Gehäuse, eine lichtemittierende Vorrichtung, ein erstes Epoxidharz, ein Metallisierungsmuster und ein Sperrmaterial enthält, im Wesentlichen daraus besteht oder daraus besteht. Das Gehäuse enthält, besteht im Wesentlichen aus oder besteht aus (i) einer Basis, die ein ausgespartes Innenvolumen definiert, und (ii) einem transparenten Deckel, der über der Basis angeordnet ist und das Innenvolumen zumindest teilweise umschließt und / oder abdeckt. Die lichtemittierende Vorrichtung ist innerhalb des Innenvolumens angeordnet. Die lichtemittierende Vorrichtung kann konfiguriert sein, um ultraviolettes (UV) Licht zu emittieren. Die lichtemittierende Vorrichtung kann konfiguriert sein, um sichtbares oder infrarotes Licht zu emittieren. Das erste Epoxidharz versiegelt den Deckel mit der Basis. Das Metallisierungsmuster ist auf der Basis angeordnet und elektrisch mit der lichtemittierenden Vorrichtung gekoppelt. Das Sperrmaterial ist zwischen dem ersten Epoxidharz und dem Innenvolumen angeordnet. Das Sperrmaterial verhindert im Wesentlichen die Ausbreitung von Licht, das von der lichtemittierenden Vorrichtung (z.B. UV-Licht) emittiert wird, zu dem ersten Epoxidharz.
  • Die Ausführungsformen der Erfindung können eine oder mehrere der folgenden in einer Vielzahl von Kombinationen umfassen. Das Sperrmaterial kann ein oder mehrere Metalle und / oder Polytetrafluorethylen enthalten, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen. Das Metallisierungsmuster kann Ni enthalten, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen. Das Metallisierungsmuster kann im Wesentlichen frei von Ni sein. Die lichtemittierende Vorrichtung kann eine lichtemittierende Diode oder einen Laser enthalten, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen. Die Beleuchtungsvorrichtung kann eine oder mehrere Spannungsregelungsvorrichtungen enthalten. Die eine oder mehreren Spannungsregelungsvorrichtungen können innerhalb des Innenvolumens angeordnet sein. Die eine oder mehreren Spannungsregelungsvorrichtungen können elektrisch mit dem Metallisierungsmuster gekoppelt sein. Mindestens eine der Spannungsregelungsvorrichtungen kann eine Zenerdiode aufweisen, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen. Die Beleuchtungsvorrichtung kann ein zweites Epoxidharz enthalten, das mit einer oder mehreren der Spannungsregelungsvorrichtungen in Kontakt steht. Das zweite Epoxidharz kann mindestens eine der Spannungsregelungsvorrichtungen an der Basis anbringen. Ein zweites Sperrmaterial kann über dem zweiten Epoxidharz angeordnet sein. Das zweite Sperrmaterial kann im Wesentlichen die Ausbreitung von Licht (z.B. UV-Licht), das von der lichtemittierenden Vorrichtung emittiert wird, zu dem zweiten Epoxidharz verhindern. Das zweite Sperrmaterial kann eine Einkapselung enthalten, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen, die für das von der lichtemittierenden Vorrichtung emittierte Licht (z.B. UV-Licht) undurchlässig ist.
  • In einem anderen Aspekt weisen Ausführungsformen der Erfindung eine Beleuchtungsvorrichtung auf, die ein Gehäuse, eine lichtemittierende Vorrichtung, ein Metallisierungsmuster, eine oder mehrere Spannungsregulierungsvorrichtungen, ein erstes Epoxidharz und ein Sperrmaterial beinhaltet, im Wesentlichen daraus besteht oder daraus besteht. Das Gehäuse beinhaltet, besteht im Wesentlichen aus oder besteht aus (i) einer Basis, die ein ausgespartes Innenvolumen definiert, und (ii) einem transparenten Deckel, der über der Basis angeordnet ist und das Innenvolumen zumindest teilweise umschließt und / oder abdeckt. Die lichtemittierende Vorrichtung ist innerhalb des Innenvolumens angeordnet. Die lichtemittierende Vorrichtung kann konfiguriert sein, um ultraviolettes (UV) Licht zu emittieren. Die lichtemittierende Vorrichtung kann konfiguriert sein, um sichtbares oder infrarotes Licht zu emittieren. Das Metallisierungsmuster ist auf der Basis angeordnet und elektrisch mit der lichtemittierenden Vorrichtung gekoppelt. Mindestens eine der Spannungsregelungsvorrichtungen ist innerhalb des Innenvolumens angeordnet. Eine oder mehrere der Spannungsregelungsvorrichtungen können elektrisch mit dem Metallisierungsmuster gekoppelt sein. Das erste Epoxidharz steht mit einer oder mehreren der Spannungsregelungsvorrichtungen in Kontakt. Das erste Epoxidharz kann eine oder mehrere der Spannungsregelungsvorrichtungen innerhalb des Innenvolumens anbringen. Das erste Epoxidharz kann eine oder mehrere der Spannungsregelungsvorrichtungen an der Basis anbringen. Das Sperrmaterial ist über dem ersten Epoxidharz angeordnet. Das Sperrmaterial verhindert im Wesentlichen die Ausbreitung von Licht (z.B. UV-Licht), das von der lichtemittierenden Vorrichtung emittiert wird, zu dem ersten Epoxidharz.
  • Die Ausführungsformen der Erfindung können eine oder mehrere der folgenden in einer Vielzahl von Kombinationen beinhalten. Das Sperrmaterial kann eine Einkapselung enthalten, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen, die für das von der lichtemittierenden Vorrichtung emittierte Licht (z.B. UV-Licht) undurchlässig ist. Das Metallisierungsmuster kann Ni enthalten, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen. Das Metallisierungsmuster kann im Wesentlichen frei von Ni sein. Die lichtemittierende Vorrichtung kann eine lichtemittierende Diode oder einen Laser beinhalten, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen.
  • In einem weiteren Aspekt weisen die Ausführungsformen der Erfindung eine Beleuchtungsvorrichtung auf, die im Wesentlichen ein Gehäuse, eine lichtemittierende Vorrichtung, ein erstes Epoxidharz und ein Sperrmaterial beinhaltet, im Wesentlichen daraus besteht oder daraus besteht. Das Gehäuse beinhaltet, besteht im Wesentlichen aus oder besteht aus (i) einer Basis, die ein ausgespartes Innenvolumen definiert, und (ii) einem transparenten Deckel, der über der Basis angeordnet ist und das Innenvolumen zumindest teilweise umschließt und / oder abdeckt. Die lichtemittierende Vorrichtung ist innerhalb des Innenvolumens angeordnet. Die lichtemittierende Vorrichtung kann konfiguriert sein, um ultraviolettes (UV) Licht zu emittieren. Die lichtemittierende Vorrichtung kann konfiguriert sein, um sichtbares oder infrarotes Licht zu emittieren. Das erste Epoxidharz versiegelt den Deckel mit der Basis. Das Sperrmaterial ist zwischen dem ersten Epoxidharz und dem Deckel angeordnet. Das Sperrmaterial verhindert im Wesentlichen die Ausbreitung von Licht, das von der lichtemittierenden Vorrichtung (z.B. UV-Licht) emittiert wird, innerhalb und / oder durch den Deckel zu dem ersten Epoxidharz.
  • Die Ausführungsformen der Erfindung können eine oder mehrere der folgenden in einer Vielzahl von Kombinationen umfassen. Das Sperrmaterial kann ein oder mehrere Metalle (z.B. Aluminium) und / oder Polytetrafluorethylen enthalten, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen. Zumindest ein Teil des Sperrmaterials kann in Form eines Films vorliegen, der auf einer Oberfläche des Deckels angeordnet ist (z.B. einer oberen Oberfläche und / oder einer unteren Oberfläche). Die Oberfläche des Deckels kann dem ersten Epoxidharz zugewandt sein. Die Beleuchtungsvorrichtung kann ein Metallisierungsmuster aufweisen, das elektrisch mit der lichtemittierenden Vorrichtung gekoppelt ist. Zumindest ein Teil des Metallisierungsmusters kann innerhalb des Innenvolumens (z.B. auf der Basis) angeordnet sein. Das Metallisierungsmuster kann Ni enthalten, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen. Das Metallisierungsmuster kann im Wesentlichen frei von Ni sein. Die Beleuchtungsvorrichtung kann eine oder mehrere Spannungsregelungsvorrichtungen enthalten. Die eine oder mehreren Spannungsregelungsvorrichtungen können innerhalb des Innenvolumens angeordnet sein. Die eine oder mehreren Spannungsregelungsvorrichtungen können elektrisch mit dem Metallisierungsmuster gekoppelt sein. Mindestens eine der Spannungsregelungsvorrichtungen kann eine Zenerdiode aufweisen, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen. Die Beleuchtungsvorrichtung kann ein zweites Epoxidharz enthalten, das mit einer oder mehreren der Spannungsregelungsvorrichtungen in Kontakt steht. Das zweite Epoxidharz kann mindestens eine der Spannungsregelungsvorrichtungen an der Basis anbringen. Ein zweites Sperrmaterial kann über dem zweiten Epoxidharz angeordnet sein. Das zweite Sperrmaterial kann im Wesentlichen die Ausbreitung von Licht (z.B. UV-Licht), das von der lichtemittierenden Vorrichtung emittiert wird, zu dem zweiten Epoxidharz verhindern. Das zweite Sperrmaterial kann eine Einkapselung enthalten, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen, die für das von der lichtemittierenden Vorrichtung emittierte Licht (z.B. UV-Licht) undurchlässig ist. Die lichtemittierende Vorrichtung kann eine lichtemittierende Diode oder einen Laser beinhalten, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen.
  • In einem weiteren Aspekt weisen Ausführungsformen der Erfindung eine Beleuchtungsvorrichtung auf, die ein Gehäuse und eine lichtemittierende Vorrichtung enthält, im Wesentlichen daraus besteht oder daraus besteht. Das Gehäuse enthält, besteht im Wesentlichen aus oder besteht aus (i) einer Basis, die ein ausgespartes Innenvolumen definiert, und (ii) einem transparenten Deckel, der über der Basis angeordnet ist und das Innenvolumen zumindest teilweise umschließt und / oder abdeckt. Die lichtemittierende Vorrichtung ist innerhalb des Innenvolumens angeordnet. Die lichtemittierende Vorrichtung kann konfiguriert sein, um ultraviolettes (UV) Licht zu emittieren. Die lichtemittierende Vorrichtung kann konfiguriert sein, um sichtbares oder infrarotes Licht zu emittieren. Ein Rand des Deckels ist in einer vertieften Nut aufgenommen, die in der Seitenwand derart definiert ist, dass die Seitenwand zumindest Teile der oberen, unteren und seitlichen Oberflächen des Rands des Deckels umschließt und / oder umgibt.
  • Die Ausführungsformen der Erfindung können eine oder mehrere der folgenden in einer Vielzahl von Kombinationen umfassen. Das Gehäuse und / oder das Innenvolumen können im Wesentlichen frei von Epoxidharz sein. Ein Epoxidharz kann den Rand des Deckels zumindest teilweise gegen die Nut in der Seitenwand abdichten. Ein Sperrmaterial kann zwischen dem Epoxidharz und dem Innenvolumen angeordnet sein. Das Sperrmaterial kann im Wesentlichen die Ausbreitung von Licht, das von der lichtemittierenden Vorrichtung (z.B. UV-Licht) emittiert wird, zu dem Epoxidharz verhindern. Das Sperrmaterial kann ein oder mehrere Metalle (z.B. Aluminium) und / oder Polytetrafluorethylen enthalten, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen. Die Beleuchtungsvorrichtung kann ein Metallisierungsmuster aufweisen, das elektrisch mit der lichtemittierenden Vorrichtung gekoppelt ist. Zumindest ein Teil des Metallisierungsmusters kann innerhalb des Innenvolumens (z.B. auf der Basis) angeordnet sein. Das Metallisierungsmuster kann Ni enthalten, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen. Das Metallisierungsmuster kann im Wesentlichen frei von Ni sein. Die Beleuchtungsvorrichtung kann eine oder mehrere Spannungsregelungsvorrichtungen enthalten. Die eine oder mehreren Spannungsregelungsvorrichtungen können innerhalb des Innenvolumens angeordnet sein. Die eine oder mehreren Spannungsregelungsvorrichtungen können elektrisch mit dem Metallisierungsmuster gekoppelt sein. Mindestens eine der Spannungsregelungsvorrichtungen kann eine Zenerdiode aufweisen, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen. Die Beleuchtungsvorrichtung kann ein zweites Epoxidharz enthalten, das mit einer oder mehreren der Spannungsregelungsvorrichtungen in Kontakt steht. Das zweite Epoxidharz kann mindestens eine der Spannungsregelungsvorrichtungen an der Basis anbringen. Ein zweites Sperrmaterial kann über dem zweiten Epoxidharz angeordnet sein. Das zweite Sperrmaterial kann im Wesentlichen die Ausbreitung von Licht (z.B. UV-Licht), das von der lichtemittierenden Vorrichtung emittiert wird, zu dem zweiten Epoxidharz verhindern. Das zweite Sperrmaterial kann eine Einkapselung enthalten, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen, die für das von der lichtemittierenden Vorrichtung emittierte Licht (z.B. UV-Licht) undurchlässig ist. Die lichtemittierende Vorrichtung kann eine lichtemittierende Diode oder einen Laser beinhalten, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen.
  • In einem weiteren Aspekt weisen die Ausführungsformen der Erfindung eine Beleuchtungsvorrichtung auf, die im Wesentlichen ein Gehäuse, eine lichtemittierende Vorrichtung und eine oder mehrere Eckklammern enthält, im Wesentlichen aus diesen besteht oder aus diesen besteht. Das Gehäuse beinhaltet, besteht im Wesentlichen aus oder besteht aus (i) einer Basis, die ein ausgespartes Innenvolumen definiert, und (ii) einem transparenten Deckel, der über der Basis angeordnet ist und das Innenvolumen zumindest teilweise umschließt und / oder abdeckt. Die lichtemittierende Vorrichtung ist innerhalb des Innenvolumens angeordnet. Die lichtemittierende Vorrichtung kann konfiguriert sein, um ultraviolettes (UV) Licht zu emittieren. Die lichtemittierende Vorrichtung kann konfiguriert sein, um sichtbares oder infrarotes Licht zu emittieren. Zumindest ein Teil jeder Eckklammer ist über einem Teil eines Randes des Deckels angeordnet, um den Deckel über der Seitenwand der Gehäuse zu befestigen.
  • Die Ausführungsformen der Erfindung können eine oder mehrere der folgenden in einer Vielzahl von Kombinationen beinhalten. Mindestens ein Abschnitt von mindestens einer der Eckklammern ist durch einen Abschnitt der Seitenwand definiert. Mindestens eine der Eckklammern drückt den Deckel in Richtung der Seitenwand des Gehäuses (z.B. nach unten in Richtung der Basis). Mindestens ein Abschnitt von mindestens einer der Eckklammern beinhaltet, besteht im Wesentlichen aus oder besteht aus einer Feder. Mindestens eine der Eckklammern kann federbelastet sein. Mindestens eine der Eckklammern kann von dem Gehäuse (z.B. der Seitenwand des Gehäuses) getrennt sein und auf oder über dieser angeordnet (z.B. damit verbunden) sein. Mindestens ein Abschnitt von mindestens einer der Eckklammern beinhaltet, besteht im Wesentlichen aus oder besteht aus einem oder mehreren Metallen. Ein Epoxidharz kann den Rand des Deckels zumindest teilweise gegen das Gehäuse (z.B. gegen die Seitenwand) abdichten. Ein Sperrmaterial kann zwischen dem Epoxidharz und dem Innenvolumen angeordnet sein. Das Sperrmaterial kann im Wesentlichen die Ausbreitung von Licht, das von der lichtemittierenden Vorrichtung (z.B. UV-Licht) emittiert wird, zu dem Epoxidharz verhindern. Das Sperrmaterial kann ein oder mehrere Metalle (z.B. Aluminium) und / oder Polytetrafluorethylen enthalten, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen.
  • Die Beleuchtungsvorrichtung kann ein Metallisierungsmuster aufweisen, das elektrisch mit der lichtemittierenden Vorrichtung gekoppelt ist. Zumindest ein Abschnitt des Metallisierungsmusters kann innerhalb des Innenvolumens (z.B. auf der Basis) angeordnet sein. Das Metallisierungsmuster kann Ni enthalten, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen. Das Metallisierungsmuster kann im Wesentlichen frei von Ni sein. Die Beleuchtungsvorrichtung kann eine oder mehrere Spannungsregelungsvorrichtungen enthalten. Die eine oder mehreren Spannungsregelungsvorrichtungen können innerhalb des Innenvolumens angeordnet sein. Die eine oder mehreren Spannungsregelungsvorrichtungen können elektrisch mit dem Metallisierungsmuster gekoppelt sein. Mindestens eine der Spannungsregelungsvorrichtungen kann eine Zenerdiode enthalten, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen. Die Beleuchtungsvorrichtung kann ein zweites Epoxidharz enthalten, das mit einer oder mehreren der Spannungsregelungsvorrichtungen in Kontakt steht. Das zweite Epoxidharz kann mindestens eine der Spannungsregelungsvorrichtungen an der Basis anbringen. Ein zweites Sperrmaterial kann über dem zweiten Epoxidharz angeordnet sein. Das zweite Sperrmaterial kann im Wesentlichen die Ausbreitung von Licht (z.B. UV-Licht), das von der lichtemittierenden Vorrichtung emittiert wird, zu dem zweiten Epoxidharz verhindern. Das zweite Sperrmaterial kann eine Einkapselung enthalten, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen, die für das von der lichtemittierenden Vorrichtung emittierte Licht (z.B. UV-Licht) undurchlässig ist. Die lichtemittierende Vorrichtung kann eine lichtemittierende Diode oder einen Laser enthalten, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen.
  • In einem weiteren Aspekt weisen die Ausführungsformen der Erfindung eine Beleuchtungsvorrichtung auf, die ein Gehäuse, eine lichtemittierende Vorrichtung und eine Glas-Metall-Dichtung enthält, im Wesentlichen daraus besteht oder daraus besteht. Das Gehäuse enthält, besteht im Wesentlichen aus oder besteht aus (i) einer Basis, (ii) einer Seitenwand, die über der Basis angeordnet ist, wobei die Basis und die Seitenwand zusammen ein ausgespartes Innenvolumen definieren, und (iii) einem transparenten Deckel, der über der Basis angeordnet ist und zumindest teilweise das Innenvolumen umschließt und / oder abdeckt. Die lichtemittierende Vorrichtung ist innerhalb des Innenvolumens angeordnet. Die lichtemittierende Vorrichtung kann konfiguriert sein, um ultraviolettes (UV) Licht zu emittieren. Die lichtemittierende Vorrichtung kann konfiguriert sein, um sichtbares oder infrarotes Licht zu emittieren. Die Glas-Metall-Dichtung sichert einen Rand des Deckels an der Seitenwand. Die Seitenwand enthält, besteht im Wesentlichen aus, ist zumindest teilweise mit einem metallischen Material beschichtet oder besteht aus einem metallischen Material.
  • Die Ausführungsformen der Erfindung können eine oder mehrere der folgenden in einer Vielzahl von Kombinationen umfassen. Das metallische Material kann Aluminium enthalten, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen. Die Basis kann ein zweites metallisches Material enthalten, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen. Zumindest ein Abschnitt des zweiten metallischen Materials kann ein Metall enthalten, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen, das sich von dem des metallischen Materials unterscheidet. Zumindest ein Abschnitt der Basis kann ein nichtmetallisches Material (z.B. ein Keramikmaterial) enthalten, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen. Die Beleuchtungsvorrichtung kann ein Metallisierungsmuster aufweisen, das elektrisch mit der lichtemittierenden Vorrichtung gekoppelt ist. Zumindest ein Abschnitt des Metallisierungsmusters kann innerhalb des Innenvolumens (z.B. auf der Basis) angeordnet sein. Das Metallisierungsmuster kann Ni enthalten, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen. Das Metallisierungsmuster kann im Wesentlichen frei von Ni sein. Die Beleuchtungsvorrichtung kann eine oder mehrere Spannungsregelungsvorrichtungen enthalten. Die eine oder mehreren Spannungsregelungsvorrichtungen können innerhalb des Innenvolumens angeordnet sein. Die eine oder mehreren Spannungsregelungsvorrichtungen können elektrisch mit dem Metallisierungsmuster gekoppelt sein. Mindestens eine der Spannungsregelungsvorrichtungen kann eine Zenerdiode aufweisen, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen. Die Beleuchtungsvorrichtung kann ein Epoxidharz enthalten, das mit einer oder mehreren der Spannungsregelungsvorrichtungen in Kontakt steht. Das Epoxidharz kann mindestens eine der Spannungsregelungsvorrichtungen an der Basis anbringen. Über dem Epoxidharz kann ein Sperrmaterial angeordnet sein. Das Sperrmaterial kann im Wesentlichen die Ausbreitung von Licht (z.B. UV-Licht), das von der lichtemittierenden Vorrichtung emittiert wird, auf das Epoxidharz verhindern. Das Sperrmaterial kann eine Einkapselung enthalten, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen, die für das von der lichtemittierenden Vorrichtung emittierte Licht (z.B. UV-Licht) undurchlässig ist. Die lichtemittierende Vorrichtung kann eine lichtemittierende Diode oder einen Laser beinhalten, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen.
  • In einem weiteren Aspekt weisen die Ausführungsformen der Erfindung eine Beleuchtungsvorrichtung auf, die im Wesentlichen ein Gehäuse, eine lichtemittierende Vorrichtung, ein erstes Epoxidharz und ein Metallisierungsmuster enthält, im Wesentlichen daraus besteht oder daraus besteht. Das Gehäuse beinhaltet, besteht im Wesentlichen aus oder besteht aus (i) einer Basis, die ein ausgespartes Innenvolumen definiert, und (ii) einem transparenten Deckel, der über der Basis angeordnet ist und das Innenvolumen zumindest teilweise umschließt und / oder abdeckt. Die lichtemittierende Vorrichtung ist innerhalb des Innenvolumens angeordnet. Die lichtemittierende Vorrichtung kann konfiguriert sein, um ultraviolettes (UV) Licht zu emittieren. Die lichtemittierende Vorrichtung kann konfiguriert sein, um sichtbares oder infrarotes Licht zu emittieren. Das erste Epoxidharz versiegelt den Deckel mit der Basis. Das Metallisierungsmuster ist auf der Basis angeordnet und elektrisch mit der lichtemittierenden Vorrichtung gekoppelt. Das Metallisierungsmuster und das Innenvolumen sind im Wesentlichen frei von Ni (z.B. ist eine Konzentration von Ni darin geringer als 0,5%, geringer als 0,1%, geringer als 0,05%, geringer als 0,01%, geringer als 0,001% und / oder nur in Spuren als Verunreinigung vorhanden, nicht absichtlich in das Metallisierungsmuster oder das Innenvolumen eingebracht).
  • Die Ausführungsformen der Erfindung können eine oder mehrere der folgenden in einer Vielzahl von Kombinationen enthalten. Das Innenvolumen kann Sauerstoff in einer Konzentration enthalten, die niedriger ist als diejenige in der Umgebung außerhalb der Beleuchtungsvorrichtung. Das Innenvolumen kann im Wesentlichen frei von Sauerstoff sein. Der Druck innerhalb des Innenvolumens kann geringer als der Atmosphärendruck sein. Das Innenvolumen (d.h. der Abschnitt des Innenvolumens, der nicht von der lichtemittierenden Vorrichtung und den anderen Elementen der Beleuchtungsvorrichtung eingenommen wird) kann im Wesentlichen mit Stickstoff und / oder einem oder mehreren Inertgasen gefüllt sein. Eine Zusammensetzung des Gases innerhalb des Innenvolumens kann sich von derjenigen der atmosphärischen Luft unterscheiden, die außerhalb der Beleuchtungsvorrichtung angeordnet ist. Die Beleuchtungsvorrichtung kann eine oder mehrere Spannungsregelungsvorrichtungen enthalten. Die eine oder mehreren Spannungsregelungsvorrichtungen können innerhalb des Innenvolumens angeordnet sein. Die eine oder mehreren Spannungsregelungsvorrichtungen können elektrisch mit dem Metallisierungsmuster gekoppelt sein. Mindestens eine der Spannungsregelungsvorrichtungen kann eine Zenerdiode enthalten, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen. Die Beleuchtungsvorrichtung kann ein zweites Epoxidharz enthalten, das mit einer oder mehreren der Spannungsregelungsvorrichtungen in Kontakt steht. Das zweite Epoxidharz kann mindestens eine der Spannungsregelungsvorrichtungen an der Basis anbringen. Über dem zweiten Epoxidharz kann ein Sperrmaterial angeordnet sein. Das Sperrmaterial kann im Wesentlichen die Ausbreitung von Licht (z.B. UV-Licht), das von der lichtemittierenden Vorrichtung emittiert wird, zu dem zweiten Epoxidharz verhindern. Das Sperrmaterial kann eine Einkapselung enthalten, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen, die für das von der lichtemittierenden Vorrichtung emittierte Licht (z.B. UV-Licht) undurchlässig ist. Ein Sperrmaterial kann zwischen dem ersten Epoxidharz und dem Innenvolumen angeordnet sein. Das Sperrmaterial kann im Wesentlichen die Ausbreitung von Licht, das von der lichtemittierenden Vorrichtung (z.B. UV-Licht) emittiert wird, zu dem ersten Epoxidharz verhindern. Das Sperrmaterial kann ein oder mehrere Metalle und / oder Polytetrafluorethylen enthalten, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen. Die lichtemittierende Vorrichtung kann eine lichtemittierende Diode oder einen Laser enthalten, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen.
  • Diese und andere Aufgaben sowie Vorteile und Merkmale der hier offenbarten vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung, die beigefügten Zeichnungen und die Ansprüche deutlicher. Weiterhin versteht es sich, dass sich die Merkmale der verschiedenen hierin beschriebenen Ausführungsformen nicht gegenseitig ausschließen und in verschiedenen Kombinationen und Permutationen existieren können. Wie hierin verwendet, bedeuten die Begriffe „im Wesentlichen“, „etwa“ und „ungefähr“ ± 10% und in einigen Ausführungsformen ± 5%. Der Begriff „besteht im Wesentlichen aus“ bedeutet ausschließlich andere Materialien, die zur Funktion beitragen, sofern hierin nicht anders definiert. Nichtsdestotrotz können solche anderen Materialien zusammen oder einzeln in Spurenmengen vorhanden sein. Hier werden die Begriffe „Strahlung“ und „Licht“ austauschbar verwendet, sofern nicht anders angegeben.
  • Figurenliste
  • In den Zeichnungen beziehen sich gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Ansichten im Allgemeinen auf dieselben Teile. Auch sind die Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu, stattdessen wird allgemein Wert auf die Veranschaulichung der Prinzipien der Erfindung gelegt. In der folgenden Beschreibung werden verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
    • 1 ein schematischer Querschnitt einer eingehäusten UV-lichtemittierenden Vorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung ist;
    • 2 ein vergrößerter schematischer Querschnitt eines Abschnitts der Vorrichtung von 1 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung ist;
    • 3 ein vergrößerter schematischer Querschnitt eines Abschnitts der Vorrichtung von 1 gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung ist;
    • 4 eine Querschnittsmikrofotografie eines Anteils einer eingehäusten UV-LED, in der ein Ni-haltiger Bereich einen Kurzschluss zwischen zwei Vorrichtungselektroden erzeugt hat, ist;
    • 5A ein schematischer Querschnitt einer eingehäusten lichtemittierenden Vorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung ist;
    • 5B ein schematischer Querschnitt einer eingehäusten lichtemittierenden Vorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung ist;
    • 5C ein Graph ist, der die Vorrichtungszuverlässigkeit von eingehäusten UV-LEDs in nicht entlüfteten Gehäusen mit der Vorrichtungszuverlässigkeit von eingehäusten UV-LEDs in Gehäusen vergleicht, die gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung belüftet sind;
    • 5D ein Graph von Zuverlässigkeitsdaten von UV-LEDs, die gemäß Ausführungsformen der Erfindung eingehäust sind, ist;
    • 6 eine Draufsichtfotografie von Gehäusen für UV-lichtemittierende Vorrichtungen vor deren Trennung gemäß Ausführungsformen der Erfindung ist;
    • 7 ein schematischer Querschnitt einer eingehäusten UV-lichtemittierenden Vorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung ist;
    • 8A ein schematischer Querschnitt einer eingehäusten UV-lichtemittierenden Vorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung ist;
    • 8B eine Draufsichtsfotografie einer eingehäusten UV-LED, in der sich Hohlräume gebildet haben, ist;
    • 8C eine schematische Draufsicht eines transparenten Deckels für ein UVlichtemittierendes Vorrichtungsgehäuse, das ein Abschirmmaterial gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung enthält, ist;
    • 8D ein schematischer Querschnitt einer eingehäusten UV-lichtemittierenden Vorrichtung ist, die den Deckel von 8C gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung enthält;
    • 8E eine Draufsichtfotografie eines Abschnitts eines transparenten Deckels, der ein Abschirmungsmaterial enthält und auf dem ein Epoxidharzbereich angeordnet ist, der vom Abschirmungsmaterial unbedeckt ist, und ein Epoxidharzbereich, der vom Abschirmungsmaterial während der Zuverlässigkeitsprüfung abgedeckt ist, gemäß verschiedenen Ausführungsformen von der Erfindung ist;
    • 9 ein schematischer Querschnitt einer eingehäusten UV-lichtemittierenden Vorrichtung gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung ist;
    • 10A ein schematischer Querschnitt einer eingehäusten UV-lichtemittierenden Vorrichtung ist, die Schlitze enthält, um einen transparenten Deckel gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung aufzunehmen;
    • 10B eine schematische Draufsicht der eingehäusten Vorrichtung von 10A gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung ist;
    • 10C eine schematische Draufsicht einer eingehäusten UV-lichtemittierenden Vorrichtung ist, die Eckklammern enthält, um einen transparenten Deckel gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung zu halten; und
    • 10D ein schematischer Querschnitt einer eingehäusten UV-lichtemittierenden Vorrichtung ist, bei der der transparente Deckel über eine Glasmetalldichtung gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung an der Gehäusebasis angebracht ist.
  • Beschreibung im Einzelnen
  • 1 ist eine Darstellung eines möglichen Abbaumechanismus, der in verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung angetroffen und zumindest teilweise gemildert wird. 1 zeigt eine Querschnittsansicht einer eingehäusten UV-lichtemittierenden Vorrichtung 100, in der ein lichtemittierender Chip 105 (z.B. über Kugelbindungen 110, die enthalten sein, im Wesentlichen bestehen oder bestehen können, z.B. Gold) gebondet ist, um die Metallisierung 115 zu verpacken, die entlang der inneren Basis eines Gehäuses (oder „Unterbaus“) 120 angeordnet ist. Der lichtemittierende Chip 105 kann beispielsweise eine oder mehrere LEDs und / oder Laser enthalten, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen. In verschiedenen Ausführungsformen enthält die Metallisierung 115 eine mehrschichtige Struktur, beispielsweise Au / NiP / W, besteht im Wesentlichen aus oder besteht aus dieser. In verschiedenen Ausführungsformen enthält mindestens ein Abschnitt oder mindestens eine Schicht der Metallisierung 115 Ni, besteht im Wesentlichen aus Ni oder besteht aus Ni. In verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung enthält die Metallisierung 115 beispielsweise Ni / Pd / Au, Ni / Pd / Cu oder eine Legierung, die Ni enthält (z.B. ungefähr 29% Ni, ungefähr 17% Co und ungefähr 54% Fe), besteht im Wesentlichen aus diesen oder besteht aus diesen. Zusätzlich sind ein oder mehrere Spannungsregler 125 in dem Gehäuse 120 angeordnet und elektrisch mit der Metallisierung 115 über z.B. eine oder mehrere Drahtbindungen 130 verbunden und mechanisch in dem Gehäuse 120 durch Epoxidharz 135 (z.B. ein auf Bisphenol A basierendes Epoxidharz und Epichlorhydrin oder ein oder mehrere Epoxidharze) befestigt. Ein Epoxidharz 140 (das im Wesentlichen dasselbe sein kann wie oder eine andere Verbindung als das Epoxidharz 135) kann verwendet werden, um einen transparenten Deckel 145 zu befestigen (der beispielsweise Quarzsaphir, Glas oder ein anderes Material, das für UV-Licht im Wesentlichen transparent ist, enthalten kann, im Wesentlichen daraus besteht oder daraus besteht), auf das SMD-Gehäuse 120, wodurch das Innere des Gehäuses 120 von der Umgebung isoliert wird. Der Spannungsregler 125, der zum Beispiel eine oder mehrere Zenerdioden enthalten, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen kann, wird typischerweise verwendet, um den lichtemittierenden Chip 105 vor Kurzschlüssen oder elektrostatischen Entladungsereignissen (ESD) zu schützen. In verschiedenen Ausführungsformen kann der Spannungsregler 125 eine oder mehrere Lawinendurchbruchdioden bzw. Avalanche-Breakdown-Diode und / oder einen oder mehrere siliziumgesteuerte Gleichrichter enthalten, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen. In verschiedenen Ausführungsformen kann der Spannungsregler 125 einen Widerstand und eine oder mehrere Dioden enthalten, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen; beispielsweise kann der Widerstand elektrisch in Reihe mit der einen oder den mehreren Dioden geschaltet sein.
  • Das Gehäuse 120 kann beispielsweise einen oder mehrere Kunststoffe wie Polyphthalamid (PPA) und / oder eine oder mehrere Keramiken wie Aluminiumnitrid und / oder Aluminiumoxid enthalten, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen. In verschiedenen Ausführungsformen können eine oder mehrere Oberflächen (oder sogar die Gesamtheit) des Gehäuses 120 (das z.B. ein SMD-Gehäuse sein kann) mit einem Material beschichtet sein, das für UV-Licht reflektiert (z.B. Aluminium oder PTFE). Beispielsweise kann die innere Oberfläche des Gehäuses 120, d.h. die Oberfläche, die dem UV-lichtemittierenden Chip 105 zugewandt ist, mit Aluminium beschichtet sein, das beispielsweise durch nichtelektrolytisches Plattieren gebildet wird.
  • Der UV-lichtemittierende Chip 105 kann ein AIN-Substrat und darüber eine oder mehrere Quantentöpfe und / oder verspannte Schichten enthalten, die im Wesentlichen AIN, GaN, InN oder eine beliebige binäre oder tertiäre Legierung davon enthalten oder im Wesentlichen daraus bestehen. In verschiedenen Ausführungsformen enthält der UV-lichtemittierende Chip 105 eine Substrat- und / oder Vorrichtungsstruktur, die denjenigen ähnelt, die im US-Patent Nr. 7638346 , eingereicht am 14. August 2006, US-Patent Nr. 8080833 , eingereicht am 21. April 2010, und / oder US-Patentanmeldungs-Veröffentlichung Nr. 2014/0264263 , eingereicht am 13. März 2014, genauer ausgeführt sind, deren gesamte Offenbarung durch Bezugnahme hierin aufgenommen ist.
  • Wie in 1 gezeigt, kann sich das von dem lichtemittierenden Chip 105 emittierte UV-Licht 150 unglücklicherweise zu dem Epoxidharz 135, 140 ausbreiten und dieses angreifen, das zum Anbringen des Deckels 145 und des Spannungsreglers 125 verwendet wird. Wenn das Epoxidharz 135, 140 dem UV-Licht 150 ausgesetzt wird, kann Kohlendioxid (CO2) erzeugt werden, und wenn der Sauerstoff in dem Gehäuse 120 erschöpft ist, kann Kohlenmonoxid (CO) auch über eine photochemische Reaktion ähnlich einer unvollständigen Verbrennung erzeugt werden. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben das Vorhandensein von CO2 in LED-Gehäusen gemäß Ausführungsformen der Erfindung durch Restgasanalyse verifiziert; der Nachweis von CO mittels Massenspektroskopie war nicht möglich, da seine Massenzahl (28) mit der des am häufigsten vorkommenden Stickstoffgases (N2) übereinstimmt. Wie in 1 gezeigt, greift das CO, wenn es erzeugt wurde, das Ni in der Gehäusemetallisierung 115 an, insbesondere an freiliegenden Rändern des Elektrodenmusters (z.B. zwischen Elektroden oder in Spalten im Elektrodenmuster).
  • 2 zeigt einen vergrößerten Abschnitt des gebondeten UV-lichtemittierenden Chips 105 in dem in 1 gezeigten Gehäuse 120. In Übereinstimmung mit verschiedenen Ausführungsformen reagiert das CO in dem Gehäuse 120 mit dem Ni in der Gehäusemetallisierung 115, um Nickelcarbonyl bei Temperaturen von beispielsweise 50°C bis 60°C zu bilden: Ni + 4CO → Ni (CO)4
  • Wenn die Temperatur in dem Gehäuse 120 ansteigt (zum Beispiel während des fortgesetzten Betriebs des lichtemittierenden Chips 105), zersetzt sich das Nickelcarbonyl unter Bildung von metallischem Ni: Ni (CO)4 → Ni + 4CO
  • Wie in 2 gezeigt, kann sich das resultierende metallische Ni an Hochtemperaturpunkten 200 entlang des lichtemittierenden Chips 105 ablagern. Beispielsweise können sich Ni-Regionen 205 entlang der Anodenkontaktfläche und / oder des Randes der p-Mesa bilden und zu Kurzschlussfehlern führen. Zusätzlich kann das bei der Ni-Bildungsreaktion gebildete CO weitere Reaktionen mit der Metallisierung 115 des Originalgehäuses verursachen, was zu einem Teufelskreis sich selbst erhaltender Reaktionen führt. Das Nickelcarbonyl wirkt daher als ein Ni-Transportmechanismus, der metallisches Ni von dort, wo es gewünscht wird (d.h. von der Gehäusemetallisierung 115), d.h. nach dort, wo es nicht gewünscht ist (d.h. andere Abschnitte des lichtemittierenden Chips 105), transportiert.
  • Zusätzlich kann sich, wie in 3 gezeigt, das Nickelcarbonyl auch über eine photochemische Reaktion mit dem UV-Licht 150 zersetzen, das von dem lichtemittierenden Chip 105 emittiert wird: Ni(CO)4+ hv → Ni(CO)2+ 2CO Ni(CO)2+ hv → Ni + 2CO
  • Darüber hinaus kann, wie auch in 3 gezeigt, das resultierende Ni 300 über einer freiliegenden Oberfläche 210 (z.B. Rückseite in einer Flip-Chip-Konfiguration) des UV-lichtemittierenden Chips 105 abgeschieden werden und zumindest einen Abschnitt von dem UV-Licht, das von dem lichtemittierenden Chip 105 erzeugt wird, blockieren, was zu einer Verschlechterung der optischen Leistung der Vorrichtung führt. Zusätzlich kann sich das Nickelcarbonyl selbst auf der freiliegenden Oberfläche 210 des lichtemittierenden Chips 105 sogar in Abwesenheit weiterer photochemischer Zersetzung, die weiter zur optischen Verschlechterung der Vorrichtung beiträgt, ablagern. 4 ist eine Querschnittsaufnahme mit Rasterelektronenmikroskopie (REM), die die Ergebnisse der vorstehend beschriebenen Sequenz in einem LED-Gehäuse zeigt. In der in 4 dargestellten Beispielstruktur enthält die Metallisierung 115 eine Schicht aus Au mit einer Dicke von ungefähr 1 µm und eine Schicht aus Ni mit einer Dicke von ungefähr 4 µm. Wie gezeigt, haben sich Hohlräume 400 in einer Ni-Schicht der Gehäusemetallisierung 115 gebildet, und ein Volumen von Ni 205 hat sich zwischen den Elektroden 405, 410 auf dem lichtemittierenden Chip 105 gebildet, was zu einem Kurzschluss führt.
  • Wie vorstehend erwähnt, kann das von der Gehäusemetallisierung 115 wegtransportierte Ni auch dazu neigen, sich in Regionen 200 mit höherer Temperatur auf dem lichtemittierenden Chip 105 abzuscheiden. Unglücklicherweise können vorhandene Leckpfade in der Vorrichtung 105 aufgrund beispielsweise kristalliner Defekte, wie Versetzungen, bereits dazu neigen, bei höheren Temperaturen zu arbeiten (beispielsweise aufgrund höherer Strompegel darin). Somit kann eine weitere Ni-Abscheidung an diesen Stellen dazu neigen, vorhandene Leckströme zu verschlimmern und die Leckströme der eingehäusten Vorrichtungen zu erhöhen (z.B. indem die Leckpfade leitfähiger gemacht werden).
  • Die Ausführungsformen der Erfindung umfassen verschiedene Techniken und Strukturen zum Vermindern oder im Wesentlichen Entfernen des Metalltransports (z.B. Ni), der aus dem UV-induzierten Abbau von Epoxidharz und / oder anderen Bindemitteln in dem Gehäuse der lichtemittierenden Vorrichtung resultiert. Beispielsweise ist in verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung der Innenraum des Gehäuses im Wesentlichen mit Stickstoff und / oder einem Inertgas (z.B. Argon) gefüllt, so dass, wenn der Deckel an der Basis des Gehäuses versiegelt ist, das Innere des Gehäuses im Wesentlichen frei von Sauerstoff ist. Beispielsweise kann der Deckel an dem Gehäuse angebracht werden, während er sich in einer Umgebung befindet, die im Wesentlichen Stickstoff und / oder ein oder mehrere Inertgase enthält, in Wesentlichen aus ihnen besteht oder aus diesen besteht, so dass wenig oder im Wesentlichen kein Sauerstoff in der Vorrichtung vorhanden ist, wenn der Deckel mit dem Gehäuse versiegelt ist. In anderen Ausführungsformen kann der Innenraum evakuiert werden, um zumindest einen Anteil des Sauerstoffs daraus zu entfernen, wenn der Deckel an der Basis des Gehäuses versiegelt ist. Beispielsweise kann der Deckel an dem Gehäuse angebracht werden, während ein Teilvakuum vorliegt, oder der Innenraum kann während und / oder nach dem Anbringen einem Vakuum ausgesetzt werden. Das Fehlen (oder die geringere Konzentration) von Sauerstoff im Innenraum des Gehäuses verhindert oder verringert die Bildung schädlicher Reaktionsprodukte (z.B. Nickelcarbonyl) während des Betriebs der UV-lichtemittierenden Vorrichtung erheblich, unter Verbessern der Zuverlässigkeit und Leistung der Vorrichtung.
  • In verschiedenen Ausführungsformen kann die Bildung von schädlichen Reaktionsprodukten innerhalb des Innenraums des Gehäuses während des Betriebs der UV-lichtemittierenden Vorrichtung durch Verwendung einer Metallisierung verringert oder im Wesentlichen beseitigt werden, denen (d.h. im Wesentlichen frei, ausgenommen von Verunreinigungsmengen auf Spuren-Niveau ist) Ni fehlt. In solchen Ausführungsformen kann der gesamte Innenraum des Gehäuses, der die lichtemittierende Vorrichtung enthält, im Wesentlichen frei von Ni sein, zumindest an Stellen, die während des Betriebs der lichtemittierenden Vorrichtung UV-Licht ausgesetzt sein können. Alternative Metalle, die zur Metallisierung gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, können beispielsweise Kupfer (z.B. mit Gold plattiertes Kupfer oder durch stromloses Plattieren abgeschiedenes Kupfer), Gold und / oder Zinn und / oder Gemische enthalten und / oder mehrschichtige Strukturen, die ein oder mehrere dieser Metalle und ein oder mehrere andere Metalle enthalten.
  • In verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung kann der UV-induzierte Abbau von Epoxidharz auch zur Bildung und zum Zurückhalten von Feuchtigkeit in dem Gehäuse führen, wodurch die Leistung und / oder Zuverlässigkeit der UV-lichtemittierenden Vorrichtung verringert oder beeinträchtigt wird. Solche Reaktionen und Feuchtigkeitsbildung können auch dann auftreten, wenn die Metallisierung und / oder der Innenraum des Gehäuses im Wesentlichen frei von Nickel sind, und daher können verschiedene hier beschriebene Ausführungsformen der Erfindung nützlich sein (z.B. die Leistung und / oder Zuverlässigkeit der Vorrichtung verbessern oder aufrechterhalten), selbst wenn sie mit Metallisierungsschemata verwendet werden und / oder Gehäuseinnenräume, die im Wesentlichen frei von Nickel sind.
  • Wie in den 5A und 5B gezeigt, kann das Gehäuse auch belüftet werden, um einen Einlass für zusätzlichen Sauerstoff und einen Auslass für CO2 und CO bereitzustellen, die durch Reaktion zwischen dem Epoxidharz und dem von der lichtemittierenden Chip emittierten UV-Licht erzeugt werden können. Zum Beispiel kann, wie in 5A gezeigt, der Deckel 145 des Gehäuses an einem oder mehreren Punkten 500 (z.B. über Epoxidharz 140 oder ein anderes Bindemittel) mit einem oder mehreren leeren Zwischenräumen dazwischen an die Gehäusebasis 120 gebunden werden, unter Bilden von einem oder mehreren Kanälen 510, die während des Vorrichtungsbetriebs geöffnet bleiben. In anderen Ausführungsformen können, wie in 5B gezeigt, ein oder mehrere Löcher 520 (z.B. durch mechanisches oder Laserbohren) in einem oder mehreren Teilen des Gehäuses ausgebildet werden, um einen oder mehrere Kanäle auszubilden, die sich aus dem Inneren des Gehäuses nach außen erstrecken. Beispielsweise können ein oder mehrere Löcher 520 in den transparenten Deckel 145, in die Basis 120 des Gehäuses oder an der Grenzfläche zwischen der Basis 120 des Gehäuses und dem Deckel 145 gebohrt werden. Während die Kanäle 510 und die Löcher 520 leer bleiben können, können in verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung solche Öffnungen teilweise oder im Wesentlichen mit einem anderen Material gefüllt sein, solange Gase wie CO2 und CO durch ein solches Material aus dem Gehäuse austreten können. Als solches hat ein „Öffnungskanal“, wie er hier verwendet wird, nicht notwendigerweise kein Material darin, sondern kann teilweise oder im Wesentlichen vollständig mit einem Material gefüllt sein, das einen Gasaustausch dadurch erlaubt.
  • 5C ist eine graphische Darstellung von Zuverlässigkeitsdaten, die statistische Lebensdauern von entlüfteten Gehäusen gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit nicht belüfteten Kontrollgehäusen als Funktion der Sperrschichttemperatur (die sich auf den Ansteuerungsstrom bezieht - wie gezeigt, auf den Ansteuerungsstrom der Proben, der sich für die Punkte erhöht, die höheren Sperrschichttemperaturen entsprechen) vergleichen. Wie gezeigt ist der L50B50-Wert (d.h. der Punkt (in diesem Fall in Betriebsstunden gemessen), an dem 50% der bewerteten Proben mindestens 50% ihrer anfänglichen Lichtleistung emittieren) der entlüfteten Vorrichtungen 530 signifikant höher als der für die nicht entlüfteten Steuervorrichtungen 540, insbesondere bei hohen Ansteuerströmen und gleichzeitig hohen Sperrschichttemperaturen. Beispielsweise weisen entlüftete Gehäuse gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung L50B50-Werte zwischen 10000 und 15000 Stunden für Sperrschichttemperaturen zwischen 30°C und 50°C auf, während die Steuervorrichtungen L50B50-Werte zwischen 5000 und 6000 Stunden aufweisen. Bei Sperrschichttemperaturen von 100°C bis 115°C weisen entlüftete Gehäuse gemäß Ausführungsformen der Erfindung L50B50-Werte zwischen 6000 und 7500 Stunden auf, während Steuervorrichtungen L50B50-Werte von weit unter 1000 Stunden aufweisen.
  • 5D ist eine graphische Darstellung von L50B50 (Linie 550) und L50B10 (Linie 560) für 38 verschiedene Chargen von lichtemittierenden Vorrichtungen (in diesem Fall LEDs), die bei Ansteuerströmen von 350 mA und Sperrschichttemperaturen von 35°C oder 55°C getestet wurden (Ähnliche Ergebnisse wurden für jede Sperrschichttemperatur erhalten). Wie gezeigt, ist der L50B50 für jede Menge getesteter Vorrichtungen länger als 7000 Stunden.
  • In verschiedenen Ausführungsformen können Löcher in dem Gehäuse entweder vor oder nach dem Trennen des Gehäuses von anderen Gehäusen in einem Schneideschritt gebildet werden. Wie in der Draufsichtfotografie von 6 gezeigt, ist in verschiedenen Ausführungsformen das Gehäuse 600 anfänglich ein Abschnitt eines größeren Aufbaus, der mehrere verschiedene Gehäusen enthält, die in einem einzigen Keramikstück definiert sind. Jedes der Gehäuse 600 wird in einem Schneideschritt von den anderen getrennt, in dem ein Schneidinstrument (z.B. eine Diamantsäge) zwischen den verschiedenen Gehäusen 600 schneidet, um sie voneinander zu lösen. Da häufig Wasser oder eine andere Kühlflüssigkeit verwendet wird, um die Säge zu kühlen und Schmutz während des Schneidvorgangs zu entfernen, kann diese Flüssigkeit in das Gehäuse eindringen, wenn sie vor dem Schneideschritt entlüftet wird. Somit werden in verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung einer oder mehrere der Kanäle nach dem Schneideschritt gebildet und jegliche Einführung von Wasser oder anderer Kühlflüssigkeit ist abgeschlossen.
  • In verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung wird die Ausbreitung von UV-Licht, das von dem lichtemittierenden Chip emittiert wird, auf im Wesentlichen jedes Epoxidharz in dem Gehäuse verhindert. Zum Beispiel kann, wie in 7 gezeigt, das zum Anbringen des Deckels 145 an der Basis des Gehäuses 120 verwendete Epoxidharz 140 mit einer Sperrschicht 700 (z.B. einer Metallschicht, die enthalten sein kann oder nicht, im Wesentlichen bestehen kann aus oder besteht aus der gleichen Metallisierung wie die Gehäusemetallisierung) die die Ausbreitung von UV-Licht vom lichtemittierenden Chip 105 zum Epoxidharz 140 während des Vorrichtungsbetriebs ergänzt werden. Die Sperrschicht 700 kann beispielsweise einen UV-Reflektor wie Aluminium und / oder Polytetrafluorethylen (PTFE) wie optisches PTFE, erhältlich von Berghof Fluoroplastic Technology GmbH, Eningen, Deutschland, enthalten, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen. Mindestens eine Abmessung (z.B. Dicke und / oder Breite) der Sperrschicht 700 (und / oder anderer hierin offenbarter Merkmale, die PTFE beinhalten, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen können) kann größer als 1 mm, größer als 2 sein mm oder sogar mehr als 5 mm sein, da Abschirmungen auf PTFE-Basis oder andere Merkmale für UV-Licht bei geringeren Dicken möglicherweise nicht ausreichend undurchlässig sind. Die Abmessung (en) der Sperrschicht 700 können weniger als 20 mm oder weniger als 10 mm betragen.
  • In verschiedenen Ausführungsformen kann das Epoxidharz 135, das den Spannungsregler 125 an der Basis des Gehäuses 120 anbringt, mit einer Sperrschicht 710 bedeckt sein, die die Ausbreitung von UV-Licht zum Epoxidharz 135 verhindert. Zum Beispiel kann eine Einkapselung, die für UV-Licht undurchlässig ist, über dem Epoxidharz 135 (und in verschiedenen Ausführungsformen dem Spannungsregler 125 und im Wesentlichen allen oder zumindest einem Teil von jedem der Drahtbonds 130 (falls vorhanden)) angeordnet sein. Da die Ausbreitungslänge von UV-Licht innerhalb der undurchlässigen Einkapselung 710 minimal oder im Wesentlichen null ist, kann sich das UV-Licht nicht zum Epoxidharz 135 ausbreiten und den oben beschriebenen schädlichen Satz von Reaktionen auslösen. Die undurchlässige Einkapselung 710 (oder eine andere UV-undurchlässige Sperre 710) kann im Wesentlichen das Epoxidharz 135 bedecken, muss jedoch in verschiedenen Ausführungsformen nicht den gesamten Spannungsregler 125 oder irgendwelche sich davon erstreckende Drahtbonds 130 bedecken. In anderen Ausführungsformen kann der Spannungsregler 125 (und / oder eine beliebige andere elektronische Vorrichtung, die in dem Gehäuse angeordnet ist) an dem Gehäuse 120 über metallische Kontakthöcker oder andere Zwischenverbindungen anstatt über Epoxidharz 135 angebracht sein, wodurch ein solches Epoxidharz 135 insgesamt aus dem Gehäuse entfernt wird. Undurchlässige Einkapselungen gemäß Ausführungsformen der Erfindung enthalten, bestehen im Wesentlichen aus oder bestehen beispielsweise aus Polytetrafluorethylen, Polyetheretherketon, ein Fluorpolymer wie ein Perfluoralkoxyalkan oder ein Harz. Die undurchlässige Einkapselung kann ein oder mehrere Pigmente enthalten, um der Einkapselung eine schwarze Farbe zu verleihen und die Einkapselung mit UV-Undurchlässigkeit zu versehen.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben herausgefunden, dass die Lebensdauer und Zuverlässigkeit eines eingehäusten UV-Lichtemitters auch durch das Epoxidharzmaterial begrenzt sein kann, das zum Befestigen des transparenten Deckels an dem Gehäuse verwendet wird. In verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist das Epoxidharzmaterial, das zum Versiegeln des transparenten Deckels mit dem Gehäuse verwendet wird, vor UV-Licht geschützt, das von dem lichtemittierenden Chip emittiert wird, der innerhalb des Deckels ein- oder mehrmals reflektiert wird (d.h. nach Art eines Wellenleiters). 8A veranschaulicht dieses mögliche Problem, bei dem eine Abbaureaktion an einer Stelle 800 auftritt, an der Epoxidharz an der Grenzfläche zwischender Gehäusebasis 120 und dem transparenten Deckel 145 angeordnet ist. Wie gezeigt, breitet sich UV-Licht 810 von dem lichtemittierenden Chip 105 nicht direkt zu der Epoxidharzschicht aus (von denen wenig oder keines direkt entlang einer direkten Sichtlinie zu dem lichtemittierenden Chip 105 exponiert ist) UV-Licht 810 kann sich innerhalb des transparenten Deckels 145 selbst ausbreiten (z.B. über Totalreflexion). Das Licht 810 kann sich zu der Epoxidharzschicht ausbreiten, von der ein großer Abschnitt (oder sogar im Wesentlichen die gesamte) Oberfläche direkt einem solchen UV-Licht 810 ausgesetzt ist und schließlich abgebaut wird. 8B ist eine mikroskopische Aufnahme einer eingehäusten UV-LED-Vorrichtung 820 nach dem Abbau des Epoxidharzes, wie in 8A dargestellt. Wie in 8B dargestellt, können sich beim Abbau des Epoxidharzes Hohlräume 830 zwischen dem transparenten Deckel und der Gehäusebasis bilden, und solche Hohlräume 830 können die Zuverlässigkeit der Vorrichtung einschränken. Beispielsweise kann sich der transparente Deckel schließlich von der Gehäusebasis lösen und den lichtemittierenden Chip der Umgebung aussetzen, oder die Hohlräume 830 können einen Weg für Sauerstoff von der Außenumgebung bereitstellen, um in das Gehäuse einzudringen und die oben beschriebenen schädlichen Reaktionen zu verschlimmern.
  • Gemäß verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung wird das Epoxidharzmaterial, das zum Befestigen des transparenten Deckels an der Gehäusebasis verwendet wird, durch Verwendung einer undurchsichtigen Abschirmung, die zwischen dem Deckel und der Gehäusebasis angeordnet ist, oder auf dem Deckel selbst angeordnet ist (d.h. zumindest auf der Oberfläche des Deckels, die dem Epoxidharz und der Gehäusebasis zugewandt ist), vor wellenleitendem UV-Licht innerhalb des transparenten Deckels abgeschirmt. 8C zeigt schematisch eine Draufsicht auf eine solche Abschirmung 840, die als Schicht auf dem transparenten Deckel selbst aufgebracht sein kann; als solches entspricht 8C auch einer Draufsicht eines solchen beschichteten Deckels. Wie gezeigt, kann die Oberfläche des Deckels, die im Wesentlichen der Kontaktfläche zwischen dem Deckel und dem darunterliegenden Epoxidharz und / oder der Gehäusebasis entspricht, mit einem undurchlässigen Material beschichtet sein, das UV-Licht reflektiert oder stark absorbiert. Zum Beispiel kann das Material der Abschirmung 840 einen starken UV-Reflektor wie Aluminium oder PTFE und / oder einen starken UV-Absorber wie eine undurchlässige Einkapselung enthalten, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen, wie in der '655-Anmeldung beschrieben. Wie in 8D gezeigt, kann die Abschirmung 840 vorteilhafterweise UV-Licht, das in dem Deckel 145 eingeschlossen ist, vom Epoxidharz weg und aus dem Gehäuse heraus reflektieren. Somit können die Ausführungsformen der Erfindung, die reflektierende Abschirmmaterialien verwenden, auch eine erhöhte Photonenauskopplung zeigen, wodurch die Gesamtleistung (z.B. Effizienz) der Vorrichtung verbessert wird. Zusätzlich kann die Abschirmung 840 das Epoxidharz auch vor UV-Licht schützen, das von außerhalb des Gehäuses stammt (z.B. von der Umgebung und / oder von anderen in der Nähe befindlichen UV-lichtemittierenden Vorrichtungen) und das in das Gehäuse und / oder den Deckel 145 eintritt. In verschiedenen Ausführungsformen kann eine Antireflexionsbeschichtung auf der Oberfläche des Deckels 145 zumindest in der Region angeordnet sein, über der die Abschirmung 840 angeordnet ist, um schädliche Reflexionen in der Nähe der Region der Abschirmung 840 zu verringern oder im Wesentlichen zu beseitigen. In verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung muss eine metallische Abschirmung 840 kein Metallmaterial enthalten, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen, das für UV-Licht stark reflektierend ist (z.B. Aluminium), wie auch andere Metalle (z.B. Titan, Gold oder eine mehrschichtige Struktur aus einer Titanschicht und einer Goldschicht) kann den Abbau von abgeschirmtem Epoxidharzmaterial verringern, selbst wenn das UV-Licht nicht vollständig davon reflektiert wird.
  • 8E ist eine Draufsichtfotografie auf die Bodenoberfläche eines Deckels nach 98 Stunden eines Experiments, das durchgeführt wurde, um die Wirksamkeit der Abschirmung 840 zu demonstrieren. In dem Experiment wurde eine metallische Abschirmung 840 auf der Bodenoberfläche des Deckels angeordnet, so dass ungefähr 0,1 mm des Epoxidharzmaterials (d.h. des inneren Abschnitts des Epoxidharzes), das den Deckel an der Gehäusebasis anbrachte, nicht durch die Abschirmung 840 abgedeckt wurden. Der verbleibende Abschnitt des Epoxidharzes wurde von der Abschirmung 840 bedeckt. Der lichtemittierende Chip (in diesem Fall ein UV-LED-Chip) wurde bei 45°C, einem Ansteuerungsstrom von 350 mA und einem Ansteuerungsstrom von 20 bis 25 mA betrieben. Wie gezeigt, verschlechterte sich der innere freiliegende Abschnitt 850 des Epoxidharzmaterials aufgrund der Einwirkung von UV-Licht, das innerhalb des transparenten Deckels übertragen wurde, während der äußere abgeschirmte Abschnitt unbeschädigt und elastisch blieb, wodurch eine Ablösung des Deckels oder die Bildung von Hohlräumen zwischen dem Deckel und der Gehäusebasis verhindert wurde. Ähnliche Ergebnisse wurden nach Testzeiten von 335 Stunden und 667 Stunden beobachtet.
  • Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können auch verschiedene unterschiedliche Techniken zum Anbringen des transparenten Deckels 145 an der Gehäusebasis 120 verwenden, um die hierin im Zusammenhang mit dem Epoxidharzabbau beschriebenen Probleme anzugehen. 9 ist eine leicht vereinfachte Version von 1, die verschiedene unterschiedliche Epoxidharzschichten 135, 140 in dem Gehäuse zeigt, die sich bei Belichtung mit UV-Licht, das von dem lichtemittierenden Chip 105 emittiert wird, verschlechtern können. Da eine solche Verschlechterung zum Ablösen des transparenten Deckels 145 oder zur Bildung von Hohlräumen zwischen dem Deckel 145 und der Gehäusebasis 120 führen kann, verwenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unterschiedliche Konfigurationen zum Anbringen des Deckels. Beispielsweise zeigt 10A schematisch eine Seitenansicht eines Gehäuses 1000, das Schlitze 1010 enthält, durch die der Deckel 145 zur Befestigung an der Gehäusebasis 120 angeordnet ist. Wie gezeigt, können eine oder mehrere Seitenwände der Gehäusebasis 120 darin einen hohlen Schlitz 1010 definieren, der so bemessen und geformt ist, dass er im Wesentlichen vollständig von einem Abschnitt des Deckels 145 eingenommen wird, wenn der Deckel 145 durch die Schlitze 1010 und über den lichtemittierenden Chip 105 geschoben wird, wodurch der Hohlraum 1020, in dem der lichtemittierende Chip 105 angeordnet ist, teilweise oder im Wesentlichen vollständig abgedichtet wird. In verschiedenen Ausführungsformen kann der Spannungsregler 125 (falls vorhanden) mit der Gehäusebasis 120 ohne Epoxidharz (z.B. über metallische Kugelbindungen) verbunden sein, oder jedes zum Anbringen des Spannungsreglers 125 verwendete Epoxidharz kann mit dem in 710 gezeigten Material 7 beschichtet sein. 10B ist eine schematische Draufsicht auf das Gehäuse 1000 von 10A. Wie gezeigt, können, um das Gleiten des Deckels 145 durch die Schlitze 1010 in den Gehäuseseitenwänden zu erleichtern, Schlitze 1010 an zwei gegenüberliegenden Seiten der Gehäusebasis ausgebildet sein, und zwischen diesen Seiten kann die Gehäusebasis eine Höhe haben, die sich nur bis zum Boden der Schlitze 1010 erstreckt. Auf diese Weise kann der Deckel 145 aufgeschoben werden. In verschiedenen Ausführungsformen ist der Sitz des Deckels 145 in den Schlitzen 1010 ausreichend fest, so dass kein zusätzliches Befestigungsmaterial erforderlich ist. In anderen Ausführungsformen kann ein Klebstoff wie Epoxidharz entlang einer oder mehrerer Seiten des Deckels 145 angeordnet sein, die die Gehäusebasis 120 berühren, und das Epoxidharz kann dazu beitragen, den Deckel 145 an Ort und Stelle zu halten. In verschiedenen Ausführungsformen kann ein solches Epoxidharz vor UV-Licht, das von dem lichtemittierenden Chip 105 emittiert wird, abgeschirmt sein (z.B. wie hierin detailliert beschrieben). In anderen Ausführungsformen ist der mechanische Kontakt zwischen dem Deckel 145 und den Schlitzen 1010 ausreichend, um den Deckel 145 an Ort und Stelle zu halten, selbst wenn irgendein entlang des Deckels 145 angeordnetes Epoxidharz abgebaut wird.
  • 10C ist eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der eine oder mehrere Eckklammern 1030 verwendet werden, um den Kontakt zwischen dem transparenten Deckel 145 und der Gehäusebasis 120 aufrechtzuerhalten, selbst wenn sich dazwischen befindliches Epoxidharz zersetzt. Wie gezeigt, kann die Gehäusebasis 120 selbst Vorsprünge an oder in der Nähe einer oder mehrerer der Ecken des Hohlraums 1020 (und damit des darüber anzuordnenden Deckels 145) definieren, die so konfiguriert sind, dass sie den Deckel 145 überlappen, wenn der Deckel 145 darin auf dem Platz über dem Hohlraum 1020 angeordnet ist. In verschiedenen Ausführungsformen hält der mechanische Kontakt, der durch die Eckklammern 1030 bereitgestellt wird, den Kontakt zwischen dem Deckel 145 und der Gehäusebasis 120 aufrecht, selbst wenn das Epoxidharz abgebaut wird. Die Eckklammern 1030 können beispielsweise Klammern oder andere mechanische Befestigungselemente enthalten, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen, die nicht aus Abschnitten der Gehäusebasis 120 gebildet sind. In verschiedenen Ausführungsformen können die Eckklammern 1030 ein oder mehrere Metalle enthalten, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen. Die Eckklammern 1030 können über und / oder um den Deckel 145 und die Gehäusebasis 120 angebracht werden, nachdem der Deckel 145 über der Gehäusebasis 120 in Position gebracht wurde (z.B. auf die in 1 dargestellte Weise). Die Eckklammern 1030 können federbelastet sein, um Druck auf den Deckel 145 auszuüben, um den Deckel 145 und die Gehäusebasis 120 zusammenzudrücken, und / oder die Eckklammern 1030 können über ein Klebematerial oder ein anderes Bindemittel an Ort und Stelle angeklebt sein. Obwohl in 10C die Eckklammern 1030 als an Ecken des Deckels 145 angeordnet dargestellt sind, können in verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung eine oder mehrere (oder sogar alle) der Eckklammern 1030 entlang gerader oder gekrümmter Ränder des Deckels 145 angeordnet sein (d.h. zwischen Ecken oder Eckpunkten) oder in der Nähe oder an Ecken oder Eckpunkten des Deckels 145; der Deckel 145 kann selbst polygonal oder kreisförmig sein, und die Eckklammern 1030 können an einem oder mehreren Punkten entlang des Umfangs des Deckels 145 angeordnet sein.
  • In verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird das Epoxidharz, das typischerweise zum Versiegeln des transparenten Deckels 145 mit der Gehäusebasis 120 verwendet wird, durch ein anderes Material ersetzt, das weniger (oder im Wesentlichen nicht) anfällig für eine Verschlechterung ist, wenn es UV-Licht ausgesetzt wird, das von dem lichtemittierenden Chip 105 emittiert wird. Zum Beispiel können, wie in 10D gezeigt, ein oder mehrere Abschnitte der Gehäusebasis 120, die an dem transparenten Deckel 145 abzudichten sind, zumindest teilweise aus Metall bestehen, und der Deckel 145 kann an solchen Abschnitten über einem Glas an seiner Metalldichtung 1050 angebracht sein. Beispielsweise können alle oder Abschnitte einer oder mehrerer Seitenwände 1040 des Gehäuses, die sich über der Basis des Gehäuses und um den lichtemittierenden Chip 105 erstrecken, aus Metall bestehen und / oder damit beschichtet sein, um die Befestigung über die Glas-Metall-Dichtung 1050 zu erleichtern. Das Metall kann beispielsweise Aluminium und / oder ein anderes Metall enthalten, im Wesentlichen daraus bestehen oder daraus bestehen, das für UV-Licht, das von dem lichtemittierenden Chip 105 emittiert wird, zumindest teilweise reflektierend ist. In verschiedenen Ausführungsformen bestehen andere Abschnitte des Gehäuses (z.B. die Basis, auf der der lichtemittierende Chip 105 angeordnet ist) zumindest teilweise aus einem nichtmetallischen und / oder elektrisch isolierenden (z.B. keramischen) Material (z.B. AIN). Um das Versiegeln über die Glas-Metall-Dichtung 1050 zu erleichtern, können die metallischen Abschnitte des Gehäuses oxidiert werden, da das dadurch gebildete Oxid stärker an dem transparenten Deckel 145 haften kann. Beispielsweise kann alles oder Abschnitte (z.B. die metallischen Abschnitte) des Gehäuses einer sauerstoffhaltigen Umgebung bei erhöhter Temperatur ausgesetzt werden, um das Wachstum eines Oxids auf den Metallabschnitten des Gehäuses vor der Bildung der Glas-Metall-Dichtung 1050 zu ermöglichen.
  • Die Glas-Metall-Dichtung 1050 zwischen dem Gehäuse und dem transparenten Deckel 145 kann unter Verwendung eines Versiegelungsmittels wie Glasfritte, Glaslot, Molybdänfolie und / oder Silberchlorid gebildet werden. Beispielsweise kann eine Glasfritte oder ein Glaslot, das ein Glaspulver (in verschiedenen Ausführungsformen zusammen mit einem organischen Bindemittel, einem oder mehreren anorganischen Füllstoffen und / oder einem oder mehreren Lösungsmitteln) enthält, zwischen den Gehäuseseitenwänden und dem Deckel abgeschieden werden und erhitzt werden, um alle flüchtigen Bestandteile auszubrennen, was zu einer festen Glas-Metall-Dichtung 1050 führt. Während der Bildung der Glas-Metall-Dichtung 1050 kann Druck auf den Deckel 145 und / oder die Gehäusebasis 120 ausgeübt werden, um die Versiegelung zu erleichtern. Nach dem Versiegeln ist die Grenzfläche zwischen dem Deckel 145 und der Gehäusebasis 120 von der Glas-Metall-Dichtung 1050 besetzt, die nicht den hierin für Epoxidharzbindemittel beschriebenen Abbauprozessen unterworfen ist. Andere Glaslote, die gemäß Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden können, enthalten binäre oder ternäre Gemische von Thallium, Arsen und Schwefel sowie Materialien, die im Wesentlichen aus Bleigläsern, Boratglas, Borosilikatglas, Phosphatglas bestehen oder daraus bestehen und / oder PbO-ZnO-B203.
  • Die hier verwendeten Begriffe und Ausdrücke werden als Beschreibung und nicht als Einschränkung verwendet, und bei der Verwendung dieser Begriffe und Ausdrücke besteht keine Absicht, Äquivalente der gezeigten und beschriebenen Merkmale oder Abschnitte davon auszuschließen, es wird jedoch anerkannt, dass im Rahmen der beanspruchten Erfindung verschiedene Abwandlungen möglich sind.
  • 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
    • US 62/452594 [0001]
    • US 62/568350 [0001]
    • US 7638346 [0034]
    • US 8080833 [0034]
    • US 2014/0264263 [0034]

Claims (115)

  1. Beleuchtungsvorrichtung, umfassend: ein Gehäuse, umfassend (i) eine Basis, die ein ausgespartes Innenvolumen definiert, und (ii) einen transparenten Deckel, der über der Basis angeordnet ist und das Innenvolumen zumindest teilweise bedeckt; eine lichtemittierende Vorrichtung, die zum Emittieren von ultraviolettem (UV) Licht konfiguriert ist und innerhalb des Innenvolumens angeordnet ist; ein erstes Epoxidharz, das den Deckel an der Basis abdichtet; ein Metallisierungsmuster, das auf der Basis angeordnet und elektrisch mit der lichtemittierenden Vorrichtung gekoppelt ist; und einen Öffnungskanal, der in mindestens einem von der Basis, dem Deckel oder dem ersten Epoxidharz definiert ist, der das Innenvolumen mit der Außenumgebung fluidisch verbindet.
  2. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Kanal ein oder mehrere Löcher durch den Deckel umfasst.
  3. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das erste Epoxidharz den Deckel an zwei oder mehr diskreten Punkten gegen die Basis abdichtet und der Kanal zwischen den zwei oder mehr diskreten Punkten angeordnet ist.
  4. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Kanal ein oder mehrere Löcher durch die Basis umfasst.
  5. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin umfassend eine oder mehrere Spannungsregelungsvorrichtungen, die (i) innerhalb des Innenvolumens angeordnet sind und (ii) elektrisch mit dem Metallisierungsmuster gekoppelt sind.
  6. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei mindestens eine der Spannungsregelungsvorrichtungen eine Zenerdiode umfasst.
  7. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 5, weiterhin umfassend ein zweites Epoxidharz, das mindestens eine Spannungsregelungsvorrichtung an der Basis anbringt.
  8. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 7, weiterhin umfassend ein Sperrmaterial, das über dem zweiten Epoxidharz angeordnet ist und im Wesentlichen die Ausbreitung von UV-Licht, das von der lichtemittierenden Vorrichtung emittiert wird, zu dem zweiten Epoxidharz verhindert.
  9. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Sperrmaterial eine Einkapselung umfasst, die für UV-Licht undurchlässig ist.
  10. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin umfassend ein Sperrmaterial, das zwischen dem ersten Epoxidharz und dem Innenvolumen angeordnet ist, wobei das Sperrmaterial im Wesentlichen die Ausbreitung von UV-Licht, das von der lichtemittierenden Vorrichtung emittiert wird, zu dem ersten Epoxidharz verhindert.
  11. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei das Sperrmaterial ein oder mehrere Metalle umfasst.
  12. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei das Sperrmaterial Polytetrafluorethylen umfasst.
  13. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Metallisierungsmuster Ni umfasst.
  14. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Basis so geformt ist, dass sie den Kanal zwischen der Basis und dem Deckel definiert, wenn der Deckel an der Basis abgedichtet ist.
  15. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die lichtemittierende Vorrichtung eine lichtemittierende Diode oder einen Laser umfasst.
  16. Beleuchtungsvorrichtung, umfassend: ein Gehäuse, umfassend (i) eine Basis, die ein ausgespartes Innenvolumen definiert, und (ii) einen transparenten Deckel, der über der Basis angeordnet ist und das Innenvolumen bedeckt; eine lichtemittierende Vorrichtung, die zum Emittieren von ultraviolettem (UV) Licht konfiguriert ist und innerhalb des Innenvolumens angeordnet ist; ein erstes Epoxidharz, das den Deckel an der Basis abdichtet; und ein Metallisierungsmuster, das auf der Basis angeordnet und elektrisch mit der lichtemittierenden Vorrichtung gekoppelt ist, wobei das Innenvolumen im Wesentlichen frei von Sauerstoff ist.
  17. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 16, wobei ein Druck innerhalb des Innenvolumens geringer als der Atmosphärendruck ist.
  18. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 16, wobei das Innenvolumen im Wesentlichen mit Stickstoff und / oder einem oder mehreren Inertgasen gefüllt ist.
  19. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 16, weiterhin umfassend eine oder mehrere Spannungsregelungsvorrichtungen, die (i) innerhalb des Innenvolumens angeordnet sind und (ii) elektrisch mit dem Metallisierungsmuster gekoppelt sind.
  20. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 19, wobei mindestens eine der Spannungsregelungsvorrichtungen eine Zenerdiode umfasst.
  21. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 19, weiterhin umfassend ein zweites Epoxidharz, das mindestens eine Spannungsregelungsvorrichtung an der Basis anbringt.
  22. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 21, weiterhin umfassend ein Sperrmaterial, das über dem zweiten Epoxidharz angeordnet ist und die Ausbreitung von UV-Licht, das von der lichtemittierenden Vorrichtung emittiert wird, zu dem zweiten Epoxidharz im Wesentlichen verhindert.
  23. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 22, wobei das Sperrmaterial eine Einkapselung umfasst, die für UV-Licht undurchlässig ist.
  24. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 16, weiterhin umfassend ein Sperrmaterial, das zwischen dem ersten Epoxidharz und dem Innenvolumen angeordnet ist, wobei das Sperrmaterial im Wesentlichen die Ausbreitung von UV-Licht, das von der lichtemittierenden Vorrichtung emittiert wird, zu dem ersten Epoxidharz verhindert.
  25. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 24, wobei das Sperrmaterial ein oder mehrere Metalle umfasst.
  26. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 24, wobei das Sperrmaterial Polytetrafluorethylen umfasst.
  27. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 16, wobei das Metallisierungsmuster Ni umfasst.
  28. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 16, wobei die lichtemittierende Vorrichtung eine lichtemittierende Diode oder einen Laser umfasst.
  29. Beleuchtungsvorrichtung, umfassend: ein Gehäuse, umfassend (i) eine Basis, die ein ausgespartes Innenvolumen definiert, und (ii) einen transparenten Deckel, der über der Basis angeordnet ist und das Innenvolumen zumindest teilweise bedeckt; eine lichtemittierende Vorrichtung, die zum Emittieren von ultraviolettem (UV) Licht konfiguriert ist und innerhalb des Innenvolumens angeordnet ist; ein erstes Epoxidharz, das den Deckel an der Basis abdichtet; ein Metallisierungsmuster, das auf der Basis angeordnet und elektrisch mit der lichtemittierenden Vorrichtung gekoppelt ist; und ein Sperrmaterial, das zwischen dem ersten Epoxidharz und dem Innenvolumen angeordnet ist, wobei das Sperrmaterial im Wesentlichen die Ausbreitung von UV-Licht, das von der lichtemittierenden Vorrichtung emittiert wird, zu dem ersten Epoxidharz verhindert.
  30. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 29, wobei das Sperrmaterial ein oder mehrere Metalle umfasst.
  31. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 29, wobei das Sperrmaterial Polytetrafluorethylen umfasst.
  32. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 29, wobei das Metallisierungsmuster Ni umfasst.
  33. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 29, weiterhin umfassend eine oder mehrere Spannungsregelungsvorrichtungen, die (i) innerhalb des Innenvolumens angeordnet und (ii) elektrisch mit dem Metallisierungsmuster gekoppelt sind.
  34. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 33, wobei mindestens eine der Spannungsregelungsvorrichtungen eine Zenerdiode umfasst.
  35. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 33, weiterhin umfassend ein zweites Epoxidharz, das mindestens eine Spannungsregelungsvorrichtung an der Basis anbringt.
  36. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 35, weiterhin umfassend ein zweites Sperrmaterial, das über dem zweiten Epoxidharz angeordnet ist und die Ausbreitung von UV-Licht, das von der lichtemittierenden Vorrichtung emittiert wird, zu dem zweiten Epoxidharz im Wesentlichen verhindert.
  37. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 36, wobei das zweite Sperrmaterial eine Einkapselung umfasst, im Wesentlichen daraus besteht oder daraus besteht, die für UV-Licht undurchlässig ist.
  38. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 29, wobei die lichtemittierende Vorrichtung eine lichtemittierende Diode oder einen Laser umfasst.
  39. Beleuchtungsvorrichtung, umfassend: ein Gehäuse, umfassend (i) eine Basis, die ein ausgespartes Innenvolumen definiert, und (ii) einen transparenten Deckel, der über der Basis angeordnet ist und das Innenvolumen zumindest teilweise bedeckt; eine lichtemittierende Vorrichtung, die zum Emittieren von ultraviolettem (UV) Licht konfiguriert ist und innerhalb des Innenvolumens angeordnet ist; ein Metallisierungsmuster, das auf der Basis angeordnet und elektrisch mit der lichtemittierenden Vorrichtung gekoppelt ist; eine oder mehrere Spannungsregelungsvorrichtungen, die (i) innerhalb des Innenvolumens angeordnet sind und (ii) elektrisch mit dem Metallisierungsmuster gekoppelt sind; ein erstes Epoxidharz, das mindestens eine Spannungsregelungsvorrichtung an der Basis anbringt; und ein Sperrmaterial, das über dem ersten Epoxidharz angeordnet ist und im Wesentlichen die Ausbreitung von UV-Licht, das von der lichtemittierenden Vorrichtung emittiert wird, zu dem ersten Epoxidharz verhindert.
  40. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 39, wobei das Sperrmaterial eine Einkapselung umfasst, die für UV-Licht undurchlässig ist.
  41. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 39, wobei das Metallisierungsmuster Ni umfasst.
  42. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 39, wobei die lichtemittierende Vorrichtung eine lichtemittierende Diode oder einen Laser umfasst.
  43. Beleuchtungsvorrichtung, umfassend: ein Gehäuse, umfassend (i) eine Basis, die ein ausgespartes Innenvolumen definiert, und (ii) einen transparenten Deckel, der über der Basis angeordnet ist und das Innenvolumen zumindest teilweise bedeckt; eine lichtemittierende Vorrichtung, die zum Emittieren von ultraviolettem (UV) Licht konfiguriert ist und innerhalb des Innenvolumens angeordnet ist; ein erstes Epoxidharz, das den Deckel an der Basis abdichtet; und ein Sperrmaterial, das zwischen dem ersten Epoxidharz und dem Deckel angeordnet ist, wobei das Sperrmaterial im Wesentlichen die Ausbreitung von UV-Licht, das von der lichtemittierenden Vorrichtung innerhalb des Deckels emittiert wird, zu dem ersten Epoxidharz verhindert.
  44. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 43, wobei das Sperrmaterial ein oder mehrere Metalle umfasst.
  45. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 43, wobei das Sperrmaterial Aluminium umfasst.
  46. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 43, wobei das Sperrmaterial Polytetrafluorethylen umfasst.
  47. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 43, wobei das Sperrmaterial in Form eines Films vorliegt, der auf einer dem ersten Epoxidharz zugewandten Oberfläche des Deckels angeordnet ist.
  48. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 43, weiterhin umfassend ein Metallisierungsmuster, das auf der Basis angeordnet und elektrisch mit der lichtemittierenden Vorrichtung gekoppelt ist.
  49. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 48, wobei das Metallisierungsmuster Ni umfasst.
  50. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 48, weiterhin umfassend eine oder mehrere Spannungsregelungsvorrichtungen, die (i) innerhalb des Innenvolumens angeordnet sind und (ii) elektrisch mit dem Metallisierungsmuster gekoppelt sind.
  51. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 50, wobei mindestens eine der Spannungsregelungsvorrichtungen eine Zenerdiode umfasst.
  52. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 50, weiterhin umfassend ein zweites Epoxidharz, das mindestens eine Spannungsregelungsvorrichtung an der Basis anbringt.
  53. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 52, weiterhin umfassend ein zweites Sperrmaterial, das über dem zweiten Epoxidharz angeordnet ist und die Ausbreitung von UV-Licht, das von der lichtemittierenden Vorrichtung emittiert wird, zu dem zweiten Epoxidharz im Wesentlichen verhindert.
  54. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 53, wobei das zweite Sperrmaterial eine Einkapselung umfasst, die für UV-Licht undurchlässig ist.
  55. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 43, wobei die lichtemittierende Vorrichtung eine lichtemittierende Diode oder einen Laser umfasst.
  56. Beleuchtungsvorrichtung, umfassend: ein Gehäuse, umfassend (i) eine Basis, (ii) eine Seitenwand, die über der Basis angeordnet ist, wobei die Basis und die Seitenwand zusammen ein ausgespartes Innenvolumen definieren, und (iii) einen transparenten Deckel, der über der Basis angeordnet ist und das Innenvolumen zumindest teilweise bedeckend; und eine lichtemittierende Vorrichtung, die zum Emittieren von ultraviolettem (UV) Licht konfiguriert ist und innerhalb des Innenvolumens angeordnet ist, wobei eine Kante des Deckels in einer vertieften Nut aufgenommen ist, die in der Seitenwand derart definiert ist, dass sich die Seitenwand um die oberen, unteren und seitlichen Oberflächen vom Rand des Deckels wickelt.
  57. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 56, wobei kein Epoxidharz in dem Gehäuse angeordnet ist.
  58. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 56, weiterhin umfassend ein Epoxidharz, das den Rand des Deckels mit der Nut in der Seitenwand abdichtet.
  59. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 58, weiterhin umfassend ein Sperrmaterial, das zwischen dem Epoxidharz und dem Innenvolumen angeordnet ist, wobei das Sperrmaterial die Ausbreitung von UV-Licht, das von der lichtemittierenden Vorrichtung emittiert wird, zu dem Epoxidharz im Wesentlichen verhindert.
  60. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 59, wobei das Sperrmaterial ein oder mehrere Metalle umfasst.
  61. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 59, wobei das Sperrmaterial Aluminium umfasst.
  62. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 59, wobei das Sperrmaterial Polytetrafluorethylen umfasst.
  63. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 56, weiterhin umfassend ein Metallisierungsmuster, das auf der Basis angeordnet und elektrisch mit der lichtemittierenden Vorrichtung gekoppelt ist.
  64. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 63, wobei das Metallisierungsmuster Ni umfasst.
  65. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 63, weiterhin umfassend eine oder mehrere Spannungsregelungsvorrichtungen, die (i) innerhalb des Innenvolumens angeordnet sind und (ii) elektrisch mit dem Metallisierungsmuster gekoppelt sind.
  66. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 65, wobei mindestens eine der Spannungsregelungsvorrichtungen eine Zenerdiode umfasst.
  67. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 65, weiterhin umfassend ein zweites Epoxidharz, das mindestens eine Spannungsregelungsvorrichtung an der Basis anbringt.
  68. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 67, weiterhin umfassend ein zweites Sperrmaterial, das über dem zweiten Epoxidharz angeordnet ist und die Ausbreitung von UV-Licht, das von der lichtemittierenden Vorrichtung emittiert wird, zu dem zweiten Epoxidharz im Wesentlichen verhindert.
  69. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 68, wobei das zweite Sperrmaterial eine Einkapselung umfasst, die für UV-Licht undurchlässig ist.
  70. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 56, wobei die lichtemittierende Vorrichtung eine lichtemittierende Diode oder einen Laser umfasst.
  71. Beleuchtungsvorrichtung, umfassend: ein Gehäuse, umfassend (i) eine Basis, (ii) eine Seitenwand, die über der Basis angeordnet ist, wobei die Basis und die Seitenwand zusammen ein ausgespartes Innenvolumen definieren, und (iii) einen transparenten Deckel, der über der Basis angeordnet ist und das Innenvolumen zumindest teilweise bedeckend; eine lichtemittierende Vorrichtung, die zum Emittieren von ultraviolettem (UV) Licht konfiguriert ist und innerhalb des Innenvolumens angeordnet ist; und eine oder mehrere Eckklammern, die jeweils über einem Abschnitt eines Randes des Deckels angeordnet sind, um den Deckel über der Seitenwand des Gehäuses zu befestigen.
  72. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 71, wobei die eine oder mehreren Eckklammern durch Abschnitte der Seitenwand definiert sind.
  73. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 71, wobei die eine oder mehreren Eckklammern den Deckel in Richtung der Seitenwand des Gehäuses drücken.
  74. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 73, wobei die eine oder mehreren Eckklammern jeweils eine Feder umfassen.
  75. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 71, wobei die eine oder die mehreren Eckklammern von der Seitenwand des Gehäuses getrennt und mit dieser verbunden sind.
  76. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 71, wobei die eine oder die mehreren Eckklammern ein oder mehrere Metalle umfassen.
  77. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 71, weiterhin umfassend ein Epoxidharz, das den Rand des Deckels an der Seitenwand abdichtet.
  78. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 77, weiterhin umfassend ein Sperrmaterial, das zwischen dem Epoxidharz und dem Innenvolumen angeordnet ist, wobei das Sperrmaterial die Ausbreitung von UV-Licht, das von der lichtemittierenden Vorrichtung emittiert wird, zu dem Epoxidharz im Wesentlichen verhindert.
  79. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 78, wobei das Sperrmaterial ein oder mehrere Metalle umfasst.
  80. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 78, wobei das Sperrmaterial Aluminium umfasst.
  81. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 78, wobei das Sperrmaterial Polytetrafluorethylen umfasst.
  82. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 71, weiterhin umfassend ein Metallisierungsmuster, das auf der Basis angeordnet und elektrisch mit der lichtemittierenden Vorrichtung gekoppelt ist.
  83. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 82, wobei das Metallisierungsmuster Ni umfasst.
  84. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 82, weiterhin umfassend eine oder mehrere Spannungsregelungsvorrichtungen, die (i) innerhalb des Innenvolumens angeordnet sind und (ii) elektrisch mit dem Metallisierungsmuster gekoppelt sind.
  85. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 84, wobei mindestens eine der Spannungsregelungsvorrichtungen eine Zenerdiode umfasst.
  86. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 84, weiterhin umfassend ein zweites Epoxidharz, das mindestens eine Spannungsregelungsvorrichtung an der Basis anbringt.
  87. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 86, weiterhin umfassend ein zweites Sperrmaterial, das über dem zweiten Epoxidharz angeordnet ist und im Wesentlichen die Ausbreitung von UV-Licht, das von der lichtemittierenden Vorrichtung emittiert wird, zu dem zweiten Epoxidharz verhindert.
  88. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 87, wobei das zweite Sperrmaterial eine Einkapselung umfasst, die für UV-Licht undurchlässig ist.
  89. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 71, wobei die lichtemittierende Vorrichtung eine lichtemittierende Diode oder einen Laser umfasst.
  90. Beleuchtungsvorrichtung, umfassend: ein Gehäuse, umfassend (i) eine Basis, (ii) eine Seitenwand, die über der Basis angeordnet ist, wobei die Basis und die Seitenwand zusammen ein ausgespartes Innenvolumen definieren, wobei die Seitenwand ein metallisches Material umfasst, und (iii) einen transparenten Deckel, der über der Basis angeordnet ist und das Innenvolumen zumindest teilweise bedeckt; eine lichtemittierende Vorrichtung, die zum Emittieren von ultraviolettem (UV) Licht konfiguriert ist, und innerhalb des Innenvolumens angeordnet ist; und eine Glas-Metall-Dichtung, die einen Rand des Deckels an der Seitenwand befestigt.
  91. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 90, wobei das metallische Material Aluminium umfasst.
  92. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 90, wobei die Basis ein zweites metallisches Material umfasst.
  93. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 90, wobei die Basis ein nichtmetallisches Material umfasst.
  94. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 90, wobei die Basis ein Keramikmaterial umfasst.
  95. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 90, weiterhin umfassend ein Metallisierungsmuster, das auf der Basis angeordnet und elektrisch mit der lichtemittierenden Vorrichtung gekoppelt ist.
  96. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 95, wobei das Metallisierungsmuster Ni umfasst.
  97. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 95, weiterhin umfassend eine oder mehrere Spannungsregelungsvorrichtungen, die (i) innerhalb des Innenvolumens angeordnet und (ii) elektrisch mit dem Metallisierungsmuster gekoppelt sind.
  98. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 97, wobei mindestens eine der Spannungsregelungsvorrichtungen eine Zenerdiode umfasst.
  99. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 97, weiterhin umfassend ein Epoxidharz, das mindestens eine der Spannungsregelungsvorrichtung an der Basis anbringt.
  100. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 99, weiterhin umfassend ein Sperrmaterial, das über dem Epoxidharz angeordnet ist und im Wesentlichen die Ausbreitung von UV-Licht, das von der lichtemittierenden Vorrichtung emittiert wird, zu dem Epoxidharz verhindert.
  101. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 100, wobei das Sperrmaterial eine Einkapselung umfasst, die für UV-Licht undurchlässig ist.
  102. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 90, wobei die lichtemittierende Vorrichtung eine lichtemittierende Diode oder einen Laser umfasst.
  103. Beleuchtungsvorrichtung, umfassend: ein Gehäuse, umfassend (i) eine Basis, die ein ausgespartes Innenvolumen definiert, und (ii) einen transparenten Deckel, der über der Basis angeordnet ist und das Innenvolumen bedeckt; eine lichtemittierende Vorrichtung, die zum Emittieren von ultraviolettem (UV) Licht konfiguriert ist, und die in dem Innenvolumen angeordnet ist; ein erstes Epoxidharz, das den Deckel an der Basis abdichtet; und ein Metallisierungsmuster, das auf der Basis angeordnet und elektrisch mit der lichtemittierenden Vorrichtung gekoppelt ist, wobei das Metallisierungsmuster und das Innenvolumen des Gehäuses im Wesentlichen frei von Ni sind.
  104. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 103, wobei das Innenvolumen im Wesentlichen frei von Sauerstoff ist.
  105. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 103, wobei ein Druck innerhalb des Innenvolumens geringer als der Atmosphärendruck ist.
  106. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 103, wobei das Innenvolumen im Wesentlichen mit Stickstoff und / oder einem oder mehreren Inertgasen gefüllt ist.
  107. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 103, weiterhin umfassend eine oder mehrere Spannungsregelungsvorrichtungen, die (i) innerhalb des Innenvolumens angeordnet sind und (ii) elektrisch mit dem Metallisierungsmuster gekoppelt sind.
  108. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 107, wobei mindestens eine der Spannungsregelungsvorrichtungen eine Zenerdiode aufweist.
  109. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 107, weiterhin umfassend ein zweites Epoxidharz, das mindestens eine Spannungsregelungsvorrichtung an der Basis anbringt.
  110. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 109, weiterhin umfassend ein Sperrmaterial, das über dem zweiten Epoxidharz angeordnet ist und im Wesentlichen die Ausbreitung von UV-Licht, das von der lichtemittierenden Vorrichtung emittiert wird, zu dem zweiten Epoxidharz verhindert.
  111. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 110, wobei das Sperrmaterial eine Einkapselung umfasst, die für UV-Licht undurchlässig ist.
  112. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 103, weiterhin umfassend ein Sperrmaterial, das zwischen dem ersten Epoxidharz und dem Innenvolumen angeordnet ist, wobei das Sperrmaterial im Wesentlichen die Ausbreitung von UV-Licht, das von der lichtemittierenden Vorrichtung emittiert wird, zu dem ersten Epoxidharz verhindert.
  113. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 112, wobei das Sperrmaterial ein oder mehrere Metalle umfasst.
  114. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 112, wobei das Sperrmaterial Polytetrafluorethylen umfasst.
  115. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 103, wobei die lichtemittierende Vorrichtung eine lichtemittierende Diode oder einen Laser umfasst.
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