TW201314973A - 光電組件及用於製造光電組件之方法 - Google Patents
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Abstract
一種光電組件(100)具有基板(102)，其上配置著半導體晶片(104)及可沾濕的吸引器-元件(106a,106b,106c,106d)。具有顏料(110)之介質(108)至少以區域方式覆蓋該基板(102)之裸露的區域，該裸露的區域未由該半導體晶片(104)和該吸引器-元件(106a,106b,106c,106d)所覆蓋。該具有顏料(110)之介質(108)將該半導體晶片(104)和該吸引器-元件(106a,106b,106c,106d)的至少一部份沾濕。
Description
本發明涉及一種光電組件及用於製造此光電組件的方法。
光電組件具有一個半導體晶片，其可發出電磁輻射。此半導體晶片可配置在一吸收光線之基板上。為了改良或改變該基板之反射特性，該基板之裸露的區域能以一種介質來覆蓋，在該介質中施加顏料。該半導體晶片可藉由具有顏料之介質來沾濕。特別是該半導體晶片之側面可被沾濕。在沾濕時，該半導體晶片之側面由於表面張力而將該介質拉高。這樣會造成該基板上之該介質之不均勻的層厚度，該介質的厚度隨著至該半導體晶片之距離的增大而減少。該介質之小的厚度是不利的，此乃因隨著填充著顏料之介質之厚度的減小而使光電組件之反射特性劣化，且結果是該光電組件之效率亦劣化。
本發明的目的是提供一種光電組件及用於製造光電組件之方法，其在基板上以足夠的厚度製備該填充著顏料之介質，使得光電組件之反射特性及因此而造成的效率達成足夠的優異性。
上述目的藉由獨立項申請專利範圍第1項之光電組件及獨立項第20項之用於製造此種光電組件之方法來達成。
光電組件之其它形式和有利的佈置、以及用於製造
光電組件之方法描述在申請專利範圍各附屬項中。
不同的實施形式具有一種包含半導體晶片之光電組件，該半導體晶片配置在基板上。在該基板上配置一可沾濕之吸引器-元件。一種具有顏料的介質覆蓋該基板之裸露的區域，該區域至少以區域方式而未被該半導體晶片及該吸引器-元件所覆蓋。該介質使該半導體晶片和該吸引器-元件之至少一部份被沾濕。基板上該介質的厚度係藉由該吸引器-元件的使用而擴大。因此，該光電組件相對於未具備該吸引器-元件之實施形式的反射特性獲得改良。結果，光電組件的效率提高。換言之，該基板對於光電組件之光學特性的不良影響將減輕。
可使用陶瓷基板、金屬核心電路板、導線架或塑料積層板(laminate)作為基板。此塑料積層板係由玻璃纖維強化之塑料構成且具有金屬層。上述全部的基板型式之至少一部份會吸收光線。
半導體晶片就像吸引器-元件一樣藉由具有顏料之介質來沾濕。藉由流體介質之表面張力，使該介質在該半導體晶片之側面被拉高。該半導體晶片之遠離該基板之發光的表面因此不須被該介質所沾濕。
在一較佳的實施形式中，該半導體晶片係以III-V-化合物半導體材料為主，特別是以氮化鎵(GaN)為主。該半導體晶片具有至少一發出電磁輻射的活性區。該活性區可以是pn-接面、雙異質結構、多重式量子井結構(MQW)、單一量子井結構(SQW)。量子井結構表示：量
子槽(3-維)、量子線(2-維)和量子點(1-維)。
在一較佳的實施形式中，半導體晶片可形成為表面發射器，特別是形成為所謂薄膜晶片。薄膜晶片例如由公開文件WO2005081319A1中已為人所知。
在一較佳的實施形式中，該介質具有矽酮。此矽酮具有低的表面張力。因此，矽酮具有良好的可沾濕性。矽酮是透明的、具有輻射穩定性及溫度穩定性。特別佳的情況為，化合物材料具有軟矽酮。軟矽酮具有大約20至60蕭耳(shore)的硬度。軟矽酮具有高的溫度穩定性、高的輻射穩定性和高的撕裂延伸性，這樣可使矽酮之撕裂危險性最小化。
或是，該介質亦可具有環氧樹脂或混合材料。
在一較佳的實施形式中，該填充著顏料之介質在基板上的最小厚度為基板上的半導體晶片和吸引器-元件之高度的較小者之至少10%。這樣是有利的，此乃因該填充著顏料之介質之反射率可足夠高。換言之，基板相對於光電組件之反射率的不良影響可忽略。
在一較佳的實施形式中，只有該吸引器-元件之側面係由該介質所沾濕。流體介質由於在該吸引器-元件之側面上的表面張力而被拉高。這樣，流體膜(更正確而言是流體的表面)會被提高，這是有利的，此乃因在該吸引器-元件之環境中該介質在基板上的高度會變大。該吸引器-元件之覆蓋面未被該介質所覆蓋。換言之，不會發生過澆注(over-casting)之現象。在半導體晶片和該吸引器-元件之間的介質之輕微的過澆注是有利的。在輕微的過澆
注中，已澆注的介質具有彎月形的形式。
在一較佳的實施形式中，該吸引器-元件完全由該介質所覆蓋。該吸引器-元件之側面相對於該流體介質之吸引效果因此小於先前之實施形式者。亦存在以下的危險性：半導體晶片之發光的表面之至少一部份是由介質所覆蓋。當然，該吸引器-元件之由介質所造成的整個覆蓋面可具有製程技術上的有利處。
藉由具有顏料之介質之近似均勻的層厚度，則可使彩色印象的均勻性提高。該層厚度決定了由顏料所反射的光之成份相對於由基板所反射的光之成份的量。
為了進一步提高該光電組件之反射率，該基板可以貴金屬(例如，金或銀)來進行塗層。特別有利的是銀塗層，此乃因銀在整個可見之光譜區中對電磁輻射具有高的反射率。基板之具有貴金屬的塗層另外可用來使填充著顏料之介質之層厚度提高。
在一較佳的實施形式中，該吸引器-元件在基板上的高度是該半導體晶片之高度的10%至300%，較佳是80%至120%。光電半導體晶片之高度可在大約40微米和1000微米之間，較佳是在80微米和200微米之間。可沾濕之吸引器-元件之此種高度範圍特別有利，此乃因這樣一方面可使該介質達成足夠的高度，且另一方面可使光電組件之構造上的高度不受不良影響。
在一較佳的實施形式中，光電組件具有至少另一半導體晶片。此種多晶片配置特別有利，此乃因其具有高的光功率。
在一較佳的實施形式中，光電組件具有至少另一吸引器-元件。多個吸引器-元件是有利的，此乃因這樣可使相對互相遠離之半導體晶片之間的介質之所需的最小厚度被保持著。特別有利的是，全部的元件之間，即，相鄰的半導體晶片之間、相鄰的吸引器-元件之間、及相鄰的半導體晶片和吸引器-元件之間，都保持著近似一致的距離。例如，吸引器-元件與下一個半導體晶片之間應隔開之距離為二個相鄰之半導體晶片的距離之2/3和3/2之間。
在一較佳的實施形式中，可在至少一個半導體晶片之周圍配置至少一吸引器-元件。這樣可使任意形式之晶片配置適應於光電組件之任意形式之邊緣。
在一較佳的實施形式中，該吸引器-元件具有一接合線。此接合線可具有金。此接合線的大部份係藉由具有顏料之介質來沾濕。該接合線中只有尖端由流體表面突出。這樣特別有利，此乃因具有反射性的介質之反射率中只有最小的份量會消失。此外，該接合線可特別簡易地藉由焊接而固定在基板上。
在另一較佳的實施形式中，整個接合線(包括尖端)係由該介質所覆蓋。這樣特別有利，此乃因在與先前的實施形式比較時可使反射率進一步提高。
在一較佳的實施形式中，該吸引器-元件具有塊(block)狀元件，其特別是由矽、砷化鎵、鍺、塑料、玻璃、藍寶石或金屬(例如，銅或金)構成。塊狀元件可具有長方六面體之形式。該塊狀元件特別有利，此乃因這
樣可使填充著顏料之介質達成高的層厚度且因此使該層達成高的反射率。此外，該塊狀元件可特別簡易地藉由黏合或焊接而固定在基板上。該塊狀元件較佳是以相同的方法而固定在基板(例如，半導體晶片)上。這樣可確保該光電組件能特別簡易地製成。
在一較佳的實施形式中，該吸引器-元件具有一限定(limiting)元件。此限定元件可具有聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)。聚對苯二甲酸丁二酯可為白色或被彩色化，可藉由介質(例如，矽酮)來沾濕、被電性絕緣、在整個可見的光譜區中對電磁輻射具有高的反射率、且具有耐熱性。該限定元件可配置在至少一半導體晶片之周圍。該限定元件特別有利，此乃因這樣可使半導體晶片之配置適應於光電組件之不同的邊緣。
在一較佳的實施形式中，該吸引器-元件具有一種包含內結構之限定元件。此限定元件和該內結構形成為單件。此限定元件和內結構在該吸引器-元件中的組合特別有利，此乃因半導體晶片之配置可適應於該光電組件之任意的邊緣且另外可將該吸引器-元件放置在該些半導體晶片之間。該吸引器-元件可在唯一之步驟中施加而成。
該限定元件和內結構之單件式的組合具有聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)。
在一較佳的實施形式中，該吸引器-元件之內結構具有柵格之形式。此種規則的結構特別有利，此乃因各個半導體晶片至該吸引器-元件之距離幾乎是一致的。
在一較佳的實施形式中，該介質具有白色顏料。此白色顏料用來使由整個可見光譜區發出之電磁輻射發生反射。換言之，白色顏料在寬頻帶中具有高反射性。目標是使儘可能多的白光發生反射。可使用由二氧化鈦(TiO2)及/或由氧化鋁(Al2O3)及/或由氧化鋯(ZrO)構成的顏料以作為白色料。填充著顏料之介質之反射率對該填充著顏料之介質之層厚度之相關性不是線性的。在大約1微米和20微米之間的層厚度時反射率可大大地提高。在50微米和100微米之間的層厚度時，該反射率只不顯著地增高。最小之層厚度較佳是應在至少大約20微米。就200微米厚之半導體晶片而言，最小之層厚度是半導體晶片之高度的10%。
在一較佳的實施形式中，該介質具有黑色顏料。此黑色顏料可以是碳黑粒子或石墨粒子。該介質之反射率可下降至極小的值。這樣特別有利，此乃因可在半導體晶片和圍繞該半導體晶片之基板面之間達成高的對比。半導體晶片之間和周圍以及吸引器-元件之間和周圍的填充著黑色顏料之介質之大的厚度可強化黑色印象。
在一較佳的實施形式中，該介質具有彩色顏料。此彩色顏料可具有紅色氧化鐵顏料。藉由彩色顏料的使用，則可見光之中只有特定的波長被反射。若白光入射在填充著紅色顏料之介質上，則主要是使紅光反射。對具有紅色顏料之足夠厚的介質特別有利的是，可達成高的彩色均勻性。
在一較佳的實施形式中，顏料可達70%之濃度，較
佳是以25%至35%之重量百分比，而存在於該介質中。白色顏料之濃度越高，則該介質對白光之反射率越高。彩色顏料之濃度越高，則該介質之彩色印象越強。
在一較佳的實施形式中，在半導體晶片之遠離該基板之面上、在該吸引器-元件之遠離該基板之面上以及在該介質上施加一種具有發光粒子之層。此具有發光粒子之層可具有矽酮以作為母材(matrix material)。發光粒子可具有磷。磷能以大約5至15重量百分比之濃度存在於鑭摻雜之氧化釔(Y2O3-La2O3)、釔鋁石榴石(Y3Al5O12-YAG)、氧化鏑(Dy2O3)、鋁氧氮化物(Al23O27N5)或氮化鋁(AlN)。釔鋁石榴石例如將藍光轉換成黃-綠光譜區的波長較長之光。
在一較佳的實施形式中，在半導體晶片之遠離該基板之面上、在該吸引器-元件之遠離該基板之面上以及在該介質上施加一種具有散射粒子之層。散射粒子使光散射但不影響其波長且用來使光相混合。散射粒子可具有氧化鋁(Al2O3)。
散射粒子和發光粒子係與半導體晶片發出之光交互作用且將該光之一部份散射回到填充著顏料之介質。在介質具有白色顏料的情況下，散射而回之光被白色顏料所反射且至少一部份可由光電組件耦合而出。
在一較佳的實施形式中，在半導體晶片之遠離該基板之面上、在該吸引器-元件之遠離該基板之面上以及在該介質上施加一種具有發光粒子之層。在該具有發光粒子之層上施加一種具有散射粒子之層。
在一較佳的實施形式中，在半導體晶片之遠離該基板之面上、在該吸引器-元件之遠離該基板之面上以及在該介質上施加一種層，其具有發光粒子和散射粒子。
在一較佳的實施形式中，在半導體晶片之遠離該基板之發光表面上施加一種轉換器小板。此轉換器小板可由陶瓷母材構成，其中施加有發光粒子。在該轉換器小板上、在該吸引器-元件之遠離該基板之面上以及在該介質上可施加一種具有散射粒子之層。
各種不同的實施形式顯示出用於製造光電組件之方法。首先，製備一基板，其上配置一個半導體晶片。此外，在基板上配置一可沾濕的吸引器-元件。然後，至少以區域方式在基板之裸露的區域上施加一種具有顏料之流體介質，其未由該半導體晶片和該吸引器-元件所覆蓋。然後，使該流體介質及時硬化。
在一較佳的實施形式中，該流體介質藉由分佈(特別是藉由噴塗)而施加在基板上。
在一較佳的實施形式中，在具有顏料之介質之及時硬化之後，在半導體晶片之遠離該基板之面上、在該吸引器-元件之遠離該基板之面上以及在已及時硬化的該介質上施加一種具有散射粒子之層。
在另一較佳的實施形式中，在具有顏料之介質之及時硬化之後，在半導體晶片之遠離該基板之面上、在該吸引器-元件之遠離該基板之面上以及在已及時硬化的該介質上施加一種具有發光粒子之層。
在另一較佳的實施形式中，在具有顏料之介質之及
時硬化之後，在半導體晶片之遠離該基板之面上、和在該吸引器-元件之遠離該基板之面上以及在已及時硬化的該介質上首先施加一種具有發光粒子之層。然後，施加一種具有散射粒子之層。
在又另一較佳的實施形式中，在具有顏料之介質之及時硬化之後，在半導體晶片之遠離該基板之面上、和在該吸引器-元件之遠離該基板之面上以及在已及時硬化的該介質上首先施加一種層，其具有發光粒子和散射粒子。
在又另一較佳的實施形式中，在具有顏料之介質之及時硬化之後，首先在半導體晶片上施加一種轉換器小板。然後，在該轉換器小板上、在該吸引器-元件之遠離該基板之面上以及在已及時硬化的該介質上施加一種具有散射粒子之層。
不同的實施例以下將依據圖式來詳述。各圖式中相同、相同形式或作用相同的各組件設有相同的元件符號。各圖式和各圖式中所示的各元件之間的大小比例未必依比例繪出。反之，為了清楚及易於理解，各別的元件已予放大地或縮小地顯示出。
圖1a顯示習知之光電組件100之一實施例的俯視圖。在一俯視時不可看見的基板上規則地配置四個半導體晶片104。該基板之在該四個半導體晶片104之間和周圍的裸露區域完全以具有顏料110之介質108來覆蓋。該介質108可具有矽酮。顏料110可以是由二氧化
鈦構成的白色顏料。光電組件具有一已界定的邊緣118。在具有顏料110之介質108上可施加多個層，其具有發光粒子及/或散射粒子。為了清楚之故，這些層在圖1a中未示出。圖1b中已顯示一個切割軸120，沿著此切割軸顯示該光電組件100之切面。
圖1b顯示圖1a中習知之光電組件之實施例的切面圖。此切面圖中可辨認二個半導體晶片104，其配置在基板102上。基板102可具有陶瓷。陶瓷基板102吸收可見光譜區中之電磁輻射。為了使基板102之反射特性改變，須在基板102上施加一種包含顏料110之介質108。顏料110可以是白色顏料。具有顏料110之介質108完全將半導體晶片104之側面沾濕；在各個半導體晶片104之間、及半導體晶片104和邊緣118之間以彎月形配置欠(under)澆注形式之介質108。半導體晶片104之間的距離須大，使介質108在其最薄之位置112(在二個半導體晶片104之間的中央)所具有的位於基板102上的高度小於半導體晶片104之高度的10%。結果，半導體晶片104之間的陶瓷基板102被該介質所透過。換言之，介質108之反射率下降。可見光譜區中入射至該介質108上的電磁輻射更多地被基板所吸收且因此不再由光電組件發出。光電組件的效率下降。入射之此種輻射是由層114、116而來之散射回來之光，層114、116施加在填充著顏料之介質108上。具有發光粒子124之層114直接施加在填充著顏料之介質108上。使用磷(例如，釔鋁石榴石(YAG))作為發光材料，其將半導體晶片
104所發出之藍色的主輻射轉換成波長較長之黃-綠二次輻射。在具有發光粒子124之層114上施加一種具有散射粒子122之層116。使用氧化鋁(Al2O3)作為散射粒子122。各散射粒子係與藍色之主輻射和黃色之二次輻射交互作用而未改變其波長。具有上述散射粒子122之層116用來將主輻射和二次輻射相混合。發光粒子124和散射粒子122在全部之空間方向中發光。因此，藍色之主輻射的一部份和黃色之二次輻射的一部份入射至以顏料110來填充之介質108上。由於已澆注之具有顏料110之介質108在各個半導體晶片104之間很薄，則散射回來之主輻射和二次輻射之一部份會通過該介質而不會被白色顏料110所反射。此成份可由基板102吸收。
為了清楚之故，圖2a,2b,3a,3b,3c,3d,4a,4b,5a,5b,6a,6b,7a,7c,8a,8b,9a和9b中未顯示「發光粒子124或具有散射粒子122之層114、116」。發光粒子及/或散射粒子122之與具有顏料110之介質108的共同作用顯示在圖10a,10b,10c和圖10d中。
圖2a顯示光電組件之一實施例的俯視圖。此光電組件具有一種正方形或至少係矩形的形式，其具有線性的邊緣118。在俯視圖中不可看見的基板上規則地配置四個半導體晶片104。此外，一可沾濕的吸引器-元件106a配置在基板上之中央。該吸引器-元件106a因此配置在半導體晶片104之間。該吸引器-元件至四個半導體晶片104之每一個的距離大約相同。該吸引器-元件(106a)是一種接合線。此接合線由金構成。
該光電組件具有一種已界定的邊緣118。該基板之在四個半導體晶片104之間及其周圍的裸露區域完全以具有顏料110之介質108來覆蓋。介質108可具有矽酮。或是，介質108可具有環氧樹脂或混合材料。顏料110可以是白色顏料。白色顏料可具有二氧化鈦(TiO2)及/或氧化鋁(Al2O3)及/或氧化鋯(ZrO)。或是，顏料110可以是黑色顏料，特別是碳黑粒子或石墨粒子。或是，顏料110可以是彩色顏料，特別是氧化鐵顏料。
圖2b顯示圖2a之光電組件之實施例的沿著切割軸120之切面圖。在二個半導體晶片104之間，該接合線作為可沾濕的吸引器-元件106而配置在基板102上。此基板102可以是陶瓷基板、金屬核心電路板、導線架或塑料積層板。具有顏料110之介質108幾乎完全將接合線106a沾濕。該接合線106a中只有尖端稍微由介質108突出。因此，該接合線106a對該介質108之反射特性的影響可最小化。具有顏料110之介質108在基板102上的最小厚度112是吸引器-元件106a和半導體晶片104在基板102上之高度的較小者的至少10%。圖2b中該接合線106a所具有的高度大約與相鄰的半導體晶片104的高度相同。目前的圖2b中，該最小厚度112大約是相鄰的半導體晶片104的高度的60%。介質108之此種大的厚度可確保：光電組件之反射性不會受到或幾乎不會受到下方之基板102的影響。在白色顏料110的情況下，入射至該介質上的電磁輻射之大部份都被反射。電磁輻射之由基板所吸收的損耗已最小化。顏料110係以濃度
70%(較佳是25%至35%之重量百分比)存在於介質108中。具有顏料110之介質108的最小厚度112在該接合線106a和半導體晶片104之間以及在半導體晶片104和光電組件之邊緣118之間大約相同。這樣可確保：光電組件的整個面具有大約相同的反射率。這樣在白色顏料之情況下造成該光電組件之與位置無關的均勻之亮度。
圖3a顯示光電組件之一實施例的俯視圖。吸引器-元件106b是塊狀元件。此塊狀的吸引器-元件106b可具有矽、鎵、砷化物、鍺、塑料、玻璃、藍寶石或金屬(例如，銅或金)。該吸引器-元件106b配置在四個半導體晶片104之中央。
圖3b顯示圖3a之光電組件之實施例的切面圖。塊狀的元件106b在基板102上的高度與半導體晶片104者相同。最小厚度112大約是塊狀元件106b的高度之60%或半導體晶片104之高度。塊狀的吸引器-元件106b之側面係藉由介質108而完全被沾濕。此外，本實施例對應於圖2b中所示的實施例。
圖3c顯示圖3a之光電組件之另一實施例的切面圖。吸引器-元件106b在基板102上之高度大約是半導體晶片104之高度的130%。填充著顏料110之介質108之最小厚度112大於圖3b中所示之實施例中的最小厚度112。藉由填充著顏料110之介質108之較大的厚度，則基板相對於光電組件之反射性的影響可進一步較圖3b之實施例下降。在白色顏料110的情況下，入射至介質108之電磁輻射幾乎完全被反射。電磁輻射之由於基板
102之吸收所造成的損耗已最小化。
圖3d顯示圖3a之光電組件之另一實施例的切面圖。該吸引器-元件106b在基板102上之高度大約是半導體晶片104之高度的60%。填充著顏料110之介質108之最小厚度112小於圖3b和圖3c中所示之實施例中的最小厚度112。然而，介質108之厚度足夠大，以確保該光電組件之反射特性只稍微受到該基板102的影響。
在未顯示的實施例中，該吸引器-元件的高度係介於半導體晶片104之高度的10%至300%之間，較佳是在80%至120%之間。
圖4a顯示光電組件之一實施例的俯視圖。發光之半導體晶片104配置在光電組件之基板的中央。四個塊狀的吸引器-元件106b以規則的距離圍繞該半導體晶片而配置著。此外，本實施例對應於圖3a所示的實施例。
圖4b顯示圖4a之光電組件之實施例的切面圖。半導體晶片104在基板102上配置在塊狀的吸引器-元件106b之間的中央。此外，本實施例對應於圖3b所示的實施例。
圖5a顯示光電組件之一實施例的俯視圖。半導體晶片在基板上分別配置在光電組件之角隅的附近。多個吸引器-元件106a在基板上以規則的方式配置在半導體晶片之間。顯示出多條接合線106a之陣列。此外，本實施例對應於圖2a所示的實施例。
圖5b顯示圖5a之光電組件之實施例的切面圖。沿著切割軸120在二個半導體晶片104之間以等距離的方
式配置四條接合線106a。介質108之最小厚度112大約是下一個半導體晶片104之高度的60%或下一條接合線106a之高度的60%。此外，本實施例對應於圖2b所示的實施例。
圖6a顯示光電組件之一實施例的俯視圖。光電組件之邊緣118是圓的。多個半導體晶片104以矩形的形式配置在中央。在半導體晶片104之周圍配置多條接合線106a之陣列，各接合線106a相互之間及與半導體晶片104之間都具有規則的距離。本實施例顯示半導體晶片104之矩形的配置係適應於光電組件中的圓形的邊緣118而作成。此外，本實施例對應於圖2a所示的實施例。
圖6b顯示圖6a之光電組件之實施例的切面圖。沿著切割軸120在二條接合線106a之間以幾乎等距離的方式配置三個半導體晶片104。此外，本實施例對應於圖2b所示的實施例。
圖7a顯示光電組件之一實施例的俯視圖。本實施例是圖6a之實施例的另一種實施例。光電組件之邊緣118是圓的。本實施例用來使矩形之晶片配置適應於圓的邊緣。多個矩形形式之半導體晶片104配置在晶片之中央。吸引器-元件106c是一種限定元件且配置在由半導體晶片104構成的矩形陣列的周圍。該限定元件106c完全圍繞著由半導體晶片104構成的陣列。該限定元件106c係由聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)構成。
圖7b顯示圖7a之光電組件之實施例的切面圖。沿著切割軸120而在該限定元件106c之凹入區中互相以近
似之等距離的方式配置三個半導體晶片104。該限定元件106c具有一基座，其所具有的高度大約等於半導體晶片104者。該限定元件106c之環形的基座藉由一突出之環形的邊緣118來鑲邊。
圖8a顯示光電組件之一實施例的俯視圖。已顯示出半導體晶片104不規則地配置在基板上，該基板具有圓的邊緣118。該限定元件106c在朝向半導體晶片104之方向中具有成角形的形式。此形式可確保：半導體晶片104和吸引器-元件106c之間的距離對每一個半導體晶片104而言大約相同。此外，本實施例對應於圖7a所示的實施例。
圖8b顯示圖8a之光電組件之實施例的切面圖。藉由不規則地形成的限定元件106c，則可使介於全部之半導體晶片104和該限定元件106c之間的介質108之最小厚度112大約相同。這樣可確保該光電組件之整個延伸區上有一致的反射特性。此外，本實施例對應於圖7b所示的實施例。
圖9a顯示光電組件之一實施例的俯視圖。光電組件之邊緣118是圓的。本實施例用來使矩形之晶片配置適應於圓的邊緣。形成為單件之吸引器-元件106d具有一限定元件106d.1和一柵格形式的內結構106d.2。藉由柵格形式的內結構106d.2，則可在半導體晶片104之間形成規則地配置之條片。此限定元件106d.1配置在由半導體晶片104構成的矩形陣列之周圍。此限定元件106d.1和柵格形式的內結構106d.2係由聚對苯二甲酸丁二酯
(PBT)構成。
圖9b顯示圖9a之光電組件之實施例的切面圖。沿著切割軸120而在吸引器-元件106d之凹入區中配置三個半導體晶片104。此限定元件106d.1具有一基座，其所具有的高度大約等於半導體晶片104者。該限定元件106d.1之環形的基座藉由一突出之環形的邊緣118來鑲邊。在半導體晶片104之間須配置一內結構106d.2，使半導體晶片104至該限定元件106d.1和至該內結構106d.2之距離大約是一致的。藉由此種一致的距離，則介於半導體晶片104和該吸引器-元件106d.1、106d.2之間的介質108之最小厚度112在所有位置上大約都相同。
圖10a顯示光電組件之一實施例的切面圖。圖10a之實施例是圖3b所示之實施例的另一形式。顏料110是一種白色顏料。在介質8上、在半導體晶片104上和在塊狀之吸引器-元件106b上，施加一種具有發光粒子124之層114。發光粒子可具有釔鋁石榴石(YAG)。半導體晶片104發出藍色主光。主光之一部份藉由發光粒子124而轉換成黃-綠光譜區之二次光。藍色主光和黃-綠二次光之一部份散射回到該介質108。白色顏料110均勻地將主光和二次光予以反射。所反射之主光和二次光可由光電組件發出。光電組件之光功率可藉由使用填充著白色顏料110之介質108而提高很多，該介質108之最小厚度112是相鄰之半導體晶片104或相鄰之吸引器-元件106b之高度的10%。
圖10b顯示光電組件之一實施例的切面圖。圖10b
是圖10a之實施例的另一形式。在具有發光粒子124之層114上施加一種具有散射粒子122之層116。散射粒子122具有氧化鋁(Al2O3)。散射粒子122將主光和二次光予以散射但不改變光之波長。層116用來將主光和二次光予以較佳地混合。在藍色主光和黃色二次光的情況下，光電組件均勻地在光電組件之整個表面上發出均勻的白光。
圖10c顯示光電組件之一實施例的切面圖。圖10c顯示圖10a和圖10b所示的實施例之另一實施例。於此，一轉換器小板126直接施加在半導體晶片104之遠離該基板之此面上。該轉換器小板126形成為填充著轉換器之矽酮小板。發光粒子114用作轉換器。發光材料可埋置於矽酮小板中。或是，該小板可形成為已燒結之陶瓷小板，其中該發光材料埋置於陶瓷小板中。發光材料之小部份具有發磷光的材料。發磷光的材料可具有釔鋁石榴石或正矽酸鹽。所謂層轉移舉例式地描述在WO2010017831。此種所謂「近似晶片」之轉換是有利的，此乃因電磁輻射轉換成一種具有晶片之聚焦-平面。具有散射粒子122之層116直接施加在轉換器小板126上、吸引器-元件106b上及填充著顏料110之介質108上。此層116將藍色主光和黃-綠二次光予以混合。因此又出現均勻的白光，其均勻地在光電組件之面上發出。
圖10d顯示光電組件之一實施例的切面圖。圖10d顯示圖10a，圖10b，圖10c所示之實施例的另一實施形式。其設有唯一的層115以取代二個分開的層114和
116，該層115具有發光粒子124和散射粒子122。發光粒子124和散射粒子122混合在該層115中且幾乎是均勻地分佈著。
100‧‧‧光電組件
102‧‧‧基板
104‧‧‧半導體晶片
106a‧‧‧吸引器-元件作為接合線
106b‧‧‧吸引器-元件作為塊狀元件
106c‧‧‧吸引器-元件作為限定元件
106d‧‧‧吸引器-元件作為具有內結構的限定元件
106d.1‧‧‧吸引器-元件106d之限定元件
106d.2‧‧‧吸引器-元件106d之內結構
108‧‧‧介質
110‧‧‧介質中的顏料
112‧‧‧介質之最小厚度
114‧‧‧具有發光粒子124之層
115‧‧‧具有發光粒子124和散射粒子122之層
116‧‧‧具有散射粒子122之層
118‧‧‧光電組件之邊緣
120‧‧‧切割軸
122‧‧‧散射粒子
124‧‧‧發光粒子
126‧‧‧轉換器小板
圖1a顯示習知之光電組件之一實施例的俯視圖。
圖1b顯示圖1a中習知之光電組件之實施例的切面圖。
圖2a顯示光電組件之一實施例的俯視圖。
圖2b顯示圖2a之光電組件之實施例的切面圖。
圖3a顯示光電組件之一實施例的俯視圖。
圖3b、圖3c和圖3d顯示圖3a之光電組件之實施例的切面圖。
圖4a顯示光電組件之一實施例的俯視圖。
圖4b顯示圖4a之光電組件之實施例的切面圖。
圖5a顯示光電組件之一實施例的俯視圖。
圖5b顯示圖5a之光電組件之實施例的切面圖。
圖6a顯示光電組件之一實施例的俯視圖。
圖6b顯示圖6a之光電組件之實施例的切面圖。
圖7a顯示光電組件之一實施例的俯視圖。
圖7b顯示圖7a之光電組件之實施例的切面圖。
圖8a顯示光電組件之一實施例的俯視圖。
圖8b顯示圖8a之光電組件之實施例的切面圖。
圖9a顯示光電組件之一實施例的俯視圖。
圖9b顯示圖9a之光電組件之實施例的切面圖。
圖10a顯示光電組件之一實施例的切面圖。
圖10b顯示光電組件之一實施例的切面圖。
圖10c顯示光電組件之一實施例的切面圖。
圖10d顯示光電組件之一實施例的切面圖。
100‧‧‧光電組件
102‧‧‧基板
104‧‧‧半導體晶片
106a‧‧‧吸引器-元件作為接合線
108‧‧‧介質
110‧‧‧介質中的顏料
112‧‧‧介質之最小厚度
118‧‧‧光電組件之邊緣
Claims (21)
- 一種光電組件(100)，具有：-基板(102)，-配置在該基板(102)上之半導體晶片(104)，-配置在該基板(102)上之相鄰的吸引器-元件(106a,106b,106c,106d)，-具有顏料(110)之介質(108)，其至少以區域方式覆蓋該基板(102)之裸露的區域，該裸露的區域未由該半導體晶片(104)和該吸引器-元件(106a,106b,106c,106d)所覆蓋，且該半導體晶片(104)和該吸引器-元件(106a,106b,106c,106d)的至少一部份被沾濕。
- 如申請專利範圍第1項之光電組件，其中該具有顏料(110)之介質(108)在該基板(102)上所具有的最小厚度(112)是該基板(102)上之該吸引器-元件(106a,106b,106c,106d)和該半導體晶片(104)之高度之較小者的至少10%。
- 如申請專利範圍第1或2項之光電組件，其中該吸引器-元件(106a,106b,106c,106d)之至少一側面係藉由該介質(108)而被沾濕。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項之光電組件，其中該吸引器-元件(106a,106b,106c,106d)在該基板(102)上所具有的高度是半導體晶片(104)之高度的10%至300%，較佳是80%至120%。
- 如申請專利範圍第1至4項中任一項之光電組件，其具有至少另一半導體晶片(104)及/或至少另一吸引器 -元件(106a,106b,106c,106d)。
- 如申請專利範圍第5項之光電組件，其中該至少另一吸引器-元件(106a,106b,106c,106d)配置在所述半導體晶片(104)之間。
- 如申請專利範圍第5或6項之光電組件，其中至少一吸引器-元件(106a,106b,106c,106d)配置在至少一半導體晶片(104)之周圍。
- 如申請專利範圍第1至7項中任一項之光電組件，其中該吸引器-元件(106a)具有一接合線，其特別是由金構成。
- 如申請專利範圍第1至8項中任一項之光電組件，其中該吸引器-元件(106b)形成為塊狀的元件，其具有以下材料之至少一種：-矽，-砷化鎵，-鍺，-玻璃，-藍寶石或-金屬，特別是銅或金。
- 如申請專利範圍第1至9項中任一項之光電組件，其中該吸引器-元件(106c)具有一限定元件，其特別是由聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)構成。
- 如申請專利範圍第1至10項中任一項之光電組件，其中該吸引器-元件(106d)具有一限定元件(106d.1)，其具有內結構(106d.2)，特別是由聚對苯二甲酸丁二 酯(PBT)構成。
- 如申請專利範圍第11項之光電組件，其中該內結構(106d.2)具有柵格的形式。
- 如申請專利範圍第1至12項中任一項之光電組件，其中該介質(108)具有以下材料之至少一種：-矽酮，-環氧樹脂或-混合材料。
- 如申請專利範圍第1至13項中任一項之光電組件，其中該介質(108)係以白色顏料(110)來填充，該白色顏料(110)係由以下材料之至少一種所構成：-二氧化鈦(TiO2)，-氧化鋁(Al2O3)或-氧化鋯(ZrO)。
- 如申請專利範圍第1至13項中任一項之光電組件，其中該介質(108)係以黑色顏料(110)來填充，該黑色顏料(110)係由以下材料之至少一種所構成：-碳黑粒子或-石墨粒子。
- 如申請專利範圍第1至13項中任一項之光電組件，其中該介質(108)係以彩色顏料(110)來填充，特別是以氧化鐵顏料來填充。
- 如申請專利範圍第1至16項中任一項之光電組件，其中該顏料(110)係以可達70%之濃度，較佳是25%至35%重量百分比，而存在於該介質(108)中。
- 如申請專利範圍第1至17項中任一項之光電組件，其中該基板(102)具有以下元件之一種：-陶瓷基板，-金屬核心電路板，-導線架或-塑料積層板。
- 如申請專利範圍第1至18項中任一項之光電組件，其中在該半導體晶片(104)之遠離該基板(102)之面上、在該吸引器-元件(106a,106b,106c,106d)之遠離該基板(102)之面上以及在該介質(108)上施加一種具有發光粒子(124)之層(114)及/或具有散射粒子(122)之層(116)。
- 一種用於製造光電組件(100)之方法，具有以下步驟：-製備一基板(102)，其具有配置於其上之半導體晶片(104)；-在該基板(102)上配置相鄰的吸引器-元件(106a,106b,106c,106d)；-在該基板(102)之裸露的區域上至少以區域方式施加一具有顏料(110)之流體介質(108)，該裸露的區域未由該半導體晶片(104)和該吸引器-元件(106a,106b,106c,106d)所覆蓋，其中該半導體晶片(104)和該吸引器-元件(106a,106b,106c,106d)的至少一部份被沾濕；-使該流體介質(108)及時硬化。
- 如申請專利範圍第20項之方法，其中該流體介質(108)之施加係藉由分佈，特別是噴塗，來達成。
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