WO2011006754A1 - Leuchtdiode und verfahren zur herstellung einer leuchtdiode - Google Patents

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Gertrud KRÄUTER
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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Definitions

  • Light-emitting diode and method for producing a light-emitting diode A light-emitting diode is specified. In addition, a method for producing a light-emitting diode is specified.
  • the mounting surface is arranged. From the housing electrical connection points can protrude, so that the carrier is suitable, for example, for SMT mounting.
  • the LED is surface mountable in this case.
  • the light-emitting diode comprises at least one light-emitting diode chip which is fastened to the mounting surface of the carrier.
  • the light-emitting diode may, for example, comprise at least one light-emitting diode chip which is suitable for electromagnetic radiation in the spectral range of UV radiation and / or blue light. Furthermore, it is possible for the light-emitting diode to be different
  • the light-emitting diode can emit at least one green, at least one blue and at least one red light
  • the light-emitting diode chips may be fastened on the mounting surface of the carrier, for example by soldering, and are connected in an electrically conductive manner to electrical connection points of the carrier.
  • the light-emitting diode comprises a reflective element which is provided for the reflection of electromagnetic radiation.
  • the electromagnetic radiation can be, for example, electromagnetic radiation which is generated during operation of at least one light-emitting diode chip.
  • the electromagnetic radiation may be radiation which is emitted, for example, from a
  • Lumineszenzkonversionsmaterial is emitted.
  • the radiation of the luminescence conversion material is preferably excited by the electromagnetic radiation of the at least one light-emitting diode chip of the light-emitting diode.
  • the reflective element is for example for diffuse reflection of
  • the reflective element is a reflector with Lambertian radiation characteristic.
  • the reflective element comprises porous polytetrafluoroethylene.
  • Porous polytetrafluoroethylene is characterized by a high reflectivity of at least 98% in the spectral range of UV radiation, visible light and infrared radiation.
  • the reflective element is therefore particularly well suited for the reflection of different electromagnetic radiation of different light-emitting diode chips.
  • the light-emitting diode can therefore emit light in addition to visible light
  • Light-emitting diode chips for example, also light-emitting diode chips, which include UV radiation or infrared radiation
  • this non-visible radiation is reflected by the reflective element comprising porous polytetrafluoroethylene, preferably non-directional.
  • the light-emitting diode comprises a support which has a mounting surface, at least one light-emitting diode chip which is fastened to the mounting surface, and a reflective element which is part of the
  • Reflection of electromagnetic radiation is provided, wherein the reflective element is attached to the carrier and the reflective element comprises porous polytetrafluoroethylene.
  • Polytetrafluoroethylene is characterized among other things by its high aging stability against UV-A radiation and blue light.
  • the LED is therefore special
  • the material is also at high
  • the reflective element consists of a foil made of porous polytetrafluoroethylene.
  • the film is preferably mechanically fixed to the carrier.
  • the film is, for example, a cuboid body whose
  • Main extension direction of the cuboid is substantially greater than its thickness.
  • the foil is prefabricated, that is, it will not be together with the other components of the
  • the film is flexible, that is flexible so that it can form-fit a mold - for example, an injection mold for the production of the carrier -. Due to its high melt viscosity, the porous polytetrafluoroethylene can not be formed by known thermoplastic processing methods. The processing of the material rather takes place starting from a powder which is pressed and then sintered. The shaping of the material in a film can be done, for example, as in the above-mentioned document US 5,834,052 or by
  • the reflective element is formed as a rigid insert, which consists of porous polytetrafluoroethylene and on a
  • Carrier connects form-fitting.
  • the reflector wall surrounds the at least one
  • LED chip laterally so that it forms a cavity.
  • Inner walls of the cavity are the at least one
  • the reflective element can then be inserted, for example, into the cavity formed by the reflector wall and fastened to the reflector wall.
  • the reflective element as a reflector wall is made of porous
  • Polytetrafluoroethylene formed, which is attached to a bottom plate of the carrier.
  • the reflector wall surrounds the at least one LED chip of the LED side.
  • porous polytetrafluoroethylene reflective element in this embodiment is a rigid, self-supporting body which forms part of the support of the
  • the reflector wall is attached to another part of the carrier, for example a bottom plate of the carrier, attached, for example glued.
  • the reflector wall of porous polytetrafluoroethylene can be made for this purpose, for example, via exciting machining. That is, even in this case, no production by means of a
  • the reflective element which consists for example of a film of porous polytetrafluoroethylene, is attached at least in places to the carrier by means of an adhesive. "At least in places" means that the reflective element in the first region can be attached to the carrier by means of an adhesive and in another region by means of another
  • Attachment method is attached to the carrier. Furthermore, it is possible that the reflective element is attached to the carrier solely by means of an adhesive which is arranged between the reflective element and the carrier.
  • the reflective element is at least in places
  • the reflective element can be fastened to the carrier in first regions without a connection to the carrier and is fastened to the carrier in other regions, for example the reflective element in the second regions can then be fastened to the carrier by means of an adhesive it is also possible that
  • the fastener-free attached, reflective element can, for example, by
  • the reflective element can then be secured by means of an adhesive to the carrier.
  • the reflective element that is to say, for example, the film of porous polytetrafluoroethylene, covers all regions of the light-emitting diode
  • Outer surface of the carrier which can hit the generated during operation of the at least one LED chip of at least one LED chip electromagnetic radiation.
  • the carrier may then be coated, for example, with a UV-sensitive material, such as a low cost
  • thermoplastic be formed.
  • the sensitive areas of the carrier which would age rapidly, for example, by UV-A radiation or blue light, are then covered by the reflective element, which
  • Polytetrafluoroethylene exists. According to at least one embodiment of the light-emitting diode, all regions of the outer surface of the carrier, which with a
  • Plastic are formed and can hit the generated during operation of the at least one LED chip from at least one LED chip electromagnetic radiation, covered by the reflective element.
  • Other areas of the carrier which are then formed, for example, with a metal because there are approximately electrical connection points of the light-emitting diode, can then remain uncovered by the reflective element. That is, in this case, the reflective element only protects the areas of the carrier in which the
  • Exterior surface of the carrier has a plastic to be protected from electromagnetic radiation.
  • Light-emitting diode as described here, can be produced. That is, all the features described for the light emitting diode are also disclosed for the method and vice versa.
  • a carrier which at least in places comprises a thermoplastic. That is, the outer surface of the carrier is formed at least in places with a thermoplastic material.
  • the reflective element which consists for example of a film of porous polytetrafluoroethylene, is under
  • the carrier and reflective element are by means of
  • H Strukturverpressens interconnected compound-free.
  • the carrier may remain free of the reflective element or the reflective element is attached by means of an adhesive to the carrier.
  • a carrier which at least in places comprises a thermoplastic. That is, at least locations of the outer surface of the carrier are with a
  • thermoplastic formed thermoplastic.
  • the reflective element that is, for example, the film of porous
  • Polytetrafluoroethylene becomes solvent free Attach in the places of the carrier, which with the
  • thermoplastic plastic are formed, with the plastic back-injected.
  • the back-injected plastic then forms the areas of the carrier whose outer surface are formed with the plastic.
  • Polytetrafluoroethylene can be in the form of a
  • a light-emitting diode which has a plastic housing with a cavity for the light-emitting diode chips.
  • the inner surfaces of the cavity or at least parts of the inner surfaces of the cavity are then covered with the reflective element, which is secured by injection molding on the plastic.
  • FIG. 1 shows a schematic sectional view of a first embodiment of a described here
  • the light-emitting diode comprises a carrier 1.
  • Support 1 comprises a base plate 10 and a reflector wall 11.
  • Base plate 10 and reflector wall 11 are formed, for example, in one piece from a plastic.
  • the carrier 1 further comprises electrical connection points 9a, 9b, which are formed, for example, by an electrically conductive carrier frame which passes through the plastic, with the base plate 10 and
  • Reflector wall 11 are formed, is overmolded.
  • the carrier 1 has a mounting surface Ia.
  • Mounting surface Ia is divided into a chip window 8a, in which a luminescence diode chip 2 by means of a solder 6 at the
  • Mounting surface Ia is applied to the connection point 9a of the carrier 1. Furthermore, the mounting surface Ia is divided into a wire window 8b, in which a bonding wire 7 with a
  • junction 9 a of the carrier 1 is electrically connected.
  • the reflective element 3 which is presently formed as a film of porous polytetrafluoroethylene, is at the
  • connection surface Ia by means of an adhesive 31 attached to exposed areas of the connection points 9a, 9b.
  • the reflective element 3 is by means of an adhesive 31st or compound-free, for example by means of
  • the reflector wall 11 completely surrounds the light-emitting diode chip 2 laterally and thus forms a cavity for the light-emitting diode chip 2.
  • the electromagnetic radiation 4 emitted by the light-emitting diode chip 2 during operation is emitted by the
  • LED chip 2 and the reflective element 3 can be cast with a potting body 5 made of a radiation-transparent material and are in direct contact with this.
  • the potting body 5 contains or consists of one of the following materials: silicone, epoxy,
  • Electromagnetic radiation of the LED chip 2 can meet, are free from the reflective element 3.
  • a further embodiment of a light-emitting diode described here is explained.
  • the carrier 1 by a
  • Connection carrier formed, which may be, for example, a printed circuit board, an electrically
  • Insulating basic body includes, on the electrical
  • connection points and interconnects are applied.
  • the area 13 of the carrier, in the operation of the LED chips 2a, 2b, 2c can meet electromagnetic radiation is completely covered by the reflective element 3, which in turn is formed as a porous polytetrafluoroethylene film.
  • the reflective element 3 can be mechanically connected to the carrier 1, for example by means of an adhesive or compound-free by means of hot-pressing or injecting the reflective element 3 with the material of the carrier 1. Areas 12, to which no electromagnetic radiation of the light-emitting diode chips 2 a, 2 b, 2 c can meet, are free from the reflective element 3.
  • the light-emitting diode according to the exemplary embodiment of FIG. 2 comprises three light-emitting diode chips 2 a, 2 b, 2 c, which may be suitable, for example, for generating blue, red and green light.
  • the carrier 1 comprises a
  • Base plate 10 which is at its the light-emitting diode chips 2a, 2b, 2c facing outer surface in the regions 14 free of a plastic.
  • the bottom plate 10 may be coated in these areas with a metal or the bottom plate 10 is formed of a ceramic material on the conductor tracks and electrical connection points are applied.
  • the carrier 1 further comprises the reflector wall 11, which the
  • LED chip 2a, 2b, 2c laterally encloses, and which is formed with a plastic.
  • the reflector wall 11 is also covered in areas that extend parallel to the mounting surface Ia and on the
  • the reflective element 3 is not formed as a film in this embodiment. Rather, the reflective element 3 is formed as a rigid insert, which is already adapted in shape to the shape of the reflector wall 11. That is, the reflective element 3 is a rigid, self-supporting body for attachment in the cavity, which is enclosed by the reflector wall 11, is inserted and, for example by means of gluing to the reflector wall 11 and thus to a part of the carrier first
  • the carrier 1 comprises the
  • the bottom plate 10 is formed as a printed circuit board.
  • the bottom plate 10 is formed of a ceramic material to which
  • bottom plate 10 is a metal core board.
  • the carrier 1 further comprises the reflector wall 11, which laterally encloses the light-emitting diode chips 2a, 2b, 2c. Im in
  • the invention is not limited by the description based on the embodiments of these. Rather, the invention includes any novel feature and any combination of features, which in particular includes any combination of features in the claims, even if this feature or this combination does not explicitly exist in the

Abstract

Es wird eine Leuchtdiode angegeben, mit - einem Träger (1), der eine Montagefläche (1a) aufweist, - wenigstens einem Leuchtdiodenchip (2, 2a, 2b, 2c), der an der Montagefläche (1a) befestigt ist, und - einem reflektierenden Element (3), das zur Reflexion von elektromagnetischer Strahlung (4) vorgesehen ist, wobei - das reflektierende Element (3) am Träger (1) befestigt ist, und - das reflektierende Element (3) poröses Polytetrafluorethylen umfasst.

Description

Beschreibung
Leuchtdiode und Verfahren zur Herstellung einer Leuchtdiode Es wird eine Leuchtdiode angegeben. Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Herstellung einer Leuchtdiode angegeben.
Die Druckschrift US 5,834,528 beschreibt die Herstellung einer Folie aus porösem Polytetrafluorethylen .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Leuchtdiode umfasst die Leuchtdiode einen Träger, der eine Montagefläche aufweist. Bei dem Träger kann es sich beispielsweise um einen
Anschlussträger handeln, der einen Grundkörper aus einem elektrisch isolierenden Material aufweist, in den oder auf den elektrische Anschlussstellen und Leiterbahnen strukturiert sind. Der Träger kann dann zusätzlich zumindest ein optisches Element, wie beispielsweise eine Reflektorwand umfassen, welche die Montagefläche seitlich umgibt. Ferner ist es möglich, dass es sich bei dem Träger um ein Gehäuse handelt, das zumindest stellenweise aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet ist. Das Gehäuse kann eine Kavität
aufweisen, in welcher die Montagefläche angeordnet ist. Aus dem Gehäuse können elektrische Anschlussstellen ragen, sodass der Träger beispielsweise zur SMT-Montage geeignet ist. Die Leuchtdiode ist in diesem Fall oberflächenmontierbar .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Leuchtdiode umfasst die Leuchtdiode wenigstens einen Leuchtdiodenchip, der an der Montagefläche des Trägers befestigt ist. Die Leuchtdiode kann beispielsweise zumindest einen Leuchtdiodenchip umfassen, der geeignet ist, elektromagnetische Strahlung im Spektralbereich von UV-Strahlung und/oder blauem Licht zu emittieren. Ferner ist es möglich, dass die Leuchtdiode unterschiedliche
Leuchtdiodenchips umfasst, die jeweils zur Erzeugung von elektromagnetischer Strahlung unterschiedlicher
Spektralbereiche geeignet sind. So kann die Leuchtdiode beispielsweise wenigstens einen grünes, wenigstens einen blaues und wenigstens einen rotes Licht emittierenden
Leuchtdiodenchip umfassen. Die Leuchtdiodenchips können auf der Montagefläche des Trägers beispielsweise durch Löten befestigt sein und sind mit elektrischen Anschlussstellen des Trägers elektrisch leitend verbunden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Leuchtdiode umfasst die Leuchtdiode ein reflektierendes Element, das zur Reflexion von elektromagnetischer Strahlung vorgesehen ist. Bei der elektromagnetischen Strahlung kann es sich beispielsweise um elektromagnetische Strahlung handeln, die im Betrieb von wenigstens einem Leuchtdiodenchip erzeugt wird. Ferner kann es sich bei der elektromagnetischen Strahlung um Strahlung handeln, die beispielsweise von einem
Lumineszenzkonversionsmaterial emittiert wird. Die Strahlung des Lumineszenzkonversionsmaterials wird dabei vorzugsweise von der elektromagnetischen Strahlung des wenigstens einen Leuchtdiodenchips der Leuchtdiode angeregt. Das reflektierende Element ist beispielsweise zur diffusen Reflexion der
auftreffenden elektromagnetischen Strahlung vorgesehen. Das heißt, mittels des reflektierenden Elements findet keine gerichtete Reflexion der elektromagnetischen Strahlung statt, sondern die elektromagnetische Strahlung wird diffus vom reflektierenden Element weg gestreut. Beispielsweise handelt es sich bei dem reflektierenden Element um einen Reflektor mit Lambertseher AbstrahlCharakteristik. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Leuchtdiode umfasst das reflektierende Element poröses Polytetrafluorethylen .
Poröses Polytetrafluorethylen zeichnet sich durch eine hohe Reflektivität von wenigstens 98 % im Spektralbereich von UV- Strahlung, über sichtbares Licht bis hin zur Infrarotstrahlung aus. Das reflektierende Element ist daher besonders gut zur Reflexion von unterschiedlicher elektromagnetischer Strahlung unterschiedlicher Leuchtdiodenchips geeignet. Die Leuchtdiode kann daher neben sichtbares Licht emittierenden
Leuchtdiodenchips beispielsweise auch Leuchtdiodenchips umfassen, welche UV-Strahlung oder Infrarot-Strahlung
emittieren. Auch diese, nicht sichtbare Strahlung wird vom reflektierenden Element, das poröses Polytetrafluorethylen umfasst, vorzugsweise ungerichtet reflektiert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Leuchtdiode umfasst die Leuchtdiode einen Träger, der eine Montagefläche aufweist, wenigstens einen Leuchtdiodenchip, der an der Montagefläche befestigt ist, und ein reflektierendes Element, das zur
Reflexion von elektromagnetischer Strahlung vorgesehen ist, wobei das reflektierende Element am Träger befestigt ist und das reflektierende Element poröses Polytetrafluorethylen umfasst .
Das für das reflektierende Element verwendete poröse
Polytetrafluorethylen zeichnet sich unter anderem durch seine hohe Alterungsstabilität gegenüber UV-A-Strahlung und blauem Licht aus. Die Leuchtdiode ist daher besonders
alterungsstabil. Ferner ist das Material auch bei hohen
Dauergebrauchstemperaturen bis zu zirka 260° C einsetzbar. Kurzzeitig, das heißt für wenige Sekunden bis hin zu einer Minute, widersteht das poröse Polytetrafluorethylen Temperaturen bis zirka 300° C, was eine besonders gute
Lötbarkeit der Leuchtdiode ermöglicht. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Leuchtdiode besteht das reflektierende Element aus einer Folie (englisch: foil) aus porösem Polytetrafluorethylen . Die Folie ist vorzugsweise mechanisch fest am Träger befestigt. Bei der Folie handelt es sich zum Beispiel um einen quaderförmigen Körper, dessen
Erstreckung in lateraler Richtung, das heißt parallel zur
Haupterstreckungsrichtung des Quaders, wesentlich größer ist als seine Dicke. Die Folie ist vorgefertigt, das heißt, sie wird nicht zusammen mit den weiteren Komponenten der
Leuchtdiode hergestellt, sondern wird als separate Komponente vor der Herstellung der Leuchtdiode bereitgestellt. Die Folie ist flexibel, das heißt derart biegsam, dass sie sich einer Form - zum Beispiel einer Spritzgussform zur Herstellung des Trägers - formschlüssig anpassen kann. Das poröse Polytetrafluorethylen lässt sich aufgrund seiner hohen Schmelzviskosität nicht mit bekannten thermoplastischen Bearbeitungsmethoden umformen. Die Verarbeitung des Materials erfolgt vielmehr ausgehend von einem Pulver, das gepresst und anschließend gesintert wird. Die Formgebung des Materials in einer Folie kann beispielsweise wie in der oben genannten Druckschrift US 5,834,0528 erfolgen oder auch durch
Zerspanung.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Leuchtdiode ist das reflektierend Element als starres Einlegeteil ausgebildet, das aus porösem Polytetrafluorethylen besteht und an einer
Reflektorwand des Trägers befestigt ist. Das heißt, in dieser Ausführungsform ist das reflektierende Element nicht als Folie ausgebildet, sondern als starrer, selbst tragender Körper. Das reflektierende Element kann dabei in Form und Größe derart ausgebildet sein, dass es sich an eine Reflektorwand des
Trägers formschlüssig anschließt.
Die Reflektorwand umgibt dabei den wenigstens einen
Leuchtdiodenchip seitlich, so dass sie eine Kavität ausbildet. Innenwände der Kavität sind dem wenigstens einen
Leuchtdiodenchip zugewandt. Das reflektierende Element kann dann beispielsweise in die durch die Reflektorwand gebildete Kavität eingelegt werden und an der Reflektorwand befestigt werden . Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Leuchtdiode ist das reflektierende Element als Reflektorwand aus porösem
Polytetrafluorethylen ausgebildet, die an einer Bodenplatte des Trägers befestigt ist. Die Reflektorwand umgibt dabei den wenigstens einen Leuchtdiodenchip der Leuchtdiode seitlich.
Beim reflektierenden Element aus porösem Polytetrafluorethylen handelt es sich in dieser Ausführungsform um einen starren, selbst tragenden Körper, der einen Teil des Trägers der
Leuchtdiode bildet. Die Reflektorwand ist dabei an einem anderen Teil des Trägers, zum Beispiel einer Bodenplatte des Trägers, befestigt, zum Beispiel angeklebt. Die Reflektorwand aus porösem Polytetrafluorethylen kann dazu beispielsweise über spannende Bearbeitung hergestellt sein. Das heißt, auch in diesem Fall ist keine Herstellung mittels einer
thermoplastische Bearbeitungsmethode notwendig. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Leuchtdiode ist das reflektierende Element, das beispielsweise aus einer Folie aus porösem Polytetrafluorethylen besteht, zumindest stellenweise mittels eines Klebstoffs am Träger befestigt. "Zumindest stellenweise" heißt, dass das reflektierende Element im ersten Bereich mittels eines Klebstoffs am Träger befestigt sein kann und in anderen Bereichen mittels einer anderen
Befestigungsmethode am Träger befestigt ist. Ferner ist es möglich, dass das reflektierende Element ausschließlich mittels eines Klebstoffs, der zwischen reflektierendem Element und Träger angeordnet ist, am Träger befestigt ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Leuchtdiode ist das reflektierende Element zumindest stellenweise
verbindungsmittelfrei am Träger befestigt. "Zumindest
stellenweise" heißt dabei, dass das reflektierende Element in ersten Bereichen verbindungsmittelfrei am Träger befestigt sein kann und in zweiten Bereichen auf andere Weise am Träger befestigt ist. Zum Beispiel kann das reflektierende Element in den zweiten Bereichen dann mittels eines Klebstoffs am Träger befestigt sein. Ferner ist es auch möglich, dass das
reflektierende Element ausschließlich verbindungsmittelfrei am Träger befestigt ist. Das verbindungsmittelfrei befestigte, reflektierende Element kann beispielsweise durch
Heißverpressen oder Hinterspritzen an Bereichen des Trägers befestigt sein, die mit einem Kunststoff gebildet sind. In eventuell vorhandenen anderen Bereichen des Trägers, in denen der Träger beispielsweise mit einem Metall gebildet ist, kann das reflektierende Element dann mittels eines Klebstoffs am Träger befestigt sein. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Leuchtdiode bedeckt das reflektierende Element, das heißt beispielsweise die Folie aus porösem Polytetrafluorethylen, alle Bereiche der
Außenfläche des Trägers, auf die im Betrieb des zumindest einen Leuchtdiodenchips von zumindest einem Leuchtdiodenchip erzeugte elektromagnetische Strahlung treffen kann.
Mit anderen Worten trifft im Betrieb des zumindest einen
Leuchtdiodenchips keine vom zumindest einen Leuchtdiodenchip erzeugte elektromagnetische Strahlung auf die Außenfläche des Trägers. Der Träger kann dann beispielsweise mit einem UV- empfindlichen Material, wie einem kostengünstigen
thermoplastischen Kunststoff, gebildet sein. Insbesondere die empfindlichen Bereiche des Trägers, die beispielsweise durch UV-A-Strahlung oder blaues Licht schnell altern würden, sind dann vom reflektierenden Element abgedeckt, das
beispielssweise aus einer Folie aus porösem
Polytetrafluorethylen besteht. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Leuchtdiode sind alle Bereiche der Außenfläche des Trägers, die mit einem
Kunststoff gebildet sind und auf die im Betrieb des zumindest einen Leuchtdiodenchips vom zumindest einem Leuchtdiodenchip erzeugte elektromagnetische Strahlung treffen kann, vom reflektierenden Element bedeckt. Andere Bereiche des Trägers, die dann beispielsweise mit einem Metall gebildet sind, weil sich dort etwa elektrische Anschlussstellen der Leuchtdiode befinden, können dann vom reflektierenden Element unbedeckt bleiben. Das heißt, in diesem Fall schützt das reflektierende Element lediglich die Bereiche des Trägers, in denen die
Außenfläche des Trägers einen Kunststoff aufweist, der vor elektromagnetischer Strahlung geschützt werden soll. Mit anderen Worten können alle Bereiche der Außenfläche des
Trägers, die frei von einem Kunststoff sind, auch frei vom reflektierenden Element sein. Es wird ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Leuchtdiode angegeben. Vorzugsweise ist mittels des Verfahrens eine
Leuchtdiode, wie sie hier beschrieben ist, herstellbar. Das heißt, sämtliche Merkmale, die für die Leuchtdiode beschrieben sind, sind auch für das Verfahren offenbart und umgekehrt.
Gemäß dem Verfahren wird ein Träger bereitgestellt, der zumindest stellenweise einen thermoplastischen Kunststoff umfasst. Das heißt, die Außenfläche des Trägers ist zumindest stellenweise mit einem thermoplastischen Kunststoff gebildet. Das reflektierende Element, das beispielsweise aus einer Folie aus porösem Polytetrafluorethylen besteht, wird unter
Aufschmelzen des Kunststoffs an den Kunststoff angepresst. Das heißt, Träger und reflektierendes Element werden mittels
Heißverpressens verbindungsmittelfrei miteinander verbunden. In anderen Bereichen des Trägers, in dem die Außenfläche des Trägers nicht mit einem Kunststoff gebildet ist, kann der Träger frei vom reflektierenden Element bleiben oder das reflektierende Element wird mittels eines Klebstoffs am Träger befestigt .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird ein Träger bereitgestellt, der zumindest stellenweise einen thermoplastischen Kunststoff umfasst. Das heißt, zumindest Stellen der Außenfläche des Trägers sind mit einem
thermoplastischen Kunststoff gebildet. Das reflektierende Element, das heißt beispielsweise die Folie aus porösem
Polytetrafluorethylen, wird zum Verbindungsmittelfreien Befestigen an den Stellen des Trägers, die mit dem
thermoplastischen Kunststoff gebildet sind, mit dem Kunststoff hinterspritzt. Der hinterspritzte Kunststoff bildet dann die Bereiche des Trägers, deren Außenfläche mit dem Kunststoff gebildet sind. Beispielsweise die Folie aus porösem
Polytetrafluorethylen kann dazu in die Form eines
Spritzwerkzeugs eingelegt werden und mit dem Kunststoff hinterspritzt werden. Auf diese Weise ist beispielsweise eine Leuchtdiode herstellbar, die ein Kunststoffgehäuse mit einer Kavität für die Leuchtdiodenchips aufweist. Die Innenflächen der Kavität oder zumindest Teile der Innenflächen der Kavität sind dann mit dem reflektierenden Element belegt, was mittels Hinterspritzen am Kunststoff befestigt ist. Im Folgenden wird die hier beschriebene Leuchtdiode sowie das hier beschriebene Verfahren zur Herstellung einer Leuchtdiode anhand von Ausführungsbeispielen und der Figuren näher
erläutert . Die Figuren 1 bis 4 zeigen Ausführungsbeispiele hier
beschriebener Leuchtdioden in schematischer Schnittdarstellung.
Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu
betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein. Die Figur 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer hier beschriebenen
Leuchtdiode. Die Leuchtdiode umfasst einen Träger 1. Der
Träger 1 umfasst eine Bodenplatte 10 sowie eine Reflektorwand 11. Bodenplatte 10 und Reflektorwand 11 sind beispielsweise einstückig aus einem Kunststoff gebildet. Der Träger 1 umfasst ferner elektrische Anschlussstellen 9a, 9b, die beispielsweise durch einen elektrisch leitenden Trägerrahmen gebildet sind, der durch den Kunststoff, mit dem Bodenplatte 10 und
Reflektorwand 11 gebildet sind, umspritzt ist.
Der Träger 1 weist eine Montagefläche Ia auf. Die
Montagefläche Ia gliedert sich in ein Chipfenster 8a, in dem ein Lumineszenzdiodenchip 2 mittels eines Lotes 6 an der
Montagefläche Ia auf die Anschlussstelle 9a des Trägers 1 aufgebracht ist. Ferner gliedert sich die Montagefläche Ia in ein Drahtfenster 8b, in dem ein Bonddraht 7 mit einer
Anschlussstelle 9a des Trägers 1 elektrisch leitend verbunden ist. Der Bonddraht 7 ist mittels eines Bondpads 7a, das auf dem Leuchtdiodenchip 2 angeordnet ist, elektrisch leitend mit dem Leuchtdiodenchip 2 verbunden. Ferner umfasst die
Montagefläche Ia vom reflektierenden Element 3 bedeckte
Bereiche 8c der Bodenplatte 10 beziehungsweise der
Anschlussstellen 9a, 9b.
Das reflektierende Element 3, das vorliegend als Folie aus porösem Polytetrafluorethylen gebildet ist, ist an der
Montagefläche Ia mittels eines Klebstoffs 31 an freiliegenden Bereichen der Anschlussstellen 9a, 9b befestigt. Am Kunststoff des Trägers 1, beispielsweise im Bereich der Reflektorwand 11, ist das reflektierende Element 3 mittels eines Klebstoffs 31 oder verbindungsmittelfrei, zum Beispiel mittels
Heißverpressens, befestigt.
Die Reflektorwand 11 umgibt dabei den Leuchtdiodenchip 2 vollständig seitlich und bildet auf diese Weise eine Kavität für den Leuchtdiodenchip 2. Vom Leuchtdiodenchip 2 im Betrieb emittierte elektromagnetische Strahlung 4 wird vom
reflektierenden Element 3 diffus gestreut. Der
Leuchtdiodenchip 2 sowie das reflektierende Element 3 können mit einem Vergusskörper 5 aus einem strahlungsdurchlässigen Material vergossen sein und mit diesem in direktem Kontakt stehen. Beispielsweise enthält oder besteht der Vergusskörper 5 aus einem der folgenden Materialien: Silikon, Epoxyd,
Silikon-Epoxyd-Hybridmaterial .
Bei der Leuchtdiode, wie sie in Verbindung mit Figur 1 näher erläutert ist, sind die Bereiche 13 des Trägers 1, auf die im Betrieb des Leuchtdiodenchips 2 elektromagnetische Strahlung 4 treffen könnte, und in denen die Außenfläche des Trägers 1 mit einem Kunststoff gebildet ist, vollständig vom reflektierenden Element 3 bedeckt. Bereiche 12, auf die keine
elektromagnetische Strahlung des Leuchtdiodenchips 2 treffen kann, sind frei vom reflektierenden Element 3. In Verbindung mit Figur 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen Leuchtdiode erläutert. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Träger 1 durch einen
Anschlussträger gebildet, bei dem es sich beispielsweise um eine Leiterplatte handeln kann, die einen elektrisch
isolierenden Grundkörper umfasst, auf den elektrische
Anschlussstellen sowie Leiterbahnen aufgebracht sind. Der Bereich 13 des Trägers, auf den im Betrieb der Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c elektromagnetische Strahlung treffen kann, ist vollständig vom reflektierenden Element 3, das wiederum als poröse Polytetrafluorethylenfolie ausgebildet ist, bedeckt.
Das reflektierende Element 3 kann beispielsweise mittels eines Klebstoffs oder verbindungsmittelfrei mittels Heißverpressen oder Hinterspritzen des reflektierenden Elements 3 mit dem Material des Trägers 1 mechanisch mit dem Träger 1 verbunden sein. Bereiche 12, auf die keine elektromagnetische Strahlung der Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c treffen kann, sind frei vom reflektierenden Element 3.
Die Leuchtdiode gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 2 umfasst drei Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c, die beispielsweise zur Erzeugung von blauem, rotem und grünem Licht geeignet sein können. Das reflektierende Element aus porösem
Polytetrafluorethylen zeichnet sich durch eine hohe
Reflektivität von wenigstens 98 % für das Licht jedes der drei Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c aus.
In Verbindung mit der Figur 3A ist ein weiteres
Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen Leuchtdiode anhand einer schematischen Schnittdarstellung näher erläutert. In diesem Ausführungsbeispiel umfasst der Träger 1 eine
Bodenplatte 10, die an ihrer den Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c zugewandten Außenfläche in den Bereichen 14 frei von einem Kunststoff ist. Beispielsweise kann die Bodenplatte 10 in diesen Bereichen mit einem Metall beschichtet sein oder die Bodenplatte 10 ist aus einem keramischen Material gebildet, auf das Leiterbahnen und elektrische Anschlussstellen aufgebracht sind. Der Träger 1 umfasst weiter die Reflektorwand 11, welche die
Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c seitlich umschließt, und die mit einem Kunststoff gebildet ist.
Sämtliche Bereiche 13, auf die elektromagnetische Strahlung der Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c treffen kann, sind vom reflektierenden Element 3, das beispielsweise als Folie aus porösem Polytetrafluorethylen ausgebildet ist, bedeckt. Die Reflektorwand 11 ist dabei auch in Bereichen bedeckt, die parallel zur Montagefläche Ia verlaufen und auf die
beispielsweise Streustrahlung, welche von einem optischen Element zurück reflektiert werden kann, treffen kann. Es ist dabei auch möglich, dass die gesamte Reflektorwand 11
vollständig, in Bereichen ihrer Außenfläche, die nicht in direkter Verbindung mit der Bodenplatte 10 stehen, mit dem reflektierenden Element 3 bedeckt ist. Die Befestigung des reflektierenden Elements 3 kann beispielsweise mittels
Hinterspritzen des reflektierenden Elements 3 mit dem Material der Reflektorwand 11 erfolgen, sodass das reflektierende
Element 3 und Reflektorwand 11 verbindungsmittelfrei
miteinander verbunden sind.
In Verbindung mit der Figur 3B ist ein weiteres
Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen Leuchtdiode näher erläutert. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Figur 3A ist in diesem Ausführungsbeispiel das reflektierende Element 3 nicht als Folie ausgebildet. Vielmehr ist das reflektierende Element 3 als starres Einlegeteil ausgebildet, das in seiner Form bereits der Formgebung der Reflektorwand 11 angepasst ist. Das heißt, beim reflektierende Element 3 handelt es sich um einen starren, selbst tragenden Körper, der zum Befestigung in die Kavität, welche durch die Reflektorwand 11 umschlossen ist, eingelegt wird und beispielsweise mittels Kleben an der Reflektorwand 11 und damit an einem Teil des Trägers 1
befestigt werden kann.
In Verbindung mit Figur 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer hier beschriebenen Leuchtdiode näher erläutert. In diesem Ausführungsbeispiel umfasst der Träger 1 der
Leuchtdiode eine Bodenplatte 10. Die Bodenplatte 10 ist als Leiterplatte ausgebildet. Beispielsweise ist die Bodenplatte 10 aus einem keramischen Material gebildet, auf das
Leiterbahnen und elektrische Anschlussstellen aufgebracht sind. Ferner ist es möglich, dass es sich bei der Bodenplatte 10 um eine Metallkernplatine handelt.
Der Träger 1 umfasst ferner die Reflektorwand 11, welche die Leuchtdiodenchips 2a, 2b, 2c seitlich umschließt. Im in
Verbindung mit der Figur 4 beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Reflektorwand 11 das reflektierende Element 3 und besteht aus porösem Polytetrafluorethylen . Das heißt, in diesem Ausführungsbeispiel ist das reflektierende Element als starrer, selbst tragender Körper ausgebildet, der auf einen Teil des Trägers, nämlich der Bodenplatte 10, befestigt ist. Beispielsweise ist die Reflektorwand 11 auf die Bodenplatte 10 aufgeklebt.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den
Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 102009033287.1, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Claims

Patentansprüche
1. Leuchtdiode mit
- einem Träger (1), der eine Montagefläche (Ia) aufweist, - wenigstens einem Leuchtdiodenchip (2, 2a, 2b, 2c), der an der Montagefläche (Ia) befestigt ist, und
- einem reflektierenden Element (3) , das zur Reflexion von elektromagnetischer Strahlung (4) vorgesehen ist, wobei
- das reflektierende Element (3) am Träger (1) befestigt ist, und
- das reflektierende Element (3) poröses Polytetrafluorethylen umfasst .
2. Leuchtdiode gemäß dem vorherigen Anspruch,
bei der das reflektierende Element (3) aus einer Folie aus porösem Polytetrafluorethylen besteht.
3. Leuchtdiode gemäß Anspruch 1,
bei der
- das reflektierende Element (3) als starres Einlegeteil ausgebildet ist, das aus porösem Polytetrafluorethylen besteht und an einer Reflektorwand (11) des Trägers (1) befestigt ist, wobei die Reflektorwand (11) den wenigstens einen
Leuchtdiodenchip (2, 2a, 2b, 2c) seitlich umgibt, und
- alle Bereiche (13) der Außenfläche des Trägers (1), die mit einem Kunststoff gebildet sind und auf die im Betrieb des zumindest einen Leuchtdiodenchips (2, 2a, 2b, 2c) vom
zumindest einem Leuchtdiodenchip (2, 2a, 2b, 2c) erzeugte elektromagnetische Strahlung (4) treffen kann, vom
reflektierenden Element (3) bedeckt sind.
4. Leuchtdiode gemäß Anspruch 1, bei der das reflektierende Element (3) als Reflektorwand (11) aus porösem Polytetrafluorethylen ausgebildet ist, die an einer Bodenplatte (10) des Trägers (1) befestigt ist, und
- alle Bereiche (13) der Außenfläche des Trägers (1), die mit einem Kunststoff gebildet sind und auf die im Betrieb des zumindest einen Leuchtdiodenchips (2, 2a, 2b, 2c) vom
zumindest einem Leuchtdiodenchip (2, 2a, 2b, 2c) erzeugte elektromagnetische Strahlung (4) treffen kann, vom
reflektierenden Element (3) bedeckt sind.
5. Leuchtdiode gemäß Anspruch 1,
bei der
- das reflektierende Element (3) als starres Einlegeteil ausgebildet ist, das aus porösem Polytetrafluorethylen besteht und an einer Reflektorwand (11) des Trägers (1) befestigt ist, wobei die Reflektorwand (11) den wenigstens einen
Leuchtdiodenchip (2, 2a, 2b, 2c) seitlich umgibt.
6. Leuchtdiode gemäß Anspruch 1,
bei der das reflektierende Element (3) als Reflektorwand (11) aus porösem Polytetrafluorethylen ausgebildet ist, die an einer Bodenplatte (10) des Trägers (1) befestigt ist.
7. Leuchtdiode gemäß einem der vorherigen Ansprüche,
bei der das reflektierende Element (3) zumindest stellenweise mittels eines Klebstoffs (31) am Träger (1) befestigt ist.
8. Leuchtdiode gemäß einem der vorherigen Ansprüche,
bei der das reflektierende Element (3) zumindest stellenweise verbindungsmittelfrei am Träger (1) befestigt ist.
9. Leuchtdiode gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei der das reflektierende Element (3) alle Bereiche (13) der Außenfläche des Trägers (1), auf die im Betrieb des zumindest einen Leuchtdiodenchips (2, 2a, 2b, 2c) vom zumindest einem Leuchtdiodenchip (2, 2a, 2b, 2c) erzeugte elektromagnetische Strahlung (4) treffen kann, bedeckt.
10. Leuchtdiode gemäß einem der vorherigen Ansprüche,
bei der im Betrieb des zumindest einen Leuchtdiodenchips (2, 2a, 2b, 2c) keine vom zumindest einem Leuchtdiodenchip (2, 2a, 2b, 2c) erzeugte elektromagnetische Strahlung (4) auf die Außenfläche des Trägers trifft.
11. Leuchtdiode gemäß einem der vorherigen Ansprüche,
bei der alle Bereiche (13) der Außenfläche des Trägers (1), die mit einem Kunststoff gebildet sind und auf die im Betrieb des zumindest einen Leuchtdiodenchips (2, 2a, 2b, 2c) vom zumindest einem Leuchtdiodenchip (2, 2a, 2b, 2c) erzeugte elektromagnetische Strahlung (4) treffen kann, vom
reflektierenden Element (3) bedeckt sind.
12. Leuchtdiode gemäß einem der vorherigen Ansprüche,
bei der alle Bereiche (14) der Außenfläche des Trägers (1), die frei von einem Kunststoff sind, frei vom reflektierenden Element (3) sind.
13. Verfahren zur Herstellung einer Leuchtdiode gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12,
wobei der Träger (1) zumindest stellenweise einen
thermoplastischen Kunststoff umfasst und das reflektierende Element (3) zum Verbindungsmittelfreien Befestigen am Träger (1) unter Aufschmelzen des Kunststoffs an den Kunststoff angepresst wird.
14. Verfahren zur Herstellung einer Leuchtdiode gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12,
wobei der Träger (1) zumindest stellenweise einen
thermoplastischen Kunststoff umfasst und das reflektierende Element (3) zum Verbindungsmittelfreien Befestigen des
reflektierenden Elements (3) am Träger (1) mit dem Kunststoff hinterspritzt wird.
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