WO2014161748A1 - Elektromagnetische strahlung emittierende baugruppe und verfahren zum herstellen einer elektromagnetische strahlung emittierenden baugruppe - Google Patents

Elektromagnetische strahlung emittierende baugruppe und verfahren zum herstellen einer elektromagnetische strahlung emittierenden baugruppe Download PDF

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Definitions

  • Electromagnetic radiation emitting assembly and
  • the invention relates to an electromagnetic radiation emitting assembly and a method for producing an electromagnetic radiation emitting assembly
  • LEDs light emitting diode
  • lasers usually in the form of laser diodes.
  • these light sources emit light in a narrow spectral range, so that their light is almost monochrome or exactly monochrome.
  • One possibility is to develop further spectral ranges
  • Phosphors are irradiated by LEDs and / or laser diodes and in turn light of a different wavelength
  • a phosphor layer may be illuminated by LEDs or laser diodes and in turn emits light of a different color, i. another wavelength, off.
  • this technique can be used to light blue LEDs by admixing yellow light, which by excitation of a
  • fluorescent layer is generated to convert into white light.
  • phosphor layers such as silicate minerals, orthosilicates, garnets or nitrides are applied to surfaces of appropriate carriers.
  • phosphor layers are usually mechanically fixed with binders and bonded to an optical system (lenses, collimators, etc.), the light coupling being effected, for example, by air or by means of an immersion medium can be done.
  • an optical system lens, collimators, etc.
  • the most direct optical connection should be ensured.
  • Phosphors are usually excited by LEDs and / or laser diodes with high light output for emission.
  • the resulting thermal losses are, for example, on the carrier dissipate, overheating and thus
  • the phosphors which are mostly in powder form, form without an additional use of binders,
  • binders are also generally used to treat the
  • converter elements are known which are formed from a ceramic comprising the phosphor or from a crystal comprising the phosphor.
  • the phosphor can form the ceramic or the crystal.
  • Such converter elements can be glued to LEDs, so that the heat generated therein can be dissipated.
  • a limiting factor for the dissipation of heat is the thermal conductivity of the used
  • the phosphor used is embedded in the ceramic or incorporated in the crystal structure and, in various embodiments, may be a phosphor mixture which comprises a mixture of different phosphors, whereby, for example, light can be produced which combines several different colors.
  • the converter element may, for example, completely or only partially
  • the converter element may comprise a matrix material which
  • diamond or Al 2 O 3 may have.
  • electromagnetic radiation emitting components which are also referred to below as components, embedded in a potting material having or the phosphors.
  • the phosphors are embedded in these components in the potting material. The heat generated during the light conversion is then removed via the potting material.
  • the LEDs are regularly operated with relatively high energies, which can lead to a high operating temperature, as in the case of
  • high-power LEDs for example, by means of EPD (electrophoretic deposition), spray coating and / or layer transfer, for example, the transfer of ceramic or silicone platelets or layers are formed.
  • EPD epidermal deposition
  • layer transfer for example, the transfer of ceramic or silicone platelets or layers are formed.
  • a method for producing an electromagnetic radiation emitting assembly that easily and inexpensively enables the assembly to be operated at a high performance such that during operation of the assembly
  • the assembly has a carrier. Above the carrier, an electromagnetic radiation emitting device is arranged.
  • the electromagnetic radiation-emitting component is at least partially surrounded by a potting material, are embedded in the phosphor for converting the electromagnetic radiation and
  • Winnipegleitpgreg for conducting resulting in the operation of the electromagnetic radiation emitting assembly heat.
  • the nickelleitpiety are particles that have a high
  • the potting material comprises a carrier material which may be formed as a matrix polymer and / or, for example, silicone or resin, for example, epoxy resin, may have on.
  • the motherboard may for example comprise or be formed from an inorganic material.
  • the skilletleitp motherboard have a higher thermal conductivity than the carrier material.
  • the carrier material for example the
  • the carrier material may be, for example, a thermal
  • Conductivity of the langeleitp can then be greater than 0, 2 W / mK and, for example, in a range between 1.4 W / mK and 9 W / mK, wherein the potting material with the
  • phosphor and the heat conductive particles may have a thermal conductivity of about 0.5 W / mK or more.
  • the assembly may for example comprise a housing in which the carrier and / or the component are arranged and in which the potting material is potted.
  • the housing with the carrier, the component and the potting material can also be referred to as LED package v / ground.
  • the use of the leitpisme in combination with the phosphor in the potting material contributes to a particularly good heat conduction in the assembly and can during operation of the assembly to a fast and / or very good
  • Assembly has a high efficiency in heat dissipation. This makes it possible to operate the module with a particularly high power. Furthermore, this can do so
  • the fact that the electromagnetic radiation-emitting component is at least partially surrounded by the potting material may mean, for example, that the component has a first side facing away from the carrier, a second side facing the carrier, and side walls connecting the first and second sides, and the potting material the first side and / or adjacent to at least one, for example to all, side walls of the device.
  • a first side facing away from the carrier a second side facing the carrier
  • side walls connecting the first and second sides and the potting material the first side and / or adjacent to at least one, for example to all, side walls of the device.
  • the phosphor forms a
  • Chip near conversion layer This contributes to the fact that the conversion of the electromagnetic radiation, which is also referred to below as radiation in short, is close to the
  • the phosphor layer near the component can be achieved, for example, by means of sedimentation of the phosphor in the potting material.
  • the phosphor concentration refers to the particle concentration of the particles comprising the phosphor, for example the phosphor particles.
  • the varnishleitpelle form a chip near Wärmleitp Maschinen GmbH. This contributes to the fact that the heat generated during operation can be released quickly and / or effectively to the component, the housing and / or the carrier and can be dissipated via the component, the housing and / or the carrier.
  • the varnishleitpiety für assusky near the component can be achieved, for example, by means of sedimentation of the nickelleitpiety in the potting material.
  • electromagnetic radiation emitting device be greater than in the potting material far from the
  • the combination layer can be obtained, for example, by simultaneous sedimentation of the phosphor
  • Casting material can be achieved.
  • Phosphor concentration in the potting material near the electromagnetic radiation emitting device greater than the particle concentration of the leitpizer in the potting material near the electromagnetic radiation
  • the phosphor layer can subsequently be formed on the component and, viewed from the component, behind it, the
  • Component takes place and the heat near the device can be dissipated quickly and effectively into the device and also otherwise the heat can be well distributed in the potting material and / or discharged through the housing.
  • the heat near the device can be dissipated quickly and effectively into the device and also otherwise the heat can be well distributed in the potting material and / or discharged through the housing.
  • the heat-conducting particle layer can subsequently be formed on the component and, viewed from the component behind it, the
  • Phosphor concentration in the potting material far from the electromagnetic radiation emitting device greater than the particle concentration of the bathleitpizer in the potting material far from the electromagnetic radiation emitting device.
  • Potting material of the component seen from behind the phosphor layer, the leitpismetik and / or the combination layer is a region formed in the potting material, which forms a small proportion of
  • an electromagnetic radiation emitting assembly such as the assembly discussed above, is provided wherein the electromagnetic radiation emitting device is disposed over the carrier in the housing.
  • the potting material is over the electromagnetic radiation emitting device
  • the potting material is arranged so that it at least partially surrounds the electromagnetic radiation emitting device.
  • the potting material has
  • the potting material and the phosphor particles are formed and
  • Procedure is performed at the given process parameters.
  • the process parameters can, for example, a
  • Thermal conductivity in a range between 1 W / mK and 9 W / mK have, for example, SiO 2 or cristobalite.
  • Figure 1 shows an embodiment of an electromagnetic
  • Figure 2 shows an embodiment of an electromagnetic
  • Figure 3 shows an embodiment of an electromagnetic
  • Figure 5 shows an embodiment of an electromagnetic
  • Figure 6 shows an embodiment of an electromagnetic
  • An electromagnetic radiation emitting assembly may comprise an electromagnetic radiation emitting device and one, two or more optically functional bodies,
  • An optically functional body or an optically functional material can influence and / or guide or guide electromagnetic radiation.
  • the influencing of the electromagnetic radiation for example, a scattering and / or
  • a device emitting electromagnetic radiation can be, for example, a semiconductor device emitting electromagnetic radiation and / or as one electromagnetic radiation emitting diode, as an organic electromagnetic radiation emitting diode, as an electromagnetic radiation emitting transistor or as an organic electromagnetic radiation
  • the radiation may, for example, be light in the visible range, UV light and / or infrared light.
  • the radiation may, for example, be light in the visible range, UV light and / or infrared light.
  • the radiation may, for example, be light in the visible range, UV light and / or infrared light.
  • light emitting diode light emitting diode
  • organic light emitting diode organic light emitting diode
  • Component may be part of an integrated circuit in various embodiments. Furthermore, a
  • a plurality of light emitting devices in an electromagnetic radiation emitting assembly A plurality of light emitting devices in an electromagnetic radiation emitting assembly
  • the electromagnetic radiation emitting assembly is hereinafter also referred to briefly as an assembly.
  • Electromagnetic radiation-emitting component is also referred to below as a component.
  • Electromagnetic radiation is also referred to below as radiation.
  • translucent or “translucent layer” can be understood in various embodiments that a layer is permeable to light
  • the light generated by the light-emitting component for example one or more
  • Wavelength ranges for example, for light in one
  • Wavelength range of visible light for example at least in a partial region of the wavelength range from 380 nm to 780 nm.
  • the term "translucent layer” in various embodiments is to be understood to mean that substantially all of them are in one Structure (for example, a layer) coupled
  • Quantity of light is also coupled out of the structure (for example, layer), wherein a portion of the light can be scattered in this case
  • transparent or “transparent layer” can be understood in various embodiments that a layer is transparent to light
  • 1 shows an exemplary embodiment of an electromagnetic radiation-emitting assembly 10.
  • the assembly 10 has a carrier 12, an electromagnetic radiation
  • the component 14 is arranged above the carrier 12.
  • the component 14 has a first side facing away from the carrier 12, a second side facing the carrier 12, and side walls connecting the first side to the second side.
  • the component 14 is designed, for example, as a surface emitter or as a volume emitter. The surface emitter emits the radiation at one of its sides, for example at the first side.
  • Volume emitter emits the radiation not only on the first side but also on the sidewalls of the
  • the component 14 the radiation in the direction perpendicular to the surface of the support 12 and perpendicular to this direction, ie in lateral
  • the lateral direction in this application denotes a direction parallel to a
  • the volume emitter may be, for example, a chip based on a sapphire substrate.
  • the carrier 12 may, for example, ceramic, metal, plastic, a
  • the carrier 12 may, for example, a
  • Lead frame a circuit board and / or a substrate.
  • the component 14 is embedded in the potting material 18, so that the first side of the device 14 and the
  • the potting material 18 adjoins the side walls and the first side of the component 14.
  • the potting material 18 may be referred to as optically functional material.
  • the potting material 18 comprises phosphor for converting radiation generated by the device 14.
  • Potting material 18 has a carrier material
  • silicone or resin for example, epoxy resin may have, and the phosphor on, for example, in the form of particles having the phosphor,
  • the carrier material may be transparent or translucent.
  • Conventional phosphors are, for example, garnets or nitrides, silicates, nitrides, oxides, phosphates, borates, oxynitrides, sulfides, selenides, aluminates, tungstates, and halides of aluminum, silicon, magnesium, calcium, barium, strontium, zinc, cadmium, manganese, indium, Tungsten and others
  • Transition metals or rare earth metals such as yttrium,
  • Gadolinium or lanthanum doped with an activator such as copper, silver, aluminum, manganese, zinc, tin, lead, cerium, terbium, titanium, antimony or europium.
  • an activator such as copper, silver, aluminum, manganese, zinc, tin, lead, cerium, terbium, titanium, antimony or europium.
  • Phosphorus an oxidic or (oxi-) nitridic
  • Phosphor like a garnet, orthosilicate
  • Nitrido (alumo) silicate nitride or nitrido orthosilicate, or a halide or halophosphate.
  • suitable phosphors are strontium chloroapatite: Eu
  • particles with light be present scattering properties and / or auxiliaries.
  • adjuvants include surfactants and organic solvents.
  • light scattering particles are gold, silver and metal oxide particles.
  • the thermal conductivity of the bathleitp is higher than the thermal conductivity of the carrier material of the potting material 18.
  • the thermal conductivity of the substrate when using silicone as the carrier material about 0, 2 W / mK and the thermal
  • Conductivity of the bathleitpisme is greater than 0.2 W / mK.
  • Heat-extinguishing particles in a range from 0.2 W / mK to 10 W / mK, for example from 1.4 W / mK, for example when using SiO 2 particles as heat-conducting particles, up to 9 W / mK,
  • An overall thermal conductivity of the potting material 18 may, for example, be in the range of 0.2 W / mK to 1 W / mK, for example about 0.5 W / mK.
  • a mean diameter of the bathleitpizer can for example be in a range of 1 pm to 10 pm, for example from 4 pm to 7 pm.
  • a weight proportion of the bathleitpiety in the carrier material may for example be between 1% and 30%, for example between 2% and 20%.
  • the phosphors are energetically excited by means of the radiation generated by the component 14, which in this context can also be referred to as excitation radiation. In the subsequent energetic de-excitation, the phosphors emit light of one or more predetermined
  • the colors can be single colors or mixed colors.
  • the individual colors may, for example, have green, red or yellow light and / or the mixed colors may be mixed, for example, from green, red and / or yellow light and / or may have, for example, white light.
  • blue light can be provided
  • the potting material 18 is formed so that at least partially not converted
  • Illumination light leaves For example, green, red and yellow can be displayed using blue light.
  • the phosphors can also be chosen so that they represent red, green, blue and yellow.
  • a reflector body may be formed on an inner side of the housing 16 and / or one side of the carrier 12, which adjoin the potting material 18.
  • the reflector body may surround the potting material 24 in the lateral direction.
  • the reflector body can be formed, for example, by a reflective layer.
  • the reflector body can be formed, for example, by a reflective layer.
  • Particles such as TiO 2 , are embedded.
  • the device 14 has not shown electrical
  • Connections for electrically contacting the device 14 For example, the component 14 on the first side of the device 14, two electrical connections
  • the component 14 may have one, two or more electrical connections on its side walls and / or its second side, which may be contacted with corresponding electrical contacts on the carrier 12.
  • the carrier 12 may first be provided, for example, formed.
  • Mirror layer 16 are formed.
  • the component 14 can be arranged and / or fixed on the carrier 12 by means of an adhesive, for example a solder or an adhesive. Subsequently, the component 14 can be contacted electrically.
  • the adhesive for example a solder or an adhesive.
  • Arranging and electrically contacting the device 14 occur simultaneously, for example, when the device 14 has its electrical connections to the side walls and / or the second side.
  • the potting material 18 can be applied to the component 14 within the housing 16, for example, in a viscous or liquid state.
  • the phosphors and the sautpitate may be mixed in the carrier material, for example, be homogeneously mixed.
  • the potting material 18 completely or at least partially solidified, for example, dried and / or cured.
  • the potting material 18 can be introduced into the housing, for example by means of printing, spraying, dropping and / or dispensing.
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of an assembly 10 which, for example, can largely correspond to the assembly 10 explained above.
  • the potting material 18 has a phosphor region 20, a heat conduction particle region 22 and a carrier material region 24.
  • Fluorescent region 20 is the phosphor concentration, for example the particle concentration of the particles having the phosphor, which is significantly greater than outside the particle
  • Fluorescent region 20 In the phosphor region 20 may also be furnishedleitpizate, but with a small
  • the carrier material region 24 may be transparent or translucent.
  • the phosphor region 20 and the michleitp Stahl Scheme 22 may comprise carrier material. In other words, the
  • the phosphor region 20 can also be referred to as a phosphor layer.
  • the phosphor region 20 is formed near the component 14, for example directly adjacent to the component 14.
  • the component 14 is embedded in the phosphor layer.
  • Fluorescent region 20, for example, directly adjacent to the phosphor region 20 is formed. Viewed from the component 14, the carrier material region 24 is behind the
  • Potting material 18 comprising the carrier material, the
  • Phosphors and the sautpiety be filled in the housing 16 and the device 14, for example by means of dispensing.
  • the process parameters are predetermined so that the phosphor particles and the sautpiety settle in the carrier material and form the phosphor layer or the sautpiety harsh.
  • the process parameters are specified in such a way that the
  • process parameters are specified so that the Wärmleitpizer settle in the substrate.
  • the process parameters can be, for example, the carrier material itself, that is, for example, the type of carrier material
  • Carrier material a process duration and / or a
  • the ⁇ Be ambient temperature Be ambient temperature.
  • Sedimentation at an ambient temperature in a range between 27 ° C and 80 ° C for example, take place in a range between 35 ° C and 60 ° C.
  • the tempering can be done for example by means of heating of the component 14, for example in a process furnace.
  • the Sedimentation for example, take place during a period of time in a range between 1 and 10 hours, for example between 3 and 6 hours.
  • the sedimentation can be forced and / or accelerated by means of centrifuging, in which case, for example, a
  • Rotation speed can be one of the process parameters.
  • Potting material 18 is close to the electromagnetic radiation emitting device 14, for example in the
  • Luminescent region 20 greater than in the potting material 18 away from the electromagnetic radiation emitting
  • Component 14 for example in the bathleitpizer Highway 22 and / or the substrate area 24th
  • Potting material 18 is close to the electromagnetic radiation emitting device 14, for example in the
  • the Carrier Material Area 24 The phosphor concentration in the potting material 18 near the electromagnetic radiation emitting device 14, for example in the phosphor area 20, is greater than the particle concentration of the heat conduction particles in the
  • Fig. 3 shows an embodiment of an assembly 10, for example, largely one of the above
  • the assembly 10 includes the phosphor region 20 and the
  • Sedimentation process to be trained.
  • the process parameters are predetermined so that, for example, only the phosphor particles settle in the carrier material and form the phosphor layer. In the rest of the carrier material thereby increases the relative
  • Potting material 18 is close to the electromagnetic radiation emitting device 14, for example in the
  • Luminescent region 20 greater than in the potting material 18 away from the electromagnetic radiation emitting
  • the phosphor concentration in the potting material 18 near the electromagnetic radiation emitting device 14, for example in the phosphor region 20, is greater than the particle concentration of the heat conduction particles 1 in the
  • Fig. 4 shows an embodiment of an assembly 10, for example, largely one of the above
  • the assembly 10 has a combination region 26, which forms, for example, a combination layer, and the
  • the combination region 26 has a phosphor concentration and a bathleitp firmwarekonzentration, both of which are each higher than the phosphor concentration and the
  • the combination region 26 can, for example, by means of the above-explained method, in particular the
  • the process parameters are specified so that the phosphor particles and the leitpelle settle equally in the substrate and together the
  • the carrier material region 24 seen from the component behind the phosphor region 20, the sautpiety Scheme 20 and / or the combination region 26 may have a small proportion of phosphor particles, which is greater than the proportion of bathleitpumblen in the same area.
  • Potting material 18 is close to the electromagnetic radiation emitting device 14, for example in the
  • Component 14 for example in the carrier material region 24.
  • Potting material 18 is close to the electromagnetic radiation emitting device 14, for example in the
  • Combination region 26 is greater than in the potting material 18 away from the electromagnetic radiation emitting Component 14, for example in the carrier material region 24.
  • the phosphor concentration in the potting material 18 away from the electromagnetic radiation emitting device 14, for example in the carrier material region 24, may be greater than the particle concentration of the
  • Fig. 5 shows an embodiment of an assembly 10, for example, largely one of the above
  • the assembly 10 includes the phosphor region 20, the dialleitpiety Buffalo 22 and the substrate area 24.
  • Component 14 is seen from the carrier material region 24 behind the phosphor region 20, for example, directly adjacent to the phosphor region 20 is formed.
  • the phosphor area 20, the dialleitpiety Scheme 22 and the substrate area 24 may, for example by means of the above-explained method,
  • the process parameters can be specified so that the phosphor particles and the
  • the process parameters are predetermined so that the Wärmleitpiety settle first, fastest and / or strongest and especially in front of the phosphors and / or faster and / or stronger than the phosphors.
  • the process parameters are specified so that the phosphors settle in the substrate.
  • the phosphor concentration in the potting material 18 near the electromagnetic radiation emitting device 14, for example in the bathleitpiety Scheme 22, is less than the particle concentration of the jacketitpizate in the potting material 18 near the electromagnetic
  • the phosphor concentration in the potting material 18 away from the electromagnetic radiation emitting device 14, for example in the carrier material region 24, may be greater than the particle concentration of the
  • Fig. 6 shows an embodiment of an assembly 10, for example, largely one of the above
  • the assembly 10 includes the phosphor region 20 and the
  • Carrier material area 24 is Carrier material area 24.
  • the process parameters are predetermined so that, for example, only the heat-conducting particles settle in the carrier material and form the leitp Maschinenmaschine für. In the rest
  • Carrier material thereby increases the relative
  • the process parameters can be so be specified that settle the Wärmleitp sie and not settle the phosphor particles.
  • the phosphor concentration in the potting material 18 near the electromagnetic radiation emitting device 14, for example in the bathleitpiety Scheme 22, is less than the particle concentration of the nickel leitpizer in the potting material 18 near the electromagnetic
  • Radiation emitting device 14 for example in the heat-emitting particle region 22,
  • the phosphor concentration in the potting material 18 away from the electromagnetic radiation emitting device 14, for example in the phosphor region 20, is greater than the particle concentration of the heat conduction particles in the potting material 18 away from the electromagnetic radiation emitting device 14, for example in FIG
  • Fluorescent region 20 The invention is not limited to the specified
  • the device 10 may have more or fewer layers.
  • the component 10 may contain two, three or more different phosphors and / or
  • the different phosphors or sautpitate be arranged in the same or correspondingly different layers.
  • the individual layers can be produced in another method. For example, several layers can be successively produced to produce the layers
  • two or more components 10 may be arranged in a housing 16 and / or on a carrier 12 and / or embedded in the potting material 18.

Landscapes

  • Led Device Packages (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird eine elektromagnetische Strahlung emittierende Baugruppe (10) bereitgestellt. Die elektromagnetische Strahlung emittierende Baugruppe (10) weist einen Träger (12), ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement (14), das über dem Träger (12) angeordnet ist, und ein Vergussmaterial (18) auf. Das Vergussmaterial (18) umgibt das elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement (14) zumindest teilweise. In das Vergussmaterial (18) sind Leuchtstoff zum Konvertieren der elektromagnetischen Strahlung und Wärmeleitpartikel zum Leiten von im Betrieb der elektromagnetische Strahlung emittierenden Baugruppe (10) entstehender Wärme eingebettet.

Description

Beschreibung
Elektromagnetische Strahlung emittierende Baugruppe und
Verfahren zum Herstellen einer elektromagnetische Strahlung emittierenden Baugruppe
Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Strahlung emittierende Baugruppe und ein Verfahren zum Herstellen einer elektromagnetische Strahlung emittierenden Baugruppe,
Heutzutage kommen bei modernen Beleuchtungseinrichtungen vermehrt energieeffiziente und intensitätsstarke Lichtquellen wie LEDs (light emitting diode - Licht emittierende Diode) bzw. Laser, meist in Form von Laserdioden, zum Einsatz .
Anders als Glühbirnen, bei denen es sich um thermische
Strahler handelt , emittieren diese Lichtquellen Licht in einem eng begrenzten Spektralbereich, so dass ihr Licht nahezu monochrom bzw. exakt monochrom ist . Eine Möglichkeit, weitere Spektralbereiche zu erschließen, besteht
beispielsweise in der Lichtkonversion, bei welcher
Leuchtstoffe mittels LEDs und/oder Laserdioden bestrahlt werden und ihrerseits Licht einer anderen Wellenlänge
emittieren. Beispielsweise kann eine Leuchtstoff aufweisende Schicht mittels LEDs oder Laserdioden beleuchtet werden und strahlt ihrerseits Licht einer anderen Farbe , d.h. einer anderen Wellenlänge, ab. Beispielsweise kann diese Technik verwendet werden, um Licht blauer LEDs durch Beimischung von gelbem Licht , welches durch Anregung einer
leuchtstoffhaltigen Schicht erzeugt wird, in weißes Licht umzuwandeln.
Als Konversionsschichten werden dünne Leuchtstoffschichten wie Silikat-Minerale, Orthosilikate , Granate oder Nitride auf Oberflächen von entsprechenden Trägern aufgebracht . Die
Leuchtstoffschichten werden dabei meist mit Bindemitteln mechanisch fixiert und an ein optisches System (Linsen, Kollimatoren, etc.) angebunden, wobei die Lichtkopplung beispielsweise über Luft oder mittels eines Immersionsmediums erfolgen kann . Um eine möglichst optimale optische Anbindung des optischen Systems zum Leuchtstoff zu gewährleisten und Lichtverluste zu vermeiden, sollte eine möglichst direkte optische Anbindung gewährleistet werden .
Bei den vorstehend genannten Anwendungen werden die
Leuchtstoffe für gewöhnlich mittels LEDs und/oder Laserdioden mit hohen Lichtleistungen zur Emission angeregt . Die dabei entstehenden thermischen Verluste sind, beispielsweise über den Träger, abzuführen, um eine Überhitzung und damit
thermisch bedingte Änderungen der optischen Eigenschaften oder auch die Zerstörung des Leuchtstoffes zu vermeiden.
Die Leuchtstoffe , die zumeist pulverförmig vorliegen, bilden ohne eine zusätzliche Verwendung von Bindemitteln,
beispielsweise Silikonen, keine mechanisch stabilen
Schichten, d.h. keine abrieb- und/oder kratzfesten Schichten. Bindemittel werden aber auch generell verwendet , um die
Leuchtstoffpartikel zu einer Phase zusammenzubringen, welche dann auf entsprechende Oberflächen aufgetragen werden kann . Bei Verwendung von Bindemitteln zur Schichtstabilisierung können j edoch diese Binder selbst mit den Leuchtstoffen in Wechselwirkung treten und damit ihre optischen und
thermischen Eigenschaften, sowie ihre Lebensdauer, negativ beeinflussen . Darüber hinaus stellt die thermische
Leitfähigkeit der Bindemittel häufig eine begrenzende Größe bei der Abfuhr von im Konverterelement entstehender Wärme dar. Als Alternativen sind Konverterelemente bekannt, die aus einer den Leuchtstoff umfassenden Keramik oder aus einem den Leuchtstoff umfassenden Kristall gebildet sind. Insbesondere kann der Leuchtstoff die Keramik bzw. das Kristall bilden. Derartige Konverterelemente können an LEDs festgeklebt werden, damit die darin entstehende Wärme abgeführt werden kann. Eine begrenzende Größe für die Abführung der Wärme ist dabei die thermische Leitfähigkeit des verwendeten
Klebstoffs . Des Weiteren ist es einer guten Wärmeabfuhr zuträglich, wenn die Konverterelemente besonders dünn
ausgebildet werden. Eine begrenzende Größe für die Dicke des Konverterelements ist jedoch die mit schwindender Dicke schwindende Stabilität des Konverterelements und die nötige Handhabbarkeit beim Aufbringen des Konverterelements auf den Kühlkörper . Dies kann bei sehr dünnen Konverterelementen zu einem hohen Ausschuss beim Herstellungsprozess führen. Der verwendete Leuchtstoff ist in der Keramik eingebettet bzw. in der Kristallstruktur eingebaut und kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen ein Leuchtstoffgemisch sein, welches eine Mischung aus verschiedenen Leuchtstoffen aufweist , wodurch beispielsweise Licht erzeugt werden kann, welches mehrere unterschiedliche Farben vereint . Das Konverterelement kann beispielsweise vollständig oder nur teilweise aus
Kristall oder Keramik bestehen . Unabhängig davon kann das Konverterelement ein Matrixmaterial aufweisen, das
beispielsweise Diamant oder Al2O3 aufweisen kann .
Ferner werden bei elektromagnetische Strahlung emittierenden Baugruppen, die nachfolgend auch kurz als Baugruppen
bezeichnet werden, elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelemente, die nachfolgend auch kurz als Bauelemente bezeichnet werden, in ein Vergussmaterial eingebettet , das den oder die Leuchtstoffe aufweist . In anderen Worten sind die Leuchtstoffe bei diesen Baugruppen in das Vergussmaterial eingebettet . Die bei der Lichtkonversion entstehende Wärme ist dann über das Vergussmaterial abzuführen.
Wichtige Parameter der LEDs sind deren Lebensdauern und
Helligkeiten . Zum Erreichen hoher Helligkeitswerte werden die LEDs regelmäßig mit relativ hohen Energien betrieben, was zu einer hohen Betriebstemperatur führen kann, da beim
Konversionsprozess viel ungenutzte Energie in Wärme
umgewandelt wird . Mit zunehmender Betriebstemperatur
verringert sich j edoch die Lebensdauer, da die entsprechende Baugruppe anfälliger für Risse wird und/oder schneller altern kann. Um eine gute und schnelle Wärmeabfuhr zu gewährleisten, werden Konversionsschichten teilweise nahe bei den entsprechenden Bauelementen angeordnet , so dass die in den
Konversionsschichten entstehende Wärme schnell über das entsprechende Bauelement abgeführt werden kann. Die
Konversionsschichten nahe bei den Bauelementen,
beispielsweise high-power-LEDs, können beispielsweise mittels EPD ( Elektrophoretic Deposition) , Sprühbeschichtung und/oder Schichttransfer , beispielsweise der Transfer von Keramikoder Silikon-Plättchen oder -Schichten, ausgebildet werden. In verschiedenen Ausführungsformen wird eine
elektromagnetische Strahlung emittierende Baugruppe
bereitgestellt , die mit einer hohen Leistung betrieben werden kann, bei der im Betrieb entstehende Wärme effektiv abgeführt werden kann und/oder die eine lange Lebensdauer hat .
In verschiedenen Ausführungsformen wird ein Verfahren zum Herstellen einer elektromagnetische Strahlung emittierenden Baugruppe bereitgestellt , das auf einfache und günstige Weise ermöglicht , dass die Baugruppe mit einer hohen Leistung betrieben werden kann, dass im Betrieb der Baugruppe
entstehende Wärme effektiv abgeführt werden kann und/oder dass die Baugruppe eine lange Lebensdauer hat .
In verschiedenen Ausführungsformen wird eine
elektromagnetische Strahlung emittierende Baugruppe
bereitgestellt . Die Baugruppe weist einen Träger auf . Über dem Träger ist ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement angeordnet . Das elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelement ist zumindest teilweise von einem Vergussmaterial umgeben, in das Leuchtstoff zum Konvertieren der elektromagnetischen Strahlung und Wärmeleitpartikel zum Leiten von im Betrieb der elektromagnetische Strahlung emittierenden Baugruppe entstehender Wärme eingebettet sind . Die Wärmeleitpartikel sind Partikel, die eine hohe
thermischer Leitfähigkeit aufweisen. Das Vergussmaterial weist ein Trägermaterial , das als Matrixpolymer ausgebildet sein kann und/oder beispielsweise Silikon oder Harz , beispielsweise Epoxidharz, aufweisen kann, auf . Die
Wärmeleitpartikel und der Leuchtstoff, der beispielsweise in Form von Konverterpartikeln vorliegen kann, sind in das
Trägermaterial eingebettet. Die Wärmeleitpartikel können beispielsweise ein anorganisches Material aufweisen oder daraus gebildet sein. Die Wärmeleitpartikel weisen eine höhere thermische Leitfähigkeit auf als das Trägermaterial . Dadurch wird das Trägermaterial , beispielsweise das
Matrixpolymer thermisch entlastet . Im Falle von Silikon kann das Trägermaterial beispielsweise eine thermische
Leitfähigkeit von 0 , 2 W/mK aufweisen. Die thermische
Leitfähigkeit der Wärmeleitpartikel kann dann größer als 0 , 2 W/mK sein und beispielsweise in einem Bereich liegen zwischen 1,4 W/mK und 9 W/mK, wobei das Vergussmaterial mit dem
Leuchtstoff und den Wärmeleitpartikeln beispielsweise eine thermische Leitfähigkeit von ungefähr 0,5 W/mK oder mehr haben kann.
Die Baugruppe kann beispielsweise ein Gehäuse aufweisen, in dem der Träger und/oder das Bauelement angeordnet sind und in dem das Vergussmaterial vergossen ist . Das Gehäuse mit dem Träger, dem Bauelement und dem Vergussmaterial kann auch als LED-Package bezeichnet v/erden . Ein Brechungsindex der
Wärmeleitpartikel kann an das Trägermaterial angepasst werden, um die Streuverluste möglichst gering zu halten.
Die Verwendung der Wärmeleitpartikel in Kombination mit dem Leuchtstoff in dem Vergussmaterial trägt zu einer besonders guten Wärmeleitung in der Baugruppe bei und kann im Betrieb der Baugruppe zu einer schnellen und/oder besonders guten
Wärmeverteilung in dem Vergussmaterial und/oder der Baugruppe und/oder Wärmeabfuhr beitragen. Insbesondere weist die
Baugruppe eine hohe Effektivität bei der Wärmeableitung auf . Dies ermöglicht , die Baugruppe mit einer besonders hohen Leistung betreiben zu können . Ferner kann dies dazu
beitragen, dass die Baugruppe eine besonders lange
Lebensdauer hat . Dass das elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelement zumindest teilweise von dem Vergussmaterial umgeben ist, kann beispielsweise bedeuten, dass das Bauelement eine von dem Träger abgewandte erste Seite, eine dem Träger zugewandte zweite Seite und die erste und die zweite Seite verbindende Seitenwände aufweist und dass das Vergussmaterial an die erste Seite und/oder an mindestens ein, beispielsweise an alle, Seitenwände des Bauelements angrenzt . Bei verschiedenen Ausführungsformen ist eine
Leuchtstoffkonzentration des Leuchtstoffs in dem
Vergussmaterial nahe dem elektromagnetische Strahlung
emittierenden Bauelement größer als in dem Vergussmaterial fern von dem elektromagnetische Strahlung emittierenden
Bauelement . In anderen Worten bildet der Leuchtstoff eine
Chip-nahe Konversionsschicht . Dies trägt dazu bei, dass die Konversion der elektromagnetischen Strahlung, die nachfolgend auch kurz als Strahlung bezeichnet wird, nahe bei dem
Bauelement erfolgt und dass die dabei entstehende Wärme schnell und effektiv über das Bauelement , den Träger und/oder das Gehäuse abgeführt werden kann . Die Leuchtstoffschicht nahe dem Bauelement kann beispielsweise mittels Sedimentation des Leuchtstoffs in dem Vergussmaterial erzielt werden. Die Leuchtstoffkonzentration bezeichnet die Partikelkonzentration der Partikel , die den Leuchtstoff aufweisen, beispielsweise der Leuchtstoffpartikel .
Bei verschiedenen Ausführungsformen ist eine
Partikelkonzentration der Wärmeleitpartikel in dem
Vergussmaterial nahe dem elektromagnetische Strahlung
emittierenden Bauelement größer als in dem Vergussmaterial fern von dem elektromagnetische Strahlung emittierenden
Bauelement . In anderen Worten bilden die Wärmeleitpartikel eine Chip-nahe Wärmleitpartikelschicht . Dies trägt dazu bei , dass die beim Betrieb entstehenden Wärme schnell und/oder effektiv an das Bauelement, das Gehäuse und/oder den Träger abgegeben und über das Bauelement, das Gehäuse und/oder den Träger abgeführt werden kann. Die Wärmeleitpartikelschicht nahe dem Bauelement kann beispielsweise mittels Sedimentation der Wärmeleitpartikel in dem Vergussmaterial erzielt werden.
Ferner kann bei verschiedenen Ausführungsformen die
Leuchtstoffkonzentration und die Partikelkonzentration der Wärmeleitpartikel in dem Vergussmaterial nahe dem
elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement größer sein als in dem Vergussmaterial fern von dem
elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement . In anderen Worten bilden die Leuchtstoffe und die
Wärmeleitpartikel eine Chip-nahe Kombinationsschicht . Dies kann beispielsweise dazu beitragen, dass die beim Betrieb entstehende Wärme besonders schnell und effektiv an das Bauelement , den Träger und/oder das Gehäuse abgegeben und über das Bauelement , den Träger und/oder das Gehäuse
abgeführt werden kann, wodurch das Bauelement mit einer höheren Leistung betrieben werden kann und/oder eine längere Lebensdauer hat . Die KombinationsSchicht kann beispielsweise durch gleichzeitige Sedimentation der Leuchtstoff
aufweisenden Partikel und der Wärmeleitpartikel in dem
Vergussmaterial erzielt werden.
Bei verschiedenen Ausführungsformen ist die
Leuchtstoffkonzentration in dem Vergussmaterial nahe dem elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement größer als die Partikelkonzentration der Wärmeleitpartikel in dem Vergussmaterial nahe dem elektromagnetische Strahlung
emittierenden Bauelement . Beispielsweise kann anschließend an das Bauelement die LeuchtstoffSchicht ausgebildet sein und von dem Bauelement aus gesehen dahinter kann die
Wärmeleitpartikelschicht ausgebildet sein. Dies kann dazu beitragen, dass die Konversion der Strahlung nahe dem
Bauelement erfolgt und die Wärme nahe dem Bauelement schnell und effektiv in das Bauelement abgeführt werden kann und auch ansonsten die Wärme gut in dem Vergussmaterial verteilt und/oder über das Gehäuse abgeführt werden kann . Optional kann von dem Bauelement aus gesehen hinter der
Wärmeleitpartikelschicht Vergussmaterial ausgebildet sein, dass einen sehr geringen Anteil an Leuchtstoffpartikeln und/oder Wärmeleitpartikeln aufweist.
Bei verschiedenen Ausführungsformen ist die
Leuchtstoffkonzentration in dem Vergussmaterial nahe dem elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement kleiner als die Partikelkonzentration der Wärmeleitpartikel in dem Vergussmaterial nahe dem elektromagnetische Strahlung
emittierenden Bauelement . Beispielsweise kann anschließend an das Bauelement die WärmeleitpartikelSchicht ausgebildet sein und von dem Bauelement aus gesehen dahinter kann die
Leuchtstoffschicht ausgebildet sein . Dies kann dazu
beitragen, dass die Wärme aus der Leuchtstoffschicht schnell und effektiv zu dem Bauelement geführt werden kann . Optional kann von dem Bauelement aus gesehen hinter der
Wärmeleitpartikelschicht Vergussmaterial ausgebildet sein, das einen sehr geringen Anteil an Leuchtstoffpartikeln und/oder Wärmeleitpartikeln aufweist . Bei verschiedenen Ausführungsformen ist die
Leuchtstoffkonzentration in dem Vergussmaterial fern von dem elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement größer als die Partikelkonzentration der Wärmeleitpartikel in dem Vergussmaterial fern von dem elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement . Beispielsweise kann in dem
Vergussmaterial von dem Bauelement aus gesehen hinter der Leuchtstoffschicht , der Wärmeleitpartikelschicht und/oder der Kombinationsschicht ein Bereich in dem Vergussmaterial ausgebildet sein, das einen geringen Anteil an
Leuchtstoffpartikeln aufweist , der jedoch größer ist als der Anteil an Wärmeleitpartikeln in demselben Bereich.
Bei verschiedenen Ausführungsformen haben die
Wärmeleitpartikel eine Wärmeleitfähigkeit in einem Bereich zwischen 1 W/mK und 9 W/mK . Dies ermöglicht, dass mit Hilfe der Wärmeleitpartikel die im Betrieb der Baugruppe
entstehende Wärme besonders gut abgeführt und/oder verteilt werden kann. Bei verschiedenen Ausführungsformen weisen die
Wärmeleitpartikel SiO2 und/oder Cristobalit auf . In verschiedenen Ausführungsformen wird ein Verfahren zum Herstellen einer elektromagnetische Strahlung emittierenden Baugruppe , beispielsweise der im Vorhergehenden erläuterten Baugruppe, bereitgestellt, bei dem das in elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelement über dem Träger in dem Gehäuse angeordnet wird . Das Vergussmaterial wird über dem elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement
angeordnet . Das Vergussmaterial wird so angeordnet, dass es das elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelement zumindest teilweise umgibt . Das Vergussmaterial weist
Leuchtstoff zum Konvertieren der elektromagnetischen
Strahlung und Wärmeleitpartikel zum Leiten von im Betrieb der elektromagnetische Strahlung emittierenden Baugruppe
entstehender Wärme auf . Bei verschiedenen Ausführungsformen sind das Vergussmaterial und die Leuchtstoffpartikel so ausgebildet und
Prozessparamater werden so vorgegeben, dass die Leuchtstoffe in dem Vergussmaterial so sedimentieren, dass eine
Leuchtstoffkonzentration des Leuchtstoffs in dem
Vergussmaterial nahe dem elektromagnetische Strahlung
emittierenden Bauelement größer wird als in dem
Vergussmaterial fern von dem elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement . Dass die Prozessparameter
vorgegeben werden, kann beispielsweise bedeuten, dass die Prozessparameter so eingestellt werden und/oder dass das
Verfahren bei den vorgegebenen Prozessparametern durchgeführt wird. Die Prozessparameter können beispielsweise eine
Temperatur der Umgebung und/oder des Vergussmaterials , eine Viskosität des Trägermaterials , eine Dichte des
Trägermaterials und/oder eine Partikelgröße der den
Leuchtstoff aufweisenden Partikel und/oder der
Wärmeleitpartikel umfassen . Bei verschiedenen Ausführungsformen sind das Vergussmaterial und die Wärmeleitpartikel so ausgebildet und die
Prozessparamater werden so vorgegeben, dass die
Wärmeleitpartikel in dem Vergussmaterial sedimentieren und die Partikelkonzentration der Wärmeleitpartikel in dem
Vergussmaterial nahe dem elektromagnetische Strahlung
emittierenden Bauelement größer wird als in dem
Vergussmaterial fern von dem elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement .
Bei verschiedenen Ausführungsformen werden das
Vergussmaterial , die Leuchtstoffpartikel und die
Wärmeleitpartikel so ausgebildet und die Prozessparamater so vorgegeben, dass die Leuchtstoffpartikel und die
Wärmeleitpartikel in dem Vergussmaterial sedimentieren und die Leuchtstoffkonzentration in dem Vergussmaterial nahe dem e1ektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement größer wird als die Partikelkonzentration der Wärmeleitpartikel in dem Vergussmaterial nahe dem elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement .
Bei verschiedenen Ausführungsformen werden das
Vergussmaterial , die Leuchtstoffpartikel und die
Wärmeleitpartikel so ausgebildet und die Prozessparamater so vorgegeben, dass die Leuchtstoffpartikel und die
Wärmeleitpartikel in dem Vergussmaterial sedimentieren und die Leuchtstoffkonzentration in dem Vergussmaterial nahe dem elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement kleiner wird als die Partikelkonzentration der Wärmeleitpartikel in dem Vergussmaterial nahe dem elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement .
Bei verschiedenen Ausführungsformen werden das
Vergussmaterial , die Leuchtstoffpartikel und die
Wärmeleitpartikel so ausgebildet und die Prozessparamater so vorgegeben, dass die Leuchtstof fpartikel und die
Wärmeleitpartikel in dem Vergussmaterial sedimentieren und die Leuchtstoffkonzentration in dem Vergussmaterial fern von dem elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement größer wird als die Partikelkonzentration der
Wärmeleitpartikel in dem Vergussmaterial fern von dem elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement .
Bei verschiedenen Ausführungsformen werden als
Wärmeleitpartikel Partikel verwendet , die eine
Wärmeleitfähigkeit in einem Bereich zwischen 1 W/mK und 9 W/mK haben, Beispielsweise SiO2 oder Cristobalit .
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert .
Es zeigen
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel einer elektromagnetische
Strahlung emittierenden Baugruppe ;
Figur 2 ein Ausführungsbeispiel einer elektromagnetische
Strahlung emittierenden Baugruppe ;
Figur 3 ein Ausführungsbeispiel einer elektromagnetische
Strahlung emittierenden Baugruppe ; Figur 4 ein Ausführungsbeispiel einer elektromagnetische
Strahlung emittierenden Baugruppe ;
Figur 5 ein Ausführungsbeispiel einer elektromagnetische
Strahlung emittierenden Baugruppe ;
Figur 6 ein Ausführungsbeispiel einer elektromagnetische
Strahlung emittierenden Baugruppe .
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser Beschreibung bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsbeispiele gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben", „unten", „vorne", „hinten" , „vorderes" , „hinteres" , usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur (en) verwendet. Da
Komponenten von Ausführungsbeispielen in einer Anzahl
verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend . Es versteht sich, dass andere Ausführungsbeispiele benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert .
Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe
"verbunden" , "angeschlossen" sowie "gekoppelt" verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung . In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist .
Eine elektromagnetische Strahlung emittierende Baugruppe kann ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement und einen, zwei oder mehr optisch funktionelle Körper,
Materialien und/oder ein Gehäuse aufweisen. Ein optisch funktioneller Körper bzw. ein optisch funktionelles Material kann elektromagnetische Strahlung beeinflussen und/oder leiten bzw. führen. Das Beeinflussen der elektromagnetischen Strahlung kann beispielsweise ein Streuen und/oder
Konvertieren der elektromagnetischen Strahlung umfassen . Ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement kann beispielsweise ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Halbleiter-Bauelement sein und/oder als eine elektromagnetische Strahlung emittierende Diode , als eine organische elektromagnetische Strahlung emittierende Diode, als ein elektromagnetische Strahlung emittierender Transistor oder als ein organischer elektromagnetische Strahlung
emittierender Transistor ausgebildet sein. Die Strahlung kann beispielsweise Licht im sichtbaren Bereich, UV-Licht und/oder Infrarot-Licht sein. In diesem Zusammenhang kann das
elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelement
beispielsweise als Licht emittierende Diode (light emitting diode , LED) als organische Licht emittierende Diode (organic light emitting diode, OLED) , als Licht emittierender
Transistor oder als organischer Licht emittierender
Transistor ausgebildet sein . Das Licht emittierende
Bauelement kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen Teil einer integrierten Schaltung sein . Weiterhin kann eine
Mehrzahl von Licht emittierenden Bauelementen in einer elektromagnetische Strahlung emittierenden Baugruppe
vorgesehen sein, beispielsweise untergebracht in einem gemeinsamen Gehäuse .
Die elektromagnetische Strahlung emittierende Baugruppe wird nachfolgend auch kurz als Baugruppe bezeichnet . Das
elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelement wird nachfolgend auch kurz als Bauelement bezeichnet . Die
elektromagnetische Strahlung wird nachfolgend auch kurz als Strahlung bezeichnet .
Unter dem Begriff „ transluzent" bzw. „ transluzente Schicht" kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen verstanden werden, dass eine Schicht für Licht durchlässig ist ,
beispielsweise für das von dem lichtemittierenden Bauelement erzeugte Licht , beispielsweise einer oder mehrerer
Wellenlängenbereiche , beispielsweise für Licht in einem
Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts {beispielsweise zumindest in einem Teilbereich des Wellenlängenbereichs von 380 nm bis 780 nm) . Beispielsweise ist unter dem Begriff „transluzente Schicht" in verschiedenen Ausführungsbeispielen zu verstehen, dass im Wesentlichen die gesamte in eine Struktur (beispielsweise eine Schicht) eingekoppelte
Lichtmenge auch aus der Struktur (beispielsweise Schicht) ausgekoppelt wird, wobei ein Teil des Licht hierbei gestreut werden kann
Unter dem Begriff „transparent" oder „ transparente Schicht" kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen verstanden werden, dass eine Schicht für Licht durchlässig ist
(beispielsweise zumindest in einem Teilbereich des
Wellenlängenbereichs von 380 nm bis 780 nm) , wobei in eine Struktur (beispielsweise eine Schicht) eingekoppeltes Licht im Wesentlichen ohne Streuung oder Lichtkonversion auch aus der Struktur (beispielsweise Schicht) ausgekoppelt wird. Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer elektromagnetische Strahlung emittierenden Baugruppe 10. Die Baugruppe 10 weist einen Träger 12 , ein elektromagnetische Strahlung
emittierendes Bauelement 14 , ein Gehäuse 16 und
Vergussmaterial 18 auf . Das Bauelement 14 ist über dem Träger 12 angeordnet . Das Bauelement 14 weist eine von dem Träger 12 abgewandte erste Seite , eine dem Träger 12 zugewandte zweite Seite und Seitenwände auf , die die erste Seite mit der zweiten Seite verbinden. Das Bauelement 14 ist beispielsweise als Oberflächenemitter oder als Volumenemitter ausgebildet . Der Oberflächenemitter emittiert die Strahlung an einer seiner Seiten, beispielsweise an der ersten Seite . Der
Volumenemitter emittiert die Strahlung nicht nur an der ersten Seite sondern auch an den Seitenwänden des
Volumenemitters . In anderen Worten kann das Bauelement 14 die Strahlung in Richtung senkrecht zu der Oberfläche des Trägers 12 und senkrecht zu dieser Richtung, also in lateraler
Richtung, emittieren. Die laterale Richtung bezeichnet in dieser Anmeldung eine Richtung, die parallel zu einer
Oberfläche des Trägers 12 ist, auf der das Bauelement 14 angeordnet ist . Der Volumenemitter kann beispielsweise ein Chip sein, der auf einem SaphirSubstrat basiert . Der Träger 12 kann beispielsweise Keramik, Metall , Kunststoff , ein
Halbleitermaterial und/oder Harz , beispielsweise Epoxidharz , aufweisen. Der Träger 12 kann beispielsweise ein
Leiterrahmen, eine Leiterplatte und/oder ein Substrat sein.
Das Bauelement 14 ist in das Vergussmaterial 18 eingebettet , so dass die erste Seite des Bauelements 14 und die
Seitenwände des Bauelements 14 in direktem körperlichen
Kontakt mit dem Vergussmaterial 18 sind. In anderen Worten grenzt das Vergussmaterial 18 an die Seitenwände und die erste Seite des Bauelements 14. Das Vergussmaterial 18 kann als optisch funktionelles Material bezeichnet werden. Das Vergussmaterial 18 weist Leuchtstoff zum Konvertieren von mittels des Bauelements 14 erzeugter Strahlung auf . Das
Vergussmaterial 18 weist ein Trägermaterial , das
beispielsweise Silikon oder Harz, beispielsweise Epoxidharz , aufweisen kann, und den Leuchtstoff auf, der beispielsweise in Form von den Leuchtstoff aufweisenden Partikeln,
beispielsweise in Form von LeuchtstoffPartikeln, vorliegen kann. Das Trägermaterial kann transparent oder transluzent ausgebildet sein.
Übliche Leuchtstoffe sind beispielsweise Granate oder Nitride Silikate , Nitride , Oxide , Phosphate , Borate , Oxynitride, Sulfide , Selenide , Aluminate , Wolframate , und Halide von Aluminium, Silizium, Magnesium, Calcium, Barium, Strontium, Zink, Cadmium, Mangan, Indium, Wolfram und anderen
Übergangsmetallen, oder Seltenerdmetallen wie Yttrium,
Gadolinium oder Lanthan, die mit einem Aktivator, wie zum Beispiel Kupfer, Silber, Aluminium, Mangan , Zink, Zinn, Blei , Cer, Terbium, Titan, Antimon oder Europium dotiert sind . In verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung ist der
Leuchtstoff ein oxidischer oder (oxi- ) nitridischer
Leuchtstoff , wie ein Granat , Orthosilikat ,
Nitrido (alumo) silikat, Nitrid oder Nitridoorthosilikat , oder ein Halogenid oder Halophosphat . Konkrete Beispiele für geeignete Leuchtstoffe sind Strontiumchloroapatit : Eu
( (Sr, Ca) 5 (PO4 ) 3C1 : Eu; SCAP) , Yttrium-Aluminium-Granat : Cer (YAG : Ce) oder CaAlSiN3 : Eu . Ferner können im Leuchtstoff bzw. Leuchtstoffgemisch beispielsweise Partikel mit Licht streuenden Eigenschaften und/oder Hilfsstoffe enthalten sein . Beispiele für Hilfsstoffe schließen Tenside und organische Lösungsmittel ein. Beispiele für Licht streuende Partikel sind Gold- , Silber- und Metalloxidpartikel .
Zusätzlich zu dem Leuchtstoff bzw. den LeuchtstoffPartikeln weist das Vergussmaterial 18 Wärmeleitpartikel auf . Die
Wärmeleitpartikel weisen eine hohe thermische Leitfähigkeit auf . Die thermische Leitfähigkeit der Wärmeleitpartikel ist höher als die thermische Leitfähigkeit des Trägermaterials des Vergussmaterials 18. Beispielsweise ist die thermische Leitfähigkeit des Trägermaterials bei Verwendung von Silikon als Trägermaterial ungefähr 0 , 2 W/mK und die thermische
Leitfähigkeit der Wärmeleitpartikel ist größer als 0,2 W/mK. Beispielsweise liegt die thermische Leitfähigkeit der
Wärmelextpartikel in einem Bereich von 0 , 2 W/mK bis 10 W/mK, beispielsweise von 1 , 4 W/mK, beispielsweise bei Verwendung von SiO2- Partikeln als Wärmeleitpartikel , bis 9 W/mK,
beispielsweise bei Verwendung von Cristobalit- Partikeln als Wärmeleitpartikel . Eine gesamte thermische Leitfähigkeit des Vergussmaterials 18 kann beispielsweise in einem Bereich liegen von 0 , 2 W/mK bis 1 W/mK, beispielsweise bei ungefähr 0,5 W/mK . Ein mittlerer Durchmesser der Wärmeleitpartikel kann beispielsweise in einem Bereich liegen von 1 pm bis 10 pm, beispielsweise von 4 pm bis 7 pm. Ein Gewichtsanteil der Wärmeleitpartikel in dem Trägermaterial kann beispielsweise zwischen 1% und 30%, beispielsweise zwischen 2% und 20% liegen . Die Leuchtstoffe werden mit Hilfe der von dem Bauelement 14 erzeugten Strahlung, die in diesem Zusammenhang auch als Anregungsstrahlung bezeichnet werden kann, energetisch angeregt . Beim nachfolgenden energetischen Abregen emittieren die Leuchtstoffe Licht einer oder mehrerer vorgegebener
Farben. Es findet somit eine Konversion der
Anregungsstrahlung statt, wodurch die KonversionsStrahlung erzeugt wird . Bei der Konversion werden die Wellenlängen der Anregungsstrahlung zu kürzeren oder längeren Wellenlängen verschoben. Die Farben können Einzelfarben oder Mischfarben sein. Die Einzelfarben können beispielsweise grünes, rotes oder gelbes Licht aufweisen und/oder die Mischfarben können beispielsweise aus grünem, rotem und/oder gelbem Licht gemischt sein und/oder beispielsweise weißes Licht aufweisen. Zusätzlich kann blaues Licht bereitgestellt werden,
beispielsweise indem das Vergussmaterial 18 so ausgebildet wird, dass zumindest teilweise nicht konvertierte
Anregungsstrahlung die Baugruppe 10 als nutzbares
Beleuchtungslicht verlässt . Beispielsweise können Grün, Rot und Gelb mit Hilfe von blauem Licht dargestellt werden. Bei Verwendung von UV-Licht als Anregungsstrahlung können die Leuchtstoffe auch so gewählt werden, dass sie Rot , Grün, Blau und Gelb darstellen.
Beim Konvertieren der Strahlung entsteht Wärme , die über die Wärmeleitpartikel in dem Vergussmaterial verteilt und/oder über das Vergussmaterial abgeführt werden kann . Die Wärme kann mit Hilfe der Wärmeleitpartikel beispielsweise hin zu dem Gehäuse 16, dem Träger 12 und/oder hin zu dem Bauelement 14 geführt werden und über das Gehäuse 16, den Träger 12 bzw. das Bauelement 14 und/oder direkt an die Umgebung abgegeben werden . An einer Innenseite des Gehäuses 16 und/oder einer Seite des Trägers 12 , die an das Vergussmaterial 18 grenzen, kann ein Reflektorkörper ausgebildet sein . Der Reflektorkörper kann das Vergussmaterial 24 in lateraler Richtung umgeben . Der Reflektorkörper kann beispielsweise von einer reflektierenden Schicht gebildet sein. Der Reflektorkörper kann
beispielsweise Silikon aufweisen, in das reflektierende
Partikel , beispielsweise TiO2 , eingebettet sind .
Das Bauelement 14 weist nicht dargestellte elektrische
Anschlüsse zum elektrischen Kontaktieren des Bauelements 14 auf . Beispielsweise kann das Bauelement 14 auf der ersten Seite des Bauelements 14 zwei elektrische Anschlüsse
aufweisen, die mit Hilfe von nicht dargestellten Bonddrähten mit dazu korrespondierenden nicht dargestellten elektrischen Kontaktflächen auf dem Träger 12 elektrisch kontaktiert sind. Alternativ dazu kann das Bauelement 14 einen, zwei oder mehr elektrische Anschlüsse an seinen Seitenwänden und/oder seiner zweiten Seite aufweisen, die mit entsprechenden elektrischen Kontakten auf dem Träger 12 kontaktiert sein können .
Beim Herstellen der Baugruppe 10 kann zunächst der Träger 12 bereitgestellt, beispielswese ausgebildet , werden . Auf dem Träger 12 kann das Bauelement 14 und gegebenenfalls die
Spiegelschicht 16 ausgebildet werden. Beispielsweise kann das Bauelement 14 mittels eines Haftmittels, beispielsweise einem Lot oder einem Klebstoff , auf dem Träger 12 angeordnet und/oder befestigt werden. Nachfolgend kann das Bauelement 14 elektrisch kontaktiert werden. Alternativ dazu kann das
Anordnen und das elektrische Kontaktieren des Bauelements 14 gleichzeitig erfolgen, beispielsweise wenn das Bauelement 14 seine elektrischen Anschlüsse an den Seitenwänden und/oder der zweiten Seit aufweist .
Das Vergussmaterial 18 kann beispielsweise in zähflüssigem oder flüssigem Zustand auf das Bauelement 14 innerhalb des Gehäuses 16 aufgebracht werden. Die Leuchtstoffe und die Wärmeleitpartikel können in dem Trägermaterial vermischt sein, beispielsweise homogen vermischt sein. Nachfolgend kann das Vergussmaterial 18 vollständig oder zumindest teilweise verfestigt, beispielsweise getrocknet und/oder gehärtet werden . Das Vergussmaterial 18 kann beispielsweise so
ausgebildet werden, dass gegebenenfalls Bonddrähte und/oder elektrische Kontakte des Trägers 12 vollständig oder
teilweise in von dem Vergussmaterial 18 umgeben und/oder in das Vergussmaterial 18 eingebettet sind. Das Vergussmaterial 18 kann beispielsweise mittels Druckens, Sprühens , Tropfens und/oder Dispensens in das Gehäuse eingebracht werden.
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Baugruppe 10 , die beispielsweise weitgehend der im Vorhergehenden erläuterten Baugruppe 10 entsprechen kann . Das Vergussmaterial 18 weist einen Leuchtstoffbereich 20, einen Wärmeleitpartikelbereich 22 und einen Trägermaterialbereich 24 auf . In dem
Leuchtstoffbereich 20 ist die Leuchtstoffkonzentration, beispielsweise die Partikelkonzentration der den Leuchtstoff aufweisenden Partikel , deutlich größer als außerhalb des
Leuchtstoffbereichs 20. In dem Leuchtstoffbereich 20 können auch Wärmeleitpartikel sein, jedoch mit einer geringen
Wärmeleitpartikelkonzentration . Beispielsweise ist die
Wärmeleitpartikelkonzentration in dem Leuchtstoffbereich 20 deutlich geringer als die Leuchtstoffkonzentration in dem
Leuchtstoffbereich 20. In dem Wärmeleitpartikelbereich 22 ist die Wärmeleitpartikelkonzentration, beispielsweise die
Partikelkonzentration der Wärmeleitpartikel , deutlich größer als außerhalb des Wärmeleitpartikelbereichs 22. In dem
Wärmeleitpartikelbereich 22 kann auch Leuchtstoff sein, j edoch mit einer geringen Leuchtstoffkonzentration .
Beispielsweise ist die Leuchtstoffkonzentration in dem
Wärmeleitpartikelbereich 22 deutlich geringer als die
Wärmeleitpartikelkonzentration in dem
Wärmeleitpartikelbereich 22. In dem Trägermaterialbereich 24 sind die Leuchtstoffkonzentration und die
Wärmeleitpartikeldicht besonders gering, beispielsweise null oder näherungsweise null . Der Trägermaterialbereich 24 kann transparent oder transluzent ausgebildet sein. Ferner können der Leuchtstoffbereich 20 und der Wärmeleitpartikelbereich 22 Trägermaterial aufweisen. In anderen Worten können die
Leuchtstoffe in dem Leuchtstoffbereich 22 in das
Trägermaterial eingebettet sein und die Wärmeleitpartikel können in dem Wärmeleitpartikelbereich 22 in das
Trägermaterial eingebettet sein. Der Leuchtstoffbereich 20 kann auch als Leuchtstoffschicht bezeichnet werden. Der
WärmeleitpartikeIbereich 22 kann auch als
Wärmeleitpartikelschicht bezeichnet werden. Der Leuchtstoffbereich 20 ist nahe dem Bauelement 14 , beispielsweise direkt angrenzend an das Bauelement 14 , ausgebildet . Beispielsweise ist das Bauelement 14 in die Leuchtstoffschicht eingebettet . Von dem Bauelement 14 aus gesehen ist der Wärmeleitpartikelbereich 22 hinter dem
Leuchtstoffbereich 20, beispielsweise direkt angrenzend an den Leuchtstoffbereich 20, ausgebildet. Von dem Bauelement 14 aus gesehen ist der Trägermaterialbereich 24 hinter dem
Wärmeleitpartikelbereich 22, beispielsweise direkt angrenzend an den Wärmeleitpartikelbereich 22, ausgebildet.
Der Leuchtstoffbereich 20 und/oder der
Wärmeleitpartikelbereich 22 können beispielsweise mittels Sedimentation der Leuchtstoffpartikel bzw. der
Wärmeleitpartikel in dem Trägermaterial ausgebildet werden. Beispielsweise können die Leuchtstoffpartikel und die
Wärmeleitpartikel zunächst, beispielsweise homogen, in dem Trägermaterial vermischt werden. Dann kann das
Vergussmaterial 18 aufweisend das Trägermaterial, die
Leuchtstoffe und die Wärmeleitpartikel in das Gehäuse 16 und auf das Bauelement 14 gefüllt werden, beispielsweise mittels Dispensens. Die Prozessparameter werden dabei so vorgegeben, dass sich die Leuchtstoffpartikel und die Wärmeleitpartikel in dem Trägermaterial absetzen und die Leuchtstoffschicht bzw. die Wärmeleitpartikelschicht bilden. Insbesondere werden die Prozessparameter so vorgegeben, dass sich die
Leuchtstoffe als erstes, am schnellsten und/oder am stärksten absetzen und insbesondere vor den Wärmleitpartikeln und/oder schneller und/oder stärker als die Wärmeleitpartikel.
Außerdem werden die Prozessparameter so vorgegeben, dass sich auch die Wärmleitpartikel in dem Trägermaterial absetzen.
Die Prozessparameter können beispielsweise das Trägermaterial selbst, also beispielsweise die Art des Trägermaterials, eine
Viskosität des Trägermaterials, eine Temperatur des
Trägermaterials, eine Prozessdauer und/oder eine
Umgebungstemperatur sein. Beispielsweise kann die
Sedimentation bei einer Umgebungstemperatur in einem Bereich zwischen 27° C und 80° C, beispielsweise in einem Bereich zwischen 35° C und 60°C stattfinden. Das Temperieren kann beispielsweise mittels aufheizen des Bauelements 14 erfolgen, beispielsweise in einem Prozessofen. Ferner kann die Sedimentation beispielsweise während einer Zeitdauer in einem Bereich zwischen 1 und 10 Stunden, beispielsweise zwischen 3 und 6 Stunden stattfinden. Alternativ oder zusätzlich kann die Sedimentation mittels Zentrifugierens erzwungen und/oder beschleunigt werden, wobei dann beispielsweise eine
Rotationsgeschwindigkeit einer der Prozessparameter sein kann.
Eine Leuchtstoffkonzentration des Leuchtstoffs in dem
Vergussmaterial 18 ist nahe dem elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement 14 , beispielsweise in dem
Leuchtstoffbereich 20, größer als in dem Vergussmaterial 18 fern von dem elektromagnetische Strahlung emittierenden
Bauelement 14, beispielsweise in dem Wärmeleitpartikelbereich 22 und/oder dem Trägermaterialbereich 24.
Eine Partikelkonzentration der Wärmeleitpartikel in dem
Vergussmaterial 18 ist nahe dem elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement 14 , beispielsweise in dem
Wärmeleitpartikelbereich 22 , größer ist als in dem
Vergussmaterial 18 fern von dem elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement 14, beispielsweise in dem
Trägermaterialbereich 24. Die Leuchtstoffkonzentration in dem Vergussmaterial 18 nahe dem elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement 14, beispielsweise in dem Leuchtstoffbereich 20 , ist größer als die Partikelkonzentration der Wärmeleitpartikel in dem
Vergussmaterial 18 nahe dem elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement 14 , beispielsweise in dem
Leuchtstoffbereich 20.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Baugruppe 10 , die beispielsweise weitgehend einer der im Vorhergehenden
erläuterten Baugruppen 10 entsprechen kann . Die Baugruppe 10 weist den Leuchtstoffbereich 20 und den
Wärmeleitpartikelbereich 22 jedoch keinen
Trägermaterialbereich 24 auf . Der Leuchtstoffbereich 20 und der Wärmeleitpartikelbereich 22 können beispielsweise mittels des im Vorhergehenden
erläuterten Verfahrens , insbesondere des
Sedimentationsverfahrens, ausgebildet werden . Dabei werden die Prozessparameter so vorgegeben, dass sich beispielsweise lediglich die Leuchtstoffpartikel in dem Trägermaterial absetzen und die Leuchtstoffschicht bilden . In dem übrigen Trägermaterial erhöht sich dadurch die relative
Wärmeleitpartikelkonzentration, wodurch die
Wärmeleitpartikelschicht gebildet wird . Insbesondere können die Prozessparameter so vorgegeben werden, dass sich die Leuchtstoffe absetzen und die Wärmleitpartikel nicht
absetzen.
Die Leuchtstoffkonzentration des Leuchtstoffs in dem
Vergussmaterial 18 ist nahe dem elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement 14, beispielsweise in dem
Leuchtstoffbereich 20 , größer als in dem Vergussmaterial 18 fern von dem elektromagnetische Strahlung emittierenden
Bauelement 14 , beispielsweise in dem Wärmeleitpartikelbereich 22.
Die Leuchtstoffkonzentration in dem Vergussmaterial 18 nahe dem elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement 14, beispielsweise in dem Leuchtstoffbereich 20, ist größer als die Partikelkonzentration der Wärmeleitpartike1 in dem
Vergussmaterial 18 nahe dem elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement 14, beispielsweise in dem
Leuchtstoffbereich 20.
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Baugruppe 10 , die beispielsweise weitgehend einer der im Vorhergehenden
erläuterten Baugruppen 10 entsprechen kann. Die Baugruppe 10 weist einen Kombinationsbereich 26 auf , der beispielsweise eine Kombinationsschicht bildet , und die
Trägermaterialschicht 24 auf . Der Kombinationsbereich 26 weist eine Leuchtstoffkonzentration und eine Wärmeleitpartikelkonzentration auf, die beide jeweils höher sind als die Leuchtstoffkonzentration und die
Wärmeleitpartikelkonzentration außerhalb des
Kombinationsbereichs 26. In anderen Worten bilden die
Leuchtstoffpartikel und die Wärmeleitpartikel in dem
Trägermaterial die Kombinationsschicht 26.
Der Kombinationsbereich 26 kann beispielsweise mittels des im Vorhergehenden erläuterten Verfahrens , insbesondere des
Sedimentationsverfahrens , ausgebildet werden .
Die Prozessparameter werden dabei so vorgegeben, dass sich die Leuchtstoffpartikel und die Wärmeleitpartikel in dem Trägermaterial gleichermaßen absetzen und gemeinsam die
KombinationsSchicht bilden. Insbesondere werden die
Prozessparameter so vorgegeben, dass sich die Leuchtstoffe und die Wärmeleitpartikel gleich schnell und/oder gleich stark in dem Trägermaterial absetzen.
Beispielsweise kann der Trägermaterialbereich 24 von dem Bauelement aus gesehen hinter dem Leuchtstoffbereich 20, dem Wärmeleitpartikelbereich 20 und/oder dem Kombinationsbereich 26 einen geringen Anteil an Leuchtstoffpartikeln aufweisen, der jedoch größer ist als der Anteil an Wärmeleitpartikeln in demselben Bereich.
Die Leuchtstoffkonzentration des Leuchtstoffs in dem
Vergussmaterial 18 ist nahe dem elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement 14 , beispielsweise in dem
Kombinationsbereich 26, größer als in dem Vergussmaterial 18 fern von dem elektromagnetische Strahlung emittierenden
Bauelement 14 , beispielsweise in dem Trägermaterialbereich 24.
Die Partikelkonzentration der Wärmeleitpartikel in dem
Vergussmaterial 18 ist nahe dem elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement 14 , beispielsweise in dem
Kombinationsbereich 26 , größer ist als in dem Vergussmaterial 18 fern von dem elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement 14, beispielsweise in dem Trägermaterialbereich 24.
Die Leuchtstoffkonzentration in dem Vergussmaterial 18 fern von dem elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement 14, beispielsweise in dem Trägermaterialbereich 24 , kann größer sein als die Partikelkonzentration der
Wärmeleitpartikel in dem Vergussmaterial 18 fern von dem elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement 14 , beispielsweise in dem Trägermaterialbereich 24,
Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Baugruppe 10, die beispielsweise weitgehend einer der im Vorhergehenden
erläuterten Baugruppen 10 entsprechen kann. Die Baugruppe 10 weist den Leuchtstoffbereich 20 , den Wärmeleitpartikelbereich 22 und den Trägermaterialbereich 24 auf . Der
Wärmeleitpartikelbereich 22 ist nah dem Bauelement 14 , beispielsweise direkt angrenzend an das Bauelement 14, ausgebildet . Beispielsweise ist das Bauelement 14 in die Wärmeleitpartikelschicht eingebettet . Von dem Bauelement 14 aus gesehen ist der Leuchtstoffbereich 20 hinter dem
Leuchtstoffbereich 20, beispielsweise direkt angrenzend an den Wärmeleitpartikelbereich 22 , ausgebildet . Von dem
Bauelement 14 aus gesehen ist der Trägermaterialbereich 24 hinter dem Leuchtstoffbereich 20 , beispielsweise direkt angrenzend an den Leuchtstoffbereich 20 , ausgebildet .
Der Leuchtstoffbereich 20 , der Wärmeleitpartikelbereich 22 und der Trägermaterialbereich 24 können beispielsweise mittels des im Vorhergehenden erläuterten Verfahren,
insbesondere des Sedimentationsverfahrens , ausgebildet werden . Die Prozessparameter können dabei so vorgegeben werden, dass sich die Leuchtstoffpartikel und die
Wärmeleitpartikel in dem Trägermaterial absetzen und die Leuchtstoffschicht bzw. die Wärmeleitpartikelschicht bilden . Insbesondere werden die Prozessparameter so vorgegeben, dass sich die Wärmleitpartikel als erstes , am schnellsten und/oder am stärksten absetzen und insbesondere vor den Leuchtstoffen und/oder schneller und/oder stärker als die Leuchtstoffe. Außerdem werden die Prozessparameter so vorgegeben, dass sich auch die Leuchtstoffe in dem Trägermaterial absetzen. Die Leuchtstoffkonzentration in dem Vergussmaterial 18 nahe dem elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement 14 , beispielsweise in dem Wärmeleitpartikelbereich 22, ist kleiner als die Partikelkonzentration der Wärmeleitpartikel in dem Vergussmaterial 18 nahe dem elektromagnetische
Strahlung emittierenden Bauelement 14 , beispielsweise in dem Wärmeleitpartikelbereich 22.
Die Leuchtstoffkonzentration in dem Vergussmaterial 18 fern von dem elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement 14 , beispielsweise in dem Trägermaterialbereich 24 , kann größer sein als die Partikelkonzentration der
Wärmeleitpartikel in dem Vergussmaterial 18 fern von dem elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement 14, beispielsweise in dem Trägermaterialbereich 24.
Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Baugruppe 10 , die beispielsweise weitgehend einer der im Vorhergehenden
erläuterten Baugruppen 10 entsprechen kann. Die Baugruppe 10 weist den Leuchtstoffbereich 20 und den
Wärmeleitpartikelbereich 22 jedoch keinen
Trägermaterialbereich 24 auf .
Der Leuchtstoffbereich 20 und der Wärmeleitpartikelbereich 22 können beispielsweise mittels des im Vorhergehenden
erläuterten Verfahren, insbesondere des
Sedimentationsverfahrens , ausgebildet werden . Dabei werden die Prozessparameter so vorgegeben, dass sich beispielsweise lediglich die Wärmleitpartikel in dem Trägermaterial absetzen und die Wärmeleitpartikelschicht bilden . In dem übrigen
Trägermaterial erhöht sich dadurch die relative
Leuchtstoffkonzentration, wodurch die Leuchtstoffschicht gebildet wird . Insbesondere können die Prozessparameter so vorgegeben werden, dass sich die Wärmleitpartikel absetzen und die Leuchtstoffpartikel nicht absetzen.
Die Leuchtstoffkonzentration in dem Vergussmaterial 18 nahe dem elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement 14, beispielsweise in dem Wärmeleitpartikelbereich 22 , ist kleiner als die Partikelkonzentration der Wärmeleitpartikel in dem Vergussmaterial 18 nahe dem elektromagnetische
Strahlung emittierenden Bauelement 14 , beispielsweise in dem Wärmelextpartikelbereich 22,
Die Leuchtstoffkonzentration in dem Vergussmaterial 18 fern von dem elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement 14 , beispielsweise in dem Leuchtstoffbereich 20 , ist größer als die Partikelkonzentration der Wärmeleitpartikel in dem Vergussmaterial 18 fern von dem elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement 14 , beispielsweise in dem
Leuchtstoffbereich 20. Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen
Ausführungsbeispiele beschränkt . Beispielsweise kann das Bauelement 10 mehr oder weniger Schichten aufweisen.
Alternativ oder zusätzlich kann das Bauelement 10 zwei, drei oder mehr unterschiedliche Leuchtstoffe und/oder
Wärmeleitpartike1 aufweisen . Gegebenenfalls können die unterschiedlichen Leuchtstoffe bzw. Wärmeleitpartikel in gleichen oder entsprechend unterschiedlichen Schichten angeordnet sein. Ferner können die einzelnen Schichten in einem anderen Verfahren hergestellt werden. Beispielsweise können zum Herstellen der Schichten nacheinander mehrere
Dispensverfahren durchgeführt werden. Ferner können zwei oder mehr Bauelemente 10 in einem Gehäuse 16 und/oder auf einem Träger 12 angeordnet sein und/oder in das Vergussmaterial 18 eingebettet sein.

Claims

Patentansprüche
1. Elektromagnetische Strahlung emittierende Baugruppe (10) mit
- einem Träger (12) ,
- einem elektromagnetische Strahlung emittierenden
Bauelement (14), das über dem Träger (12) angeordnet ist,
- einem Vergussmaterial (18) , das das elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement (14) zumindest teilweise umgibt, in das Leuchtstoff zum Konvertieren der
elektromagnetischen Strahlung und Wärmeleitpartikel zum
Leiten von im Betrieb der elektromagnetische Strahlung emittierenden Baugruppe (10) entstehender Wärme eingebettet sind, wobei die Leuchtstoffkonzentration in dem
Vergussmaterial ( 18 ) nahe dem elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement (14) größer ist als die
Partikelkonzentration der Wärmeleitpartikel in dem
Vergussmaterial (18) nahe dem elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement (14) .
2. Elektromagnetische Strahlung emittierende Baugruppe (10) nach Anspruch 1 , bei der eine Leuchtstoffkonzentration des Leuchtstoffs in dem Vergussmaterial (18) nahe dem
elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement (14) größer ist als in dem Vergussmaterial (18 ) fern von dem elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement ( 14 ) .
3. Elektromagnetische Strahlung emittierende Baugruppe (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der eine
Partikelkonzentration der Wärmeleitpartikel in dem
Vergussmaterial (18) nahe dem elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement ( 14 ) größer ist als in dem
Vergussmaterial (18) fern von dem elektromagnetische
Strahlung emittierenden Bauelement (14) .
4. Elektromagnetische Strahlung emittierende Baugruppe (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Leuchtstoffkonzentration in dem Vergussmaterial (18 ) fern von dem elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement (14) größer ist als die Partikelkonzentration der
Wärmeleitpartikel in dem Vergussmaterial (18 ) fern von dem elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement (14) .
5. Elektromagnetische Strahlung emittierende Baugruppe (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche , bei der die
Wärmeleitpartikel eine thermische Leitfähigkeit in einem Bereich zwischen 1 W/mK und 9 W/mK haben.
6. Elektromagnetische Strahlung emittierende Baugruppe (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die
Wärmeleitpartikel Si02 und/oder Cristobalit aufweisen .
7. Verfahren zum Herstellen einer elektromagnetische
Strahlung emittierenden Baugruppe (10) , bei dem
- ein elektromagnetische Strahlung emittierendes
Bauelement (14 ) über einem Träger (12 ) angeordnet wird,
- ein Vergussmaterial (18) über dem elektromagnetische
Strahlung emittierenden Bauelement (14) so angeordnet wird, dass das Vergussmaterial (18) das elektromagnetische
Strahlung emittierende Bauelement (14) zumindest teilweise umgibt, wobei in dem Vergussmaterial (18) Leuchtstoff zum Konvertieren der elektromagnetischen Strahlung und
Wärmeleitpartikel zum Leiten von im Betrieb der
elektromagnetische Strahlung emittierenden Baugruppe (10 ) entstehender Wärme eingebettet sind, wobei das
Vergussmaterial (18) , die Leuchtstoffpartikel und die
Wärmeleitpartikel so ausgebildet sind und Prozessparamater so vorgegeben werden, dass die Leuchtstoffpartikel und die
Wärmeleitpartikel in dem Vergussmaterial (18) sedimentieren und die Leuchtstoffkonzentration in dem Vergussmaterial (18) nahe dem elektromagnetische Strahlung emittierenden
Bauelement (14) größer wird als die Partikelkonzentration der Wärmeleitpartikel in dem Vergussmaterial (18 ) nahe dem elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement (14) .
8. Verfahren nach Anspruch 7 , bei dem das Vergussmaterial (18) und die Leuchtstoffpartikel so ausgebildet sind und Prozessparamater so vorgegeben werden, dass die Leuchtstoffe in dem Vergussmaterial so sedimentieren, dass eine
Leuchtstoffkonzentration des Leuchtstoffs in dem
Vergussmaterial (18) nahe dem elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement (14) größer wird als in dem
Vergussmaterial ( 18 ) fern von dem elektromagnetische
Strahlung emittierenden Bauelement (14) .
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 oder 8 , bei dem das Vergussmaterial (18 ) und die Wärmeleitpartikel so ausgebildet sind und Prozessparamater so vorgegeben werden, dass die Wärmeleitpartikel in dem Vergussmaterial sedimentieren und eine Partikelkonzentration der Wärmeleitpartikel in dem
Vergussmaterial (18) nahe dem elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement (14) größer wird als in dem
Vergussmaterial (18) fern von dem elektromagnetische
Strahlung emittierenden Bauelement (14) .
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei dem das Vergussmaterial ( 18 ) , die Leuchtstoffpartikel und die
Wärmeleitpartikel so ausgebildet sind und Prozessparamater so vorgegeben werden, dass die Leuchtstoffpartikel und die
Wärmeleitpartikel in dem Vergussmaterial (18) sedimentieren und die Leuchtstoffkonzentration in dem Vergussmaterial (18) fern von dem elektromagnetische Strahlung emittierenden
Bauelement (14) größer wird als die Partikelkonzentration der Wärmeleitpartikel in dem Vergussmaterial (18) fern von dem elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelement (14 ) .
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10 , bei dem als Wärmeleitpartikel Partikel verwendet werden, die eine
thermische Leitfähigkeit in einem Bereich zwischen 1 W/mK und 9 W/mK haben .
PCT/EP2014/055952 2013-04-05 2014-03-25 Elektromagnetische strahlung emittierende baugruppe und verfahren zum herstellen einer elektromagnetische strahlung emittierenden baugruppe Ceased WO2014161748A1 (de)

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