WO2020053371A1 - VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINER SCHICHT AUS EINEM IN EINEM FLIEßFÄHIGEN ZUSTAND BEREITGESTELLTEN MATERIAL AUF EINER OPTOELEKTRONISCHEN LEUCHTVORRICHTUNG - Google Patents

VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINER SCHICHT AUS EINEM IN EINEM FLIEßFÄHIGEN ZUSTAND BEREITGESTELLTEN MATERIAL AUF EINER OPTOELEKTRONISCHEN LEUCHTVORRICHTUNG Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a device and a method for producing a layer from a material provided in a flowable state on an optoelectronic lighting device.
  • a material provided in the flowable state, in particular for forming a layer is applied to at least a certain area of a surface of the optoelectronic lighting device.
  • the present invention is therefore based on the object of creating a possibility with which a layer of a material made available in the flowable state can be easily formed on a surface of an optoelectronic lighting device.
  • a device according to the invention for producing a layer from a material provided in a flowable state on an optoelectronic lighting device comprises a, in particular plate-like, limiting device, and a holding device for holding the limiting device at a certain distance above the lighting device to form the layer between the limiting device and the lighting device.
  • the layer to be produced can be formed in the space between a surface of the lighting device and the delimiting device arranged above, made of flowable material, such as silicone or epoxy resin, which is brought into the space from above.
  • the limiting device can be removed again after the material has hardened. Curing, e.g. for shape stabilization, using the limiting device, while curing can take place without a limiting device.
  • the delimiting device can be arranged at a fixed distance from the surface of the lighting device, a precisely defined layer thickness results, at least in some areas. Structures on the top of the layer can also be implemented, as will be explained below.
  • the limiting device is preferably designed in the manner of a plate. It can be viewed as a type of upper base plate, on the underside of which, for example, a delimiting element can be arranged, which forms a wall and can be used as a lateral delimitation for the layer to be formed.
  • a point contact between the limiting device and the lighting device or the top of the carrier can also be realized by means of the holding device.
  • the layer formed can have a defined height or thickness, at least in one region, which corresponds to the distance between the delimiting device and the surface of the Illuminating device corresponds if the device is arranged as intended for producing the layer above the lighting device.
  • a certain casting height for the originally flowable material can be achieved by means of the device according to the invention.
  • the device according to the invention makes it possible, in particular, to implement layers over optoelectronic semiconductor components of the lighting device which have a certain thickness or have a certain structure on their upper side.
  • Such a layer can have a positive influence on the emission properties of the semiconductor components, for example with regard to the color location distribution. If the layer is formed, for example, over the emission surface of an optoelectronic semiconductor component, its height can be determined relatively precisely. In this way, for example, a relatively narrow color location distribution can be ensured in the production of white LEDs.
  • the delimiting device can have at least one opening running through from its top to its underside, in particular for introducing the material into the space between the delimiting device and the lighting device.
  • the holding device can have at least one spacer.
  • the spacer is preferably arranged on the delimiting device and / or an end of the spacer lying away from the delimiting device can be brought into contact with the lighting device.
  • An underside of the delimiting device which faces the lighting device when the delimiting device is arranged at a distance above the lighting device, can have a structuring at least in a region of its underside, in particular for forming a structuring device complementary structure on top of the layer of flowable material.
  • An underside and / or another surface side of the limiting device can have a non-stick coating. The limiting device can thus be removed more easily.
  • the delimiting device is arranged at a distance above the lighting device, the area of the underside lies above a light-emitting area of an optoelectronic semiconductor component and the structuring is further configured such that an optical element can be formed in the layer above the light-emitting area.
  • the optical element can be a lens.
  • An underside of the delimiting device which faces the lighting device when the delimiting device is arranged at the distance above the lighting device as intended, can have a first area which is at a first distance from the top of the lighting device, and can have at least one second area which has one has a second distance from the top of the lighting device, which differs from the first distance.
  • a layer can thus be formed from the flowable material and has different heights in different areas. This is advantageous, for example, if casting layers of different thicknesses are to be formed over adjacent optoelectronic semiconductor components, such as LEDs. In this way, for example, different degrees of conversion or color locations can be realized with a converter volume encapsulation. For example, adjacent LEDs can be coated with a potting compound in this way that "cold" white light is emitted over one LED and "warm” white light is emitted over the other LED.
  • sedimentation can take place after the volume pouring. This can of course or e.g. be forced in a centrifuge. Due to the initially different fill levels over a chip, there are also different thicknesses of a sedimented phosphor layer. Using a subsequent grinding process in silicone as a clear component over the sedimented phosphor, a uniform component thickness can be achieved over the substrate. A different material as a clear component is also possible, e.g. Epoxy resin.
  • the flowable material does not cover a first area of the lighting device, in particular a carrier top of the lighting device, and covers a second area of the lighting device adjacent to the first area.
  • the limiting device can be dimensioned such that it at least substantially covers at least the second region.
  • the entire second area can thus be provided with a layer which can have a defined height or can have different, defined heights in different areas and / or can have a defined structure in an area of its upper side.
  • the device can have a delimiting element with an underside and at least one lateral surface, the delimiting element being designed, in particular to protect the first region from the flowable material, and can be temporarily arranged on the lighting device, in particular on the upper side of the support, such that the underside of the delimiting element contacts the first region and the lateral surface and / or an edge between the underside and the lateral surface delimits the first area from the second area.
  • the device according to the invention can thus also have a delimiting element which can be brought with the underside onto the surface of the lighting device, which is in particular the top of the carrier.
  • the underside can rest on the surface, and the delimiting device can be dimensioned such that the lateral surface and / or the edge delimits the first region from the second region.
  • the flowable material can then be applied to the second area, the restriction device preventing - e.g. by the effect of the so-called "bleeding" - the flowable material reaches the first area from the second area and thus inadvertently wets it.
  • the limiting device can be removed.
  • the limiting device can thus serve as a kind of dam that covers the first area protects the surface of the lighting device from the material.
  • the “dam” is only provided temporarily because the limiting device is removed after curing.
  • the limiting element can be arranged or can be arranged on the limiting device, in particular on its underside.
  • the limiting element can in particular be firmly connected to the limiting device.
  • the edge can have a course which corresponds at least approximately to a boundary line between the first region and the second region.
  • the first region can be delimited relatively precisely from the second region and in particular a slight wetting of the first region can also be avoided.
  • the lateral surface of the delimiting element is preferably closed in a circumferential direction, in particular running parallel to the underside. The side surface can therefore form a completely continuous, closed partition.
  • the underside and / or the edge of the delimiting element can be brought into contact with the lighting device, in particular the upper side of its support, over its entire length. This prevents the material from flowing from the second area to the first area along the entire boundary line between the first area and the second area.
  • the underside and / or the edge and / or the lateral surface of the delimiting element can have a coating, in particular to avoid or limit the flow of the material along the delimiting element itself.
  • the side surface can have a stop device.
  • the stop device on the side surface can define a maximum fill level for the material.
  • the limiting element can be formed at least partially from a deformable and / or elastic material.
  • the limiting element can thereby be pressed onto the surface of the lighting device in an improved manner. This results in an improved seal between the two areas on the surface of the lighting device or the top of the carrier.
  • the lateral surface of the delimiting element can extend, in particular in a straight line, at an angle of at least approximately 90 degrees to the underside or run upwards and outwards from the underside.
  • the side surface can also be curved, in particular concave or convex, upwards and run outwards. In a plane perpendicular to
  • the limiting element can have a rectangular, square or triangular cross section. Other cross-sectional shapes are also possible.
  • the edge between the underside and the lateral surface can be rounded. The shape and the course of the lateral surface are reflected in the shape and in the course of a side surface of the layer formed from the flowable material that is formed on the lateral surface.
  • the delimiting element can be designed in the form of a frame-like structure which surrounds an inner region, the inner region being preferably dimensioned such that at least one optoelectronic semiconductor component, in particular an LED chip, can be accommodated therein, with, further preferably, the lateral surface is the surface side of the frame-like structure that faces the interior region or that faces away from the interior region.
  • the limiting device thus allows the formation of a layer of the originally flowable material around the semiconductor component. Depending on the dimensioning of the limiting device, the layer can be at a distance from the semiconductor component or can be connected flush with it.
  • the delimiting element can in particular be designed in the form of a stamp, the underside of which has at least approximately the size and / or shape of the first region.
  • the delimiting element can thus cover the first area on the surface of the lighting device, so that the surroundings of the covered first area can be covered with flowable material without the first area being wetted.
  • Components used temporarily such as in particular the limiting element or the limiting device, can have a poorly adhering surface or a non-stick coating. This can make it easier to demould later.
  • the invention also relates to a method for producing at least one layer on an optoelectronic lighting device, comprising the steps:
  • the device can be fixed on the carrier, in particular clamped, or pressed on.
  • Limiting device or an optoelectronic lighting device the application of flowable material is illustrated, and in addition different variants of a limiting device are shown, and
  • the device 21 shown in FIGS. 1 to 3 comprises a delimiting element 23 with an underside 25 and at least one lateral surface 27.
  • the delimiting element 23 has an at least approximately rectangular cross section and is preferably formed from a soft, deformable material.
  • a circumferential direction U running perpendicular to the image plane the delimiting element 23 is completely closed.
  • the delimiting element 23 thus forms a frame, as seen along its circumferential direction U, which can be, for example, rectangular or square or also ring-shaped.
  • the lateral surface 27 is also completely closed, as seen along the circumferential direction U.
  • the lateral surface 27 therefore forms a wall which surrounds an inner region 29 encompassed by the frame-like delimiting element 23.
  • the limiting device 21 also has an upper, rigid limiting device 51, which is designed in the form of a base plate, on the underside of which the limiting element 23 is arranged.
  • the base plate 51 has at least one opening from its top to its bottom through which the inner region 29 is accessible.
  • at least one flowable material 55 in particular in the form of a layer, can be applied to a plate-like carrier 33 of an optoelectronic lighting device 31.
  • the carrier 33 comprises a substrate 39 and one
  • Metallization layer 37 This can be divided into individual partial areas that are electrically separated from one another.
  • the layer 37 can therefore not be arranged on the entire upper side 35 of the carrier 33, but only on one
  • At least one optoelectronic semiconductor component 41 which can be, for example, an LED chip, is also arranged on the upper side 35 of the carrier 33.
  • a light-emitting region is formed on the upper side of the semiconductor component 41 and is covered by an optional, in particular transparent, material layer 43.
  • the semiconductor component 41 can be electrically connected to the metallization layer 37 via at least one bonding wire 45.
  • the lighting device 31 it is provided in the lighting device 31 that at least one layer of at least one material 55, which is processed in the flowable state, is applied to the upper side 35 of the carrier 33.
  • the material 55 should not cover a first region 47 on the upper side 35 of the carrier and should cover a second region 49 adjacent to the first region 47 on the carrier surface 35.
  • carrier top or “carrier surface” are to be understood broadly and in particular should also include surface areas of elements or devices which are arranged on the carrier 33.
  • vertical dashed lines are drawn in FIG. 1.
  • the boundary line G between the two regions 47, 49 also extends in the plane of the upper side 35 of the carrier.
  • the material 55 is processed in the flowable state and in particular applied to the upper side 35 of the carrier. It then hardens, for example in a thermal process.
  • the limiting device 21 is used to apply the material 55 in the flowable state to the upper side 35 of the carrier 33. This is temporarily arranged on the upper side 35 and removed again after hardening or hardening.
  • the side surface 27 can be made of a material, for example with poor adhesion or poor wettability.
  • the underside 23 and / or the lateral surface 25 and / or an optionally rounded edge 61 between the underside 23 and the lateral surface 25 is / are designed and dimensioned such that the delimiting device 21 when the underside 23 rests on the carrier surface 35, delimits the first region 47 with respect to the second region 49.
  • the edge 61 running between the underside 25 and the lateral surface 27 has a course along the circumferential direction U which corresponds at least approximately to the boundary line G between the first region 47 and the second region 49 when the underside 25 rests on the carrier surface 35 .
  • the edge 61 can be brought into contact with the upper side 35 of the carrier over its entire course along the boundary line G.
  • the edge 61 and the lateral surface 27 can thus form a lateral boundary for the material 55 applied to the second region 49 by means of an application device 53, as illustrated in particular in FIG. 2.
  • the application device 53 can act like a type of dispenser, which dispenses the flowable material 55 via a downward-directed nozzle, so that the flowable material 55 can be applied to the surface 35 from above (cf. FIG. 2).
  • the limiting device 21 can, like a stamp, be temporarily arranged on the carrier surface 35 or pressed onto the carrier surface 35 with a force F indicated in FIG. 2.
  • the limiting device 21 can therefore also be regarded as a kind of stamping tool.
  • the force F can be generated, for example, in that the limiting device 21 clamps on the carrier surface 35 or is pressed onto the carrier surface 35 by means of a corresponding device.
  • the area between the edge 61 and the surface 35 can be sealed particularly well, and thus the material 55 can be prevented from flowing over the boundary line G and onto the first area 47.
  • the sealing effect can be further improved by designing the limiting element 23 from a soft, deformable material.
  • a coating can be provided on the side surface 27, the underside 25 and / or the edge 61, which brings about a better seal.
  • the material 55 can be filled up to a desired level laterally next to the wall formed by the lateral surface 27 of the delimiting element 23.
  • a stop device 57 can be arranged on the lateral surface 27. This can comprise a plurality of stop elements which protrude from the lateral surface 27 at a certain distance from the underside 25 and as seen in the direction of rotation U offset from one another.
  • the stop device 57 can also be designed as a circumferential collar which projects from the lateral surface 27. The stop device 57 can prevent the material applied by means of the application device 53 from exceeding the height level of the stop device 57 (cf. FIG. 2).
  • a maximum filling level for the flowable material 55 can thus be achieved or ensured by means of the stop device 57.
  • the stop device 57 can have a surface made of a weakly adhering material. The removal of the limiting device 21 can thereby be facilitated. After the material 55 has hardened, the
  • Limiting device 21 can be removed again, as shown in FIG. 3. Curing, e.g. for shape stabilization, with the limiting device 21, whereas the material 55 can harden without the limiting device 21. There is a clear demarcation between the uncovered first area 47 and the second area 49 covered with material 55. A flow, which is also referred to as "bleeding", of the still flowable material 55 into the first area 47 could thus be achieved by using the Limiting device
  • Limiting device 21 differs from that
  • the limiting element 23 has a triangular cross-sectional area.
  • the side surface 27 is outside.
  • Limiting element 23 when it is brought into contact with the upper side 35 of the carrier 33 with its lower side 25, covers a first region 47 of the upper side 35 of the carrier and thus separates this from the adjacent, outer, second region 49.
  • the semiconductor component 41 can be a light-emitting chip which has a light exit region on its lateral surface.
  • the chip can in particular be an LED designed as a volume emitter.
  • the flowable material 55 can in turn be applied to the second region 49 by means of an application device 53, as shown in FIG. 2.
  • the oblique upward and outward lateral surface 27 results in a corresponding bevel 59 on the surface side of the layer formed by the material 55 facing the semiconductor component 41 (cf. FIG. 6).
  • the material 55 has a defined shape of the flank opposite the light exit area. This can bring about an improved beam shaping and thus an improved coupling-out efficiency. This is illustrated in FIG. 6 by the arrows P, which show the light path of the light emitted by the semiconductor component 41 as an example.
  • the limiting device 21 described with reference to FIGS. 7 to 9 has a limiting element 23 attached to the base plate 51, which, in contrast to the limiting elements described above, does not have a frame-like structure, but at least approximately in the form of an ellipsoidal, ball or egg-shaped structure is formed.
  • the underside 25 of the delimiting element 23 can, as shown in FIG. 8, be applied to the upper side of the material layer 43.
  • the underside 25 is dimensioned such that it at least approximately covers an emission surface of the semiconductor component 41 and can thus protect a defined first region 47 on the top side 35 of the carrier 33 from material applied in a flowable state.
  • the edge of the emission surface can thus be delimited by adjacent material layers 55a, 55b.
  • an improved contrast can be achieved in the light emitted by the semiconductor component 41.
  • the underside 25 with the edge 61 running in the circumferential direction U can in turn, as previously described, be pressed onto the first region 47 with a force F.
  • An effective seal can thereby be achieved and a bleeding of flowable material onto the first region 47 can be avoided.
  • a coating can further improve the sealing effect.
  • two layers 55a, 55b made of different materials which are applied in a flowable state by means of the device 53, are applied to the second region 49 of the upper side 35.
  • the lateral surface 27 of the delimitation element 23 forms a circumferential wall for the material layers 55a, 55b that runs in the circumferential direction U of the delimitation element 23. These can be formed up to this boundary wall. Due to their shape, as shown in FIG. 9, a type of crater can be formed laterally above the material layer 43 by the material layers 55a, 55b, in particular if the casting heights are sufficiently high. The crater can improve the beam quality of the light emitted from the semiconductor device 41.
  • the limiting device 21 of FIGS. 7 and 8 can in turn be regarded as a type of stamp which is temporarily arranged on the top of the layer 43 to form the layers 55a, 55b and to protect the first region 47.
  • the limiting device 21 can also be used for use in screen-printed layers. 10 to 12 show a temporary delimitation device 21 or an optoelectronic lighting device 31.
  • the device 21 is also suitable for producing at least one defined layer from the material 55 provided in the flowable state.
  • the device 21 has a delimitation device in the form of the delimitation plate 51 and a holding device 63 for holding the delimitation plate 51 at a certain distance A above the upper side 35 of the carrier 33 when the device 21 lies on the upper side 35 as intended.
  • the holding device 63 can be designed in the form of one or more, for example rod-shaped, spacers which are arranged on the delimitation plate 51 and whose end remote from the delimitation plate 51 lies at a distance A below the delimitation plate 51.
  • the holding device 63 is preferably rigid, so that it can strike the top 35 when the device 21 is pressed onto the top 35.
  • a limiting element 23 is also arranged on the underside of the limiting plate 51, as previously described. However, for the use of the device for producing the at least one layer 55 with a certain height, the delimiting element can only be seen as an optional device.
  • the boundary plate 51 has openings 73 which pass through from its upper side 65 to its lower side 67 and are provided in particular for introducing the material to form the material layer 55 between the boundary plate 51 and the carrier upper side 35.
  • FIG. 11 shows two different configurations of the boundary plate 51.
  • the boundary plate 51 In the upper part of FIG. 11 (cf. FIG. 11a), the boundary plate 51 has a flat upper side 65 and formed with a flat bottom 67.
  • a layer 55 can be formed from the material provided in the flowable state, which is applied via the application device 53 and through one of the openings 73, which has a defined height H to the upper side 35 of the carrier or a defined height h1 with respect to the upper side of the semiconductor components 41, which may be LED chips, for example.
  • the height h1 above the semiconductor components 51 is defined by the use of the boundary plate 51 for producing the layer 55 according to FIG. 11a, cf. Fig. 12a.
  • the material layer thickness above the emitting component can thus be set precisely. This allows deviations in the color location distribution to be reduced.
  • the limiting plate 51 is likewise also designed with a flat upper side 65.
  • the underside 67 has a structuring 69, which is provided to form a complementary structure 71 on the top 75 of the layer 55, as shown in FIG. 12b.
  • an optical element 77 in particular a lens, can be formed above the light-emitting region of the semiconductor components 41.
  • the underside 67 of the limiting device 51 can also consist of an area with a structure 69 and of a flat area.
  • a device 21 is used in which the underside 67 of the limiting plate 51 is designed in a stepped manner.
  • the underside 67 therefore has at least a first region 79, which is a first distance h1 from the top of the one Semiconductor component 41, and a second region 81, which has a second distance h2 to the top of the adjacent, second semiconductor component 41 when the device 21 is arranged on the carrier surface 35.
  • a material layer 55 can thus be formed in which the layer heights h1, h2 are different over the adjacent semiconductor components 41. This allows different color locations for the

Landscapes

  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

Eine Vorrichtung zur Herstellung einer Schicht aus einem in einem fließfähigen Zustand bereitgestellten Material auf einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung umfasst: eine, insbesondere plattenartige, Begrenzungseinrichtung, und eine Halteeinrichtung zum Halten der Begrenzungseinrichtung in einem bestimmten Abstand oberhalb der Leuchtvorrichtung zur Ausbildung der Schicht zwischen der Begrenzungseinrichtung und der Leuchtvorrichtung.

Description

VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINER SCHICHT AUS EINEM IN EINEM FLIEßFÄHIGEN ZUSTAND BEREITGESTELLTEN MATERIAL
AUF EINER OPTOELEKTRONISCHEN LEUCHTVORRICHTUNG
BESCHREIBUNG
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Anmeldung DE 10 2018 122 572.5, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Schicht aus einem in einem fließfähigen Zustand bereitgestellten Material auf einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung .
Bei optoelektronischen Leuchtvorrichtungen kann es vorgesehen sein, dass ein im fließfähigen Zustand bereitgestelltes Material, insbesondere zur Bildung einer Schicht, auf wenigstens einen bestimmten Bereich einer Oberfläche der optoelektronischen Leuchtvorrichtung aufgebracht wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, mit der auf einfache Weise eine Schicht aus einem im fließfähigen Zustand bereitgestellten Material auf einer Oberfläche einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung gebildet werden kann.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben .
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung einer Schicht aus einem in einem fließfähigen Zustand bereitgestellten Material auf einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung umfasst eine, insbesondere plattenartige, Begrenzungs-einrichtung, und eine Halteeinrichtung zum Halten der Begrenzungseinrichtung in einem bestimmten Abstand oberhalb der Leuchtvorrichtung zur Ausbildung der Schicht zwischen der Begrenzungseinrichtung und der Leuchtvorrichtung.
Die herzustellende Schicht kann in dem Raumbereich zwischen einer Oberfläche der Leuchtvorrichtung und der darüber angeordneten Begrenzungseinrichtung gebildet werden, aus fließfähigem Material, wie etwa Silikon oder Epoxidharz, das von oben in den Raumbereich gebracht wird. Die Begrenzungseinrichtung kann nach dem Aushärten des Materials wieder entfernt werden. Es kann auch ein Anhärten, z.B. zur Formstabilisierung, unter Verwendung der Begrenzungseinrichtung erfolgen, während das Aushärten ohne Begrenzungseinrichtung stattfinden kann.
Da sich die Begrenzungseinrichtung in einem festen Abstand zur Oberfläche der Leuchtvorrichtung anordnen lässt, ergibt sich, zumindest bereichsweise, eine genau definierte Schichtdicke. Auch Strukturen auf der Oberseite der Schicht können, wie nachstehend noch erläutert werden wird, realisiert werden. Die Begrenzungseinrichtung ist dabei vorzugsweise in Art einer Platte ausgebildet. Sie kann als eine Art obere Grundplatte angesehen werden, an deren Unterseite zum Beispiel noch ein Begrenzungselement angeordnet sein kann, das eine Wandung bildet und als seitliche Begrenzung für die zu bildende Schicht eingesetzt werden kann.
Auch ein punktueller Kontakt zwischen der Begrenzungseinrichtung und der Leuchtvorrichtung bzw. der Trägeroberseite kann mittels der Halteeinrichtung realisiert werden .
Die gebildete Schicht kann, wie erwähnt, zumindest in einem Bereich, eine definierte Höhe bzw. Dicke aufweisen, die dem Abstand der Begrenzungseinrichtung zur Oberfläche der Leuchtvorrichtung entspricht, wenn die Vorrichtung bestimmungsgemäß zur Herstellung der Schicht über der Leuchtvorrichtung angeordnet ist. Somit kann zum Beispiel eine bestimmte Vergusshöhe für das ursprünglich fließfähige Material mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung erreicht werden. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung lassen sich insbesondere Schichten über optoelektronischen Halbleiterbauteilen der Leuchtvorrichtung realisieren, die eine bestimmte Dicke aufweisen bzw. eine bestimmte Struktur an ihrer Oberseite aufweisen. Eine derartige Schicht kann die Emissionseigenschaften der Halbleiterbauteile, zum Beispiel in Bezug auf die Farbortverteilung, positiv beeinflussen. Wird die Schicht zum Beispiel über der Emissionsfläche eines optoelektronischen Halbleiterbauteils gebildet, kann deren Höhe relativ genau festgelegt werden. Dadurch kann zum Beispiel bei der Herstellung von weißen LEDs eine verhältnismäßig enge Farbortverteilung sichergestellt werden.
Die Begrenzungseinrichtung kann wenigstens eine von ihrer Oberseite zu ihrer Unterseite durchgehende Öffnung aufweisen, insbesondere zum Einbringen des Materials in den Raumbereich zwischen der Begrenzungseinrichtung und der Leuchtvorrichtung.
Die Halteeinrichtung kann wenigstens einen Abstandshalter aufweisen. Bevorzugt ist der Abstandshalter an der Begrenzungseinrichtung angeordnet und/oder ein von der Begrenzungseinrichtung entfernt liegendes Ende des Abstandhalters ist in Anlage mit der Leuchtvorrichtung bringbar.
Eine Unterseite der Begrenzungseinrichtung, die der Leuchtvorrichtung zugewandt ist, wenn die Begrenzungseinrichtung in dem Abstand oberhalb der Leuchtvorrichtung angeordnet ist, kann wenigstens in einem Bereich ihrer Unterseite eine Strukturierung aufweisen, insbesondere zur Ausbildung einer zur Strukturierung komplementären Struktur auf der Oberseite der Schicht aus dem fließfähigen Material.
Eine Unterseite und/oder eine andere Oberflächenseite der Begrenzungseinrichtung kann eine Antihaftbeschichtung aufweisen. Die Begrenzungseinrichtung kann dadurch einfacher entfernt werden.
Bevorzugt liegt, wenn die Begrenzungseinrichtung in dem Abstand oberhalb der Leuchtvorrichtung angeordnet ist, der Bereich der Unterseite über einem lichtemittierenden Bereich eines optoelektronischen Halbleiterbauteils und die Strukturierung ist ferner derart ausgebildet, dass in der Schicht oberhalb des lichtemittierenden Bereichs ein optisches Element ausbildbar ist. Bei dem optischen Element kann es sich um eine Linse handeln .
Eine Unterseite der Begrenzungseinrichtung, die der Leuchtvorrichtung zugewandt ist, wenn die Begrenzungseinrichtung bestimmungsgemäß in dem Abstand oberhalb der Leuchtvorrichtung angeordnet ist, kann einen ersten Bereich aufweisen, der einen ersten Abstand zu der Oberseite der Leuchtvorrichtung aufweist, und wenigstens einen zweiten Bereich aufweisen, der einen zweiten Abstand zur Oberseite der Leuchtvorrichtung aufweist, welcher sich von dem ersten Abstand unterscheidet. Aus dem fließfähigen Material kann somit eine Schicht gebildet werden, die in unterschiedlichen Bereichen unterschiedliche Höhen aufweist. Dies ist zum Beispiel vorteilhaft, wenn unterschiedlich dicke Vergussschichten über benachbarten optoelektronischen Halbleiterbauelementen, wie etwa LEDs, ausgebildet werden sollen. Dadurch können beispielweise unterschiedliche Konversionsgrade bzw. Farborte mit einem Konverter-Volumenverguss realisiert werden. Z.B. können benachbarte LEDs derart mit einem Verguss beschichtet werden, dass über einer LED „kaltes" weißes Licht und über der anderen LED „warmes" weißes Licht emittiert wird.
In einer Variante kann nach dem Volumenverguss eine Sedimentation erfolgen. Diese kann natürlich oder z.B. in einer Zentrifuge erzwungen werden. Aufgrund von initial unterschiedlichen Füllstandhöhen über einem Chip ergeben sich ebenfalls unterschiedliche Dicken einer sedimentierten Phosphorschicht. Mittels eines nachfolgenden Schleifprozesses in Silikon als klare Komponente über dem absedimentierten Phosphor kann eine gleichmäßige Bauteildicke über dem Substrat erzielt werden. Auch ein anderes Material als klare Komponente ist möglich, z.B. Epoxidharz.
Es kann vorgesehen sein, dass das fließfähige Material einen ersten Bereich der Leuchtvorrichtung, insbesondere einer Trägeroberseite der Leuchtvorrichtung, nicht bedeckt und einen an den ersten Bereich angrenzenden zweiten Bereich der Leuchtvorrichtung bedeckt. Die Begrenzungseinrichtung kann derart dimensioniert sein, dass sie zumindest den zweiten Bereich zumindest im Wesentlichen überdeckt. Der gesamte zweite Bereich kann somit mit einer Schicht versehen werden, die eine definierte Höhe aufweisen kann oder in unterschiedlichen Bereichen unterschiedliche, definierte Höhen aufweisen kann und/oder eine definierte Struktur in einem Bereich ihrer Oberseite aufweisen kann.
Die Vorrichtung kann ein Begrenzungselement mit einer Unterseite und wenigstens einer seitlichen Oberfläche aufweisen, wobei, insbesondere zum Schutz des ersten Bereichs vor dem fließfähigen Material, das Begrenzungselement derart ausgebildet und temporär derart auf der Leuchtvorrichtung, insbesondere auf der Trägeroberseite, anordenbar ist, dass die Unterseite des Begrenzungselements den ersten Bereich kontaktiert und die seitliche Oberfläche und/oder eine Kante zwischen der Unterseite und der seitlichen Oberfläche den ersten Bereich gegenüber dem zweiten Bereich abgrenzt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann somit ebenfalls ein Begrenzungselement aufweisen, das mit der Unterseite auf der Oberfläche der Leuchtvorrichtung, bei der es sich insbesondere um die Trägeroberseite handelt, gebracht werden kann. Die Unterseite kann dabei auf der Oberfläche aufliegen, und die Begrenzungsvorrichtung kann derart dimensioniert sein, dass die seitliche Oberfläche und/oder die Kante den ersten Bereich vom zweiten Bereich abgrenzt. Das fließfähige Material kann sodann auf den zweiten Bereich aufgebracht werden, wobei die Begrenzungsvorrichtung verhindert, dass - z.B. durch den Effekt des sogenannten „Bleeding" - das fließfähige Material vom zweiten Bereich zum ersten Bereich gelangt und diesen somit ungewollt benetzt. Nach dem Aushärten des Materials kann die Begrenzungsvorrichtung entfernt werden. Die Begrenzungsvorrichtung kann somit als eine Art Damm dienen, der den ersten Bereich der Oberfläche der Leuchtvorrichtung vor dem Material schützt. Der „Damm" ist allerdings nur temporär vorgesehen, da die Begrenzungsvorrichtung nach dem Aushärten entfernt wird.
Das Begrenzungselement kann an der Begrenzungseinrichtung, insbesondere an dessen Unterseite, angeordnet oder anordenbar sein. Das Begrenzungselement kann insbesondere fest mit der Begrenzungseinrichtung verbunden sein.
Die Kante kann einen Verlauf aufweisen, der zumindest annähernd einer Grenzlinie zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich entspricht. Dadurch kann der erste Bereich verhältnismäßig genau vom zweiten Bereich abgegrenzt werden und insbesondere auch eine geringfügige Benetzung des ersten Bereichs vermieden werden. Die seitliche Oberfläche des Begrenzungselements ist vorzugsweise in einer, insbesondere parallel zur Unterseite verlaufenden, Umfangsrichtung geschlossen. Die seitliche Oberfläche kann daher eine vollumfänglich durchgehende, geschlossene Trennwand bilden.
Die Unterseite und/oder die Kante des Begrenzungselements kann über ihre gesamte Länge in Kontakt mit der Leuchtvorrichtung, insbesondere dessen Trägeroberseite, bringbar sein. Dadurch kann längs der gesamten Grenzlinie zwischen dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich ein Fließen des Materials vom zweiten Bereich zum ersten Bereich vermieden werden.
Die Unterseite und/oder die Kante und/oder die seitliche Oberfläche des Begrenzungselements können eine Beschichtung, insbesondere zur Vermeidung oder Begrenzung eines Fließens des Materials entlang des Begrenzungselementes selbst, aufweisen.
Die seitliche Oberfläche kann eine Stoppeinrichtung aufweisen. Die Stoppeinrichtung an der seitlichen Oberfläche kann eine maximale Füllhöhe für das Material definieren.
Das Begrenzungselement kann zumindest teilweise aus einem verformbaren und/oder elastischen Material ausgebildet sein. Das Begrenzungselement kann dadurch in verbesserter Weise auf die Oberfläche der Leuchtvorrichtung aufgedrückt werden. Dabei ergibt sich eine verbesserte Abdichtung zwischen den beiden Bereichen auf der Oberfläche der Leuchtvorrichtung bzw. der Trägeroberseite .
Die seitliche Oberfläche des Begrenzungselements kann, insbesondere geradlinig, in einem Winkel von zumindest annähernd 90 Grad zur Unterseite verlaufen oder von der Unterseite weg nach oben und nach außen verlaufen. Die seitliche Oberfläche kann auch gekrümmt, insbesondere konkav oder konvex, nach oben und nach außen verlaufen. In einer Ebene senkrecht zur
Unterseite gesehen kann das Begrenzungselement einen rechteckigen, quadratischen oder dreieckigen Querschnitt aufweisen. Auch andere Querschnittsformen sind möglich. Die Kante zwischen der Unterseite und der seitlichen Oberfläche kann abgerundet ausgestaltet sein. Die Form und der Verlauf der seitlichen Oberfläche spiegelt sich in der Form und im Verlauf einer sich an der seitlichen Oberfläche ausbildenden Seitenfläche der aus dem fließfähigen Material gebildeten Schicht wieder.
Das Begrenzungselement kann in Form eines rahmenartigen Gebildes ausgebildet sein, das einen Innenbereich umgibt, wobei, vorzugsweise, der Innenbereich derart dimensioniert ist, dass darin wenigstens ein optoelektronisches Halbleiterbauteil, insbesondere ein LED-Chip, aufnehmbar ist, wobei, ferner bevorzugt, die seitliche Oberfläche die dem Innenbereich zugewandte oder die vom Innenbereich abgewandte Oberflächenseite des rahmenartigen Gebildes ist. Die Begrenzungsvorrichtung erlaubt somit die Ausbildung einer Schicht aus dem ursprünglich fließfähigen Material um das Halb leiterbauteil herum. Je nach Dimensionierung der Begrenzungs vorrichtung kann die Schicht einen Abstand zum Halbleiterbau teil aufweisen oder sich bündig daran anschließen.
Das Begrenzungselement kann insbesondere in Form eines Stempels ausgebildet sein, dessen Unterseite zumindest annähernd die Größe und/oder Form des ersten Bereichs aufweist. Mit dem Begrenzungselement kann somit der erste Bereich auf der Oberfläche der Leuchtvorrichtung überdeckt werden, so dass die Umgebung des überdeckten ersten Bereichs mit fließfähigem Material bedeckt werden kann, ohne dass eine Benetzung des ersten Bereichs erfolgt. Temporär eingesetzte Komponenten, wie insbesondere das Begrenzungselement oder die Begrenzungseinrichtung, können eine schlecht anhaftende Oberfläche oder eine Antihaftbeschichtung aufweisen. Eine spätere Entformung kann dadurch erleichtert werden .
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen wenigstens einer Schicht auf einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung mit den Schritten:
Bereitstellen eines Trägers, auf dessen Oberseite wenigstens ein optoelektronisches Halbleiterbauteil, insbesondere ein LED-Chip, angeordnet ist,
temporäres Anordnen auf dem Träger von einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche derart, dass die Begrenzungseinrichtung in dem bestimmten Abstand oberhalb der Oberseite des Trägers angeordnet ist, zur Ausbildung der Schicht zwischen der Begrenzungseinrichtung und der Oberseite des Trägers,
Aufbringen von fließfähigen Material auf den Träger in dem Raumbereich zwischen dem Träger und der Begrenzungseinrichtung, und
Entfernen der Vorrichtung nachdem das fließfähige Material ausgehärtet ist.
Die Vorrichtung kann auf dem Träger fixiert, insbesondere festgespannt, oder aufgedrückt werden.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen, jeweils schematisch,
Fig. 1 bis 3 eine jeweilige Querschnittsansicht einer
Variante einer temporären Begrenzungsvorrichtung bzw. einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung, wobei das Aufträgen von fließfähigem Material illustriert wird,
Fig. 4 bis
Figure imgf000011_0001
eine jeweilige Querschnittsansicht einer weiteren Variante einer temporären
Begrenzungsvorrichtung bzw. einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung, wobei das Aufträgen von fließfähigem Material illustriert wird,
Fig. 7 bis
Figure imgf000011_0002
eine jeweilige Querschnittsansicht noch einer weiteren Variante einer temporären Begrenzungsvorrichtung bzw. einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung, wobei das Aufträgen von fließfähigem Material illustriert wird,
Fig. 10 bis 12 eine jeweilige Querschnittsansicht noch einer weiteren Variante einer temporären
Begrenzungsvorrichtung bzw. einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung, wobei das Aufträgen von fließfähigem Material illustriert wird, und wobei zusätzlich unterschiedliche Varianten einer Begrenzungseinrichtung dargestellt sind, und
Fig. 13 bis 15 eine jeweilige Querschnittsansicht noch einer weiteren Variante einer temporären
Begrenzungsvorrichtung bzw. einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung mit einem Träger, wobei das Aufträgen von fließfähigem
Material illustriert wird, und wobei zusätzlich noch eine weitere Variante einer
Begrenzungseinrichtung zur Bildung einer
Materialschicht dargestellt ist. Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Vorrichtung 21 umfasst ein Begrenzungselement 23 mit einer Unterseite 25 und wenigstens einer seitlichen Oberfläche 27. Das Begrenzungselement 23 weist einen wenigstens annähernd rechteckigen Querschnitt auf und ist vorzugsweise aus einem weichen, verformbaren Material ausgebildet. In einer senkrecht zur Bildebene verlaufenden Umfangsrichtung U ist das Begrenzungselement 23 vollumfänglich geschlossen. Das Begrenzungselement 23 bildet somit, längs seiner Umfangsrichtung U gesehen, einen Rahmen, der zum Beispiel rechteckig oder quadratisch oder auch ringförmig ausgestaltet sein kann. Die seitliche Oberfläche 27 ist ebenfalls, längs der Umfangsrichtung U gesehen, vollständig geschlossen. Die seitliche Oberfläche 27 bildet daher eine Wandung, die eine von dem rahmenartigen Begrenzungselement 23 umfassten Innenbereich 29 umgibt.
Die Begrenzungsvorrichtung 21 weist außerdem eine obere, steife Begrenzungseinrichtung 51 auf, die in Form einer Grundplatte ausgestaltet ist, an deren Unterseite das Begrenzungselement 23 angeordnet ist. Die Grundplatte 51 weist mindestens eine von ihrer Oberseite zu ihrer Unterseite durchgehende Öffnung auf, über die der Innenbereich 29 zugänglich ist. Dadurch kann wenigstens ein fließfähiges Material 55, insbesondere in Form einer Schicht, auf einen plattenartigen Träger 33 einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung 31 aufgebracht werden.
Der Träger 33 umfasst ein Substrat 39 und eine
Metallisierungsschicht 37. Diese kann in einzelne Teilbereiche unterteilt sein, die elektrisch voneinander getrennt sind. Die Schicht 37 kann daher auch nicht auf der gesamten Oberseite 35 des Trägers 33 angeordnet sein, sondern nur auf einem
Teilbereich und daher zum Beispiel einzelne, voneinander getrennte Kontaktbereiche zur elektrischen Kontaktierung aufweisen. Auf der Oberseite 35 des Trägers 33 ist außerdem wenigstens ein optoelektronisches Halbleiterbauteil 41 angeordnet, bei dem es sich beispielsweise um einen LED-Chip handeln kann. Auf der Oberseite des Halbleiterbauteils 41 ist ein lichtemittierender Bereich ausgebildet, der von einer optionalen, insbesondere transparenten, Materialschicht 43, überdeckt ist. Über wenigstens einen Bonddraht 45 kann das Halbleiterbauteil 41 mit der Metallisierungsschicht 37 elektrisch verbunden sein.
Bei der Leuchtvorrichtung 31 ist vorgesehen, dass wenigstens eine Schicht aus wenigstens einem, im fließfähigen Zustand verarbeiteten Material 55 auf die Oberseite 35 des Trägers 33 aufgetragen wird. Dabei soll das Material 55 einen ersten Bereich 47 auf der Trägeroberseite 35 nicht bedecken und einen an den ersten Bereich 47 angrenzenden zweiten Bereich 49 auf der Trägeroberfläche 35 bedecken. Die Begriffe „Trägeroberseite" oder „Trägeroberfläche" sind breit zu verstehen und sollen insbesondere auch Oberflächenbereiche von Elementen oder Einrichtungen umfassen, die auf dem Träger 33 angeordnet sind. Zur Unterscheidung des ersten Bereichs 47 vom zweiten Bereich 49 sind senkrecht verlaufende gestrichelte Linien in Fig. 1 eingezeichnet. Die Grenzlinie G zwischen den beiden Bereichen 47, 49 erstreckt sich ferner in der Ebene der Trägeroberseite 35.
Das Material 55 wird im fließfähigen Zustand verarbeitet und insbesondere auf die Trägeroberseite 35 aufgebracht. Es härtet dann aus, zum Beispiel in einem thermischen Prozess. Zur Aufbringung des Materials 55 im fließfähigen Zustand auf die Oberseite 35 des Trägers 33 kommt die Begrenzungsvorrichtung 21 zum Einsatz. Diese wird temporär auf der Oberseite 35 angeordnet und nach dem Aushärten oder Anhärten wieder entfernt. Dafür kann die seitliche Oberfläche 27 beispielweise aus einem Material mit schlechter Haftung bzw. schlechter Benetzbarkeit hergestellt werden.
Bei der Begrenzungsvorrichtung 21 ist/sind die Unterseite 23 und/oder die seitliche Oberfläche 25 und/oder eine, gegebenenfalls abgerundete, Kante 61 zwischen der Unterseite 23 und der seitlichen Oberfläche 25 derart ausgebildet und dimensioniert, dass die Begrenzungsvorrichtung 21, wenn die Unterseite 23 auf der Trägeroberfläche 35 aufliegt, den ersten Bereich 47 gegenüber dem zweiten Bereich 49 begrenzt.
Insbesondere weist die zwischen der Unterseite 25 und der seitlichen Oberfläche 27 verlaufende Kante 61 längs der Umfangsrichtung U einen Verlauf auf, der zumindest annähernd der Grenzlinie G zwischen dem ersten Bereich 47 und dem zweiten Bereich 49 entspricht, wenn die Unterseite 25 auf der Trägeroberfläche 35 aufliegt. Die Kante 61 lässt sich über ihren gesamten Verlauf längs der Grenzlinie G in Kontakt mit der Trägeroberseite 35 bringen. Die Kante 61 und die seitliche Oberfläche 27 können somit eine seitliche Begrenzung für das mittels einer Auftrageinrichtung 53 auf dem zweiten Bereich 49 aufgebrachte Material 55 bilden, wie insbesondere Fig. 2 illustriert. Die Auftrageinrichtung 53 kann dabei wie eine Art Spender wirken, der das fließfähige Material 55 über eine nach unten gerichtete Düse abgibt, so dass das fließfähige Material 55 von oben auf die Oberfläche 35 aufgebracht werden kann (vgl. Fig . 2 ) .
Die Begrenzungsvorrichtung 21 kann, vergleichbar einem Stempel, temporär auf der Trägeroberfläche 35 angeordnet bzw. mit einer in Fig. 2 angedeuteten Kraft F auf die Trägeroberfläche 35 gedrückt werden. Die Begrenzungsvorrichtung 21 kann daher auch als eine Art Stempelwerkzeug angesehen werden. Die Kraft F kann beispielsweise dadurch erzeugt werden, dass die Begrenzungsvorrichtung 21 auf die Trägeroberfläche 35 gespannt oder mittels einer entsprechenden Vorrichtung auf die Trägeroberfläche 35 gedrückt wird.
Durch das Aufdrücken der Begrenzungsvorrichtung 21 kann der Bereich zwischen der Kante 61 und der Oberfläche 35 besonders gut abgedichtet und somit ein Fließen des Materials 55 über die Grenzlinie G und auf den ersten Bereich 47 verhindert werden. Die Dichtwirkung kann weiter verbessert werden, indem das Begrenzungselement 23 aus einem weichen, verformbaren Material ausgestaltet ist. Ferner kann eine Beschichtung auf der seitlichen Oberfläche 27, der Unterseite 25 und/oder der Kante 61 vorgesehen sein, die eine bessere Abdichtung bewirkt.
Wie Fig. 2 außerdem zeigt, kann das Material 55 seitlich neben der von der seitlichen Oberfläche 27 des Begrenzungselements 23 gebildeten Wandung bis zu einem gewünschten Niveau aufgefüllt werden. Dazu kann an der seitlichen Oberfläche 27 eine Stoppeinrichtung 57 angeordnet sein. Diese kann mehrere Stoppelemente umfassen, die in einem bestimmten Abstand zur Unterseite 25 und in Umlaufrichtung U gesehen zueinander versetzt aus der seitlichen Oberfläche 27 hervorragen. Alternativ kann die Stoppeinrichtung 57 auch als ein umlaufender und aus der seitlichen Oberfläche 27 hervorstehender Bund ausgestaltet sein. Durch die Stoppeinrichtung 57 kann verhindert werden, dass das mittels der Auftrageinrichtung 53 aufgebrachte Material das Höhenniveau der Stoppeinrichtung 57 übersteigt (vgl. Fig. 2) . Zumindest im Bereich der seitlichen Oberfläche 27 kann somit mittels der Stoppeinrichtung 57 eine maximale Füllhöhe für das fließfähige Material 55 erreicht bzw. sichergestellt werden. Die Stoppeinrichtung 57 kann eine Oberfläche aus einem schwach anhaftenden Material aufweisen. Dadurch kann das Entfernen der Begrenzungseinrichtung 21 erleichtert werden. Nach dem Aushärten des Materials 55 kann die
Begrenzungsvorrichtung 21 wieder entfernt werden, wie Fig. 3 zeigt. Es kann auch ein Anhärten, z.B. zur Formstabilisierung, mit der Begrenzungseinrichtung 21 erfolgen, wohingegen das Material 55 ohne Begrenzungsvorrichtung 21 aushärten kann. Es ergibt sich eine deutliche Abgrenzung zwischen dem unbedeckten ersten Bereich 47 und dem mit Material 55 bedeckten zweiten Bereich 49. Ein Fließen, das auch als „Bleeding" bezeichnet wird, des noch fließfähigen Materials 55 in den ersten Bereich 47 konnte somit durch die Verwendung der Begrenzungsvorrichtung
21 vermieden werden. Ein permanent angeordneter Damm, der ein derartiges „Bleeding" möglicherweise auch verhindern könnte, konnte eingespart werden. Die mit Bezug auf die Fig. 4 bis 6 beschriebene
Begrenzungsvorrichtung 21 weist im Unterschied zu der
Begrenzungsvorrichtung der Fig. 1 und 2 eine durchgehende Grundplatte 51 auf, und das Begrenzungselement 23 weist eine dreieckförmige Querschnittsfläche auf. Außerdem liegt die seitliche Oberfläche 27 außen. Bei der Vorrichtung 21 gemäß den
Fig. 4 bis 6 ist es daher vorgesehen, dass das
Begrenzungselement 23, wenn es mit seiner Unterseite 25 in Anlage mit der Oberseite 35 des Trägers 33 gebracht ist, einen ersten Bereich 47 der Trägeroberseite 35 überdeckt und diesen somit von dem angrenzenden, äußeren, zweiten Bereich 49 trennt.
Aufgrund der dreieckigen Querschnittsform des
Begrenzungselements 23 fällt die Unterseite 25 mit der in
Umlaufrichtung U umlaufenden Kante 61 zusammen. Diese liegt auf der Oberseite 35 auf bzw. wird, wie zuvor beschrieben, mit einer
Kraft F auf die Oberseite 35 gedrückt. Dadurch kann eine effektive Abdichtung erreicht und ein „Bleeding" des fließfähigen Materials 55 vermieden werden. Eine Beschichtung kann den Dichteffekt weiter verbessern. Bei dem Halbleiterbauteil 41 kann es sich um einen lichtemittierenden Chip handeln, der einen Lichtaustrittsbereich an seiner seitlich Oberfläche aufweist. Bei dem Chip kann es sich insbesondere um eine als Volumenemitter ausgestaltete LED handeln.
Das fließfähige Material 55 kann wiederum mittels einer Auftrageinrichtung 53 auf den zweiten Bereich 49 aufgebracht werden, wie Fig. 2 zeigt. Durch die schräg nach oben und nach außen verlaufende seitliche Oberfläche 27 ergibt sich eine entsprechende Abschrägung 59 an der dem Halbleiterbauteil 41 zugewandten Oberflächenseite der von dem Material 55 gebildeten Schicht (vgl. Fig. 6) . Durch diese Abschrägung 59 weist das Material 55 eine definierte Form der dem Lichtaustrittsbereich gegenüberliegenden Flanke auf. Diese kann eine verbesserte Strahlformung und somit eine verbesserte Auskoppeleffizienz bewirken. Dies ist in Fig. 6 durch die Pfeile P illustriert, die den Lichtweg des vom Halbleiterbauteil 41 emittierten Lichts beispielhaft zeigen.
Die mit Bezug auf die Fig. 7 bis 9 beschriebene Begrenzungsvorrichtung 21 weist ein an der Grundplatte 51 angebrachtes Begrenzungselement 23 auf, dass im Gegensatz zu den vorstehend beschriebenen Begrenzungselementen keine rahmenartige Struktur aufweist, sondern zumindest annähernd in Form eines ellipsoidal- , ball- bzw. eiförmigen Gebildes ausgebildet ist.
Die Unterseite 25 des Begrenzungselements 23 lässt sich, wie Fig. 8 zeigt, auf die Oberseite der Materialschicht 43 aufbringen. Die Unterseite 25 ist so dimensioniert, dass sie zumindest annähernd eine Emissionsfläche des Halbleiterbauteils 41 überdecken und somit einen definierten ersten Bereich 47 auf der Oberseite 35 des Trägers 33 vor in fließfähigem Zustand aufgebrachten Material schützen kann. Durch über dem angrenzenden zweiten Bereich 49 gebildete Materialschichten 55a, 55b kann somit der Rand der Emissionsfläche eingegrenzt werden. Dadurch kann ein verbesserter Kontrast in dem vom Halbleiterbauteil 41 emittierten Licht erreicht werden.
Die Unterseite 25 mit der in Umlaufrichtung U umlaufenden Kante 61 kann wiederum, wie zuvor beschrieben, mit einer Kraft F auf den ersten Bereich 47 gedrückt werden. Dadurch kann eine effektive Abdichtung erreicht und ein „Bleeding" von fließfähigem Material auf den ersten Bereich 47 vermieden werden. Eine Beschichtung kann den Dichteffekt weiter verbessern .
Wie bereits erwähnt, ist bei der Leuchtvorrichtung 31 gemäß den Fig. 7 bis 9 vorgesehen, dass zwei Schichten 55a, 55b aus unterschiedlichen Materialien, die in fließfähigem Zustand mittels der Vorrichtung 53 aufgetragen werden, auf den zweiten Bereich 49 der Oberseite 35 aufgebracht werden. Die seitliche Oberfläche 27 des Begrenzungselements 23 bildet dabei eine in Umfangsrichtung U des Begrenzungselements 23 umlaufende Begrenzungswand für die Materialschichten 55a, 55b. Diese können bis an diese Begrenzungswand heran ausgebildet werden. Durch deren Form kann, wie Fig. 9 zeigt, eine Art Krater seitlich oberhalb der Materialschicht 43 von den Materialschichten 55a, 55b ausgebildet werden, insbesondere bei ausreichend hohen Vergusshöhen. Der Krater kann die Strahlqualität des vom Halbleiterbauteil 41 emittierten Lichts verbessern.
Die Begrenzungsvorrichtung 21 der Fig. 7 und 8 kann wiederum als eine Art Stempel angesehen werden, der temporär zur Bildung der Schichten 55a, 55b und zum Schutz des ersten Bereichs 47 auf der Oberseite der Schicht 43 angeordnet wird. Die Begrenzungsvorrichtung 21 ist auch zur Verwendung bei siebgedruckten Schichten einsetzbar. Fig. 10 bis 12 zeigen eine temporäre Begrenzungsvorrichtung 21 bzw. eine optoelektronischen Leuchtvorrichtung 31. Die Vorrichtung 21 ist auch zur Herstellung wenigstens einer definierten Schicht aus dem im fließfähigen Zustand bereitgestellten Material 55 geeignet. Dazu hat die Vorrichtung 21 eine Begrenzungseinrichtung in Form der Begrenzungsplatte 51 sowie eine Halteeinrichtung 63 zum Halten der Begrenzungsplatte 51 in einem bestimmten Abstand A oberhalb der Oberseite 35 des Trägers 33, wenn die Vorrichtung 21 bestimmungsgemäß auf der Oberseite 35 aufliegt. Die Halteeinrichtung 63 kann in Form eines oder mehrerer, z.B. stabförmiger, Abstandshalter ausgebildet sein, die an der Begrenzungsplatte 51 angeordnet sind und deren von der Begrenzungsplatte 51 entfernt liegendes Ende im Abstand A unter der Begrenzungsplatte 51 liegt. Die Halteeinrichtung 63 ist bevorzugt starr ausgestaltet, so dass sie an der Oberseite 35 anschlagen kann, wenn die Vorrichtung 21 auf die Oberseite 35 aufgedrückt wird.
An der Unterseite der Begrenzungsplatte 51 ist ferner ein Begrenzungselement 23 angeordnet, wie zuvor beschrieben. Für den Einsatz der Vorrichtung zur Herstellung der wenigstens einen Schicht 55 mit einer bestimmten Höhe ist das Begrenzungselement jedoch nur also optionale Einrichtung zu sehen.
Die Begrenzungsplatte 51 weist Öffnungen 73 auf, die von ihrer Oberseite 65 zu ihrer Unterseite 67 durchgehen und insbesondere zum Einbringen des Materials zur Bildung der Materialschicht 55 zwischen der Begrenzungsplatte 51 und der Trägeroberseite 35 vorgesehen sind.
Wie in Fig. 11 dargestellt, kann die Vorrichtung 21 in Anlage mit der Oberseite 35 des Trägers 33 gebracht werden. Fig. 11 zeigt dabei zwei unterschiedliche Ausgestaltungen der Begrenzungsplatte 51. Im oberen Teil der Fig. 11 (vgl. Fig. 11a) ist die Begrenzungsplatte 51 mit einer flachen Oberseite 65 und mit einer flachen Unterseite 67 ausgebildet. Damit kann aus im fließfähigen Zustand bereitgestellten Material, das über die Auftrageinrichtung 53 und durch eine der Öffnungen 73 aufgetragen wird, eine Schicht 55 gebildet werden, die eine definierte Höhe H zur Trägeroberseite 35 bzw. eine definierte Höhe hl in Bezug auf die Oberseite der Halbleiterbauteile 41 aufweist, bei denen es sich etwa um LED-Chips handeln kann.
Durch die Verwendung der Begrenzungsplatte 51 zur Herstellung der Schicht 55 gemäß Fig. 11a ist die Höhe hl über den Halbleiterbauteilen 51 definiert, vgl. Fig. 12a. Die Materialschichtdicke über dem emittierenden Bauteil lässt sich somit präzise einstellen. Dadurch können Abweichungen in der Farbortverteilung verringert werden.
Im unteren Teil von Fig. 11 (vgl. Fig. 11b) ist die Begrenzungsplatte 51 zwar ebenfalls mit einer flachen Oberseite 65 ausgebildet. Jedoch weist die Unterseite 67 eine Strukturierung 69 auf, die zur Ausbildung einer komplementären Struktur 71 auf der Oberseite 75 der Schicht 55 vorgesehen ist, wie Fig. 12b zeigt. Insbesondere kann jeweils oberhalb des lichtemittierenden Bereichs der Halbleiterbauteile 41 ein optisches Element 77, insbesondere eine Linse, ausgebildet werden .
Wie in Fig. 10 ferner beispielhaft illustriert ist, kann die Unterseite 67 der Begrenzungseinrichtung 51 auch aus einem Bereich mit einer Strukturierung 69 und aus einem ebenen Bereich bestehen .
Bei dem mit Bezug auf die Fig. 13 bis 15 beschriebenen Beispiel kommt eine Vorrichtung 21 zum Einsatz, bei der die Unterseite 67 der Begrenzungsplatte 51 gestuft ausgebildet ist. Die Unterseite 67 hat daher wenigstens einen ersten Bereich 79, der einen ersten Abstand hl zur Oberseite des einen Halbleiterbauteils 41 aufweist, und einen zweiten Bereich 81, der einen zweiten Abstand h2 zur Oberseite des benachbarten, zweiten Halbleiterbauteils 41 aufweist, wenn die Vorrichtung 21 auf der Trägeroberfläche 35 angeordnet ist. Wie die Fig. 14 und 15 illustrieren, kann somit eine Materialschicht 55 gebildet werden, bei welcher die Schichthöhen hl, h2 über den benachbarten Halbleiterbauteilen 41 unterschiedlich sind. Es lassen sich dadurch unterschiedliche Farborte bei den
Halbleiterbauteilen 41 realisieren. Dies kann zum Beispiel dazu verwendet werden, um mehrere Farbort-Koordinaten in einem „Package" zu realisieren.
BEZUGSZEICHENLISTE
21 BegrenzungsVorrichtung
23 Begrenzungseiement
25 Unterseite
27 seitliche Oberfläche
29 Innenbereich
31 Leuchtvorrichtung
33 Träger
35 Oberseite
37 MetallisierungsSchicht
39 Substrat
41 Halbleiterbauteil
43 MaterialSchicht
45 Bonddraht
47 erster Bereich
49 zweiter Bereich
51 Platte, Begrenzungseinrichtung
53 Auftrageinrichtung
55 Material, Schicht
55a MaterialSchicht
55b MaterialSchicht
57 Stoppeinrichtung
59 Abschrägung
61 Kante
63 Halteeinrichtung
65 Oberseite
67 Unterseite
69 Strukturierung
71 Struktur
73 Öffnung
75 Oberseite
77 optisches Element
79 erster Bereich
81 zweiter Bereich U Umfangseinrichtung
P Pfeil
F Kraft
G Grenzlinie
A Abstand
H Höhe
hl Höhe, erster Abstand h2 zweiter Abstand

Claims

ANSPRÜCHE
1. Vorrichtung zur Herstellung einer Schicht aus einem in einem fließfähigen Zustand bereitgestellten Material (55) auf einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung (31), umfassend:
eine, insbesondere plattenartige, Begrenzungs einrichtung (51), und
eine Halteeinrichtung (63) zum Halten der Begrenzungseinrichtung (51) in einem bestimmten Abstand (A) oberhalb der Leuchtvorrichtung (31) zur Ausbildung der Schicht zwischen der Begrenzungseinrichtung (51) und der Leuchtvorrichtung (31) . 2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Begrenzungseinrichtung (51) wenigstens eine von ihrer Oberseite (65) zu ihrer Unterseite (67) durchgehende Öffnung (73) aufweist, insbesondere zum Einbringen des Materials in den Raumbereich zwischen der Begrenzungseinrichtung (51) und der Leuchtvorrichtung (31) .
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Halteeinrichtung (63) wenigstens einen, insbesondere starren, Abstandshalter aufweist, wobei, bevorzugt, der Abstandshalter an der Begrenzungseinrichtung (51) angeordnet ist und/oder ein von der
Begrenzungseinrichtung (51) entfernt liegendes Ende des Abstandhalters in Anlage mit der Leuchtvorrichtung (31) bringbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Unterseite (67) der Begrenzungseinrichtung (51), die der Leuchtvorrichtung (31) zugewandt ist, wenn die Begrenzungseinrichtung (51) in dem Abstand oberhalb der Leuchtvorrichtung (31) angeordnet ist, wenigstens in einem Bereich ihrer Unterseite (67) eine Strukturierung (69) aufweist, insbesondere zur Ausbildung einer zur Strukturierung (69) komplementären Struktur (71) auf der Oberseite (75) der herzustellenden Schicht aus dem fließfähigen Material (55) .
5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass,
wenn die Begrenzungseinrichtung (51) oberhalb der Leuchtvorrichtung (31) angeordnet ist, der Bereich der Unterseite (67) über einem lichtemittierenden Bereich eines optoelektronischen Halbleiterbauteils (41) liegt und die Strukturierung (69) derart ausgebildet ist, dass in der herzustellenden Schicht oberhalb des lichtemittierenden Bereichs ein optisches Element (77) ausbildbar ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
eine Unterseite (67) der Begrenzungseinrichtung (51), die der Leuchtvorrichtung (31) zugewandt ist, wenn die
Begrenzungseinrichtung (51) oberhalb der
Leuchtvorrichtung (31) angeordnet ist, wenigstens einen ersten Bereich aufweist, der einen ersten Abstand (hl) zu der Oberseite (35) der Leuchtvorrichtung (31) aufweist, und wenigstens einen zweiten Bereich aufweist, der einen zweiten Abstand (h2 ) zur Oberseite (35) der Leuchtvorrichtung (31) aufweist, welcher sich von dem ersten Abstand (hl) unterscheidet.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
vorgesehen ist, dass das Material (55) einen ersten Bereich (47) der Leuchtvorrichtung (31), insbesondere einer Trägeroberseite (35) der Leuchtvorrichtung (31), nicht bedeckt und einen an den ersten Bereich (47) angrenzenden zweiten Bereich (49) der Leuchtvorrichtung (31) bedeckt, und
dass die Begrenzungseinrichtung (51) derart dimensioniert ist, dass sie zumindest den zweiten Bereich (49) zumindest im Wesentlichen überdeckt, und/oder
dass die Vorrichtung (21) ein Begrenzungselement (23) mit einer Unterseite (25) und wenigstens einer seitlichen Oberfläche (27) aufweist, wobei, insbesondere zum Schutz des ersten Bereichs (47) vor dem fließfähigen Material (55), das Begrenzungselement (23) derart ausgebildet und temporär derart auf der Leuchtvorrichtung (31), insbesondere auf der Trägeroberseite (35) , anordenbar ist, dass die Unterseite (25) des Begrenzungselements (23) den ersten Bereich (47) kontaktiert und die seitliche Oberfläche (27) und/oder eine Kante (61) zwischen der Unterseite (25) und der seitlichen Oberfläche (27) den ersten Bereich (47) gegenüber dem zweiten Bereich (49) abgrenzt.
Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Begrenzungselement (23) an der Begrenzungseinrichtung (51), insbesondere an dessen Unterseite (67), angeordnet oder anordenbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet, dass die Kante (61) einen Verlauf aufweist, der zumindest annähernd einer Grenzlinie (G) zwischen dem ersten Bereich (47) und dem zweiten Bereich (49) entspricht. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die seitliche Oberfläche (27) des Begrenzungselements (23) in einer, insbesondere parallel zur Unterseite (25) des Begrenzungselements (23) verlaufenden
Umfangsrichtung (U) geschlossen ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Unterseite (25) und/oder die Kante (61) des Begrenzungselements (23) über ihre gesamte Länge in Kontakt mit der Leuchtvorrichtung (21), insbesondere dessen Trägeroberseite (35), bringbar ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Unterseite (25) und/oder die Kante (61) und/oder die seitliche Oberfläche (27) des Begrenzungselements (23) eine Beschichtung und/oder wenigstens eine
Stoppeinrichtung (57), insbesondere Stopplinien oder Stoppelemente, insbesondere zur Vermeidung oder Begrenzung eines Fließens des Materials, aufweist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Begrenzungselement (23) zumindest teilweise aus einem verformbaren und/oder elastischen und/oder schlecht benetzbaren Material ausgebildet ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass die seitliche Oberfläche (27) des Begrenzungselements (23), insbesondere geradlinig, in einem Winkel von zumindest annähernd 90 Grad zur Unterseite (25) oder von der Unterseite (25) weg nach oben und nach außen verläuft.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
in einer Ebene senkrecht zur Unterseite (25) gesehen das Begrenzungselement (23) einen rechteckigen, quadratischen, dreieckigen, n-eckigen oder kreisförmigen Querschnitt aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Begrenzungselement (23) in Form eines rahmenartigen Gebildes ausgebildet ist, das einen Innenbereich (29) umgibt ,
wobei, vorzugsweise, der Innenbereich (29) derart dimensioniert ist, dass darin wenigstens ein optoelektronisches Halbleiterbauteil (41), insbesondere ein LED-Chip, aufnehmbar ist,
wobei, ferner bevorzugt, die seitliche Oberfläche (27) die dem Innenbereich (29) zugewandte oder die vom Innenbereich (29) abgewandte Oberflächenseite des rahmenartigen Gebildes ist.
Verfahren zum Herstellen wenigstens einer Schicht auf einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung (31) mit den Schritten :
Bereitstellen eines Trägers (33) , auf dessen Oberseite (35) wenigstens ein optoelektronisches Halbleiterbauteil (41), insbesondere ein LED-Chip, angeordnet ist,
temporäres Anordnen auf dem Träger (33) von einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche derart, dass die Begrenzungseinrichtung (51) in dem bestimmten Abstand oberhalb der Oberseite (35) des Trägers (33) angeordnet ist, zur Ausbildung der Schicht zwischen der Begrenzungseinrichtung (35) und der Oberseite (35) des Trägers (31),
Aufbringen von fließfähigen Material auf den Träger (33) in wenigsten einem Teil des Raumbereichs zwischen dem Träger (33) und der Begrenzungseinrichtung (51), und Entfernen der Vorrichtung (21) nachdem das fließfähige Material ausgehärtet ist.
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