WO2023274855A1 - Licht emittierendes bauelement - Google Patents

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WO2023274855A1
WO2023274855A1 PCT/EP2022/067283 EP2022067283W WO2023274855A1 WO 2023274855 A1 WO2023274855 A1 WO 2023274855A1 EP 2022067283 W EP2022067283 W EP 2022067283W WO 2023274855 A1 WO2023274855 A1 WO 2023274855A1
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reflector
enveloping body
substrate
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Thomas Schwarz
Michael Zitzlsperger
Tobias Gebuhr
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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Definitions

  • the present invention relates to a light-emitting construction element according to the preamble of claim 1 and a method for its production.
  • 360° LEDs which emit light evenly on all sides, for example for backlighting displays, surfaces, signals, decorative strips, symbols and the like, or LEDs with small light emission openings, covers are used that are intended to provide a reflector on the one hand and are transparent in certain areas on the other and the light exits and possibly serve to convert the emitted light.
  • 360° LEDs consist of a substrate and a wire-connected chip. This is surrounded by a clear or converting silicone potting. In order to prevent upward radiation, there is a white silicone reflector above it. Due to the manufacturing process, the component shape is a cuboid or a cube. In addition, it is known that flip chips can also be equipped with a dielectric or metallic mirror on the upper side in order to implement a 360° LED. This structure is particularly thin, but cannot emit white light. With direct backlighting, you always need a fairly high installation depth. In many applications, however, a thin structure (e.g. for displays, for televisions) is advantageous. In the prior art, white light is often used for backlighting.
  • the conversion can lead to color fluctuations due to the different distances.
  • it is very difficult, if not impossible, to produce a cavity. Without a cavity, the undesired proportion of side emission increases relatively strongly because the light is refracted to the side at the side surface.
  • One object of the invention is therefore to specify a light-emitting component and a method for its production, in which a structure within the encapsulation can serve as a reflector or as a light exit opening.
  • a light-emitting component with at least one light-emitting semiconductor element, which is arranged on a substrate and at least partially surrounded by a first enveloping body, a second enveloping body being arranged on the side of the semiconductor element facing away from the substrate is, wherein the second enveloping body is at least partially convex in shape in the direction of the semiconductor element and on the side facing away from the semiconductor element is essentially flat or convex in shape.
  • the two enveloping bodies are part of the encapsulation.
  • the first enveloping body is a substantially transparent molded body, with the second enveloping body being a reflector. It is a light-emitting component with at least one light-emitting semiconductor element, which is arranged on a substrate and at least partially surrounded by a molded body, with a semiconductor element on the side facing away from the substrate Reflector is arranged, wherein the reflector is formed at least be richly convex in the direction of the semiconductor element and on the side facing away from the semiconductor element in We sentlichen is flat.
  • the semiconductor is preferably a volume emitter that radiates in all directions.
  • the molded body can include converter particles that are embedded in a matrix of silicone or the like.
  • a particularly thin component is thus provided by homogeneous illumination of the reflector.
  • the thickness of the reflector can vary in size at different points. This allows the radiation behavior to be adjusted.
  • the cover can be omitted at the edge in order to direct the radiation upwards in order to homogenize the radiation behavior.
  • the convex area of the reflector is at least partially shaped as a spherical cap, which preferably has a greatest layer thickness in the area of the semiconductor element.
  • the white cover (reflector) on the converter is thus convexly curved and has the highest layer thickness directly above the chip.
  • the semiconductor element is contacted by means of wires, the wires running at least partially within the reflector. The wire contacts not only run through the clear/converting encapsulation, but also through the white cover. A particularly thin component is achieved by running the wires partially in the white cover (reflector).
  • the reflector and/or the shaped body has or have a round cross-section in a plane parallel to the substrate.
  • the component as a whole is therefore not a cuboid, but the clear/converting encapsulation with the white cover is a cylinder or prism or a combination or a radially symmetrical body.
  • the clear/converting encapsulation with the white cover is a cylinder or prism or a combination or a radially symmetrical body.
  • the white cover not only is the white cover but also partly the clear/converting casting.
  • the component has particularly low color fluctuations over 360° due to the equal path lengths of the blue light through the converter due to the use of the cylindrical shape.
  • the reflector and/or the shaped body has or have a substantially circular, oval, rectangular or square cross-section in a plane parallel to the substrate.
  • the convex-shaped area of the reflector is covered by a reflector cuboid of constant thickness in a plane parallel to the substrate.
  • the shaped body has at least one injection-molding contour which protrudes outwards beyond the reflector in a plane parallel to the substrate.
  • the shaped body has an annular region which protrudes outwards beyond the reflector in a plane parallel to the substrate.
  • the ring area enables light to be emitted upwards, i.e. also outside the radial plane.
  • the ring area preferably has a rectangular cross-section or is rounded on its outer surface. Targeted curvature of the outer wall can be used to control and optimize the emission behavior to the side.
  • the shaped bodies touch in certain areas.
  • the reflector which is convex at least in some areas in the direction of the semiconductor element, is the Invention on the side facing the semiconductor element be richly flattened. This enables a particularly flat design with high efficiency.
  • the flattened area is in contact with the semiconductor element, thereby further reducing the thickness of the component.
  • the area of the reflector that is convex in shape in the direction of the semiconductor element is arranged on a cylindrical reflector element.
  • the semiconductor element is a surface-emitting semiconductor element.
  • the region of the reflector that is convex in shape in the direction of the semiconductor element preferably covers the semiconductor element only partially.
  • a conversion element is arranged between the semiconductor element and the reflector, with the shaped body being transparent, ie without conversion by converter particles.
  • a plurality of semiconductor elements are arranged in the component.
  • the semiconductor elements can have different colors or color spectra.
  • each of the semiconductor elements can be assigned a convex area of the reflector.
  • the second enveloping body is a substantially reflective enveloping body, with the first enveloping body being a transparent insert which is arranged in a cavity in the enveloping body.
  • the device includes a cavity with transparent material over the chip. The diameter of the cavity preferably increases towards the top. The cavity is surrounded by a highly filled molding compound.
  • the semiconductor element is at least partially surrounded by a reflective encapsulating material, with a (cavity) transparent insert being arranged in the encapsulating material on the side of the semiconductor element facing away from the substrate, the insert being at least partially convex in shape in the direction of the semiconductor element and on the side facing away from the semiconductor element is essentially flat.
  • the semiconductor element is a thin-film light-emitting diode.
  • contact is made with the semiconductor element by means of at least one wire, the wire running at least partially within the transparent insert.
  • the semiconductor element is a sapphire flip chip or a sapphire volume emitter, with at least part of the semiconductor element being surrounded by the transparent insert.
  • contact is made with the semiconductor element by means of wires, the wires running at least partially within the transparent insert.
  • a conversion element is arranged between the semiconductor element and the transparent insert.
  • a plurality of semiconductor elements are arranged in the component.
  • the transparent insert protrudes above the surface of the reflective encapsulating material and can be lens-shaped, turning into a cylindrical one Go over section or a conical section that protrudes from the reflective encapsulating material.
  • the transparent insert has a regular or irregular roughened structure, Fresnel optics or diffractive optics on its side facing away from the semiconductor element.
  • the transparent insert comprises a conversion medium with converter particles, for example based on phosphorus, or also a material such as CeYAG.
  • a method for producing a component according to the invention comprising the steps a) providing a substrate and arranging and optionally bonding a semiconductor on the substrate; b) producing a second enveloping body which is convex in shape at least in some areas; c) positioning of the second enveloping body relative to a semiconductor element; d) encapsulation of the semiconductor element to produce a first enveloping body.
  • the present invention shows a method with which small reflectors can be produced with transfer molding by using an insert on the substrate between the mold tools (bottom and top).
  • the second enveloping body is also preferably produced in step b) in the cavity of a tool insert, preferably by introducing a defined amount of material, with the cavity being open to the environment.
  • the second enveloping body is arranged in a step between steps c) and d).
  • Intermediate step cl) at least partially cured. Preference is given to the casting of the semiconductor element to produce the second enveloping body in the volume to be cast at least temporarily a negative pressure generated. This ensures that the entire volume is poured. Alternatively, you can work with a higher injection pressure.
  • the process includes transfer molding with an insert (the tool insert) on which material for a later cavity was applied before molding.
  • the insert has elevations or depressions and, if necessary, spacers and alignment pins.
  • the process sequence is preferably:
  • Transfer molding is the encapsulation of the component with the first enveloping body.
  • the second enveloping body is a reflector that is at least partially convex in shape
  • the first enveloping body is a shaped body that at least partially surrounds the reflector.
  • the method therefore comprises the steps a) providing a substrate and arranging and optionally bonding a semiconductor on the substrate; b) producing an at least partially convex reflector; c) positioning the reflector relative to a semiconductor element; d) Encapsulation of the semiconductor element to produce a molded body.
  • the reflector is pressed into at least one contacting wire.
  • the reflector is at least partially cured in an intermediate step cl) arranged between steps c) and d).
  • a partial vacuum is produced at least temporarily in the volume to be cast.
  • the second enveloping body is a partially convex transparent insert and the first enveloping body is an enveloping body at least partially surrounding the transparent insert.
  • the method therefore comprises the steps a) providing a substrate and arranging and optionally bonding a semiconductor on the substrate; b) producing a transparent insert that is convex in shape at least in some areas; c) positioning the reflector relative to a semiconductor element; d) Encapsulation of the semiconductor element to produce an encapsulation body.
  • the substrate can be a ceramic, PCB, flat molded QFN, for example. It is preferably highly reflective due to Ag coatings or white plastics (duroplastics, thermoplastics).
  • a sapphire volume emitter chip with two top contacts is mounted on it with transparent insulating adhesive and contacted with Ag or Au wire.
  • the chip is surrounded by conversion material in a silicon matrix. There is a white, reflective cover over the chip.
  • the lid contains a spherical cap (convex white silicone reflector). This is radially symmetrical. On her there is a white cuboid (white silicone).
  • the component shape after separation is a cuboid.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of a light-emitting component according to the invention in a plan view
  • FIG. 2 shows the exemplary embodiment of FIG. 1 in a cross section
  • FIG. 3 sketches of various intermediate stages of a light-emitting component during production
  • FIG. 4 shows a further exemplary embodiment of a light-emitting component according to the invention with a cylindrical molded body in a three-dimensional view
  • FIG. 5 shows a further exemplary embodiment of a light-emitting component according to the invention in a sectional view with two alternative annular regions
  • FIG. 6 shows the embodiment of FIG. 5 in plan view
  • FIG. 7 shows an example of the arrangement of a plurality of light-emitting components during manufacture in plan view
  • FIGS. 8, 9 show an alternative embodiment of the ring area of FIG. 5 with individual segments
  • FIGS. 10, 11 show a further exemplary embodiment of a light-emitting component with a lens-shaped reflector;
  • FIG. 12 shows further examples of the contour of the reflector in a plan view;
  • Figures 13 show further exemplary embodiments of the invention
  • FIGS. 14 further exemplary embodiments of the invention in sectional representations
  • FIG. 15 shows another exemplary embodiment of a light-emitting component according to the invention, in section;
  • FIG. 16 shows the embodiment of FIG. 15 in plan view;
  • FIG. 17 sketches of various intermediate stages of a light-emitting component during manufacture
  • FIGS. 18-23 further exemplary embodiments according to the invention, light-emitting components which are each manufactured according to the method according to the invention
  • FIGS. 24-34 tools and process steps for producing light-emitting components according to the invention.
  • a light-emitting component 1 shown in FIGS. 1 and 2 comprises a substantially cuboid light-emitting semiconductor element 3 (also referred to as chip below), which is glued onto a substrate 2 .
  • the substrate is a ceramic, a PCB (printed circuit board), flat molded QFN (quad flat nolead), or the like.
  • Two top contacts 4, 5 of the light-emitting semiconductor element 3 are each connected to contact wires 6, 7, which are made of silver or gold, with conductor tracks, not shown here, on or in the substrate 2.
  • the light-emitting semiconductor element 3 is embedded in a molded body 8, which includes a conversion material in a silicon matrix.
  • a reflector 9 is arranged on the shaped body 8 on the side facing away from the substrate 2 .
  • the reflector 9 essentially consists of silicone colored white.
  • the reflector 9 comprises two integrally connected Parts, a spherical cap 10 and a reflector block 11.
  • the spherical cap is convex in the direction of the substrate 2 and protrudes into a correspondingly shaped concave recess 11 of the molded body 8.
  • the transition of the spherical cap 10 to the reflector block 11 is circular in plan view , as indicated by a dashed line 12 in FIG.
  • the contacting wires 6, 7 run through the reflector 9 and the shaped body 8.
  • FIG. 3 shows sketches of various intermediate stages of the light-emitting component 1 during manufacture to illustrate the manufacturing process.
  • a first method step a an intermediate product comprising the light-emitting semiconductor element 3 glued to the substrate 2 and bonded by means of the contacting wires 6, 7 is produced according to methods known per se.
  • the spherical cap 10 of the reflector 9 and then the shaped body 8 are produced.
  • the spherical cap 10 is first produced by means of a tool insert (die) 13 .
  • the tool insert 13 has round cavities 14, as shown in FIG. 3b1).
  • White silicone is metered into these cavities 14 in a process step A shown in FIG. 3 b2). This can be done by screen printing, stencil printing, pressure-time metering, jetting or the like.
  • the white silicone stops at the edge 15 of the cavity 14.
  • the spherical cap 10 always has the same lens shape.
  • the tool insert 13 there are many cavities 14 which are filled with white silicone.
  • the tool insert 13 is adjusted and joined to the substrate 2 in a method step B shown in FIG. 3b3).
  • the liquid silicone of each spherical cap dips into the contacting wires 6, 7.
  • the white silicone can be damaged by UV light and/or temperature hardened or hardened.
  • a cylindrical molded body 8 as shown in Figure 4 is produced in process step C, in which the spherical cap 10 completely covers the molded body 8, or a molded body 8 is produced that completely as as shown in FIG. 5 or in some areas as shown in FIG.
  • an annular region 16 that projects laterally beyond the reflector 9 completely encloses the reflector 9 .
  • the ring area 16 has a rectangular cross-section, as shown in FIG. 5, or a convexly rounded cross-section, as shown in FIG.
  • the shaped bodies 8 or ring areas 16 of adjacent light-emitting components 1 touch at contact points 17, see FIG. 7.
  • the segments 18 have a rectangular or a convexly rounded cross-section due to a suitable shaping of the tool insert 13 .
  • Figures 10 and 11 show another embodiment with a lens-shaped reflector 9. This example has no explicit "injection areas" in the form of ring area 16 or segments 18 and is therefore particularly compact and radiates particularly homogeneously. The distance from the chip edges is of similar length for all rays to the edge of the cylindrical body 8. Color over angle is therefore quite homogeneous.
  • FIG. 12 shows further examples of the contour of the reflector 9 in a plan view.
  • the contour can be round, as in Figure 12b, oval, as in Figures 12a, e, f and g, or angular, as in Figures 12c, d and h.
  • the reflector 9 can have two identical or two different planes of symmetry. Depending on the shape of the chip (square, rectangle, triangle, neck), it can make sense to choose suitable shapes for the converting silicone of the shaped body 8 .
  • FIG. 13 shows further exemplary embodiments of the invention in sectional illustrations.
  • the reflectivity is higher or lower.
  • the layer thickness of the white silicone of the reflector 9 also determines the reflectivity. A few percent of light can be transmitted through white silicone with a thickness of 50 pm and only 50% Ti0 2 .
  • the properties of the Light-emitting component 1 and its geometry are vari ated.
  • the exemplary embodiment in FIG. 13a has a spherical cap 10 which is flattened along a plane 19 on the side facing the light-emitting semiconductor element 3 and touches its surface. The lateral expansion of the reflector cuboid 11 is therefore large compared to that of the spherical cap 10.
  • the lateral extension of the spherical cap 10 is large, so that it covers almost the entire reflector cuboid 11. This results in a more efficient device because the light emitted upwards can be better used
  • the exemplary embodiment in FIG. 13c is an intermediate form of the two exemplary embodiments presented above. In this way, more radiation can escape upwards through the thin cover layer next to the chip 3 .
  • the spherical cap 10 is arranged on a cylindrical reflector element 20 of the reflector 9 and partially encloses the chip 3 .
  • the spherical cap 10 is pressed onto the semiconductor element 3 to such an extent that the latter protrudes into the spherical cap 9 .
  • particularly little radiation can reach the top directly above and next to the chip.
  • FIG. 14 shows further exemplary embodiments of the invention.
  • FIG. 14a shows an exemplary embodiment with a surface-emitting chip 3, with the spherical cap 10 being arranged offset relative thereto. Parts of the chip 3 protrude into the spherical cap 10.
  • the shaped body 8 is made of silicone with Ti0 2 particles for conversion.
  • the shaped body 8 is made of silicone without any added color and without conversion.
  • a conversion element 21 made of silicone is above the chip 3 arranged with converter admixture.
  • two or more chips 3a, 3b of different colors are arranged in one component, with each chip 3a, 3b being assigned a spherical cap 10a, 10b.
  • FIGS. 15 and 16 show a further exemplary embodiment of a light-emitting component 1 according to the invention.
  • a light-emitting semiconductor element 3 in the form of a thin-film LED is arranged on a substrate 2 and bonded with a contact wire 6.
  • the semiconductor element 3 is glued on, for example.
  • the semiconductor element 3 is covered with a reflecting animal covering body 22, which is a highly filled with fused silica balls (l-100 pm diameter) silicone or epoxy molding compound.
  • a transparent insert 23 is arranged in the enveloping body 22 .
  • the manufacturing method for the light-emitting component 1 is essentially identical to the method described with reference to FIG.
  • a first method step a an intermediate product comprising the light-emitting semiconductor element 3 glued onto the substrate 2 and bonded by means of the contacting wire 6 is produced by methods known per se.
  • a further process step b) first the transparent insert 23 and then the enveloping body 22 are produced.
  • the transparent insert 23 is first produced by means of a tool insert 24 .
  • the tool insert 24 has round cavities 25, as shown in FIG. 17b1).
  • transparent silicon or silicon possibly mixed with conversion material is metered into these cavities 25 .
  • FIGS. 18 to 23 show further exemplary embodiments of light-emitting components 1 according to the invention, which are each manufactured according to the method described above.
  • FIG. 3 This comprises substrate-side contact elements 27, with which a light-emitting element 28—which is attached to a substrate 29—is contacted.
  • the transparent insert 23 encloses parts of the substrate 29 and is enclosed by the reflective enclosing body 22 .
  • FIG. 20a shows a sapphire volume emitter as the light-emitting semiconductor element 3 and is contacted with contacting wires 6, 7. These run within the transparent insert 23.
  • FIG. 20b) shows a thin-film LED as the light-emitting semiconductor element 3; in the example in FIG. In the exemplary embodiment in FIG. 20d), there are two or more chips 3a, 3b of different colors are arranged in a component, with a transparent insert 23a or 23b being associated with each chip 3a, 3b.
  • FIGS. 21 a) to d) show further exemplary embodiments of light-emitting components 1, in which the transparent insert 23 is admixed with converting material. In the exemplary embodiment of FIG.
  • the transparent insert 23 adjoins the surface of the light-emitting semiconductor element 3 that faces away from the substrate 2 .
  • the transparent insert 23 is spherical and encloses the light-emitting semiconductor element 3, with the radius of the spherical cap being selected such that a certain minimum thickness of converting material between the semiconductor element 3 and the enveloping body 22 remains.
  • the exemplary embodiment in FIG. 21d) shows a thin-film LED with two top-side contacts, which are contacted with contacting wires 6, 7, as a semiconductor element.
  • the trans ent insert 23 merges into a cylindrical portion 30 which protrudes from the reflective covering material 22 .
  • FIGS. 22a) to 23d) show further exemplary embodiments of light-emitting components 1 in which the transparent insert 23 protrudes over the encapsulating material 22 with different geometries.
  • the transparent insert 23 forms a lens which is partially embedded in the encapsulating material 22 .
  • the lens is stretched through a cylindrical part.
  • a cylindrical section 30 adjoins the part of the insert 23 embedded in the encasing material 22 .
  • the embedded part of the transparent insert 23 also contains scattering particles for a better and more uniform distribution.
  • FIG. 23 a) there is a regular roughened structure 31 on the side of the transparent insert 23 facing away from the substrate 2, in the embodiment of FIG. 23 c) an irregular roughened structure 32 and in the embodiment of FIG. 23 d) a Fresnel optic or diffractive optics 35 arranged.
  • a conical pyramid 34 is arranged on the side of the transparent insert 23 facing away from the substrate 2 .
  • Figures 24 to 34 show tools and process steps for producing the light-emitting component 1 of the exemplary embodiments of Figures 15 to 23.
  • Figure 25 shows a top view of a tool insert 24
  • Figure 24 shows a section A-A in Figure 25 through the tool insert 24.
  • a large number of cavities 25 are arranged in the tool insert 24 made of PET, for example.
  • a separating layer 36 is optionally arranged between the cavities 25 .
  • At the corners of the tool insert 24 are cylindrical spacers 37 are arranged, where conical adjustment pins 38 are attached.
  • each cavity is first filled with silicone, for example by jetting, as shown in FIGS.
  • the tool insert 24 with the plurality of transparent inserts 23 is then positioned relative to a substrate 2 with alignment openings 39 for receiving the alignment pins, as shown in FIG.
  • the tool insert 24 is moved onto the substrate 2, with the adjustment pins 38 being inserted into the adjustment openings 39 until the spacers 37 are in contact with the substrate 2, as shown in FIG.
  • tool insert 24 and substrate 2 are embedded in a mold tool 40 comprising an upper mold tool 41 and a lower mold tool 42 and encapsulated with a molding compound made of silicone for the production of Umhüllkör by 22.
  • a separating tool 43 such as a knife or saw blade
  • FIG. 33 illustrates the steps of transfer molding in FIG. 33 a) in a plan view, the step of sawing in FIG. 33 b), the shaping or removal of the work tool insert 24 in FIG. 33 c) and the separation in FIG. 33 d).
  • the tool insert 24 can be made of other duroplastics, thermoplastics, metal or metal/plastic composite materials. Examples are Teflon, PDMS, silicone, steel, iron-nickel alloys, aluminum, molybdenum and the like. The surfaces of the tool insert 24 can be coated over the entire surface or in part with a release agent.

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Abstract

Bei einem Licht emittierenden Bauelement (1) mit zumindest einem Licht emittierenden Halbleiterelement (3), das an einem Substrat (2) angeordnet und zumindest teilweise von einem ersten Hüllkörper (8, 22) umgeben ist, wobei an der dem Substrat (2) abgewandten Seite des Halbleiterelements (3) ein zweiter Hüllkörper (9, 23) angeordnet ist, wird eine neuartige Struktur innerhalb eines Umgusses angegeben, die als Reflektor oder als Lichtaustrittsöffnung dienen kann, indem der zweite Hüllkörper (9, 23) zumindest bereichsweise konvex in Richtung auf das Halbleiterelement (3) geformt ist und an der dem Halbleiterelement (3) abgewandten Seite im Wesentlichen eben oder konvex geformt ist.

Description

LICHT EMITTIERENDES BAUELEMENT
Die vorliegende Anmeldung nimmt die Priorität der deutschen Erstanmeldung DE 10 2021 116 584.9 vom 28. Juni 2021 in An spruch, deren vollständiger Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Licht emittierendes Bau element nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
Bei so genannten 360° LEDs, die zu allen Seiten gleichmäßig abstrahlen, beispielsweise zur Hinterleuchtung von Displays, Flächen, Signalen, Zierleisten, Symbolen und dergleichen, oder LEDs mit kleinen Lichtaustrittsöffnungen werden Umhüllungen verwendet, die einerseits einen Reflektor bereitstellen sollen und andererseits bereichsweise durchsichtig sind und dem Licht austritt und ggf. zur Konversion des abgegebenen Lichts dienen.
360° LED bestehen im Stand der Technik aus einem Substrat und einem drahtkontaktierten Chip. Dieser ist von einer klaren oder konvertierendem Silikon-Verguss umgeben. Um die Strahlung nach oben zu unterbinden, befindet sich darüber ein Reflektor aus weißem Silikon. Die Bauteilform ist herstellungsbedingt ein Quader oder ein Würfel. Darüber hinaus ist bekannt, dass auch Flip-Chips mit einem dielektrischen oder metallischen Spiegel auf der Oberseite ausgestattet sein können, um eine 360° LED zu realisieren. Dieser Aufbau ist besonders dünn, kann aber kein weißes Licht emittieren. Beim Direct Backlighting braucht man immer eine recht hohe Bautiefe. In vielen Anwendungen ist aber ein dünner Aufbau (z. B. bei Displays, bei Fernsehern) vorteil haft. Im Stand der Technik wird oft wird mit weißem Licht hin terleuchtet. Durch die Konversion kann es aufgrund unterschied lich langer Wege zu Farbschwankungen kommen. Bei kleinen LEDs mit kleinen Lichtaustrittsöffnungen ist die Herstellung einer Kavität sehr schwierig bis unmöglich. Ohne eine Kavität erhöht sich der ungewünschte Anteil von Seiten emission relativ stark, weil das Licht an der Seitenfläche zur Seite gebrochen wird.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Licht emittierendes Bauelement sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung anzugeben, bei dem eine Struktur innerhalb des Umgusses als Reflektor oder als Lichtaustrittsöffnung dienen kann.
Dieses Problem wird durch ein Licht emittierendes Bauelement nach Anspruch 1 sowie ein Herstellungsverfahren nach Anspruch 40 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen, Ausgestaltungen oder Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Das oben genannte Problem wird insbesondere gelöst durch ein Licht emittierendes Bauelement mit zumindest einem Licht emit- tierenden Halbleiterelement, das an einem Substrat angeordnet und zumindest teilweise von einem ersten Hüllkörper umgeben ist, wobei an der dem Substrat abgewandten Seite des Halbleiterele ments ein zweiter Hüllkörper angeordnet ist, wobei der zweite Hüllkörper zumindest bereichsweise konvex in Richtung auf das Halbleiterelement geformt ist und an der dem Halbleiterelement abgewandten Seite im Wesentlichen eben oder konvex geformt ist. Die beiden Hüllkörper sind Teil des Umgusses.
Der erste Hüllkörper ist in einer Ausführungsform der Erfindung ein im Wesentlichen durchsichtiger Formkörper, wobei der zweite Hüllkörper ein Reflektor ist. Es handelt sich dabei um ein Licht emittierendes Bauelement mit zumindest einem Licht emittieren den Halbleiterelement, das an einem Substrat angeordnet und zumindest teilweise von einem Formkörper umgeben ist, wobei an der dem Substrat abgewandten Seite des Halbleiterelements ein Reflektor angeordnet ist, wobei der Reflektor zumindest be reichsweise konvex in Richtung auf das Halbleiterelement geformt ist und an der dem Halbleiterelement abgewandten Seite im We sentlichen eben ist. Der Halbleiter ist vorzugsweise ein Volu menemitter, der nach allen Seiten abstrahlt. Der Formkörper kann Konverterpartikel umfassen, die in eine Matrix aus Silikon oder dergleichen eingebettet sind. Es wird so ein besonders dünnes Bauteil durch eine homogene Beleuchtung des Reflektors bereit gestellt. Die Dicke des Reflektors kann an verschiedenen Stellen unterschiedlich groß sein. Dadurch kann das Abstrahlverhalten eingestellt werden.Außerdem kann der Deckel am Rand weggelassen werden, um so auch Strahlung nach oben lenken um das Abstrahl verhalten zu homogenisieren.
Der konvexe Bereich des Reflektors ist in einer Ausführungsform der Erfindung zumindest teilweise als Kugelkalotte geformt, wo bei dieser vorzugsweise im Bereich des Halbleiterelements eine größte Schichtdicke aufweist. Der weiße Deckel (Reflektor) auf dem Konverter ist somit konvex gekrümmt und hat die höchste Schichtdicke direkt über dem Chip. Das Halbleiterelement ist in einer Ausführungsform der Erfindung mittels Drähten kontak tiert, wobei die Drähte zumindest teilweise innerhalb des Re flektors verlaufen. Die Drahtkontakte verlaufen dabei nicht nur durch den klaren/konvertierenden Verguss, sondern auch durch den weißen Deckel. Durch den Verlauf der Drähte teilweise im weißen Deckel (Reflektor) wird ein besonders dünnes Bauteil erreicht.
Der Reflektor und/oder der Formkörper weist bzw.weisen in einer Ausführungsform der Erfindung in einer Ebene parallel zum Sub strat einen runden Querschnitt auf. Das Bauteil ist damit ins gesamt kein Quader, sondern der klare/konvertierende Verguss mit dem weißen Deckel ist ein Zylinder oder Prisma oder eine Kombination oder einen radialsymmetrischen Körper. In der Drauf sicht auf das Bauteil ist dadurch nicht nur der weiße Deckel, sondern teilweise auch der klare/konvertierende Verguss zu se hen. Das Bauelement hat besonders geringe Farbschwankungen über 360° durch gleiche Weglängen des blauen Lichtes durch den Konverter durch Verwendung der Zylinderform.
Der Reflektor und/oder der Formkörper weist bzw.weisen in einer alternativen Ausführungsform der Erfindung in einer Ebene pa rallel zum Substrat im Wesentlichen einen kreisrunden, ovalen, rechteckigen oder quadratischen Querschnitt auf.
Der konvex geformte Bereich des Reflektors ist in einer Ausfüh rungsform der Erfindung in einer Ebene parallel zum Substrat von einem Reflektorquader mit konstanter Dicke überdeckt. Der Formkörper weist in einer Ausführungsform der Erfindung mindestens eine Anspritzkontur auf, die den Reflektor in einer Ebene parallel zum Substrat nach außen überragt.
Der Formkörper weist in einer Ausführungsform der Erfindung einen Ringbereich auf, der den Reflektor in einer Ebene parallel zum Substrat nach außen überragt. Der Ringbereich ermöglicht eine Lichtabstrahlung nach oben, also auch außerhalb der radi alen Ebene. Der Ringbereich weist vorzugsweise einen rechtecki gen Querschnitt auf oder ist an seiner Außenfläche abgerundet. Durch gezielte Krümmung der Außenwand kann das Abstrahlverhal ten zur Seite gesteuert und optimiert werden.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass sich bei während der Fertigung auf dem Substrat benachbart angeord- neten Bauelementen die Formkörper bereichsweise berühren.
Dadurch werden Angüsse ermöglicht, die mehrere benachbarte Bau teile beim Umgießen mit Gussmaterial versorgen.
Der zumindest bereichsweise konvex in Richtung auf das Halblei- terelement geformte Reflektor ist in einer Ausführungsform der Erfindung an der dem Halbleiterelement zugewandten Seite be reichsweise abgeflacht. Dies ermöglicht eine besonders flache Bauform mit hoher Effizienz. Der abgeflachte Bereich ist in einer Ausführungsform der Erfin dung in Kontakt mit dem Halbleiterelement, wodurch die Dicke des Bauteils weiter verringert wird.
Der konvex in Richtung auf das Halbleiterelement geformte Be- reich des Reflektors ist in einer Ausführungsform der Erfindung an einem zylindrischen Reflektorelement angeordnet.
Das Halbleiterelement ist in einer Ausführungsform der Erfin dung ein oberflächenemittierendes Halbleiterelement. Der konvex in Richtung auf das Halbleiterelement geformte Bereich des Re flektors überdeckt das Halbleiterelement in einer solchen Aus führungsform der Erfindung vorzugsweise nur teilweise.
Zwischen dem Halbleiterelement und dem Reflektor ist in einer Ausführungsform der Erfindung ein Konversionselement angeord net, wobei der Formkörper durchsichtig ist, also ohne Konversion durch Konverterpartikel.
In einer Ausführungsform der Erfindung sind mehrere Halblei- terelemente in dem Bauelement angeordnet. Die Halbleiterele mente können dabei unterschiedliche Farben oder Farbspektren aufweisen. Zudem kann jedem der Halbleiterelemente ein konvexer Bereich des Reflektors zugeordnet sein. Der zweite Hüllkörper ist in einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ein im Wesentlichen reflektierender Umhüllkörper, wobei der erste Hüllkörper ein transparenter Einsatz ist, der in einer Kavität in dem Umhüllkörper angeordnet ist. Das Bauteil umfasst eine Kavität mit transparentem Material über dem Chip. Der Durchmesser der Kavität nimmt vorzugsweise nach oben zu. Die Kavität ist mit hochgefüllter Pressmasse umgeben. Das Halbleiterelement ist zumindest teilweise von einem reflek tierenden Umhüllmaterial umgeben, wobei an der dem Substrat abgewandten Seite des Halbleiterelements ein (Kavität) trans- parenter Einsatz in dem Umhüllmaterial angeordnet ist, wobei der Einsatz zumindest bereichsweise konvex in Richtung auf das Halbleiterelement geformt ist und an der dem Halbleiterelement abgewandten Seite im Wesentlichen eben ist. Das Halbleiterelement ist in einer Ausführungsform der Erfin dung eine Dünnfilm-Leuchtdiode.
Das Halbleiterelement ist in einer Ausführungsform der Erfin dung mittels mindestens eines Drahtes kontaktiert, wobei der Draht zumindest teilweise innerhalb des transparenter Einsatzes verläuft.
Das Halbleiterelement ist in einer Ausführungsform der Erfin dung ein Saphir-Flip-Chip oder ein Saphir-Volumenemitter, wobei zumindest ein Teil des Halbleiterelements von dem transparenten Einsatz umgeben ist.
Das Halbleiterelement ist in einer Ausführungsform der Erfin dung mittels Drähten kontaktiert, wobei die Drähte zumindest teilweise innerhalb des transparenten Einsatzes verlaufen.
Zwischen dem Halbleiterelement und dem transparenten Einsatz ist in einer Ausführungsform der Erfindung ein Konversionsele ment angeordnet.
Mehrere Halbleiterelemente sind in einer Ausführungsform der Erfindung in dem Bauelement angeordnet.
Der transparente Einsatz ragt in einer Ausführungsform der Er- findung über die Oberfläche des reflektierenden Umhüllmaterials heraus und kann dabei linsenförmig sein, in einen zylindrischen Abschnitt oder einen kegelförmigen Abschnitt übergehen, der aus dem reflektierenden Umhüllmaterial herausragt.
Der transparente Einsatz weist in einer Ausführungsform der Erfindung an seiner dem Halbleiterelement abgewandten Seite eine regelmäßige oder unregelmäßige Aufraustruktur, eine Fresnel- Optik oder Beugungsoptik auf.
Der transparente Einsatz umfasst in einer Ausführungsform der Erfindung ein Konversionsmittel mit Konverterpartikeln, bei spielsweise auf Phosphorbasis, oder auch ein Material wie CeYAG.
Das eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch ein Ver fahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Bauelements, um- fassend die Schritte a) Bereitstellen eines Substrats und Anordnen und ggf. bonden eines Halbleiters auf dem Substrat; b) Herstellen eines zumindest bereichsweise konvex geformten zweiten Hüllkörpers; c) Positionieren des zweiten Hüllkörpers relativ zu einem Halb leiterelement; d) Umgießen des Halbleiterelements zur Erzeugung eines ersten Hüllkörpers. Die vorliegende Erfindung zeigt ein Verfahren mit dem durch Verwendung eines Inserts auf dem Substrat zwischen den Mold- Werkzeugen (unten und oben) kleine Reflektoren mit Transfermol ding herstellbar sind. Bei dem Verfahren wird zudem vorzugsweise in Schritt b) der zweite Hüllkörper in der Kavität eines Werkzeugeinsatzes vor zugsweise durch Einbringen einer definierten Menge an Material erzeugt, wobei die Kavität gegenüber der Umgebung offen ist. Der zweite Hüllkörper wird in einer Ausführungsform der Erfin dung in einem zwischen den Schritten c) und d) angeordneten Zwischenschritt cl) zumindest teilweise ausgehärtet. Vorzugs weise wird beim Umgießen des Halbleiterelements zur Erzeugung des zweiten Hüllkörpers in dem auszugießenden Volumen zumindest zeitweise ein Unterdrück erzeugt. Dadurch wird gewährleistet, dass das gesamte Volumen ausgegossen wird. Alternativ kann mit höherem Spritzdruck gearbeitet werden.
Das Verfahren umfasst ein Transfermolding mit Insert (dem Werk zeugeinsatz), auf dem vor dem Molding Material für eine spätere Kavität aufgebracht wurde. Das Insert weist Erhebungen oder Senken und ggf. Abstandhalter und Justierstifte auf.
Die Prozessfolge ist vorzugsweise:
- Insert bereitstellen; - Material für Kavität aufbringen;
- Insert zu Substrat justieren, fügen und Material für Kavität härten;
- Transfer Molding;
- Insert entformen und entfernen;
Das Transfer Molding ist das Umgießen des Bauteils mit dem ersten Hüllkörper.
Der zweite Hüllkörper ist in einer Ausführungsform der Erfindung ein zumindest bereichsweise konvex geformter Reflektor und der erste Hüllkörper ein den Reflektor zumindest teilweise umgeben der Formkörper. Das Verfahren umfasst in der Ausführungsform der Erfindung daher die Schritte a) Bereitstellen eines Substrats und Anordnen und ggf. bonden eines Halbleiters auf dem Substrat; b) Herstellen eines zumindest bereichsweise konvex geformten Reflektors; c) Positionieren des Reflektors relativ zu einem Halbleiterele ment; d) Umgießen des Halbleiterelements zur Erzeugung eines Formkör- pers. Der Reflektor wird in Schritt b) in einer Ausführungsform der Erfindung in mindestens einen Kontaktierungsdraht gedrückt. Der Reflektor wird in einer Ausführungsform der Erfindung in einem zwischen den Schritten c) und d) angeordneten Zwischen schritt cl) zumindest teilweise ausgehärtet.
Beim Umgießen des Halbleiterelements zur Erzeugung des Formkör- pers wird in einer Ausführungsform der Erfindung in dem auszu gießenden Volumen zumindest zeitweise ein Unterdrück erzeugt.
In einer Ausführungsform des Verfahrens ist der zweite Hüllkör per ein bereichsweise konvex geformter transparenter Einsatz und der erste Hüllkörper ein den transparenter Einsatz zumindest teilweise umgebender Umhüllkörper. Das Verfahren umfasst in dieser Ausführungsform der Erfindung also die Schritte a) Bereitstellen eines Substrats und Anordnen und ggf. bonden eines Halbleiters auf dem Substrat; b) Herstellen eines zumindest bereichsweise konvex geformten transparenten Einsatzes; c) Positionieren des Reflektors relativ zu einem Halbleiterele ment; d) Umgießen des Halbleiterelements zur Erzeugung eines Umhüll- körpers.
Das Substrat kann zum Beispiel eine Keramik, PCB, flat molded QFN sein. Es ist vorzugsweise hochreflektierend durch Ag-Be- schichtungen oder weiße Kunststoffe (Duroplaste, Thermoplaste). Darauf ist mit transparentem Isolierkleber ein Saphir-Volumenemitter-Chip mit zwei Topkontakten montiert und mit Ag oder Au-Draht kontaktiert. Der Chip ist umgeben von Konversionsmaterial in einer Silikonmatrix. Über dem Chip befindet sich ein weißer, reflek- tierender Deckel. Der Deckel enthält eine Kugelkalotte (convex white silicone reflector). Diese ist radialsymmetrisch. Auf ihr befindet sich ein weißer Quader (white silicone). Die Bauteil form nach dem Vereinzeln ist ein Quader.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Licht emittierendes Bauelement in einer Draufsicht; Figur 2 das Ausführungsbeispiel der Figur 1 in einem Quer schnitt;
Figur 3 Skizzen verschiedener Zwischenstufen eines Licht emit tierenden Bauelements während der Fertigung;
Figur 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemä ßen Licht emittierendes Bauelement mit einem zylindrischen Form körper in einer räumlichen Ansicht; Figur 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemä ßen Licht emittierendes Bauelement in einer Schnittansicht mit zwei alternativen Ringbereichen;
Figur 6 das Ausführungsbeispiel der Figur 5 in der Draufsicht;
Figur 7 ein Beispiel der Anordnung mehrerer Licht emittierende Bauelemente während der Fertigung in der Draufsicht;
Figuren 8, 9 eine alternative Ausführung des Ringbereichs der Figur 5 mit einzelnen Segmenten;
Figuren 10, 11 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Licht emittierenden Bauelements mit einem linsenförmigen Reflektor; Figur 12 weitere Beispiele für die Kontur des Reflektors in einer Draufsicht; Figuren 13 weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung in
SchnittdarStellungen;
Figuren 14 weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung in Schnittdarstellungen;
Figur 15 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemä ßen Licht emittierenden Bauelements im Schnitt; Figur 16das Ausführungsbeispiel der Figur 15 in der Draufsicht;
Figur 17 Skizzen verschiedener Zwischenstufen eines Licht emit tierenden Bauelements während der Fertigung; Figuren 18 - 23 weitere erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele Licht emittierende Bauelemente, die jeweils nach dem erfin dungsgemäßen Verfahren gefertigt werden;
Figuren 24 - 34 Werkzeuge und Verfahrensschritte zur Herstellung erfindungsgemäßer Licht emittierender Bauelemente;
Ein in Figur 1 und 2 gezeigtes Licht emittierendes Bauelement 1 umfasst ein im Wesentlichen quaderförmiges Licht emittieren den Halbleiterelement 3 (Im Folgenden auch Chip), das auf ein Substrat 2 aufgeklebt ist. Das Substrat ist eine Keramik, ein PCB (printed circuit board), flat molded QFN (quad flat nolead) oder dergleichen. Zwei Topkontakte 4, 5 des Licht emittierenden Halbleiterelements 3 sind jeweils mit Kontaktierungsdrähten 6, 7, die aus Silber oder Gold gefertigt sind, mit hier nicht dargestellten Leiterbahnen an oder in dem Substrat 2 kontak tiert. Das Licht emittierende Halbleiterelement 3 ist eingebet tet in einen Formkörper 8, der ein Konversionsmaterial in einer Silikonmatrix umfasst. Auf der dem Substrat 2 abgewandten Seite ist ein Reflektor 9 auf dem Formkörper 8 angeordnet. Der Re- flektor 9 besteht im Wesentlichen aus weiß eingefärbtem Silikon. Der Reflektor 9 umfasst zwei einstückig miteinander verbundene Teile, eine Kugelkalotte 10 und einen Reflektorquader 11. Die Kugelkalotte ist in Richtung auf das Substrat 2 konvex und ragt in eine entsprechend geformte konkave Ausnehmung 11 des Form körpers 8. Der Übergang der Kugelkalotte 10 auf den Reflektor- quader 11 ist in der Draufsicht kreisförmig, wie in Figur 1 durch eine gestrichelte Linie 12 angedeutet. Die Kontaktie rungsdrähte 6, 7 verlaufen durch den Reflektor 9 und den Form körper 8. Figur 3 zeigt Skizzen verschiedener Zwischenstufen des Licht emittierenden Bauelements 1 während der Fertigung zur Verdeut lichung des Fertigungsverfahrens. Zunächst wird in einem ersten Verfahrensschritt a) ein Zwischenprodukt umfassend das auf das Substrat 2 aufgeklebte und mittels der Kontaktierungsdrähte 6, 7 gebondete Licht emittierende Halbleiterelement 3 nach an sich bekannten Verfahren hergestellt.
In einem weiteren Verfahrensschritt b) werden die Kugelkalotte 10 des Reflektors 9 und sodann der Formkörper 8 hergestellt. Dazu wird zunächst mittels eines Werkzeugeinsatzes (Matrize) 13 die Kugelkalotte 10 hergestellt. Der Werkzeugeinsatz 13 weist dazu runde Kavitäten 14 auf, wie in Figur 3 bl) gezeigt ist. In diese Kavitäten 14 wird in einem in Figur 3 b2) gezeigten Ver fahrensschritt A weißes Silikon dosiert. Dies kann durch Sieb- druck, Schablonendruck, Druck-Zeit-Dosierung, Jetting oder der gleichen erfolgen. Das weiße Silikon stoppt an der Kante 15 der Kavität 14. Durch Aufbringen einer genauen, reproduzierbaren Menge bildet sich immer die gleiche Linsenform der Kugelkalotte 10 aus. Auf dem Substrat 2 befinden sich viele Halbleiterele- mente 3. Im Werkzeugeinsatz 13 befinden sich viele Kavitäten 14 die mit weißem Silikon gefüllt sind. Von den Kavitäten 14 ist nur eine in Figur 3 gezeigt. Der Werkzeugeinsatz 13 wird in einem in Figur 3b3) gezeigten Verfahrensschritt B zum Substrat 2 justiert und gefügt. Dabei taucht das flüssige Silikon einer jeden Kugelkalotte in die Kontaktierungsdrähte 6, 7 ein. Opti onal kann das weiße Silikon durch UV-Licht und / oder Temperatur gehärtet oder angehärtet werden. Nach dem zumindest teilweisen Aushärten der Kugelkalotten 10 wird in einem in Figur 3 b4) gezeigten Verfahrensschritt C von der Seite her konvertierendes Silikon zur Ausbildung der Formkörper 8 in den Spalt zwischen Werkzeugeinsatz 13 und Substrat 2 gefüllt. Das kann durch Va kuum, Druck, Kapillarkräfte und hydrostatische Kräfte erfolgen.
Abhängig von der Tiefe der Kavitäten 14 in dem Werkzeugeinsatz 13 wird in Verfahrensschritt C ein zylindrischer Formkörper 8 wie in Figur 4 gezeigt, bei dem die Kugelkalotte 10 den Form körper 8 vollständig abdeckt, erzeugt oder es wird ein Formkör per 8 erzeugt, der vollständig wie in Figur 5 gezeigt oder bereichsweise wie in den Figur 6 gezeigt lateral, sprich in der Ebene des Substrats 2, über die Kugelkalotte 10 hinausragt. In dem in Figur 5 gezeigten Ausführungsbeispiel umschließt ein über den Reflektor 9 lateral überstehender Ringbereich 16 den Re flektor 9 vollständig. Durch geeignete Formgebung des Werkzeug einsatz 13 weist der Ringbereich 16 einen rechteckigen Quer schnitt, wie in Figur 5 gezeigt, oder einen konvex abgerundeten Querschnitt, wie in Figur 6, gezeigt auf. Die Formkörper 8 bzw. Ringbereiche 16 benachbarter Licht emittierende Bauelemente 1 berühren sich an Berührpunkten 17, siehe Figur 7. Beim Füllen der Form mit konvertierendem Silikon sind Berührpunkte zwischen den Bauteilen notwendig (injection area) um das Material über das gesamte Substrat verteilen zu können. Vorteilhaft ist ein geringer Druck beim Füllen der Form dieser kann gut durch Vakuum und hydrostatische Kräfte aufgebracht werden. Durch die kleinen Kräfte deformiert sich die weiche PDMS Form kaum. Eine UV- Aushärtung hat gegenüber der Wärme-Härtung den Vorteil, dass geringe Verspannungen entstehen. UV härtende Silikone sind be kannt. Das UV Licht kann unter Umständen nicht alle Bereich des konvertierenden Silikons (z. B. unter dem weißen Deckel der Kugelkalotte 10) erreichen. Eine Nachhärtung im Ofen wird evtl, nach der Entformung nötig. Figur 8 und 9 zeigen eine alternative Ausführung des Ringbe reichs 16, der hier nur einzelne Segmente 18 umfasst, die als Angusspunkte für die Formkörper 8 dienen und so angeordnet sind, dass Segmente 18 benachbarter Licht emittierender Bauelemente 1 ineinander übergehen. Wie im Ausführungsbeispiel der Figuren
5 bis 7 weisen die Segmente 18 durch geeignete Formgebung des Werkzeugeinsatz 13 eine rechteckigen oder einen konvex abgerun deten Querschnitt auf. Die Figuren 10 und 11 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel mit einem linsenförmigen Reflektor 9. Dieses Beispiel weist keine expliziten „injection areas" in Form des Ringbereich 16 oder der Segmente 18 auf und ist so besonders kompakt und stahlt besonders homogen ab. Der Abstand von den Chipkanten zum Rand des zylindrischen Formkörpers 8 ist für alle Strahlen ähnlich lang. Farbe über Winkel ist damit recht homogen.
Figur 12 zeigt weitere Beispiele für die Kontur des Reflektors 9 in der Draufsicht. Die Kontur kann rund, wie in Figur 12 b, oval, wie in den Figuren 12a, e, f und g, oder eckig, wie in den Figuren 12 c, d und h sein. Der Reflektor 9 kann dabei zwei gleiche oder zwei unterschiedliche Symmetrieebenen aufweisen. Je nach Chipform (Quadrat, Rechteck, Dreieck, neck) kann es sinnvoll sein, passende Formen für das konvertierende Silikon des Formkörpers 8 zu wählen.
Figur 13 zeigt weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung in Schnittdarstellungen. Je nachdem, wieviel Ti02 Partikel oder an dere Streuer in das Silikon des Reflektors 9 eingemischt werden, ist die Reflektivität höher oder niedriger. Auch die Schicht dicke des weißen Silikons des Reflektors 9 bestimmt die Reflek- tivität. Durch weißes Silikon mit einer Dicke von 50pm und nur 50% Ti02 können einige Prozent Licht transmittieren. Durch die laterale Größe der Kugelkalotte 10 sowie deren Höhe und durch die Dicke des Reflektorquaders 11 können die Eigenschaften des Licht emittierenden Bauelements 1 sowie dessen Geometrie vari iert werden. Das Ausführungsbeispiel der Figur 13 a weist eine Kugelkalotte 10 auf, die an der dem Licht emittierenden Halb leiterelement 3 zugewandten Seite entlang einer Ebene 19 abge flacht ist und dessen Oberfläche berührt. Die laterale Ausdeh nung des Reflektorquaders 11 ist daher groß gegenüber der der Kugelkalotte 10. Dies ermöglicht eine besonders flache Bauform mit hoher Effizienz. Im Ausführungsbeispiel der Figur 13 b ist die laterale Ausdehnung der Kugelkalotte 10 groß, so dass diese nahezu den gesamten Reflektorquader 11 überdeckt. Dies bewirkt ein effizienteres Bauteil, weil das nach oben emittierte Licht besser genutzt werden kann
Das Ausführungsbeispiel der Figur 13 c ist eine Zwischenform der beiden zuvor dargestellten Ausführungsbeispiele. Dabei kann mehr Strahlung durch die dünne Deckschicht neben dem Chip 3 nach oben entweichen.
Im Ausführungsbeispiel der Figur 13 d ist die Kugelkalotte 10 an einem zylindrischen Reflektorelement 20 des Reflektors 9 angeordnet und umschließt den Chip 3 teilweise. Die Kugelkalotte 10 ist dazu soweit auf das Halbleiterelement 3 aufgedrückt, dass letzteres in die Kugelkalotte 9 hineinragt. Bei diesem Ausfüh rungsbeispiel kann besonders wenig Strahlung direkt über und neben dem Chip nach oben gelangen.
Figur 14 zeigt weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung. Fi gur 14 a zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einem oberflächen emittierenden Chip 3, wobei die Kugelkalotte 10 diesem gegenüber versetzt angeordnet ist. Teile des Chips 3 ragen in die Kugel kalotte 10. Der Formkörper 8 ist aus Silikon mit Ti02 Partikeln zur Konversion gefertigt. Beim Ausführungsbeispiel der Figur 14 b ist der Formkörper 8 im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Figur 14 a aus Silikon ohne farbliche Beimengung gefertigt und ohne Konversion. Beim Ausführungsbeispiel der Figur 14 c ist oberhalb des Chips 3 ein Konversionselement 21 aus Silikon mit Konverter-Beimengung angeordnet. Beim Ausführungsbeispiel der Figur 14 d sind zwei oder mehr Chips 3a, 3b unterschiedli cher Farbe in einem Bauteil angeordnet, wobei jedem Chip 3a, 3b jeweils eine Kugelkalotte 10a, 10b zugeordnet ist.
Die Figuren 15 und 16 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Licht emittierenden Bauelements 1. Auf einem Substrat 2 ist ein Licht emittierenden Halbleiterelement 3 in Form einer Dünnfilm LED angeordnet und mit einem Kontak- tierungsdraht 6 gebondet.Das Halbleiterelement 3 ist beispiels weise aufgeklebt. Das Halbleiterelement 3 ist mit einem reflek tierenden Umhüllkörper 22 umhüllt, der eine mit fused silica Kugeln (l-100pm Durchmesser) hochgefüllte Silikon- oder Epoxy- Pressmasse ist. In dem Umhüllkörper 22 ist ein transparenter Einsatz 23 angeordnet.
Das Herstellungsverfahren für das Licht emittierende Bauelement 1 ist abgesehen von den in den jeweiligen Verfahrensschritten verwendeten Materialien im Wesentlichen identisch mit dem an- hand der Figur 3 beschriebenen Verfahren. Zunächst wird in einem ersten Verfahrensschritt a) ein Zwischenprodukt umfassend das auf das Substrat 2 aufgeklebte und mittels des Kontaktierungs drahtes 6 gebondete Licht emittierende Halbleiterelement 3 nach an sich bekannten Verfahren hergestellt. In einem weiteren Ver- fahrensschritt b) werden zunächst der transparente Einsatz 23 und sodann der Umhüllkörper 22 hergestellt. Dazu wird zunächst mittels eines Werkzeugeinsatzes 24 der transparente Einsatz 23 hergestellt. Der Werkzeugeinsatz 24 weist dazu runde Kavitäten 25 auf, wie in Figur 17 bl) gezeigt ist. In diese Kavitäten 25 wird in einem in Figur 17 b2) gezeigten Verfahrensschritt A transparentes oder ggf. mit Konversionsmaterial gemischtes Si likon dosiert. Das Silikon stoppt an der Kante 26 der Kavität 25. Durch Aufbringen einer genauen, reproduzierbaren Menge bil det sich immer die gleiche Form des transparenten Einsatzes 23 aus. Auf dem Substrat 2 befinden sich viele Halbleiterelemente 3. Im Werkzeugeinsatz 13 befinden sich viele Kavitäten 25, die mit weißem Silikon gefüllt sind. Von den Kavitäten 25 ist nur eine in Figur 3 gezeigt. Der Werkzeugeinsatz 24 wird in einem in Figur 17 b3) gezeigten Verfahrensschritt B zum Substrat 2 justiert und gefügt. Dabei taucht das flüssige Silikon der transparenten Einsätze 23 in die Kontaktierungsdrähte 6 ein. Optional kann das Silikon durch UV-Licht und / oder Temperatur gehärtet oder angehärtet werden. Nach dem zumindest teilweisen Aushärten der transparenten Einsätze 23 wird in einem in Figur 17 b4) gezeigten Verfahrensschritt C von der Seite her weißes Silikon zur Ausbildung der reflektierenden Umhüllkörper 22 in den Spalt zwischen Werkzeugeinsatz 24 und Substrat 2 gefüllt. Das kann durch Vakuum, Druck, Kapillarkräfte und hydrostatische Kräfte erfolgen. Die Figuren 18 bis 23 zeigen weitere erfindungsgemäße Ausfüh rungsbeispiele Licht emittierende Bauelemente 1, die jeweils nach dem zuvor beschriebenen Verfahren gefertigt werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Figuren 18 und 19 wird als Licht emittierenden Halbleiterelement 3 ein Saphir-Flip-Chip verwen det. Dieser umfasst substratseitige Kontaktelemente 27, mit de nen ein Licht emittierendes Element 28— und an einem Substrat 29 angebracht ist, kontaktiert ist. Der transparente Einsatz 23 umschließt Teile des Substrats 29 und wird von dem reflektie- renden Umhüllkörper 22 umschlossen.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 20 a) wird ein Saphir Volumenemitter als Licht emittierendes Halbleiterelement 3 ver wendet und mit Kontaktierungsdrähten 6, 7 kontaktiert. Diese verlaufen innerhalb des transparente Einsatzes 23. Figur 20 b) zeigt eine Dünnfilm-LED als Licht emittierendes Halbleiterele ment 3, bei dem Beispiel der Figur 20 c) ist ein Konversions element 21 zwischen dem Licht emittierenden Halbleiterelement 3 und dem transparenten Einsatz 23 angeordnet. Beim Ausfüh- rungsbeispiel der Figur 20 d) sind zwei oder mehr Chips 3a, 3b unterschiedlicher Farbe in einem Bauteil angeordnet, wobei je dem Chip 3a, 3b jeweils ein transparenter Einsatz 23a bzw. 23b zugeordnet ist. Die Figuren 21 a) bis d) zeigen weitere Ausführungsbeispiele Licht emittierender Bauelemente 1, bei denen dem transparenten Einsatz 23 konvertierendes Material zugemischt ist. Beim Aus führungsbeispiel der Figur 21 a) schließt sich der transparente Einsatz 23 an die dem Substrat 2 abgewandte Oberfläche des Licht emittierenden Halbleiterelements 3 an. Bei den Ausführungsbei spielen der Figuren 21 b) und c) ist der transparente Einsatz 23 kugelkalottenförmig und umschließt das Licht emittierende Halbleiterelement 3, wobei der Radius der Kugelkalotte so ge wählt ist, dass eine bestimmte Mindestdicke konvertierenden Ma- terials zwischen Halbleiterelement 3 und Umhüllkörper 22 ver bleibt. Das Ausführungsbeispiel der Figur 21 d) zeigt eine Dünn- film-LED mit zwei Oberseitenkontakten, die mit Kontaktierungs drähten 6, 7 kontaktiert sind, als Halbleiterelement. Der trans parente Einsatz 23 geht in einen zylindrischen Abschnitt 30 über, der aus dem reflektierenden Umhüllmaterial 22 herausragt.
Die Figuren 22 a) bis 23 d) zeigen weitere Ausführungsbeispiele Licht emittierender Bauelemente 1, bei denen der transparente Einsatz 23 mit unterschiedlichen Geometrien über das Umhüllma- terial 22 herausragt. Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 22 a) bildet der transparente Einsatz 23 eine Linse, die teilweise in das Umhüllmaterial 22 eingebettet ist. Bei dem Ausführungs beispiel der Figur 22 b) ist die Linse durch einen zylindrischen teil gestreckt. Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 22 c) schließt sich ein zylindrischer Abschnitt 30 an den in dem Umhüllmaterial 22 eigebetteten Teil des Einsatzes 23 an. in Figur 22d) enthält der eingebettete Teil des transparenten Ein satzes 23 zudem noch Streupartikel zu einer besseren und gleich förmigeren Verteilung. Dadurch kann das Volumen etwas reduziert werden, so dass der Einsatz 23 mit der Oberfläche des Umhüll materials 22 abschließt. Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 23 a) ist an der dem Substrat 2 abgewandten Seite des transparenten Einsatzes 23 eine regelmäßige Aufraustruktur 31, bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 23 c) eine unregelmäßige Aufraustruktur 32 und bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 23 d) eine Fresnel-Optik oder Beugungsoptik 35 angeordnet. Bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 23 b) ist an der dem Substrat 2 abgewandten Seite des transparenten Einsatzes 23 eine kegelförmige Pyramide 34 ange ordnet.
Die Figuren 24 bis 34 zeigen Werkzeuge und Verfahrensschritte zur Herstellung der Licht emittierende Bauelement 1 der Ausfüh rungsbeispiele der Figuren 15 bis 23. Figur 25 zeigt eine Draufsicht auf einen Werkzeugeinsatz 24, Figur 24 zeigt einen Schnitt A-A in Figur 25 durch den Werk zeugeinsatz 24. In dem beispielsweise aus PET gefertigten Werk zeugeinsatz 24 ist eine Vielzahl von Kavitäten 25 angeordnet. Optional ist zwischen den Kavitäten 25 eine Trennschicht 36 angeordnet. An den Ecken des Werkzeugeinsatzes 24 sind zylind rische Abstandhalter 37 angeordnet, an denen konische Justier stifte 38 angebracht sind.
Zur Herstellung der transparenten Einsätze wird zunächst jede Kavität wie in den Figuren 26 und 27 gezeigt beispielsweise durch Jetting mit Silikon gefüllt. Sodann wird der Werkzeugei nsatz 24 mit der Vielzahl transparenter Einsätze 23 wie in Figur 28 gezeigt relativ zu einem Substrat 2 mit Justieröffnungen 39 zur Aufnahme der Justierstifte positioniert. In einem weiteren, in Figur 29 gezeigten Schritt wird der Werkzeugeinsatz 24 auf das Substrat 2 bewegt, wobei die Justierstifte 38 in die Jus tieröffnungen 39 eingeführt werden, bis wie in Figur 30 gezeigt die Abstandhalter 37 an dem Substrat 2 anliegen. In dem in Figur 31 gezeigten Herstellungsschritt werden Werkzeugeinsatz 24 und Substrat 2 in ein Form-Werkzeug 40 umfassend ein oberes Form- Werkzeug 41 und ein unteres Form-Werkzeug 42 eingebettet und mit einer Pressmasse aus Silikon zur Herstellung der Umhüllkör per 22 umspritzt. Nach Ausformen des Substrates 2 mit der daran angeordneten Vielzahl Licht emittierender Bauelement 1 werden diese mit einem Trennwerkzeug 43 wie einem Messer oder Sägeblatt zunächst angesägt, dann entformt und vereinzelt.
In dem Beispiel der Figur 33 sind drei Werkzeugeinsätze 24 nebeneinander in einem Form-Werkzeug 40 angeordnet. Nach dem Gießen der Umhüllkörper 22 verbleiben jeweils Angüsse 45. Figur 33 verdeutlicht die Schritte des Spritzpressen (transfer mol ding) in Figur 33 a) in einer Draufsicht, den Schritt des An sägens in Figur 33 b), das Ausformen bzw. Entfernen des Werk zeugeinsatzes 24 in Figur 33 c) und das Vereinzeln in Figur 33 d).
Statt aus PET kann der Werkzeugeinsatz 24 aus anderen Duroplas ten, Thermoplasten, Metall oder Verbundmaterialien Me tall/Kunststoff gefertigt sein. Beispiele dafür sind Teflon, PDMS, Silikon, Stahl, Eisen-Nickel Legierungen, Aluminium, Mo- lybdän und dergleichen. Die Oberflächen des Werkzeugeinsatzes 24 können ganzflächig oder teilweise mit einem Trennmittel be schichtet sein.
Statt mittels Justierstiften 38 und korrespondierenden Bohrun- gen im Substrat kann die Justierung und Fixierung auch wie in Figur 34 gezeigt mittels Klebstoff 44 erfolgen, der an die zylindrischen Abstandhalter 37 aufgebracht wird, welche sich an dem Substrat 2 abstützen. BEZUGSZEICHENLISTE
1 Licht emittierende Bauelement
2 Substrat 3 Licht emittierenden Halbleiterelement
4, 5 Topkontakt 6, 7 Kontaktierungsdraht 8 Formkörper 9 Reflektor 10 Kugelkalotte 11 Reflektorquader 12 Hilfslinie Übergang der Kugelkalotte 10 auf den
Reflektorquader 11
13 Werkzeugeinsatz 14 Kavität
15 Kante
16 überstehender Ringbereich des Formkörpers
17 Berührpunkt
18 überstehendes Segment des Formkörpers 19 abgeflachte Ebene der Kugelkalotte
20 zylindrisches Reflektorelement 21 Konversionselement 22 reflektierender Umhüllkörper 23 transparenter Einsatz 24 Werkzeugeinsatz
25 Kavität
26 Kante
27 Kontaktelernent
28 Licht emittierendes Element 29 Substrat Saphir-Flip-Chip
30 zylindrischer Abschnitt
31 regelmäßige Aufraustruktur
32 unregelmäßige Aufraustruktur 34 kegelförmige Pyramide 35 Beugungsoptik
36 Trennschicht 37 Abstandhalter
38 Justierstift
39 Justieröffnung
40 Form-Werkzeug 41 oberes Form-Werkzeug
42 unteres Form-Werkzeug
43 Trennwerkzeug
44 Klebstoff
45 Anguss

Claims

PATENTANS PRÜCHE
1. Licht emittierendes Bauelement (1) mit zumindest einem Licht emittierenden Halbleiterelement (3), das an einem Substrat (2) angeordnet und zumindest teilweise von einem ersten Hüllkörper (8, 22) umgeben ist, wobei an der dem
Substrat (2) abgewandten Seite des Halbleiterelements (3) ein zweiter Hüllkörper (9, 23) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Hüllkörper (9, 23) zu mindest bereichsweise konvex in Richtung auf das Halb leiterelement (3) geformt ist und an der dem Halblei terelement (3) abgewandten Seite im Wesentlichen eben oder konvex geformt ist.
2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiterelement (3) ein Volumenemitter ist.
3. Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, dass der erste Hüllkörper ein im Wesentlichen durch sichtiger Formkörper ist und der zweite Hüllkörper ein Reflektor ist.
4. Bauelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der konvexe Bereich (10) des Reflektors zumindest teilweise als wenigstens eine der folgenden Formen ge formt ist:
- eine Kugelkalotte (10);
- ein Ellipsoid oder Halbellipsoid
- ein Lentikuläre; und
- ein Kegelstumpf.
5. Bauelement nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich net, dass der Reflektor eine größte Schichtdicke im Be reich des Halbleiterelements aufweist.
6. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiterelement mittels Drähten (6, 7) kontaktiert ist, wobei die Drähte (6, 7) zumindest teilweise innerhalb des Reflektors ver laufen.
7. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis
5, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor und/oder der Formkörper in einer Ebene parallel zum Substrat einen runden Querschnitt aufweist.
8. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis
6, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor und/oder der Formkörper in einer Ebene parallel zum Substrat einen ovalen oder runden Querschnitt aufweist.
9. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor und/oder der Formkörper in einer Ebene parallel zum Substrat einen im Wesentlichen rechteckigen oder quadratischen Quer schnitt aufweist.
10. Bauelement nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der konvex geformte Bereich (10) des Reflektors in einer Ebene parallel zum Substrat von einem Reflektorquader (11) mit konstanter Dicke überdeckt ist.
11. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis
10, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper min destens eine Anspritzkontur (16, 17) aufweist, die den Reflektor in einer Ebene parallel zum Substrat nach außen überragt.
12. Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis
11, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper einen Ringbereich (16) aufweist, der den Reflektor in einer Ebene parallel zum Substrat nach außen überragt.
13. Bauelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringbereich (16) einen rechteckigen Querschnitt aufweist.
14. Bauelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringbereich (16) an seiner Außenfläche abgerun det ist.
15. Bauelement nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass sich bei während der Fertigung auf dem Substrat benachbart angeordneten Bauelementen die Formkörper bereichsweise berühren.
16. Bauelement nach einem der Ansprüche 2 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest bereichsweise kon vex in Richtung auf das Halbleiterelement geformte Re- flektor an der dem Halbleiterelement zugewandten Seite bereichsweise (20) abgeflacht ist.
17. Bauelement nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der abgeflachte Bereich (20) in Kontakt mit dem Halbleiterelement ist.
18. Bauelement nach einem der Ansprüche 3 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der konvex in Richtung auf das Halbleiterelement geformte Bereich des Reflektors an ei- nem zylindrischen Reflektorelement (21) angeordnet ist.
19. Bauelement nach einem der Ansprüche 3 bis 16, soweit auf Anspruch 1 rückbezogen, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiterelement ein oberflächenemittierendes Halb- leiterelement ist.
20. Bauelement nach einem der Ansprüche 3 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der konvex in Richtung auf das Halbleiterelement geformte Bereich (10) des Reflektors das Halbleiterelement nur teilweise überdeckt.
21. Bauelement nach einem der Ansprüche 3 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Halbleiterelement (3) und dem Reflektor (9) ein Konversionselement (21) angeordnet ist, wobei der Formkörper (8) im Wesentlichen durchsichtig ist.
22. Bauelement nach einem der Ansprüche 3 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Halbleiterelemente (3) in dem Bauelement (1) angeordnet sind.
23. Bauelement nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleiterelemente (3) Licht unterschiedlicher Farben oder Farbspektren abstrahlen.
24. Bauelement nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass jedem der Halbleiterelemente (3) ein konvexer Be reich (10) des Reflektors (9) zugeordnet ist.
25. Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, dass der zweite Hüllkörper ein im Wesentlichen re flektierender Umhüllkörper ist und der erste Hüllkörper ein transparenter Einsatz (23) ist, der in einer Kavität in dem Umhüllkörper angeordnet ist.
26. Bauelement nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiterelement (3) eine Dünnfilm-Leuchtdiode ist.
27. Vorrichtung nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekenn zeichnet, dass das Halbleiterelement (3) mittels min destens eines Drahtes (6, 7) kontaktiert ist, wobei der Draht (6, 7) zumindest teilweise innerhalb des transpa renten Einsatzes (23) verläuft.
28. Bauelement nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiterelement (3) ein Saphir-Flip-Chip ist, wobei zumindest ein Teil des Halbleiterelements (3) von dem transparenten Einsatz (23) umgeben ist.
29. Bauelement nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiterelement ein Saphir-Volumenemitter ist, wobei zumindest ein Teil des Halbleiterelements von dem transparenten Einsatz (23) umgeben ist.
30. Bauelement nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbleiterelement mittels Drähten (6, 7) kon taktiert ist, wobei die Drähte (6, 7) zumindest teilweise innerhalb des transparenten Einsatzes (23) verlaufen.
31. Bauelement nach einem der Ansprüche 25 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Halbleiterelement (3) und dem transparenten Einsatz (23) ein Konversions element (21) angeordnet ist.
32. Bauelement nach einem der Ansprüche 25 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Halbleiterelemente (3, 3a, 3b) in dem Bauelement angeordnet sind.
33. Bauelement nach einem der Ansprüche 25 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass der transparente Einsatz (23) über die Oberfläche des reflektierenden Umhüllmaterials (22) herausragt.
34. Bauelement nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass der transparente Einsatz (23) linsenförmig ist und über die Oberfläche reflektierenden Umhüllmaterials (22) herausragt.
35. Bauelement nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass der transparente Einsatz (23) in einen zylindrischen Abschnitt (30) übergeht, der aus dem reflektierenden Um hüllmaterial (22) herausragt.
36. Bauelement nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass der transparente Einsatz (23) in einen kegelförmigen Abschnitt (34) übergeht, der aus dem reflektierenden Um hüllmaterial (22) herausragt.
37. Bauelement nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass der transparente Einsatz (23) an seiner dem Halb leiterelement (3) abgewandten Seite eine regelmäßige Auf raustruktur (31) aufweist.
38. Bauelement nach Anspruch 33 oder 37, dadurch gekenn zeichnet, dass der transparente Einsatz (23) an seiner dem Halbleiterelement (3) abgewandten Seite eine unre gelmäßige (32) Aufraustruktur aufweist.
39. Bauelement nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass der transparente Einsatz (23) an seiner dem Halb leiterelement (3) abgewandten Seite eine Fresnel-Optik (35) aufweist.
40. Bauelement nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass der transparente Einsatz (23) an seiner dem Halb leiterelement (3) abgewandten Seite eine Beugungsoptik (35) aufweist.
41. Bauelement nach einem der Ansprüche 25 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass der transparente Einsatz (23) Kon versionsmittel umfasst.
42. Bauelement nach einem der Ansprüche 25 bis 40, dadurch gekennzeichnet, bei dem der Hüllkörper (22) einen mit fused silica Kugeln gefüllten Werkstoff umgasst, wobei optional die Kugeln einen Durchmesser im Bereich von lpm bis lOOpm aufweisen.
43. Verfahren zur Herstellung eines Bauelements nach einem der Ansprüche 1 bis 42, umfassend die Schritte a) Bereitstellen eines Substrats und Anordnen und ggf. bonden eines Halbleiters auf dem Substrat; b) Herstellen eines zumindest bereichsweise konvex ge formten zweiten Hüllkörpers; c) Positionieren des zweiten Hüllkörpers relativ zu ei nem Halbleiterelement; d) Umgießen des Halbleiterelements zur Erzeugung eines ersten Hüllkörpers.
44. Verfahren nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) der zweite Hüllkörper in einer Kavität (14, 25) eines Werkzeugeinsatzes (13, 24) geformt wird.
45. Verfahren nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt b) der zweite Hüllkörper in der Kavität (14, 25) durch Einbringen einer definierten Menge an Material erzeugt wird, wobei die Kavität (14, 25) gegenüber der Umgebung offen ist.
46. Verfahren nach einem der Ansprüche 43 bis 45, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Hüllkörper in einem zwi schen den Schritten c) und d) angeordneten Zwischen schritt cl) zumindest teilweise ausgehärtet wird.
47. Verfahren nach einem der Ansprüche 43 bis 45, dadurch gekennzeichnet, dass beim Umgießen des Halbleiterelements zur Erzeugung des zweiten Hüllkörpers in dem auszugie ßenden Volumen zumindest zeitweise ein Unterdrück erzeugt wird.
48. Verfahren nach einem der Ansprüche 43 bis 47 zur Herstel lung eines Bauelements nach einem der Ansprüche 3 bis 24, wobei der zweite Hüllkörper ein zumindest bereichsweise konvex geformter Reflektors ist und der erste Hüllkörper ein den Reflektor zumindest teilweise umgebender Form körper ist.
49. Verfahren nach Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor in Schritt c) in mindestens einen Kontak tierungsdraht (6, 7) gedrückt wird.
50. Verfahren nach einem der Ansprüche 43 bis 47 zur Herstel lung eines Bauelements nach einem der Ansprüche 25 bis 41, wobei der zweite Hüllkörper ein bereichsweise konvex geformter transparenter Einsatz (23) ist und der erste
Hüllkörper ein den transparenter Einsatz (23) zumindest teilweise umgebender Umhüllkörper (22) ist.
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