專(zhuān)利名稱(chēng)：轉(zhuǎn)換組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提出一種轉(zhuǎn)換組件以及一種具有這種轉(zhuǎn)換組件的半導(dǎo)體器件。

發(fā)明內(nèi)容
要實(shí)現(xiàn)的目的在于，提出一種轉(zhuǎn)換組件，所述轉(zhuǎn)換組件具有改進(jìn)的轉(zhuǎn)換特性。根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施形式，轉(zhuǎn)換組件適合于設(shè)置在發(fā)射輻射的半導(dǎo)體芯片的輻射耦合輸出面的下游。例如能夠?qū)⑥D(zhuǎn)換組件構(gòu)建在半導(dǎo)體器件中。例如，這種半導(dǎo)體器件包括發(fā)射輻射的半導(dǎo)體芯片。轉(zhuǎn)換組件能夠在發(fā)射輻射的半導(dǎo)體芯片的主放射方向上設(shè)置在所述發(fā)射輻射的半導(dǎo)體芯片的輻射耦合輸出面的下游。優(yōu)選地，轉(zhuǎn)換組件將由半導(dǎo)體芯片發(fā)射的一個(gè)波長(zhǎng)范圍中的電磁輻射轉(zhuǎn)換成另一波長(zhǎng)范圍中的電磁輻射。根據(jù)轉(zhuǎn)換組件的至少一個(gè)實(shí)施形式,所述轉(zhuǎn)換組件包括轉(zhuǎn)換元件,所述轉(zhuǎn)換元件具有第一主面、與第一主面相對(duì)置的第二主面以及至少一個(gè)側(cè)面。側(cè)面將這兩個(gè)主面相互連接。側(cè)面例如垂直于轉(zhuǎn)換元件的主延伸方向伸展，進(jìn)而也能夠橫向于這兩個(gè)主面伸展。因此，側(cè)面在側(cè)向?qū)D(zhuǎn)換元件限界。例如，第一主面是轉(zhuǎn)換元件的外面的一部分，所述第一主面在固定狀態(tài)下朝向發(fā)射輻射的半導(dǎo)體芯片的輻射耦合輸出面。例如，轉(zhuǎn)換元件的第一主面是固定面，所述固定面能夠用于將轉(zhuǎn)換組件固定在發(fā)射輻射的半導(dǎo)體芯片的輻射耦合輸出面上或固定在發(fā)射輻射的半導(dǎo)體芯片的輻射耦合輸出面處。根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施形式，轉(zhuǎn)換元件包含至少一種發(fā)光轉(zhuǎn)換材料，所述至少一種發(fā)光轉(zhuǎn)換材料適合于吸收一個(gè)波長(zhǎng)范圍中的電磁輻射并且適合于將所吸收的電磁輻射以與所吸收的輻射相比具有更大波長(zhǎng)的另一波長(zhǎng)范圍重新發(fā)射。例如，發(fā)光轉(zhuǎn)換材料將經(jīng)由轉(zhuǎn)換元件的第一主面進(jìn)入到轉(zhuǎn)換元件中的藍(lán)光部分地轉(zhuǎn)換成黃光，所述黃光隨后能夠與藍(lán)光一起混合成白光。根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施形式，轉(zhuǎn)換組件包括反射覆層，所述反射覆層設(shè)計(jì)成，反射從轉(zhuǎn)換元件射出的電磁輻射并且至少部分地將其反射回轉(zhuǎn)換元件中?！胺瓷洹痹诒疚闹幸馕吨矊臃瓷渲辽僦?0%的、優(yōu)選地至大于80%的從轉(zhuǎn)換元件射出的并且射到其上的電磁輻射。根據(jù)轉(zhuǎn)換組件的至少一個(gè)實(shí)施形式，反射覆層在至少一個(gè)側(cè)面上至少局部地覆蓋轉(zhuǎn)換元件?！爸辽倬植康亍痹诖四軌蛞馕吨瓷涓矊觾H在可預(yù)定的位置上完全地覆蓋轉(zhuǎn)換元件的側(cè)面，并且在其它位置上僅覆蓋至一定的高度和/或完全不覆蓋。換言之，轉(zhuǎn)換元件能夠在一些位置上仍部分地從反射覆層突出，并且在其它位置上完全地由反射覆層遮蓋。此外，反射覆層能夠完全地覆蓋至少一個(gè)側(cè)面。例如，在轉(zhuǎn)換元件的被覆蓋的位置上，側(cè)面與反射覆層直接接觸。換言之，優(yōu)選地，在反射覆層和轉(zhuǎn)換元件的側(cè)面之間既不形成間隙也不形成中斷。在此尤其可能的是，反射覆層與轉(zhuǎn)換元件的側(cè)面齊平。根據(jù)轉(zhuǎn)換組件的至少一個(gè)實(shí)施形式，轉(zhuǎn)換元件的兩個(gè)主面至少局部地不具有反射覆層。“不具有”在本文中指:第一和/或第二主面分別具有至少一個(gè)面區(qū)域，所述面區(qū)域不被反射覆層覆蓋并且反射覆層在豎直方向上不設(shè)置在所述面區(qū)域的下游。“豎直方向”在此是垂直于轉(zhuǎn)換元件的主延伸方向的方向。因此，電磁輻射能夠無(wú)阻礙地經(jīng)由所述面區(qū)域、例如經(jīng)由第一和第二主面的整個(gè)面耦合輸入到轉(zhuǎn)換元件中或耦合輸出。根據(jù)轉(zhuǎn)換組件的至少一個(gè)實(shí)施形式，所述轉(zhuǎn)換組件適合于設(shè)置在發(fā)射輻射的半導(dǎo)體芯片的輻射耦合輸出面的下游，所述轉(zhuǎn)換組件具有至少一個(gè)轉(zhuǎn)換元件，所述轉(zhuǎn)換元件具有第一主面、與第一主面相對(duì)置的第二主面以及至少一個(gè)側(cè)面。側(cè)面將這兩個(gè)主面相互連接。此外，轉(zhuǎn)換元件包含至少一種發(fā)光轉(zhuǎn)換材料，所述發(fā)光轉(zhuǎn)換材料適合于吸收一個(gè)波長(zhǎng)范圍中的電磁輻射并且適合于以另一波長(zhǎng)范圍發(fā)射所吸收的電磁輻射。此外，轉(zhuǎn)換組件包括反射覆層，所述反射覆層設(shè)計(jì)成，反射從轉(zhuǎn)換元件射出的電磁輻射并且至少部分地將其反射回轉(zhuǎn)換元件中。反射覆層至少局部地在所述至少一個(gè)側(cè)面上完全地覆蓋轉(zhuǎn)換元件，其中轉(zhuǎn)換元件的兩個(gè)主面至少局部地不具有反射覆層?！霸O(shè)置在下游”在本文中尤其意味著，轉(zhuǎn)換組件構(gòu)成和預(yù)制成是自承的。換言之，轉(zhuǎn)換組件是獨(dú)立于半導(dǎo)體芯片制造的獨(dú)立的器件，所述獨(dú)立的器件應(yīng)設(shè)置在所述半導(dǎo)體芯片的下游。特別地，獨(dú)立于半導(dǎo)體芯片的可能存在的反射覆層制造轉(zhuǎn)換組件的反射覆層。在此，此處描述的轉(zhuǎn)換組件還基于下述知識(shí)，如果能利用全部的從轉(zhuǎn)換元件射出的輻射，那么至少部分在轉(zhuǎn)換元件之內(nèi)轉(zhuǎn)換的電磁輻射經(jīng)由轉(zhuǎn)換元件的側(cè)面射出來(lái)代替經(jīng)由轉(zhuǎn)換元件的主面射出能夠?qū)е聫霓D(zhuǎn)換元件射出的電磁輻射的不期望的色度坐標(biāo)不均勻和/或偏移。這種色度坐標(biāo)不均勻基本上能夠歸因于，與經(jīng)由轉(zhuǎn)換元件的主面耦合輸出的電磁輻射相比，從側(cè)面射出的電磁輻射直至從轉(zhuǎn)換元件耦合輸出而在轉(zhuǎn)換元件之內(nèi)經(jīng)過(guò)更小的路程。換言之，從側(cè)面射出的、不期望的電磁輻射能夠具有與經(jīng)由主面耦合輸出的、期望的電磁輻射不同的色彩轉(zhuǎn)換度、進(jìn)而具有不同的色度坐標(biāo)。如果現(xiàn)在例如經(jīng)由設(shè)置在轉(zhuǎn)換元件側(cè)向的反射光學(xué)裝置，除從主面射出的電磁輻射之外同樣也能夠利用從轉(zhuǎn)換元件的側(cè)面射出的電磁輻射，那么通過(guò)所述反射光學(xué)裝置將經(jīng)由轉(zhuǎn)換元件的側(cè)面和主面射出的電磁輻射彼此混合，由此總體上能夠偏移從轉(zhuǎn)換元件射出的電磁輻射的色度坐標(biāo)。此外，在具有這種轉(zhuǎn)換元件的半導(dǎo)體組件中能夠出現(xiàn)耦合輸出損失，因?yàn)榻?jīng)由側(cè)面從轉(zhuǎn)換元件射出的電磁輻射例如射到設(shè)置在轉(zhuǎn)換元件側(cè)向的殼體本體上并且能夠被其吸收。根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施形式，在此所描述的轉(zhuǎn)換組件的工作原理如下所示:耦合輸入到轉(zhuǎn)換元件的輻射的至少一部分在轉(zhuǎn)換元件之內(nèi)通過(guò)包含在轉(zhuǎn)換元件中的發(fā)光轉(zhuǎn)換材料與方向無(wú)關(guān)地進(jìn)行輻射轉(zhuǎn)換，并且隨后由所述發(fā)光轉(zhuǎn)換材料重新發(fā)射?！芭c方向無(wú)關(guān)”意味著，在轉(zhuǎn)換元件中轉(zhuǎn)換的電磁輻射在轉(zhuǎn)換元件之內(nèi)沒(méi)有由發(fā)光轉(zhuǎn)換材料重新發(fā)射到優(yōu)選方向上。在電磁輻射在轉(zhuǎn)換元件之內(nèi)被轉(zhuǎn)換之后，已轉(zhuǎn)換的輻射的一部分在朝向轉(zhuǎn)換元件的側(cè)面的方向上重新發(fā)射，并且隨后經(jīng)由轉(zhuǎn)換元件的側(cè)面從轉(zhuǎn)換元件射出。隨后，所述輻射部分至少部分地射到反射覆層上，所述反射覆層設(shè)計(jì)成，反射從轉(zhuǎn)換元件射出的電磁輻射并且至少部分地將其反射回轉(zhuǎn)換元件中。所述反射回轉(zhuǎn)換元件中的輻射的至少一部分沿遠(yuǎn)離第一主面的方向引導(dǎo)，并且隨后能夠經(jīng)由第二主面從轉(zhuǎn)換元件、進(jìn)而從轉(zhuǎn)換組件耦合輸出。如果反射回轉(zhuǎn)換元件中的輻射的一部分沿朝向第一主面的方向反射回，那么能夠多次重復(fù)反射過(guò)程。可考慮的是，反射過(guò)程一直重復(fù)，直至相應(yīng)的輻射部分從轉(zhuǎn)換元件進(jìn)而從轉(zhuǎn)換組件耦合輸出。換言之，從轉(zhuǎn)換元件耦合輸出的電磁輻射由直接的輻射部分——即不經(jīng)過(guò)先前的在反射覆層上的反射而從轉(zhuǎn)換元件耦合輸出的輻射部分——和通過(guò)在反射覆層上的至少一次(向回)反射而反射回轉(zhuǎn)換元件中的輻射部分組成，并且穿過(guò)轉(zhuǎn)換元件的第二主面從轉(zhuǎn)換組件耦合輸出。有利地，此外，借助于在此所描述的反射覆層使沿著轉(zhuǎn)換元件的第二主面的色度坐標(biāo)均勻。例如借助于在此所描述的轉(zhuǎn)換組件，半導(dǎo)體組件是可以放棄耗費(fèi)的、例如設(shè)置在轉(zhuǎn)換組件側(cè)向的反射光學(xué)裝置，所述反射光學(xué)裝置將從轉(zhuǎn)換元件的側(cè)面射出的電磁輻射反射到朝向第二主面的方向上。所述半導(dǎo)體組件的構(gòu)造能夠是尤其緊湊且簡(jiǎn)單的。根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施形式，反射覆層沒(méi)有在側(cè)向超出轉(zhuǎn)換元件?？煽紤]的是，反射覆層在豎直方向上不僅與轉(zhuǎn)換元件的第一主面而且與第二主面齊平。那么，反射覆層例如完全地包圍轉(zhuǎn)換元件的側(cè)面，由此由反射覆層反射回轉(zhuǎn)換元件中的輻射部分是盡可能大的。電磁輻射僅能夠在為此指定的位置上，也就是說(shuō)僅經(jīng)由第一主面耦合輸入到轉(zhuǎn)換元件中、穿過(guò)轉(zhuǎn)換元件并且再次經(jīng)由第二主面離開(kāi)。因此，反射覆層有助于尤其有效地轉(zhuǎn)換電磁輻射。根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施形式，轉(zhuǎn)換元件由陶瓷材料形成。為此，能夠?qū)l(fā)光轉(zhuǎn)換材料嵌入到例如為玻璃陶瓷或陶瓷的基體材料中。例如，轉(zhuǎn)換元件因此構(gòu)造成小板的形式。同樣也可能的是，轉(zhuǎn)換元件完全地由陶瓷的發(fā)光轉(zhuǎn)換材料制成。轉(zhuǎn)換元件因此能夠是由所述陶瓷的發(fā)光轉(zhuǎn)換材料制成的小板。根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施形式，反射覆層具有基本材料，所述基本材料由下述材料中的至少一種形成:陶瓷材料、含玻璃材料、有機(jī)材料、塑料材料、半導(dǎo)體材料。根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施形式，將反射輻射的顆粒引入到基本材料中，其中反射輻射的顆粒的光學(xué)折射率大于基本材料的光學(xué)折射率。例如，反射輻射的顆粒的光學(xué)折射率為至少1.8。反射輻射的顆粒的所述折射率范圍在反射覆層的反射輻射的特性方面被證實(shí)為是尤其有利的。根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施形式，反射輻射的顆粒由下述材料中的至少一種形成或包含下述材料中的至少一種:Ti02、ZrO2, ZnO、Al2O3' BaSO4' MgO, Ta2O5' HfO2, Gd2O3> Nb2O3> Y2O30 所述顆粒已證實(shí)為極其適合于反射射到其上的電磁輻射。根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施形式，反射輻射的顆粒在基本材料中的濃度為至少10%的體積百分比。例如，反射輻射的顆粒在基本材料之內(nèi)均勻地分布。例如，反射覆層由于反射覆層的反射特性而對(duì)于外部觀(guān)察者而言顯現(xiàn)出白色，因?yàn)閺姆瓷涓矊觾?yōu)選地反射環(huán)境光的所有出現(xiàn)的色彩光譜。然而同樣可能的是，反射覆層對(duì)于外部觀(guān)察者而言顯現(xiàn)出其它的顏色。反射覆層具有至少50 μ m到至多300 μ m的厚度?！昂穸取笔欠瓷涓矊永缭诖怪庇谵D(zhuǎn)換元件的側(cè)面的方向上的最大延伸。根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施形式，反射覆層由金屬材料形成。金屬材料例如是Ag和/或Al。有利地，所述反射覆層對(duì)于射到其上的、也就是說(shuō)從轉(zhuǎn)換元件射出的電磁輻射是輻射不可穿透的。在這種情況下，反射覆層具有至少I(mǎi)OOnm到至多Iym的厚度。根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施形式，反射覆層由至少一種光子晶體形成，其中所述光子晶體由至少一個(gè)一維、二維和/或三維的光子帶隙結(jié)構(gòu)形成。“一維”能夠意味著，光子晶體以層的形式構(gòu)成(也稱(chēng)為一維層結(jié)構(gòu)，ID layer structure)?！岸S”能夠意味著,光子晶體能夠以管或小棒的形式構(gòu)成(也稱(chēng)為二維棒結(jié)構(gòu)，2D rod structure)ο相應(yīng)地三維”能夠意味著，光子晶體由球形結(jié)構(gòu)形成(也稱(chēng)為三維球結(jié)構(gòu)，3D sphere structure)。例如,光子晶體由至少兩種例如在其各自的光學(xué)反射系數(shù)方面不同的材料形成。在此，至少兩種不同的材料能夠沿著可預(yù)設(shè)的(優(yōu)選)方向周期性地交替且依次地設(shè)置。光子晶體的帶隙位置能夠與光子晶體的通過(guò)不同材料形成的晶格常數(shù)相關(guān)，其中光子晶體的帶隙的大小能夠通過(guò)這兩種不同的、周期性設(shè)置的材料的反射系數(shù)比來(lái)確定。換言之，能夠借助于光子晶體和應(yīng)用在其中的不同的材料來(lái)調(diào)整反射能力。根據(jù)轉(zhuǎn)換組件的至少一個(gè)實(shí)施形式，光子晶體包括孔，其中光子晶體由陶瓷材料和/或含玻璃的材料形成。例如，所述光子晶體通過(guò)至少一個(gè)三維的光子帶隙結(jié)構(gòu)形成?？桌缤耆赜商沾傻暮?或含玻璃的材料包圍，并且例如填充有空氣。陶瓷材料例如由SiO2, TiO2這些材料中的至少一種或由SiO2和TiO2組成的混合物形成。根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施形式，將吸收輻射的覆層至少局部地施加到反射覆層的至少一個(gè)背離轉(zhuǎn)換元件的外面上。有利地，穿過(guò)反射覆層的剩余電磁輻射能夠通過(guò)施加在反射覆層的外面上的吸收輻射的覆層吸收。例如，為此，吸收輻射的覆層由硅樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂或由硅樹(shù)脂或環(huán)氧樹(shù)脂組成的混合物形成，將吸收輻射的材料，例如為碳黑顆粒或其它填充物引入到其中。吸收輻射的覆層因此能夠?qū)ν獠坑^(guān)察者顯現(xiàn)出黑色或彩色。此外，本發(fā)明還提出一種半導(dǎo)體器件。根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施形式，半導(dǎo)體器件包括如在一個(gè)或多個(gè)在此所描述的實(shí)施形式中描述的至少一個(gè)轉(zhuǎn)換組件。也就是說(shuō)，對(duì)在此所描述的轉(zhuǎn)換組件所詳述的特征也對(duì)在此所描述的半導(dǎo)體器件公開(kāi)。根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施形式，半導(dǎo)體器件包括具有輻射耦合輸出面的至少一個(gè)發(fā)射輻射的半導(dǎo)體芯片，在半導(dǎo)體芯片中產(chǎn)生的電磁輻射的至少一部分穿過(guò)所述輻射耦合輸出面離開(kāi)半導(dǎo)體芯片。發(fā)射輻射的半導(dǎo)體芯片例如能夠是發(fā)光二極管芯片。發(fā)光二極管芯片能夠是照明二極管芯片或激光二極管芯片，所述照明二極管芯片或激光二極管芯片發(fā)射在電磁輻射光譜的可見(jiàn)或紫外范圍中的光范圍中的輻射。根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施形式，用于轉(zhuǎn)換由半導(dǎo)體芯片發(fā)射的電磁輻射的轉(zhuǎn)換組件在半導(dǎo)體芯片的主放射方向上設(shè)置在所述半導(dǎo)體芯片的輻射耦合輸出面的下游。例如，輻射耦合輸出面和轉(zhuǎn)換組件的轉(zhuǎn)換元件的第一主面相對(duì)置。例如，轉(zhuǎn)換組件借助于其第一主面直接施加到發(fā)射輻射的半導(dǎo)體芯片的輻射耦合輸出面上，并且例如以第一主面粘接到輻射耦合輸出面上。根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施形式，半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)側(cè)面和/或反射覆層的背離半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)外面由另一反射覆層覆蓋。在此，另一反射覆層能夠由與反射覆層相同的或不同的材料形成。如果半導(dǎo)體芯片的至少一個(gè)側(cè)面由反射覆層覆蓋，那么有利地，從半導(dǎo)體芯片和其側(cè)面射出的電磁輻射也能夠沿朝向轉(zhuǎn)換組件的方向反射進(jìn)而引導(dǎo)。因此，有利地，在發(fā)射輻射的半導(dǎo)體芯片之內(nèi)產(chǎn)生的初級(jí)電磁輻射的盡可能大的部分耦合輸入到轉(zhuǎn)換組件的轉(zhuǎn)換元件中，并且隨后從半導(dǎo)體器件耦合輸出。根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施形式，反射覆層與另一反射覆層直接地相互鄰接。也就是說(shuō)，優(yōu)選地，在反射覆層和另一反射覆層之間既不構(gòu)成間隙也不構(gòu)成中斷。反射覆層和另一反射覆層都能夠例如借助于噴射、分配、電泳或印刷而施加到轉(zhuǎn)換元件的和半導(dǎo)體芯片的相應(yīng)的側(cè)面上。根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施形式，半導(dǎo)體器件包括至少兩個(gè)在橫向方向上并排設(shè)置的發(fā)射輻射的半導(dǎo)體芯片，其中對(duì)于每個(gè)半導(dǎo)體芯片，為了轉(zhuǎn)換由半導(dǎo)體芯片發(fā)射的電磁輻射，將轉(zhuǎn)換組件在半導(dǎo)體芯片的主放射方向上設(shè)置在所述半導(dǎo)體芯片的輻射耦合輸出面的下游。例如，每個(gè)半導(dǎo)體芯片分配有正好一個(gè)轉(zhuǎn)換元件。在此，可能的是，每個(gè)半導(dǎo)體芯片明確地分配有一個(gè)轉(zhuǎn)換元件。例如，將半導(dǎo)體芯片施加在共同的承載體的表面上?！皺M向方向”在本文中能夠指橫向于承載體的主延伸方向的方向。那么，例如在各個(gè)相鄰的半導(dǎo)體芯片之間構(gòu)成間隔。那么換言之，半導(dǎo)體芯片相互間隔地設(shè)置。在半導(dǎo)體組件的俯視圖中，所述間隔通過(guò)兩個(gè)分別彼此鄰接的半導(dǎo)體芯片的和承載體的朝向半導(dǎo)體芯片的表面的側(cè)面來(lái)限界。如果現(xiàn)在轉(zhuǎn)換元件的相應(yīng)的側(cè)面由反射覆層覆蓋，那么能夠有利地避免，分別從側(cè)向、也就是說(shuō)經(jīng)由轉(zhuǎn)換元件的側(cè)面射出的電磁輻射射到各個(gè)相鄰的轉(zhuǎn)換元件和/或半導(dǎo)體芯片上并且例如在所述轉(zhuǎn)換元件和/或半導(dǎo)體芯片的物理特性方面對(duì)其造成影響和/或損壞。換言之，借助于在此所描述的轉(zhuǎn)換組件能夠避免例如相鄰地設(shè)置的轉(zhuǎn)換元件和/或半導(dǎo)體芯片的相互干擾(也稱(chēng)為串?dāng)_)。所述半導(dǎo)體器件因此尤其能夠適合于投影儀、作為顯示器的和電視屏幕的背景光、以及適合于汽車(chē)前照燈。


在下文中根據(jù)實(shí)施例和相應(yīng)的附圖詳細(xì)闡明在此所描述的轉(zhuǎn)換組件以及在此所描述的半導(dǎo)體器件。圖1A至ID示出在此所描述的轉(zhuǎn)換組件的實(shí)施例的示意圖。圖2A至2B示出在此所描述的半導(dǎo)體器件的實(shí)施例。具體實(shí)施形式在實(shí)施例和附圖中，相同的或起相同作用的組成部分分別設(shè)有相同的附圖標(biāo)記。示出的元件不能夠視作是按照比例的，相反地，為了更好的理解能夠夸大地示出各個(gè)元件。在圖1A中，根據(jù)示意的剖視圖示出在此所描述的、具有轉(zhuǎn)換元件I的轉(zhuǎn)換組件10。轉(zhuǎn)換元件I具有第一主面11、與第一主面11相對(duì)置的第二主面12以及側(cè)面13，其中主面11和12平行于橫向方向L伸展。側(cè)面13將這兩個(gè)主面11和12相互連接，其中側(cè)面13垂直于橫向方向L、并且同樣也垂直于這兩個(gè)主面11和12伸展。轉(zhuǎn)換元件I能夠包含至少一種發(fā)光轉(zhuǎn)換材料。所述發(fā)光轉(zhuǎn)換材料至少部分地吸收耦合輸入到轉(zhuǎn)換元件I中的一個(gè)波段的電磁輻射并且將所吸收的電磁輻射以另一波長(zhǎng)范圍與方向無(wú)關(guān)地重新發(fā)射。也就是說(shuō)，發(fā)光轉(zhuǎn)換材料不僅在朝向兩個(gè)主面11和12的方向上、也在朝向側(cè)面13的方向上重新發(fā)射已轉(zhuǎn)換的電磁輻射，而沒(méi)有優(yōu)選方向。例如，轉(zhuǎn)換元件I由陶瓷材料形成，將發(fā)光轉(zhuǎn)換材料引入到所述陶瓷材料中。為此，能夠?qū)l(fā)光轉(zhuǎn)換材料嵌入到例如為玻璃陶瓷或者陶瓷的基體材料中。同樣可能的是，轉(zhuǎn)換元件完全地由陶瓷的發(fā)光轉(zhuǎn)換材料制成。陶瓷的發(fā)光轉(zhuǎn)換材料尤其能夠是YAG:Ce。反射覆層2完全地覆蓋側(cè)面13，并且將從轉(zhuǎn)換元件I經(jīng)由側(cè)面13射出的電磁輻射反射回轉(zhuǎn)換元件I中。反射覆層2例如由有機(jī)的或含玻璃的基本材料22形成，將反射輻射的顆粒23引入到所述基本材料中。反射輻射的顆粒23具有光學(xué)折射率232，所述光學(xué)折射率大于基本材料的光學(xué)折射率222。例如，反射輻射的顆粒23由下述材料中的至少一種形成或包含下述材料中的至少一種:Ti02、Zr02、Zn0、Al203、BaS04、Mg0、Ta205、Hf02、Gd203、Nb203、Y203。反射輻射的顆粒例如具有以Qtl測(cè)量的至少I(mǎi)OOnm到至多300nm的、例如為200nm的d50值。反射輻射的顆粒23的所述大小范圍尤其已證實(shí)特別有效地反射波長(zhǎng)為500nm的電磁輻射。此外，反射輻射的顆粒23在基本材料22中具有至少為20%的重量百分比的濃度。有利地，能夠根據(jù)反射輻射的顆粒23的濃度單獨(dú)調(diào)節(jié)反射覆層2的反射能力。在本文中，反射覆層2由于反射特性而對(duì)于外部觀(guān)察者而言顯現(xiàn)出白色，因?yàn)橛煞瓷涓矊?優(yōu)選地反射所有出現(xiàn)的色彩光譜。轉(zhuǎn)換元件I的兩個(gè)主面11和12完全不具有反射覆層2，其中反射覆層2沒(méi)有在側(cè)向超出轉(zhuǎn)換元件I。特別地，反射覆層2的厚度D2能夠至少是轉(zhuǎn)換元件I的厚度Dl。圖1B示出在此所描述的轉(zhuǎn)換組件10的另一實(shí)施例的示意的側(cè)視圖。不同于在圖1A中所示出的轉(zhuǎn)換組件10，反射覆層2由光子晶體24形成，其中光子晶體24由三維的光子帶隙結(jié)構(gòu)形成。光子晶體24包括孔241，所述孔填充有空氣。在此，光子晶體24由陶瓷材料、例如由TiO2和/或SiO2形成。在此所描述的反射覆層2具有特別高的反射率。如果光子晶體24例如由TiO2形成，那么能夠?qū)崿F(xiàn)在全部三個(gè)空間方向上完全地反射射到反射覆層2上的電磁輻射。特別地，孔241能夠具有至少200nm和至多300nm的、例如250nm的直徑，即孔241之內(nèi)的兩個(gè)點(diǎn)之間的最大間距?？?41的所述孔大小尤其能夠用于有效地反射波長(zhǎng)例如為500nm的電磁輻射。在圖1C中示出在此所描述的轉(zhuǎn)換組件10的另一實(shí)施例的示意的側(cè)視圖，其中不同于在圖1A和IB中所示出的轉(zhuǎn)換組件10，附加地將吸收輻射的覆層4完全地施加到反射覆層2的背離轉(zhuǎn)換元件I的外面41上。吸收輻射的覆層4例如由基體材料形成，將吸收輻射的顆?；蛘呃w維引入到所述基體材料中。吸收輻射的顆粒例如是碳黑顆?；蛴蒄e3O4形成的顆粒。吸收輻射的覆層4能夠?qū)τ谕獠坑^(guān)察者而言顯現(xiàn)出黑色。有利地，穿過(guò)反射覆層2的電磁輻射能夠被吸收輻射的覆層4吸收。此外，由此能夠避免不期望的剩余輻射穿過(guò)側(cè)面13離開(kāi)轉(zhuǎn)換元件I。在圖1D中，例如根據(jù)如在圖1A至IC中所描述的至少一個(gè)實(shí)施形式示出在此所描述的轉(zhuǎn)換元件10的示意的俯視圖?？梢宰R(shí)別轉(zhuǎn)換元件I的第二主面12以及反射覆層2。將反射覆層2完全地施加到全部的六個(gè)側(cè)面13上。此外，轉(zhuǎn)換元件I在區(qū)域BI中具有凹陷部Al。對(duì)于將轉(zhuǎn)換組件10施加在發(fā)射輻射的半導(dǎo)體芯片的輻射耦合輸出面上的情況，通過(guò)凹陷部Al露出半導(dǎo)體芯片的接合線(xiàn)連接區(qū)域。圖2A和2B示出在此所描述的半導(dǎo)體器件100的實(shí)施例示意的側(cè)視圖。在圖2A中示出具有輻射耦合輸出面21的發(fā)射輻射的半導(dǎo)體芯片20，在半導(dǎo)體芯片20中產(chǎn)生的電磁輻射的至少一部分穿過(guò)所述輻射耦合輸出面離開(kāi)半導(dǎo)體芯片20。在輻射耦合輸出面21和轉(zhuǎn)換元件I的第一主面11之間設(shè)置粘附層30。粘附層30經(jīng)由輻射耦合輸出面21和第一主面21既與轉(zhuǎn)換元件I也與半導(dǎo)體芯片20直接接觸，使得在粘附層30一方和轉(zhuǎn)換元件I以及半導(dǎo)體芯片20另一方之間既不構(gòu)成間隙也不構(gòu)成中斷。粘附層30實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體芯片20和轉(zhuǎn)換組件10之間的機(jī)械上牢固的連接。例如粘附層30由硅樹(shù)脂形成。優(yōu)選地，粘附層30對(duì)于由半導(dǎo)體芯片20發(fā)射的電磁輻射是可穿透的。在此，所有的側(cè)面26都不具有反射覆層2。在圖2B中，不同于在圖2A中所示出的實(shí)施例，將另一反射覆層5完全地施加到半導(dǎo)體芯片20的側(cè)面26上。另一反射覆層5和反射覆層2直接地相互鄰接。這兩個(gè)覆層2和5分別由相同的材料或分別由不同的材料形成。
本發(fā)明不局限于根據(jù)實(shí)施例進(jìn)行的描述。相反地，本發(fā)明包括每個(gè)新特征以及特征的組合，這尤其是包含在權(quán)利要求中的特征的任意的組合，即使這些特征或這些組合本身沒(méi)有明確地在權(quán)利要求中或在實(shí)施例中說(shuō)明時(shí)也是如此。本專(zhuān)利申請(qǐng)要求德國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)102010048162.9的優(yōu)先權(quán)，其公開(kāi)內(nèi)容在此通過(guò)參引并入本文。
權(quán)利要求
1.轉(zhuǎn)換組件(10)，所述轉(zhuǎn)換組件用以設(shè)置在發(fā)射輻射的半導(dǎo)體芯片的輻射耦合輸出面的下游，具有 -轉(zhuǎn)換元件(I)，所述轉(zhuǎn)換元件具有第一主面(11)、與所述第一主面(11)相對(duì)置的第二主面(12)以及至少一個(gè)側(cè)面(13)，其中所述側(cè)面(13)將兩個(gè)主面(11,12)相互連接,并且所述轉(zhuǎn)換元件(I)包含至少一種發(fā)光轉(zhuǎn)換材料，所述發(fā)光轉(zhuǎn)換材料適合于吸收一個(gè)波長(zhǎng)范圍中的電磁輻射并且適合于將吸收的所述電磁輻射以與吸收的輻射相比具有更大波長(zhǎng)的另一波長(zhǎng)范圍重新發(fā)射； -反射覆層(2)，所述反射覆層設(shè)計(jì)成，反射從所述轉(zhuǎn)換元件(I)射出的電磁輻射并且至少部分地將其反射回所述轉(zhuǎn)換元件(I)中，其中 -所述反射覆層(2)在所述至少一個(gè)側(cè)面(13)上至少局部地覆蓋所述轉(zhuǎn)換元件(1)，并且 -所述轉(zhuǎn)換元件(I)的所述兩個(gè)主面(11，12 )至少局部地不具有所述反射覆層(2 )。
2.根據(jù)上一項(xiàng)權(quán)利要求所述的轉(zhuǎn)換組件(10)， 其中所述反射覆層(2 )在側(cè)向不超出所述轉(zhuǎn)換元件(I)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的轉(zhuǎn)換組件(10)， 其中所述轉(zhuǎn)換元件(I)由陶瓷材料形成，
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的轉(zhuǎn)換組件(10)， 其中所述反射覆層(2)具有基本材料(22)，所述基本材料由下述材料中的至少一種形成:陶瓷材料、含玻璃的材料、有機(jī)材料、塑料材料、半導(dǎo)體材料。
5.根據(jù)上一項(xiàng)權(quán)利要求所述的轉(zhuǎn)換組件(10)， 其中將反射輻射的顆粒(23)引入到所述基本材料(22)中，其中所述反射輻射的顆粒(23)的光學(xué)折射率(232)大于所述基本材料(22)的光學(xué)折射率(222)。
6.根據(jù)上一項(xiàng)權(quán)利要求所述的轉(zhuǎn)換組件(10)， 其中所述反射輻射的顆粒(23 )由下述材料中的至少一種形成或包含下述材料中的至少一種:Ti02、ZrO2> ZnO> A1203、BaSO4> MgO> Ta2O5> HfO2> Gd2O3> Nb2O3> Y2O30
7.根據(jù)權(quán)利要求5至6之一所述的轉(zhuǎn)換組件(10)， 其中所述反射輻射的顆粒(23)在所述基本材料(22)中的濃度為至少10%的體積百分比。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的轉(zhuǎn)換組件(10)， 其中所述反射覆層(2)由金屬材料形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8之一所述的轉(zhuǎn)換組件(10)， 其中所述反射覆層(2)由至少一種光子晶體(24)形成，其中所述光子晶體(24)由至少一個(gè)一維的、二維的和/或三維的光子帶隙結(jié)構(gòu)形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的轉(zhuǎn)換組件(10)， 其中所述光子晶體(24)包括孔(241)，其中所述光子晶體(24)由陶瓷材料和/或含玻璃的材料形成。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的轉(zhuǎn)換組件(10)， 其中將吸收輻射的覆層(4)至少局部地施加到所述反射覆層(2)的背離所述轉(zhuǎn)換元件(!)的至少一個(gè)外面(41)上。
12.半導(dǎo)體器件(100)，所述半導(dǎo)體器件具有 -根據(jù)上述權(quán)利要求中的至少一項(xiàng)所述的至少一個(gè)轉(zhuǎn)換組件(10)； -至少一個(gè)發(fā)射輻射的半導(dǎo)體芯片(20)，所述半導(dǎo)體芯片具有輻射耦合輸出面(21)，在所述半導(dǎo)體芯片(20)中產(chǎn)生的電磁輻射中的至少一部分穿過(guò)所述輻射耦合輸出面離開(kāi)所述半導(dǎo)體芯片(20)，其中 -用于轉(zhuǎn)換由所述半導(dǎo)體芯片(20)發(fā)射的電磁輻射的所述轉(zhuǎn)換組件(10)在所述半導(dǎo)體芯片的主放射方向上設(shè)置在所述半導(dǎo)體芯片(20)的所述輻射耦合輸出面(21)的下游。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體器件(100)， 其中所述半導(dǎo)體芯片(20)的至少一個(gè)側(cè)面(26)和/或所述反射覆層(2)的背離所述半導(dǎo)體芯片(20)的外面至少局部地由另一反射覆層(5)覆蓋。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體器件(100)， 其中所述反射覆層(2)和所述另一反 射覆層(5)直接地彼此鄰接。
全文摘要
本發(fā)明提出一種轉(zhuǎn)換組件，所述轉(zhuǎn)換組件用以設(shè)置在發(fā)射輻射的半導(dǎo)體芯片的輻射耦合輸出面的下游，所述轉(zhuǎn)換組件具有轉(zhuǎn)換元件(1)，所述轉(zhuǎn)換元件具有第一主面(11)、與第一主面(11)相對(duì)置的第二主面(12)以及至少一個(gè)側(cè)面(13)，其中側(cè)面(13)將這兩個(gè)主面(11，12)相互連接，并且轉(zhuǎn)換元件(1)包含至少一種發(fā)光轉(zhuǎn)換材料，所述發(fā)光轉(zhuǎn)換材料適合于吸收一個(gè)波長(zhǎng)范圍中的電磁輻射并且適合于將吸收的電磁輻射以與吸收的輻射相比具有更大波長(zhǎng)的另一波長(zhǎng)范圍重新發(fā)射；反射覆層(2)，所述反射覆層設(shè)計(jì)成，反射從轉(zhuǎn)換元件(1)射出的電磁輻射并且至少部分地將其反射回轉(zhuǎn)換元件(1)中，其中反射覆層(2)在至少一個(gè)側(cè)面(13)上至少局部地覆蓋轉(zhuǎn)換元件(1)，并且轉(zhuǎn)換元件(1)的兩個(gè)主面(11，12)至少局部地不具有反射覆層(2)。
文檔編號(hào)H01L33/46GK103155188SQ201180049250
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2011年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月11日
發(fā)明者米卡埃爾·阿爾斯泰特, 烏特·利波爾德, 卡斯滕·舒, 坎·帕姆-吉亞 申請(qǐng)人:歐司朗光電半導(dǎo)體有限公司