專利名稱：可表面裝配的發(fā)光二極管光源和制造發(fā)光二極管光源的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到按照權(quán)利要求1前序部分的可表面裝配的發(fā)光二極管光源。
此外本發(fā)明涉及到按照權(quán)利要求9前序部分在半導(dǎo)體發(fā)光二極管(以下簡稱為半導(dǎo)體LED)基礎(chǔ)上，特別是在可表面裝配的半導(dǎo)體LED基礎(chǔ)上制造光源的方法。它特別涉及到一種半導(dǎo)體LED混合光源，特別是白光源。在按照本發(fā)明方法中特別是使用具有紫外或藍(lán)色光譜范圍的發(fā)射光譜的半導(dǎo)體LED和在其出光邊將半導(dǎo)體LED被包括轉(zhuǎn)換材料的壓制材料包圍，通過轉(zhuǎn)換材料將LED半導(dǎo)體發(fā)射的光譜至少部分地轉(zhuǎn)換為另外波長的光，這樣就產(chǎn)生白光源的光學(xué)印象，也就是說光源總體發(fā)射白色光。
可表面裝配的LED組件具有與殼體距離很遠(yuǎn)的焊接部分在WO98/12757中是已知的。在其上將引導(dǎo)結(jié)構(gòu)的焊接連接帶從芯片-裝配面出發(fā)直線地在裝配面平面上從塑料殼體中引導(dǎo)出來和在塑料殼體之外向著部件-裝配邊彎成S形狀，這樣在S彎曲的接頭上產(chǎn)生焊接連接面。用焊接連接面可以將組件裝配在印刷電路板上。
此外在WO98/12757中敘述了在透明環(huán)氧樹脂基礎(chǔ)上電子輝光組件的波長轉(zhuǎn)換的壓制材料與發(fā)送紫外，藍(lán)色和綠色光的物體，透明環(huán)氧樹脂是用一種發(fā)光材料摻入的，特別是由一組磷構(gòu)成的發(fā)光材料的無機(jī)發(fā)光材料顏料粉末。作為優(yōu)異的實(shí)施形式敘述了一種白光源，在其中使用了在GaAlN基礎(chǔ)上具有發(fā)射最大值在420nm和460nm之間共同與一種發(fā)光材料的發(fā)射射線的半導(dǎo)體LED，這個(gè)是這樣選擇的，將半導(dǎo)體物體發(fā)送的藍(lán)色輻射轉(zhuǎn)換為互補(bǔ)的波長范圍，特別是藍(lán)和黃，和應(yīng)該附加的三重色，例如藍(lán)，綠和紅。此外將黃或者綠和紅光由發(fā)光材料產(chǎn)生。這樣涉及到混合和濃度通過適當(dāng)?shù)剡x擇發(fā)光材料可以將產(chǎn)生的白光色調(diào)(在CIE-比色圖表上的顏色地點(diǎn))進(jìn)行改變。
同樣WO 98/54929公開了發(fā)射可見光的紫外-/藍(lán)-LED的半導(dǎo)體組件，將這個(gè)安裝在載體的凹槽中，其表面有一個(gè)反光層和用一種透明材料填充，透明材料包圍著LED的出光邊。為了改善光耦合透明材料有一個(gè)折射指數(shù)，這個(gè)是低于LED光作用區(qū)域的折射指數(shù)。
在DE 196 04 492 C1中敘述了一種所謂的徑向結(jié)構(gòu)形式的LED組件。這種結(jié)構(gòu)形式不適合用于表面裝配，而只適合于在印刷電路板上的插件裝配。原則上定義徑向結(jié)構(gòu)形式的塑料殼體鑄件是由聚碳酸脂構(gòu)成的。
在JP-10093146 A中敘述了一種徑向的LED組件，在其中為了改善輻射強(qiáng)度和亮度在塑料殼體鑄件中將一種發(fā)光材料結(jié)合在一起，這種材料被半導(dǎo)體LED芯片激勵(lì)和用比較長的波長發(fā)射。
一種徑向的LED結(jié)構(gòu)形式也敘述在U.S.5,777,433中。在其中例如用環(huán)氧樹脂或另外適合的透明的有機(jī)鑄件材料構(gòu)成的徑向的塑料鑄件中為了提高塑料材料的折射指數(shù)與毫微粒子結(jié)合在一起，這些毫微粒子比透明的鑄件材料有比較大的折射指數(shù)。
從公開文件DE 38 04 293中已知在半導(dǎo)體LED基礎(chǔ)上的白光源。在其中敘述了具有電子輝光二極管或激光二極管的一種裝置，在其中將二極管發(fā)射的發(fā)射譜借助于摻入磷輝光的，光轉(zhuǎn)換的有機(jī)顏料的塑料元素移動(dòng)到比較長的波長。因此從裝置中發(fā)射出的光比由發(fā)光二極管發(fā)送出的光有另外的顏色。依賴于摻入到塑料中的顏料種類用一種和用同一種發(fā)光二極管類型可以制造出具有不同顏色發(fā)光的發(fā)光二極管裝置。
在很多有潛力的發(fā)光二極管的應(yīng)用領(lǐng)域例如載重汽車儀表板范圍的顯示元件，在飛機(jī)和汽車上的照明和在適宜于全色LED顯示器以及具有顯示器元件的便攜式儀表或后照明部件(例如在移動(dòng)電話上)出現(xiàn)強(qiáng)烈要求特別節(jié)省位置的發(fā)光二極管裝置。特別是需要相應(yīng)的LED組件，用它可以產(chǎn)生混合顏色的光，特別是白光。
在上述已知的可表面裝配的結(jié)構(gòu)形式中首先這樣制造一個(gè)預(yù)制的殼體部件，將預(yù)加工的引導(dǎo)結(jié)構(gòu)用一種適合的塑料材料在壓力下從外部注入，這個(gè)構(gòu)成了部件的殼體。這個(gè)部件在表面上有一個(gè)凹槽，將引導(dǎo)結(jié)構(gòu)接頭從兩個(gè)相對(duì)的側(cè)邊引入到凹槽中，將半導(dǎo)體LED粘在其上和電接觸。然后將摻入發(fā)光材料的澆鑄材料，一般來說將透明的環(huán)氧樹脂在凹槽中填滿。
這種已知的可表面裝配的結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)點(diǎn)在于，可以這樣達(dá)到非常定向的輻射，如果將塑料殼體構(gòu)成的側(cè)壁可以構(gòu)成為斜置的反射器時(shí)。然而不是無條件要求的或可以用另外的方法達(dá)到這種定向輻射應(yīng)用場合時(shí)，這種制造方法代表了相對(duì)復(fù)雜和多階段的，因?yàn)闅んw塑料和澆鑄材料是由兩種不同材料構(gòu)成的和必須用分開的處理步驟成形。此外必須始終解決在澆鑄材料和殼體塑料之間充分的和溫度穩(wěn)定的粘附問題。在實(shí)際中這特別是在高功率應(yīng)用時(shí)始終又導(dǎo)致了問題。由于由兩部分構(gòu)成的殼體使得可微型化受到限制。
上述徑向結(jié)構(gòu)形式由于所要求的插裝使可微型化同樣受到限制。此外插件裝配在目前一般來說用表面裝配制造的電路裝置中代表了一種單獨(dú)的和相對(duì)于表面裝配在技術(shù)上另外構(gòu)成的裝配步驟。
以下任務(wù)特別是以本發(fā)明為基礎(chǔ)的，敘述有很小位置需求的可表面裝配的發(fā)光二極管光源。此外應(yīng)該敘述制造這種光源特別是在半導(dǎo)體LED基礎(chǔ)上制造可表面裝配的光源的方法，這個(gè)用比較少的制造步驟就足夠了，這在使用中涉及到溫度強(qiáng)度相對(duì)于已知的裝置有改善的特性。此外特別應(yīng)該敘述制造混合顏色的LED光源，特別是白光源。
第一個(gè)任務(wù)是通過具有權(quán)利要求1特征的可表面裝配的發(fā)光二極管光源解決的。
在開始敘述方式的可表面裝配的發(fā)光二極管光源中按照本發(fā)明每個(gè)引導(dǎo)結(jié)構(gòu)接頭在透明的塑料成形物體中有一個(gè)S形狀的彎曲，通過這個(gè)將引導(dǎo)結(jié)構(gòu)接頭從芯片裝配區(qū)域引導(dǎo)到發(fā)光二極管光源的裝配邊。
在這種組件中已經(jīng)將引導(dǎo)結(jié)構(gòu)接頭引導(dǎo)到塑料殼體或塑料成形物體構(gòu)成的裝配面上。隨后已經(jīng)將引導(dǎo)結(jié)構(gòu)接頭的下部從其中引導(dǎo)到塑料成形物體下部平面上和此外必須不再有彎曲，一方面彎曲要求增加位置需求和另外一方面在彎曲處理期間引起塑料成形物體的機(jī)械負(fù)荷。最后在塑料成形物體和引導(dǎo)結(jié)構(gòu)之間避免了分層的危險(xiǎn)，分層一般來說導(dǎo)致濕度穩(wěn)定性的減小。
可表面裝配的發(fā)光二極管光源的優(yōu)異實(shí)施形式是有關(guān)專利權(quán)利要求2至8的內(nèi)容。
第二個(gè)任務(wù)是通過具有專利權(quán)利要求9特征的一種方法解決的。將制造混合光源，特別是白光源的方法敘述在專利權(quán)利要求10中。
本方法的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)是從屬權(quán)利要求11至26的對(duì)象。
將本方法特別優(yōu)異地使用于在半導(dǎo)體LED基礎(chǔ)上制造白光源，這個(gè)半導(dǎo)體LED在紫外或藍(lán)色光譜范圍發(fā)射光輻射，在這種方法中將LED裝配在引導(dǎo)結(jié)構(gòu)上和進(jìn)行電接觸，將透明的塑料壓制材料與一種轉(zhuǎn)換材料混合，和將引導(dǎo)結(jié)構(gòu)有益的用壓鑄方法這樣與壓制材料成形，將LED在其出光邊被壓制材料包圍。
因此按照本發(fā)明方法放棄了凹槽的成形和放棄了使用兩種不同材料和代替這些安排了使用唯一的透明塑料壓制材料，將這個(gè)首先與轉(zhuǎn)換材料混合和然后圍繞引導(dǎo)結(jié)構(gòu)成形，優(yōu)異的是壓鑄的。因此將固化的壓制材料同時(shí)用于部件殼體還用于透明的轉(zhuǎn)換材料母體上。因此將制造方法一方面顯著地簡化，因?yàn)樵谖ㄒ坏某尚芜^程，特別是壓鑄過程中不僅構(gòu)成殼體而且還提供了轉(zhuǎn)換材料。此外制造了有改善穩(wěn)定性的一個(gè)組件，因?yàn)椴辉倏赡艹霈F(xiàn)有不同溫度膨脹系數(shù)的兩種材料之間的粘著問題。
這樣達(dá)到可重復(fù)的和有目的的顏色位置調(diào)整在窄的界線內(nèi)，在倉儲(chǔ)和處理時(shí)特別是由于快速的固化步驟在很大程度上將轉(zhuǎn)換材料的沉積排除在外。由于簡單的處理步驟用比較簡單的配料可能性和在樹脂準(zhǔn)備，混合和劑量時(shí)磨蝕的微型化提高了轉(zhuǎn)換材料的質(zhì)量。
通過處理具有透明固體樹脂的發(fā)光材料借助于輝光轉(zhuǎn)換元素的壓制材料處理顯著地改善了轉(zhuǎn)換樹脂制造，倉儲(chǔ)和處理時(shí)無機(jī)發(fā)光材料的沉積性能。因此白光源的x，y顏色位置只受到很少的波動(dòng)和改善了輝光二極管的發(fā)光圖像。不成塊的轉(zhuǎn)換澆鑄樹脂發(fā)光材料的長時(shí)間的彌散和調(diào)整穩(wěn)定的黏度也在澆鑄樹脂倉儲(chǔ)期間省去了如同壓鑄成形的復(fù)雜包裝。例如在上述情況下將片狀的或顆粒狀的透明壓制材料共同與發(fā)光材料通過磨制和必要時(shí)過篩相互混合。因此可以最大程度地避免在制造和倉儲(chǔ)時(shí)發(fā)光材料的沉積。
由于只還使用殼體形狀的唯一的壓制塑料成形物體和轉(zhuǎn)換材料母體得到廣闊的微型化空間。將這種附加的微型化潛力可以利用在應(yīng)用這種白光源的移動(dòng)電子產(chǎn)品系統(tǒng)中。被提高的光效率由于更加充分利用在具有其他結(jié)構(gòu)自由度或純粹側(cè)邊光耦合可能性的專門的結(jié)構(gòu)狀態(tài)擴(kuò)展了功能性。
將商業(yè)上可以買到的壓制材料作為塑料壓制材料的初始材料和原則上例如是由環(huán)氧樹脂甲醛酚醛清漆或由具有去水劑或苯酚硬化系統(tǒng)的環(huán)氧樹脂系統(tǒng)構(gòu)成的。轉(zhuǎn)換材料可以是由具有普遍公式A3B5X12M的一組磷有機(jī)發(fā)光材料顏料粉末構(gòu)成的，這些在塑料壓制材料中是彌散的。特別是可以使用由一組鈰添加的石榴石粒子發(fā)光材料，其中特別應(yīng)該敘述的是鈰添加的釔鋁石榴石(Y3Al5O12Ce)。其他可以想象的轉(zhuǎn)換材料是在硫化物和氧硫化物基礎(chǔ)上的基網(wǎng)格，鋁酸鹽，硼酸鹽等，具有在短波范圍可激勵(lì)的相應(yīng)金屬中心。也可以考慮金屬有機(jī)的發(fā)光材料系統(tǒng)。
將發(fā)光材料同樣可以由溶解的和難溶解的有機(jī)顏料和發(fā)光材料混合物構(gòu)成。
此外有益的是可以將增附劑優(yōu)異的以液體形狀摻入優(yōu)異的預(yù)干燥的轉(zhuǎn)換材料中，以便改善轉(zhuǎn)換材料與塑料壓制材料的粘著能力。特別是當(dāng)使用無機(jī)發(fā)光材料顏料時(shí)可以使用3-甘氨酸氧基三甲氫氧硅烷或在三烷氧基硅烷基礎(chǔ)上的其他衍生物作為增附劑。
為了發(fā)光材料表面的改性可以使用具有碳酸-，碳酸脂-，乙醚-和酒精組的單層或多層功能的有極性的試劑，例如二乙乙二醇單甲烷乙醚(Diethylenglykolmonomethylether)。因此可以改善高能發(fā)光材料表面的可潤濕性和因此改善壓制材料處理時(shí)的相容性和彌散作用。
此外摻入轉(zhuǎn)換材料之前可以將塑料壓制材料摻入脫模劑或分離劑。這種脫模劑可以使固化的壓制材料容易從壓模中取出。作為這種脫模劑可以使用脂基的固體脫模劑或具有長鏈碳酸脂的金屬皂，特別是硬脂類的。
例如可以摻入無機(jī)填充材料作為其他的填充材料，通過這些可以提高壓制材料的折射指數(shù)，因此可以提高白光源的光功率。例如可以使用TiO2，ZrO2，α-Al2O3等作為這種填充材料。
有益的是這樣摻入轉(zhuǎn)換材料和必要時(shí)其他的填充材料，如果將它們粗混合和然后在一個(gè)磨中磨碎，從而得到非常細(xì)的，均勻的粉末。
因此混合的壓制材料可以包括以下組成部分(用重量％)a)塑料壓制材料≥60％b)轉(zhuǎn)換材料＞0和≤40％c)增附劑≥0和≤3％d)脫模劑≥0和≤2％e)表面改性劑≥0和≤5％
f)氧化穩(wěn)定劑≥0和≤5％(例如在磷基礎(chǔ)上的或在硬脂阻礙的酚基礎(chǔ)上的)g)紫外光穩(wěn)定劑≥0和≤2％在優(yōu)異的實(shí)施形式中可以這樣進(jìn)行本方法，其中將可表面裝配的部件制造出來。
在沿著引導(dǎo)結(jié)構(gòu)縱軸截面上的本申請(qǐng)附圖
上表示了按照本發(fā)明制造白光源的一個(gè)實(shí)施例。
在原本單件的和相互有關(guān)系的引導(dǎo)結(jié)構(gòu)10上構(gòu)成兩個(gè)引導(dǎo)結(jié)構(gòu)接頭11和12，用原本已知的方法一開始也通過窄的連接橋?qū)⑦@兩個(gè)相互連接在一起，然而隨著通常多階段的在壓力下從外部注入塑料由于連接橋的分開相互絕緣。在引導(dǎo)結(jié)構(gòu)接頭12的內(nèi)部端部用導(dǎo)電連接劑如導(dǎo)體銀或類似的粘上已經(jīng)制造好的半導(dǎo)體LED1，這樣半導(dǎo)體LED的n-邊或p-邊與引導(dǎo)結(jié)構(gòu)接頭12是連接的。將對(duì)面的n-或p-導(dǎo)電接觸邊通過連接線2與另外的引導(dǎo)結(jié)構(gòu)接頭11的端部連接。
將LED-芯片1安裝在芯片安裝區(qū)域16的引導(dǎo)結(jié)構(gòu)10是用一種透明塑料壓制材料3成形的，從其中兩個(gè)相對(duì)的側(cè)面每個(gè)伸出一個(gè)引導(dǎo)結(jié)構(gòu)接頭11，12。在透明的塑料壓制材料3內(nèi)每個(gè)引導(dǎo)結(jié)構(gòu)接頭11，12從芯片裝配區(qū)域16到發(fā)光二極管光源的裝配邊13有S-形狀的彎曲14，15。例如優(yōu)異的是使用樹脂基礎(chǔ)上的一種塑料壓制材料3和原則上是由一種預(yù)反應(yīng)的環(huán)氧樹脂，特別是由環(huán)氧樹脂苯酚醛清漆或環(huán)氧樹脂甲醛酚醛清漆構(gòu)成的。環(huán)氧樹脂特別是與苯酚樹脂和/或去水劑樹脂預(yù)反應(yīng)。有益的是將脫模劑或?qū)⒎蛛x劑摻入塑料壓制材料中。例如脫模劑是脂基的固體脫模劑或具有長鏈的碳酸脂的金屬皂，特別是硬脂類的。
為了提高折射指數(shù)可以將無機(jī)填充材料例如TiO2，ZrO2，α-Al2O3摻入塑料壓制材料中。
在按照附圖制造發(fā)光二極管光源的方法中在芯片裝配區(qū)域16將LED芯片1裝配在引導(dǎo)結(jié)構(gòu)10上和與引導(dǎo)結(jié)構(gòu)接頭11，12導(dǎo)電連接。在裝配具有S形狀彎曲14，15的半導(dǎo)體LED芯片1裝配之前和之后配備上引導(dǎo)結(jié)構(gòu)接頭11，12。將半導(dǎo)體LED芯片1包括引導(dǎo)結(jié)構(gòu)10的S形狀彎曲14，15有益的用壓鑄方法用透明塑料壓制材料3成形。
在白光源上半導(dǎo)體LED 1有位于紫外或藍(lán)色光譜范圍的發(fā)射譜。有益的是半導(dǎo)體LED 1是建立在GaN或InGaN基礎(chǔ)上的。然而它有選擇地還可以由材料系統(tǒng)ZnS/ZnSe或由適合于這個(gè)光譜范圍的材料系統(tǒng)構(gòu)成。
將半導(dǎo)體LED 1裝上或接觸之后在適當(dāng)?shù)膲鸿T機(jī)上將透明塑料壓制材料3壓鑄在引導(dǎo)結(jié)構(gòu)接頭11和12上。將發(fā)光材料粒子置入這種塑料壓制材料3中，發(fā)光材料粒子是由轉(zhuǎn)換材料構(gòu)成的，用轉(zhuǎn)換材料導(dǎo)致半導(dǎo)體LED 1發(fā)射的光輻射至少部分地波長轉(zhuǎn)換。通過這種波長轉(zhuǎn)換產(chǎn)生引起白光源光學(xué)印象的發(fā)射譜。引導(dǎo)結(jié)構(gòu)10的預(yù)制和在壓力下從外部注入是通過塑料壓制材料3，必要時(shí)發(fā)光材料粒子4和必要時(shí)其他的填充材料組成的壓制材料這樣進(jìn)行的，將引導(dǎo)結(jié)構(gòu)接頭11和12水平地從壓制材料中伸出，和是這樣，將其焊接接頭面11A和12A原則上位于與鑄件反面13同一個(gè)平面上，這個(gè)平面通常代表了組件在印刷電路板上的安裝面。此外在壓力下從外部注入之前將引導(dǎo)結(jié)構(gòu)接頭11和12已經(jīng)彎曲成最終的形狀。這樣它們就有一個(gè)芯片連接區(qū)域16作為裝配面(由反面13和焊接接頭面11A和12A構(gòu)成)的S形狀的彎曲14，15，這樣在制造塑料成形物體之后在部件上不再進(jìn)行折彎。這特別是在非常微型化的具有小體積塑料殼體的組件時(shí)是非常大的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)檎稍谶@里例如通過折彎在壓制材料和引導(dǎo)結(jié)構(gòu)之間分層上的脫開存在非常大的危險(xiǎn)，不可能達(dá)到已加工部件嚴(yán)密的密封性。
在平的水平接頭面11A和12A上可以優(yōu)異地用逆流方法將已加工的部件焊接在印刷電路板上。從而制造成適合于SMT-(表面裝配技術(shù))裝配的組件。
制造由發(fā)光材料粒子4和必要時(shí)其他填充材料組成的塑料壓制材料3代表了本發(fā)明的重要元素。
有益的是將預(yù)反應(yīng)的，倉儲(chǔ)穩(wěn)定的和輻射穩(wěn)定的由環(huán)氧樹脂甲醛酚醛清漆與苯酚硬化劑組成的透明壓制材料使用作為塑料壓制材料的初始材料，其總氯含量位于1500ppm以下。有益的是這種壓制材料包括一種內(nèi)部的脫模劑或分離劑，通過這個(gè)將固化的壓制材料從壓鑄模具中容易取出。然而存在這種內(nèi)部脫模劑并不代表必須這樣。例如可以使用下面的商業(yè)可以買到的Nitto和Sumitomo公司的壓制材料Nitto NT-600(沒有內(nèi)部脫模劑)Nitto NT-300H-10.000(具有內(nèi)部脫模劑)
Nitto NT-300S-10.000(具有內(nèi)部脫模劑)Nitto NT-360-10.000(具有內(nèi)部脫模劑)Sumitomo EME 700L(沒有內(nèi)部脫模劑)將這種壓制材料已經(jīng)以棒材或板材形式標(biāo)準(zhǔn)化地提供使用。
可以將已經(jīng)敘述在上述文獻(xiàn)WO 90/50132和WO 98/12757中的所有發(fā)光材料使用作為轉(zhuǎn)換材料。此外也可以使用在硫化物和氧硫化物基礎(chǔ)上以及鋁酸鹽，硼酸鹽等的基網(wǎng)格具有在短波長范圍相應(yīng)的可激勵(lì)的金屬中心或金屬有機(jī)的發(fā)光材料系統(tǒng)。此外可以將溶解的和難溶解的有機(jī)顏料和發(fā)光材料混合物使用作為轉(zhuǎn)換材料。特別是可以將由具有通用公式A3B5X12M的磷組組成的具有發(fā)光材料顏料的無機(jī)發(fā)光材料顏料粉末使用作為發(fā)光材料，其中特別應(yīng)該敘述添加鈰的石榴石。特別是由發(fā)光材料顏料YAGCe組成的粒子由于特殊的轉(zhuǎn)換效率是優(yōu)秀的。這種轉(zhuǎn)換材料在Osram公司的產(chǎn)品名稱L175中是已知的。將這種轉(zhuǎn)換材料已經(jīng)與一種壓制材料混合進(jìn)行了試驗(yàn)，其中壓制材料型號(hào)為Nitto NT-300 H10.000具有內(nèi)部脫模劑已經(jīng)投入使用。作為試驗(yàn)準(zhǔn)備已經(jīng)將轉(zhuǎn)換材料L175在200℃大約8小時(shí)進(jìn)行預(yù)干燥。隨后將液體形狀名稱為二乙乙二醇單甲烷乙醚的表面改性劑摻入預(yù)干燥的轉(zhuǎn)換劑中(0.1重量％以壓制材料的重量為基礎(chǔ))。將這種混合物空氣密封地封閉在玻璃器皿中和隔夜擱置。在處理前直接將轉(zhuǎn)換材料摻入上述型號(hào)的壓制材料中。在這之前將壓制材料已經(jīng)在磨(例如球磨)中磨制成粉末形狀。混合比例為20重量％轉(zhuǎn)換材料/DEGME混合物和80重量％Nitto NT 300H-10.000。通過攪拌將混合物粗摻入之后將混合物重新在磨(例如球磨)中充分混合和磨制和因此產(chǎn)生非常細(xì)的粉末。
然后用這種壓制材料在型號(hào)FICO Brilliant 100的機(jī)器上進(jìn)行壓鑄試驗(yàn)。將已經(jīng)相應(yīng)預(yù)干燥的引導(dǎo)結(jié)構(gòu)10在壓力下從外部注入之前在150℃預(yù)熱和在壓力下從外部注入時(shí)調(diào)整以下機(jī)器參數(shù)模具溫度150℃壓鑄時(shí)間22.4秒壓鑄壓力73-82巴(取決于被調(diào)制的材料量)固化時(shí)間(硬化居里時(shí)間120秒)作為結(jié)果有可能達(dá)到非常均勻的，固化的壓制材料，這種壓制材料由于非常好的無氣孔和無縮孔而出色?？傊呀?jīng)確定，摻入之前涉及到無氣孔和無縮孔將壓制材料磨制成非常細(xì)的粉末比使用粗顆粒的剩余材料粉末得到比較好的結(jié)果。
附加地也還可以使用一種增附劑例如Huels公司產(chǎn)品型號(hào)A-187的3-甘氨酸氧基三甲氫氧硅烷。將這種增附劑可以在干燥過程之后以濃度到3重量％直接加入發(fā)光材料中和隔夜在室溫與其混合。
按照實(shí)施例借助于SMD(表面裝配設(shè)計(jì))結(jié)構(gòu)形式敘述按照本發(fā)明的方法，然而將這個(gè)同樣可以實(shí)現(xiàn)在所謂的徑向二極管上。
按照本發(fā)明方法同樣可以使用在制造側(cè)邊方向的，也就是說平行于印刷電路板的平面輻射的主輻射方向的LED-組件。
權(quán)利要求
1.可表面裝配的發(fā)光二極管光源，在其中在一個(gè)引導(dǎo)結(jié)構(gòu)(10)上裝配了LED芯片(1)和引導(dǎo)結(jié)構(gòu)(10)是用整體的透明塑料成形物體(3)成形的，從塑料成形物體的至少兩個(gè)側(cè)面每個(gè)伸出一個(gè)引導(dǎo)結(jié)構(gòu)接頭(11，12)，其特征為，在透明塑料成形物體(3)內(nèi)每個(gè)引導(dǎo)結(jié)構(gòu)接頭(11，12)從芯片裝配區(qū)域(16)到發(fā)光二極管光源的裝配邊(13)有一個(gè)S形狀的彎曲(14，15)。
2.按照權(quán)利要求1的可表面裝配的發(fā)光二極管光源，其特征為，透明塑料成形物體(3)是由塑料壓制材料制成的。
3.按照權(quán)利要求2的可表面裝配的發(fā)光二極管光源，其特征為，塑料壓制材料主要有預(yù)反應(yīng)的環(huán)氧樹脂，特別是環(huán)氧樹脂酚醛清漆或環(huán)氧樹脂甲醛酚醛清漆。
4.按照權(quán)利要求3的可表面裝配的發(fā)光二極管光源，其特征為，環(huán)氧樹脂是與苯酚樹脂和/或去水樹脂預(yù)反應(yīng)的。
5.按照上述權(quán)利要求之一的可表面裝配的發(fā)光二極管光源，其特征為，將一種脫模劑或分離劑摻入塑料壓制材料中。
6.按照權(quán)利要求5的可表面裝配的發(fā)光二極管光源，其特征為，脫模劑是脂基的固體脫模劑或具有長鏈的碳酸金屬皂，特別是硬脂類的。
7.按照上述權(quán)利要求之一的可表面裝配的發(fā)光二極管光源，其特征為，將至少一種無機(jī)的填充材料如TiO2，ZrO2，α-Al2O3摻入塑料壓制材料中，通過這些提高壓制材料的折射指數(shù)。
8.按照上述權(quán)利要求之一的可表面裝配的發(fā)光二極管光源，其特征為，將至少一種有機(jī)或無機(jī)的轉(zhuǎn)換材料摻入塑料壓制材料中，這些吸收LED芯片發(fā)送的輻射的一部分和發(fā)射相對(duì)于被吸收的輻射波長比較長的輻射，以使該光源發(fā)射由LED芯片的初級(jí)光和轉(zhuǎn)換材料的次級(jí)光形成的混合色的光。
9.按照權(quán)利要求1至8之一制造發(fā)光二極管光源的方法，在其中-在芯片裝配區(qū)域(16)將LED芯片(1)裝配在引導(dǎo)結(jié)構(gòu)(10)上和與引導(dǎo)結(jié)構(gòu)接頭(11，12)是導(dǎo)電連接的，-在半導(dǎo)體LED(1)裝配之前或之后給引導(dǎo)結(jié)構(gòu)接頭(11，12)配備S形狀的彎曲(14，15)，和-將包括引導(dǎo)結(jié)構(gòu)(10)S形狀的彎曲的半導(dǎo)體LED(1)用一種透明的塑料壓制材料(3)成形。
10.在紫外或藍(lán)色光譜范圍發(fā)射光輻射的半導(dǎo)體LED(1)的基礎(chǔ)上制造白光源的方法，在其中-將LED(1)裝配在引導(dǎo)結(jié)構(gòu)(10)上，-將透明的塑料壓制材料(3)與轉(zhuǎn)換材料(4)和必要時(shí)其他的填充材料混合成壓制材料，和-將引導(dǎo)結(jié)構(gòu)(10)用壓制材料成形，在其出光邊LED(1)被壓制材料包圍。
11.按照權(quán)利要求9或10的方法，其特征為，-使用樹脂基的塑料壓制材料(3)。
12.按照權(quán)利要求11的方法，其特征為，-塑料壓制材料(3)主要是由預(yù)反應(yīng)的環(huán)氧樹脂，特別是環(huán)氧樹脂酚醛清漆或環(huán)氧樹脂甲醛酚醛清漆組成的。
13.按照權(quán)利要求12的方法，其特征為，-環(huán)氧樹脂是與苯酚樹脂和/或脫水樹脂預(yù)反應(yīng)的。
14.按照權(quán)利要求9至13之一的方法，其特征為，-轉(zhuǎn)換材料(4)是一種有機(jī)或無機(jī)的發(fā)光材料或其混合物。
15.按照權(quán)利要求14的方法，其特征為，-轉(zhuǎn)換材料(4)是一種無機(jī)的發(fā)光材料，和是在基的網(wǎng)格上的發(fā)光材料金屬中心M包括-普遍公式A3B5X12或-硫化物，氧硫化物，硼酸鹽，鋁酸鹽或金屬螯合復(fù)合物。
16.按照權(quán)利要求9至15之一的方法，其特征為，-在摻入塑料壓制材料(3)之前將增附劑有益的是以液體形狀摻入有益的預(yù)干燥的轉(zhuǎn)換材料(4)中，以便改善轉(zhuǎn)換材料(4)與塑料壓制材料(3)的粘著能力。
17.按照權(quán)利要求9至16之一的方法，其特征為，-使用3-甘氨酸氧基三甲氫氧硅烷或在三烷氧基硅烷基礎(chǔ)上的其他衍生物作為增附劑。
18.按照權(quán)利要求9至17之一的方法，其特征為，-在摻入塑料壓制材料(3)之前將表面改性劑有益的以液體形狀摻入有益的預(yù)干燥的轉(zhuǎn)換材料(4)中，以便將轉(zhuǎn)換材料(4)表面改性。
19.按照權(quán)利要求18的方法，其特征為，-使用二乙乙二醇單甲烷乙醚作為表面改性劑。
20.按照權(quán)利要求9至19之一的方法，其特征為，-將脫模劑或分離劑在與轉(zhuǎn)換材料(4)混合之前摻入塑料壓制材料中。
21.按照權(quán)利要求20的方法，其特征為，-脫模劑是脂基的固體脫模劑或具有長鏈碳酸脂的金屬皂，特別是硬脂類的。
22.按照權(quán)利要求9至21之一的方法，其特征為，-將無機(jī)填充材料如TiO2，ZrO2，α-Al2O3附加摻入塑料壓制材料中，通過這些提高壓制材料的折射指數(shù)。
23.按照權(quán)利要求9至22之一的方法，其特征為，-將塑料壓制材料(3)和轉(zhuǎn)換材料(4)和必要時(shí)其他的填充材料這樣混合，一旦將它們首先粗混合之后和然后將混合物在磨中，例如球磨中磨制從而得到非常細(xì)的均勻的粉末。
24.按照權(quán)利要求23的方法，其特征為，-將塑料壓制材料(3)在與轉(zhuǎn)換材料(4)和必要時(shí)其他的填充材料混合之前在磨中例如球磨中磨制。
25.按照權(quán)利要求8至24之一的方法，其特征為，-混合的壓制材料包括以下組成部分a)塑料壓制材料≥60％b)轉(zhuǎn)換材料＞0和≤40％c)增附劑≥0和≤3％d)脫模劑≥0和≤2％e)表面改性劑≥0和≤5％f)氧化穩(wěn)定劑≥0和≤5％(例如在磷基礎(chǔ)上的或在硬脂阻礙的苯酚基礎(chǔ)上的)g)紫外光穩(wěn)定劑≥0和≤2％
26.按照權(quán)利要求9至25之一的方法，其特征為，-將光源特別是因此作為可表面裝配的部件制成，如果將壓制材料這樣成形，在被制成白光源的裝配邊將引導(dǎo)結(jié)構(gòu)接頭(11，12)在構(gòu)成水平裝配面(11A，12A)下面的側(cè)邊從壓制材料中引導(dǎo)出來。
全文摘要
本發(fā)明敘述了可表面裝配的發(fā)光二極管光源，其中對(duì)于表面裝配所要求的引導(dǎo)結(jié)構(gòu)彎曲是位于透明的塑料壓制材料內(nèi)部向著殼體反面。此外本發(fā)明敘述了在發(fā)射紫外和藍(lán)色的半導(dǎo)體LED(1)基礎(chǔ)上制造混合光源有益的是白光源的方法，其中將LED(1)裝配在引導(dǎo)結(jié)構(gòu)(10)上，將透明的塑料壓制材料(3)與轉(zhuǎn)換材料(4)和必要時(shí)其他的填充材料混合成壓制材料，和引導(dǎo)結(jié)構(gòu)(10)有益的是用壓鑄方法這樣用壓制材料成形，LED(1)在其出光邊被壓制材料包圍。
文檔編號(hào)H01L33/48GK1421048SQ00818090
公開日2003年5月28日 申請(qǐng)日期2000年12月28日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月30日
發(fā)明者H·耶格爾, K·赫恩, R·布倫納 申請(qǐng)人:奧斯蘭姆奧普托半導(dǎo)體有限責(zé)任公司