發光二極管和用于制造發光二極管的方法

專利名稱：發光二極管和用于制造發光二極管的方法
技術領域：
本發明說明了一種發光二極管。此外，還說明了一種用于制造發光二極管的方法。
背景技術：
文獻US 5，834，528說明了由多孔性的聚四氟乙烯組成的膜的制造。

發明內容
根據發光二極管的至少一個實施形式，所述發光二極管包括支承體，所述支承體具有裝配面。支承體例如能夠是連接支承體，所述連接支承體具有由電絕緣材料組成的基體，電連接位置和帶狀導線結構化到所述基體中或所述基體上。然后，支承體能夠附加地包括至少一個光學元件，例如反射器壁，所述反射器壁側向地包圍所述裝配面。此外，可能的是，支承體為一種殼體，所述殼體至少局部由電絕緣材料形成。殼體能夠具有腔，所述裝配面設置在所述腔中。電連接位置能夠從殼體中伸出，使得支承體例如適用于SMT(Surface Mounted Technology，表面安裝技術)安裝。在這種情況下，所述發光二極管可表面安裝。根據發光二極管的至少一個實施形式，所述發光二極管包括至少一個發光二極管芯片，所述發光二極管芯片固定在支承體的裝配面上。發光二極管例如能夠包括至少一個發光二極管芯片，所述發光二極管芯片適于發射在UV輻射和/或藍光的光譜范圍中的電磁輻射。此外，可能的是，發光二極管包括不同的發光二極管芯片，所述發光二極管芯片分別適用于產生不同光譜范圍的電磁輻射。因此，發光二極管例如能夠包括至少一個發射綠光的、至少一個發射藍光的和至少一個發射紅光的發光二極管芯片。所述發光二極管芯片例如能夠通過焊接固定在所述支承體的裝配面上，并且與支承體的電連接位置導電連接。根據發光二極管的至少一個實施形式，發光二極管包括反射元件，所述發射元件設置用于反射電磁輻射。電磁輻射例如為在至少一個發光二極管芯片的工作中產生的電磁輻射。此外，電磁輻射能夠為例如由發光轉換材料發射的輻射。在此，發光轉換材料的輻射優選由發光二極管的至少一個發光二極管芯片的電磁輻射激發。反射元件例如設置用于將射到其上的電磁輻射進行漫反射。也就是說，借助于反射元件不發生電磁輻射的定向的反射，而是電磁輻射以漫射方式從反射元件散射開。反射元件例如為具有朗伯特輻射特性的反射器。根據發光二極管的至少一個實施形式，反射元件包含多孔性聚四氟乙烯。多孔性聚四氟乙烯的特征在于在從UV輻射經由可見光直到紅外線輻射的光譜范圍中的至少98% 的高反射率。因此，反射元件特別好地適于反射不同的發光二極管芯片的不同的電磁輻射。 因此，除了發射可見光的發光二極管芯片之外，發光二極管例如還能夠包括發射UV輻射或紅外線輻射的發光二極管芯片。所述不可見的輻射也由反射元件優選不定向地反射，所述反射元件包括多孔性聚四氟乙烯。根據發光二極管的至少一個實施形式，發光二極管包括支承體，所述支承體具有裝配面；至少一個發光二極管芯片，所述發光二極管芯片固定于所述裝配面；和反射元件，所述發射元件設置用于反射電磁輻射，其中，反射元件固定在支承體上，并且反射元件包含多孔性聚四氟乙烯。用于反射元件的多孔性聚四氟乙烯的特征尤其在于它的相對于UV-A-輻射和藍光的高的老化穩定性。因此，發光二極管是非常老化穩定的。此外，材料也可在直到約260°C 的高的持續使用溫度下使用。短時間內，也就是說幾秒到一分鐘，多孔性聚四氟乙烯能夠承受直到大約300°C的溫度，這可實現發光二極管的特別好的可焊性。根據發光二極管的至少一個實施形式，反射元件由膜(英語foil)組成，所述膜由多孔性聚四氟乙烯組成。所述膜優選以機械方式牢固地固定在支承體上。膜例如為方形體，所述方形體在橫向方向上的延伸，也就是說，例如平行于方形的主延伸方向的延伸在很大程度上大于它的厚度。所述膜是預制的，也就是說，所述膜不與發光二極管的其它部件共同制成，而是作為單獨的部件在制造發光二極管前提供。所述膜是柔性的，也就是說，是可以彎曲為使得所述膜能夠形狀配合地適配于例如用于制造支承體的注塑模的形狀。多孔性聚四氟乙烯能夠由于它的高熔融粘度而不借助已知的熱塑性加工方法變形。更確切而言，材料的加工基于被擠壓并且隨后燒結的粉末。材料在膜中的成型例如能夠如上述文獻US 5，834，0528那樣進行，或者也可以通過切削進行。根據發光二極管的至少一個實施形式，反射元件構成為剛性的插入件，所述插入件由多孔性聚四氟乙烯組成，并且固定在支承體的反射器壁上。也就是說，在所述實施形式中，反射元件不構成為膜，而是構成為剛性的、自支承的本體。在此，反射元件能夠以使得所述反射元件形狀配合地連接到支承體的反射器壁上的形狀和尺寸構成。在此，所述反射器壁側向地包圍至少一個發光二極管芯片，使得所述反射器壁構成腔。所述腔的內壁朝向至少一個發光二極管芯片。因此，反射元件例如能夠插入通過反射器壁形成的腔中，并且固定在反射器壁上。根據發光二極管的至少一個實施形式，反射元件構成為由多孔性聚四氟乙烯組成的反射器壁，所述反射器壁固定在支承體的底板上。在此，反射器壁側向地包圍發光二極管的至少一個發光二極管芯片。在所述實施形式中，由多孔性聚四氟乙烯組成的反射元件為剛性的、自支承的本體，所述本體形成發光二極管的支承體的一部分。在此，反射器壁固定、例如粘接在支承體的另一部分上，例如支承體的底板上。為此，由多孔性聚四氟乙烯組成的反射器壁例如能夠通過切削加工制成。也就是說，即使在這種情況下，借助于熱塑性加工方法的制造也不是必要的。根據發光二極管的至少一個實施形式，例如由多孔性聚四氟乙烯組成的膜組成的反射元件至少局部借助于粘合劑固定在支承體上。“至少局部”意味著，反射元件在第一區域中能夠借助于粘合劑固定在支承體上，并且在另一區域中借助于另一固定方法固定在支承體上。此外可能的是，隨后，反射元件僅僅借助于設置在反射元件和支承體之間的粘合劑固定在支承體上。根據發光二極管的至少一個實施形式，反射元件至少局部無連接劑地固定在支承體上。在此，“至少局部”意味著，反射元件能夠在第一區域中無連接劑地固定在支承體上， 并且在第二區域中以其它方式固定在支承體上。然后，反射元件例如能夠在第二區域中借助于粘合劑固定在支承體上。此外也可能的是，反射元件僅僅無連接劑地固定在支承體上。無連接劑地固定的反射元件例如能夠通過熱壓或后注塑(Hinterspritzen)固定在支承體的以塑料形成的區域上。然后，在支承體的可能存在的、其中支承體例如以金屬形成的另一區域中，反射元件于是能夠借助于粘合劑固定在支承體上。根據發光二極管的至少一個實施形式，反射元件，也就是說例如由多孔性聚四氟乙烯組成的膜覆蓋所述支承體的外表面的所有如下區域，在至少一個發光二極管芯片工作中，至少一個發光二極管芯片所產生的電磁輻射能夠射到所述區域上。換句話說，在至少一個發光二極管芯片工作中，至少一個發光二極管芯片所產生的電磁輻射不射到支承體的外表面上。然后，所述支承體例如能夠以UV敏感的材料，例如低成本的熱塑性塑料形成。然后，特別是支承體的例如將通過UV-A輻射或者藍光快速老化的敏感區域由反射元件覆蓋，所述反射元件例如由多孔性聚四氟乙烯組成。根據發光二極管的至少一個實施形式，支承體的外表面的所有如下區域由反射元件覆蓋，所述區域以塑料形成，并且，在至少一個發光二極管芯片工作中由至少一個發光二極管產生的電磁輻射能夠射到所述區域上。然后，支承體的例如以金屬形成的其它區域能夠保持不由反射元件覆蓋，因為例如發光二極管的電連接位置位于那里。也就是說，在所述情況下，反射元件僅保護支承體的下述區域，在所述區域中支承體的外表面具有塑料，所述塑料應被保護免受電磁輻射。換句話說，支承體的外表面的不具有塑料的所有區域也不具有反射元件。此外說明了一種用于制造發光二極管的方法。優選的是，能夠借助于所述方法制造如在此描述那樣的發光二極管。也就是說，對于發光二極管而描述的全部特征也對于所述方法公開，并且反之亦然。根據所述方法提供了一種支承體，所述支承體至少局部包括熱塑性塑料。也就是說，支承體的外表面至少局部以熱塑性塑料形成。反射元件在塑料熔融的情況下被壓緊在塑料上，所述反射元件例如由多孔性聚四氟乙烯組成的膜組成。也就是說，支承體和反射元件借助于熱壓無連接劑地相互連接。在支承體的其中支承體的外表面不以塑料形成的其它區域中，支承體能夠保持不具有反射元件，或者反射元件借助于粘合劑固定在支承體上。根據所述方法的至少一個實施形式提供了一種支承體，所述支承體至少局部包括熱塑性塑料。也就是說，支承體的外表面的至少一些位置以熱塑性塑料形成。反射元件，也就是說，例如由多孔性聚四氟乙烯組成的膜借助塑料來后注塑，以用于無連接劑地固定在所述支承體的以熱塑性塑料形成的位置上。然后，后注塑的塑料形成支承體的如下區域，這些區域的外表面以塑料形成。為此，由多孔性聚四氟乙烯組成的膜例如能夠插入到噴射模的模具中并且用塑料來后注塑。以這種方式例如能夠制造發光二極管，所述發光二極管具有帶有用于發光二極管芯片的腔的塑料殼體。然后，以反射元件鋪設腔的內表面或腔的內表面的至少部分，所述反射元件借助于后注塑固定在塑料上。


下面借助于實施例和附圖詳細闡述在這里描述的發光二極管以及在這里描述的用于制造發光二極管的方法。圖1到4以示意圖示出在這里描述的發光二極管的實施例。在附圖中，相同的、同類的或起到相同作用的元件設有相同的附圖標記。附圖和在附圖中所示出的元件彼此間的大小關系不應視為合乎比例的。相反，為了更好的可示出性和/或為了更好的理解，各個元件能夠夸大地示出。
具體實施例方式圖1示出在這里描述的發光二極管的第一實施例的示意剖視圖。所述發光二極管包括支承體1。支承體1包括底板10以及反射器壁11。底板10和反射器壁11例如由塑料一體式地形成。此外，支承體1包括電連接位置9a、9b，所述電連接位置例如通過導電的支承體框形成，所述支承體框通過形成底板10和反射器壁11的塑料來壓力注塑包封。支承體1具有裝配面la。裝配面Ia劃分為芯片窗口 8a，在所述芯片窗口中冷光二極管芯片2借助于在裝配面Ia上的焊料6施加到支承體1的連接位置9a上。此外，裝配面Ia劃分為引線窗口 8b，在所述引線窗口中接合線7與支承體1的連接位置9a導電連接。接合線7借助于設置在發光二極管芯片2上的接合墊7a與發光二極管芯片2導電連接。此外，裝配面Ia包括底板10的或連接位置9a、9b的由反射元件3覆蓋的區域Sc。在此作為由多孔性聚四氟乙烯形成的膜存在的反射元件3，在裝配面Ia上借助于粘合劑31固定在連接位置9a、9b的暴露的區域上。反射元件3借助于粘合劑31或者無連接劑地，例如借助于熱壓固定在支承體1的塑料上，例如在反射器壁11的區域中。在此，反射器壁11側向地完全地包圍發光二極管芯片2，并且以這種方式形成用于發光二極管芯片2的腔。由發光二極管芯片2在工作中發射的電磁輻射4由反射元件3 以漫射方式散射。發光二極管芯片2以及反射元件3能夠借助由透射輻射的材料組成的澆注體5澆注，并且與所述澆注體直接接觸。澆注體5例如包含下述材料之一或者由下述材料之一組成硅酮、環氧化物、硅酮_環氧化物混合材料。在發光二極管中，如它與圖1相關聯地詳細闡述的，支承體1的區域13由反射元件3完全覆蓋，在發光二極管芯片2的工作中電磁輻射4能夠射到所述區域上，并且在所述區域中支承體1的外表面以塑料形成。不能被發光二極管芯片2的電磁輻射射到的區域12 不具有反射元件3。與圖2相關聯地闡述在這里描述的發光二極管的另一實施例。在所述實施例中， 支承體1通過連接支承體形成，所述連接支承體例如可以是電路板，所述電路板包括電絕緣的基體，電連接位置以及帶狀導線施加到所述基體上。支承體的區域13被又構成為多孔性聚四氟乙烯膜的反射元件3完全覆蓋，在發光二極管芯片2a、2b、2c的工作中電磁輻射能夠射到所述區域上。反射元件3例如能夠借助于粘合劑或無連接劑地借助于以支承體1的材料熱壓或后注塑反射元件3來與支承體1機械地連接。發光二極管芯片2a、2b、2c的電磁輻射不能夠射到的區域12，不具有反射元件3。根據圖2的實施例，發光二極管包括三個發光二極管芯片2a、2b、2c，所述發光二極管芯片例如能夠適用于產生藍光、紅光和綠光。由多孔性聚四氟乙烯組成的反射元件的特征在于對三個發光二極管芯片2a、2b、2c的每個的光具有至少98%的高反射率。與圖3A相關聯地，借助于剖視示意圖詳細闡述在這里描述的發光二極管的另一實施例。在所述實施例中，支承體1包括底板10，所述底板在其朝向發光二極管芯片2a、2b、 2c的外表面上在區域14中不具有塑料。CN 102473825 A說明書5/5 頁底板10例如能夠在所述區域中以金屬涂覆，或者底板10由陶瓷材料形成，帶狀導線和電連接位置施加到所述陶瓷材料上。此外，支承體1包括反射器壁11，所述反射器壁側向地包圍發光二極管芯片2a、2b、2c，并且所述反射器壁以塑料形成。發光二極管芯片2a、2b、2c的電磁輻射能夠射到的全部區域13例如通過構成為由多孔性聚四氟乙烯組成的膜的反射元件3來覆蓋。在此，反射器壁11也在與裝配面Ia平行地延伸的區域中被覆蓋，并且，能夠由光學元件向回反射的散射輻射例如能夠射到所述區域上。在此還可能的是，整個反射器壁11在其外表面的與底板10不直接連接的區域中以反射元件3來完全覆蓋。反射元件3的固定例如能夠借助于用反射器壁11的材料后注塑反射元件3實現，使得反射元件3和反射器壁11無連接劑地相互連接。與圖3B相關聯地詳細闡述在這里描述的發光二極管的另一實施例。在這個實施例中，與圖3A的實施例不同，反射元件3不構成為膜。相反，反射元件3構成為剛性的插入件，所述插入件的形狀已經適配于反射器壁11的造型。也就是說，反射元件3是剛性的、自支承的本體，所述體部插入通過反射器壁11來圍繞的腔中以用于固定，并且，該本體例如能夠借助于粘合固定在反射器壁11上，并且因此固定在支承體1的一部分上。
與圖4相關聯地詳細闡述在這里描述的發光二極管的另一實施例。在所述實施例中，發光二極管的支承體1包括底板10。底板10構成為電路板。底板10例如由陶瓷材料形成，帶狀導線和電連接位置施加在所述陶瓷材料上。此外可能的是，底板10是金屬芯印刷電路板。此外，支承體1包括反射器壁11，所述反射器壁側向地圍繞發光二極管芯片2a、 2b、2c。在與圖4相關聯地描述的實施例中，反射器壁11是反射元件3，并且，反射器壁11 由多孔性聚四氟乙烯組成。也就是說，在所述實施例中，反射元件構成為剛性的、自支承的本體，所述本體固定在所述支承體的一部分上，即底板10上。反射器壁11例如粘接到所述底板10上。本發明不通過借助于實施例的說明限制于所述實施例。相反，本發明包括任意新的特征以及這些特征的任意組合，這特別是包含在權利要求中的特征的任意組合，即使所述特征或所述組合本身在權利要求中或實施例中沒有明確說明。本專利申請要求德國專利申請102009033287. 1的優先權，其公開內容通過引用
結合于此。
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權利要求
1.發光二極管，具有-支承體(1)，所述支承體具有裝配面(Ia)；-至少一個發光二極管芯片(2、2a、2b、2c)，所述發光二極管芯片固定在所述裝配面 (Ia)上；和-反射元件(3)，所述反射元件設置用于反射電磁輻射(4)，其中，_所述反射元件(3)固定在所述支承體(1)上，并且_所述反射元件(3)包括多孔性聚四氟乙烯。
2.根據前一項權利要求所述的發光二極管，其中，所述反射元件(3)由膜組成，所述膜由多孔性聚四氟乙烯組成。
3.根據權利要求1所述的發光二極管，其中，_所述反射元件(3)構成為剛性的插入件，所述插入件由多孔性聚四氟乙烯組成，并且固定在所述支承體(1)的反射器壁(11)上，其中，所述反射器壁(11)側向地包圍所述至少一個發光二極管芯片(2、2a、2b、2c)，并且-所述支承體(1)的外表面的所有如下區域(13)由所述反射元件(3)覆蓋，所述區域以塑料形成并且在所述至少一個發光二極管芯片(2、2a、2b、2c)的工作中由所述至少一個發光二極管芯片(2、2a、2b、2c)產生的電磁輻射(4)能夠射到所述區域上。
4.根據權利要求1所述的發光二極管，其中，所述反射元件(3)構成為由多孔性聚四氟乙烯組成的反射器壁(11)，所述反射器壁固定在所述支承體⑴的底板(10)上，并且-所述支承體(1)的外表面的所有如下區域(13)由所述反射元件(3)覆蓋，所述區域以塑料形成，并且在所述至少一個發光二極管芯片(2、2a、2b、2c)的工作中由所述至少一個發光二極管芯片(2、2a、2b、2c)產生的電磁輻射(4)能夠射到所述區域上。
5.根據權利要求1所述的發光二極管，其中，_所述反射元件(3)構成為剛性的插入件，所述插入件由多孔性聚四氟乙烯組成，并且固定在所述支承體(1)的反射器壁(11)上，其中，所述反射器壁(11)側向地包圍所述至少一個發光二極管芯片(2、2a、2b、2c)。
6.根據權利要求1所述的發光二極管，其中，所述反射元件(3)構成為由多孔性聚四氟乙烯組成的反射器壁(11)，所述反射器壁固定在所述支承體(1)的底板(10)上。
7.根據上述權利要求之一所述的發光二極管，其中，所述反射元件(3)至少局部借助于粘合劑(31)固定于所述支承體(1)。
8.根據上述權利要求之一所述的發光二極管，其中，所述反射元件(3)至少局部無連接劑地固定于所述支承體(1)。
9 根據上述權利要求之一所述的發光二極管，其中，所述反射元件(3)覆蓋所述支承體(1)的外表面的所有如下區域(13)，在所述至少一個發光二極管芯片(2、2a、2b、2c)的工作中由所述至少一個發光二極管芯片(2、2a、2b、2c)產生的電磁輻射(4)能夠射到所述區域上。
10.根據上述權利要求之一所述的發光二極管，其中，在所述至少一個發光二極管芯片 (2、2a、2b、2c)的工作中，由所述至少一個發光二極管芯片(2、2a、2b、2c)產生的電磁輻射 (4)不射到所述支承體的外表面上。
11.根據上述權利要求之一所述的發光二極管，其中，所述支承體(1)的外表面的所有如下區域(13)由所述反射元件(3)覆蓋，所述區域以塑料形成，并且在所述至少一個發光二極管芯片(2、2a、2b、2c)工作中由所述至少一個發光二極管芯片(2、2a、2b、2c)產生的電磁輻射(4)能夠射到所述區域上。
12.根據上述權利要求之一所述的發光二極管，其中，所述支承體(1)的外表面的不具有塑料的所有區域(14)不具有所述反射元件(3)。
13.用于制造根據權利要求1到12之一所述的發光二極管的方法，其中，所述支承體 (1)至少局部包括熱塑性塑料，并且所述反射元件(3)在所述塑料熔融的情況下被壓緊在所述塑料上，以用于無連接劑地固定于所述支承體(1)。
14.用于制造根據權利要求1到12之一所述的發光二極管的方法，其中，所述支承體 (1)至少局部包括熱塑性塑料，并且所述反射元件(3)用塑料來后注塑，以用于將所述反射元件(3)無連接劑地固定于所述支承體(1)。
全文摘要
本發明說明了一種發光二極管，其具有支承體(1)，所述支承體具有裝配面(1a)；至少一個發光二極管芯片(2、2a、2b、2c)，所述發光二極管芯片固定在所述裝配面(1a)上；和反射元件(3)，所述反射元件設置用于反射電磁輻射(4)，其中，所述反射元件(3)固定于所述支承體(1)，并且所述反射元件(3)包含多孔性聚四氟乙烯。
文檔編號H01L33/60GK102473825SQ201080031876
公開日2012年5月23日 申請日期2010年6月29日 優先權日2009年7月15日
發明者格特魯德·克勞特 申請人:歐司朗光電半導體有限公司