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CN102138230B - 光电子器件 - Google Patents

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CN102138230B
CN102138230B CN200980134213.0A CN200980134213A CN102138230B CN 102138230 B CN102138230 B CN 102138230B CN 200980134213 A CN200980134213 A CN 200980134213A CN 102138230 B CN102138230 B CN 102138230B
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electromagnetic radiation
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Osram Opto Semiconductors GmbH
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Abstract

提出了一种光电子器件(1),该光电子器件(1)具有:连接支承体(2),在连接支承体(2)上设置有发射辐射的半导体芯片(3);转换元件(4),转换元件(4)固定在连接支承体(2)上,其中:转换元件(4)跨越半导体芯片(3),使得半导体芯片(3)被转换元件(4)和连接支承体(2)围绕,并且连接支承体(4)由以下材料之一构成:陶瓷、玻璃陶瓷。

Description

光电子器件
提出了一种光电子器件。
所要解决的任务在于提出一种光电子器件,其中特别有效地导出在工作中所产生的热。
根据光电子器件的至少一个实施形式,光电子器件包括在其上设置有发射辐射的半导体芯片的连接支承体。
连接支承体例如为在其上或者在其中设置有电印制导线和连接位置的电路板,其用于发射辐射的半导体芯片的电接触。连接支承体于是按照板的方式基本上平地构建。即,连接支承体在该情况下不具有在其中设置有发射辐射的半导体芯片的空腔。
此外可能的是,连接支承体具有用于容纳发射辐射的半导体芯片的至少一个空腔。连接支承体在该情况下可以包括将发射辐射的半导体芯片在工作中所产生的电磁辐射反射的反射器。在该情况下,连接支承体例如能够由支承体带(也即:引线框架)构成,该连接支承体以电绝缘材料譬如塑料或者陶瓷材料来压力注塑包封。
发射辐射的半导体芯片优选为冷光二极管芯片,这就是说,为发光二极管芯片或者激光二极管芯片。发射辐射的半导体芯片可以适合于产生在UV光谱范围中的、在红外光谱范围中的或者在可见光谱范围中的电磁辐射。
根据至少一个实施形式,光电子器件包括转换元件。转换元件是光电子器件的包含发光转换材料或者由发光转换材料构成的部件。
例如,如果由发射辐射的半导体芯片在工作中所产生的电磁辐射射到转换元件上,则该电磁辐射可以被转换元件中的发光转换材料完全地或者部分地吸收。然后,发光转换材料再发射包括与发射辐射的半导体芯片在工作中所发射的电磁辐射不同的、优选为更高的波长的电磁辐射。例如,发射辐射的半导体芯片所产生的在蓝色光谱范围中的电磁辐射的一部分在穿透转换元件时被转换为在黄色光谱范围中的电磁辐射。
根据光电子器件的至少一个实施形式,转换元件跨越半导体芯片,使得半导体芯片被转换元件和连接支承体围绕。这就是说,转换元件例如按照拱形结构的方式张在半导体芯片上。换言之,半导体芯片于是设置在连接支承体和转换元件之间。转换元件在半导体芯片之上例如形成空腔。半导体芯片以其安装面例如固定到连接支承体上。半导体芯片在其侧面上并且在其背离安装面的辐射出射面上被跨越该半导体芯片的转换元件围绕。在此,转换元件优选地不直接邻接半导体芯片,而是有另外的材料设置在半导体芯片和转换元件之间。
根据光电子器件的至少一个实施形式,转换元件由以下材料之一构成:陶瓷、玻璃陶瓷。即,转换元件并不通过作为基质材料引入到硅树脂或者环氧树脂中的发光转换材料来构成,而是以陶瓷材料或者玻璃陶瓷材料来构成转换元件。
转换元件优选地形成为以机械方式自支承。转换元件例如可以形成为跨越半导体芯片的自支承的拱形结构或者壳。
适于构成这样的转换元件的陶瓷在出版物WO 2007/148253中予以详细阐述,其公开内容明确地通过引用结合于此。合适的玻璃-陶瓷材料例如在出版物US 2007/0281851中予以描述,其公开内容明确地通过引用结合于此。玻璃陶瓷材料在此优选地并非是玻璃构成的基质材料,其中引入陶瓷材料(譬如以颗粒形式)。更确切地说,该玻璃陶瓷材料是熔体和烧结在一起的晶粒的组合物。术语“玻璃陶瓷”尤其表示由玻璃熔体通过受控的结晶来制造的原料。对熔体的加工与对玻璃的加工类似地进行,但是该玻璃然后通过特殊的热处理转变为部分多晶并且部分玻璃状、陶瓷状态。结果是具有新特性的类似玻璃的产物。
根据光电子器件的至少一个实施形式,转换元件固定在连接支承体上。也就是说,转换元件具有到连接支承体的机械的、固定的连接。转换元件例如可以借助薄的粘合材料层与连接支承体连接。此外,可能的是,转换元件例如接合到连接支承体上或者借助压配合与连接支承体相连。
根据光电子器件的至少一个实施形式,光电子器件包括:其上设置有发射辐射的半导体芯片的连接支承体,以及固定在连接支承体上的转换元件,其中转换元件跨越半导体芯片,使得半导体芯片被转换元件和连接支承体围绕,并且转换元件由以下材料之一构成:陶瓷、玻璃陶瓷。
在此,这里所描述的光电子器件尤其利用了以下知识:用于转换元件的玻璃陶瓷材料或者发光陶瓷的特征通常在于例如与硅树脂的热导率相比而言明显更高的热导率。玻璃陶瓷材料或者发光陶瓷优选地具有大于等于1.0W/mK的热导率。
因此,由这些材料之一构成的转换元件的特征在于特别高的热导率。由于转换元件固定在连接支承体上,所以转换元件还导热地连接到连接支承体上并且因此连接到冷却体上,在该冷却体上可以施加连接支承体。以该方式能够特别好地导出在转换所穿透的辐射时在转换元件中所产生的热。
转换元件例如由YAG:Ce陶瓷构成。这样的转换元件的特征在于大约为14W/mK的导热能力。此外,由所提及的材料制成的转换元件构成对于被转换元件所跨越的半导体芯片的在机械上稳定的保护,而免受外部的机械作用。因此,所描述的器件的特征除了改进的耐热性之外还在于改进的机械稳定性。
根据光电子器件的至少一个实施形式,在半导体芯片和转换元件之间设置有至少一个以气体来填充的中间区域。也就是说,半导体和转换元件之间的空间可以至少局部地以气体来填充。该气体例如可以是空气。在半导体芯片和转换元件之间的以气体填充的中间区域可以进一步改进从转换元件向在其上施加有半导体芯片的连接支承体的散热。
根据至少一个实施形式,半导体芯片嵌入在成型体中。也就是说,半导体芯片在其暴露的外表面上至少局部地被成型体形状配合地包封并且在这些位置上可以直接接触半导体芯片。
成型体在此例如可以实施为浇铸物。成型体对于发射辐射的半导体芯片在工作中所产生的电磁辐射是尽可能完全透射的。也就是说,成型体由几乎不吸收或根本不吸收发射辐射的半导体芯片的辐射的材料构成。
成型体例如由硅树脂、环氧树脂或者由硅树脂-环氧树脂混合材料构成。成型体形状配合地在半导体芯片的暴露的外表面上环绕该半导体芯片并且例如可以具有球状弯曲的外表面。
优选的是,成型体尤其没有吸收辐射的材料,譬如发光转换材料。也就是说,成型体除了至多少量杂质之外不具有发光转换材料。
根据光电子器件的至少一个实施形式,以气体填充的中间区域在成型体和转换元件之间延伸。中间区域例如以空气填充。
中间区域优选地紧邻成型体。也就是说,成型体具有背离半导体芯片的外表面,成型体在该外表面上邻接中间区域。在此,中间区域可以延伸直至连接支承体。
中间区域在该情况下可以拱形结构地构建。中间区域在其朝向成型体的内表面上遵循成型体的外表面的形状。中间区域在其朝向转换元件的外表面上遵循转换元件的内表面的曲线。
中间区域在此尤其利用了以下知识:在光电子器件的工作中,通过发射辐射的半导体芯片的加热而也引起在其中嵌入有半导体芯片的成型体的加热。该加热尤其在成型体包含硅树脂时会导致成型体的热膨胀。中间区域现在确定尺寸为使得成型体尽管有热膨胀也不接触转换元件。也就是说,转换元件和成型体优选地在光电子器件工作中也始终通过中间区域来彼此分离,使得成型体和转换元件彼此不直接接触。由此尤其阻止了:由于在温度升高时硅树脂膨胀而出现由成型体挤压转换元件而造成的转换元件的顶起。
根据光电子器件的至少一个实施形式,光电子器件包括耦合输出透镜,该耦合输出透镜邻接转换元件的背离半导体芯片的外表面。耦合输出面可以直接地并且紧紧地接触转换元件的外表面。耦合输出透镜在此可以是光电子器件的单独制成的元件,其例如被铣削、车削或者喷射模塑并且在安装步骤中固定在转换元件之上。
但是此外也可能的是,在光电子器件的另外的部件上制造耦合输出透镜以及例如将耦合输出透镜直接作为浇铸物施加到转换元件上。
耦合输出透镜对于由光电子器件和/或由转换元件所辐射的电磁辐射至少基本上是透射的。耦合输出透镜尤其优选地没有发光转换材料。即,耦合输出透镜除了至多少量杂质之外不具有发光转换材料。
根据光电子器件的至少一个实施形式,耦合输出透镜具有朝向半导体芯片并且被具有半径R转换的内半球面所环绕的内表面。耦合输出透镜还具有背离半导体芯片并且环绕具有半径R的外半球面的外表面。在此,两个半径符合以下条件:R≥R转换×n透镜/n空气,n透镜和n空气在此是耦合输出透镜的或者耦合输出透镜的环境(典型地为空气)的折射率。
内半球面和外半球面也可以是纯粹虚拟的面,其不必在器件中作为实体的特征而形成或者出现。当通过具有所述半径的内半球面和外半球面构成的半球壳以其整体位于耦合输出透镜中时,耦合输出透镜尤其满足上文中所提及的条件,其也公知为“Weierstrass(魏尔斯特拉斯)”条件。
尤其也能可能的是,耦合输出透镜构建为其内半径通过R转换来给定并且其外半径通过R来给定的球壳。在此,受制造所限,耦合输出透镜的形状可以稍微偏离内表面和外表面的在数学上精确的球形。
换言之:如果耦合输出透镜满足所提及的条件,则耦合输出透镜成形并且与半导体芯片间隔,使得耦合输出透镜的外表面从半导体芯片的每个点来看都成小的角度,使得在耦合输出透镜的外侧上不出现全反射。因此,服从这些条件的耦合输出透镜仅具有小的、由于在其外表面上的全反射引起的辐射损耗。因此有利地提高了光电子器件的耦合输出效率。
根据光电子器件的至少一个实施形式,具有半径R的半球面环绕在其中嵌入有光电子半导体芯片的成型体。半导体芯片在此具有面积为A的辐射出射面。
面积A和半径R在此满足条件A≤1/2×π×R 2。面积A在此优选地为大于等于1/20*π*R 2。在此所基于的是,唯一的成型体包封光电子器件的发射辐射的半导体芯片。发射辐射的半导体芯片的辐射出射面的这样较小面积的作用在于,例如由转换元件向半导体芯片回反射的或者所射出的电磁辐射以小的概率射到半导体芯片上,在那里辐射例如会由于吸收而受损失。
在此,例如在连接支承体的朝向成型体的侧上设置有反射层,反射层至少局部地直接邻接成型体而且对于由半导体芯片和由转换元件所产生的电磁辐射都具有至少为80%、优选为至少90%的反射率。反射层特别优选地具有至少为98%的反射率。反射层在此优选地位于具有半径R内的半球中。辐射通过该方式以大的概率射到反射层上,而不射到发射辐射的半导体芯片的辐射出射面上。
根据光电子器件的至少一个实施形式,至少一种转换材料施加到转换元件上,该转换材料将由半导体芯片在工作中所产生的电磁辐射和/或由转换元件所再发射的电磁辐射至少部分地吸收。施加到转换元件上的转换材料优选地是与由其或者以其构成转换元件的转换材料不同的转换材料。也就是说,转换元件和所施加的转换材料吸收和/或再发射不同波长的或者不同波长范围的电磁辐射。
转换材料例如可以施加到转换元件的朝向半导体芯片的内表面上。也就是说,半导体芯片在工作中所发射的电磁辐射首先射到设置在转换元件的内表面上的转换材料上。转换材料将辐射部分地或者完全地转换为其他波长的电磁辐射。该电磁辐射然后进入转换元件,该电磁辐射未经转换地穿过该转换元件或者该电磁辐射在该转换元件中又被部分地或者完全地转换。
例如,半导体芯片在工作中产生在UV光谱范围中的电磁辐射。转换材料于是可以设置为将该UV辐射至少部分地、优选地尽可能完全地转换为其他的、例如在蓝色光谱范围中的电磁辐射。转换元件于是设置为例如将该所转换的、蓝色电磁辐射转换为在黄色光谱范围中的电磁辐射。以该方式可能的是,借助产生在UV范围中的电磁辐射的半导体芯片来实现辐射白色混合光的器件。
在此,在转换元件上施加附加的转换材料证明为在器件的热学特性方面也是特别有利的。这样,在转换材料中所产生的热散发到转换元件上,转换元件由于其高的热导率而将该热导出到连接支承体上。优选地,在一方面为半导体芯片和在必要情况下围绕半导体芯片的成型体与另一方面为转换材料之间存在以气体(譬如以空气)填充的间隙。
根据光电子器件的至少一个实施形式,在转换元件和连接支承体之间设置有紧紧邻接转换元件和连接支承体的粘合材料。粘合材料在此优选地以具有最大为10μm、优选地最大为6μm的厚度的薄层来施加。这样薄的粘合材料层保证了由转换元件所产生的热可以特别有效地散发到连接支承体上。
根据光电子器件的至少一个实施形式,转换元件和/或转换材料包含发光转换材料或者由发光转换材料构成,发光转换材料基于以下材料之一:正硅酸盐、硫代镓酸盐、硫化物、氮化物、氟化物。
根据在此所描述的光电子器件的至少一个实施形式,转换元件和/或转换材料以发光转换材料来构成,发光转换材料通过以下掺杂材料的至少其中之一来活化:Eu3+、Mn2+、Mn4+。
这里所描述的光电子器件在此尤其基于以下知识:半导体芯片在工作中所产生的电磁辐射通过在此所描述的光电气器件中在半导体芯片以及转换元件和/或转换材料之间的相对大的距离而分布到相对大的面上或者分布到相对大的体积上。由此可以使用对缓慢衰变的发光材料。缓慢衰变的发光材料在此理解为具有大于1μs的衰变时间的发光材料。算作这种发光材料的例如有以Eu3+、Mn2+、Mn4+来活化的发光转换材料。由于半导体芯片、转换元件和/或转换材料的距离相对大,所以即使在缓慢衰变的发光材料情况下饱和效应也是不可能的。对于具有更短的衰变时间的更为快速的发光材料譬如YAG:Ce而言,在本光电子器件的情况下甚至完全避免了饱和效应。
此外,由于电磁辐射分布在更大的面上或者在更大的体积上,所以可以使用如下发光转换材料,其对于例如由UV辐射造成的辐射损害具有提高的敏感性。在此举例性地列举氮化物譬如Si2Si5N8:Eu以及硫化物、氮氧化物和氟化物。这些发光转换材料首次可以完全合理地使用在如在此所描述的光电子器件中。
基于根据光电子器件的至少一个实施形式的转换元件由陶瓷或者玻璃陶瓷构成这一事实,发光材料的有效表面由于发光转换材料的烧结而被极大地减小。但是由此在很大程度上抑制了与湿气、CO2、氧气或者其他的大气气体的缓慢化学反应,因为可用的反应表面减少。这尤其涉及发光转换材料如硫化物、正硅酸盐或者氮化物。由于使用由陶瓷或者玻璃陶瓷构成的转换元件,所以由此也提高了转换元件的使用寿命并且由此提高了整个光电子器件的使用寿命。
基于缓慢衰变的发光转换材料如窄带的f-f线发射器(f-f-Linienemitter)(例如Eu3+、Mn4+)现在首次可以与发射UV辐射的半导体芯片结合来使用这一事实,可以达到光电子器件的高的显色值和效率值。前面所使用的饱和效应的缺点在此不出现。
此外,在这里所描述的器件中可以使用具有低的活化剂浓度的发光转换材料,该转换发光材料具有达到在传统发光转换材料中常见的浓度的1/100的浓度。
也就是说,在此所描述的器件也能够实现使用要不然由于其差的热学特性、其对大气气体的敏感性或其缓慢的衰变时间而不能使用的发光转换材料。属于这种发光转换材料的例如有发射蓝绿色至红橘色的光的正硅酸盐、硫代镓酸盐、硫化物、氮化物、氟化物和/或窄带的f-f线发射器。
在下文中将根据实施例和附图来详细阐述在此所描述的光电子器件。
图1、2、3和4根据示意性的剖面图示出了在此所描述的光电子器件的不同的实施例。
相同的、同类型的或者作用相同的元件在附图中设置有同样的附图标记。附图和在附图中所示出的元件彼此间的大小关系不能视为合乎比例的。更确切地说,为了更好的可示出性和/或为了更好的理解可以夸大地示出各个元件。
图1以示意性剖面图示出了在此所描述的光电子器件1的第一实施例。光电子器件包括连接支承体2。连接支承体2在此是电路板。连接支承体2包括基本体21,该基本体可以由电绝缘材料如陶瓷材料或者塑料材料构成。此外,可能的是,基本体21是金属芯板。
反射层22被施加到连接支承体的上侧上。反射层22构成连接支承体2的镜面化部。反射层22例如由反射金属譬如金、银或者铝构成。此外,可能的是,反射层22是布拉格反射器。
在此,唯一的发射辐射的半导体芯片3被施加到连接支承体2上。发射辐射的半导体芯片3是发光二极管芯片。发射辐射的半导体芯片3固定在支承体2上并且电连接。
发射辐射的半导体芯片3被成型体7包封。成型体7在此由硅树脂构成。成型体7例如按照半球方式构建。发射辐射的半导体芯片3在其不朝向连接支承体2的外表面上被成型体7形状配合地包封。成型体7没有发光转换材料。
成型体7设置在具有半径R的半球面中。在此,半径R选择为使得发射辐射的半导体芯片的辐射出射面3a的面积在1/20*π*R 2和1/2*π*R 2之间。以该方式减小了以下情况的概率:例如由转换元件4所回反射或者所发射的电磁辐射不射到发射辐射的半导体芯片3的反射相对差的辐射出射面3a上,而是射到能够将电磁辐射又朝光电子器件1的周围的方向辐射的反射涂层22上。
在成型体7和转换元件4之间设置有间隙6。间隙6以空气来填充。间隙6在图1的实施例中紧紧地邻接成型体7并且邻接转换元件4。间隙6尤其针对以下情况用作缓冲器:成型体7由于在发射辐射的半导体芯片3的工作中的加热而膨胀。由于间隙6而在光电子器件1中保证了成型体7不挤压转换元件4,这种挤压例如会导致转换元件4从连接支承体2脱落并且因此导致从转换元件4到连接支承体2的热导率劣化。
转换元件4拱形结构地或者拱顶状地跨越发射辐射的半导体芯片3。转换元件4按半球壳方式来构建。转换元件4包括外表面4a和朝向半导体芯片3的内表面4b。转换元件4由陶瓷譬如YAG:Ce构成或者由烧结的玻璃陶瓷来构成,其中陶瓷发光转换材料被置入到玻璃中。转换元件4在此自支承地构建,即,转换元件4是不需要任何另外的支持元件来保持拱形结构的形式的、在机械上能够支承的结构。转换元件4固定在连接支承体2上。在此,转换元件4借助紧紧邻接连接支承体和转换元件的由粘合材料5构成的粘合材料层来固定在连接支承体2上。
粘合材料5优选为以环氧树脂和/或硅树脂构成的粘合材料。粘合材料5在此可以由所提及的材料之一构成或者包含所提及的材料之一。
例如也可能的是,所提及的材料之一构成粘合材料5的其中包含金属颗粒譬如由银、金或者镍构成的颗粒的的基质材料。这种粘合材料5的特征在于提高的热导率。
转换元件4优选地借助由粘合材料5构成的薄的粘合材料层固定在连接支承体2上。粘合材料层在此具有(在制造容差的范围内)均匀的厚度。由粘合材料5构成的粘合材料层的厚度优选地在1μm到10μm之间、特别优选地在4μm到6μm之间,例如5μm。
由粘合材料5构成的这样薄的粘合材料层对于从转换元件4到连接支承体2的改进的热导率有贡献。
在发射辐射的半导体芯片工作中,电磁辐射朝转换元件4的方向来辐射。转换元件4包含发光转换材料或者由发光转换材料构成,发光转换材料至少将该辐射的一部分转换为其他波长的或者其他波长范围的电磁辐射。在此,形成从转换元件4向连接支承体2散发的热。在此,转换元件4的特征尤其在于其至少1.0W/mK的高热导率。
从发射辐射的半导体芯片沿朝外的方向来看,转换元件4之后是耦合输出透镜8。耦合输出透镜8可以由玻璃构成或者由塑料材料譬如硅树脂、环氧树脂或者环氧树脂-硅树脂混合材料构成。耦合输出透镜8至少对于在可见光谱范围中的辐射是透明的,并且耦合输出透镜8尤其没有发光转换材料。
耦合输出透镜8具有半球形的内表面8b,内表面8b具有半径R转换。此外,耦合输出透镜8还具有通过半径为R的半球面来构成的外表面8a。在此,所有半径从点M出发,点M通过光轴10与连接支承体2的安装面的交点来形成。光轴10在此优选为通过发射辐射的半导体芯片3的辐射出射面3a的中轴,其(在制造容差的范围内)垂直于发射辐射的半导体芯片3的外延生长层。在此,耦合输出透镜8的内表面8b和外表面8a的半径遵循以下条件:R≥R转换*n透镜/n空气,其中n透镜是耦合输出透镜8的折射率,并且n空气是耦合输出透镜的环境的折射率。
如果该条件被满足,则对于由发射辐射的半导体芯片在工作中所产生的电磁辐射、对于由转换元件所再发射的辐射以及对于由反射层22所反射的辐射而言,对于在耦合输出透镜8的外表面8a上的全反射的条件不被满足。
该光学方案(对于其它类型的光电子器件而言)也在出版物DE102007049799.9中予以阐述,其公开内容明确地通过引用结合于此。
结合图2详细地阐述了在此所描述的光电子器件的第二实施例。与图1的实施例不同,连接支承体2在该实施例中补充有反射器23。光电子器件例如包括唯一的反射器23,该反射器23构建为围绕发射辐射的半导体芯片的反射器壁。反射器构建为对于所转换的并且对于未转换的电磁辐射都是反射性的,并且能够实现器件的从连接支承体2离开的定向辐射。
结合图3详细地阐述了在此所描述的光电子器件的另一实施例。与结合图2所描述的实施例不同,反射器23在此集成在连接支承体2的基本体21中。在此,反射层22和反射器23尤其可以一体地构建。耦合输出透镜8、转换元件4以及成型体7分别邻接反射器23。这种构造引起特别定向的且均匀的发射特性。
反射器23例如通过金属构成。反射器23例如可以包含银和/或铝或者由银和/或铝构成。此外可能的是,通过填充有反射辐射的或者散射辐射的粒子的塑料来构成反射器23。这些粒子例如由钛氧化物构成。
结合图4详细地阐述了在此所描述的光电子器件的第四实施例。与结合图1所描述的器件不同,结合图4所描述的光电子器件包括作为层施加到转换元件4的内表面4b上的转换材料9。发射辐射的半导体芯片在本实施例中产生在UV辐射的波长范围中的电磁辐射。发光转换材料9将该辐射大部分(也就是说UV辐射的至少80%)转换为在蓝色光谱范围中的电磁辐射。转换元件吸收蓝色辐射的一部分(例如50%)并且为此发射在黄色光的波长范围中的电磁辐射。于是,光电子器件总体上发射由蓝色和黄色光组合的白色混合光。在转换元件4上施加转换材料9实现了将在转换中形成的热向连接支承体并且最终向光电子器件的环境良好地导出。
本发明并不通过根据实施例的描述而局限于此。更确切地说,本发明包括任意新特征以及特征的任意组合,这尤其包含权利要求中的特征的任意组合,即使这些特征或者这些组合本身并未在权利要求或者实施例中予以明确地说明。
本专利申请要求德国专利申请102008045331.5的优先权,其公开内容通过引用结合于此。

Claims (15)

1.一种光电子器件(1),该光电子器件(1)具有:
-连接支承体(2),在连接支承体(2)上设置有发射辐射的半导体芯片(3),
-转换元件(4),转换元件(4)固定在连接支承体(2)上,其中
-转换元件(4)形成为自支承的拱形结构或壳,
-转换元件(4)跨越半导体芯片(3),使得半导体芯片(3)被转换元件(4)和连接支承体(2)围绕,以及
-转换元件(4)由以下材料之一构成:陶瓷、玻璃陶瓷。
2.根据权利要求1所述的光电子器件,其中在半导体芯片(3)和转换元件(4)之间设置有至少一个中间区域(6),所述中间区域以气体填充。
3.根据权利要求2所述的光电子器件,其中半导体芯片(3)嵌入在成型体(7)中。
4.根据权利要求3所述的光电子器件,其中中间区域(6)在成型体(7)和转换元件(4)之间延伸,其中中间区域(6)紧邻成型体(7)。
5.根据权利要求1或2所述的光电子器件,其中耦合输出透镜(8)邻接转换元件的背离半导体芯片(3)的外表面(4a)。
6.根据权利要求5所述的光电子器件,其中耦合输出透镜(8)具有:
-内表面(8b),该内表面(8b)朝向半导体芯片并且被具有半径R转换的内半球面所环绕,以及
-外表面(8a),该外表面(8a)背离半导体芯片并且环绕具有半径R的外半球面,其中
-半径R转换和R满足以下条件:R≥R转换*n透镜/n空气,其中n透镜是耦合输出透镜(8)的折射率,并且n空气是耦合输出透镜的环境的折射率。
7.根据权利要求3所述的光电子器件,其中
-成型体(7)被具有半径R的半球面环绕,
-半导体芯片(3)具有面积为A的辐射出射面(3a),以及
-面积A和半径R满足条件A≤1/2*Pi*R 2
8.根据权利要求7所述的光电子器件,其中面积A和半径R满足条件A≥1/20*Pi*R 2
9.根据权利要求1或2所述的光电子器件,其中
-至少一种转换材料(9)施加到转换元件上,其中所述至少一种转换材料将由半导体芯片(3)在工作中所产生的电磁辐射和/或由转换元件(4)再发射的电磁辐射至少部分地吸收。
10.根据权利要求9所述的光电子器件,其中所述转换材料(9)施加到转换元件(4)的朝向半导体芯片的内表面(4b)上。
11.根据权利要求10所述的光电子器件,其中
-半导体芯片(3)在工作中发射UV光谱范围中的电磁辐射,
-所述转换材料(9)将半导体芯片所产生的电磁辐射至少部分地转换为在蓝色光谱范围中的电磁辐射,以及
-转换元件(4)将所述转换材料(9)所再发射的在蓝色光谱范围中的电磁辐射部分地转换为在黄色光谱范围中的电磁辐射,其中
-器件辐射白色混合光。
12.根据权利要求1或2所述的光电子器件,其中在转换元件(4)和连接支承体(2)之间设置有紧邻转换元件(4)和连接支承体(2)的粘合材料(5)。
13.根据权利要求3所述的光电子器件,其中
-成型体(7)被具有半径R的半球面环绕,
-半导体芯片(3)具有面积为A的辐射出射面(3a),以及
-面积A和半径R满足条件A≤1/2*Pi*R 2
-面积A和半径R满足条件A≥1/20*Pi*R 2,以及
-在连接支承体(2)的朝向成型体的侧上设置有反射层(22),所述反射层至少局部地直接邻接成型体并且对于由半导体芯片(3)以及由转换元件(4)所产生的电磁辐射都具有至少80%的反射率。
14.根据权利要求9所述的光电子器件,其中转换元件(4)和/或所述转换材料(9)包含发光转换材料或者由发光转换材料构成,发光转换材料基于以下材料之一:正硅酸盐、硫代镓酸盐、硫化物、氮化物、氟化物。
15.根据权利要求9所述的光电子器件,其中转换元件(4)和/或所述转换材料(9)包含发光转换材料或者由发光转换材料构成,发光转换材料用以下掺杂物质之一来活化:Eu3+、Mn2+、Mn4+。
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