用于在光电子的发光装置上由在可流动的状态中提供的材料来制造层的装置和方法

技术领域

本专利申请要求德国申请DE 10 2018 122 572.5的优先权，该德国申请的公开内容由此通过引用而被接受。

本发明涉及用于在光电子的发光装置上由在可流动的状态中提供的材料来制造层的一种装置和一种方法。

背景技术

对于光电子的发光装置来说，能够规定，尤其为了形成层而将在可流动的状态中提供的材料施加到所述光电子的发光装置的表面的至少一个特定的区域上。

发明内容

因此，本发明的任务是，提供一种可行方案，用该可行方案能够以简单的方式在光电子的发光装置的表面上形成由在可流动的状态中提供的材料构成的层。

该任务通过一种具有权利要求1的特征的装置来解决。本发明的优选的实施方式和改进方案在从属权利要求中得到了说明。

一种按本发明的用于在光电子的发光装置上由在可流动的状态中提供的材料来制造层的装置包括尤其板状的限制机构以及固持机构，所述固持机构用于在发光装置的上方以特定的间距来固持限制机构，以用于在限制机构与发光装置之间构造层。

有待制造的层能够在发光装置的表面与布置在其上面的限制机构之间的空间区域中由可流动的材料、像比如硅酮或环氧树指来形成，所述材料从上方被送到所述空间区域中。所述限制机构能够在材料时效硬化之后又被移去。也能够比如为了进行形状稳定而在使用所述限制机构的情况下进行固化（Anhärten），而所述时效硬化则能够在没有限制机构的情况下进行。

因为所述限制机构可以相对于发光装置的表面以固定的间距来布置，所以至少部分地产生精确定义的层厚度。也能够如下面还要解释的那样实现所述层的上侧面上的结构。所述限制机构在此优选以板的式样来构造。它能够被视为一种上部的底板，在该上部的底板的下侧面上比如还能够布置限制元件，该限制元件形成壁并且能够用作用于有待形成的层的侧面限制。

所述限制机构与所述发光装置或者支座上侧面之间的逐点的接触也能够借助于固持机构来实现。

所形成的层能够如所提到的那样至少在一个区域中具有所定义的高度或者厚度，在所述装置按照规定为了制造层而布置在发光装置的上面时，所定义的高度或厚度相应于所述限制机构相对于发光装置的表面的间距。由此，比如能够借助于按本发明的装置来实现用于原来可流动的材料的特定的浇注高度。通过所述按本发明的装置，尤其可以实现所述发光装置的光电子的半导体构件的上面的层，所述层具有特定的厚度或者在其上侧面上具有特定的结构。这样的层能够积极地影响所述半导体构件的、比如相对于色坐标分布的发射特性。如果比如通过光电子的半导体构件的发射面来形成所述层，则能够相当精确地确定其高度。由此，比如能够在制造白色LEDs时确保比较狭小的色坐标分布。

所述限制机构能够具有至少一个从其上侧面直至其下侧面贯通的开口，该开口尤其用于将材料送入到限制机构与发光装置之间的空间区域中。

所述固持机构能够具有至少一个间隔件。优选所述间隔件布置在限制机构上和/或所述间隔件的远离限制机构的端部能够与发光装置进行贴靠。

所述限制机构的朝向发光装置的下侧面在所述限制机构以间距布置在发光装置的上方时能够至少在其下侧面的区域中具有结构化部，所述结构化部尤其用于在所述由可流动的材料构成的层的上侧面上构造与该结构化部互补的结构。

所述限制机构的下侧面和/或另一个表面侧能够具有抗附着涂层。由此能够比较容易地移去所述限制机构。

如果所述限制机构以间距布置在发光装置的上方，则所述下侧面的区域优选处于光电子的半导体构件的发射出光的区域的上面并且所述结构化部此外如此被构造，从而在所述发射出光的区域的上方的层中能够构造光学元件。所述光学元件能够是透镜。

在所述限制机构按照规定以间距布置在发光装置的上方时，所述限制机构的朝向发光装置的下侧面能够具有相对于发光装置的上侧面拥有第一间距的第一区域以及至少一个相对于发光装置的上侧面拥有第二间距的第二区域，所述第二间距有别于所述第一间距。由此，由所述可流动的材料能够形成层，所述层在不同的区域中具有不同的高度。这一点比如是有利的，如果应该在相邻的光电子的半导体结构元件、像比如LEDs的上面构造不一样厚的浇注层。由此，比如能够用转换器-体积浇注（Konverter-Volumenverguss）来实现不同的转换程度或者色坐标。比如能够如此用灌浆来涂覆相邻的LEDs，从而在一个LED的上面发射“冷的”白光并且在另一个LED的上面发射“暖的”白光。

在一种变型方案中，能够在体积浇注之后进行沉积。所述沉积能够自然地或者比如在离心机中强制产生。由于芯片上面的起初不同的填注水平高度，而同样产生沉积的磷层的不同的厚度。借助于在沉积的磷上面的、作为清辙的组件的硅酮中的接下来的研磨过程，能够在基片的上面获得均匀的构件厚度。也能够将其他材料、比如环氧树脂用作清辙的组件。

能够规定，所述可流动的材料没有遮盖发光装置的第一区域、尤其是发光装置的支座上侧面的第一区域并且遮盖发光装置的与第一区域邻接的第二区域。能够如此设计所述限制机构的尺寸，使得其至少基本上至少覆盖第二区域。整个第二区域由此能够设有层，所述层能够具有所定义的高度或者能够在不同的区域中具有不同的所定义的高度和/或能够在其上侧面的区域中具有所定义的结构。

所述装置能够具有一带有下侧面和至少一个侧向的表面的限制元件，其中，尤其为了保护第一区域以防止可流动的材料，所述限制元件如此被构造并且能够暂时地如此布置在发光装置上、尤其是布置在支座上侧面上，使得所述限制元件的下侧面与第一区域进行贴靠并且所述侧向的表面和/或下侧面与侧向的表面之间的边缘将第一区域相对于第二区域隔开。

所述按本发明的装置由此同样能够具有限制元件，该限制元件能够以下侧面被置于发光装置的表面上，所述发光装置的表面尤其是支座上侧面。所述下侧面在此能够安放在所述表面上并且能够如此设计所述限制装置的尺寸，使得所述侧向的表面和/或所述边缘将第一区域与第二区域隔开。所述可流动的材料而后能够被施加到第二区域上，其中所述限制装置防止：比如由于所谓的“渗出（Bleeding）”的效应所述可流动的材料从第二区域到达第一区域并且由此违反本意地润湿第一区域。在所述材料时效硬化之后，能够移去所述限制装置。所述限制装置由此能够用作一种堤坝，该堤坝保护发光装置的表面的第一区域以防止所述材料。不过，仅仅暂时地设置所述“堤坝”，因为所述限制装置在时效硬化之后要被移去。

所述限制元件被布置或者能够布置在限制机构、尤其是其下侧面上。所述限制元件尤其能够固定地与限制机构相连接。

所述边缘能够具有一种走向，该走向至少大约相应于第一区域与第二区域之间的界线。由此，能够将所述第一区域比较精确地与第二区域隔开并且尤其也避免对于第一区域的轻微的润湿。

所述限制元件的侧向的表面优选沿着尤其平行于下侧面来伸展的周边方向是闭合的。因此，所述侧向的表面能够形成全面连贯的闭合的隔板。

所述限制元件的下侧面和/或边缘能够在其整个长度的范围内与发光装置、尤其是其支座上侧面进行接触。由此，能够沿着第一区域与第二区域之间的整条界线避免材料从第二区域流动通往第一区域。

所述限制元件的下侧面和/或边缘和/或侧向的表面能够具有涂层，以尤其用于避免或者限制材料沿着限制元件本身来流动。

所述侧向的表面能够具有中止机构。所述侧向的表面上的中止机构能够限定针对材料的最大的填注高度。

所述限制元件能够至少部分地由能变形的和/或有弹性的材料来构造。所述限制元件由此能够以得到改进的方式被挤压到发光装置的表面上。在此，在所述发光装置的表面或者支座上侧面上的两个区域之间产生得到改进的密封效果。

所述限制元件的侧向的表面能够尤其直线地以至少大约90度的角度相对于下侧面来伸展或者离开下侧面向上并且向外伸展。所述侧向的表面也能够弯曲地、尤其凹入地或者凸出地向上并且向外伸展。在垂直于下侧面的平面中看，所述限制元件能够具有矩形的、正方形的或者三角形的横截面。其他的横截面形状也是可能的。所述下侧面与侧向的表面之间的边缘能够被构造为倒圆的结构。所述侧向的表面的形状和走向反映在所述由可流动的材料来形成的层的、在侧向的表面上构造的侧面的形状和走向中。

所述限制元件能够以框架状的构型物的形式来构造，该构型物包围着内部区域，其中，优选如此设计所述内部区域的尺寸，使得在其中能够接收至少一个光电子的半导体构件、尤其是LED芯片，其中，此外优选所述侧向的表面是所述框架状的构型物的朝向内部区域的或者背向内部区域的表面侧。所述限制装置由此允许围绕着半导体构件由原来可流动的材料来构造层。按所述限制装置的尺寸，所述层能够相对于半导体构件具有间距或者齐平地与其毗连。

所述限制元件尤其能够以冲头的形式来构造，所述冲头的下侧面至少大约具有第一区域的大小和/或形状。由此，用所述限制元件能够覆盖发光装置的表面上的第一区域，使得所述被覆盖的第一区域的周围能够用可流动的材料来遮盖，而没有对所述第一区域进行润湿。

暂时使用的组件、比如尤其是限制元件或者限制机构能够具有附着性差的表面或者抗附着涂层。后来的脱模由此能够变得容易。

本发明也涉及一种用于在光电子的发光装置上面制造至少一个层的方法，该方法具有以下步骤：

提供支座，在该支座的上侧面上布置有至少一个光电子的半导体构件、尤其是LED芯片；

将根据前述权利要求中任一项所述的装置暂时布置在所述支座上，使得所述限制机构以特定的间距布置在支座的上侧面的上方，以用于在限制机构与支座的上侧面之间构造层；

将可流动的材料在支座与限制机构之间的空间区域中施加到所述支座上；并且

在所述可流动的材料时效硬化之后移去所述装置。

所述装置能够被固定、尤其是被夹紧或者被挤压在支座上。

附图说明

下面参照附图对本发明的实施例进行详细解释。附图分别示意性地示出：

图1到3示出了暂时的限制装置的一种变型方案或者光电子的发光装置的各自的横截面视图，其中图解了可流动的材料的涂覆；

图4到6示出了暂时的限制装置的另一种变型方案或者光电子的发光装置的各自的横截面视图，其中图解了可流动的材料的涂覆；

图7到9还示出了暂时的限制装置的另一种变型方案或者光电子的发光装置的各自的横截面视图，其中图解了可流动的材料的涂覆；

图10到12还示出了暂时的限制装置的另一种变型方案或者光电子的发光装置的各自的横截面视图，其中图解了可流动的材料的涂覆，并且其中额外地示出了限制机构的不同的变型方案；并且

图13到15还示出了暂时的限制装置的另一种变型方案或者具有支座的光电子的发光装置的各自的横截面视图，其中图解了可流动的材料的涂覆，并且其中还额外地示出了用于形成材料层的限制机构的另一种变型方案。

具体实施方式

在图1到3中示出的装置21包括限制元件23，该限制元件具有下侧面25和至少一个侧向的表面27。所述限制元件23具有至少大约矩形的横截面并且优选由软的能变形的材料来构造。沿着垂直于图纸平面来伸展的周边方向U，所述限制元件23全面闭合。所述限制元件23由此沿着其周边方向U看形成框架，该框架比如能够被构造为矩形或正方形或者也能够被构造为环形。所述侧向的表面27同样沿着周边方向U看完全闭合。所述侧向的表面27因此形成一面壁，该壁包围着被框架状的限制元件23围住的内部区域29。

此外，所述限制装置21具有上部的刚性的限制机构51，该限制机构以底板的形式来构造，在该底板的下侧面上布置有所述限制元件23。所述底板51具有至少一个从其上侧面到其下侧面贯通的开口，通过该开口可以接近所述内部区域29。由此，能够将至少一种可流动的材料55尤其以层的形式施加到光电子的发光装置31的板状的支座33上。

所述支座33包括基片39和金属化层37。这个金属化层能够被划分为单个的部分区域，所述部分区域在电方面被彼此分开。因此，所述层37也能够不是布置在支座33的整个上侧面35上，而是仅仅布置在部分区域上并且因此比如具有单个的彼此分开的用于进行电接触的接触区域。

此外，在所述支座33的上侧面35上布置有至少一个光电子的半导体构件41，所述光电子的半导体构件比如能够是LED芯片。在所述半导体构件41的上侧面上构造有发射出光的区域，该发射出光的区域尤其被可选的尤其透明的材料层43所覆盖。通过至少一根键合引线45，所述半导体构件41能够与金属化层37电连接。

对于所述发光装置31来说，规定将至少一个由至少一种在可流动的状态中被处理的材料55构成的层涂覆到支座33的上侧面35上。在此，所述材料55不应该遮盖支座上侧面35上的第一区域47并且应该遮盖支座表面35上的与第一区域47邻接的第二区域49。所述概念“支座上侧面”或者“支座表面”应该宽泛地来理解并且尤其也应该包括元件或者机构的、布置在支座33上的表面区域。为了将第一区域47与第二区域49区分开来而在图1中绘入了垂直伸展的虚线。此外，所述两个区域47、49之间的界线G在支座上侧面35的平面中延伸。

所述材料55在可流动的状态中被处理并且尤其被施加到支座上侧面35上。它而后比如在热过程中时效硬化。为了将材料55在可流动的状态中施加到支座33的上侧面35上而使用所述限制装置21。该限制装置暂时布置在上侧面35上并且在时效硬化或者固化之后又被移去。为此，比如能够由附着性差的或者可润湿性差的材料来制造所述侧向的表面27。

对于所述限制装置21来说，所述下侧面23和/或侧向的表面25和/或下侧面23与侧向的表面25之间的可能经过倒圆的边缘61如此被构造并且被设计，使得所述限制装置21在下侧面23安放在支座表面35上时相对于第二区域49对第一区域47进行限制。

尤其在下侧面25与侧向的表面27之间伸展的边缘61沿着周边方向U具有一种走向，该走向在所述下侧面25安放在支座表面35上时至少大约相应于第一区域47与第二区域49之间的界线G。所述边缘61可以在其沿着界线G的整个走向的范围内与支座上侧面35进行接触。所述边缘61和侧向的表面27由此能够形成用于借助于涂覆机构53被施加在第二区域49上的材料55的侧面的限界，如尤其图2所图解的一样。所述涂覆机构53在此能够像一种涂胶器一样起作用，所述涂胶器（Spender）通过向下指向的喷嘴来输出可流动的材料55，从而能够将所述可流动的材料55从上方施加到表面35上（参照图2）。

所述与冲头相类似的限制装置21能够暂时布置在支座表面35上或者用在图2中所勾画的力F被挤压到支座表面35上。因此，所述限制装置21也能够被视为一种冲头工具。所述力F比如能够通过以下方式来产生，即：所述限制装置21被张紧到支座表面35上或者借助于相应的装置被挤压到支座表面35上。

通过对于所述限制装置21的挤压，所述边缘61与表面35之间的区域能够特别好地得到密封并且由此能够防止材料55流过界线G并且流到第一区域47上。所述密封作用能够进一步得到改进，方法是：所述限制元件23由软的能变形的材料来构造。此外，能够在所述侧向的表面27、下侧面25和/或边缘61上设置涂层，该涂层引起更好的密封效果。

此外如图2所示，能够在由所述限制元件23的侧向的表面27形成的壁的侧向旁边，所述材料55一直被填注到所期望的水平。为此，能够在所述侧向的表面27上布置中止机构57。该中止机构能够包括多个中止元件，所述中止元件以特定的间距相对于下侧面25并且沿着周边方向U看相对于彼此偏移地从侧向的表面27中突出。作为替代方案，所述中止机构57也能够被构造为环绕的并且从侧向的表面27中突出的凸缘。通过所述中止机构57能够防止所述借助于涂覆机构53来施加的材料超过中止机构57的高度水平（参照图2）。由此，至少在所述侧向的表面27的区域中能够借助于所述中止机构57来达到或者确保用于可流动的材料55的最大的填注高度。所述中止机构57能够具有附着性弱的材料构成的表面。由此能够使所述限制机构21的移去变得容易。

在所述材料55时效硬化之后，又能够将所述限制装置21移去，如图3所示。也能够用所述限制机构21进行固化以比如用于进行形状稳定，而所述材料55则能够在没有限制装置21的情况下时效硬化。在未被遮盖的第一区域47与用材料55来遮盖的第二区域49之间产生明显的界限。由此，通过所述限制装置21的使用能够避免还可流动的材料55的、朝第一区域47中的也被称为“渗出”的流动。能够省去持久布置的堤坝，该堤坝也可能实现防止这样的“渗出”。

与图1和2的限制装置不同，参照图4到6所描述的限制装置21具有连贯的底板51，并且所述限制元件23具有三角形的横截面。此外，所述侧向的表面27处于外面。对于按照图4到6的装置21来说，因此规定，所述限制元件23在其以其下侧面25与支座33的上侧面35进行贴靠时覆盖支座上侧面35的第一区域47并且由此将其与邻接的外部的第二区域49分开。

由于所述限制元件23的三角形的横截面形状，所述下侧面25与沿着周边方向U环绕的边缘61重合。所述边缘61安放在上侧面35上或者如前所述以力F被挤压到上侧面35上。由此，能够实现有效的密封并且避免所述可流动的材料55的“渗出”。涂层能够进一步改进密封效果。

所述半导体构件41能够是发射出光的芯片，该芯片在其侧向的表面上具有光出射区域。所述芯片尤其能够是作为体积发射体（Volumenemitter）来构造的LED。

所述可流动的材料55又能够借助于涂覆机构53被施加到第二区域49上，如图2所示。通过倾斜向上并且向外伸展的侧向的表面27，在所述由材料55形成的层的、朝向半导体构件41的表面侧上产生相应的斜切部59（参照图6）。通过这个斜切部59，所述材料55具有与光出射区域对置的侧沿的所限定的形状。这个侧沿能够引起得到改进的射束造型并且由此引起得到改进的耦合输出效率。这一点在图6中通过箭头P来进行图解，所述箭头示例性地示出了由半导体构件41所发射的光的光程。

参照图7到9所描述的限制装置21具有被安置在底板51上的限制元件23，该限制元件与前面所描述的限制元件相比没有框架状的结构，而是至少大约地以椭圆形的、球形的或者卵形的构型物的形式来构造。

所述限制元件23的下侧面25可以如图8所示来施加到材料层43的上侧面上。如此设计所述下侧面25的尺寸，使得其至少大约覆盖半导体构件41的发射面并且由此能够保护支座33的上侧面35上的所限定的第一区域47以防止在可流动的状态中所施加的材料。通过在邻接的第二区域49上面所形成的材料层55a、55b，由此能够限定发射面的边界。由此，能够在由半导体构件41所发射的光中实现得到改进的对比度。

所述具有沿着周边方向U环绕的边缘61的下侧面25又能够如前所述用力F被挤压到第一区域47上。由此，能够实现有效的密封并且避免可流动的材料“渗出”到第一区域47上。涂层能够进一步改进密封效果。

如已经提到的一样，对按照图7到9的发光装置31来说，规定将两个由在可流动的状态中借助于装置53来施加的不同的材料构成的层55a、55b施加到上侧面35的第二区域49上。所述限制元件23的侧向的表面27在此形成沿着限制元件23的周边方向U环绕的用于材料层55a、55b的限制壁。所述材料层能够一直被构造到这面限制壁。通过其形状，如图9所示，能够在材料层55a、55b的材料层43的上方的侧向尤其以足够高的浇注高度来构造一种凹穴。所述凹穴能够改进由半导体构件41所发射的光的射束品质。

图7和8的限制装置21又能够被视为一种冲头，该冲头暂时为了形成层55a、55b并且为了保护第一区域47而布置在层43的上侧面上。所述限制装置21也能够用于在丝网印刷的层中使用。

图10到12示出了一种暂时的限制装置21或者光电子的发光装置31。所述装置21也适合用于由在可流动的状态中提供的材料55来制造至少一个所限定的层。为此，所述装置21具有呈限制板51的形式的限制机构以及固持机构63，该固持机构用于在所述装置21按照规定安放在上侧面35上时在支座33的上侧面35的上方以特定的间距A固持限制板51。所述固持机构63能够以一个或者多个比如棒形的间隔件的形式来构造，所述间隔件布置在限制板51上并且所述间隔件的远离限制板51的端部以间距A处于限制板51的下方。所述固持机构63优选被构造为刚性的结构，使得其在所述装置21被挤压到上侧面35上时能够碰撞在上侧面35上。

此外，如前所述，在所述限制板51的下侧面上布置有限制元件23。但是，为了将所述装置用于制造至少一个具有特定的高度的层55，所述限制元件因此仅仅被视为可选的机构。

所述限制板51具有开口73，该开口由其上侧面65贯通到其下侧面67并且尤其被设置用于将用于形成材料层55的材料送入在限制板51与支座上侧面35之间。

如在图11中所示，能够使所述装置21与支座33的上侧面35进行贴靠。图11在此示出了限制板51的两种不同的设计方案。在图11的上面部分中（参照图11a），所述限制板51构造有平坦的上侧面65和平坦的下侧面67。由此，能够由在可流动的状态中提供的、通过涂覆机构53并且通过开口 73之一来涂覆的材料来形成层55，该层具有相对于支座上侧面35的所限定的高度H或者相对于半导体构件41的上侧面的所限定的高度h1，所述半导体构件比如能够是LED芯片。

通过按照图11a的用于制造层55的限制板51的使用，来限定半导体构件51上面的高度h1，参照图12。由此可以精确地调节发射性的构件上面的材料层厚度。由此能够减小色坐标分布中的偏差。

在图11的下面部分中（参照图11b），所述限制板51虽然同样构造有平坦的上侧面65。但是，所述下侧面67具有结构化部69，该结构化部被设置用于在层55的上侧面75上构造互补的结构71，如图12b所示。尤其能够分别在半导体构件41的发射出光的区域的上方构造光学元件77、尤其是透镜。

如此外在图10中示例性图解的一样，所述限制机构51的下侧面67也能够由具有结构化部69的区域并且由平坦的区域构成。

在参照图13到15所描述的实例中使用装置21，对于该装置来说所述限制板51的下侧面67被构造为阶梯状结构。因此所述下侧面67具有至少一个第一区域79和第二区域81，其中在所述装置21布置在支座表面35上时所述第一区域相对于其中一个半导体构件41的上侧面拥有第一间距h1并且所述第二区域相对于相邻的第二半导体构件41的上侧面具有第二间距h2。如图14和15所图解的那样，由此能够形成材料层55，对于该材料层来说相邻的半导体构件41上面的层高度h1、h2是不同的。由此，可以在半导体构件41上实现不同的色坐标。这比如能够用于在“包装”中实现多个色坐标-位置。

附图标记列表：

21 限制装置

23 限制元件

25 下侧面

27 侧向的表面

29 内部区域

31 发光装置

33 支座

35 上侧面

37 金属化层

39 基片

41 半导体构件

43 材料层

45 键合引线

47 第一区域

49 第二区域

51 板、限制机构

53 涂覆机构

55 材料、层

55a 材料层

55b 材料层

57 中止机构

59 斜切部

61 边缘

63 固持机构

65 上侧面

67 下侧面

69 结构化部

71 结构

73 开口

75 上侧面

77 光学元件

79 第一区域

81 第二区域

U 周边机构

P 箭头

F 力

G 界线

A 间距

H 高度

h1 高度、第一间距

h2 第二间距。