[發(fā)明專(zhuān)利]發(fā)光設(shè)備和用于制造這種設(shè)備的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380022285.2
• 申請(qǐng)日: 2013-04-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104254798B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 卡斯滕·奧恩
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 歐司朗光電半導(dǎo)體有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G02B6/42
• 分類(lèi)號(hào): G02B6/42;G02B17/08;H01L33/48;H01S5/022
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司11227
• 代理人: 丁永凡,張春水

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種發(fā)射輻射的設(shè)備，其具有半導(dǎo)體器件和光學(xué)元件。此外，本發(fā)明涉及一種用于這種設(shè)備的制造方法。

背景技術(shù)

在光電子半導(dǎo)體器件與設(shè)置在下游的光學(xué)元件、例如透鏡或過(guò)濾器的組合中使用各個(gè)組件的不同材料，例如塑料和金屬。在此，將所述不同的材料在極端的環(huán)境條件下、例如在極端的溫度和/或濕度下可靠連接的粘接劑并非始終可用。特別地，各個(gè)組件的不同材料的不同熱膨脹系數(shù)能夠使含粘接劑的連接受到負(fù)荷。此外，出自粘接劑的氣體析出能夠負(fù)面地影響這種設(shè)備的或設(shè)備的各個(gè)組件的使用壽命。在將不同組件組合時(shí)由于各個(gè)組件的特別的敏感度也能夠在其上出現(xiàn)損壞。例如，由塑料構(gòu)成的組件相對(duì)于高溫是敏感的。

此外，可能將具有上述缺點(diǎn)的粘接以及焊接、例如超聲波焊接在塑料組件的情況下作為不同組件的接合過(guò)程。替選于設(shè)備的多個(gè)或兩個(gè)組件的連接，在各個(gè)組件的相應(yīng)必需的窄公差的情況下，壓配合是可行的。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)的目的是：提出一種設(shè)備，所述設(shè)備的特征在于替選地連接設(shè)備的兩個(gè)或更多個(gè)組件。此外，本申請(qǐng)的目的是：提出一種用于制造這種設(shè)備的簡(jiǎn)化的或改進(jìn)的方法。

所述目的通過(guò)具有權(quán)利要求1的特征的設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。此外，所述目的通過(guò)具有權(quán)利要求12的特征的這種設(shè)備的制造方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。設(shè)備和制造方法的有利的改進(jìn)形式是從屬權(quán)利要求的主題。

根據(jù)至少一個(gè)實(shí)施方式，發(fā)射輻射的設(shè)備包括光電子半導(dǎo)體器件和至少一個(gè)光學(xué)元件。光學(xué)元件沿放射方向設(shè)置在半導(dǎo)體器件的下游。此外，光學(xué)元件借助夾子機(jī)械地固定在半導(dǎo)體器件上。

半導(dǎo)體器件優(yōu)選是發(fā)射輻射的器件，所述發(fā)射輻射的器件具有放射方向。這尤其表示：半導(dǎo)體器件沿一個(gè)方向發(fā)射所產(chǎn)生的輻射的絕大部分。在該方向上將光學(xué)元件設(shè)置在半導(dǎo)體器件的下游，使得由半導(dǎo)體器件發(fā)射的輻射在離開(kāi)設(shè)備之前穿過(guò)光學(xué)元件。

光學(xué)元件尤其理解為任何下述元件，所述元件適合于影響由半導(dǎo)體器件發(fā)射的輻射。例如，光學(xué)元件適合于改變或者偏轉(zhuǎn)由器件所發(fā)射的輻射的輻射方向。替選地或附加地，光學(xué)元件能夠影響由器件發(fā)射的輻射的波長(zhǎng)。例如，光學(xué)元件是透鏡、過(guò)濾器、轉(zhuǎn)換元件和/或擴(kuò)散元件。

光學(xué)元件和半導(dǎo)體器件借助夾子機(jī)械地彼此連接。例如，光學(xué)元件借助夾子安裝在半導(dǎo)體器件上。有利地，由此能夠借助唯一的工藝步驟通過(guò)安置夾子將設(shè)備的組件、即光學(xué)元件和半導(dǎo)體器件彼此連接。有利地，不需要用于連接各個(gè)組件的粘接劑，使得極端的環(huán)境條件、例如極端的溫度和濕度不影響設(shè)備的組件的連接質(zhì)量。其他的工藝步驟、例如將設(shè)備焊接到電路板上也不會(huì)負(fù)面地作用于各個(gè)組件的連接質(zhì)量。

有利地，借助于夾子能夠確保設(shè)備的各個(gè)組件的連接，其中不同的材料非剛性地彼此連接，使得在組件的熱膨脹系數(shù)不同的情況下不出現(xiàn)張力并且在極端情況下不出現(xiàn)連接的松脫。有利地，與例如粘接連接相反地，借助于夾子的連接能夠在沒(méi)有耗費(fèi)的工藝控制的情況下進(jìn)行。為了能夠確保可靠的連接例如對(duì)粘接連接的硬化條件或者粘接劑量的控制當(dāng)前有利地不是強(qiáng)制必需的。另外的優(yōu)點(diǎn)是：夾子能夠在無(wú)殘留物的情況下移除，使得能夠以簡(jiǎn)化的方式執(zhí)行可能的重做過(guò)程。

夾子尤其理解為機(jī)械的固定或連接元件，所述固定或連接元件通過(guò)夾緊將兩個(gè)或更多個(gè)組件彼此連接。例如，夾子對(duì)此基本上構(gòu)成為是U形的，其中將各個(gè)組件夾入U(xiǎn)形形狀之間，由此產(chǎn)生可機(jī)械松開(kāi)的連接。夾子優(yōu)選由彈簧鋼形成。

半導(dǎo)體器件是光電子器件，所述光電子器件能夠?qū)崿F(xiàn)將以電學(xué)方式產(chǎn)生的數(shù)據(jù)或能量轉(zhuǎn)換成光發(fā)射或者反之。半導(dǎo)體器件具有至少一個(gè)光電子半導(dǎo)體芯片，優(yōu)選為發(fā)射輻射的半導(dǎo)體芯片。半導(dǎo)體芯片優(yōu)選是LED(發(fā)光二級(jí)管)或激光二極管。

半導(dǎo)體器件能夠具有其他組件，例如殼體或承載基底，在所述殼體或承載基底上以電或機(jī)械的方式安裝半導(dǎo)體芯片。殼體例如是預(yù)成型殼體，在所述預(yù)成型殼體中集成用于電接觸半導(dǎo)體芯片的導(dǎo)體框。

半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體芯片具有半導(dǎo)體層堆，在所述半導(dǎo)體層堆中包含用于產(chǎn)生輻射的有源層。對(duì)此，有源層優(yōu)選包含pn結(jié)、雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)、單量子阱結(jié)構(gòu)(SQW，single?quantum?well)或多量子阱結(jié)構(gòu)(MQW，multi?quantum?well)以用于產(chǎn)生輻射。術(shù)語(yǔ)量子阱結(jié)構(gòu)在此不開(kāi)展任何關(guān)于量子化的維度的說(shuō)明。量子阱結(jié)構(gòu)還包括量子槽、量子線和量子點(diǎn)以及這些結(jié)構(gòu)的任意的組合。

半導(dǎo)體芯片的半導(dǎo)體層堆優(yōu)選包含III/V族半導(dǎo)體材料。III/V族半導(dǎo)體材料尤其適合于在紫外經(jīng)由可見(jiàn)至紅外光譜范圍中產(chǎn)生輻射。