Plastic housing and semiconductor device using a plastic housing

专利摘要:
Kunststoffgehäuse, das mindestens ein erstes Metallelement, ein zweites Metallelement und ein drittes Metallelement aufweist, die jeweils aufweisen: einen Endabschnitt, der in einen Formkörper eingesetzt wird, wo eine Vertiefung ausgebildet ist, und einen weiteren Endabschnitt, der von einer Außenwand des Formkörpers hervorsteht, sowie einen Abschnitt jeder Hauptfläche der Metallelemente, die von dem Formkörper an der Bodenfläche der Vertiefung freigelegt sind, wobei ein Abschnitt jeder Hauptfläche durch einen aus dem Formkörper bestehenden Wandabschnitt in mindestens zwei Bondbereiche unterteilt wird. Ein erfindungsgemäßer Halbleiterbaustein weist das Kunststoffgehäuse, eine Halbleiterkomponente und ein Kapselungselement auf, das die Halbleiterkomponente abdeckt, und weist eine hohe Zuverlässigkeit auf.A plastic housing having at least a first metal element, a second metal element and a third metal element, each comprising: an end portion which is inserted into a molded body where a recess is formed, and a further end portion projecting from an outer wall of the molded body; and a portion of each major surface of the metal members exposed from the molded body at the bottom surface of the recess, wherein a portion of each main surface is divided into at least two bonding regions by a wall portion made of the molded body. A semiconductor device according to the invention has the plastic housing, a semiconductor component and an encapsulation element which covers the semiconductor component, and has high reliability.
公开号:DE102004029507A1
申请号:DE102004029507
申请日:2004-06-18
公开日:2005-03-03
发明作者:Shintaro Anan Nakashima
申请人:Nichia Corp；
IPC主号:H01L23-495

专利说明:
[0001] DieErfindung betrifft ein Kunststoffgehäuse mit einem Metallelement,wie z. B. einer Anschlußelektrode,die ein Halbleiterelement mit Strom versorgt, das durch Insert-Technikin das Kunststoffgehäuseeingebaut wird, und ferner einen Halbleiterbaustein, der das Kunststoffgehäuse alsTrägerelementverwendet.TheThe invention relates to a plastic housing with a metal element,such as B. a connection electrode,which powers a semiconductor element by insert techniquein the plastic housingis incorporated, and further comprises a semiconductor device, the plastic housing assupport elementuses.
[0002] Herkömmlicherweisegibt es einen Halbleiterbaustein, in dem ein lichtemittierendesbzw. Lumineszenz-Halbleiterelement, ein Schutzelement, welches dasLumineszenz-Halbleiterelement vor Beschädigung durch Überspannungschützt,und mehrere Halbleiterelemente in einer Vertiefung eines Kunststoffgehäuses untergebrachtsind. In einem derartigen Halbleiterbaustein werden ein Halbleiterelementund ein Drahtleiter, der das Halbleiterelement mit Strom versorgt,durch Chipbonden oder Drahtbonden mit der Oberfläche eines Metallelements verbunden,wie z. B. einer Anschlußelektrode,die in der Vertiefung des Kunststoffgehäuses freiliegt. Ferner wirddie Vertiefung mit einem Harz eingekapselt, um das Halbleiterelementund die Drahtleiter zu ihrem Schutz gegen die äußere Umgebung abzudecken, wiezum Beispiel in JP-A-2000-188425 offenbart.traditionally,there is a semiconductor device in which a light-emittingor luminescent semiconductor element, a protective element which theLuminescent semiconductor element against damage by overvoltageprotectsand a plurality of semiconductor elements housed in a recess of a plastic housingare. In such a semiconductor device, a semiconductor elementand a wire conductor that supplies power to the semiconductor element,connected by chip bonding or wire bonding to the surface of a metal element,such as B. a connection electrode,which is exposed in the recess of the plastic housing. Furthermore, willthe recess encapsulated with a resin around the semiconductor elementand to cover the wire conductors for their protection against the external environment, such asfor example, in JP-A-2000-188425.
[0003] DieWärmeausdehnungskoeffizientendes in der Vertiefung freiliegenden Metallelements und des Harzes,das die Vertiefung einschließt,sind jedoch unterschiedlich; und es treten Probleme auf, wie z.B. Rißbildungan ihrer Grenzfläche.Eine derartige Rißbildungkann zum Herausfallen des Harzes aus dem Kunststoffgehäuse führen. Außerdem beeinträchtigt eindurch die Rißbildungerzeugter Spalt die optischen Eigenschaften des Lumineszenzelements. Wennsich ferner die von dem Harz ausgeübte thermische Beanspruchungauf den Anschlußabschnitt derDrahtleiter konzentriert, kann sich der Abschnitt von der Oberfläche derAnschlußelektrodeablösen. Diesverursacht eine Abtrennung des Halbleiterelements von der äußeren Elektrode.TheCTEthe metal element exposed in the recess and the resin,that includes the depression,are different, however; and there are problems, such.B. crackingat their interface.Such crackingcan lead to falling out of the resin from the plastic housing. It also affects oneby the crackinggenerated gap the optical properties of the luminescent element. IfFurthermore, the thermal stress exerted by the resinon the connecting section ofConcentrated wire conductor, the section of the surface of theterminal electrodepeel off. Thiscauses a separation of the semiconductor element from the outer electrode.
[0004] DerartigeProbleme erlangen mit zunehmender Anzahl der in dem Kunststoffgehäuse untergebrachtenHalbleiterelemente eine größere Bedeutung,da eine größere Chipbondfläche für die entsprechendenAnschlußelektrodenerforderlich ist und die Anzahl der Drahtbondstellen zunimmt.suchProblems arise with increasing number of accommodated in the plastic housingSemiconductor elements are more importantbecause a larger chip bond area for the correspondingterminal electrodesis required and the number of Drahtbondstellen increases.
[0005] Esist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben beschriebenenProbleme zu lösenund einen Halbleiterbaustein von hoher Zuverlässigkeit bereitzustellen.Itis therefore an object of the present invention, as described aboveto solve problemsand to provide a semiconductor device of high reliability.
[0006] NachDurchführungverschiedener Tests zur Lösungder oben beschriebenen Probleme hat der Erfinder die vorliegendeErfindung verwirklicht. Die vorliegende Erfindung weist die obenbeschriebenen Merkmale auf und hat die nachstehend beschriebenenAuswirkungen.Toexecutionvarious tests to solveOf the problems described above, the inventor has the present inventionInvention realized. The present invention has the abovedescribed features and has the below describedEffects.
[0007] Einesolche Aufgabe kann durch die in den Ansprüchen beschriebenen Merkmalegelöstwerden.ASuch object can be achieved by the features described in the claimssolvedbecome.
[0008] Insbesonderebetrifft die vorliegende Erfindung ein Kunststoffgehäuse, dasaufweist: einen Formkörper,in dem eine Vertiefung mit einer Bodenfläche und einer diese umgebendenSeitenfläche ausgebildetist, ein erstes Element, das sich zumindest von einem Teil der Bodenfläche in derVertiefung des Formkörpersnach außenerstreckt, ein zweites Element, das sich zumindest von einem Teilder Bodenflächeund der Seitenflächeder Vertiefung des Formkörpersnach außenerstreckt, und ein drittes Element, das sich zumindest von einemTeil der Bodenflächeund der Seitenflächeder Vertiefung des Formkörpersnach außenerstreckt, wobei von dem zweiten Element und dem dritten Elementmindestens eines durch einen von der Seitenfläche der Vertiefung nach innenvorstehenden Wandabschnitt in mindestens zwei Abschnitte unterteiltist.EspeciallyThe present invention relates to a plastic housing, thecomprising: a shaped body,in which a recess with a bottom surface and a surroundingSide surface formedis a first element extending at least from a part of the bottom surface in theDeepening of the moldingoutwardextends, a second element that is at least part ofthe floor areaand the side surfacethe recess of the moldingoutwardextends, and a third element that is at least one ofPart of the floor areaand the side surfacethe recess of the moldingoutwardextends, wherein of the second element and the third elementat least one inwardly from the side surface of the recessprotruding wall portion divided into at least two sectionsis.
[0009] Mitdieser Konstruktion kann das Ablösen desFormkörpersund das Abtrennen der Drahtleiter verhindert werden. Außerdem verhindertder Wandabschnitt, der zur Trennung der Bondbereiche ausgebildetwird, daß zumChipbonden einer Halbleiterkomponente verwendeter Klebstoff in denBondbereich der Drahtleiter fließt, und verbessert die Verarbeitbarkeitim Herstellungsprozeß desHalbleiterbausteins. Hierbei sind die Bondbereiche die freiliegendenAbschnitte des zweiten Elements und des dritten Elements, die jeweilsan der Bodenflächeund der Seitenflächein der Vertiefung des Formkörpers angeordnetsind.Withthis construction can be the detachment of themoldingand the separation of the wire conductors can be prevented. Also preventedthe wall portion, which is designed to separate the bond areaswill that toChip bonding of a semiconductor component used in the adhesiveBonding area of the wire conductors flows, and improves workabilityin the manufacturing process ofSemiconductor device. Here, the bond areas are the exposed onesSections of the second element and the third element, respectivelyat the bottom surfaceand the side surfacearranged in the recess of the moldingare.
[0010] Dievorliegende Erfindung betrifft außerdem ein Kunststoffgehäuse, dasaufweist: einen Formkörper,in dem eine Vertiefung mit einer Bodenfläche und einer diese umgebendenSeitenflächeausgebildet ist, ein erstes Element, das sich zumindest von einem Teilder Bodenflächein der Vertiefung des Formkörpersnach außenerstreckt, ein zweites Element, das sich zumindest von einem Teilder Bodenflächeund der Seitenflächeder Vertiefung des Formkörpers nachaußenerstreckt, und ein drittes Element, das sich zumindest von einemTeil der Bodenflächeund der Seitenflächeder Vertiefung des Formkörpers nachaußenerstreckt, wobei das zweite Element und das dritte Element durcheinen von der Seitenfläche derVertiefung nach innen vorstehenden Wandabschnitt getrennt sind.TheThe present invention also relates to a plastic housing thatcomprising: a shaped body,in which a recess with a bottom surface and a surroundingside surfaceis formed, a first element, which is at least part ofthe floor areain the recess of the moldingoutwardextends, a second element that is at least part ofthe floor areaand the side surfacethe recess of the molding afterOutsideextends, and a third element that is at least one ofPart of the floor areaand the side surfacethe recess of the molding afterOutsideextends, wherein the second element and the third element byone from the side surface of theWell inwardly projecting wall portion are separated.
[0011] Damitkönnendie freiliegenden Flächendes zweiten Elements und des dritten Elements verbreitert werden,und die Verarbeitbarkeit bei der Herstellung des Halbleiterbausteinskann verbessert werden. Außerdemkann die Festigkeit des Wandabschnitts erhöht werden.In order tocanthe exposed areasthe second element and the third element are widened,and the processability in the manufacture of the semiconductor devicecan be improved. Furthermorethe strength of the wall section can be increased.
[0012] DerWandabschnitt ist vorzugsweise einstückig mit dem Formkörper ausgeführt. AlsErgebnis kann die Festigkeit des Formkörpers erhöht werden.Of theWall section is preferably made in one piece with the molding. WhenAs a result, the strength of the molded article can be increased.
[0013] Daserste Element ist vorzugsweise an einem Teil der Bodenfläche derVertiefung des Formkörpersfreigelegt. Mit dieser Konstruktion kann die Wärmeabfuhr des Kunststoffgehäuses mitder darin montierten Halbleiterkomponente verbessert werden.Thefirst element is preferably on a part of the bottom surface of theDeepening of the moldingexposed. With this construction, the heat dissipation of the plastic housing withthe semiconductor component mounted therein can be improved.
[0014] Vorzugsweiseist in der inneren Bodenfläche derVertiefung des Formkörperseine zweite Vertiefung ausgebildet, die durch eine Bodenfläche und einediese umgebende Seitenflächebegrenzt wird. Mit dieser Konstruktion kann die Lichtausbeute in Richtungder Vertiefungsöffnungverbessert werden.Preferablyis in the inner bottom surface of theDeepening of the moldinga second recess formed by a bottom surface and athis surrounding side surfaceis limited. With this construction, the light output in the directionthe recess openingbe improved.
[0015] Dievorliegende Erfindung betrifft einen lichtemittierenden bzw. Lumineszenzbaustein,der aufweist: ein lichtemittierendes bzw. Lumineszenzelement, einenFormkörper,in dem durch eine Bodenflächeund eine diese umgebende Seitenfläche eine Vertiefung zur Montagedes Lumineszenzelements ausgebil det ist, ein erstes Element, dassich zumindest von einem Teil der Bodenfläche in der Vertiefung des Formkörpers nachaußenerstreckt, ein zweites Element, das sich zumindest von einem Teilder Bodenflächeund der Seitenflächeder Vertiefung des Formkörpersnach außenerstreckt, ein drittes Element, das sich zumindest von einem Teilder Bodenflächeund der Seitenflächeder Vertiefung des Formkörpersnach außenerstreckt, und ein viertes Element, welches das Lumineszenzelementund das zweite Element bzw. das Lumineszenzelement und das dritteElement jeweils elektrisch miteinander verbindet, wobei von demzweiten Element und dem dritten Element mindestens eines durch einenvon der Seitenflächeder Vertiefung nach innen vorstehenden Wandabschnitt in mindestenszwei Abschnitte unterteilt ist.TheThe present invention relates to a light-emitting or luminescent module,comprising: a light emitting or luminescent element, aMoldings,in that by a floor surfaceand a surrounding side surface a recess for mountingthe luminescent element is ausgebil det, a first element, theat least from a part of the bottom surface in the recess of the molding afterOutsideextends, a second element that is at least part ofthe floor areaand the side surfacethe recess of the moldingoutwardextends, a third element that extends at least from one partthe floor areaand the side surfacethe recess of the moldingoutwardextends, and a fourth element, which the luminescent elementand the second element or the luminescent element and the third oneEach element electrically connected to each other, wherein of thesecond element and the third element at least one by afrom the side surfacethe recess inwardly projecting wall portion in at leasttwo sections is divided.
[0016] Mitdieser Konstruktion kann das Ablösen desEinkapselungselements und das Abtrennen der Drahtleiter verhindertwerden. Auf diese Weise kann man einen Halbleiterbaustein von hoherZuverlässigkeiterhalten.Withthis construction can be the detachment of theEncapsulation element and the separation of the wire conductor preventedbecome. In this way you can get a semiconductor device of highreliabilityreceive.
[0017] Dievorliegende Erfindung betrifft außerdem einen lichtemittierendenbzw. Lumineszenzbaustein, der aufweist: ein lichtemittierendes bzw.Lumineszenzelement, einen Formkörper,in dem durch eine Bodenflächeund eine diese umgebende Seitenfläche eine Vertiefung zur Montagedes Lumineszenzelements ausgebildet ist, ein erstes Element, dassich zumindest von einem Teil der Bodenfläche in der Vertiefung des Formkörpers nachaußenerstreckt, ein zweites Element, das sich zumindest von einem Teil derBodenflächeund der Seitenflächeder Vertiefung des Formkörpersnach außenerstreckt, ein drittes Element, das sich zumindest von einem Teilder Bodenflächeund der Seitenflächeder Vertiefung des Formkörpersnach außenerstreckt, und ein viertes Element, welches das Lumineszenzelementund das zweite Element bzw. das Lumineszenzelement und das dritteElement jeweils elektrisch miteinander verbindet, wobei das zweiteElement und das dritte Element durch einen von der Seitenfläche derVertiefung nach innen vorstehenden Wandabschnitt getrennt sind.TheThe present invention also relates to a light-emittingor Lumineszenzbaustein, comprising: a light-emitting orLuminescent element, a shaped body,in that by a floor surfaceand a surrounding side surface a recess for mountingis formed of the luminescent element, a first element, theat least from a part of the bottom surface in the recess of the molding afterOutsideextends, a second element extending at least from a part offloor areaand the side surfacethe recess of the moldingoutwardextends, a third element that extends at least from one partthe floor areaand the side surfacethe recess of the moldingoutwardextends, and a fourth element, which the luminescent elementand the second element or the luminescent element and the third oneElement each electrically connected to each other, wherein the secondElement and the third element through one of the side surface of theWell inwardly projecting wall portion are separated.
[0018] AlsErgebnis könnendie freiliegenden Flächendes zweiten Elements und des dritten Elements verbreitert werden,und die Verarbeitbarkeit bei der Herstellung des Halbleiterbausteinskann verbessert werden.WhenResult canthe exposed areasthe second element and the third element are widened,and the processability in the manufacture of the semiconductor devicecan be improved.
[0019] DerWandabschnitt ist vorzugsweise einstückig mit dem Formkörper ausgeführt. Dadurchkann die Festigkeit des Wandabschnitts erhöht werden.Of theWall section is preferably made in one piece with the molding. Therebythe strength of the wall section can be increased.
[0020] Vorzugsweiseist in der inneren Bodenfläche derVertiefung des Formkörperseine zweite Vertiefung ausgebildet, die durch eine Bodenfläche und einediese umgebende Seitenflächebegrenzt wird, und das Lumineszenzelement ist in der Bodenfläche derzweiten Vertiefung montiert. Der Grund dafür ist, daß die Lichtausbeute in Richtungder Öffnungder Vertiefung verbessert werden kann.Preferablyis in the inner bottom surface of theDeepening of the moldinga second recess formed by a bottom surface and athis surrounding side surfaceis limited, and the luminescent element is in the bottom surface of thesecond recess mounted. The reason for this is that the light output in the directionthe openingthe depression can be improved.
[0021] Dasvierte Element ist vorzugsweise ein Drahtleiter, der unterhalb deroberen Flächedes Wandabschnitts angeordnet ist. Das heißt, die Höhe des Wandabschnitts ist vorzugsweisehöher alsdie Drahtleiter. Mit dieser Konstruktion wird die durch das Kapselungselementerzeugte Spannung weiter in Richtung des Wandabschnitts konzentriertals durch das Metallstückder Drahtleiter. Daher kann eine Abtrennung der Drahtleiter vonder Anschlußelektrode verhindertwerden, so daß manden Halbleiterbaustein von hoher Zuverlässigkeit erhalten kann.Thefourth element is preferably a wire conductor which is below theupper surfaceof the wall portion is arranged. That is, the height of the wall portion is preferablehigher thanthe wire conductors. With this construction, the through the encapsulation elementgenerated voltage further concentrated in the direction of the wall portionas through the piece of metalthe wire conductor. Therefore, a separation of the wire conductors ofprevents the connection electrodeso that you cancan obtain the semiconductor device of high reliability.
[0022] Derlichtemittierende bzw. Lumineszenzbaustein kann eine Konstruktionaufweisen, in der ein Schutzelement auf dem dritten Element montiertist, um das Lumineszenzelement gegen Überspannung zu schützen, undin der das zweite Element mit dem Schutzelement elektrisch verbundenist. Mit dieser Konstruktion wird die durch das Kapselungselement erzeugteSpannung in Richtung des Wandabschnitts konzentriert. Daher läßt sichdie Abtrennung der Drahtleiter von der Anschlußelektrode verhindern, so daß man denHalbleiterbaustein von hoher Zuverlässigkeit erhalten kann.The light-emitting device may have a construction in which a protective member is mounted on the third member to protect the luminescent member against overvoltage, and in which the second member is electrically connected to the protective member. With this construction, the stress generated by the encapsulation member is concentrated toward the wall portion. Therefore, the separation of the wire conductors from the terminal electrode can be prevented, so that the semiconductor device of high reliability can receive.
[0023] DasSchutzelement weist eine auf dem Bondbereich montierte Gegenelektrodeauf. Durch diese Konstruktion läßt sichdie Anzahl der Drahtleiter verringern, und die Gefahr einer Ablösung der Drahtleiterkann vermindert werden. Daher kann man den Halbleiterbaustein vonhoher Zuverlässigkeiterhalten.TheProtective element has a counter electrode mounted on the bonding areaon. By this construction can bereduce the number of wire conductors, and the risk of detachment of the wire conductorscan be reduced. Therefore, one can use the semiconductor device ofhigh reliabilityreceive.
[0024] DerLumineszenzbaustein kann eine Konstruktion aufweisen, in der dasSchutzelement auf dem dritten Element montiert ist, um das Lumineszenzelementgegen Überspannungzu schützen,wobei das dritte Element mit dem vierten Element elektrisch verbundenist, das mit dem Lumineszenzelement elektrisch verbunden ist, undwobei das Schutzelement und das vierte Element durch den Wandabschnittin mindestens zwei Bereiche unterteilt sind. Mit dieser Konstruktionwird die durch das Kapselungselement erzeugte Spannung in Richtung desWandabschnitts konzentriert. Daher läßt sich die Ablösung derDrahtleiter von der Anschlußelektrode verhindern,und man kann den Halbleiterbaustein von hoher Zuverlässigkeiterhalten.Of theLuminescent device may have a construction in which theProtective element is mounted on the third element to the luminescent elementagainst overvoltageto protect,wherein the third element is electrically connected to the fourth elementis electrically connected to the luminescent element, andwherein the protective element and the fourth element through the wall portionare divided into at least two areas. With this constructionis the voltage generated by the encapsulation element in the direction ofConcentrated wall section. Therefore, the replacement of thePrevent wire conductors from the terminal electrode,and you can get the semiconductor device of high reliabilityreceive.
[0025] DerLumineszenzbaustein kann außerdem eineKonstruktion aufweisen, in der ein Schutzelement auf dem drittenElement montiert ist, um das Lumineszenzelement gegen Überspannungzu schützen,wobei ein Abschnitt des zweiten Elements mit dem vierten Elementverbunden und ein Abschnitt mit dem Schutzelement elektrisch verbundenist, wobei das vierte Element mit dem Lumineszenzelement elektrischverbunden ist, und wobei jeder Abschnitt durch die Wandabschnittein mindestens zwei Bereiche unterteilt ist. Mit dieser Konstruktionwird die durch das Kapselungselement erzeugte Spannung in Richtungdes Wandabschnitts konzentriert. Daher läßt sich die Ablösung derDrahtleiter von der Anschlußelektrodeverhindern, und man kann den Halbleiterbaustein von hoher Zuverlässigkeiterhalten.Of theLuminescent module can also have aHave construction in which a protective element on the thirdElement is mounted to the luminescent element against overvoltageto protect,wherein a portion of the second element with the fourth elementconnected and a portion electrically connected to the protective elementis, wherein the fourth element with the luminescent element electricallyis connected, and wherein each section through the wall sectionsis divided into at least two areas. With this constructionThe voltage generated by the encapsulation element in the directionof the wall section. Therefore, the replacement of theWire conductor from the connection electrodeprevent, and you can make the semiconductor device of high reliabilityreceive.
[0026] DerLumineszenzbaustein kann ferner eine Konstruktion aufweisen, inder ein Schutzelement auf dem dritten Element montiert ist, um dasLumineszenzelement gegen Überspannungzu schützen,wobei das dritte Element mit dem vierten Element elektrisch verbundenist, das mit dem Lumineszenzelement elektrisch verbunden ist, wobeidas zweite Element mit dem vierten Element elektrisch verbunden ist,wobei das vierte Element mit dem Lumineszenzelement elektrisch verbundenist und das zweite Element und das dritte Element durch den Wandabschnittin zwei Bereiche unterteilt sind. Mit dieser Konstruktion wird diedurch das Kapselungselement erzeugte Spannung in Richtung des Wandabschnittskonzentriert. Daher läßt sichdie Ablösungder Drahtleiter von der Anschlußelektrode verhindern,und man kann den Halbleiterbaustein von hoher Zuverlässigkeiterhalten.Of theLumineszenzbaustein may also have a construction ina protective element is mounted on the third element to theLuminescent element against overvoltageto protect,wherein the third element is electrically connected to the fourth elementis that is electrically connected to the luminescent element, whereinthe second element is electrically connected to the fourth element,wherein the fourth element is electrically connected to the luminescent elementis and the second element and the third element through the wall portiondivided into two areas. With this construction, thevoltage generated by the encapsulation element in the direction of the wall sectionconcentrated. Therefore, can bethe replacementprevent the wire conductor from the terminal electrodeand you can get the semiconductor device of high reliabilityreceive.
[0027] Vorzugsweiseist in dem Formkörpereine Vertiefung ausgebildet, die durch eine Bodenfläche undeine diese umgebende Seitenflächebegrenzt wird, und in dem Formkörperist ein Kapselungselement enthalten, um das Lumineszenzelement einzukapseln.Mit dieser Konstruktion kann die Lichtausbeute der Emission desLumineszenzelements verbessert werden.Preferablyis in the moldinga recess formed by a bottom surface anda surrounding side surfaceis limited, and in the moldingAn encapsulation element is included to encapsulate the luminescent element.With this construction, the luminous efficacy of the emission of theLuminescent element can be improved.
[0028] DasKapselungselement weist vorzugsweise von der Lumineszenzelementseiteher der Reihe nach ein erstes Kapselungselement und ein zweites Kapselungselementauf, und das zweite Kapselungselement ist steifer als das ersteKapselungselement. Mit dieser Konstruktion kann die Schutzwirkungfür dieHalbleiterkomponente und die Drahtleiter gegen einen äußeren Stoß erhöht werden.TheEncapsulation element preferably faces from the luminescent element sidein turn, a first encapsulation element and a second encapsulation elementon, and the second encapsulation element is stiffer than the firstEncapsulator. With this construction, the protective effectfor theSemiconductor component and the wire conductors are increased against an external impact.
[0029] Vorzugsweisebesteht das erste Kapselungselement aus einem Gelsiliconharz, unddas zweite Kapselungselement besteht aus einem Siliconharz. Damitkann die Schutzwirkung fürdie Halbleiterkomponente und die Drahtleiter gegen einen äußeren Stoß erhöht werden,und das Anhaften von Staub an dem Gelsiliconharz kann verhindertwerden.Preferablythe first encapsulation element consists of a gel silicone resin, andthe second encapsulation element consists of a silicone resin. In order tocan the protective effect forthe semiconductor component and the wire conductors are increased against an external impact,and the adhesion of dust to the gel silicone resin can be preventedbecome.
[0030] DerLumineszenzbaustein kann eine Konstruktion aufweisen, in der daserste Kapselungselement in der zweiten Vertiefung angeordnet ist,um das Lumineszenzelement einzukapseln, und in der das zweite Kapselungselementin der durch eine Bodenflächeund eine diese umgebende Seitenfläche in dem Formkörper gebildetenVertiefung angeordnet ist, um das erste Kapselungselement einzukapseln. Mitdieser Konstruktion kann die Schutzwirkung für die Halbleiterkomponenteund die Drahtleiter gegen einen äußeren Stoß erhöht werden.Of theLuminescent device may have a construction in which thefirst encapsulation element is arranged in the second recess,to encapsulate the luminescent element and in which the second encapsulation elementin through a floor areaand a side surface surrounding this in the molded bodyRecess is arranged to encapsulate the first encapsulation element. WithThis construction can provide the protective effect for the semiconductor componentand the wire conductors are raised against an external impact.
[0031] DasKapselungselement kann außerdemeinen Leuchtstoff enthalten, der vom Lumineszenzelement emittiertesLicht absorbieren und in Licht mit einer anderen Wellenlänge alsder des absorbierten Lichts umwandeln kann. Wenn der Halbleiterbaustein dasLumineszenzelement und einen Leuchtstoff aufweist, kann der Leuchtstoffstabil in der Nähedes Lumineszenzelements verteilt werden, indem der Leuchtstoff inder Vertiefung angeordnet wird. Ein Beispiel des Leuchtstoffs weistAl und mindestens ein Element auf, das unter Y, Lu, Sc, La, Gd,Tb, Eu, Ga, In und Sm ausgewähltund mit mindestens einem unter den Seltenerdmetallen ausgewählten Elementaktiviert ist. Der Leuchtstoff absorbiert einen Teil des von demLumineszenzelement emittierten Lichts und emittiert Licht mit eineranderen Wellenlängeals der des absorbierten Lichts. Mit dieser Konstruktion kann maneinen Halbleiterbaustein erhalten, der ein Mischlicht aus dem vomLumineszenzelement emittierten Licht und dem von dem Leuchtstoffemittierten Licht ausstrahlen kann.The encapsulating member may further include a phosphor capable of absorbing light emitted from the luminescent element and converting it into light having a wavelength different from that of the absorbed light. When the semiconductor device includes the luminescent element and a phosphor, the phosphor can be stably distributed in the vicinity of the luminescent element by disposing the phosphor in the recess. An example of the phosphor includes Al and at least one element selected from Y, Lu, Sc, La, Gd, Tb, Eu, Ga, In, and Sm, and activated with at least one element selected from rare earth metals. The phosphor absorbs a part of the light emitted from the luminescent element and emits light having a wavelength different from that of the absorbed light. With this construction, it is possible to obtain a semiconductor device which emits a mixed light from that of the luminescent element emitted light and emitted by the phosphor light.
[0032] Einanderes Beispiel des Leuchtstoffs weist N, mindestens ein unterBe, Mg, Ca, Sr, Ba und Zn ausgewähltesElement und mindestens ein Element auf, das unter C, Si, Ge, Sn,Ti, Zr und Hf ausgewählt undmit mindestens einem unter den Seltenerdmetallen ausgewählten Elementaktiviert ist. Der Leuchtstoff absorbiert einen Teil des von demLumineszenzelement emittierten Lichts und emittiert Licht mit eineranderen Wellenlängeals der des absorbierten Lichts. Mit dieser Konstruktion kann maneinen Halbleiterbaustein erhalten, der ein Mischlicht aus dem vomLumineszenzelement emittierten Licht und dem von dem Leuchtstoffemittierten Licht ausstrahlen kann, und außerdem können die Farbwiedergabeeigenschaftendes Mischlichts verbessert werden.Oneanother example of the phosphor includes N, at least oneBe, Mg, Ca, Sr, Ba and Zn selectedElement and at least one element listed under C, Si, Ge, Sn,Ti, Zr and Hf selected andwith at least one element selected from rare earth metalsis activated. The phosphor absorbs a part of that of theLuminescent element emitted light and emits light with adifferent wavelengthas that of the absorbed light. With this construction you canget a semiconductor device, which is a mixed light from the ofLuminescent element emitted light and that of the phosphorcan emit emitted light, and also the color rendering propertiesof the mixed light can be improved.
[0033] Nachstehendwerden die bevorzugten Ausführungsformender vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungennäher erläutert. Dabeizeigen:belowbecome the preferred embodimentsof the present invention with reference to the accompanying drawingsexplained in more detail. theredemonstrate:
[0034] 1 eine schematische perspektivische Ansichteines Kunststoffgehäusesgemäß einerAusführungsformder vorliegenden Erfindung; 1 a schematic perspective view of a plastic housing according to an embodiment of the present invention;
[0035] 2 eine schematische Draufsichteines Halbleiterbausteins gemäß einerAusführungsform dervorliegenden Erfindung; 2 a schematic plan view of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention;
[0036] 3 eine schematische Schnittansichteines Kunststoffgehäusesgemäß einerAusführungsformder vorliegenden Erfindung; 3 a schematic sectional view of a plastic housing according to an embodiment of the present invention;
[0037] 4 eine schematische Rückansichteines Kunststoffgehäusesgemäß einerAusführungsform dervorliegenden Erfindung; 4 a schematic rear view of a plastic housing according to an embodiment of the present invention;
[0038] 5 eine schematische Draufsichteines Halbleiterbausteins gemäß einerAusführungsform dervorliegenden Erfindung; 5 a schematic plan view of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention;
[0039] 6 eine schematische Schnittansichteines Halbleiterbausteins gemäß einerAusführungsformder vorliegenden Erfindung; 6 a schematic sectional view of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention;
[0040] 7 eine schematische Draufsichteines Halbleiterbausteins gemäß einerAusführungsform dervorliegenden Erfindung; 7 a schematic plan view of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention;
[0041] 8 eine schematische Schnittansichteines Halbleiterbausteins gemäß einerAusführungsformder vorliegenden Erfindung; 8th a schematic sectional view of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention;
[0042] 9 eine schematische Rückansichteines Halbleiterbausteins gemäß einerAusführungsform dervorliegenden Erfindung; 9 a schematic rear view of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention;
[0043] 10 eine schematische Draufsichteines Halbleiterbausteins gemäß einerAusführungsform dervorliegenden Erfindung; und 10 a schematic plan view of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention; and
[0044] 11 eine schematische Schnittansichteines Halbleiterbausteins gemäß einerAusführungsformder vorliegenden Erfindung. 11 a schematic sectional view of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
[0045] Diebevorzugten Ausführungsformenwerden hierin beschrieben, um das Kunststoffgehäuse und den Halbleiterbausteinzur Verwirklichung des technischen Grundgedankens der vorliegendenErfindung an Beispielen zu erläutern.In den Zeichnungen sind die Größe und derkörperlicheZusammenhang der Komponenten der Deutlichkeit halber übertrieben dargestellt.Thepreferred embodimentsare described herein to the plastic housing and the semiconductor devicefor the realization of the basic technical concept of the presentTo illustrate the invention by way of examples.In the drawings are the size and thephysicalConnection of components exaggerated for the sake of clarity.
[0046] 1 zeigt eine schematischeperspektivische Ansicht eines Kunststoffgehäuses gemäß der vorliegenden Erfindung. 2 zeigt eine schematischeDraufsicht, welche die auf dem erfindungsgemäßen Kunststoffgehäuse montiertenHalbleiterkomponenten darstellt. 3 zeigteine schematische Schnittansicht entlang der gestrichelten LinieC-C von 2. 4 zeigt eine schematischeRückansichteines in 1 und 2 dargestellten Kunststoffgehäuses. 1 shows a schematic perspective view of a plastic housing according to the present invention. 2 shows a schematic plan view illustrating the mounted on the plastic housing according to the invention semiconductor components. 3 shows a schematic sectional view taken along the dashed line CC of 2 , 4 shows a schematic rear view of a in 1 and 2 shown plastic housing.
[0047] Dasheißt,das Kunststoffgehäuse 100 gemäß der vorliegendenErfindung weist ein erstes Metallelement 101, ein zweitesMetallelement 102 und ein drittes Metallelement 103 auf.Die Metallelemente sind gegenüberliegendangeordnet und durch den Formkörper 105 voneinanderisoliert. Hierbei wird das Kunststoffgehäuse durch einstückiges Formen (Gießen oderSpritzgießen)so geformt, daß einEnde des ersten Metallträgers 101,ein Ende des zweiten Metallträgers 102 undein Ende des dritten Metallträgers 103 inden Formkörper 105 eingesetztsind und die jeweils anderen Enden aus der Außenfläche des Formkörpers 105 hervorstehen.That is, the plastic housing 100 according to the present invention comprises a first metal element 101 , a second metal element 102 and a third metal element 103 on. The metal elements are arranged opposite each other and through the molded body 105 isolated from each other. Here, the plastic housing is formed by integrally molding (casting or injection molding) so that one end of the first metal carrier 101 , one end of the second metal carrier 102 and one end of the third metal carrier 103 in the moldings 105 are used and the other ends of the outer surface of the molding 105 protrude.
[0048] Außerdem wirddurch die Innenfläche 106a eineVertiefung (erste Vertiefung 120) in der Hauptfläche desKunststoffgehäusesausgebildet, um die Halbleiterkomponente unterzubringen. Ein Teilder Hauptflächeder Metallelemente liegt an der Bodenfläche der Vertiefung frei. Darüberhinauswird in der ersten Vertiefung 120 durch die Innenfläche 106b einezweite Vertiefung 130 gebildet, und die Hauptfläche desersten Metallelements liegt an der Bodenfläche der zweiten Vertiefung 130 frei.It also gets through the inner surface 106a a depression (first depression 120 ) is formed in the main surface of the plastic package to accommodate the semiconductor component. A part of the main surface of the metal elements is exposed at the bottom surface of the recess. In addition, in the first recess 120 through the inner surface 106b a second recess 130 formed, and the main surface of the first metal element is located on the bottom surface of the second recess 130 free.
[0049] Hierbezieht sich der Begriff "Hauptfläche" in der vorliegendenPatentbeschreibung auf jede Oberfläche der Komponenten des Halbleiterbausteins, wiez. B. des Kunststoffgehäuses,eines Metallelements und einer Anschlußelektrode, auf der gleichen Seite,wo die Halbleiterkomponente montiert ist, zum Beispiel auf der Seiteder Emissionsflächedes Lumineszenzelements, d. h. der Lichtemissionsseite.Here, the term "main surface" in the present specification refers to each surface of the components of the semiconductor device, such as The plastic case, a metal member, and a terminal electrode on the same side where the semiconductor component is mounted, for example, on the emitting surface side of the luminescent element, ie, the light emitting side.
[0050] Wiein 1 dargestellt, istes wünschenswert,in der ersten Vertiefung 120 eine Stufe 106c naheder Öffnungauszubilden. Durch Ausbilden einer Stufe 106c läßt sichverhindern, daß einKapselungsharz mit hohem Haftvermögen, wie z. B. flexibles Siliconharz,bis zur Oberseite des Kunststoffgehäuses kriecht. Daher kann einVergußharzmit hohem Haftvermögen,wie z. B. ein flexibles Siliconharz, verwendet werden.As in 1 shown, it is desirable in the first recess 120 a step 106c to train near the opening. By forming a step 106c can be prevented that a capsule resin with high adhesion, such. B. flexible silicone resin, crawls to the top of the plastic housing. Therefore, a potting resin with high adhesion, such. As a flexible silicone resin can be used.
[0051] Aufder Hauptflächenseitedes ersten Metallelements 101 kann eine Vertiefung so ausgebildet werden,daß eineHalbleiterkomponente, wie z. B. ein Lumineszenzelement, in der Bodenfläche derVertiefung montiert werden kann. Eine der Hauptfläche zugewandteRückseitedes ersten Metallelements 101 ist am Formkörper 105 freigelegt,wie in 3 und 4 dargestellt, so daß sie annähernd inder gleichen Ebene mit der Rückseitedes Kunststoffgehäuses 100 (derMontageflächedes Halbleiterbausteins) liegt. Mit dieser Konstruktion verbessertsich die Montierbarkeit eines Halbleiterbausteins, und die Kontaktfläche mitder Montageflächevergrößert sich.Daher kann die Wärmeabfuhrdes Halbleiterbausteins verbessert werden.On the main surface side of the first metal element 101 a recess can be formed so that a semiconductor component, such as. B. a luminescent element, can be mounted in the bottom surface of the recess. One of the main surface facing back of the first metal element 101 is on the molding 105 exposed, as in 3 and 4 shown so that they are approximately in the same plane with the back of the plastic housing 100 (the mounting surface of the semiconductor device) is located. With this construction, the mountability of a semiconductor device improves, and the contact area with the mounting surface increases. Therefore, the heat dissipation of the semiconductor device can be improved.
[0052] Daszweite Metallelement 102 und das dritte Metallelement 103 dienenals Anschlußelektrodenfür dieStromversorgung des Lumineszenzelements 108 und des Schutzelements 107,die in der Vertiefung untergebracht sind, die in der Hauptfläche desKunststoffgehäuses 100 ausgebildetist. Ein Teil der Rückseitendes von der äußeren Wanddes Kunststoffgehäuses 100 vorstehendenzweiten Metallelements 102 und dritten Metallelements 103 sindso gebogen, daß siemit der Rückseitedes Kunststoffgehäuses 100 (derRückseitedes ersten Metallelements 101) annähernd in der gleichen Ebeneliegen, und als Verbindungsanschlüsse für den Anschluß an eineauf dem äußeren Montageträger ausgebildteLeiterstruktur ausgelegt.The second metal element 102 and the third metal element 103 serve as connection electrodes for the power supply of the luminescent element 108 and the protective element 107 which are housed in the recess in the main surface of the plastic housing 100 is trained. Part of the backs of the from the outer wall of the plastic housing 100 projecting second metal element 102 and third metal element 103 are bent so that they are with the back of the plastic housing 100 (the back of the first metal element 101 ) are approximately in the same plane, and designed as connection terminals for connection to a formed on the outer mounting support conductor structure.
[0053] EinTeil der Hauptflächendes zweiten Metallelements 102 und des dritten Metallelements 103 sindan der Bodenflächeder ersten Vertiefung 120 des Kunststoffgehäuses 100 freigelegt.Ferner erstreckt sich ein Teil des Formkörpers 105, der dieInnenwand der ersten Vertiefung 120 bildet, als Wandabschnitt 104 zurzweiten Vertiefung 130, und ein Teil des Wandabschnitts 104 erstrecktsich bis annäherndzur gleichen Ebene mit der Innenwand 106b. Auf diese Weisewerden die freiliegenden Hauptflächender Metallelemente unterteilt.A part of the main surfaces of the second metal element 102 and the third metal element 103 are at the bottom surface of the first recess 120 of the plastic housing 100 exposed. Furthermore, a part of the molded body extends 105 which is the inner wall of the first recess 120 forms, as a wall section 104 to the second recess 130 , and a part of the wall section 104 extends to approximately the same level with the inner wall 106b , In this way, the exposed major surfaces of the metal elements are divided.
[0054] Dieunterteilten Hauptflächenweisen mehrere Bondbereiche 102a, 102b, 103a und 103b auf.Dabei handelt es sich um einen Bereich, wo ein Drahtleiter für den Anschluß an eineHalbleiterkomponente verwendet wird, die drahtgebondet werden soll,oder einen Bereich, wo ein Schutzelement dazu dient, eine zum Chipbondenvorgesehene Halbleiterkomponente, wie z. B. ein Lumineszenzelement,gegen Zerstörungdurch Überspannungzu schützen.The divided major surfaces have multiple bond areas 102 . 102b . 103a and 103b on. This is an area where a wire conductor is used for connection to a semiconductor component to be wire bonded, or an area where a protection element serves to provide a chip component semiconductor component such as a semiconductor device. As a luminescent element to protect against destruction by overvoltage.
[0055] Insbesondereenthältder in 2 dargestellteHalbleiterbaustein gemäß der vorliegendenAusführungsformein Lumineszenzelement 108, das auf der Bodenfläche derzweiten Vertiefung 130 montiert ist, und ein Schutzelement 107 miteiner Gegenelektrode. Das Schutzelement 107 ist über einLeiterelement auf einem der Bondbereiche montiert, die der hinterenElektrode gegenüberliegen.Die an das Lumineszenzelement 108 und das Schutzelement 107 angeschlossenenDrahtleiter 109 sind an die verschiedenen Bondbereiche 102a, 102b, 103a bzw. 103b drahtgebondet,die durch den Wandabschnitt 104 isoliert sind.In particular, the in 2 shown semiconductor device according to the present embodiment, a luminescent element 108 lying on the bottom surface of the second recess 130 is mounted, and a protective element 107 with a counter electrode. The protective element 107 is mounted via a conductor element on one of the bonding areas, which are opposite to the rear electrode. The to the luminescent element 108 and the protective element 107 connected wire conductor 109 are to the different bonding areas 102 . 102b . 103a respectively. 103b wire bonded through the wall section 104 are isolated.
[0056] ZumBeispiel ist das Schutzelement 107 an den Bondbereich 103a desdritten Metallelements 103 chipgebondet, und der an dasSchutzelement angeschlossene Drahtleiter 109 ist an denBondbereich 102a des zweiten Metallelements 102 drahtgebondet.In diesem Fall wird von den Drahtleitern 109, die an dasLumineszenzelement 108 angeschlossen sind, der Drahtleiter 109,der mit der gleichen Polaritätwie der des Bondbereichs 103a verbunden ist, wo das Schutzelement 107 chipgebondetist, an den Bondbereich 103b drahtgebondet, der dem Bondbereich 103a,wo das Schutzelement 107 chipgebondet ist, benachbart unddurch den Wandabschnitt 104 isoliert ist.For example, the protective element 107 to the bond area 103a of the third metal element 103 chip bonded, and connected to the protective element wire conductor 109 is at the bond area 102 of the second metal element 102 wire-bonded. In this case, the wire conductors 109 attached to the luminescent element 108 are connected, the wire conductor 109 that has the same polarity as the bond area 103a is connected, where the protective element 107 is chip bonded to the bond area 103b wire bonded to the bond area 103a where the protective element 107 chip bonded, adjacent and through the wall section 104 is isolated.
[0057] Dagegenwird von den an das Lumineszenzelement 108 angeschlossenenDrahtleitern 109 der Drahtleiter, der mit der gleichenPolaritätwie der des Bondbereichs 102a verbunden ist, wo der andas Schutzelement 107 angeschlossene Drahtleiter drahtgebondetist, an den Drahtbondbereich 102b drahtgebondet, der demDrahtbondbereich 102a benachbart und durch den Wandabschnitt 104 isoliert ist.Hier könnenmehrere Drahtleiter verwendet werden, vorausgesetzt, daß es sichum Drähtehandelt, die an den gleichen Bondbereich gebondet sind. Durch dieseKonstruktion kann eine elektrische Verbindung auch beim Auftreteneines Drahtbruchs aufrechterhalten werden, vorausgesetzt, daß andere Drähte angeschlossenbleiben. Auf diese Weise kann man einen Halbleiterbaustein von hoherZuverlässigkeiterhalten.In contrast, of the s.den luminescence element 108 connected wire conductors 109 the wire conductor of the same polarity as the bond area 102 is connected, where the to the protective element 107 Wired wire conductor is connected to the wire bond area 102b wire bonded to the wire bonding area 102 adjacent and through the wall section 104 is isolated. Multiple wire conductors can be used here, provided that they are wires bonded to the same bond area. By this construction, an electrical connection can be maintained even if a wire break occurs, provided that other wires remain connected. In this way, one can obtain a semiconductor device of high reliability.
[0058] DerWandabschnitt 104 der vorliegenden Ausführungsform bedeckt die Hauptflächen des zweitenMetallelements 102 und des dritten Metallelements 103,mit Ausnahme einer Fläche,die zum Bonden der Drahtleiter 109 und des Schutzelements 107 notwendigist. Daher könnendie freiliegenden Flächendes ersten Metallelements 101, des zweiten Metallelements 102 unddes dritten Metallelements 103 an der Bodenfläche derVertiefung im Vergleich zum Stand der Technik verkleinert werden,und das erste Kapselungselement 111 und das zweite Kapselungselement 112 werdenschwer von dem Kunststoffgehäuseabtrennbar. Der Wandabschnitt 104 vergrößert die Kontaktfläche zwischendem Kapselungselement und dem Formkörper, die ein relativ hohesHaftvermögenaneinander aufweisen. Daher wird das Kapselungselement schwer vondem Kunststoffgehäuseabtrennbar. Darüberhinauskonzentriert sich die Spannung des Kapselungselements in Richtungdes Wandabschnitts 104. Daher sind die Drahtleiter 109 wenigerder von dem Kapselungselement erzeugten Spannung ausgesetzt, sodaß eineAblösungder Drahtleiter 109 von den Bondbereichen schwieriger wird.Wie oben beschrieben, kann durch Verwendung des Kunststoffgehäuses gemäß der vorliegendenAusführungsformein Halbleiterbaustein von hoher Zuverlässigkeit hergestellt werden.The wall section 104 The present embodiment covers the major surfaces of the second metal element 102 and the third metals lements 103 , except for a surface used for bonding the wire conductor 109 and the protective element 107 necessary is. Therefore, the exposed surfaces of the first metal element 101 , the second metal element 102 and the third metal element 103 be reduced in size at the bottom surface of the recess compared to the prior art, and the first encapsulation element 111 and the second encapsulation element 112 are difficult to separate from the plastic housing. The wall section 104 increases the contact area between the encapsulation element and the molded body, which have a relatively high adhesion to each other. Therefore, the encapsulation element is difficult to separate from the plastic housing. Moreover, the stress of the encapsulation element concentrates in the direction of the wall section 104 , Therefore, the wire conductors 109 less exposed to the voltage generated by the encapsulation element, so that a detachment of the wire conductors 109 becomes more difficult from the bonding areas. As described above, by using the plastic package according to the present embodiment, a semiconductor device of high reliability can be manufactured.
[0059] 5 zeigt eine schematischeDraufsicht eines Halbleiterbausteins gemäß der vorliegenden Ausführungsform,und 6 zeigt eine schematischeSchnittansicht entlang der gestrichelten Linie C-C von 5. 7 zeigt eine schematische Draufsichteines Halbleiterbausteins gemäß einerweiteren Ausführungsform,und 8 zeigt eine schematischeSchnittansicht entlang der gestrichelten Linie C-C von 7. 9 zeigt eine Rückansicht des in 7 dargestellten Halbleiterbausteins. 10 zeigt eine schematischeDraufsicht eines Halbleiterbausteins gemäß einer weiteren Ausführungsform,und 11 zeigt eine schematischeSchnittansicht entlang der gestrichelten Linie C-C von 10. 5 shows a schematic plan view of a semiconductor device according to the present embodiment, and 6 shows a schematic sectional view taken along the dashed line CC of 5 , 7 shows a schematic plan view of a semiconductor device according to another embodiment, and 8th shows a schematic sectional view taken along the dashed line CC of 7 , 9 shows a rear view of the in 7 illustrated semiconductor device. 10 shows a schematic plan view of a semiconductor device according to another embodiment, and 11 shows a schematic sectional view taken along the dashed line CC of 10 ,
[0060] EinKunststoffgehäuse 300 gemäß der vorliegendenAusführungsformweist ein erstes Metallelement 101, ein zweites Metallelement 102 undein drittes Metallelement 103 auf. Die Metallelemente sindgegenüberliegendangeordnet und durch den Formkörper 105 voneinanderisoliert, wie in der vorstehenden Ausführungsform beschrieben. Hierbei werdendas erste Metallelement 101, das zweite Metallelement 102 unddas dritte Metallelement 103 durch einstückiges Formenmit einem Formkörper geformt.A plastic housing 300 According to the present embodiment, a first metal element 101 , a second metal element 102 and a third metal element 103 on. The metal elements are arranged opposite each other and through the molded body 105 isolated from each other as described in the preceding embodiment. Here are the first metal element 101 , the second metal element 102 and the third metal element 103 formed by one-piece molding with a shaped body.
[0061] Daserste Metallelement 101 steht von der Außenwandauf der dem zweiten Metallelement 102 und dem dritten Metallelement 103 gegenüberliegendenSeite hervor. Außerdemwird durch die Innenfläche 106a indem Kunststoffgehäuse 100 (300)auf der Hauptflächenseiteeine erste Vertiefung 120 gebildet, und ein Teil der Hauptfläche jedesMetallelements liegt an der Bodenfläche der Vertiefung frei.The first metal element 101 is from the outer wall on the second metal element 102 and the third metal element 103 opposite side. It also gets through the inner surface 106a in the plastic housing 100 ( 300 ) on the main surface side, a first recess 120 formed, and a part of the main surface of each metal element is exposed at the bottom surface of the recess.
[0062] Fernerwird in der ersten Vertiefung 120 durch die Innenfläche 106b einezweite Vertiefung 130 gebildet, und die Hauptfläche derersten Metallunterlage liegt an der Bodenfläche der zweiten Vertiefung 130 frei.Auf der freiliegenden Hauptfläche desersten Metallelements ist ein Halbleiterbaustein angeordnet. Insbesondereenthältdas Kunststoffgehäusegemäß der vorliegendenAusführungsform einedritte Vertiefung, wo ein Teil des zweiten Metallelements 102 unddes dritten Metallelements 103 freigelegt sind, und dieBodenflächeder dritten Vertiefung ist zwischen der Bodenfläche der ersten Vertiefung 120 undder Bodenflächeder zweiten Vertiefung 130 ausgebildet.Further, in the first recess 120 through the inner surface 106b a second recess 130 formed, and the main surface of the first metal pad is located on the bottom surface of the second recess 130 free. On the exposed main surface of the first metal element, a semiconductor device is arranged. In particular, the plastic housing according to the present embodiment includes a third recess where a part of the second metal element 102 and the third metal element 103 are exposed, and the bottom surface of the third recess is between the bottom surface of the first recess 120 and the bottom surface of the second recess 130 educated.
[0063] Fernerenthältdas Kunststoffgehäusegemäß der vorliegendenAusführungsformdie Bondflächen 102c und 103c,die durch Freilegen des zweiten Metallelements 102 unddes dritten Metallelements 103 an der Bodenfläche derdritten Vertiefung gebildet werden. Hierbei werden die Bondflächen 102c und 103c inder ersten Vertiefung 120 durch den Wandabschnitt 104 isoliert,der aus einem Teil des Formkörpersbesteht.Further, the plastic case according to the present embodiment includes the bonding surfaces 102c and 103c by exposing the second metal element 102 and the third metal element 103 be formed on the bottom surface of the third recess. Here are the bonding surfaces 102c and 103c in the first recess 120 through the wall section 104 isolated, which consists of a part of the molding.
[0064] DerWandabschnitt 104 gemäß der vorliegendenAusführungsformist um die Bondflächen 102c und 103c herumausgebildet, mit Ausnahme einer notwendigen Fläche zum Bonden der Drahtleiter, undbedeckt die Hauptflächendes zweiten Metallelements 102 und des dritten Metallelements 103.Infolgedessen kann die Flächedes freiliegenden Metallelements an der Bodenfläche der Vertiefung im Vergleichzum Stand der Technik verkleinert werden, und das Kapselungselementwird schwer von dem Kunststoffgehäuse ablösbar. Ferner neigt die vondem Kapselungselement ausgehende Spannung dazu, sich in Richtungdes Wandabschnitts 104 zu konzentrieren.The wall section 104 according to the present embodiment is around the bonding surfaces 102c and 103c formed around, except for a necessary surface for bonding the wire conductors, and covers the main surfaces of the second metal element 102 and the third metal element 103 , As a result, the area of the exposed metal member at the bottom surface of the recess can be reduced as compared with the prior art, and the encapsulation member becomes difficult to be peeled off the resin case. Further, the stress emanating from the encapsulation element tends to be in the direction of the wall portion 104 to concentrate.
[0065] Aufdiese Weise sind die Drahtleiter weniger der von dem KapselungselementausgeübtenSpannung ausgesetzt, und die Drahtleiter lösen sich nicht ohne weiteresvon ihrer Bondflächeab. Daher kann ein Halbleiterbaustein gemäß der vorliegenden Ausführungsformmit hoher Zuverlässigkeitausgebildet werden. Jede Komponente der vorliegenden Erfindung wirdnachstehend anhand der beigefügten Zeichnungenausführlichbeschrieben.OnIn this way, the wire conductors are less than those of the encapsulation elementexertedStress is exposed, and the wire conductors do not dissolve readilyfrom their bond areafrom. Therefore, a semiconductor device according to the present embodimentwith high reliabilitybe formed. Each component of the present invention willbelow with reference to the accompanying drawingsin detaildescribed.
[0066] EinBeispiel der Konstruktion des Kunststoffgehäuses 100 ist in 1 und 2 dargestellt. Das zweite Metallelement 102 alspositive Elektrode, das dritte Metallelement 103 als negativeElektrode und das erste Metallelement 101 als Kühlkörper, aufdem eine Halbleiterkomponente montiert ist und der als Wärmeableiterfunktioniert, werden in das Kunststoffgehäuse 105 eingesetztund voneinander isoliert.An example of the construction of the plastic housing 100 is in 1 and 2 shown. The second metal element 102 as a positive electrode, the third metal element 103 as a negative electrode and the first metal element 101 as a heat sink, on the a semiconductor component is mounted and which functions as a heat sink are placed in the plastic housing 105 used and isolated from each other.
[0067] DieForm wird verschlossen, indem die Spitzenteile des Leiterrahmens,der das Material der Metallelemente bildet, mit den Spitzen einandergegenübereingesetzt werden. Dann wird von einem Eingußkanal aus ein Gießharz indie Form eingespritzt und Wärmezum Aushärtendes Harzes angewandt. Auf diese Weise wird das Kunststoffgehäuse geformt.Außerdementhältdas Kunststoffgehäuse 100 einenWandabschnitt 104 in der ersten Vertiefung 120.Der Wandabschnitt 104 besteht aus dem gleichen Formkörper wiedas Kunststoffgehäuse 100.The mold is closed by inserting the tips of the leadframe forming the material of the metal elements with the tips facing each other. Then, a molding resin is injected into the mold from a gate and heat is applied to cure the resin. In this way, the plastic housing is formed. In addition, contains the plastic housing 100 a wall section 104 in the first recess 120 , The wall section 104 consists of the same shaped body as the plastic housing 100 ,
[0068] DerWandabschnitt 104 ist auf den Hauptflächen des zweiten Metallelements 102 unddes dritten Metallelements 103 so ausgebildet, daß er sichin Richtung von einem Teil der Innenfläche 106a der erstenVertiefung 120 zur zweiten Vertiefung 130 erstreckt.Die Form des Wandabschnitts 104 unterliegt keiner besonderenBeschränkung,und es können beliebigeFormen verwendet werden, vorausgesetzt, daß der Wandabschnitt mindestenszwei Bondbereiche auf der Hauptfläche freiläßt. Ein solches Profil kanngleichzeitig mit dem Kunststoffgehäuse ge formt werden, indem dieForm des Kunststoffgehäuses 100 soausgelegt wird, daß sieein gewünschtesProfil des Wandabschnitts formen kann. Außerdem ist die Höhe des vonden Hauptflächen(Bondbereichen) des zweiten Metallelements 102 oder desdritten Metallelements 103 ausgehenden Wandabschnitts 104 vorzugsweisegrößer alsdie Dicke des Metallstücks, dasdurch Drahtbonden der Drahtleiter 109 gebildet wird.The wall section 104 is on the major surfaces of the second metal element 102 and the third metal element 103 designed so that it extends in the direction of a part of the inner surface 106a the first well 120 to the second recess 130 extends. The shape of the wall section 104 is not particularly limited, and any shapes may be used, provided that the wall portion leaves at least two bonding areas on the main surface. Such a profile can be formed simultaneously with the plastic housing ge by the shape of the plastic housing 100 is designed so that it can form a desired profile of the wall portion. In addition, the height of the main surfaces (bond areas) of the second metal element is 102 or the third metal element 103 outgoing wall section 104 preferably greater than the thickness of the metal piece, by wire bonding the wire conductor 109 is formed.
[0069] Beidieser Konstruktion konzentriert sich die Spannung, die von denKapselungselementen 111 und 112 ausgeht, welchedie Halbleiterkomponente bedecken, auf den Wandabschnitt 104.Daher kann die Spannungskonzentration der Drahtleiter in Richtungdes Metallstücksvermieden und die Ablösung derDrahtleiter verhindert werden.In this construction, the stress concentrates that of the encapsulation elements 111 and 112 going out, which cover the semiconductor component, on the wall portion 104 , Therefore, the stress concentration of the wire conductors in the direction of the metal piece can be avoided and the detachment of the wire conductors can be prevented.
[0070] Imeinzelnen wird die durch die Innenfläche 106a gebildeteerste Vertiefung 120 auf der Hauptflächenseite des Kunststoffgehäuses 100 gebildet,und von der Außenflächenseiteaus werden mindestens drei Metallelemente 101, 102 und 103 indas Kunststoffgehäuseeingesetzt, und die Hauptflächender Metallelemente sind an der Bodenfläche der ersten Vertiefung 120 freigelegt.Hierbei wird die dritte Vertiefung, in der das Lumineszenzelement 108 untergebrachtwerden kann, vorzugsweise in der Hauptfläche des ersten Metallelements 101 ausgebildet. Gleichzeitigkann in dem Formkörperaußerhalbder Öffnungder zweiten Vertiefung 103 eine Stufe ausgebildet werden,und die erste Hauptfläche,die sich an der Oberseite von der Seitenfläche der zweiten Vertiefung 130 nachaußenerstreckt, sowie eine zweite Hauptfläche, die sich über derersten Hauptflächenach außenerstreckt, könnengebildet werden.In detail, the through the inner surface 106a formed first well 120 on the main surface side of the plastic housing 100 formed, and from the outer surface side of at least three metal elements 101 . 102 and 103 inserted into the plastic housing, and the major surfaces of the metal elements are at the bottom surface of the first recess 120 exposed. Here, the third recess, in which the luminescent element 108 can be accommodated, preferably in the main surface of the first metal element 101 educated. At the same time, in the molded body outside the opening of the second recess 103 a step are formed, and the first major surface located at the top of the side surface of the second recess 130 extends outwardly, and a second major surface extending outwardly beyond the first major surface may be formed.
[0071] Daszweite Metallelement 102 und das dritte Metallelement 103 werdenvon der dem ersten Metallelement gegenüberliegenden Seite in das Kunststoffgehäuse 100 eingesetzt.Die Hauptflächendes zweiten Metallelements und des dritten Metallelements sind amBoden der ersten Vertiefung 120 als Anschlußelektrodenpaarfreigelegt.The second metal element 102 and the third metal element 103 are from the opposite side of the first metal element in the plastic housing 100 used. The major surfaces of the second metal element and the third metal element are at the bottom of the first recess 120 exposed as terminal electrode pair.
[0072] DieHauptflächeder Anschlußelektrodewird durch den aus dem Formkörpergebildeten Wandabschnitt in mindestens zwei Bereiche unterteiltund als Bondbereiche freigelegt. Darüberhinaus wird in jedem Bondbereichdas Lumineszenzelement 108 oder das Schutzelement 107 montiert,oder an jeden Bondbereich werden die Drahtleiter angeschlossen,die jeweils mit den entsprechenden Elektroden des Lumineszenzelements 108 oderdes Schutzelements 107 verbunden sind. Ferner erleichterndie oben beschriebene, zwischen der ersten Hauptfläche undder zweiten Hauptflächeausgebildete Stufe und die auf dem ersten Metallelement ausgebildetedritte Vertiefung das Positionieren eines Harzes, das einen Leuchtstoffenthält,um das Lumineszenzelement herum.The main surface of the terminal electrode is divided by the wall portion formed from the molding in at least two areas and exposed as bond areas. Moreover, in each bonding area, the luminescent element 108 or the protective element 107 mounted, or to each bonding region, the wire conductors are connected, each with the corresponding electrodes of the luminescent element 108 or the protective element 107 are connected. Further, the step described above formed between the first main surface and the second main surface and the third recess formed on the first metal element facilitate positioning of a resin containing a phosphor around the luminescent element.
[0073] Denerfindungsgemäßen Halbleiterbaustein erhält man durchVerwendung des Gehäusesmit einer derartigen Konstruktion, wobei das Lumineszenzelement 108 inder Vertiefung montiert und durch ein erstes Kapselungselement 111,das ein flexibles Element ist, sowie durch ein zweites Kapselungselementeingekapselt wird, das ein steifes Element ist.The semiconductor device according to the invention can be obtained by using the housing with such a construction, wherein the luminescent element 108 mounted in the recess and by a first encapsulation element 111 , which is a flexible element, and is encapsulated by a second encapsulation element that is a rigid element.
[0074] Daserfindungsgemäße Kunststoffgehäuse kannin der Näheder Öffnungder ersten Vertiefung 120 eine Stufe 106c aufweisen.Die Stufe 106c kann verhindern, daß das flexible Harz aus der Öffnung herauskriecht.Daher kann fürdas erste Kapselungselement ein flexibles Element mit hohem Haftvermögen eingesetztwerden, so daß derHalbleiterbaustein mit hoher Zuverlässigkeit hergestellt werden kann.The plastic housing according to the invention can in the vicinity of the opening of the first recess 120 a step 106c exhibit. The stage 106c can prevent the flexible resin from creeping out of the opening. Therefore, a flexible member having high adhesiveness can be used for the first encapsulation member, so that the semiconductor device can be manufactured with high reliability.
[0075] Hierbeibraucht die in der ersten Vertiefung 120 freigelegte Hauptfläche derAnschlußelektrode nureine notwendige freigelegte Flächezum Befestigen der Drahtleiter aufzuweisen, welche die entsprechendenElektroden des Lumineszenzelements 108 oder des Schutzelements 107 untereinanderverbinden. Andere Hauptflächender Anschlußelektroden sindvorzugsweise mit dem gleichen Material wie dem des Preßharzesbedeckt, das fürdas Gehäuse verwendetwird. Dadurch kann das Auftreten einer durch die Verdampfung verursachtenAusdehnung an der Grenzflächezwischen der Anschlußelektrode unddem ersten Kapselungselement verhindert werden.This needs in the first recess 120 exposed main surface of the terminal electrode only having a necessary exposed surface for fixing the wire conductors, which the corresponding electrodes of the luminescent element 108 or the protective element 107 connect with each other. Other major surfaces of the terminal electrodes are preferably covered with the same material as that of the molding resin used for the housing. Thereby, occurrence of evaporation caused expansion at the interface between the terminal electrode and the first encapsulation element can be prevented.
[0076] Außerdem kanndie Kontaktflächezwischen dem Gehäusegießharz unddem Kapselungselement, das ein relativ starkes Haftvermögen aufweist, verbreitertwerden, indem die notwendige Flächezur Befestigung des Lumineszenzelements 108 oder des Schutzelements 107 undder Drahtleiter freigelegt und der oben beschriebene Wandabschnittausgebildet wird. Mit dieser Konstruktion kann die Integrität des Halbleiterbausteinsverbessert und die Ablösung desDichtungselements verhindert werden. Als Ergebnis kann man ein Lumineszenzelementmit hervorragenden optischen Eigenschaften und hoher Zuverlässigkeiterhalten.In addition, the contact area between the housing casting resin and the encapsulation element, which has a relatively strong adhesion, can be broadened by providing the necessary area for attaching the luminescent element 108 or the protective element 107 and the wire conductor is exposed and the above-described wall portion is formed. With this construction, the integrity of the semiconductor device can be improved and the detachment of the sealing element can be prevented. As a result, a luminescent element having excellent optical characteristics and high reliability can be obtained.
[0077] Hierbeikann das Kunststoffgehäusegemäß der vorliegendenAusführungsformin der Näheder Öffnungder ersten Vertiefung 120 eine Stufe 106c aufweisen.Durch Ausbilden einer Stufe 106c kann verhindert werden,daß dasflexible Element aus der Öffnungherauskriecht. Daher kann fürdas erste Kapselungselement ein flexibles Element mit hohem Haftvermögen eingesetztwerden, und man kann einen Halbleiterbaustein von hoher Zuverlässigkeiterhalten.In this case, the plastic housing according to the present embodiment, in the vicinity of the opening of the first recess 120 a step 106c exhibit. By forming a step 106c can be prevented that the flexible element creeps out of the opening. Therefore, a high-adhesion flexible member can be used for the first encapsulation member, and a semiconductor device having high reliability can be obtained.
[0078] Inder vorliegenden Ausführungsformist eine Anschlußelektrodeein Leitermaterial zur Stromversorgung der Halbleiterkomponente,das als eines der Metallelemente und als Bauteil eines Kunststoffgehäuses aufdie gleiche Weise wie das Metallelement bereitgestellt wird, aufdem die Halbleiterkomponente montiert ist. Die Anschlußelektrodegemäß der vorliegendenAusführungsformwird als Teil des Leiterrahmens ausgebildet, der durch Ausstanzeneiner Metallplatte hergestellt wird, und in die Form eingesetzt. Dannwird ein einstückigesFormen zum Bilden des Kunststoffgehäuses ausgeführt.Inthe present embodimentis a connection electrodea conductor material for the power supply of the semiconductor component,that as one of the metal elements and as a component of a plastic housingthe same way as the metal element is providedthe semiconductor component is mounted. The connection electrodeaccording to the presentembodimentis formed as part of the lead frame by punchinga metal plate is produced, and inserted into the mold. Thenbecomes an integral oneMolds designed to form the plastic housing.
[0079] DieAnschlußelektrodekann unter Verwendung eines Materials mit hoher Leitfähigkeit,wie z. B. Kupfer oder eisenhaltiges Kupfer, geformt werden. BeiVerwendung eines Lumineszenzelements als Halbleiterkomponente kannaußerdemein Metallüberzug,wie z. B. aus Silber, Aluminium, Kupfer oder Gold, auf die Oberfläche derAnschlußelektrodeaufgebracht werden, um das Reflexionsvermögen für das von dem Lumineszenzelementemittierte Licht zu verbessern und eine Oxidation des Anschlußmaterialszu verhindern. Außerdemwird die Oberflächeder Anschlußelektrodevorzugsweise geglättet,um das Reflexionsvermögenzu verbessern. Ferner wird die Fläche der Anschlußelektrodevorzugsweise entsprechend der Größe des Kunst stoffgehäuses vergrößert. Dadurchkann die Wärmeabfuhrverbessert werden, und ein Temperaturanstieg der Halbleiterkomponentekann wirksam verhindert werden. Infolgedessen kann eine relativhohe Leistung an das Lumineszenzelement angelegt werden, so daß die Lichtausbeuteerhöhtwerden kann.Theterminal electrodecan be achieved using a material with high conductivity,such as As copper or ferrous copper, are formed. atUse of a luminescent element as a semiconductor component canFurthermorea metal coating,such as B. of silver, aluminum, copper or gold, on the surface ofterminal electrodebe applied to the reflectivity of that of the luminescent elementto improve emitted light and oxidation of the terminal materialto prevent. Furthermorebecomes the surfacethe connection electrodepreferably smoothed,around the reflectivityto improve. Further, the area of the terminal electrode becomespreferably enlarged according to the size of the plastic housing. Therebycan heat dissipationbe improved, and a temperature increase of the semiconductor componentcan be effectively prevented. As a result, a relativehigh power to be applied to the luminescent element, so that the luminous efficacyelevatedcan be.
[0080] DieAnschlußelektrodewird z. B. als Teil des Leiterrahmens ausgebildet, indem eine langeMetallplatte aus Kupferlegierung mit einer Dicke von 0,15 mm miteiner Presse ausgestanzt wird. In der vorliegenden Ausführungsformwerden die Paare der positiven und negativen Anschlußelektrodenin einer Reihe angeordnet, und die ersten Metallelemente werdenin einer den positiven und negativen Anschlußelektroden gegenüberliegendenReihe angeordnet, und dann wird ein Preßvorgang ausgeführt.Theterminal electrodeis z. B. formed as part of the lead frame by a longMetal plate of copper alloy with a thickness of 0.15 mm witha press is punched out. In the present embodimentbecome the pairs of positive and negative terminal electrodesarranged in a row, and become the first metal elementsin one of the positive and negative terminal electrodes oppositeRow arranged, and then a pressing operation is performed.
[0081] Beidem erfindungsgemäßen Lumineszenzbausteinwird die von der Rückseiteund der Seitenflächeeiner Anschlußelektrodegebildete Ecke vorzugsweise abgerundet. Wenn das Ende der Anschlußelektrodein Richtung der Harzeinspritzung abgerundet ist, wie oben beschrieben,fließtdas Gießharz glattbzw. gleichmäßig. AlsErgebnis kann das Haftvermögenzwischen den Anschlußelektrodenund dem Gießharzverbessert werden.atthe luminescent device according to the inventionwill be from the backand the side surfacea connection electrodeformed corner preferably rounded. When the end of the connection electroderounded off in the direction of the resin injection, as described above,flowsthe casting resin smoothor evenly. WhenResult can be the adhesionbetween the terminal electrodesand the casting resinbe improved.
[0082] Darüberhinauskann das Harz in den Spalt zwischen einem an der Bodenfläche derersten Vertiefung 120 freiliegenden Anschlußelektrodenpaar eingefüllt werden,ohne einen Zwischenraum zu lassen, und die Form der Kontaktliniezwischen dem Gießharzund einer Anschlußelektrodeentspricht der Form der Anschlußelektrode.Die Verbindungslinie zwischen der Seitenfläche und der hinteren Fläche desFormkörperskann in die Form einer Vertiefung mit gerundetem Basiswinkel gebrachtwerden. Auf diese Weise kann eine Spannungskonzentration an derVerbindungslinie vermieden und eine Rißbildung am Gehäuse verhindertwerden.Moreover, the resin may enter the gap between one at the bottom surface of the first recess 120 exposed terminal electrode pair are filled without leaving a gap, and the shape of the contact line between the casting resin and a terminal electrode corresponds to the shape of the terminal electrode. The connecting line between the side surface and the rear surface of the molded article may be shaped into a recess with a rounded base angle. In this way, a stress concentration at the connection line can be avoided and cracking on the housing can be prevented.
[0083] Außerdem istes bei der Querschnittsform, welche die Anschlußelektrode von der Hauptflächenseitezur Rückseiteschneidet, wünschenswert,daß diedurch die Hauptflächeund die Seitenflächeder Anschlußelektrodegebildete Ecke in spitzem Winkel ansteigt. Als Ergebnis wird dasHaftvermögenzwischen der Anschlußelektrodeund dem ersten Formkörperverbes sert, und das Ablösenan der Grenzflächekann verhindert werden.Besides that isin the cross-sectional shape, which is the terminal electrode from the main surface sideto the backcuts, desirable,that thethrough the main surfaceand the side surfacethe connection electrodeformed corner rises at an acute angle. As a result, that willadhesivenessbetween the terminal electrodeand the first molded bodyverbes sert, and the peelingat the interfacecan be prevented.
[0084] Außerdem sinddie aus der Außenwanddes Kunststoffgehäusesvorstehenden äußeren Anschlußteile derpositiven und negativen AnschlußelektrodenL-förmigabgewinkelt, so daß dieRückseitendes äußeren Anschlußabschnitts,das Gießharz unddas Metallelement auf der gleichen Ebene liegen. Auf diese Weisewerden die positiven und negativen Verbindungsanschlüsse ausgebildet.Ferner ist die Struktur des Kontaktanschlußabschnitts gemäß der vorliegendenErfindung nicht auf eine L-förmig abgewinkelteForm beschränktund kann mit anderen Strukturen ausgeführt werden, z. B. J-förmig.In addition, the protruding from the outer wall of the plastic housing outer terminal portions of the positive and negative terminal electrodes are L-shaped angled, so that the back sides of the outer terminal portion, the casting resin and the metal element lie on the same plane. In this way, the positive and negative connection terminals are formed. Further, the structure of the contact terminal portion according to the present invention is not L-shaped limited angled shape and can be performed with other structures, eg. B. J-shaped.
[0085] DasMetallelement in der vorliegenden Ausführungsform ist ein als Anschlußelektrodeverwendetes Metallelement, wie oben beschrieben, oder ein metallischerWerkstoff, der als erstes Metallelement 101 verwendet wird,in dessen Mitte die dritte Vertiefung ausgebildet ist, um die Halbleiterkomponente unterzubringen,und das von der Halbleiterkomponente entwickelte Wärme wirksamfreisetzen kann. Ein derartiges Metallelement wird in einem Teildes Leiterrahmens auf die gleiche Weise wie die Anschlußelektrodeausgebildet, in den Formkörpereingesetzt und in einem Stückgeformt, um das Kunststoffgehäuseauszubilden.The metal member in the present embodiment is a metal member used as a terminal electrode as described above, or a metallic material serving as a first metal member 101 is used, in the middle of which the third recess is formed to accommodate the semiconductor component, and can effectively release the heat developed by the semiconductor component. Such a metal member is formed in a part of the lead frame in the same manner as the terminal electrode, inserted into the molded body, and molded in one piece to form the plastic housing.
[0086] DasMetallelement weist auf der Hauptflächenseite einen Bereich zurMontage des Lumineszenzelements 108 auf, und die Rückseiteist annäherndin der gleichen Ebene mit der Montagefläche des Halbleiterbausteinsangeordnet, das heißtmit der Rückseitedes Verbindungsanschlußabschnitts derAnschlußelektrodenund der Rückseitedes Formkörpers,um mit den anderen Montageträgernin Kontakt zu kommen. Durch diese Konstruktion kann Wärme vomLumineszenzelement 108 direkt zum Montageträger abgeführt werden.Als Ergebnis kann die Stromversorgung zum Lumineszenzelement 108 erhöht werden,und die Lichtausbeute läßt sichverbessern.The metal element has a region for mounting the luminescent element on the main surface side 108 and the rear side is disposed approximately in the same plane as the mounting surface of the semiconductor device, that is, the back side of the connection terminal portion of the terminal electrodes and the back surface of the molded body to come in contact with the other mounting substrates. By this construction, heat from the luminescent element 108 be removed directly to the mounting bracket. As a result, the power supply to the luminescent element 108 can be increased, and the light output can be improved.
[0087] DieBodendicke der Vertiefung, die in dem Bereich ausgebildet ist, wodas Lumineszenzelement 108 oder das Schutz element 107 zumontieren sind, ist dünnausgeführt,um eine gute Wärmeabfuhrzu erhalten. Es ist wünschenswert,die Vertiefung in der Mitte des Halbleiterbausteins auszubilden,da man eine gute Richtcharakteristik erzielen kann, wenn der Halbleiterbausteinein Lumineszenzbaustein ist. Außerdemist es wünschenswert,die Vertiefung mit einem Volumen zur Unterbringung des gesamtenAbschnitts des Lumineszenzelements auszubilden. Als Ergebnis kannLicht, das von den vier Seitenflächen desLumineszenzelements emittiert wird, durch die Innenwand der Vertiefunghervorragend in Richtung der oberen Fläche entnommen werden. Wennein Teil des Lichts von dem Lumineszenzelement durch ein Wellenlängenumwandlungselementabsorbiert wird, um das Licht in Licht mit einer anderen Welle umzuwandeln,kann außerdemdas gesamte, in der Vertiefung angeordnete Lumineszenzelement ohne weiteresmit dem Wellenlängenumwandlungselementabgedeckt werden.The bottom thickness of the recess formed in the region where the luminescent element 108 or the protection element 107 are to be mounted, is made thin, in order to obtain a good heat dissipation. It is desirable to form the recess in the center of the semiconductor device since good directivity can be obtained when the semiconductor device is a luminescent device. In addition, it is desirable to form the recess with a volume for accommodating the entire portion of the luminescent element. As a result, light emitted from the four side faces of the luminescent element can be excellently extracted through the inner wall of the depression toward the upper surface. In addition, when a part of the light from the luminescent element is absorbed by a wavelength conversion element to convert the light into light with another wave, the entire luminescent element disposed in the recess can be easily covered with the wavelength conversion element.
[0088] DasWellenlängenumwandlungselement weistein lichtdurchlässigesElement und einen Leuchtstoff auf, der einen Teil des von dem Lumineszenzelementemittierten Lichts absorbiert und Licht mit einer anderen Wellenlänge emittierenkann.TheWavelength conversion element hasa translucentElement and a phosphor, which forms part of the luminescent elementabsorbed light emitted and emit light with a different wavelengthcan.
[0089] Dasbei der vorliegenden Erfindung verwendete Gehäuse weist besonders an derVertiefung, wo das Lumineszenzelement montiert ist, eine hervorragendeWärmeabfuhrauf. Daher ist ein Material für dasWellenlängenumwandlungselementnicht auf ein anorganisches Material beschränkt, und es kann ein organischesMaterial eingesetzt werden. Außerdem trittin dem erfindungsgemäßen Gehäuse einegeringe oder gar keine durch hohe Strombelastung verursachte Zersetzungdes organischen Materials auf, so daß hervorragende optische Eigenschaftenerzielt werden können.Darüberhinausist es wünschenswert,die Innenwand der Vertiefung in sich verjüngender Form auszubilden, derenQuerschnitt (Volumen) zur Öffnunghin allmählichzunimmt. Dadurch kann man ein Lumineszenzelement erhalten, das Lichtmit höhererLeuchtdichte emittieren kann.TheCase used in the present invention is particularly useful in theWell, where the luminescent element is mounted, an excellentheat dissipationon. Therefore, a material for thatWavelength conversion elementnot limited to an inorganic material, and it may be an organic materialMaterial are used. In addition, occursin the housing according to the invention alittle or no decomposition caused by high current loadof the organic material so that excellent optical propertiescan be achieved.Furthermoreit is desirableto form the inner wall of the recess in a tapered shape, whoseCross section (volume) to the openinggraduallyincreases. As a result, it is possible to obtain a luminescent element, the lightwith higherCan emit luminance.
[0090] Diedritte Vertiefung wird beispielsweise durch Ausführen einer Krepp- bzw. Kräuselungsbehandlungan einer Metallplatte gebildet. In der vorliegenden Ausführungsformwird das Kreppen aus der Hauptflächenrichtungeiner Metallplatte ange wandt, und ein Vertiefungsabschnitt wirdhergestellt, indem das Metall in Richtung der Rückseite bewegt wird. Als Ergebnisweist die Kontur der Rückseiteeine Vertiefung und einen Vorsprung auf, und die Kontaktfläche mitdem Gießharzabschnittvergrößert sich.Auf diese Weise kann die strukturelle Integrität verstärkt werden.TheFor example, third depression is performed by performing a creping treatmentformed on a metal plate. In the present embodimentcreping becomes out of the main surface directiona metal plate is applied, and a recess portion ismanufactured by the metal is moved towards the back. As a resulthas the contour of the backa depression and a projection on, and the contact surface withthe casting resin sectionincreases.In this way, structural integrity can be enhanced.
[0091] DieWärmeleitfähigkeitder Anschlußelektrodeund des Metallelements liegen vorzugsweise im Bereich von 10 W/m·K biseinschließlich100 W/m·K, stärker bevorzugtvon 15 W/m·Kbis einschließlich80 W/m·K,noch stärkerbevorzugt von 15 W/m·Kbis einschließlich50 W/m·K.Damit kann man einen Lumineszenzbaustein erhalten, der über einelange Zeit eine hohe Stromstärkeaushalten kann und dabei seine Zuverlässigkeit beibehält.Thethermal conductivitythe connection electrodeand the metal element are preferably in the range of 10 W / m · K toincluding100 W / m · K, more preferablyof 15 W / m · Kuntil finally80 W / m · K,even strongerpreferably 15 W / m · Kuntil finally50 W / m · K.So you can get a luminescent device, which has aa high current for a long timecan withstand while maintaining its reliability.
[0092] DieHalbleiterkomponente gemäß der vorliegendenErfindung kann eine Kombination aus mindestens einer Art eines Lumineszenzelements,einem Photodetektor und einem Schutzelement aufweisen, das die Halbleiterkomponentenvor Zerstörungschützt,die durch Überspannungverursacht wird. Außereinem Schutzelement mit Halbleiterstruktur existiert auch ein Schutzelement,das keine Halbleiterstruktur aufweist. In einem Schutzelement mitHalbleiterstruktur wird die Richtung des elektrischen Stroms wichtig.Daher wird das Schutzelement der Einfachheit halber als Halbleiterelementbeschrieben. Es kann jedoch auch ein Schutzelement ohne Halbleiterstruktureingesetzt werden. Besonders in der vorliegenden Ausführungsformwird ein Lumineszenzelement beschrieben, das in Kombination mitdem Schutzelement in dem Kunststoffgehäuse untergebracht und zu einemHalbleiterbaustein verarbeitet ist.The semiconductor component according to the present invention may include a combination of at least one kind of luminescent element, a photodetector, and a protection element that protects the semiconductor components from destruction caused by overvoltage. Besides a protective element having a semiconductor structure, there is also a protective element which does not have a semiconductor structure. In a protective element having a semiconductor structure, the direction of the electric current becomes important. Therefore, the protective element will be described as a semiconductor element for the sake of simplicity. However, it is also possible to use a protective element without a semiconductor structure. Beson That is, in the present embodiment, a luminescent element is described which is accommodated in combination with the protective element in the plastic housing and processed into a semiconductor device.
[0093] Derbei der vorliegenden Erfindung verwendete Lumineszenzelement-Chipunterliegt keiner besonderen Beschränkung. In dem oben beschriebenenFall werden ein Anschlußelektrodenpaarund ein Metallträgerzusammen mit einem Formkörpermittels Insert-Technik geformt, und es wird ein Lumineszenzelement-Chipmit einem positiven und negativen Elektrodenpaar in der glei chenEbene verwendet. Bei Verwendung eines Leuchtstoffs wird ferner vorzugsweiseein Halbleiterlumineszenzelement mit einer Lichtemissionsschichteingesetzt, die Licht mit einer Wellenlänge emittieren kann, die denLeuchtstoff anregen kann. Beispiele derartiger Halbleiterlumineszenzelementeweisen verschiedene Halbleiter auf, wie z. B. ZnSe und GaN. Vorzuziehenist jedoch ein Nitridhalbleiter (In_XAl_YGa_1-X-YN, 0 ≤ X, 0 ≤ Y, X + Y ≤ 1), der Lichtmit kurzer Wellenlängeemittieren kann, das den Leuchtstoff ausreichend anregt. Darüberhinauskönnenin dem Nitridhalbleiter nötigenfallsBor oder Phosphor enthalten sein.The luminescent element chip used in the present invention is not particularly limited. In the case described above, a terminal electrode pair and a metal carrier are molded together with a molded article by insert molding, and a luminescent element chip having a pair of positive and negative electrodes in the same plane is used. Further, when using a phosphor, it is preferable to use a semiconductor luminescent element having a light emitting layer capable of emitting light of a wavelength capable of exciting the phosphor. Examples of such semiconductor luminescent elements include various semiconductors, such as. ZnSe and GaN. However, preferable is a nitride semiconductor (In _X Al _Y Ga _1-XY N, 0 ≦ X, 0 ≦ Y, X + Y ≦ 1) which can emit short-wavelength light sufficiently exciting the phosphor. Moreover, if necessary, boron or phosphorus may be contained in the nitride semiconductor.
[0094] DieStruktur des Halbleiters kann eine Homostruktur, Heterostrukturoder Doppelheterostruktur mit MIS-Übergang, PIN-Übergangoder pn-Übergang sein.Entsprechend den Materialien und dem Mischkristallverhältnis derHalbleiterschicht könnenverschiedene Emissionswellenlängengewähltwerden. Außerdemkann die aktive Schicht eine Einmuldenstruktur oder eine Mehrmuldenstrukturaufweisen, die als Dünnschichtausgebildet ist, in der ein Quanteneffekt auftreten kann. Im Fallder Verwendung eines Nitridhalbleiters wird als Halbleitersubstratvorzugsweise ein Material wie z. B. Saphir, Spinell, SiC, Si, ZnOoder GaN eingesetzt. Vorzugsweise wird ein Saphirsubstrat verwendet,um einen Nitridhalbleiter von guter Kristallinität zu bilden, der rationellin Massenproduktion hergestellt werden kann.TheStructure of the semiconductor may have a homostructure, heterostructureor double heterostructure with MIS transition, PIN transitionor pn junction.According to the materials and the mixed crystal ratio ofSemiconductor layer candifferent emission wavelengthschosenbecome. FurthermoreFor example, the active layer may be a single-well structure or a multi-well structurehave, as a thin filmis formed, in which a quantum effect can occur. In the caseThe use of a nitride semiconductor is used as a semiconductor substratepreferably a material such as. Sapphire, spinel, SiC, Si, ZnOor GaN used. Preferably, a sapphire substrate is usedto form a nitride semiconductor of good crystallinity, which is rationalcan be mass-produced.
[0095] EinNitridhalbleiter kann auf dem Saphirsubstrat nach dem metallorganischenGasphasenabscheidungsverfahren (MOCVD-Verfahren) oder dergleichen ausgebildetwerden. Auf dem Saphirsubstrat wird eine Pufferschicht aus Verbindungenwie z. B. GaN, AlN, GaAlN ausgebildet, und darauf wird ein Nitridhalbleitermit pn-Übergangausgebildet.OneNitride semiconductor may be on the sapphire substrate after organometallicVapor deposition method (MOCVD method) or the like formedbecome. On the sapphire substrate becomes a buffer layer of compoundssuch as GaN, AlN, GaAlN, and thereon, a nitride semiconductorwith pn junctioneducated.
[0096] Beispielevon Lumineszenzelementen mit pn-Übergangunter Verwendung eines Nitridhalbleiters sind unter anderem eineDoppelheterostruktur, in der eine erste Kontaktschicht aus dem n-leitenden Galliumnitrid,eine erste Mantelschicht aus dem n-leitenden Aluminiumgalliumnitrid, eineaktive Schicht aus Indiumgalliumnitrid, eine zweite Mantelschicht ausdem p-leitendenAluminiumgalliumnitrid und eine zweite Kontakt schicht aus dem p-leitendenGalliumnitrid der Reihe nach auf die Pufferschicht geschichtet werden.Examplesof luminescent elements with pn junctionusing a nitride semiconductor include oneDouble heterostructure, in which a first contact layer of the n-type gallium nitride,a first cladding layer of the n-type aluminum gallium nitride, aactive layer of indium gallium nitride, a second cladding layerthe p-typeAluminiumgalliumnitrid and a second contact layer of the p-typeGallium nitride are sequentially layered on the buffer layer.
[0097] Nitridhalbleiterweisen in dem Zustand ohne Dotierung mit Fremdatomen n-Leitfähigkeitauf. Zur Ausbildung eines n-leitendenNitridhalbleiters mit den gewünschtenEigenschaften, wie z. B. einer verbesserten Lichtemissionsausbeute,wird vorzugsweise nach Belieben ein n-leitender Dotierungsstoffeingebracht, wie z. B. Si, Ge, Se, Te und C. Andererseits wird zurAusbildung eines p-leitenden Nitridhalbleiters vorzugsweise miteinem p-leitenden Dotierungsstoff dotiert, wie z. B. Zn, Mg, Be,Ca, Sr und Ba. Aufgrund der Tatsache, daß ein Nitridhalbleiter nichtausschließlichdurch Dotieren mit einem p-leitendenDotierungsstoff mühelosin den p-leitenden Halbleiter umgewandelt werden kann, wird er vorzugsweise durchErhitzen in einem Ofen oder durch Plasmabestrahlung und dergleichennach dem Einbringen des p-leitenden Dotierungsstoffs niederohmiggemacht. Das Substrat des Halbleiters kann nach der Ausbildung einerMetallschicht auf der p-leitenden Schicht entfernt werden. Wenndas Lumineszenzelement mit einer derartigen Konstruktion mit derMetallschicht auf der Montageflächenseitemontiert wird, kann man ein Lumineszenzelement mit hoher Wärmeabfuhrerhalten.nitrideexhibit n-type conductivity in the state without impurity dopingon. To form an n-typeNitride semiconductor with the desiredProperties, such. B. an improved light emission yield,is preferably an N-type dopant at willintroduced, such. Si, Ge, Se, Te and C. On the other hand, theForming a p-type nitride semiconductor preferably witha p-type dopant doped, such as. Zn, Mg, Be,Ca, Sr and Ba. Due to the fact that a nitride semiconductor is notexclusivelyby doping with a p-typeDopant effortlesslyis converted into the p-type semiconductor, it is preferably byHeating in an oven or by plasma irradiation and the likeafter introduction of the p-type dopant low resistancemade. The substrate of the semiconductor can after the formation of aMetal layer can be removed on the p-type layer. Ifthe luminescent element having such a construction with theMetal layer on the mounting surface sideis mounted, you can use a luminescent with high heat dissipationreceive.
[0098] Nachder Ausbildung jeder Elektrode auf den freiliegenden Abschnittender p-leitenden Schicht bzw. der n-leitenden Schicht wird der Halbleiterwafer inChips geschnitten. Auf diese Weise kann ein Lumineszenzelement gebildetwerden, das aus einem Nitridhalbleiter besteht.Tothe formation of each electrode on the exposed sectionsof the p-type layer and the n-type layer, the semiconductor wafer is inCut chips. In this way, a luminescent element can be formedwhich consists of a nitride semiconductor.
[0099] Ummit der erfindungsgemäßen Leuchtdiode weißes Lichtzu emittieren, beträgtdie durch das Lumineszenzelement emittierte Lichtwellenlänge vorzugsweise365 nm bis einschließlich530 nm, und stärkerbevorzugt 420 nm bis 490 nm, wobei z. B. die Komplementärfarbenbeziehungzur Luminanzwellenlängedes Leuchtstoffs und die Qualitätsminderungdes lichtdurchlässigenHarzes berücksichtigt werden.Ferner beträgtdie Wellenlängedes durch das Lumineszenzelement emittierten Lichts vorzugsweise450 nm bis einschließlich475 nm, um die Anregungs- und Emissionsausbeute des Lumineszenzelementsund des Leuchtstoffs zu verbessern.Aroundwith the light-emitting diode according to the invention white lightto emit isthe light wavelength emitted by the luminescent element is preferably365 nm up to and including530 nm, and strongerpreferably 420 nm to 490 nm, wherein z. B. the complementary color relationshipto the luminance wavelengthof the phosphor and the quality reductionthe translucentResin to be considered.Further isthe wavelengthof the light emitted by the luminescent element preferably450 nm up to and including475 nm, to the excitation and emission yield of the luminescent elementand the phosphor.
[0100] Außerdem istbei der vorliegenden Erfindung der Lumineszenzelement-Chip zuverlässig mitdem ersten Kapselungselement gekapselt, das eine hervorragende Lichtbeständigkeitund Flexibilitätaufweist, so daß einedurch Strahlung im nahen Ultraviolett oder Ultraviolett verursachtelokale Qualitätsminderungvon Komponenten verhindert werden kann. Daher kann man gemäß der vorliegendenErfindung durch Verwendung des Lumineszenzelements mit einer Hauptwellenlänge im Ultraviolettbereichbei kürzerenWellenlängenals 400 nm in Kombination mit einem Leuchtstoff, der einen Teildes von dem Lumineszenzelement emittierten Lichts absorbiert undin der Lage ist, Licht mit einer anderen Wellenlänge zu emittieren, einen farbumwandelndenLumineszenzbaustein mit wenig unregelmäßiger Farbe erhalten. Wennder Leuchtstoff an das Lumineszenzelement gebunden ist, dann istdie Verwendung eines Materials wie z. B. eines Harzes mit relativhoher Ultraviolettbeständigkeitoder eines Glases wünschenswert,das eine anorganische Substanz ist.In addition, in the present invention, the luminescent element chip is reliably sealed with the first encapsulant having excellent light resistance and flexibility, so that local deterioration of components caused by near ultraviolet or ultraviolet radiation can be prevented. Therefore, according to the present Er invention by using the luminescent element having a main wavelength in the ultraviolet region at shorter wavelengths than 400 nm in combination with a phosphor which absorbs a part of the light emitted from the luminescent element and is capable of emitting light with a different wavelength, a color-converting luminescent device with received little irregular color. If the phosphor is bound to the luminescent element, then the use of a material such as. A resin having a relatively high ultraviolet resistance or a glass which is an inorganic substance.
[0101] Hierbeiist das Lumineszenzelement z. B. ein Galliumnitridhalbleiterelement,das blaues Licht emittieren kann. Das Lumineszenzelement wird beispielsweiseso ausgebildet, daß eineNitridhalbleiterschicht mit einer n-leitenden Schicht, einer aktiven Schichtund einer p-leitenden Schicht auf einem Saphirsubstrat ausgebildetwird und anschließenddie n-Elektrodeauf dem freiliegenden Abschnitt der n-leitenden Schicht ausgebildetwird, die durch Entfernen eines Teils der aktiven Schicht und einesTeils der p-leitenden Schicht hergestellt wird, und dann auf der p-leitendenSchicht die p-Elektrodeausgebildet wird.in this connectionis the luminescent z. A gallium nitride semiconductor element,which can emit blue light. The luminescent element becomes, for exampledesigned so that aNitride semiconductor layer having an n-type layer, an active layerand a p-type layer formed on a sapphire substrateand thenthe n-electrodeformed on the exposed portion of the n-type layerBy removing a portion of the active layer and aPart of the p-type layer is made, and then on the p-typeLayer the p-electrodeis trained.
[0102] DasSchutzelement gemäß der vorliegenden Ausführungsformist ein Halbleiterelement, das in der ersten Vertiefung 120 desKunststoffgehäuseszusammen mit anderen Halbleiterkomponenten untergebracht wird, wiez. B. mit einem Lumineszenzelement, um andere Halbleiterkomponentengegen Zerstörungzu schützen,die durch Überspannungverursacht wird. Außerdem Schutzelement, das eine Halbleiterstruktur aufweist, kann auch einSchutzelement ohne Halbleiterstruktur eingesetzt werden. KonkreteBeispiele des in der vorliegenden Ausführungsform anwendbaren Schutzelementssind unter anderem eine Zenerdiode, die leitend wird, wenn einehöhereals die festgelegte Spannung angelegt wird, und ein Kondensator,der Impulsspannung absorbiert.The protection element according to the present embodiment is a semiconductor element that is in the first recess 120 the plastic housing is housed together with other semiconductor components, such as. With a luminescent element to protect other semiconductor components from destruction caused by overvoltage. Apart from the protective element, which has a semiconductor structure, a protective element without a semiconductor structure can also be used. Concrete examples of the protective element applicable in the present embodiment include a Zener diode which becomes conductive when a higher than the predetermined voltage is applied, and a capacitor which absorbs pulse voltage.
[0103] DasSchutzelement, das als Zenerdiode funktionieren kann, schließt einenp-leitenden Halbleiterbereich mit einer positiven Elektrode undeinen n-leitenden Halbleiterbereich mit einer negativen Elektrodeein. Die negative und die positive Elektrode des Schutzelementswerden in Antiparallelschaltung mit der Elektrode auf der p-Seitebzw. der n-Elektrode des Lumineszenzelements verbunden. Wenn, wie obenbeschrieben, eine elektrische Überspannung anden Bereich zwischen der positiven und der negativen Elektrode angelegtwird und die Zenerspannung übersteigt,dann wird der Bereich zwischen der positiven und der negativen Elektrodedes Lumineszenzelements auf der Zenerspannung gehalten, und ein Überschreitender Zenerspannung wird verhindert. Eine zu hohe Spannungsbelastungzwischen den Lumineszenzelementen kann verhindert werden. Dadurchkönnendie Lumineszenzelemente gegen eine Überspannung und daraus folgendeZerstörung desElements geschütztwerden, und dessen Leistungsverschlechterung kann verhindert werden.TheProtective element that can function as a zener diode includes onep-type semiconductor region with a positive electrode andan n-type semiconductor region having a negative electrodeone. The negative and the positive electrode of the protective elementbe in anti-parallel with the electrode on the p-sideor the n-electrode of the luminescent element connected. If, as abovedescribed, an electrical overvoltagethe area between the positive and the negative electrode appliedand the zener voltage exceedsthen the area between the positive and the negative electrode becomesof the luminescent element kept at the Zener voltage, and exceedingthe zener voltage is prevented. Too high a voltage loadbetween the luminescent elements can be prevented. Therebycanthe luminescent elements against an overvoltage and consequentDestruction of theProtected itemand its performance degradation can be prevented.
[0104] EinChipelement zur Oberflächenmontage kannfür denKondensator als Schutzelement eingesetzt werden. Auf beiden Seitendes Kondensators mit einer derartigen Struktur sind Bandelektrodenangeordnet, und jede Elektrode ist mit der positiven bzw. der negativenElektrode des Lumineszenzelements in Parallelschaltung verbunden.Wenn eine Überspannungan ein Paar positiver und negativer Elektroden angelegt wird, dannwird ein Ladestrom ausgelöstund fließtin den Kondensator, was zum sofortigen Abfall der Klemmenspannungdes Kondensators führt.Auf diese Weise wird ein Anstieg der am Lumineszenzelement anliegendenSpannung verhindert, so daß dasLumineszenzelement gegen Überspannunggeschütztwerden kann. Wenn darüberhinausein Rauschen angelegt wird, das eine Hochfrequenzkomponente enthält, funktioniertder Kondensator als Überbrük kungskondensator.Daher kann ein exogenes Rauschen beseitigt werden.OneChip element for surface mounting canfor theCapacitor used as a protective element. On both sidesof the capacitor having such a structure are band electrodesarranged, and each electrode is with the positive and the negative, respectivelyElectrode of the luminescent element connected in parallel.If an overvoltageis applied to a pair of positive and negative electrodes, thena charging current is triggeredand flowsinto the capacitor, causing the instantaneous drop in the terminal voltageof the capacitor leads.In this way, an increase in the voltage applied to the luminescent elementPrevents tension, so that theLuminescent element against overvoltageprotectedcan be. If beyond thatNoise is applied, which contains a high frequency component, worksthe capacitor as a bridging kung capacitor.Therefore, exogenous noise can be eliminated.
[0105] Wiein den 5 bis 11 dargestellt, kann eineVerbundkomponente als das auf dem Gehäuse zu montierende Halbleiterelementverwendet werden. Eine Verbundkomponente wird gebildet, indem einPaar positiver und negativer Elektroden des Lumineszenzelements 108 über Bondhügel so miteinem auf der Montagebasis 301 ausgebildeten Paar positiverund negativer Elektroden verbunden werden, daß sie einander zugewandt sind.Auf der Oberflächeder Montagebasis 301 sind eine positive Elektrode und einenegative Elektrode aus einem leitfähigen Material auf der gleichenSeite angeordnet und voneinander isoliert. Für das leitfähige Element wird vorzugsweiseein Metall von silberweißerFarbe eingesetzt, insbesondere ein Metall mit hohem Reflexionsvermögen, wiez. B. Aluminium, Silber, Gold, oder eine Legierung davon.As in the 5 to 11 As shown, a composite component may be used as the semiconductor element to be mounted on the package. A composite component is formed by forming a pair of positive and negative electrodes of the luminescent element 108 over bumps so with one on the mounting base 301 formed pair of positive and negative electrodes are connected so that they face each other. On the surface of the mounting base 301 For example, a positive electrode and a negative electrode made of a conductive material are arranged on the same side and isolated from each other. For the conductive element, a metal of silver-white color is preferably used, in particular a metal with high reflectivity, such. As aluminum, silver, gold, or an alloy thereof.
[0106] DieVerwendung von Silizium fürdie Montagebasis 301 ist vorzuziehen, da Silizium ein Schutzelementbilden kann, das die durch Überspannung verursachteZerstörungdes Lumineszenzelements 108 verhindert. Außerdem istfür dieMontagebasis 301 ein Material wünschenswert, das annähernd den gleichenWärmeausdehnungskoeffizientenwie das Nitridhalbleiter-Lumineszenzelementaufweist, z. B. Aluminiumnitrid. Durch Verwendung eines solchen Materialskann die Wärmebeanspruchungzwischen der Montagebasis 301 und dem Lumineszenzelement 108 verringertwerden, und die elektrische Verbindung über Bondhügel kann beibehalten werden, ohneeine Abtrennung zwischen der Montagebasis 301 und dem Lumineszenzelement 108 zuverursachen, so daß dieZuverlässigkeitdes Lumineszenzbausteins verbessert werden kann.The use of silicon for the mounting base 301 It is preferable that silicon may form a protective element that damages the luminescent element caused by overvoltage 108 prevented. Besides, for the mounting base 301 a material having approximately the same thermal expansion coefficient as the nitride semiconductor luminescent element, e.g. B. aluminum nitride. By using such a material, the thermal stress between the mounting base can be reduced 301 and the luminescent element 108 can be reduced, and the electrical connection via bump can be maintained without a separation between the mounting base 301 and the luminescent element 108 to cause, so that the reliability of the luminescent device can be improved.
[0107] Wennhierbei das Lumineszenzelement 108 bzw. das Schutzelementdurch Chipbonden mit dem Gehäuseoder dergleichen verbunden und durch die Drahtleiter 109 mitden Anschlußelektrodenverbunden werden, erhöhtsich die Anzahl der Bondstellen mit den Drahtleitern. Als Ergebnisverringert sich die Produktivität.Außerdemtreten mehr Kontakte und Unterbrechungen zwischen den Drahtleiternauf, was dazu führt,daß dieZuverlässigkeitdes Halbleiterbausteins abnimmt. Andererseits müssen in einer Verbundkomponente,die durch Integration des Lumineszenzelements 108 und desSchutzelements hergestellt wird, die Drahtleiter 109 lediglichan die auf der Montagebasis ausgebildeten positiven und negativenElektroden angeschlossen werden, und die Drahtleiter 109 müssen nichtdirekt an das Lumineszenzelement 108 gebondet werden. Daherkann man den Lumineszenzbaustein mit hoher Zuverlässigkeit erhalten,ohne auf Probleme wie die oben beschriebenen zu stoßen.If in this case the luminescence element 108 or the protective element connected by chip bonding to the housing or the like and through the wire conductors 109 are connected to the terminal electrodes, the number of bonding points increases with the wire conductors. As a result, the productivity decreases. In addition, more contacts and interruptions occur between the wire conductors, which causes the reliability of the semiconductor device to decrease. On the other hand, in a composite component obtained by integration of the luminescent element 108 and the protective element is made, the wire conductors 109 only to the positive and negative electrodes formed on the mounting base, and the wire conductors 109 do not have to go directly to the luminescent element 108 be bonded. Therefore, the luminescent device can be obtained with high reliability without encountering problems such as those described above.
[0108] ZurVerbesserung der Zuverlässigkeitdes Lumineszenzbausteins kann eine Unterfüllung eingebracht werden, umden Spalt zu füllen,der zwischen dem Lumineszenzelement 108 und der Montagebasis 301 auftritt,die einander gegenüberliegen.Das Unterfüllungsmaterialist z. B. ein hitzehärtbares Harz,wie etwa Epoxidharz. Um darüberhinausdie Wärmebeanspruchungder Unterfüllungzu entspannen, kann Aluminiumnitrid, Aluminiumoxid und ein komplexesGemisch davon usw. einem Epoxidharz beigemengt werden. Die Unterfüllungsmengeist eine Menge, die ausreicht, um den Spalt zu füllen, der zwischen der positivenund der negativen Elektrode und der Montagebasis des Lumineszenzelementsaufgetreten ist.To improve the reliability of the luminescent device, an underfill can be introduced to fill the gap between the luminescent element 108 and the mounting base 301 occurs, which are opposite each other. The underfill material is z. A thermosetting resin such as epoxy resin. In addition, in order to relax the heat load of the underfill, aluminum nitride, alumina and a complex mixture thereof, etc. may be incorporated into an epoxy resin. The underfill amount is an amount sufficient to fill the gap that has occurred between the positive and negative electrodes and the mounting base of the luminescent element.
[0109] DieElektrode auf der p-Seite und die Elektrode auf der n-Seite desLumineszenzelements 108 sind so angebracht, daß sie derpositiven bzw. der negativen Elektrode der Montagebasis 301 gegenüberliegen.Zunächstwerden Bondhügelaus Au ausgebildet, die den positiven und den negativen Elektrodender Montagebasis 301 entsprechen. Als nächstes werden die Elektrodendes Lumineszenzelements 108 und der Montagebasis 301 über Bondhügel einandergegenüberangeordnet. Dann werden die Bondhügel durch Anlegen einer Last,durch Hitze und Ultraschall verschweißt. Auf diese Weise werden dieElektroden des Lumineszenzelements 108 und der Montagebasis 301 miteinanderverbunden. Zusätzlichkann außerAu als Material fürden Bondhügelein eutektisches Lot verwendet werden, wie z. B. (Au-Sn), Pb-Snund ein bleifreies Lot.The electrode on the p-side and the electrode on the n-side of the luminescent element 108 are mounted so that they are the positive and the negative electrode of the mounting base 301 are opposite. First, bumps of Au are formed, which are the positive and negative electrodes of the mounting base 301 correspond. Next, the electrodes of the luminescent element 108 and the mounting base 301 over bumps arranged opposite each other. Then the bumps are welded by applying a load, heat and ultrasound. In this way, the electrodes of the luminescent element 108 and the mounting base 301 connected with each other. In addition, except Au as a material for the bump eutectic solder can be used, such as. B. (Au-Sn), Pb-Sn and a lead-free solder.
[0110] Fernerwird die Montagebasis 301 an dem ersten Trägerelement,das an der Bodenflächeder zweiten Vertiefung 130 freiliegt, durch Ag-Paste als Klebstoffbefestigt, und die in der Vertiefung freiliegenden Anschlußelektrodenwerden durch die Drahtleiter 109 mit den positiven undnegativen Elektroden der Montagebasis verbunden. Auf diese Weiseentsteht der Halbleiterbaustein.Furthermore, the mounting base 301 on the first support member, which on the bottom surface of the second recess 130 is exposed, attached by Ag paste as an adhesive, and exposed in the recess terminal electrodes are through the wire conductors 109 connected to the positive and negative electrodes of the mounting base. In this way, the semiconductor device is created.
[0111] DasKapselungselement in der vorliegenden Ausführungsform ist ein Element,das die in dem Kunststoffgehäuseuntergebrachten Halbleiterkomponenten einschließt. Zum Beispiel kann ein lichtdurchlässiges Harz,wie etwa ein flexibles Siliconharz oder ein Epoxidharz, allein alsKapselungselement verwendet werden. Es kann auch ein erstes Kapselungselement 111,welches das Lumineszenzelement 108 bedeckt, und ein zweitesKapselungselement 112 verwendet werden, welches das ersteKapselungselement bedeckt. Ferner kann man durch Verwendung einesflexiblen Elements als erstes Kapselungselement und eines steifenElements als zweites Kapselungselement einen Halbleiterbausteinvon hoher Zuverlässigkeiterhalten. In einem Kapselungselement können ein Leuchtstoff, ein Streumittel undein Füllstoffenthalten sein.The encapsulation member in the present embodiment is a member that encloses the semiconductor components accommodated in the plastic case. For example, a translucent resin such as a flexible silicone resin or an epoxy resin may be used alone as the encapsulant. It can also be a first encapsulation element 111 which is the luminescent element 108 covered, and a second encapsulation element 112 used, which covers the first encapsulation element. Further, by using a flexible member as a first encapsulating member and a rigid member as a second encapsulating member, a semiconductor device having high reliability can be obtained. An encapsulant may contain a phosphor, a scattering agent and a filler.
[0112] Vominneren Abschnitt der ersten Vertiefung 120 bis zum unterenAbschnitt des steifen Elements oberhalb der Vertiefung in dem Kunststoffgehäuse kannein flexibles Element angebracht werden, um die auf dem Kunststoffgehäuse montiertenHalbleiterkomponenten einzuschließen. Das flexible Element kanndie Halbleiterkomponenten gegen Feuchtigkeit und dergleichen schützen. Dasflexible Element weist außerdemLichtdurchlässigkeitauf, so daß Lichteffektiv aus dem Lumineszenzelement nach außen entnommen werden kann.Darüberhinausweist das flexible Element eine hohe Hitzebeständigkeit auf, so daß eine durchdie Ansteuerung des Lumineszenzelements entstehende Wärmebeanspruchungvermindert werden kann. Außerdemist bei Gebrauch des Lumineszenzelements im nahen Ultraviolettbereich oderUltraviolettbereich die Verwendung eines flexiblen Elements wünschenswert,das eine hervorragende Lichtbeständigkeitgegen derartiges Licht aufweist.From the inner portion of the first well 120 to the lower portion of the rigid member above the recess in the plastic housing, a flexible member may be attached to enclose the semiconductor components mounted on the plastic housing. The flexible element can protect the semiconductor components against moisture and the like. The flexible element also has translucency, so that light can be effectively extracted from the luminescent element to the outside. Moreover, the flexible member has a high heat resistance, so that a heat stress resulting from the driving of the luminescent element can be reduced. In addition, in the near ultraviolet region or ultraviolet region, when using the luminescent element, it is desirable to use a flexible element which has excellent light resistance to such light.
[0113] KonkreteBeispiele eines solchen flexiblen Elements sind ein gummiartigesflexibles Harz, ein Gelsiliconharz und dergleichen. Eine niedrigeVernetzungsdichte oder das Fehlen einer Brückenstruktur in einem solchenHarz trägtzu der hervorragenden Flexibilitätbei. Außerdemkönnenein Farbstoff oder ein Farbpigment zugesetzt werden, um beispielsweiseeine spezifische Abschirmungswirkung gegen das von dem Lumineszenzelement-Chipemittierte Licht bereitzustellen.Concrete examples of such a flexible member are a rubbery flexible resin, a gel silicone resin and the like. A low crosslink density or lack of a bridge structure in such a resin contributes to the excellent flexibility. In addition, a dye or a color pigment may be added to, for example, have a specific shielding effect against the light emitted by the luminescent element chip provide.
[0114] Indem erfindungsgemäßen Lumineszenzbausteinwird ein um das Lumineszenzelement herum angeordnetes flexiblesElement mit einem steifen Element eingekapselt. Das bei der vorliegendenErfindung verwendete steife Element unterliegt keiner Beschränkung, außer daß es mechanischeFestigkeit und Lichtdurchlässigkeitaufweist.Inthe luminescent device according to the inventionbecomes a flexible around the luminescent element arranged aroundElement encapsulated with a stiff element. That at the presentThe rigid element used in the invention is not subject to any limitation except that it is mechanicalStrength and translucencyhaving.
[0115] Inder vorliegenden Ausführungsformbefindet sich das steife Element, das den Fensterabschnitt zur Lichtentnahmebildet, oberhalb des Lumineszenzelements 108, das in derersten Vertiefung 120 des Kunststoffgehäuses angeordnet ist. Der durchdie Querlinie von der Ausdehnung der Innenwand der ersten Vertiefung 120 unddie obere Flächedes steifen Abschnitts gebildete innere Abschnitt wird die Lumineszenzebene,die mit der Emission des Halbleiterbausteins verbunden ist.In the present embodiment, the rigid member forming the window portion for light extraction is located above the luminescent element 108 that in the first recess 120 the plastic housing is arranged. The through the transverse line from the extension of the inner wall of the first recess 120 and the upper portion of the rigid portion formed inner portion becomes the Lumineszenzebene, which is associated with the emission of the semiconductor device.
[0116] VomEndabschnitt des Lumineszenzelements emittiertes Licht wird in demflexiblen Element reflektiert und gestreut und durch das steifeElement durchgelassen und in Richtung der Vorderfläche entnommen.Als Existenzbereich dieses reflektierten und gestreuten Lichts giltder innere Bereich von der Ausdehnung der Innenfläche derersten Vertiefung 120. Folglich kann man den Lumineszenzbaustein, derfähig ist,Licht mit einer gewünschtenLeuchtdichte zu emittieren, durch Einstellen der Form des innerenAbschnitts der oben beschriebenen Querlinie auf irgendwelche wünschenswerteFormen erhalten.Light emitted from the end portion of the luminescent element is reflected and scattered in the flexible member and transmitted through the rigid member and taken out toward the front surface. As the existence area of this reflected and scattered light, the inner area is the extent of the inner area of the first pit 120 , Consequently, the luminescent chip capable of emitting light with a desired luminance can be obtained by adjusting the shape of the inner portion of the above-described transverse line to any desirable shapes.
[0117] DasMaterial fürdas steife Element weist vorzugsweise einen ähnlichen Wärmeausdehnungskoeffizientenwie der Formkörperauf, der das Gehäuse unddas flexible Element bildet, das in seinem unteren Abschnitt verwendetwird. Wenn z. B. ein Gelsiliconharz als flexibles Element verwendetwird, ist die Verwendung eines steifen Siliconharzes als steifes Element wünschenswert.Mit dieser Konstruktion könnendas Anhaften von Staub an dem Gelsiliconharz und eine Beeinträchtigungder optischen Eigenschaften des Halbleiterbausteins verhindert werden.TheMaterial forthe rigid element preferably has a similar thermal expansion coefficientlike the moldingon top of the case andforming the flexible element used in its lower sectionbecomes. If z. As a gel silicone resin used as a flexible elementis the use of a rigid silicone resin as a rigid element is desirable.With this construction canthe adhesion of dust to the gel silicone resin and deteriorationthe optical properties of the semiconductor device can be prevented.
[0118] Vorzugsweisewird das steife Element so geformt, daß es eine durchgehende hintereFlächeaufweist. Durch diese Konstruktion kann das steife Element mit hoherZuverlässigkeitangebracht werden, ohne Blasen an der Grenzfläche mit dem flexiblen Elementeinzuschließen.Andererseits kann die Hauptflächenseiteeine gekrümmteOberflächemit vorstehender Mitte innerhalb der Ausdehnung der Seitenfläche derVertiefung aufweisen. Durch diese Konstruktion kann an der Rückflächenseitegestreutes Licht gut in Richtung der Vorderseite gebündelt werden,so daß dieLichtstärkein Richtung der Vorderseite verbessert werden kann.PreferablyThe rigid element is shaped so that it is a continuous rearareahaving. By this construction, the rigid element with highreliabilitybe attached, without bubbles at the interface with the flexible elementinclude.On the other hand, the main surface sidea curved onesurfacewith protruding center within the extent of the lateral surface of theHave depression. Due to this construction can on the back surface sidescattered light well bundled towards the front,So that theluminous intensitytowards the front can be improved.
[0119] Beider vorliegenden Erfindung wird das steife Element auf der zweitenHauptflächeso angeordnet, daß esin ihre Kontur einbeschrieben wird, und konstruktiv mit dem flexiblenElement integriert. Einem inneren Abschnitt, der Hauptfläche undder hinteren Flächeeines solchen steifen Elements kann ein Farbstoff oder Farbpigmentzugesetzt werden, um es mit einem bestimmten Filtereffekt usw. für das von demLumineszenzelement-Chip emittierte Licht zu versehen.atof the present invention, the rigid element on the secondmain areaso arranged that itinscribed in their outline, and constructive with the flexible oneIntegrated element. An inner section, the main surface andthe back surfacesuch a rigid element can be a dye or color pigmentbe added to it with a specific filter effect, etc. for that of theLuminescent element chip emitted light to provide.
[0120] Beider vorliegenden Erfindung kann in dem flexiblen und dem steifenElement ein Material wie z. B. ein Leuchtstoff enthalten sein, umein Wellenlängenumwandlungselementzu bilden. Hier wird der in der vorliegenden Ausführungsformverwendete Leuchtstoff ausführlichbeschrieben.atThe present invention can be used in the flexible and the rigidElement a material such. As a phosphor to be includeda wavelength conversion elementto build. Here, in the present embodimentused phosphor in detaildescribed.
[0121] Derbei der vorliegenden Erfindung eingesetzte Leuchtstoff ist ein Material,das einen Teil des sichtbaren Lichts oder ultravioletten Lichtsabsorbiert, das von dem Lumineszenzelement ausgestrahlt wird, undLicht mit einer Wellenlängeemittieren kann, die sich von der des absorbierten Lichts unterscheidet.Außerdemwird der bei der vorliegenden Erfindung verwendete Leuchtstoff durchdas von der Lumineszenzschicht des Lumineszenzelements ausgestrahlteLicht zumindest ange regt, kann Licht mit einer umgewandelten Wellenlänge ausstrahlenund ist zusammen mit einem Bindemittel, das den Leuchtstoff fixiert,in dem Wellenlängenumwandlungselemententhalten.Of thephosphor used in the present invention is a materialthat part of the visible light or ultraviolet lightabsorbed, which is emitted from the luminescent element, andLight with one wavelengthwhich differs from that of the absorbed light.FurthermoreFor example, the phosphor used in the present invention is characterized bythat emitted from the luminescent layer of the luminescent elementLight at least excited, can emit light with a converted wavelengthand is together with a binder that fixes the phosphor,in the wavelength conversion elementcontain.
[0122] Inder vorliegenden Ausführungsformkann ein Leuchtstoff eingesetzt werden, der durch ultraviolettesLicht angeregt wird und Licht von einer vorgegebenen Farbe emittiert.Konkrete Beispiele solcher Leuchtstoffe sind: (1)Ca₁₀(PO₄)₆FCL:Sb, Mn (2) M₅ (PO₄)₃Cl:Eu (wobei M mindestens ein unter Sr,Ca, Ba und Mg ausgewähltesElement ist) (3) BaMg₂Al₁₆O₂₇:Eu (4) BaMg₂Al₁₆O₂₇:Eu, Mn (5) 3,5MgO_0,5MgF₂·GeO₂:Mn (6) Y₂O₂S:Eu (7) Mg₆As₂O₁₁:Mn (8) Sr₄Al₁₄O₂₅:Eu (9) (Zn,Cd)S:Cu (10) SrAl₂O₄:Eu (11) Ca₁₀(PO₄)₆ClBr:Mn, Eu (12) Zn₂GeO₄:Mn (13) Gd₂O₂S:Euund (14) La₂O₂S:Eu. In the present embodiment, a phosphor excited by ultraviolet light and emitting light of a predetermined color may be employed. Specific examples of such phosphors are: (1) Ca ₁₀ (PO ₄ ) ₆ FCL: Sb, Mn (2) M ₅ (PO ₄ ) ₃ Cl: Eu (wherein M is at least one element selected from Sr, Ca, Ba and Mg) (3) BaMg ₂ Al ₁₆ O ₂₇ : Eu (4) BaMg ₂ Al ₁₆ O ₂₇ : Eu, Mn (5) 3.5 MgO _0.5 MgF _2. GeO ₂ : Mn (6) Y ₂ O ₂ S: Eu (7) Mg ₆ As ₂ O ₁₁ : Mn (8) Sr ₄ Al ₁₄ O ₂₅ : Eu (9) (Zn, Cd) S: Cu (10) SrAl ₂ O ₄ : Eu (11) Ca ₁₀ (PO ₄ ) ₆ ClBr: Mn, Eu (12) Zn ₂ GeO ₄ : Mn (13) Gd ₂ O ₂ S: Eu and (14) La ₂ O ₂ S: Eu.
[0123] DieseLeuchtstoffe könnenallein oder in einem Gemisch in dem Wellenlängenumwandlungselement verwendetwerden, das aus einer Schicht besteht. Außerdem können die Leuchtstoffe alleinoder im Gemisch in einem mehrschichtigen Wellenlängenumwandlungselement ausmindestens zwei Schichten eingesetzt werden.These phosphors may be used alone or in a mixture in the wavelength conversion be used, which consists of a layer. In addition, the phosphors may be used alone or in admixture in a multi-layer wavelength conversion element of at least two layers.
[0124] Wenndas von dem Lumineszenzelement emittierte Licht und das von demLeuchtstoff emittierte Licht Komplementärfarben und dergleichen sind, kannein weißesMischlicht emittiert werden. Konkrete Beispiele sind Fälle, indenen beispielsweise das Licht von dem Lumineszenzelement bzw. dasLicht von dem dadurch angeregten Leuchtstoff aus drei Grundfarbenbestehen, oder daß blauesLicht vom Lumineszenzelement und gelbes Licht von dem dadurch angeregtenLeuchtstoff emittiert wird.Ifthe light emitted from the luminescent element and that of thePhosphor emitted light complementary colors and the like cana white oneMixed light are emitted. Concrete examples are cases inwhich, for example, the light from the luminescent element or theLight from the thus excited phosphor of three primary colorsexist or that blueLight from the luminescent element and yellow light from the excited therebyPhosphor is emitted.
[0125] DergewünschteweißeFarbton, wie z. B. die Farbe von Glühlampenlicht, kann in der Lumineszenzfarbedes Lumineszenzbausteins erzielt werden. Dies wird realisiert, indemdas Verhältnisdes Leuchtstoffs und eines anorganischen Bestandteils, wie z. B.von verschiedenen Harzen und Glas als Klebemittel des Leuchtstoffs,die Abklingzeit des Leuchtstoffs, die Form des Leuchtstoffs reguliertwerden und die Emissionswellenlängedes Lumineszenzelement-Chips (LED-Chips) ausgewählt wird. Bevorzugt wird, daß Lichtvon dem LED-Chip und dem Leuchtstoff effektiv durch den Formkörper inden Raum außerhalbdes Lumineszenzbausteins durchgelassen wird.Of thedesiredwhiteHue, such as. B. the color of incandescent light, can in the luminescenceof the luminescent module can be achieved. This is realized byThe relationshipthe phosphor and an inorganic component such. B.of various resins and glass as the adhesive of the phosphor,the cooldown of the phosphor regulates the shape of the phosphorand the emission wavelengthof the luminescent element chip (LED chip) is selected. It is preferred that lightof the LED chip and the phosphor effectively through the molded body inthe room outsidethe luminescent device is allowed to pass.
[0126] KonkreteBeispiele des Leuchtstoffs sind unter anderem mit Kupfer aktiviertesZink-Cadmiumsulfid und mit Cer aktivierter Yttrium-Aluminium-Granat-Leuchtstoff(nachstehend als "YAG-Leuchtstoff" bezeichnet). Besondersfür einehohe Leuchtdichte und Langzeitbetrieb ist (Re_1-xSm_x)₃(Al_1-yGa_y)₅O₁₂:Ce (0 ≤ x < 1,0 ≤ y ≤ 1, wobeiRe mindestens ein Element darstellt, das aus der Gruppe ausgewählt ist,die aus Y, Gd und La besteht) und dergleichen zu bevorzugen.Concrete examples of the phosphor include copper-activated zinc-cadmium sulfide and cerium-activated yttrium-aluminum-garnet phosphor (hereinafter referred to as "YAG phosphor"). Particularly for high luminance and long-term operation, (Re _1-x Sm _x ) ₃ (Al _1-y Ga _y ) ₅ O ₁₂ : Ce (0 ≦ x <1.0 ≦ y ≦ 1, wherein Re represents at least one element which is selected from the group consisting of Y, Gd and La) and the like.
[0127] EinLeuchtstoff, (Re_1-xSm_x)₃(Al_1-yGa_y)₅O₁₂:Ce, hateine Granatstruktur, so daß erhitze-, licht- und feuchtigkeitsbeständig ist, und die Peak-Wellenlänge seinesAnregungsspektrums kann z. B. auf eine Wellenlänge in der Nähe von 470nm eingestellt werden. Außerdemliegt die Wellenlängeder maximalen Lumineszenz in der Nähe von 530 nm, und es ist möglich, einbreites Emissionsspektrum zu erzeugen, das bis zu etwa 720 nm reicht.A phosphor, (Re _1-x Sm _x ) ₃ (Al _1-y Ga _y ) ₅ O ₁₂ : Ce, has a garnet structure so that it is heat, light and moisture resistant, and the peak wavelength of its excitation spectrum can z. B. be set to a wavelength near 470 nm. In addition, the maximum luminescence wavelength is close to 530 nm, and it is possible to produce a broad emission spectrum reaching up to about 720 nm.
[0128] Indem erfindungsgemäßen Lumineszenzbausteinkann sich der Leuchtstoff aus einem Gemisch von mindestens zweiLeuchtstoffarten zusammensetzen.Inthe luminescent device according to the inventionThe phosphor may consist of a mixture of at least twoCompose phosphor types.
[0129] Dasheißt,zwei oder mehr Leuchtstoffarten (Re_{1- x}Sm_x)₃(Al_1-yGa_y)₅O₁₂:Ce,die Al, Ga, Y, La, Gd und Sm in verschiedenen Anteilen enthalten,können vermischtwerden, um die Wellenlängenbestandteile vonRGB (Rot-Grün-Blau)zu erhöhen.Nach dem gegenwärtigenStand der Technik kann eine Unregelmäßigkeit in der Emissionswellenlänge einesHalbleiterelements auftreten. Daher werden mindestens zwei Leuchtstoffartenvermischt, um ein gewünschtesMischlicht im weißenBereich und dergleichen zu erhalten. Präzise ausgedrückt, durchEinstellen der Leuchtstoffmengen mit unterschiedlichen Farbpunktenentsprechend der Emissionswellenlänge des Lumineszenzelementskann die Emission eines beliebigen Farbpunkts in Farbtondiagrammerzielt werden.That is, two or more phosphor species (Re _{1- x} Sm _x ) ₃ (Al _1-y Ga _y ) ₅ O ₁₂ : Ce containing Al, Ga, Y, La, Gd, and Sm in various proportions may be mixed to increase the wavelength components of RGB (red-green-blue). According to the current state of the art, an irregularity in the emission wavelength of a semiconductor element may occur. Therefore, at least two types of phosphor are mixed to obtain a desired blended light in the white region and the like. Specifically, by adjusting the amounts of phosphor having different color dots according to the emission wavelength of the luminescent element, the emission of an arbitrary color point in color tone diagram can be achieved.
[0130] SolcheLeuchtstoffe könnenin einer gasförmigenoder flüssigenPhase dispergiert und gleichmäßig ausgebrachtwerden. Leuchtstoffe in einer gasförmigen oder flüssigen Phasesetzen sich durch Eigengewicht ab. Besonders in einer flüssigen Phase kanneine Schicht gebildet werden, die einen Leuchtstoff mit höherer Homogenität enthält, indemman die Suspension stehen läßt. EingewünschterLeuchtstoffanteil kann gebildet werden, indem man den obigen Prozeß je nachder Zielstellung mehrmals wiederholt.SuchPhosphors canin a gaseousor liquidPhase dispersed and applied evenlybecome. Phosphors in a gaseous or liquid phasesettle by own weight. Especially in a liquid phase cana layer containing a phosphor having higher homogeneity can be formed byLeave the suspension to stand. OnedesiredPhosphor fraction can be formed by following the above process depending onrepeated several times.
[0131] Aufder Oberflächedes Lumineszenzelements könnenin dem einschichtigen Wellenlängenumwandlungselementmindestens zwei der oben beschriebenen Leuchtstoffarten bzw. injeder Schicht des zweischichtigen Wellenlängenumwandlungselements mindestenseine solche Leuchtstoffart enthalten sein. Auf diese Weise kannein weißesLicht erzielt werden, das durch Vermischen von Licht unterschiedlicherLeuchtstoffarten entsteht. Vorzugsweise sind der mittlere Teilchendurchmesserund die Form der Leuchtstoffe ähnlich,um das von jedem Leuchtstoff emittierte Mischlicht zu verbessernund die Unregelmäßigkeitim Farbton zu vermindern. Hierbei ist in der vorliegenden Erfindungdie Teilchengröße des Leuchtstoffsder Wert, den man durch die volumenbezogene Kornverteilungskurveerhält.Die volumenbezogene Kornverteilungskurve erhält man durch Messen der Korn-oder Teilchengrößenverteilungdes Leuchtstoffs nach dem Laserbeugungs-Streuverfahren. Konkretwird unter Bedingungen mit einer Umgebungstemperatur von 25°C und einerFeuchtigkeit von 70% ein Leuchtstoff in einer wäßrigen Natriumhexametaphosphat-Lösung miteiner Konzentration von 0,05% dispergiert. Dann wird die Korngrößenverteilungmit einer Laserbeugungs-Streuvorrichtung (SALD-2000A, Shimadzu Corp.)in einem Korngrößenbereichvon 0,03 μmbis 700 μmgemessen.Onthe surfaceof the luminescent elementin the single-layer wavelength conversion elementat least two of the types of phosphor described above or ineach layer of the two-layer wavelength conversion element at leastSuch a kind of phosphor can be included. This way you cana white oneBe achieved by mixing light differentTypes of phosphor arise. Preferably, the average particle diameterand the shape of the phosphors similar,to improve the mixed light emitted by each phosphorand the irregularityto diminish in color. Here, in the present inventionthe particle size of the phosphorthe value given by the volume-based grain distribution curvereceives.The volume-related grain distribution curve is obtained by measuring the grainor particle size distributionof the phosphor after the laser diffraction scattering process. Concreteis under conditions with an ambient temperature of 25 ° C and aMoisture of 70% a phosphor in an aqueous sodium hexametaphosphate solutiona concentration of 0.05% dispersed. Then the grain size distributionwith a laser diffraction scatterer (SALD-2000A, Shimadzu Corp.)in a particle size rangeof 0.03 μmup to 700 μmmeasured.
[0132] Derin der vorliegenden Ausführungsform verwendeteLeuchtstoff kann eine Kombination aus einem Yttrium-Aluminium-Granat-Leuchtstoff,typisiert durch YAG-Leuchtstoff, und einem Leuchtstoff sein, derLicht im roten Bereich ausstrahlen kann, insbesondere einem Nitrid-Leuchtstoff.Dieser YAG-Leuchtstoff und der Nitrid-Leuchtstoff können alsGemisch in dem Wellenlängenumwandlungselemententhalten sein oder einzeln in jeder Schicht des Wellenlängenumwandlungselementsenthalten sein, das sich aus mehreren Schichten zusammensetzt. Nachstehendwird jeder Leuchtstoff im einzelnen beschrieben.The phosphor used in the present embodiment may be a combination of an yttrium-aluminum-garnet phosphor typified by YAG phosphor and a phosphor capable of emitting light in the red region, particularly a nitride phosphor. This YAG phosphor and the nitride phosphor may be contained as a mixture in the wavelength conversion element or individually contained in each layer of the wavelength conversion element composed of multiple layers. Hereinafter, each phosphor will be described in detail.
[0133] Derin der vorliegenden Ausführungsform verwendeteAluminium-Granat-Leuchtstoff kann ein Leuchtstoff sein, der Al,mindestens ein unter Y, Lu, Sc, La, Gd, Tb, Eu und Sm ausgewähltes Element undein unter Ga und In ausgewähltesElement enthältund mit mindestens einem unter den Seltenerdmetallen ausgewählten Elementaktiviert ist. Der Leuchtstoff wird durch sichtbares Licht oderultraviolette Strahlung angeregt, die von dem Lumineszenzelementemittiert wird, und emittiert daher Licht. Außer dem oben beschriebenenYAG-Leuchtstoff könnenz. B. Tb_2,95Ce_0,05Al₅O₁₂, Y_2,90Ce_0,05Tb_0,05Al₅O₁₂, Y_2,94Ce_0,05Pr_0,01Al₅O₁₂, Y_2,90Ce_0,05Pr_0,05Al₅O₁₂ oder dergleichenverwendet werden. Davon könnenmindestens zwei Arten von Yttrium-Aluminiumoxid-Leuchtstoffen unterschiedlicher Zusammensetzungverwendet werden, die jeweils Y enthalten und mit Ce oder Pr aktiviertsind.The aluminum garnet phosphor used in the present embodiment may be a phosphor containing Al, at least one element selected from Y, Lu, Sc, La, Gd, Tb, Eu, and Sm, and an element selected from Ga and In, and at least one element selected among the rare earth metals is activated. The phosphor is excited by visible light or ultraviolet radiation emitted from the luminescent element, and therefore emits light. In addition to the YAG phosphor described above, z. Tb _2.95 Ce _0.05 Al ₅ O ₁₂ , Y _2.90 Ce _0.05 Tb _0.05 Al ₅ O ₁₂ , Y _2.94 Ce _0.05 Pr _0.01 Al ₅ O ₁₂ , Y _2.90 Ce _0.05 Pr _0.05 Al ₅ O ₁₂ or the like. Of these, at least two types of yttrium-aluminum oxide phosphors of different composition may be used, each containing Y and activated with Ce or Pr.
[0134] EingewünschtesweißesLicht kann sichtbar gemacht werden, indem Licht im blauen Bereich,das von dem Lumineszenzelement unter Verwendung eines Nitridverbindungshalbleitersals Lumineszenzschicht mit Licht im grünen und roten Spektralbereich oderLicht im gelben Bereich mit Grünfärbung oder Rotfärbung vermischtwird, das von einem Leuchtstoff mit gelber Körperfarbe zur Absorption desblauen Lichts emittiert wird. In der vorliegenden Ausführungsformkann das Lumineszenzelement einen Leuchtstoff als Pulver oder massivenStoff in verschiedenen Harzen enthalten, wie z. B. Epoxidharz, Acrylharzund Siliconharz, oder in einem lichtdurchlässigen anorgani schen Harz,wie z. B. Siliciumoxid, Aluminiumoxid, um die oben beschriebenenLichtanteile zu vermischen. Ein solches Material, das einen Leuchtstoffenthält,kann je nach Verwendung in verschiedenen Formen eingesetzt werden,z. B. als Punkte oder als Schicht, die dünn genug ausgebildet wird,um Licht von dem LED-Chip durchdringen zu lassen. Ein gewünschterFarbton, wie z. B. die Farbe von Glühlampenlicht und weiße Farbe,könnendurch unterschiedliche Einstellung des Verhältnisses, der Beschichtungsmenge,des Füllungsanteilsdes Leuchtstoffs und des lichtdurchlässigen anorganischen Materialssowie durch Auswahl der Emissionswellenlänge des Lumineszenzelementserzielt werden.OnedesiredwhiteLight can be made visible by light in the blue area,that of the luminescent element using a nitride compound semiconductoras a luminescent layer with light in the green and red spectral range orLight in the yellow area mixed with green color or red colorthat of a phosphor with yellow body color to absorb theblue light is emitted. In the present embodimentFor example, the luminescent element can be a phosphor as a powder or solidSubstance contained in different resins, such as. For example, epoxy, acrylic resinand silicone resin, or in a translucent inorganic resin,such as Example, silica, alumina, to those described aboveTo mix light components. Such a material, which is a phosphorcontainscan be used in different forms, depending on the applicationz. B. as dots or as a layer that is made thin enough,to let light from the LED chip penetrate. A desired oneHue, such as. B. the color of incandescent light and white color,canby varying the ratio, the amount of coating,the filling proportionof the phosphor and the translucent inorganic materialand by selecting the emission wavelength of the luminescent elementbe achieved.
[0135] Darüberhinauskann ein Lumineszenzbaustein, der Licht mit hohem Wirkungsgrad emittieren kann,hergestellt werden, indem jeweils entsprechend dem einfallendenLicht vom Lumineszenzelement nacheinander zwei oder mehrere Leuchtstoffartenaufgebracht werden. Das heißt,wenn das Lumineszenzelement ein reflektierendes Element enthält, kanndas reflektierte Licht rationell genutzt werden. Dies wird beispielsweiseerreicht, indem man ein Wellenlängenumwandlungselement,das einen Leuchtstoff enthält,der Licht in einem langwelligen Bereich absorbiert und langwelligesLicht emittieren kann, und ein anderes Wellenlängenumwandlungselement, daslängerwelligesLicht absorbiert und Licht mit viel längerer Wellenlänge emittierenkann, übereinanderstapelt.FurthermoreFor example, a luminescent device that can emit light with high efficiency,be prepared by each corresponding to the incidentLight from the luminescent element successively two or more types of phosphorbe applied. This means,if the luminescent element contains a reflective element canthe reflected light can be used efficiently. This will be for exampleachieved by using a wavelength conversion element,that contains a phosphor,the light is absorbed in a long wavelength range and long wavelengthCan emit light, and another wavelength conversion element, thelonger wavelengthAbsorbed light and emit light at a much longer wavelengthcan, stacked on top of each other.
[0136] BeiVerwendung von YAG-Leuchtstoff kann man einen Lumineszenzbausteinmit hohem Wirkungsgrad und ausreichender Lichtbeständigkeit auchin dem Fall erhalten, wo YAG-Leuchtstoffim Kontakt mit einem LED-Chip oder in großer Nähe des Chips mit einer Bestrahlungsstärke (Ee)im Bereich von 0,1 W·cm^–2 biseinschließlich1000 W·cm^–2 angeordnetwird.By using YAG phosphor, one can obtain a luminescent device with high efficiency and sufficient light resistance even in the case where YAG phosphor is in contact with an LED chip or in the vicinity of the chip having an irradiance (Ee) in the range of 0, 1 W · cm ^-2 up to and including 1000 W · cm ^{-2 is} arranged.
[0137] EinYAG-Leuchtstoff, der in der vorliegenden Ausführungsform eingesetzt wird,ist ein mit Cer aktivierter Yttrium-Aluminiumoxid-Leuchtstoff, derLicht im grünenSpektralbereich emittieren kann. Dieser YAG-Leuchtstoff hat eineGranatstruktur und ist daher hitze-, licht- und feuchtigkeitsbeständig, sodaß seineMaximum-Wellenlängedes Anregungs-Absorptionsspektrums in der Nähe des Bereichs von 420 nmbis 470 nm eingestellt werden kann. Außerdem emittiert dieser LeuchtstoffLicht mit einem breiten Emissionsspektrum, das bis zu etwa 700 nmabklingt, und einer Wellenlängemaximaler Emission, λp,von etwa 510 nm.OneYAG phosphor used in the present embodiment,is a cerium activated yttrium-alumina phosphor whichLight in the greenCan emit spectral range. This YAG phosphor has oneGarnet structure and is therefore heat, light and moisture resistant, sothat hisPeak Wavelengthof the excitation absorption spectrum near the 420 nm regioncan be set to 470 nm. In addition, this phosphor emitsLight with a broad emission spectrum, up to about 700 nmdecays, and a wavelengthmaximum emission, λp,of about 510 nm.
[0138] EinYAG-Leuchtstoff aus mit Cer aktiviertem Yttrium-Aluminiumoxid-Leuchtstoff, der Lichtim roten Bereich emittieren kann, hat gleichfalls eine Granatstrukturund ist daher hitze-, licht- und feuchtigkeitsbeständig, sodaß seineMaximum-Wellenlänge desAnregungs-Absorptionsspektrums in der Nähe des Bereichs von 420 nmbis 470 nm eingestellt werden kann. Außerdem emittiert dieser Leuchtstoff Lichtmit einem breiten Emissionsspektrum, das bis zu etwa 750 nm abklingt,und einer Wellenlängemaximaler Emission, λp,von etwa 600 nm.OneYag phosphor made of cerium-activated yttrium-aluminum oxide phosphor, the lightin the red area also has a garnet structureand is therefore resistant to heat, light and moisture, sothat hisMaximum wavelength of theExcitation absorption spectrum near the 420 nm regioncan be set to 470 nm. In addition, this phosphor emits lightwith a broad emission spectrum that decays up to about 750 nm,and a wavelengthmaximum emission, λp,of about 600 nm.
[0139] DasEmissionsspektrum eines YAG-Leuchtstoffs mit Granatstruktur verschiebtsich durch Substitution eines Teils von Al in seiner Zusammensetzungdurch Ga zu kürzerenWellenlängen,und verschiebt sich durch Substitution eines Teils von Y in seinerZusammensetzung durch Gd und/oder La zu längeren Wellenlängen. DurchVerändernder Zusammensetzung gemäß der obigenBeschreibung kann eine kontinuierliche Einstellung der Emissionsfarbeausgeführtwerden. Daher bietet YAG-Leuchtstoff mit Granatstruktur die idealeBedingung fürdie Umwandlung von Licht im weißenBereich durch Verwendung von blauem Licht, das von dem Nitridhalbleiteremittiert wird; beispielsweise kann die Lichtstärke auf der langwelligen Seitedurch den Anteil von Gd an der Zusammensetzung kontinuierlich verändert werden.Wenn der Substitutionsanteil Y kleiner als 20% ist, dann nimmt diegrüne Komponentein der Emission zu, und die rote Komponente nimmt ab. Wenn der Substitutionsanteilvon Y größer als80% ist, dann nimmt die rote Komponente in der Emission zu, aberdie Leuchtdichte fälltsteil ab.The emission spectrum of a garnet YAG phosphor shifts to shorter wavelengths by substituting part of Al in its composition with Ga, and shifts to longer wavelengths by substituting part of Y in its composition by Gd and / or La. By changing the composition as described above, continuous adjustment of the emission color can be carried out. Therefore, YAG-Leucht offers garnet-structured fabric is the ideal condition for converting light in the white region by using blue light emitted from the nitride semiconductor; For example, the light intensity on the long-wavelength side can be changed continuously by the proportion of Gd in the composition. If the substitution ratio Y is less than 20%, then the green component in the emission increases and the red component decreases. If the substitution proportion of Y is larger than 80%, then the red component in the emission increases, but the luminance drops steeply.
[0140] Entsprechendverschiebt sich das Anregungs-Absorptionsspektrum durch Substitutioneines Teils von Al durch Ga in der Zusammensetzung von YAG-Leuchtstoffmit Granatstruktur zur kurzwelligeren Seite, und durch Substitutioneines Teils von Y durch Gd und/oder La zur langwelligeren Seite.Die Maximum-Wellenlänge desAnregungs-Absorptionsspektrums von YAG-Leuchtstoff liegt vorzugsweise bei kürzeren Wellenlängen als derMaximum-Wellenlängedes Emissionsspektrums des Lumineszenzelements.Correspondingthe excitation absorption spectrum shifts by substitutiona part of Al by Ga in the composition of YAG phosphorwith garnet structure to the short-waved side, and by substitutionpart of Y by Gd and / or La to the longer wavelength side.The maximum wavelength of theExcitation absorption spectrum of YAG phosphor is preferably at shorter wavelengths than thatPeak Wavelengththe emission spectrum of the luminescent element.
[0141] Wennbei dieser Konstruktion der an dem Lumineszenzelement anliegendeelektrische Strom erhöhtwird, dann erreicht die Maximum-Wellenlänge des Anregungs-Absorptionsspektrumsannähernd dengleichen Wert wie die Maximum-Wellenlänge des Emissionsspektrumsdes Lumineszenzelements. Als Ergebnis kann man ein Lumineszenzelementerhalten, das imstande ist, eine Abweichung von der vorgesehenenChromatizitätbzw. Farbmeßzahlzu steuern, ohne die Anregungsausbeute des Leuchtstoffs zu verringern.Ifin this construction, the voltage applied to the luminescent elementincreased electrical currentthen reaches the maximum wavelength of the excitation absorption spectrumalmost thesame value as the maximum wavelength of the emission spectrumof the luminescent element. As a result, one can use a luminescent elementwhich is capable of deviating from the intended onechromaticityor colorimetryto control without reducing the excitation efficiency of the phosphor.
[0142] DasRohmaterial fürdie Herstellung eines solchen Leuchtstoffs wird so hergestellt,daß Oxide vonY, Gd, Ce, La, Al, Sm, Pr, Tb und Ga oder Verbindungen, die beihoher Temperatur in diese Oxide umgewandelt werden können, alsRohmaterialien fürY, Gd, Ce, La, Al, Sm, Pr, Tb und Ga entsprechend dem stöchiometrischenVerhältnisausreichend miteinander vermischt werden. Das Gemischmaterial kann auchdurch Auflösender Seltenerdmetalle Y, Gd, Ce, La, Sm, Pr und Tb in den stöchiometrischenVerhältnissenin einer Säure,um eine Lösungzu erhalten, durch Kopräzipitationbzw. Mitfällender Lösungmit Oxalsäureund Brennen des Kopräzipitats,um ein Oxid des Kopräzipitatszu erhalten, und anschließendesMischen mit Aluminiumoxid und Galliumoxid hergestellt werden. Daserhaltene Rohmaterial wird mit einem entsprechenden Anteil Fluoridvermischt, wie z. B. Ammoniumfluorid, das als Flußmittelverwendet wird, und in einen Tiegel gefüllt und bei Temperaturen von1350 bis 1450°Cin Luft 2 bis 5 Stunden gebrannt, um das gebrannte Material zu erhalten.Das gebrannte Material wird dann in der Kugelmühle in Wasser gemahlen, gewaschen,getrennt, getrocknet und schließlichgesiebt, um dadurch den Leuchtstoff zu erhalten.TheRaw material forthe preparation of such a phosphor is madethat oxides ofY, Gd, Ce, La, Al, Sm, Pr, Tb and Ga, or compounds which are available athigh temperature can be converted into these oxides, asRaw materials forY, Gd, Ce, La, Al, Sm, Pr, Tb and Ga corresponding to the stoichiometricrelationshipsufficiently mixed together. The mixture material can alsoby dissolvingof the rare earth metals Y, Gd, Ce, La, Sm, Pr and Tb in the stoichiometricconditionsin an acid,a solutionobtained by coprecipitationor felonythe solutionwith oxalic acidand burning the coprecipitate,around an oxide of the coprecipitateto receive, and subsequentMixing with alumina and gallium oxide are made. Theobtained raw material is fluoride with a corresponding proportionmixed, such. As ammonium fluoride, as a fluxis used and filled in a crucible and at temperatures of1350 to 1450 ° Cfired in air for 2 to 5 hours to obtain the fired material.The fired material is then ground in the ball mill in water, washed,separated, dried and finallysieved to thereby obtain the phosphor.
[0143] Beidem Produktionsverfahren des Leuchtstoffs in einer anderen Ausführungsformwird das Brennen vorzugsweise in zwei Schritten ausgeführt. Dererste Schritt schließtdas Brennen des Rohmaterialgemischs für den Leuchtstoff und das Flußmittelin Luft oder in einer schwach reduzierenden Atmosphäre ein.Der zweite Schritt schließtdas Brennen dieser Materialien in einer reduzierenden Atmosphäre ein. Eineschwach reduzierende Atmosphärebedeutet hierbei eine Atmosphäre,die mindestens die notwendige Sauerstoffmenge für den Reaktionsprozeß zur Bildungeines gewünschtenLeuchtstoffs aus dem Rohmaterialgemisch enthält. Durch Ausführen des erstenBrennschritts in der schwach reduzierenden Atmosphäre, bisdie Bildung der gewünschtenStruktur fürden Leuchtstoff abgeschlossen ist, können eine Schwärzung desLeuchtstoffs und Verschlechterung seines Lichtabsorptionsgradesverhindert werden. Ferner bedeutet die reduzierende Atmosphäre im zweitenBrennschritt eine reduzierende Atmosphäre mit stärkerem Reduktionsgrad als demder oben diskutierten schwach reduzierenden Atmosphäre. Aufdiese Weise kann man durch Brennen in zwei Schritten einen Leuchtstoffmit hervorragendem Absorptionsgrad der Anregungswellenlänge erhalten.atthe production process of the phosphor in another embodimentthe firing is preferably carried out in two steps. Of thefirst step closesburning the raw material mixture for the phosphor and the fluxin air or in a low reducing atmosphere.The second step closesburning of these materials in a reducing atmosphere. Aslightly reducing atmospherethis means an atmospherethe at least the necessary amount of oxygen for the reaction process for formationa desired oneContains phosphor from the raw material mixture. By executing the firstBurning step in the low reducing atmosphere, untilthe formation of the desiredStructure forthe phosphor is complete, can cause blackening of thePhosphorus and deterioration of its light absorptionbe prevented. Furthermore, the reducing atmosphere in the second meansFiring step a reducing atmosphere with greater degree of reduction than thatthe weakly reducing atmosphere discussed above. OnThis way you can create a fluorescent by firing in two stepsobtained with excellent absorption of the excitation wavelength.
[0144] Wenndaher unter Verwendung eines solchen Leuchtstoffs, der gemäß der obigenBeschreibung hergestellt wird, ein Lumineszenzbaustein erzeugt wird,dann kann der Leuchtstoffanteil, der zum Erzielen des gewünschtenFarbtons notwendig ist, reduziert und gleichzeitig eine hervorragende Lichtausbeuteerzielt werden.Iftherefore, using such a phosphor as described in the aboveDescription is produced, a luminescent module is generated,then the phosphor content necessary to achieve the desiredShades is necessary, while reducing excellent light outputbe achieved.
[0145] Mindestenszwei Arten von Yttrium-Aluminiumoxid-Leuchtstoffen, die mit Cer aktiviertwerden und unterschiedliche Zusammensetzungen aufweisen, können imGemisch oder einzeln eingebracht werden. Wenn die Leuchtstoffe einzelnverwendet werden, sind die Leuchtstoffe vorzugsweise nacheinandereinzubringen. Das heißt,ein Leuchtstoff, der mit höheremWirkungsgrad Licht mit kürzererWellenlängeabsorbiert und emittiert, wird näheran dem Lumineszenzelement eingebracht als ein Leuchtstoff, der mithöheremWirkungsgrad Licht mit längerer Wellenlänge absorbiertund emittiert. Durch diese Anordnung kann Licht mit hohem Wirkungsgradabsorbiert und emittiert werden.At leasttwo types of yttrium-aluminum oxide phosphors that activates with ceriumcan be and have different compositions, inMixture or individually introduced. When the phosphors singlyare used, the phosphors are preferably sequentiallycontribute. This means,a fluorescent, with a higherEfficiency light with shorterwavelengthabsorbed and emitted becomes closerintroduced at the luminescent element as a phosphor, which withhigherEfficiency absorbed light with longer wavelengthand emitted. By this arrangement, light with high efficiencyabsorbed and emitted.
[0146] Alserfindungsgemäßer Leuchtstoffkann ein Nitrid-Leuchtstoffverwendet werden. Hierbei enthält einNitrid-LeuchtstoffN, mindestens ein unter Be, Mg, Ca, Sr, Ba und Zn ausgewähltes Elementund mindestens ein unter C, Si, Ge, Sn, Ti, Zr und Hf ausgewähltes Elementund wird mit mindestens einem Element aktiviert, das unter den Seltenerdmetallenausgewähltist. Darüberhinausist der in der vorliegenden Ausführungsformverwendete Nitrid-Leuchtstoff ein Leuchtstoff, der durch Absorptiondes von dem Lumineszenzelement emittierten sichtbaren Lichts undultravioletten Lichts und des von dem YAG-Leuchtstoff emittiertenLichts angeregt wird und Licht emittiert.As the phosphor of the present invention, a nitride phosphor can be used. Here, a nitride phosphor N contains at least one element selected from Be, Mg, Ca, Sr, Ba and Zn and at least one selected from C, Si, Ge, Sn, Ti, Zr and Hf selected element and is activated with at least one element selected among the rare earth elements. Moreover, the nitride phosphor used in the present embodiment is a phosphor which is excited by absorbing the visible light and ultraviolet light emitted from the luminescent element and the light emitted from the YAG phosphor, and emits light.
[0147] DerartigeLeuchtstoffe könnenin verschiedenen Kombinationen hergestellt werden. Typische Beispielesolcher Leuchtstoffe weisen die folgenden Systeme auf: das Ca-Ge-N:Eu,Z-System, das Sr-Ge-N:Eu,Z-System, das Sr-Ca-Ge-N:Eu, Z-System, das Ca-Ge-O-N:Eu, Zn-System,das Sr-Ge-O-N:Eu,Z-System, das Sr-Ca-Ge-O-N:Eu, Z-System, das Ba-Si-N:Eu,Z-System,das Sr-Ba-Si-N:Eu,Z-System, das Ba-Si-O-N:Eu, Z-System, das Sr-Ba-Si-O-N:Eu, Z-System, das Ca-Si-C-N:Eu,Z-System, das Sr-Si-C-N:Eu, Z-System,das Sr-Ca-Si-C-N:Eu, Z-System, das Ca-Si-C-O-N:Eu, Z-System, das Sr-Si-C-O-N:Eu, Z-System,das Sr-Ca-Si-C-O-N:Eu, N-System,das Mg-Si-N:Eu, Z-System, das Mg-Ca-Sr-Si-N:Eu, Z-System, das Sr-Mg-Si-N:Eu,N-System, das Mg-Si-O-N:Eu, Z-System, das Mg-Ca-Sr-Si-O-N:Eu, Z-System, das Sr-Mg-Si-O-N:Eu,Z-System, das Ca-Zn-Si-C-N:Eu,Z-System, das Sr-Zn-Si-C-N:Eu, Z-System, das Sr-Ca-Zn-Si-C-N:Eu, Z-System,das Ca-Zn-Si-C-O-N:Eu, Z-System, das Sr-Zn-Si-C-O-N:Eu, Z-System, das Sr-Ca-Zn-Si-C-O-N:Eu,Z-System, das Mg-Zn-Si-N:Eu, Z-System, das Mg-Ca-Zn-Sr-Si-N:Eu,Z-System, das Sr-Zn-Mg-Si-N:Eu, Z-System, das Mg-Zn-Si-O-N:Eu, Z-System,das Mg-Ca-Zn-Sr-Si-O-N:Eu, Z-System, das Sr-Mg-Zn-Si-O-N:Eu, Z-System, das Ca-Zn-Si-Sn-C-N:Eu-System,das Sr-Zn-Si-Sn-C-N:Eu,Z-System, das Sr-Ca-Zn-Si-Sn-C-N:Eu, Z-System, das Ca-Zn-Si-Sn-C-O-N:Eu, Z-System,das Sr-Zn-Si-Sn-C-O-N:Eu, Z-System, das Sr-Ca-Zn-Si-Sn-C-O-N:Eu,Z-System, das Mg-Zn-Si-Sn-N:Eu, Z-System, das Mg-Ca-Zn-Sr-Si-Sn-N:Eu,Z-System, das Sr-Zn-Mg-Si-Sn-N:Eu,Z-System, das Mg-Zn-Si-Sn-O-N:Eu, Z-System, das Mg-Ca-Zn-Sr-Si-Sn-O-N:Eu,Z-System und das Sr-Mg-Zn-Si-Sn-O-N:Eu, Z-System.suchPhosphors canbe made in different combinations. Typical examplesSuch phosphors include the following systems: the Ca-Ge-N: Eu,Z-system, the Sr-Ge-N: Eu,Z system, the Sr-Ca-Ge-N: Eu, Z system, the Ca-Ge-O-N: Eu, Zn system,Sr-Ge-O-N: Eu, Z system, Sr-Ca-Ge-O-N: Eu, Z system, Ba-Si-N: Eu, Z system,the Sr-Ba-Si-N: Eu,Z-system, Ba-Si-O-N: Eu, Z-system, Sr-Ba-Si-O-N: Eu, Z-system, Ca-Si-C-N: Eu,Z system, the Sr-Si-C-N: Eu, Z system,the Sr-Ca-Si-C-N: Eu, Z system, the Ca-Si-C-O-N: Eu, Z system, the Sr-Si-C-O-N: Eu, Z system,the Sr-Ca-Si-C-O-N: Eu, N system,the Mg-Si-N: Eu, Z system, the Mg-Ca-Sr-Si-N: Eu, Z system, the Sr-Mg-Si-N: Eu,N-system, the Mg-Si-O-N: Eu, Z system, the Mg-Ca-Sr-Si-O-N: Eu, Z system, the Sr-Mg-Si-O-N: Eu,Z-system, the Ca-Zn-Si-C-N: Eu,Z system, the Sr-Zn-Si-C-N: Eu, Z system, the Sr-Ca-Zn-Si-C-N: Eu, Z system,the Ca-Zn-Si-C-O-N: Eu, Z system, the Sr-Zn-Si-C-O-N: Eu, Z system, the Sr-Ca-Zn-Si-C-O-N: Eu,Z system, the Mg-Zn-Si-N: Eu, Z system, the Mg-Ca-Zn-Sr-Si-N: Eu,Z system, the Sr-Zn-Mg-Si-N: Eu, Z system, the Mg-Zn-Si-O-N: Eu, Z system,the Mg-Ca-Zn-Sr-Si-ON: Eu, Z system, the Sr-Mg-Zn-Si-ON: Eu, Z system, the Ca-Zn-Si-Sn-CN: Eu system .Sr-Zn-Si-Sn-C-N: Eu,Z system, the Sr-Ca-Zn-Si-Sn-C-N: Eu, Z system, the Ca-Zn-Si-Sn-C-O-N: Eu, Z system,the Sr-Zn-Si-Sn-C-O-N: Eu, Z system, the Sr-Ca-Zn-Si-Sn-C-O-N: Eu,Z-system, the Mg-Zn-Si-Sn-N: Eu, Z system, the Mg-Ca-Zn-Sr-Si-Sn-N: Eu,Z-system, the Sr-Zn-Mg-Si-Sn-N: Eu,Z system, the Mg-Zn-Si-Sn-O-N: Eu, Z system, the Mg-Ca-Zn-Sr-Si-Sn-O-N: Eu,Z system and the Sr-Mg-Zn-Si-Sn-O-N: Eu, Z system.
[0148] Hierbeistellt Z die Seltenerdmetalle dar und enthält vorzugsweise mindestenseines der Elemente Y, La, Ce, Pr, Nd, Gd, Tb, Cy, Ho, Er und Lu.Z kann jedoch auch Sc, Sm, Tm und Yb enthalten. Diese Seltenerdmetallewerden den Rohmaterialien als Elementarsubstanz oder als Oxid, Imidoder Amid beigemischt. Die Seltenerdmetalle weisen hauptsächlich diestabile dreiwertige Elektronenstruktur auf. Yb, Sm usw. können jedochdie zweiwertige Elektronenstruktur aufweisen, und Ce, Pr, Tb usw. weisendie vierwertige Elektronenstruktur auf.in this connectionZ represents the rare earth metals and preferably contains at leastone of the elements Y, La, Ce, Pr, Nd, Gd, Tb, Cy, Ho, Er and Lu.However, Z may also contain Sc, Sm, Tm and Yb. These rare earth metalsbecome the raw materials as elementary substance or as oxide, imideor amide added. The rare earth metals mainly have thestable trivalent electronic structure on. Yb, Sm etc., however, canhave the bivalent electronic structure, and Ce, Pr, Tb, etc. havethe tetravalent electron structure.
[0149] Wennein Oxid eines Seltenerdmetalls verwendet wird, beeinflußt der Sauerstoffdas Lumineszenzverhalten des Leuchtstoffs. Das heißt, derEinschluß vonSauerstoff kann eine Verschlechterung der Leuchtdichte verursachen.Andererseits liegt ein Vorteil in der Verkürzung des Nachleuchtens unddergleichen. Bei Verwendung von Mn vergrößert sich jedoch der Teilchendurchmesserdurch die Flußmittelwirkungvon Mn und 0, so daß dieLeuchtdichte verbessert werden kann.Ifan oxide of a rare earth metal is used, the oxygen affectsthe luminescence behavior of the phosphor. That is, theInclusion ofOxygen can cause a deterioration of the luminance.On the other hand, there is an advantage in shortening the afterglow andlike. However, when using Mn, the particle diameter increasesby the flux effectfrom Mn and 0, so that theLuminance can be improved.
[0150] ZumBeispiel wird La als Koaktivierungsmittel verwendet. Lanthanoxid(La₂O₃) ist einweißer Kristallund wandelt sich unter Lufteinwirkung schnell in das Karbonat um.Daher wird Lanthanoxid in einer inerten Gasatmosphäre gehalten.Zum Beispiel wird Pr als Koaktivierungsmittel eingesetzt. Im Unterschiedzu dem typischen Seltenerdoxid Z₂O₃ ist Praseodymoxid (Pr₆O₁₁) ein nichtstöchiometrisches Oxid und wirddurch Erhitzen des Oxalats, des Hydroxids, des Karbonats und dergleichenvon Praseodym in Luft auf annähernd800°C alsschwarzes Pulver mit der Zusammensetzung Pr₆O₁₁ gewonnen. Pr₆O₁₁ dient als Ausgangsmaterial der Synthesevon Praseodym-Verbindungen, und hochreines Pr₆O₁₁ ist auf dem Markt erhältlich.For example, La is used as the coactivator. Lanthanum oxide (La ₂ O ₃ ) is a white crystal that quickly converts to carbonate under the action of air. Therefore, lanthanum oxide is kept in an inert gas atmosphere. For example, Pr is used as a coactivating agent. Unlike the typical rare earth oxide Z ₂ O ₃ , praseodymium oxide (Pr ₆ O ₁₁ ) is a non-stoichiometric oxide and is prepared by heating the oxalate, hydroxide, carbonate and the like of praseodymium in air to approximately 800 ° C as a black powder having the composition Won Pr ₆ O ₁₁ . Pr ₆ O ₁₁ serves as the starting material for the synthesis of praseodymium compounds, and high purity Pr ₆ O ₁₁ is available on the market.
[0151] Derbei der vorliegenden Erfindung eingesetzte Leuchtstoff gehört besonderszum Siliciumnitrid-System, wie z. B. Sr-Ca-Si-N:Eu, Ca-Si-N:Eu, Sr-Si-N:Eu,Sr-Ca-Si-O-N:Eu, Ca-Si-O-N:Eu, Sr-Si-O-N:Eu,mit Zusatz von Mn. Die Grundzusammensetzung dieses Leuchtstoffswird in der allgemeinen Formel L_XSi_YN_(2/3X+4/3Y):Euoder L_XSi_YO_ZN_{(2/3X+4/3Y-2/3Z)}:Eubeschrieben (L bedeutet Sr und Ca, oder Sr oder Ca) (sowohl Sr alsauch Ca, oder entweder Sr oder Ca). In der allgemeinen Formel erfüllen X undY vorzugsweise die Bedingungen X=2, Y=5 oder X=1, Y=7; jedoch kannauch ein beliebiger Wert angewandt werden. Konkret werden vorzugsweiseLeuchtstoffe mit den Grundzusammensetzun gen eingesetzt, die als(Sr_XCa_1-X)₂Si₅N₈:Eu, Sr₂Si₅N₈:Eu,Ca₂Si₅N₈:Eu,Sr_XCa_1-XSi₇N₁₀:Eu, SrSi₇N₁₀:Eu und CaSi₇N₁₀:Eu beschriebenwerden, jeweils mit Zusatz von Mn; jedoch kann die Zusammensetzungdes Leuchtstoffs mindestens ein Element enthalten, das aus der Gruppeausgewähltist, die aus Mg, Sr, Ca, Ba, Zn, B, Al, Cu, Mn, Cr und Ni besteht.Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht als Einschränkung desUmfangs der Ausführungsformund des Beispiels aufzufassen.The phosphor used in the present invention belongs particularly to the silicon nitride system, such as. Sr-Ca-Si-N: Eu, Ca-Si-N: Eu, Sr-Si-N: Eu, Sr-Ca-Si-ON: Eu, Ca-Si-ON: Eu, Sr-Si. ON: Eu, with the addition of Mn. The basic composition of this phosphor is described in the general formula L _X Si _Y N _{(2 / 3X + 4 / 3Y)} : Eu or L _X Si _Y O _Z N _{(2 / 3X + 4 / 3Y-2 / 3Z)} : Eu ( L is Sr and Ca, or Sr or Ca) (both Sr and Ca, or either Sr or Ca). In the general formula, X and Y preferably satisfy the conditions X = 2, Y = 5 or X = 1, Y = 7; however, any value can be used. Specifically, phosphors having the basic compositions used as (Sr _x Ca _1-X ) ₂ Si ₅ N ₈ : Eu, Sr ₂ Si ₅ N ₈ : Eu, Ca ₂ Si ₅ N ₈ : Eu, Sr _x Ca ₁ are preferably used _-X Si ₇ N ₁₀ : Eu, SrSi ₇ N ₁₀ : Eu and CaSi ₇ N ₁₀ : Eu are described, each with the addition of Mn; however, the composition of the phosphor may contain at least one element selected from the group consisting of Mg, Sr, Ca, Ba, Zn, B, Al, Cu, Mn, Cr, and Ni. However, the present invention should not be construed as limiting the scope of the embodiment and the example.
[0152] Lbedeutet Sr und Ca, oder Sr oder Ca (d. h. sowohl Sr als auch Ca,oder entweder Sr oder Ca). Das Verhältnis von Sr und Ca kann entsprechendder Zielstellung verändertwerden.Lmeans Sr and Ca, or Sr or Ca (i.e., both Sr and Ca,or either Sr or Ca). The ratio of Sr and Ca can be correspondinglythe objective changedbecome.
[0153] DurchBeimengen von Si zu der Zusammensetzung kann man einen Leuchtstoffvon guter Kristallinitätzu einem mäßigen Preiserhalten.By adding Si to the together You can get a phosphor of good crystallinity at a moderate price.
[0154] Europium,Eu, ein Seltenerdmetall, wird für dasLumineszenzzentrum verwendet. Europium weist typischerweise zweiwertigeund dreiwertige Energieniveaus auf. In dem erfindungsgemäßen Leuchtstoffwird Eu²⁺ als Aktivator für das Ausgangsmaterialvon Siliciumnitrid auf Erdalkalimetall-Basis verwendet. Eu²⁺ ist oxidationsempfindlich und auf demMarkt als dreiwertiges Eu₂O₃ erhältlich.Bei dem im Handel erhältlichenEu₂O₃ ist jedochdie Beteiligung von O groß,und es ist schwierig, einen wünschenswertenLeuchtstoff zu erhalten. Daher ist es wünschenswert, O vor Gebrauchaus Eu₂O₃ zu entfernen.Zum Beispiel ist die Verwendung von elementarem Europium oder Europiumnitriderwünscht.Bei Zusatz von Mn braucht dies jedoch nicht gültig zu sein.Europium, Eu, a rare earth metal, is used for the luminescence center. Europium typically has bivalent and trivalent energy levels. In the phosphor of the present invention, Eu ^{2+ is used} as an activator for the raw material of alkaline earth metal based silicon nitride. Eu ²⁺ is sensitive to oxidation and is available on the market as trivalent Eu ₂ O ₃ . However, in the commercially available Eu ₂ O ₃ , the contribution of O is large, and it is difficult to obtain a desirable phosphor. Therefore, it is desirable to remove O from Eu ₂ O ₃ before use. For example, the use of elemental europium or europium nitride is desired. With the addition of Mn, however, this need not be valid.
[0155] TypischeBeispiele der herstellbaren Leuchtstoffe weisen auf: Sr₂Si₅N₈:Eu,Pr,Ba₂Si₅N₈:Eu,Pr,Mg₂Si₅N₈:Eu,Pr, Zn₂Si₅N₈:Eu,Pr,SrSi₇N₁₀:Eu,Pr,BaSi₇N₁₀:Eu,Ce, MgSi₇N₁₀:Eu,Ce, ZnSi₇N₁₀:Eu,Ce, Sr₂Ge₅N₈:Eu,Ce, Ba₂Ge₅N₈:Eu,Pr,Mg₂Ge₅N₈:Eu,Pr,Zn₂Ge₅N₈:Eu,Pr, SrGe₇N₁₀:Eu,Ce, BaGe₇N₁₀:Eu,Pr, MgGe₇N₁₀:Eu,Pr, ZnGe₇N₁₀:Eu,Ce, Sr_1,8Ca_0,2Si₅N₈:Eu,Pr, Ba_1,8Ca_0,2Si₅N₈:Eu,Ce, Mg_1,8 Ca_0,2Si₅N₈:Eu,Pr, Zn_1,8Ca_0,2Si₅N₈:Eu,Ce, Sr_0,8Ca_0,2Si₇N₁₀:Eu,La, Ba_0,8 Ca_0,2Si₇N₁₀:Eu,La, Mg_0,8Ca_0,2S₇N₁₀:Eu,Nd, Zn_0,8Ca_0,2S₇N₁₀:Eu,Nd, Sr_0,8Ca_0,2Ge₇N₁₀:Eu,Tb, Ba_0,8Ca_0,2Ge₇N₁₀:Eu,Tb, Mg_0,8Ca_0,2Ge₇N₁₀:Eu,Pr, Zn_0,8Ca_0,2Ge₇N₁₀:Eu,Pr, Sr_0,8Ca_0,2Si₆GeN₁₀:Eu,Pr, Ba_0,8Ca_0,2Si₆GeN₁₀: Eu,Pr, Mg_0,8Ca_0,2Si₆BaN₁₀:Eu,Y, Zn_0,8Ca_0,2Si₆GeN₁₀:Eu,Y, Sr₂Si₅N₈:Pr,Ba₂Si₅N₈:Pr, Sr₂Si₅N₈:Tb,BaGe₇N₁₀:Ce. Dievorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die obigen Beispielebeschränkt.Typical examples of the producible phosphors include: Sr ₂ Si ₅ N ₈ : Eu, Pr, Ba ₂ Si ₅ N ₈ : Eu, Pr, Mg ₂ Si ₅ N ₈ : Eu, Pr, Zn ₂ Si ₅ N ₈ : Eu, Pr, SrSi ₇ N ₁₀ : Eu , Pr, BaSi ₇ N ₁₀ : Eu, Ce, MgSi ₇ N ₁₀ : Eu, Ce, ZnSi ₇ N ₁₀ : Eu, Ce, Sr ₂ Ge ₅ N ₈ : Eu, Ce, Ba ₂ Ge ₅ N ₈ : Eu, Pr, Mg ₂ Ge ₅ N ₈ : Eu, Pr, Zn ₂ Ge ₅ N ₈ : Eu, Pr, SrGe ₇ N ₁₀ : Eu, Ce, BaGe ₇ N ₁₀ : Eu, Pr, MgGe ₇ N ₁₀ : Eu, Pr , ZnGe ₇ N ₁₀ : Eu, Ce, Sr _1.8 Ca _0.2 Si ₅ N ₈ : Eu, Pr, Ba _1.8 Ca _0.2 Si ₅ N ₈ : Eu, Ce, Mg _1.8 Ca _{0 , 2} Si ₅ N ₈ : Eu, Pr, Zn _1.8 Ca _0.2 Si ₅ N ₈ : Eu, Ce, Sr _0.8 Ca _0.2 Si ₇ N ₁₀ : Eu, La, Ba _0.8 Ca _0.2 Si ₇ N ₁₀ : Eu, La, Mg _0.8 Ca _0.2 S ₇ N ₁₀ : Eu, Nd, Zn _0.8 Ca _0.2 S ₇ N ₁₀ : Eu, Nd, Sr _0.8 Ca _0.2 Ge ₇ N ₁₀ : Eu, Tb, Ba _0.8 Ca _0.2 Ge ₇ N ₁₀ : Eu, Tb, Mg _0.8 Ca _0.2 Ge ₇ N ₁₀ : Eu, Pr, Zn _{0, 8} Ca _0.2 Ge ₇ N ₁₀ : Eu, Pr, Sr _0.8 Ca _0.2 Si ₆ GeN ₁₀ : Eu, Pr, Ba _0.8 Ca _0.2 Si ₆ GeN ₁₀ : Eu, Pr, Mg _{0 , 8} Ca _0.2 Si ₆ BaN ₁₀ : Eu, Y, Zn _0.8 Ca _0.2 Si ₆ GeN ₁₀ : Eu, Y, Sr ₂ Si ₅ N ₈ : Pr, Ba ₂ Si ₅ N ₈ : Pr, Sr ₂ Si ₅ N ₈ : Tb, BaGe ₇ N ₁₀ : Ce. However, the present invention is not limited to the above examples.
[0156] Mn,ein Zusatzstoff, beschleunigt die Diffusion von Eu²⁺ undverbessert dadurch die Lichtausbeute, wie z. B. die Lumineszenzhelligkeit,die Energieausbeute und die Quantenausbeute. Mn wird einem Rohmaterialbeigemengt, oder elementares Mn oder eine Mn-Verbindung wird während desHerstellungsverfahrens beigemengt und zusammen mit den Rohmaterialiengebrannt. Nach dem Brennen ist jedoch Mn nicht enthalten, oder unterden Grundbestandteil-Elementen bleibt im Vergleich zum Anfangsgehaltnur ein kleiner Mn-Anteil zurück.Dies wird so aufgefaßt,daß Mnsich im Brennprozeß zerstreuthat.Mn, an additive, accelerates the diffusion of Eu ²⁺ and thereby improves the light output, such. As the Lumineszenzhelligkeit, the energy yield and the quantum yield. Mn is added to a raw material, or elemental Mn or Mn compound is added during the manufacturing process and fired together with the raw materials. However, after firing, Mn is not included, or among the basic constituent elements, only a small amount of Mn is left compared to the initial content. This is understood to mean that Mn has dispersed in the firing process.
[0157] Inden Grundbestandteil-Elementen oder zusammen mit den Grundbestandteil-Elementendes Leuchtstoffs ist zumindest ein Element enthalten, das aus derGruppe ausgewähltist, die aus Mg, Gs, In, Li, Na, K, Re, Mo, Fe, Sr, Ca, Ba, Zn,B, Al, Cu, Mn, Cr, O und Ni besteht. Diese Elemente haben Auswirkungen,wie z. B. die Vergrößerung derTeilchengröße oderdie Verbesserung der Leuchtdichte. Außerdem weisen B, Al, Mg, Crund Ni Eigenschaften auf, die das Nachleuchten bzw. die Phosphoreszenzeinschränkenkönnen.Inthe basic constituent elements or together with the basic constituent elementsof the phosphor is at least one element contained from theGroup selectedconsisting of Mg, Gs, In, Li, Na, K, Re, Mo, Fe, Sr, Ca, Ba, Zn,B, Al, Cu, Mn, Cr, O and Ni. These elements have effectssuch as B. the enlargement ofParticle size orthe improvement of the luminance. In addition, B, Al, Mg, Crand Ni characteristics on the afterglow or the phosphorescencerestrictcan.
[0158] Dieoben beschriebenen Nitrid-Leuchtstoffe absorbieren einen Teil desblauen Lichts, das von dem Lumineszenzelement emittiert wird, undemittieren Licht vom gelben Bereich bis zum roten Bereich. Bei Verwendungeines Nitrid-Leuchtstoffs zusammen mit einem YAG-Leuchtstoff indem Lumineszenzbaustein mit der oben beschriebenen Konstruktionwird ein Lumineszenzbaustein bereitgestellt, der weißes Lichtmit einem warmen Farbton mischen kann. Diese Lichtfarbe wird erzeugt,indem das von dem Lumineszenzelement emittierte blaue Licht unddas von dem Nitrid-Leuchtstoff emittierte Licht im gelben bis rotenBereich vermischt werden. Der dem Baustein zugesetzte Leuchtstoff,der kein Nitrid-Leuchtstoff ist, enthält vorzugsweise mit Cer aktiviertenYttrium-Aluminiumoxid-Leuchtstoff. Der Grund dafür ist, daß durch Beimengen des Yttrium-Aluminiumoxid-Leuchtstoffseine gewünschteChromatizitätbzw. Farbmeßzahlerzielt werden kann.TheNitride phosphors described above absorb some of theblue light emitted from the luminescent element, andemit light from the yellow area to the red area. Usinga nitride phosphor together with a YAG phosphor inthe luminescent device with the construction described abovea luminescent device is provided, the white lightmix with a warm color. This light color is generatedby the blue light emitted by the luminescent element andthe light emitted by the nitride phosphor in yellow to redArea are mixed. The phosphor added to the building block,which is not a nitride phosphor, preferably contains cerium activatedYttrium aluminum oxide phosphor. The reason for this is that by incorporating the yttrium-aluminum oxide phosphora desired onechromaticityor colorimetrycan be achieved.
[0159] Dermit Cer aktivierte Yttrium-Aluminiumoxid-Leuchtstoff absorbierteinen Teil des blauen Lichts, das von dem Lumineszenzelement emittiert wird,und emittiert Licht im gelben Bereich. Hierbei werden das von demLumineszenzelement emittierte blaue Licht und das von dem Yttrium-Aluminiumoxid-Leuchtstoff emittiertegelbe Licht vermischt. Auf diese Weise wird bläulichweißes Licht emittiert. Daherwerden sowohl dieser Yttrium-Aluminiumoxid-Leuchtstoff als auchein Leuchtstoff, der rotes Licht emittiert, in dem lichtdurchlässigen Beschichtungselement 101 vermischt.Auf diese Weise kann der Lumineszenzbaustein, der Mischlicht imweißen Bereichemittiert, durch Kombination des von den Leuchtstoffen emittiertenLichts und des von dem Lumineszenzelement emittierten blauen Lichtsbereitgestellt werden.The cerium activated yttrium-aluminum oxide phosphor absorbs a part of the blue light emitted from the luminescent element and emits light in the yellow region. Here, the blue light emitted from the luminescent element and the yellow light emitted from the yttrium-aluminum oxide phosphor are mixed. In this way bluish white light is emitted. Therefore, both this yttrium-aluminum oxide phosphor and a phosphor emitting red light become in the light-transmissive coating member 101 mixed. In this way, the luminescent device emitting mixed light in the white region can be provided by combining the light emitted from the phosphors and the blue light emitted from the luminescent element.
[0160] Für den Lumineszenzbausteinist besonders wünschenswert,daß dieEmissionsfarbe weiß istund seine Farbmeßzahlauf dem geometrischen Ort des schwarzen Körpers liegt. Die Anteile vonYttrium-Aluminiumoxid-Leuchtstoff und dem Leuchtstoff, der rotesLicht emittiert, könnenjedoch beliebig eingestellt werden, um den Lumineszenzbaustein miteiner gewünschtenFarbtemperatur zu erhalten. Der Lumineszenzbaustein, der ein Mischlichtim weißenBereich emittiert, ist so ausgelegt, daß er den speziellen FarbwiedergabeindexR9 verbessert.For the luminescent moduleis particularly desirablethat theEmission color is whiteand its colorimetrylies on the geometric location of the black body. The shares ofYttrium Alumina Phosphor and Fluorescent, the RedLight emitted, canHowever, be set arbitrarily to the luminescent device witha desired oneTo obtain color temperature. The luminescent device, which is a mixed lightin whiteArea emitted is designed so that it has the special color rendering indexR9 improved.
[0161] EinherkömmlicherLumineszenzbaustein emittiert Licht im weißen Bereich, wobei er nur die Kombinationaus dem Element, das blaues Licht emittiert, und mit Cer aktiviertemYttrium-Aluminiumoxid-Leuchtstoff verwendet, und liefert den speziellen FarbwiedergabeindexR9 von annäherndnull in der Näheder Farbtemperatur Tcp von 4600 K, so daß das rote Element unzureichendist. Aus diesem Grunde war das Ziel eine Verbesserung des speziellen FarbwiedergabeindexR9. Bei der vorliegenden Erfindung kann der spezielle FarbwiedergabeindexR9 in der Näheder Farbtemperatur Tcp von 4600 K auf annähernd 40 verbessert werden,indem ein Leuchtstoff, der rotes Licht emittiert, und Yttrium-Aluminiumoxid-Leuchtstoffverwendet werden.A conventional luminescent device emits light in the white region using only the combination of the element emitting blue light and cerium activated yttrium-aluminum oxide phosphor and provides the specific color rendering index R9 of approximately zero in FIG Near the color temperature Tcp of 4600 K, so that the red element is insufficient. For this reason, the goal was to improve the special color rendering index R9. In the present invention, the specific color rendering index R9 in the vicinity of the color temperature Tcp can be improved from 4600 K to approximately 40 by using a phosphor emitting red light and yttrium-aluminum oxide phosphor.
[0162] Alsnächsteswird das Herstellungsverfahren des erfindungsgemäßen Leuchtstoffs ((Sr_XCa_1-X)₂Si₅N₈:Eu) beschrieben,je doch ist das Herstellungsverfahren nicht auf das beschriebene Verfahrenbeschränkt.Der oben beschriebene Leuchtstoff enthält Mn und O.Next, the production method of the phosphor of the present invention ((Sr _X Ca _1-X ) ₂ Si ₅ N ₈ : Eu) will be described, but the production method is not limited to the described method. The above-described phosphor contains Mn and O.
[0163] DieRohstoffe Sr und Ca werden gemahlen. Vorzugsweise wird elementaresSr und Ca fürdie Rohstoffe verwendet, jedoch kann auch eine Verbindung eingesetztwerden, wie z. B. ein Imid und ein Amid. Außerdem können die Rohstoffe B, Al, Cu,Mg, Mn, MnO, Mn₂O₃,Al₂O₃ oder dergleichenin den Rohstoffen von Sr und Ca enthalten sein. Die Rohstoffe vonSr und Ca werden in einer Manipulationskammer unter Argonatmosphäre gemahlen.Der mittlere Teilchendurchmesser von gemahlenem Sr und Ca beträgt vorzugsweiseetwa 0,1 μmbis 15 μm,ist jedoch nicht auf diesen Bereich beschränkt. Die Reinheit von Sr undCa beträgtvorzugsweise 2 N und mehr, ist jedoch nicht auf diesen Reinheitsgradbeschränkt.Um den gemischten Zustand zu verbessern, kann ein Rohstoff hergestelltwerden, indem aus mindestens einer der metallischen KomponentenCa, Sr und Eu eine Legierung hergestellt und dann daraus eine Nitridverbindunggebildet und gemahlen wird.The raw materials Sr and Ca are ground. Preferably, elemental Sr and Ca are used for the raw materials, however, a compound can also be used, such as. An imide and an amide. In addition, the raw materials B, Al, Cu, Mg, Mn, MnO, Mn ₂ O ₃ , Al ₂ O ₃ or the like may be contained in the raw materials of Sr and Ca. The raw materials of Sr and Ca are ground in a manipulation chamber under argon atmosphere. The average particle diameter of milled Sr and Ca is preferably about 0.1 μm to 15 μm, but is not limited to this range. The purity of Sr and Ca is preferably 2N and more, but is not limited to this degree of purity. In order to improve the mixed state, a raw material can be prepared by making an alloy from at least one of the metallic components Ca, Sr and Eu and then forming and milling a nitride compound therefrom.
[0164] DerSi-Rohstoff wird gemahlen. Vorzugsweise wird elementares Si verwendet,jedoch kann auch ein Nitrid, ein Imid, ein Amid oder dergleicheneingesetzt werden. Zum Beispiel kann Si₃N₄, Si(NH₂)₂, Mg₂Si oder dergleichenverwendet werden. Die Reinheit von Si beträgt vorzugsweise 3N und mehr,jedoch kann auch eine Verbindung wie z. B. Al₂O₃, Mg, Metallborat (Co₃B,Ni₃B, CrB), Manganoxid, H₂BO₃, B₂O₃,Cu₂O, CuO oder dergleichen enthalten sein.Si wird gleichfalls in einer Manipulationskammer unter Argon- oderStickstoffatmosphäregemahlen. Der mittlere Teilchendurchmesser der Si-Verbindung beträgt vorzugsweiseetwa 0,1 μmbis 15 μm.The Si raw material is ground. Preferably, elemental Si is used, but a nitride, an imide, an amide or the like may also be used. For example, Si ₃ N ₄ , Si (NH ₂ ) ₂ , Mg ₂ Si, or the like can be used. The purity of Si is preferably 3N and more, but may also be a compound such as. Al ₂ O ₃ , Mg, metal borate (Co ₃ B, Ni ₃ B, CrB), manganese oxide, H ₂ BO ₃ , B ₂ O ₃ , Cu ₂ O, CuO or the like. Si is also milled in a manipulation chamber under argon or nitrogen atmosphere. The average particle diameter of the Si compound is preferably about 0.1 μm to 15 μm.
[0165] Alsnächsteswerden Nitridverbindungen von Sr und Ca unter einer Stickstoffatmosphäre gebildet. DieReaktionsformeln werden durch die nachstehenden Reaktionsformeln(1) bzw. (2) dargestellt. 3Sr + N₂ → Sr₃N₂ (1) 3Ca + N₂ → Ca₃N₂ (2) Next, nitride compounds of Sr and Ca are formed under a nitrogen atmosphere. The reaction formulas are represented by the following reaction formulas (1) and (2), respectively. 3Sr + N ₂ → Sr ₃ N ₂ (1) 3Ca + N ₂ → Approx ₃ N ₂ (2)
[0166] DieBildung eines Nitrids von Sr und Ca wird etwa 5 Stunden lang ineiner Stickstoffatmosphäre bei600 bis 900°Causgeführt.Nitride von Sr und Ca könnenentweder als Gemisch oder einzeln gebildet werden. Auf diese Weisekann man Nitride von Sr und Ca gewinnen. Die Nitride von Sr undCa sind vorzugsweise von hoher Reinheit, jedoch kann auch ein handelsüblichesMaterial eingesetzt werden.TheFormation of a nitride of Sr and Ca is about 5 hours ina nitrogen atmosphere at600 to 900 ° Cexecuted.Nitrides of Sr and Ca caneither as a mixture or individually formed. In this wayyou can win nitrides of Sr and Ca. The nitrides of Sr andCa are preferably of high purity, but may also be a commercial oneMaterial are used.
[0167] Alsnächsteswird die Bildung eines Nitrids aus Si-Rohstoff in einer Stickstoffatmosphäre ausgeführt. DieReaktionsformel wird durch die folgende Reaktionsformel (3) dargestellt. 3Si + 2N₂ → Si₃N₄ (3) Next, the formation of a nitride of Si raw material in a nitrogen atmosphere is carried out. The reaction formula is represented by the following reaction formula (3). 3Si + 2N ₂ → Si ₃ N ₄ (3)
[0168] EinNitrid von Si kann innerhalb von etwa 5 Stunden in einer Stickstoffatmosphäre bei 800bis 1200°Chergestellt werden. Auf diese Weise gewinnt man Siliciumnitrid.Das bei der vorliegenden Erfindung verwendete Siliciumnitrid istvorzugsweise von hoher Reinheit, jedoch kann auch ein handelsüblichesMaterial eingesetzt werden.OneNitride of Si can be oxidized within about 5 hours in a nitrogen atmosphere at 800up to 1200 ° Cgetting produced. In this way one wins silicon nitride.The silicon nitride used in the present invention ispreferably of high purity, but may also be a commercial oneMaterial are used.
[0169] DasMahlen erfolgt an dem Nitrid von Sr, Ca oder Sr-Ca. Ein Nitrid vonSr, Ca oder Sr-Ca wird in einer Manipulationskammer unter Argon-oder Stickstoffatmosphäregemahlen.TheGrinding takes place on the nitride of Sr, Ca or Sr-Ca. A nitride ofSr, Ca or Sr-Ca is deposited in a manipulation chamber under argonor nitrogen atmosphereground.
[0170] Entsprechendwird das Mahlen fürdas Nitrid von Si ausgeführt.Außerdemwird auch eine Eu-Verbindung, Eu₂O₃, gemahlen. Europiumoxid wird als Eu-Verbindungeingesetzt, jedoch könnenauch metallisches Europium, Europiumnitrid oder dergleichen verwendetwerden. Eine Imid- und Amid-Verbindung kann als Rohmaterial Z verwendetwerden. Vorzugsweise wird Europiumoxid von hoher Reinheit eingesetzt,aber es kann auch eine handelsüblicheQualität verwendetwerden. Nach dem Mahlen beträgtder mittlere Durchmesser des Nitrids des Erdalkalimetalls, Siliciumnitridund Europiumnitrid, vorzugsweise etwa 0,1 μm bis 15 μm.Accordingly, milling for the nitride of Si is carried out. In addition, an Eu compound, Eu ₂ O ₃ , ground. Europium oxide is used as an Eu compound, but metallic europium, europium nitride or the like can also be used. An imide and amide compound can be used as the raw material Z. Preferably, high purity europium oxide is used, but a commercial grade may be used. After grinding, the average diameter of the alkaline earth metal nitride, silicon nitride and europium nitride is preferably about 0.1 μm to 15 μm.
[0171] Zuden oben beschriebenen Rohmaterialien kann mindestens eines gehören, dasaus der Gruppe ausgewähltist, die aus Mg, Sr, Ca, Ba, Zn, B, Al, Cu, Mn, Cr, O und Ni besteht.Außerdemkönnendie obigen Elemente, wie z. B. Mg, Zn und B, in dem weiter untenbeschriebenen Mischprozeß ineinem vorgegebenen Mischverhältnisvermischt werden. Die oben beschriebe nen Elemente können demRohmaterial einzeln zugesetzt werden, werden jedoch gewöhnlich alsVerbindung zugesetzt. Verbindungen dieser Art sind unter anderemH₃BO₃, Cu₂O₃, MgCl₂, MgO·CaO,Al₂O₃, ein Metallborid(CrB, Mg₃B₂, AlB₂, MnB), B₂O₃, Cu₂O, CuO oderdergleichen.The raw materials described above may include at least one selected from the group consisting of Mg, Sr, Ca, Ba, Zn, B, Al, Cu, Mn, Cr, O, and Ni. In addition, the above elements, such as. As Mg, Zn and B, are mixed in the mixing process described below in a predetermined mixing ratio. The above-described elements may be added to the raw material one at a time, but are usually added as a compound. Compounds of this type include H ₃ BO ₃ , Cu ₂ O ₃ , MgCl ₂ , MgO. CaO, Al ₂ O ₃ , a metal boride (CrB, Mg ₃ B ₂ , AlB ₂ , MnB), B ₂ O ₃ , Cu ₂ O, CuO or the like.
[0172] Nachdem Mahlen werden Nitride von Sr, Ca und Sr-Ca, Siliciumnitrid undEu₂O₃ als Verbindung vonEu vermischt, dann wird Mn zugesetzt. Da das Gemisch aus diesenMaterialien oxidationsempfindlich ist, wird der Mischprozeß untereiner Argon- oder Stickstoffatmosphäre in einer Manipulationskammer ausgeführt.After grinding, nitrides of Sr, Ca and Sr-Ca, silicon nitride and Eu ₂ O _{3 are} mixed as a compound of Eu, then Mn is added. Since that Mixture of these materials is sensitive to oxidation, the mixing process is carried out under an argon or nitrogen atmosphere in a manipulation chamber.
[0173] Schließlich wirddas Gemisch aus den Nitriden von Sr, Ca, Sr-Ca, Siliciumnitrid undEu₂O₃ als Verbindungvon Eu unter einer Stickstoffatmosphäre gebrannt. Durch das Brennenkann man einen Leuchtstoff erhalten, der durch (Sr_XCa_{1- x})₂Si₅N₈:Eu mit Zusatz von Mn dargestellt wird.Die Zusammensetzung des tatsächlichenLeuchtstoffs kann durch Variieren des Mischungsverhältnissesjedes Rohstoffs verändertwerden.Finally, the mixture of the nitrides of Sr, Ca, Sr-Ca, silicon nitride and Eu ₂ O ₃ as a compound of Eu is fired under a nitrogen atmosphere. By firing, a phosphor can be obtained which is represented by (Sr _X Ca _{1- x} ) ₂ Si ₅ N ₈ : Eu with the addition of Mn. The composition of the actual phosphor can be changed by varying the mixing ratio of each raw material.
[0174] ZumBrennen könnenein Röhrenofen,ein Kompaktofen, ein Hochfrequenzofen, ein Metallofen oder dergleicheneingesetzt werden. Das Brennen kann im Temperaturbereich von 1200bis 1700°C ausgeführt werden,jedoch wird der Bereich von 1400 bis 1700°C stärker bevorzugt. Ein einstufigesBrennverfahren wird bevorzugt. Das heißt, die Ofentemperatur wirdallmählicherhöht,und das Brennen wird mehrere Stunden lang bei 1200 bis 1500°C ausgeführt. Eskann jedoch auch ein zweistufiges Brennverfahren (mehrstufiges Brennen)angewandt werden. Beim zweistufigen Brennverfahren wird die ersteBrennstufe bei 800 bis 1000°Causgeführt,dann wird die Ofentemperatur allmählich erhöht, und die zweite Brennstufewird bei 1200 bis 1500°Causgeführt.Das Rohmaterial des Leuchtstoffs wird vorzugsweise unter Verwendungeines Tiegels oder eines Schiffchens aus Bornitrid (BN) gebrannt.Außer einemTiegel aus Bornitridmaterial kann auch ein Tiegel aus Aluminiumoxid(Al₂O₃) eingesetztwerden. Unter Anwendung des obigen Produktionsverfahrens kann manden gewünschtenLeuchtstoff erhalten.For burning, a tube furnace, a compact furnace, a high-frequency furnace, a metal furnace or the like can be used. The firing may be carried out in the temperature range of 1200 to 1700 ° C, but the range of 1400 to 1700 ° C is more preferable. A single stage firing process is preferred. That is, the furnace temperature is gradually increased, and firing is carried out at 1200 to 1500 ° C for several hours. However, a two-stage firing method (multi-stage firing) can also be used. In the two-stage firing method, the first firing stage is carried out at 800 to 1000 ° C, then the furnace temperature is gradually increased, and the second firing stage is carried out at 1200 to 1500 ° C. The raw material of the phosphor is preferably baked by using a crucible or a boat of boron nitride (BN). In addition to a crucible made of boron nitride, a crucible made of alumina (Al ₂ O ₃ ) can be used. By using the above production method, the desired phosphor can be obtained.
[0175] Imvorliegenden Beispiel der Erfindung wird insbesondere ein Nitrid-Leuchtstoffals Leuchtstoff verwendet, der röt lichesLicht emittieren kann. In der vorliegenden Erfindung ist es jedochmöglich,einen Lumineszenzbaustein mit einem oben beschriebenen YAG-Leuchtstoffund einem Leuchtstoff bereitzustellen, der Licht im roten Bereichemittieren kann. Ein derartiger Leuchtstoff, der Licht im rotenBereich emittieren kann, ist ein Leuchtstoff, der durch ein Lichtmit einer Wellenlängevon 400 bis 600 nm angeregt wird und Licht emittiert. Beispieleeines derartigen Leuchtstoffs sind Y₂O₂S:Eu, La₂O₂S:Eu, CaS:Eu, SrS:Eu, ZnS:Mn, ZnCdS:Ag,Alund ZnCdS:Cu,Al usw. Auf diese Weise kann die Farbwiedergabeeigenschaftdes Lumineszenzbausteins verbessert werden, indem ein Leuchtstoff,der Licht im roten Bereich emittieren kann, zusammen mit einem YAG-Leuchtstoffeingesetzt wird.In the present example of the invention, in particular a nitride phosphor is used as the phosphor which can emit red light. However, in the present invention, it is possible to provide a luminescent device with a YAG phosphor described above and a phosphor capable of emitting light in the red region. Such a phosphor capable of emitting light in the red region is a phosphor which is excited by a light having a wavelength of 400 to 600 nm and emits light. Examples of such a phosphor are Y ₂ O ₂ S: Eu, La ₂ O ₂ S: Eu, CaS: Eu, SrS: Eu, ZnS: Mn, ZnCdS: Ag, Al and ZnCdS: Cu, Al, etc. In this way The color rendering property of the luminescent device can be improved by using a phosphor capable of emitting light in the red region together with a YAG phosphor.
[0176] TypischeBeispiele fürdie Leuchtstoffe, die Licht im roten Bereich emittieren können, sindAluminium-Granat-Leuchtstoffeund Nitrid-Leuchtstoffe, die gemäß der obigenBeschreibung hergestellt werden. Diese Leuchtstoffe können ineiner einzigen Leuchtstoffschicht enthalten sein, wo mehr als zwei Leuchtstoffartenenthalten sind, oder sie könnenin zwei Leuchtstoffschichten enthalten sein, wobei jede Schichteine oder mehrere, um das Lumineszenzelement herum ausgebildeteLeuchtstoffarten enthält. Gemäß einemsolchen Aufbau kann man ein Mischlicht erhalten, das sich aus Lichtzusammensetzt, das von verschiedenen Leuchtstoffarten emittiertwird. Um hierbei die Mischung des von jedem Leuchtstoff emittiertenLichts zu verbessern und die Ungleichmäßigkeit des Lichts zu verringern,weist vorzugsweise jede Leuchtstoffart einen ähnlichen mittleren Durchmesserund eine ähnlicheForm auf. Außerdemwird der Nitrid-Leuchtstoff vorzugsweise so angeordnet, daß er näher an demLumineszenzelement eingebracht wird als der YAG-Leuchtstoff.typicalexamples forthe phosphors that can emit light in the red area areAluminum garnet phosphorsand nitride phosphors prepared according to the aboveDescription to be produced. These phosphors can be used ina single phosphor layer containing more than two kinds of phosphorare included, or they canbe contained in two phosphor layers, each layerone or more formed around the luminescent elementContains phosphor types. According to onesuch a structure can be obtained a mixed light, which consists of lightcomposed of different types of phosphors emittedbecomes. In order to do this, the mixture of emitted by each phosphorImprove light and reduce the unevenness of light,Preferably, each type of phosphor has a similar average diameterand a similar oneShape up. FurthermoreFor example, the nitride phosphor is preferably arranged to be closer to theLuminescent element is introduced as the YAG phosphor.
[0177] Dieserfolgt wegen der Überlegung,daß der Nitrid-Leuchtstoff einenTeil des Lichts absorbiert, das Licht mit umgewandelter Wellenlänge vondem YAG-Leuchtstoff ist. Auf diese Weise kann die Farbwiedergabeeigenschaftdes Mischlichts im Vergleich zu dem Fall verbessert werden, in demein Gemisch aus YAG-Leuchtstoff und einem Nitrid-Leuchtstoff enthaltenist.Thistakes place because of the consideration,that the nitride phosphor aPart of the light absorbs the converted wavelength light fromthe YAG phosphor is. In this way, the color rendering propertyof the mixed light can be improved as compared with the case in whicha mixture of YAG phosphor and a nitride phosphor includedis.
[0178] DerLumineszenzbaustein gemäß der vorliegendenAusführungsformkann ein mit Europium aktiviertes Erdalkalimetallsalz als Leuchtstoffenthalten, der einen Teil der Emission von dem Lumineszenzelementabsorbiert und Licht mit davon abweichender Wellenlänge emittiert.Ein Erdalkalimetall-Orthosilicat mitder nachstehend dargestellten allgemeinen Formel ist als Erdalkalimetallsalzzu bevorzugen. (2-x-y)SrO·x(Ba,Ca)O·(1-a-b-c-d)SiO₂·aP₂O₅bAl₂O₃cB₂O₃dGeO₂:yEu²⁺ (mit 0 < x < 1,6, 0,005 < y < 0,5, 0 < a, b, c, d < 0,5) oder (2-x-y)BaO·x(Sr,Ca)O·(1-a-b-c-d)SiO₂· aP₂O₅bAl₂O₃cB₂O₃dGeO₂:yEu²⁺ (mit 0,01 < x < 1,6, 0,005 < y < 0,5, 0 < a, b, c, d < 0,5).The luminescent device according to the present embodiment may contain a europium-activated alkaline earth metal salt as a phosphor which absorbs a part of the emission from the luminescent element and emits light of a different wavelength. An alkaline earth metal orthosilicate having the general formula shown below is preferable as the alkaline earth metal salt. (2-xy) SrO · x (Ba, Ca) O · (1-abcd) SiO ₂ · aP ₂ O ₅ bAl ₂ O ₃ cB ₂ O ₃ DGEO _2: yEu ²⁺ (where 0 <x <1.6 , 0.005 <y <0.5, 0 <a, b, c, d <0.5) or (2-xy) BaO · x (Sr, Ca) O · (1-abcd) SiO ₂ · aP ₂ O ₅ bAl ₂ O ₃ cB ₂ O ₃ DGEO _2: yEu ²⁺ (0.01 <x <1 , 6, 0.005 <y <0.5, 0 <a, b, c, d <0.5).
[0179] Hierbeiist es wünschenswert,daß mindestensein Wert von a, b, c und d größer als0,01 ist.in this connectionit is desirablethat at leasta value of a, b, c and d greater thanIs 0.01.
[0180] AlsLeuchtstoff, der aus einem Erdalkalimetallsalz besteht, kann derLumineszenzbaustein gemäß der vorliegendenAusführungsformein mit Europium und/oder Mangan aktiviertes Erdalkalimetallaluminat,Y(V,P,Si)O₄:Eu oder ein durch die nachstehendeFormel dargestelltes Erdalkalimetall-Magnesium-bis-silicat enthalten, im Unterschiedzu dem oben beschriebenen Erdalkalimetallsilicat. Me(3-x-y)MgSi₂O₃:xEu,yMn (mit0,005 < x < 0,5, 0,005 < y < 0,5, Me bedeutetBa und/oder Sr und/oder Ca).As the phosphor consisting of an alkaline earth metal salt, the luminescent device according to the present embodiment may be an europaline and / or manganese activated alkaline earth metal aluminate, Y (V, P, Si) O ₄ : Eu or an alkaline earth metal magnesium bis represented by the following formula silicate, unlike the alkaline earth metal silicate described above. Me (3-xy) MgSi ₂ O ₃ : xEu, yMn (with 0.005 <x <0.5, 0.005 <y <0.5, Me means Ba and / or Sr and / or Ca).
[0181] Alsnächsteswird ein Herstellungsverfahren füreinen Leuchtstoff beschrieben, der gemäß der vorliegenden Ausführungsformaus einem Erdalkalimetallsilicat hergestellt wird.Whennextbecomes a manufacturing process fora phosphor described in accordance with the present embodimentis prepared from an alkaline earth metal silicate.
[0182] Für die Herstellungeines Erdalkalimetallsilicats werden die stöchiometrischen Mengen der AusgangsmaterialienErdalkalimetallkarbonat, Siliciumdioxid und Europiumoxid entsprechendder gewählten Zusammensetzunggründlichvermischt. Dann wird das Ausgangsmaterial in einer reduzierendenAtmosphärebei 1100°Cund 1400°Cdurch eine typische Feststoffreaktion für die Herstellung von Leuchtstoff inden Leuchtstoff umgewandelt. Hierbei ist es wünschenswert, weniger als 0,2mol Am moniumchlorid oder eines anderen Halogenids zuzusetzen. Außerdem kannein Teil des Siliciums durch Germanium, Bor, Aluminium, Phosphorsubstituiert werden, und ein Teil des Europiums kann nach Notwendigkeit durchMangan substituiert werden.For the productionof an alkaline earth metal silicate become the stoichiometric amounts of the starting materialsAlkaline earth metal carbonate, silica and europium oxide accordinglythe chosen compositionthoroughlymixed. Then the starting material is in a reducingthe atmosphereat 1100 ° Cand 1400 ° Cthrough a typical solid reaction for the production of phosphor inconverted the phosphor. It is desirable to have less than 0.2mol of ammonium chloride or another halide. In addition, cana portion of the silicon by germanium, boron, aluminum, phosphorusSubstituted, and a part of europium can by necessityManganese can be substituted.
[0183] EinegewünschteLumineszenzfarbe und hohe Farbreproduzierbarkeit können durchVerwendung der oben beschriebenen Leuchtstoffe erzielt werden, dasheißt,eines Erdalkalimetallaluminats, das mit Europium und/oder Manganaktiviert ist, Y(V,P,Si)O₄:Eu, Y₂O₂S:Eu³⁺ odereiner Kombination daraus.A desired luminescent color and high color reproducibility can be obtained by using the phosphors described above, that is, an alkaline earth metal aluminate activated with europium and / or manganese, Y (V, P, Si) O ₄ : Eu, Y ₂ O ₂ S : Eu ³⁺ or a combination thereof.
[0184] DiePositionen fürdie Anordnung jedes oben beschriebenen Leuchtstoffs unterliegenkeiner besonderen Beschränkung,und jeder Leuchtstoff kann auf der Rückseite des Fensterabschnittsdes steifen Elements angeordnet oder in jedem Material der steifenund flexiblen Elemente enthalten sein. Wenn der Leuchtstoff durchein Bindemittel an die Rückseite dessteifen Elements oder die Oberflächedes Lumineszenzelements angeklebt wird, unterliegt das Materialdes Bindemittels keiner besonderen Beschränkung, und es können sowohlorganische als auch anorganische Materialien verwendet werden. BeiVerwendung eines organischen Materials als Bindemittel werden einlichtdurchlässigesHarz mit guter Witterungsbeständigkeit,wie z. B. ein Epoxidharz, ein Acrylharz, Silicon und dergleichen,auf geeignete Weise verwendet. Besonders Silicon wird vorzugsweiseeingesetzt, da Silicon eine gute Zuverlässigkeit aufweist und imstandeist, die Dispersion des Leuchtstoffs zu verbessern.ThePositions forsubject the arrangement of each phosphor described aboveno special restriction,and every phosphor can be on the back of the window sectionarranged in the rigid element or in any material of the stiffand flexible elements. When the phosphor goes througha binder to the back of therigid element or the surfaceis adhered to the luminescent element, subject to the materialof the binder no particular limitation, and it can bothorganic as well as inorganic materials are used. atUse of an organic material as a binder will betranslucentResin with good weather resistance,such as An epoxy resin, an acrylic resin, silicone and the like,used in a suitable way. Especially silicone is preferredused, since silicone has a good reliability and ableis to improve the dispersion of the phosphor.
[0185] Wennein Leuchtstoff auf die Oberflächeder Linse aufgebracht wird, dann wird vorzugsweise ein anorganischesMaterial verwendet, das annähernd dengleichen Wärmeausdehnungskoeffizientenwie das Bindemittel aufweist. Auf diese Weise kann der Leuchtstoffgut gebunden werden. Konkret können einAbscheidungsverfahren und ein Sol-Gel-Verfahren usw. angewandt werden.Zum Beispiel können einLeuchtstoff, Silanol (Si(OEt)₃OH), und Ethanol vermischtwerden, um eine Aufschlämmungherzustellen. Die Aufschlämmungwird aus einer Düseauf den Fensterabschnitt des steifen Elements ausgetragen und dann3 Stunden auf 300°Cerhitzt, um das Silanol in SiO₂ umzuwandeln.Damit wird der Leuchtstoff an der gewünschten Stelle fixiert.When a phosphor is applied to the surface of the lens, it is preferable to use an inorganic material having approximately the same thermal expansion coefficient as the binder. In this way, the phosphor can be well bound. Specifically, a deposition method and a sol-gel method, etc. can be used. For example, a phosphor, silanol (Si (OEt) ₃ OH), and ethanol may be mixed to make a slurry. The slurry is discharged from a nozzle onto the window portion of the rigid member and then heated at 300 ° C for 3 hours to convert the silanol to SiO ₂ . This fixes the phosphor at the desired location.
[0186] EinBindemittel aus anorganischem Material kann gleichfalls als Bindemittelverwendet werden. Ein Bindemittel ist ein sogenanntes niedrigschmelzendesGlas. Das niedrigschmelzende Glas weist vorzugsweise feinkörnige Teilchen,ein niedriges Absorptionsvermögender Strahlung vom ultravioletten Bereich bis zum sichtbaren Bereichund eine hervorragende Stabilitätim Bindemittel auf. Geeignet ist ein Erdalkaliborat mit feinkörnigen Teilchen,das durch ein Abscheidungsverfahren gewonnen wird.OneBinder of inorganic material can also be used as a binderbe used. A binder is a so-called low-meltingGlass. The low-melting glass preferably has fine-grained particles,a low absorption capacitythe radiation from the ultraviolet range to the visible rangeand excellent stabilityin the binder. Suitable is an alkaline earth borate with fine-grained particles,which is obtained by a deposition process.
[0187] ZumBinden eines Leuchtstoffs mit großer Teilchengröße wirdvorzugsweise ein Bindemittel mit ultrafeinen Teilchen verwendet,auch wenn es einen hohen Schmelzpunkt aufweist. Konkrete Beispieleeines derartigen Bindemittels sind Siliciumdioxid und Aluminiumoxid,hergestellt von Degussa, oder ein Pyrophosphat und ein Orthophosphateines Erdalkalimetalls mit feinkörnigenTeilchen, das durch ein Abscheidungsverfahren gewonnen wird. DieseBindemittel könnenallein oder in Kombination eingesetzt werden.To theBinding a phosphor with large particle size ispreferably using an ultrafine particle binder,even if it has a high melting point. Concrete examplessuch a binder are silica and alumina,manufactured by Degussa, or a pyrophosphate and an orthophosphatean alkaline earth metal with fine grainedParticle obtained by a deposition process. TheseBinders canused alone or in combination.
[0188] Nachstehendwird ein Auftragsverfahren für dasBindemittel beschrieben. Um die Bindungswirkung zu verbessern, istes vorzuziehen, die Bindemittelaufschlämmung durch Feuchtmahlen desBindemittels in einer Bindemittellösung herzustellen. Die Bindemittellösung isteine hochviskose Lösung,die durch Auflöseneiner kleinen Menge eines Bindemittels in einem organischen Lösungsmitteloder in entionisiertem Wasser hergestellt wird. Zum Beispiel kanneine organische Bindemittellösunghergestellt werden, indem 1 Gew.-% Nitrocellulose in Butylacetataufgelöstwird, das ein organisches Lösungsmittel ist.belowbecomes an order procedure for theBinder described. To improve the binding effect isit is preferable to dry the binder slurry by wet milling theMake binder in a binder solution. The binder solution isa highly viscous solution,by dissolvinga small amount of a binder in an organic solventor in deionized water. For example, canan organic binder solutionare prepared by 1 wt .-% nitrocellulose in butyl acetatedisbandedwhich is an organic solvent.
[0189] DasBeschichtungsmedium wird durch Zugabe des Leuchtstoffs zu der Bindemittelaufschlämmung hergestellt.In dem Beschichtungsmedium kann ein Zugabeanteil der Aufschlämmung sofestgesetzt werden, daß derAnteil des Bindemittels in der Aufschlämmung 1 bis 3 Gew.-% beträgt, bezogen aufden Leuchtstoff. Ein zu hoher Bindemittelanteil kann eine Abnahmedes Lumenverminderungsfaktors verursachen. Daher ist die Verwendungeines minimalen Bindemittelanteils vorzuziehen.TheCoating medium is prepared by adding the phosphor to the binder slurry.In the coating medium, an addition portion of the slurry may be sobe established that theProportion of the binder in the slurry is 1 to 3 wt .-%, based onthe phosphor. Too high a binder content may be a decreasecause the lumen reduction factor. Therefore, the use isa minimum binder content preferable.
[0190] Umden Leuchtstoff unter Verwendung des Bindemittels auf der Rückfläche oderder Hauptflächedes steifen Elements anzuordnen, wird das Beschichtungsmedium aufdie Rückfläche desFensterabschnitts aufgebracht. Dann wird das Beschichtungsmediumdurch Anblasen mit einem warmen oder heißen Luftstrom getrocknet. Schließlich wird dieBindemittellösungdurch Hitzebehandlung bei 400°Cbis 700°Cverdampft. Damit wird die Leuchtstoffschicht durch das Bindemittelan die Oberfläche desFensterabschnitts angeklebt.In order to arrange the phosphor using the binder on the back surface or the main surface of the rigid member, the coating medium is applied on the back surface of the window portion. Then, the coating medium is made by blowing with a warm or hot air stream dried. Finally, the binder solution is evaporated by heat treatment at 400 ° C to 700 ° C. Thus, the phosphor layer is adhered by the binder to the surface of the window portion.
[0191] Beider vorliegenden Erfindung kann ein Dispersionsmittel zusammen mitdem Leuchtstoff in dem Wellenlängenumwandlungselemententhalten sein. Als Dispersionsmittel werden vorzugsweise Bariumtitanat,Titanoxid, Aluminiumoxid, Siliciumoxid und ein Gemisch verwendet,das mindestens zwei dieser Bestandteile und dergleichen enthält. Damitkann man den Lumineszenzbaustein mit einer gewünschten Richtungsstruktur erhalten.atIn the present invention, a dispersant may be used together withthe phosphor in the wavelength conversion elementbe included. The dispersants used are preferably barium titanate,Titanium oxide, alumina, silica and a mixture usedcontaining at least two of these ingredients and the like. In order toyou can get the luminescent device with a desired directional structure.
[0192] Inder vorliegenden Patentbeschreibung weist ein Dispersionsmitteleinen Medianwert des Teilchendurchmessers von mindestens 1 nm biszu weniger als 5 μmauf. Dieser Bereich ist vorzuziehen, da das Dispersionsmittel dieserKorngröße das Licht vondem Lumineszenzelement und dem Leuchtstoff diffus reflektiert unddie Farbunregelmäßigkeitdes Lichts, das auf einen Leuchtstoff mit großer Teilchengröße auffällt, gesteuertwerden kann. Die Halbwertsbreite des Lumineszenzspektrums kann verkleinert werden,und man kann den Lumineszenzbaustein mit hoher Farbreinheit erhalten.Ein Dispersionsmittel mit Teilchen von 1 nm bis zu weniger als 1 μm hat einegeringe Interferenzwirkung auf die Lichtwellenlänge des Lumineszenzelements.Andererseits weist ein solches Dispersionsmittel eine hohe Lichtdurchlässigkeitauf und kann die Viskositäteines Harzes erhöhen,ohne die Helligkeit zu vermindern. Damit kann in dem Fall, wo dasWellenlängenumwandlungselementdurch Vergießenund dergleichen angeordnet wird, eine nahezu gleichmäßige Dispersion desLeuchtstoffs in dem Harz und Aufrechterhaltung der Gleichmäßigkeitin der Injektionsspritze erreicht werden. Daher kann eine Herstellungmit guter Verfahrensausbeute selbst dann erzielt werden, wenn einLeuchtstoff mit großerTeilchengröße verwendet wird,der relativ schwierig zu handhaben ist. Folglich haben Dispersionsmittel,die bei der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, entsprechendihrem Durchmesserbereich unterschiedliche Wirkungen. Daher können dieDispersionsmittel durch Auswahl oder Kombination entsprechend dervorgesehenen Verwendung eingesetzt werden.InThe present specification has a dispersanta median particle diameter of at least 1 nm toless than 5 μmon. This range is preferable because the dispersant of thisGrain size the light ofthe luminescent element and the phosphor diffusely reflected andthe color irregularityof the light incident on a large particle size phosphorcan be. The half-width of the luminescence spectrum can be reduced,and one can obtain the luminescent device with high color purity.A dispersant having particles of 1 nm to less than 1 μm has onelow interference effect on the light wavelength of the luminescent element.On the other hand, such a dispersant has high light transmittanceon and can the viscosityof a resin,without diminishing the brightness. This can be done in the case where thatWavelength conversion elementby castingand the like, a nearly uniform dispersion ofPhosphor in the resin and maintaining the uniformitybe reached in the syringe. Therefore, a productionbe achieved with good process yield even if aFluorescent with bigParticle size is usedwhich is relatively difficult to handle. Consequently, dispersants,used in the present invention, accordinglytheir diameter range different effects. Therefore, theDispersing agent by selection or combination according to theintended use.
[0193] Beider vorliegenden Erfindung kann außer dem Leuchtstoff ein Füllstoffin dem Wellenlängenumwandlungselemententhalten sein. Der Füllstoff bestehtaus ähnlichemMaterial wie das Dispersionsmittel und unterscheidet sich von demDispersionsmittel im Mediandurchmesser. In dieser Patentbeschreibungbestehen die Füllstoffeaus Teilchen, deren Mediandurchmesser in einem Bereich von 5 μm bis einschließlich 100 μm liegt.Wenn ein Füllstoffmit einer solchen Teilchengröße in einemlichtdurchlässigenHarz enthalten ist, kann eine durch Lichtstreuungswirkung aufgetreteneUnregelmäßigkeitder Chromatizitätbzw. Farbmeßzahlgesteuert werden, und die Temperaturwechselbeständigkeit des lichtdurchlässigen Harzeskann gleichfalls erhöhtwerden.atThe present invention may contain a filler other than the phosphorin the wavelength conversion elementbe included. The filler is madefrom similarMaterial like the dispersant and is different from thatDispersant in the median diameter. In this patent specificationpass the fillersof particles whose median diameter is in a range of 5 μm to 100 μm inclusive.If a fillerwith such a particle size in onetranslucentResin contained, can be caused by light scattering effectirregularitythe chromaticityor colorimetrybe controlled, and the thermal shock resistance of the translucent resincan also be increasedbecome.
[0194] Mitdieser Konstruktion könnendie Abtrennung von Drähten,die das Lumineszenzelement und die äußere Elektrode elektrisch verbinden,und die Ablösungder Bodenflächedes Lumineszenzelements von der Bodenfläche der Vertiefung des Gehäuses unddergleichen auch bei einem Betrieb mit hoher Temperatur verhindertwerden. Daher kann man den Lumineszenzbaustein mit hoher Zuverlässigkeitbei Hochtemperaturbetrieb erhalten. Außerdem kann die Fließfähigkeitdes Harzes währendeiner langen Zeit ständigaufrechterhalten werden, so daß dasKapselungselement in einer gewünschten Positionangeordnet werden kann. Als Ergebnis wird eine Massenproduktionmit guter Produktionsausbeute möglich.Withthis construction canthe separation of wires,which electrically connect the luminescent element and the outer electrode,and the detachmentthe floor areaof the luminescent element from the bottom surface of the recess of the housing andthe same prevented even in a high-temperature operationbecome. Therefore, you can the luminescent device with high reliabilityobtained at high temperature operation. In addition, the fluidity canof the resin duringa long time constantlybe maintained so that theEncapsulation element in a desired positioncan be arranged. As a result, a mass productionpossible with good production yield.
[0195] EinFüllstoffhat vorzugsweise eine ähnliche Teilchengröße und/oder-form wie der Leuchtstoff. In der vorliegenden Patentbeschreibungbedeutet "ähnlicheTeilchengröße", daß die Differenzder entsprechenden Medianwerte der Teilchengröße kleiner als 20% ist. Eine "ähnliche Teilchenform" bedeutet, daß die Differenzder entsprechenden Rundheiten kleiner als 20% ist. Die Rundheitstellt einen Annäherungsgradeines Teilchens an einen idealen Kreis dar. (Rundheit = Umfang einesidealen Kreises, der die gleiche Fläche wie die Projektionsfläche desTeilchens aufweist/Umfang der Projektion des Teilchens) Bei Verwendungeines solchen Füllstoffsbeeinflussen der Leuchtstoff und der Füllstoff einander, und der Leuchtstoffkann gut in dem Harz dispergiert werden, so daß das Auftreten einer Farbunregelmäßigkeitverhindert werden kann. Außerdembetragen die Medianwerte der Teilchengrößen des Leuchtstoffs und desFüllstoffsvorzugsweise 15 μmbis 50 μm, stärker bevorzugt20 μm bis50 μm. DurchEinstellen der Teilchengröße in einemsolchen Bereich können dieTeilchen mit einem geeigneten Abstand zwischen den Teilchen angeordnetwerden. Als Ergebnis kann der Lichtextraktionsweg sichergestelltwerden, und die Richtwirkung läßt sichverbessern, währendeine durch Beimengen des Füllstoffsverursachte Verschlechterung der Helligkeit verhindert wird.Onefillerpreferably has a similar particle size and / or-form like the phosphor. In the present specificationmeans "similarParticle size "that the differencethe corresponding median particle size is less than 20%. A "similar particle form" means that the differencethe corresponding roundness is less than 20%. The roundnessprovides a degree of approximationof a particle to an ideal circle (roundness = circumference of aideal circle, the same area as the projection surface of theParticle has / extent of projection of the particle) When usedsuch a fillerthe phosphor and the filler affect each other, and the phosphorcan be well dispersed in the resin, so that occurrence of color irregularitycan be prevented. Furthermoreare the medians of the particle sizes of the phosphor and thefillerpreferably 15 μmto 50 μm, more preferred20 μm to50 μm. ByAdjusting the particle size in onesuch area can theParticles with a suitable distance between the particles are arrangedbecome. As a result, the light extraction path can be ensuredbecome, and the directivity can beimprove whileone by mixing in the fillercaused deterioration of the brightness is prevented.
[0196] Inder vorliegenden Ausführungsformbedeutet der Drahtleiter ein leitfähiges Material, das eine Elektrodedes Lumineszenzelements 108 oder des Schutzelements 107 undeine Anschlußelektrode miteinanderverbindet. Nach dem Chipbonden zur Befestigung des Lumineszenzelements 108 aufdem Leiterrahmen könnendie Elektroden des Lumineszenzelements jeweils durch die Drahtleiterangeschlossen werden.In the present embodiment, the wire conductor means a conductive material that is one electrode of the luminescent element 108 or of protection element 107 and connecting a terminal electrode. After chip bonding for attachment of the luminescent element 108 on the lead frame, the electrodes of the luminescent element can each be connected through the wire conductors.
[0197] Hierbeiunterliegt das beim Chipbonden verwendete Bindemittel keiner besonderenBeschränkung,und es könnenisolierende Klebstoffe wie etwa Epoxidharz, Au-Sn-Legierung, Harzoder Glas, die leitfähigesMaterial enthalten, oder dergleichen verwendet werden. Bevorzugtwird die Verwendung von Ag als leitfähigem Material. Einen Lumineszenzbausteinmit hervorragender Wärmeableitungund niedriger Spannung nach dem Verkleben kann man durch Verwendungeiner Ag-Paste mit einem Ag-Gehalt von 80% bis 90% erhalten.in this connectionThe bonding agent used in chip bonding is not particularly specificrestrictionand it caninsulating adhesives such as epoxy resin, Au-Sn alloy, resinor glass, the conductive oneContain material, or the like can be used. Prefersis the use of Ag as a conductive material. A luminescent modulewith excellent heat dissipationand low voltage after bonding can be achieved by usingan Ag paste having an Ag content of 80% to 90%.
[0198] Für die Drahtleitersind hervorragende Eigenschaften für den ohmschen Kontakt, mechanischeAnschlußfähigkeitsowie elektrische und Wärmeleitfähigkeitbei den Elektroden des Lumineszenzelements erforderlich. Für die Wärmeleitfähigkeit wirdein Wert von 0,01 cal/(s)(cm²)(°C/cm) odermehr bevorzugt, und 0,5 cal/(s)(cm²)(°C/cm) odermehr wird stärkerbevorzugt.For the wire conductors excellent properties for the ohmic contact, mechanical connectivity and electrical and thermal conductivity in the electrodes of the luminescent element are required. For the thermal conductivity, a value of 0.01 cal / (sec) (cm ² ) (° C / cm) or more is preferable, and 0.5 cal / (sec) (cm ² ) (° C / cm) or more is more preferable.
[0199] Außerdem istder Durchmesser der Drahtleiter im Hinblick auf den Wirkungsgradvorzugsweise größer odergleich 10 μmund kleiner oder gleich 45 μm.Insbesondere sind die Drahtleiter an der Grenzfläche zwischen dem Beschichtungsabschnitt,der den Leuchtstoff enthält,und dem Formkörper,der den Leuchtstoff nicht enthält,empfindlich gegen Ablösung.Besides that isthe diameter of the wire conductors in terms of efficiencypreferably larger orequal to 10 micronsand less than or equal to 45 microns.In particular, the wire conductors are at the interface between the coating section,containing the phosphor,and the shaped body,that does not contain the phosphor,sensitive to detachment.
[0200] Auchwenn sowohl fürden Beschichtungsabschnitt als auch für den Formkörper das gleiche Material verwendetwird, hältman den Leuchtstoff wegen unterschiedlicher Wärmeausdehnung für die Ursacheder Ablösung.Aus diesem Grund ist der Durchmesser der Drahtleiter vorzugsweisegrößer odergleich 25 μm.Aus Gründender Vergrößerung derLichtemissionsflächeund der leichteren Handhabung ist der Durchmesser der Drahtleitervorzugsweise kleiner oder gleich 35 μm. Der Drahtleiter kann ein Drahtsein, der aus Metall besteht, wie z. B. Gold, Kupfer, Platin undAluminium oder dergleichen, oder eine Legierung unter Verwendungdieser Metalle.Alsoif both forthe coating section as well as the same material used for the moldingwill, holdone the phosphor because of different thermal expansion for the causethe replacement.For this reason, the diameter of the wire conductors is preferablebigger orequal to 25 microns.For reasonsthe enlargement of theLight emitting surfaceand the easier handling is the diameter of the wire conductorspreferably less than or equal to 35 microns. The wire conductor can be a wirebe, which consists of metal, such as. As gold, copper, platinum andAluminum or the like, or an alloy usingthese metals.
[0201] DerDrahtleiter wird vorzugsweise im Bondbereich mindestens zweimaldrahtgebondet. Das heißt,nach dem Herstellen der ersten Stichkontaktierung im Bondbereichwird vorzugsweise durch nochmaliges Herausziehen des Drahts ausder Kapillare ein Drahtball geformt, und die zweite Stichkontaktierungwird angrenzend an den Abschnitt der ersten Stichkontaktierung imgleichen Bondbereich ausgeführt.Mit dieser Konstruktion wird die Temperaturwechselbeständigkeitdes Drahtleiters verbessert, und man kann einen Halbleiterbausteinvon hoher Zuverlässigkeiterhalten.Of theWire conductor is preferably at least twice in the bonding areawire-bonded. This means,after making the first stitch contact in the bond areais preferably made by pulling out the wire againthe capillary formed a wire ball, and the second stitch contactis adjacent to the section of the first stitch contact in thesame bond area executed.With this construction, the thermal shock resistance becomesthe wire conductor improves, and you can use a semiconductor deviceof high reliabilityreceive.
[0202] DieErfindung wird anhand der folgenden Beispiele im einzelnen verständlich.Diese Beispiele sind jedoch nicht als Einschränkung des Umfangs der Erfindungaufzufassen.TheThe invention will be more fully understood from the following examples.However, these examples are not intended to limit the scope of the inventionspecific.
[0203] Wiein 2 dargestellt, wirdein Lumineszenzbaustein zur Oberflächenmontage (SMD) geformt.Der LED-Chip 108 ist ein Nitridhalbleiter-Lumineszenzelement,der eine aktive Schicht aus einem In_0,2Ga_0,8N-Halbleiter mit einem monochromatischen Emissionsmaximumaufweist, das eine sichtbare Farbe von 475 nm darstellt.As in 2 As shown, a surface mount (SMD) luminescent device is formed. The LED chip 108 is a nitride semiconductor luminescent element having an In _0.2 Ga _0.8 N semiconductor active layer with a monochromatic emission maximum representing a visible color of 475 nm.
[0204] Genauergesagt, der LED-Chip 108 entsteht durch Aufwachsen desNitridhalbleiters auf ein sauberes Saphirsubstrat nach dem MOCVD-Verfahren (chemischeAbscheidung einer metallorganischen Verbindung aus der Gasphase)unter Verwendung von TMG-Gas (Trimethylgallium), TMI-Gas (Trimethylindium),Stickstoffgas und Dotierungsgas zusammen mit einem Trägergas.Die Schichten des n-leitenden Nitridhalbleiters oder des p-leitenden Nitridhalbleiterswerden durch Umschalten des Dotierungsgases zwischen SiH₄ und Cp₂Mg erzeugt.More precisely, the LED chip 108 is formed by growing the nitride semiconductor on a clean sapphire substrate by the MOCVD method (chemical vapor deposition of a metal organic compound) using TMG gas (trimethylgallium), TMI gas (trimethylindium), nitrogen gas and doping gas together with a carrier gas. The layers of the n-type nitride semiconductor or the p-type nitride semiconductor are formed by switching the doping gas between SiH ₄ and Cp ₂ Mg.
[0205] DieElementarstruktur des LED-Chips 108 im vorliegenden Beispielwird aufeinanderfolgend auf dem Saphirsubstrat ausgebildet. Zu denSchichten gehöreneine GaN-Schicht aus undotiertem Nitridhalbleiter, eine Kontaktschichtder n-leitenden GaN-Schicht mit einer n-leitenden Elektrode, diemit Si dotiert ist, eine GaN-Schicht aus undotiertem Nitridhalbleiterund eine aktive Schicht mit Multiquantenmuldenstruktur, die fünf Gruppenvon aufeinanderfolgend ausgebildeten Schichten aus je einer GaN-Sperrschichtund einer InGaN-Muldenschicht aufweist, sowie eine GaN-Sperrschichtauf den fünf Schichtgruppen.Eine AlGaN-Schicht als Mg-dotierte p-leitende Mantelschicht undeine p-leitende GaN-Schicht als Mg-dotierte pleitende Kontaktschichtwerden nacheinander auf der aktiven Schicht ausgebildet. Fernerwird unter Anwendung einer niedrigen Temperatur eine GaN-Pufferschichtauf dem Saphirsubstrat ausgebildet. Außerdem wird nach der Ausbildungder Schichten der p-leitende Halbleiter bei mindestens 400°C ausgeheizt.The elementary structure of the LED chip 108 in the present example, successively formed on the sapphire substrate. The layers include a GaN layer of undoped nitride semiconductor, a contact layer of the n-type GaN layer with an n-type electrode doped with Si, a non-doped nitride semiconductor GaN layer, and a multi-quantum well active layer Groups of successively formed layers each comprising a GaN barrier layer and an InGaN well layer, and a GaN barrier layer on the five layer groups. An AlGaN layer as the Mg-doped p-type cladding layer and a p-type GaN layer as the Mg-doped conductive contact layer are successively formed on the active layer. Further, by using a low temperature, a GaN buffer layer is formed on the sapphire substrate. In addition, after the formation of the layers, the p-type semiconductor is annealed at at least 400 ° C.
[0206] DieOberflächender p-leitenden Kontaktschicht und der n-leitenden Kontaktschichtdes Nitridhalbleiters auf dem Saphirsubstrat werden durch Ätzen aufder gleichen Seite der O-berfläche freigelegt. Alsnächsteswird unter Verwendung von Rh und Zr das Sputtern auf der p-leitendenKontaktschicht ausgeführt.Auf diese Weise entsteht eine strukturierte Diffusionselektrode.The surfaces of the p-type contact layer and the n-type contact layer of the nitride semiconductor on the sapphire substrate are exposed by etching on the same side of the surface. Next, using Rh and Zr sputtering is performed on the p-type contact layer. In this way, a structured diffusion electrode is formed.
[0207] Fernerwerden Sputterverfahren unter Verwendung von W, Pt und Au auf derDiffusionselektrode und einem Teil der n-leitenden Kontaktschicht ausgeführt, umnacheinander die Schichten aus W/Pt/Au in dieser Reihenfolge zubilden. Dies ermöglichtdie gleichzeitige Ausbildung der p-seitigen Anschlußelektrodeund der n-seitigen Anschlußelektrode.Hierbei kann durch gleichzeitige Bildung der p-seitigen Anschlußelektrodeund der n-seitigen Anschlußelektrodedie Anzahl der Verfahrensschritte zur Ausbildung der Elektrodenverringert werden.Furtherare sputtering methods using W, Pt and Au on theDiffusion electrode and a part of the n-type contact layer designed tosuccessively add the layers of W / Pt / Au in that orderform. this makes possiblethe simultaneous formation of the p-side terminal electrodeand the n-side terminal electrode.This can be achieved by simultaneous formation of the p-side terminal electrodeand the n-side terminal electrodethe number of process steps for the formation of the electrodesbe reduced.
[0208] Nachder Ausbildung eines ITO (komplexes Oxid aus Indium (In) und Zinn(Sn)), einer Metalldünnschichtaus Ni/Au oder dergleichen als lichtdurchlässiger Elektrode auf der gesamtenOberflächedes p-leitenden Nitridhalbleiters kann außerdem die p-seitige Anschlußelektrodeauf einem Teil der lichtdurchlässigenElektrode ausgebildet werden.Tothe formation of an ITO (complex oxide of indium (In) and tin(Sn)), a metal thin filmof Ni / Au or the like as a transparent electrode on the wholesurfaceThe p-type nitride semiconductor may also have the p-side terminal electrodeon a part of the translucentElectrode be formed.
[0209] Nachdem Einritzen des Halbleiterwafers, der gemäß der obigen Beschreibung hergestelltwird, wird jeder LED-Chip (Lichtbrechungsindex von 2,5) des Halbleiter-Lumineszenzelementsdurch Teilen des Wafers mittels einer äußeren Kraft hergestellt.Toscoring the semiconductor wafer made as described abovebecomes, each LED chip (refractive index of 2.5) of the semiconductor luminescent elementby dividing the wafer by an external force.
[0210] DasStanzen wird auf einem langen Metallrahmen aus eisenhaltigem Kupfermit einer Dicke von 0,5 mm ausgeführt, um den Leiterrahmen mitmehreren Endabschnittspaaren von mindestens drei Metallelementenherzustellen. Außerdemwird die Oberflächedes Leiterrahmens versilbert, um das Lichtreflexionsvermögen zu verbessern.ThePunching is done on a long metal frame made of ferrous copperdesigned with a thickness of 0.5 mm to the lead frame witha plurality of end-portion pairs of at least three metal elementsmanufacture. Furthermorebecomes the surfaceof the leadframe silvered to improve the light reflectivity.
[0211] Alsnächsteswerden drei Spitzenabschnitte des Metallelements (das erste Metallelement 101, aufdem der LED-Chip 108 zu montieren ist, das zweite Metallelement 102 unddas dritte Metallelement 103 werden jeweils zu einer Anschlußelek trode)in der Hohlform vorfixiert, und dann wird geschmolzenes Polyphthalamidharzaus dem Eingußkanaleingegossen. Danach härtetdas Harz aus, und das in 1 dargestellteKunststoffgehäuseentsteht. Die Rückseitendes zweiten Metallelements 102 und des dritten Metallelements 103 werdenwährenddes Formens durch einen Teil der Hohlform unterstützt undpositioniert. Durch dieses Verfahren, wie in 4 dargestellt, entstehen die Löcher 114 und 115,von denen die Rückflächen deszweiten Metallelements 102 und des dritten Metallelements 103 vondem Kunststoffgehäusefreigelegt werden.Next, three tip portions of the metal member (the first metal member 101 on which the LED chip 108 to assemble, the second metal element 102 and the third metal element 103 are each prefixed to a Anschlußelek electrode) in the mold, and then molten polyphthalamide resin is poured from the sprue. Thereafter, the resin hardens, and the in 1 shown plastic housing is created. The backs of the second metal element 102 and the third metal element 103 are supported and positioned during molding by a part of the mold. Through this procedure, as in 4 shown, the holes arise 114 and 115 , of which the back surfaces of the second metal element 102 and the third metal element 103 be exposed from the plastic housing.
[0212] Außerdem wirdauf der Rückfläche des Kunststoffgehäuses eineInjektionsbahn 113 ausgebildet, und daher kann eine Entstellungbzw. Verzerrung des Halbleiterbausteins verhindert werden. Fernerwird auf der Hauptflächedes Kunststoffgehäuses eineKathodenmarke mit einer an die Emissionsgrenze angrenzenden Stufeausgebildet. Das Kunststoffgehäusewird durch Drükkenauf die vier an die Emissionsflächeangrenzenden Teile auf der Hauptfläche des Kunststoffgehäuses ausder Metallform gelöst. Dabeidrücktein Stift auch auf den Abschnitt der Kathodenmarke. Die Kathodenmarkeist jedoch mit einer Stufe ausgebildet, die teilweise gekrümmt ist,um eine ausreichende Kontaktflächefür denStift sicherzustellen. Mit dieser Konstruktion der Kathodenmarkekann im Vergleich zu dem Fall, wo eine Stufe ohne einen gekrümmten Abschnittausgebildet ist, die mechanische Festigkeit der Emissionsfläche gesichert werden.In addition, on the back surface of the plastic housing an injection web 113 formed, and therefore distortion or distortion of the semiconductor device can be prevented. Further, on the main surface of the plastic housing, a cathode mark having a step adjacent to the emission boundary is formed. The plastic housing is released from the metal mold by pressing on the four parts adjacent to the emission surface on the main surface of the plastic housing. A pin also presses on the portion of the cathode mark. However, the cathode mark is formed with a step that is partially curved to ensure sufficient contact area for the pin. With this construction of the cathode mark, compared with the case where a step without a curved portion is formed, the mechanical strength of the emitting surface can be secured.
[0213] DasKunststoffgehäuse 100 enthält einezylinderförmigeerste Vertiefung 120, die den LED-Chip 108 unddas Schutzelement 107 aufnehmen kann, sowie stufenartigeAbsätzein der Näheder hauptflächenseitigen Öffnung derInnenwand der Vertiefung 106. Die positive und die negativeAnschlußelektrode sindso in das Formteil integriert, daß ihre Hauptflächen vonder zweiten Hauptfläche 1b ander Bodenflächeder Vertiefung freigelegt sind. Außerdem sind die Hauptflächen derfreigelegten positiven und negativen Anschlußelektroden jeweils durch einen Wandabschnitt,der aus dem gleichen Material besteht wie der Formkörper, dersich von der Seitenwand der ersten Vertiefung 120 zur zweitenVertiefung 130 erstreckt, jeweils in zwei Bondbereicheunterteilt.The plastic housing 100 contains a cylindrical first recess 120 that the LED chip 108 and the protective element 107 and stepped steps near the main surface side opening of the inner wall of the recess 106 , The positive and the negative terminal electrodes are integrated into the molding so that their major surfaces are separated from the second major surface 1b are exposed on the bottom surface of the recess. In addition, the major surfaces of the exposed positive and negative terminal electrodes are each formed by a wall portion made of the same material as the molded body extending from the side wall of the first recess 120 to the second recess 130 extends, each divided into two bond areas.
[0214] Darüberhinaussind die Anschlußelektroden 102 bzw. 103,die aus der an die Emissionsflächeangrenzenden Seitenwand des Gehäuseshervorstehen, so weit umgebogen, daß sie annähernd in der gleichen Ebenewie die Rückfläche desKunststoffgehäusesliegen, um den mit den äußeren Elektroden verbundenenAnschlußabschnittzu bilden. Wie in 4 dargestellt,weist das erste Metallelement 101 einen vorstehenden Abschnitt 101a inder Richtung auf, die nahezu parallel zu der äußeren Wand des Kunststoffgehäuses ist,aus der das erste Metallelement 101 hervorsteht. Mit dieserKonstruktion kann verhindert werden, daß das erste Metallelement 101 inseiner Einfügerichtungherausrutscht.In addition, the connection electrodes 102 respectively. 103 protruding from the sidewall of the housing adjacent the emission surface, bent so far as to be approximately in the same plane as the rear surface of the plastic housing to form the terminal portion connected to the outer electrodes. As in 4 shown, the first metal element 101 a protruding section 101 in the direction that is nearly parallel to the outer wall of the plastic housing, from which the first metal element 101 protrudes. With this construction, it is possible to prevent the first metal element 101 slips out in its insertion direction.
[0215] Imvorliegenden Beispiel wird eine Zenerdiode 107 als Schutzelementverwendet. Die Zenerdiode 107 mit einer rückseitigenElektrode wird durch Chipbonden unter Verwendung eines leitfähigen Bindemittelsmit dem Bondbereich 103a verbunden, der auf der Hauptfläche dernegativen Anschlußelektrodeausgebildet ist. Der mit der Zenerdiode 107 verbundeneDrahtleiter 109 wird durch Drahtbonden mit dem Bondbereich 102a verbunden,der auf der Hauptflächeder positiven Anschlußelektrodeausgebildet ist. Hierbei werden die Polaritäten der positiven und negativenElektroden der Zenerdiode 107 antiparallel zu den Polaritäten derpositiven und negativen Elektroden des LED-Chips 108 geschaltet.In the present example, a Zener diode 107 used as a protective element. The zener diode 107 with a backside electrode is formed by die bonding using a conductive binder to the bond area 103a connected, which is formed on the main surface of the negative terminal electrode. The one with the zener diode 107 connected wire conductors 109 is by wire bonding with the bond area 102 connected, which is formed on the main surface of the positive terminal electrode. Here, the polarities of the positive and negative electrodes of the Zener diode become 107 anti parallel to the polarities of the positive and negative electrodes of the LED chip 108 connected.
[0216] DerLED-Chip 108 wird unter Verwendung eines Epoxidharzes alsChipbondmittel an der freigelegten Hauptfläche des ersten Metallelements 101 fixiert.Als nächsteswerden die positive bzw. die negative Elektrode des fixierten LED-Chips 108 durchdie Drahtleiter, die hauptsächlichaus Au bestehen, mit den Bondbereichen verbunden, die auf den Hauptflächen derpositiven Elektrode 102b bzw. der negativen Elektrode 103b ausgebildetsind.The LED chip 108 is performed using an epoxy resin as die bonding agent on the exposed major surface of the first metal element 101 fixed. Next, the positive and negative electrodes of the fixed LED chip 108 through the wire conductors, which are mainly made of Au, connected to the bonding areas on the major surfaces of the positive electrode 102b or the negative electrode 103b are formed.
[0217] Hierbeisind die auf den Hauptflächender negativen Elektrode 103a, 103b ausgebildetenBondbereiche und die auf den Hauptflächen der positiven Elektrode 102a und 102b ausgebildetenBondbereiche jeweils durch den Wandabschnitt 104 unterteilt. DerAbstand zwischen den Drahtbondstellen beträgt jeweils 0,70 mm bis 1,50mm, und die Breite des Wandabschnitts 104 beträgt 0,25mm bis 0,40 mm, d. h. weniger als der Abstand zwischen den Drahtbondstellen.Dadurch wird verhindert, daß dieSpitzen der Kapillaren währenddes Drahtbondverfahrens einander berühren. Die Dicke des von derHauptflächeeiner Anschlußelektrodeausgehenden Wandabschnitts 104 beträgt 0,20 mm bis 0,50 mm.Here are the main surfaces of the negative electrode 103a . 103b formed bond areas and those on the major surfaces of the positive electrode 102 and 102b formed bond areas each through the wall portion 104 divided. The distance between the Drahtbondstellen is 0.70 mm to 1.50 mm, and the width of the wall section 104 is 0.25 mm to 0.40 mm, ie less than the distance between the wire bonding sites. This prevents the tips of the capillaries from touching each other during the wire bonding process. The thickness of the wall portion extending from the main surface of a terminal electrode 104 is 0.20 mm to 0.50 mm.
[0218] Durchdie gerade beschriebene Einstellung der Dicke läßt sich verhindert, daß beim Fixierender Zenerdiode 107 unter Verwendung des Chipbondmaterialsdas Drahtbondmaterial in den benachbarten, durch den Wandabschnitt 104 unterteiltenBondbereich wandert. Daher kann das Drahtbonden an den benachbartenBondbereich leicht im Nachverarbeitungsprozeß ausgeführt werden, und die Arbeitsleistungkann verbessert werden.By just described adjustment of the thickness can be prevented that when fixing the Zener diode 107 using the die bond material, the wire bond material in the adjacent, through the wall portion 104 subdivided bond area wanders. Therefore, the wire bonding to the adjacent bonding area can be easily performed in the post-processing process, and the work performance can be improved.
[0219] Alsnächsteswird ein Gelsiliconharz durch Vergießen eingespritzt, um den Abschnittvon der Hauptflächedes ersten Metallelements 101 bis in die Nähe des ander Öffnungder ersten Vertiefung 102 ausgebildeten Absatzes zu füllen. Fernerwird das Gelsiliconharz durch Erhitzen ausgehärtet, um das erste Kapselungselement 111 zuformen. Als nächsteswird ein steifes Siliconharz eingespritzt, um das Gelsiliconharzeinzuschließen.Das steife Siliconharz wird dann durch Erhitzen ausgehärtet, umdas zweite Kapselungselement 112 zu formen und jedes Kapselungselementstrukturell zu integrieren. Hierbei wird die Oberseite des Kapselungselements 112,das strukturell mit dem Kapselungselement 111 integriert ist,annäherndparallel zur Hauptflächedes Kunststoffgehäuses 100 undniedriger als diese ausgebildet. Mit dieser Konstruktion läßt sichverhindern, daß einGelsiliconharz mit hohem Haftvermögen aufwärts kriecht, und man kann einenHalbleiterbaustein von hoher Zuverlässigkeit erhalten.Next, a gel silicone resin is injection-molded to form the portion of the main surface of the first metal member 101 to near the at the opening of the first recess 102 filled paragraph. Further, the gel silicone resin is cured by heating to the first encapsulation element 111 to shape. Next, a rigid silicone resin is injected to entrap the gel silicone resin. The rigid silicone resin is then cured by heating to the second encapsulation element 112 mold and structurally integrate each encapsulation element. This is the top of the encapsulation element 112 that is structurally compatible with the encapsulation element 111 is integrated, approximately parallel to the main surface of the plastic housing 100 and lower than these. With this construction, a gel adhesive resin having high adhesiveness can be prevented from creeping up, and a semiconductor device of high reliability can be obtained.
[0220] DerHalbleiterbaustein gemäß dem vorliegendenBeispiel weist wegen der oben beschriebenen Struktur eine hohe Zuverlässigkeitauf; das Ablösendes Kapselungsharzes und das Abtrennen der Drähte werden verhindert.Of theSemiconductor device according to the present inventionExample has high reliability because of the structure described aboveon; the detachmentthe encapsulating resin and the separation of the wires are prevented.
[0221] 5 zeigt eine schematischeDraufsicht des Halbleiterbausteins 300 gemäß dem vorliegendenBeispiel. 6 zeigt eineSchnittansicht entlang der gestrichelten Linie C-C von 5. Das Kunststoffgehäuse gemäß dem vorliegendenBeispiel enthälteinen Wandabschnitt 104 zwischen der positiven Anschlußelektrodeund der negativen Anschlußelektrode,die an der Bodenflächeder Vertiefung freigelegt sind. Die Hauptflächen der freigelegten positiven bzw.negativen Elektrode bilden die Bondflächen 103c bzw. 102c. 5 shows a schematic plan view of the semiconductor device 300 according to the present example. 6 shows a sectional view taken along the dashed line CC of 5 , The plastic housing according to the present example includes a wall portion 104 between the positive terminal electrode and the negative terminal electrode exposed at the bottom surface of the recess. The major surfaces of the exposed positive and negative electrodes form the bonding surfaces 103c respectively. 102c ,
[0222] Fernerwerden das Lumineszenzelement und das Schutzelement kombiniert,um ein Verbundelement als auf dem Gehäuse montierte Halbleiterkomponenteherzustellen. Hierbei wird das Lumineszenzelement 108 sojustiert, daß dieHauptflächedes lichtdurchlässigenSubstrats der Emissionsbeobachtungsfläche des Halbleiterbausteinsgegenüberliegt. Diepositive bzw. die negative Elektrode, die auf der gleichen Seitedes Lumineszenzelements ausgebildet sind, liegen der negativen bzw.der positiven Elektrode gegenüber,die auf der Montagebasis 301 ausgebildet sind, und sinddurch die Bondhügelmiteinander verbunden.Further, the luminescent element and the protective element are combined to produce a composite element as a package-mounted semiconductor component. Here, the luminescent element 108 adjusted so that the main surface of the transparent substrate is opposite to the emission observation surface of the semiconductor device. The positive and negative electrodes, respectively, formed on the same side of the luminescent element face the negative and positive electrodes, respectively, on the mounting base 301 are formed, and are interconnected by the bumps.
[0223] DieMontagebasis 301 besteht aus Silicium und ist als Zenerdiodeausgebildet, um eine durch Überspannungverursachte Zerstörungdes Lumineszenzelements 108 zu verhindern, und enthält einen p-leitendenHalbleiterbereich mit der positiven Elektrode und den n-leitendenHalbleiterbereich mit der negativen Elektrode. Die positive unddie negative Elektrode der Montagebasis 301 bestehen ausAluminium und sind voneinander isoliert in der gleichen Ebene angeordnet.Die n-seitige Elektrode und p-seitige Elektrode des Lumineszenzelements 108 sind antiparallelzu der positiven und der negativen Elektrode der Montagebasis 301 geschaltetund einander zugewandt und werden jeweils durch Ultraschallbondengebondet.The mounting base 301 is made of silicon and is designed as a Zener diode in order to destroy the luminescence element caused by overvoltage 108 and includes a p-type semiconductor region having the positive electrode and the n-type semiconductor region having the negative electrode. The positive and the negative electrode of the mounting base 301 are made of aluminum and are isolated from each other in the same plane. The n-side electrode and p-side electrode of the luminescent element 108 are anti-parallel to the positive and negative electrodes of the submount 301 switched and facing each other and are each bonded by ultrasonic bonding.
[0224] Fernerwird die Montagebasis unter Verwendung von Ag-Paste als Bindemittel auf dem ersten Metallelementfixiert, das von der Bodenflächeder zweiten Vertiefung 130 freigelegt ist. Die in der Vertiefungfreigelegten Bondbereiche 102c und 103c der Anschlußelektrodenwerden mit der positiven bzw. der negativen Elektrode der Montagebasisdurch die Drahtleiter 109 verbunden. Schließlich wirddie Vertiefung mit einem Siliconharz abgedichtet, um einen Lumineszenzbausteinherzustellen.Further, the mounting base is fixed by using Ag paste as a binder on the first metal member extending from the bottom surface of the second recess 130 is exposed. The bond areas exposed in the recess 102c and 103c The terminal electrodes are connected to the positive and the negative electrode of the mounting base through the wire conductor 109 connected. Finally, the recess is sealed with a silicone resin to produce a luminescent brick.
[0225] DerLumineszenzbaustein ist ebenso aufgebaut wie in Beispiel 1, mitAusnahme der oben beschriebenen Abweichungen.Of theLuminescent module is constructed as well as in Example 1, withException to the deviations described above.
[0226] Wieim vorliegenden Beispiel gezeigt, kann Licht aus der lichtdurchlässigen Substratseiteentnommen werden, wo keine Hindernisse für die Emission vorhanden sind,wie z. B. die Elektrode des Lumineszenzelements. Daher kann dieLichtausbeute des Lumineszenzbausteins verbessert werden. Fernerkann man einen Lumineszenzbaustein von hoher Zuverlässigkeiterhalten, der tolerant gegenüberder Ablösungdes Dichtungselements und der Drahtleiter ist.Asshown in the present example, light from the translucent substrate sidewhere there are no barriers to emissions,such as B. the electrode of the luminescent element. Therefore, theLuminous efficacy of the luminescent device can be improved. Furtheryou can get a luminescent device of high reliabilityget that tolerantthe replacementof the sealing element and the wire conductor is.
[0227] 7 zeigt eine schematischeDraufsicht, und 9 zeigteine Rückansichtdes Halbleiterbausteins 400 gemäß dem vorliegenden Beispiel. 8 zeigt eine Schnittansichtentlang der gestrichelten Linie C-C von 7. 7 shows a schematic plan view, and 9 shows a rear view of the semiconductor device 400 according to the present example. 8th shows a sectional view taken along the dashed line CC of 7 ,
[0228] DasKunststoffgehäusedes vorliegenden Beispiels enthältein erstes Metallelement 101, das sich in dem in den Formkörper eingesetztenAbschnitt zu zwei Teilen verzweigt, die jeweils aus der Außenwanddes Kunststoffgehäuseshervorstehen, wie in 9 dargestellt.Der Formkörper 105 nimmt denAbschnitt zwischen den beiden Zweigen des ersten Metallelements 101 ein.Der Halbleiterbaustein ist auf die gleiche Weise wie in den obenbeschriebenen Beispielen aufgebaut, mit Ausnahme dieser Formgebungdes ersten Metallelements.The plastic housing of the present example includes a first metal element 101 branched in the portion inserted into the molding body into two parts, each protruding from the outer wall of the plastic housing, as in 9 shown. The molded body 105 takes the section between the two branches of the first metal element 101 one. The semiconductor device is constructed in the same manner as in the above-described examples except for the shape of the first metal element.
[0229] DerHalbleiterbaustein gemäß dem vorliegendenBeispiel weist eine hervorragende mechanische Festigkeit in derEinfügerichtungdes Metallelements auf und kann stabil auf den anderen Montageträgern montiertwerden.Of theSemiconductor device according to the present inventionExample has excellent mechanical strength in theinsertionof the metal element and can be stably mounted on the other mounting bracketsbecome.
[0230] 10 zeigt eine schematischeDraufsicht des Halbleiterbausteins 500 gemäß dem vorliegendenBeispiel, und 11 zeigteine Schnittansicht entlang der gestrichelten Linie C-C in 10. 10 shows a schematic plan view of the semiconductor device 500 according to the present example, and 11 shows a sectional view along the dashed line CC in 10 ,
[0231] DasKunststoffgehäusedes vorliegenden Beispiels ist auf die gleiche Weise wie in Beispiel3 aufgebaut, mit Ausnahme der nachstehend beschriebenen Abweichungen.Das heißt,die gesamten Rückflächen deszweiten und des dritten Metallele ments, die aus der Außenwanddes Kunststoffgehäuseshervorstehen, werden so justiert, daß sie in der gleichen Ebenewie die Rückflächen desKunststoffgehäusesund des ersten Elements 101 liegen, ohne sie an den Stellen,wo sie hervorstehen, zur Rückfläche desGehäusesumzubiegen.The plastic case of the present example is constructed in the same manner as in Example 3 except for the deviations described below. That is, the entire rear surfaces of the second and third Metallele management, which protrude from the outer wall of the plastic housing are adjusted so that they are in the same plane as the rear surfaces of the plastic housing and the first element 101 without deflecting them to the rear surface of the housing where they protrude.
[0232] DerHalbleiterbaustein gemäß dem vorliegendenBeispiel weist eine hervorragende mechanische Festigkeit in derEinfügerichtungdes Metallelements auf und kann stabil auf den anderen Montageträgern montiertwerden. Darüberhinauskann die Wärmeableitungdes Halbleiterbausteins verbessert werden.Of theSemiconductor device according to the present inventionExample has excellent mechanical strength in theinsertionof the metal element and can be stably mounted on the other mounting bracketsbecome. Furthermorecan heat dissipationof the semiconductor device can be improved.
[0233] DerLumineszenzbaustein ist auf die gleiche Weise aufgebaut wie in denoben beschriebenen Beispielen, außer daß ein Wellenlängenumwandlungselement,das ein leuchtstoffhaltiges Kapselungselement ist, um das Lumineszenzelementherum angeordnet wird.Of theLuminescent device is constructed in the same way as in theExamples described above, except that a wavelength conversion element,which is a phosphor-containing encapsulation element to the luminescent elementis arranged around.
[0234] DerLeuchtstoff wird hergestellt, indem Seltenerdmetalle Y, Gd und Cein stöchiometrischen Verhältnissenin einer Säureaufgelöstund die Lösungdann mit Oxalsäuremitgefälltwird. Das Oxid des Kopräzipitats,das man durch Brennen dieses Materials gewinnt, wird mit Aluminiumoxidvermischt, um ein Rohmaterialgemisch zu erhalten. Das Gemisch wirddann mit Bariumfluorid gemischt, das als Flußmittel dient, und in einemTiegel an der Luft 3 Stunden bei 1400°C gebrannt, um das gebrannte Materialzu erhalten. Dann wird das gebrannte Material durch eine Kugelmühle in Wassergemahlen, gewaschen und getrennt, getrocknet und schließlich gesiebt,wodurch man einen Leuchtstoff mit einem Hauptdurchmesser von 8 μm erhält, derdurch die allgemeine Formel (Y_0,995Gd_0,005)_2,750Al₅O₁₂:Ce_0,250 dargestelltwird.The phosphor is prepared by dissolving rare earth metals Y, Gd and Ce in stoichiometric ratios in an acid and then precipitating the solution with oxalic acid. The oxide of the coprecipitate, which is obtained by firing this material, is mixed with alumina to obtain a raw material mixture. The mixture is then mixed with barium fluoride, which serves as a flux, and fired in a crucible in air at 1400 ° C for 3 hours to obtain the fired material. Then, the fired material is ground by a ball mill in water, washed and separated, dried and finally sieved to give a phosphor having a major diameter of 8 μm, represented by the general formula (Y _0.995 Gd _0.005 ) _2.750 Al ₅ O ₁₂ : Ce _{0.250 is} shown.
[0235] NachZugabe von 5,5 Gew.-% des Leuchtstoffs zu dem oben beschriebenenSiliconharz-Verbundstoff, wird der Verbundstoff 5 Minuten durcheinen Taumelmischer vermischt. Das auf diese Weise gewonnene Aushärtungsmaterialwird bis zu einem Niveau, das auf gleicher Höhe mit der oberen Fläche derzweiten Vertiefung 130 liegt, in die Vertiefung eingefüllt. Alsnächsteswird für2 Stunden bei 70°Cund dann für1 Stunde bei 150°C eineWärmebehandlung für den Verbundstoffausgeführt,um rund um das Lumineszenzelement ein Wellenlängenumwandlungselement auszubilden.Schließlichwird ein Epoxidharz aufgebracht, um das Wellenlängenumwandlungselement unddie Anschlußelektrodeneinzuschließen.After adding 5.5% by weight of the phosphor to the above-described silicone resin composite, the composite is mixed by a tumble mixer for 5 minutes. The curing material obtained in this way becomes up to a level which is level with the upper surface of the second recess 130 lies, filled in the depression. Next, a heat treatment for the composite is carried out for 2 hours at 70 ° C and then for 1 hour at 150 ° C to form a wavelength conversion element around the luminescent element. Finally, an epoxy resin is applied to enclose the wavelength conversion element and the terminal electrodes.
[0236] Derauf diese Weise hergestellte Lumineszenzbaustein kann Mischlichtemittieren, das aus dem vom Lumineszenzelement ausgestrahlten Licht undFluoreszenzlicht besteht, das von dem Leuchtstoff ausgestrahlt wird,der das von dem Lumineszenzelement emittierte Licht absorbiert undLicht in einer anderen Wellenlängeausstrahlt.Of theLuminescent device produced in this way can be mixed lightemanating from the light emitted by the luminescent element andFluorescent light emitted from the phosphor,which absorbs the light emitted by the luminescent element andLight in a different wavelengthradiates.
[0237] Gemäß der vorliegendenErfindung kann die Ablösungdes Kapselungsharzes und die Abtrennung der Drahtleiter verhindertwerden, indem ein Wandabschnitt ausgebildet wird, der das Halbleiterelementund die Bondbereiche der Drahtleiter in der Vertiefung des Kunststoffgehäuses voneinander trennt.Als Ergebnis kann man einen Halbleiterbaustein von hoher Zuverlässigkeiterhalten.According to the present invention, the separation of the encapsulating resin and the separation the wire conductor can be prevented by forming a wall portion separating the semiconductor element and the bonding areas of the wire conductors in the recess of the plastic housing. As a result, a semiconductor device of high reliability can be obtained.
[0238] Esversteht sich, daß dievorliegende Erfindung zwar in bezug auf hierin bevorzugte Ausführungsformenbeschrieben worden ist, daß demFachmann aber andere Ausführungsformenund Varianten einfallen können,die innerhalb des Umfangs und des Grundgedankens der Erfindung liegen,und daß solcheanderen Ausführungsformenund Varianten durch die nachstehenden Patentansprüche erfasst werdensollen.Itunderstands that theWhile the present invention is in terms of preferred embodiments hereinhas been described that theProfessional but other embodimentsand can come up with variants,which are within the scope and spirit of the invention,and thatother embodimentsand variants are covered by the following claimsshould.

权利要求:
Claims (19)
[1]
Kunststoffgehäuse,das aufweist: einen Formkörper,der eine darin ausgebildete Vertiefung mit einer Bodenfläche undeiner diese umgebenden Seitenflächeaufweist; ein erstes Element, das sich zumindest von einem Teilder Bodenflächein der Vertiefung des Formkörpersnach außenerstreckt; ein zweites Element, das sich zumindest von einem Teilder Bodenflächeund der Seitenflächeder Vertiefung des Formkörpersnach außenerstreckt; ein drittes Element, das sich zumindest von einem Teilder Bodenflächeund der Seitenflächeder Vertiefung des Formkörpersnach außenerstreckt; wobei von dem zweiten Element und dem dritten Elementmindestens eines durch einen Wandabschnitt, der von der Seitenfläche derVertiefung nach innen vorsteht, in mindestens zwei Abschnitte unterteilt wird.Plastic housing,comprising:a shaped body,the recess formed therein having a bottom surface anda surrounding side surfacehaving;a first element that is at least part of onethe floor areain the recess of the moldingoutwardextends;a second element that is at least part of onethe floor areaand the side surfacethe recess of the moldingoutwardextends;a third element that is at least part of itthe floor areaand the side surfacethe recess of the moldingoutwardextends;wherein from the second element and the third elementat least one by a wall portion of the side surface of theGroove protrudes inward, is divided into at least two sections.
[2]
Kunststoffgehäuse,das aufweist: einen Formkörper,der eine darin ausgebildete Vertiefung mit einer Bodenfläche undeiner diese umgebenden Seitenflächeaufweist; ein erstes Element, das sich zumindest von einem Teilder Bodenflächein der Vertiefung des Formkörpersnach außenerstreckt; ein zweites Element, das sich zumindest von einem Teilder Bodenflächeund der Seitenflächeder Vertiefung des Formkörpersnach außenerstreckt; ein drittes Element, das sich zumindest von einem Teilder Bodenflächeund der Seitenflächeder Vertiefung des Formkörpersnach außenerstreckt; wobei das zweite Element und das dritte Element durcheinen Wandabschnitt getrennt sind, der sich von der Seitenfläche derVertiefung nach innen erstreckt.Plastic housing,comprising:a shaped body,the recess formed therein having a bottom surface anda surrounding side surfacehaving;a first element that is at least part of onethe floor areain the recess of the moldingoutwardextends;a second element that is at least part of onethe floor areaand the side surfacethe recess of the moldingoutwardextends;a third element that is at least part of itthe floor areaand the side surfacethe recess of the moldingoutwardextends;wherein the second element and the third element bya wall portion are separated from the side surface of theGroove extends inwards.
[3]
Kunststoffgehäusenach Anspruch 1 oder 2, wobei der Wandabschnitt mit dem Formkörper integriertist.Plastic housingaccording to claim 1 or 2, wherein the wall portion integrates with the molded bodyis.
[4]
Kunststoffgehäusenach einem der Ansprüche 1bis 3, wobei das erste Element von zumindest einem Teil der Bodenfläche in derVertiefung des Formkörpersfreigelegt ist.Plastic housingaccording to one of claims 1to 3, wherein the first element of at least a part of the bottom surface in theDeepening of the moldingis exposed.
[5]
Kunststoffgehäusenach einem der Ansprüche 1bis 4, wobei eine zweite Vertiefung, die durch eine Bodenfläche undeine diese umgebende Seitenflächebegrenzt wird, in der inneren Bodenfläche der Vertiefung des Formkörpers ausgebildetist.Plastic housingaccording to one of claims 1to 4, with a second recess passing through a bottom surface anda surrounding side surfaceis limited, formed in the inner bottom surface of the recess of the shaped bodyis.
[6]
Lumineszenzbaustein, der aufweist: ein Lumineszenzelement; einenFormkörpermit einer darin durch eine Bodenfläche und eine diese umgebendeSeitenflächegebildeten Vertiefung fürdie Montage des Lumineszenzelements; ein erstes Element, dassich zumindest von einem Teil der Bodenfläche in der Vertiefung des Formkörpers nachaußenerstreckt; ein zweites Element, das sich zumindest von einem Teilder Bodenflächeund der Seitenflächeder Vertiefung des Formkörpersnach außenerstreckt; ein drittes Element, das sich zumindest von einem Teilder Bodenflächeund der Seitenflächeder Vertiefung des Formkörpersnach außenerstreckt; ein viertes Element, welches das Lumineszenzelementund das zweite Element bzw. das Lumineszenzelement und das dritteElement elektrisch miteinander verbindet; wobei von dem zweitenElement und dem dritten Element mindestens eines durch einen Wandabschnitt, dervon der Seitenflächeder Vertiefung nach innen ragt, in mindestens zwei Abschnitte unterteiltwird.Luminescent device, comprising:a luminescent element;onemoldingswith a bottom surface and a surrounding surfaceside surfaceformed depression forthe mounting of the luminescent element;a first element thatat least from a part of the bottom surface in the recess of the molding afterOutsideextends;a second element that is at least part of onethe floor areaand the side surfacethe recess of the moldingoutwardextends;a third element that is at least part of itthe floor areaand the side surfacethe recess of the moldingoutwardextends;a fourth element which is the luminescent elementand the second element or the luminescent element and the third oneElectrically connecting element;being from the secondElement and the third element at least one by a wall portion, thefrom the side surfacethe recess protrudes inward, divided into at least two sectionsbecomes.
[7]
Lumineszenzbaustein, der aufweist: ein Lumineszenzelement; einenFormkörpermit einer darin durch eine Bodenfläche und eine diese umgebendeSeitenflächeausgebildeten Vertiefung fürdie Montage des Lumineszenzelements; ein erstes Element, dassich zumindest von einem Teil der Bodenfläche in der Vertiefung des Formkörpers nachaußenerstreckt; ein zweites Element, das sich zumindest von einem Teilder Bodenflächeund der Seitenflächeder Vertiefung des Formkörperserstreckt; ein drittes Element, das sich zumindest von einem Teilder Bodenflächeund der Seitenflächeder Vertiefung des Formkörpersnach außenerstreckt; ein viertes Element, welches das Lumineszenzelementund das zweite Element bzw. das Lumineszenzelement und das dritteElement elektrisch miteinander verbindet; wobei das zweiteElement und das dritte Element durch einen Wandabschnitt getrenntwerden, der von der Seitenflächeder Vertiefung nach innen vorsteht.Luminescent device, comprising:a luminescent element;onemoldingswith a bottom surface and a surrounding surfaceside surfacetrained recess forthe mounting of the luminescent element;a first element thatat least from a part of the bottom surface in the recess of the molding afterOutsideextends;a second element that is at least part of onethe floor areaand the side surfacethe recess of the moldingextends;a third element that is at least part of itthe floor areaand the side surfacethe recess of the moldingoutwardextends;a fourth element which is the luminescent elementand the second element or the luminescent element and the third oneElectrically connecting element;the second oneElement and the third element separated by a wall sectionbe that of the side surfacethe recess protrudes inwards.
[8]
Lumineszenzbaustein nach Anspruch 6 oder 7, wobeider Wandabschnitt mit dem Formkörperintegriert ist.Luminescent module according to claim 6 or 7, wherein the wall portion with the molding in is integrated.
[9]
Lumineszenzbaustein nach einem der Ansprüche 6 bis8, wobei in der inneren Bodenflächeder Vertiefung des Formkörperseine durch eine Bodenflächeund eine diese umgebende Seitenfläche definierte zweite Vertiefungausgebildet ist, und wobei das Lumineszenzelement in der Bodenfläche der zweitenVertiefung montiert ist.Luminescent module according to one of claims 6 to8, wherein in the inner bottom surfacethe recess of the moldingone through a floor surfaceand a second recess defining this surrounding side surfaceis formed, and wherein the luminescent element in the bottom surface of the secondRecess is mounted.
[10]
Lumineszenzbaustein nach einem der Ansprüche 6 bis9, wobei das vierte Element ein Drahtleiter ist, und wobei der Drahtunterhalb der oberen Flächedes Wandabschnitts angeordnet ist.Luminescent module according to one of claims 6 to9, wherein the fourth element is a wire conductor, and wherein the wirebelow the upper surfaceof the wall portion is arranged.
[11]
Lumineszenzbaustein nach einem der Ansprüche 6 bis10, wobei auf dem dritten Element ein Schutzelement montiert ist,um das Lumineszenzelement gegen Überspannungzu schützen,und wobei das zweite Element mit dem Schutzelement elektrisch verbundenist.Luminescent module according to one of claims 6 to10, wherein a protective element is mounted on the third element,around the luminescent element against overvoltageto protect,and wherein the second element is electrically connected to the protective elementis.
[12]
Lumineszenzbaustein nach einem der Ansprüche 6 bis11, wobei auf dem dritten Element ein Schutzelement montiert ist,um das Lumineszenzelement gegen Überspannungzu schützen,wobei das dritte Element mit dem vierten Element elektrisch verbundenist, das mit dem Lumineszenzelement elek trisch verbunden ist, undwobei das Schutzelement und das vierte Element durch den Wandabschnittin mindestens zwei Bereiche unterteilt sind.Luminescent module according to one of claims 6 to11, wherein a protective element is mounted on the third element,around the luminescent element against overvoltageto protect,wherein the third element is electrically connected to the fourth elementis connected to the luminescent elec- trically, andwherein the protective element and the fourth element through the wall portionare divided into at least two areas.
[13]
Lumineszenzbaustein nach einem der Ansprüche 6 bis11, wobei auf dem dritten Element ein Schutzelement montiert ist,um das Lumineszenzelement gegen Überspannungzu schützen,wobei das zweite Element einen mit dem vierten Element verbundenenAbschnitt und einen mit dem Schutzelement elektrisch verbundenenAbschnitt aufweist, wobei, das vierte Element mit dem Lumineszenzelementelektrisch verbunden ist, und wobei die Abschnitte durch den Wandabschnittin mindestens zwei Bereiche unterteilt sind.Luminescent module according to one of claims 6 to11, wherein a protective element is mounted on the third element,around the luminescent element against overvoltageto protect,the second element being connected to the fourth elementSection and one electrically connected to the protective elementSection, wherein, the fourth element with the luminescent elementis electrically connected, and wherein the sections through the wall portionare divided into at least two areas.
[14]
Lumineszenzbaustein nach einem der Ansprüche 6 bis11, wobei auf dem dritten Element ein Schutzelement montiertist, um das Lumineszenzelement gegen Überspannung zu schützen, wobeidas dritte Element mit dem vierten Element elektrisch verbunden ist,das mit dem Lumineszenzelement elektrisch verbunden ist, wobeidas zweite Element mit dem vierten Element elektrisch verbundenist, wobei das vierte Element mit dem Lumineszenzelement elektrischverbunden ist, und wobei das zweite Element und das dritteElement durch den Wandabschnitt in zwei Bereiche unterteilt sind.Luminescent module according to one of claims 6 to11wherein mounted on the third element, a protective elementis to protect the luminescent element against overvoltage, whereinthe third element is electrically connected to the fourth element,which is electrically connected to the luminescent element,in whichthe second element is electrically connected to the fourth elementis, wherein the fourth element with the luminescent element electricallyconnected is,and wherein the second element and the thirdElement are divided by the wall portion in two areas.
[15]
Lumineszenzbaustein nach einem der Ansprüche 6 bis14, wobei in dem Formkörpereine durch eine Bodenflächeund eine diese umgebende Seitenfläche definierte Vertiefung geformtist, und wobei in dem Formkörperein Kapselungselement enthalten ist, um das Lumineszenzelement einzuschließen.Luminescent module according to one of claims 6 to14, wherein in the shaped bodyone through a floor surfaceand formed a recess defining this surrounding side surfaceis, and wherein in the shaped bodyan encapsulation element is included to enclose the luminescent element.
[16]
Lumineszenzbaustein nach Anspruch 15, wobei dasKapselungselement von der Seite des Lumineszenzelements aus derReihe nach ein erstes Kapselungselement und ein zweites Kapselungselementaufweist, und wobei das zweite Kapselungselement steifer ist alsdas erste Kapselungselement.Luminescent device according to claim 15, wherein theEncapsulation element from the side of the luminescent element of theRow after a first encapsulation element and a second encapsulation elementand wherein the second encapsulation element is stiffer thanthe first encapsulation element.
[17]
Lumineszenzbaustein nach Anspruch 16, wobei daserste Kapselungselement aus einem Gelsiliconharz und das zweiteKapselungselement aus einem Siliconharz besteht.Luminescent device according to claim 16, wherein thefirst encapsulation element of a gel silicone resin and the secondEncapsulation element consists of a silicone resin.
[18]
Lumineszenzbaustein nach Anspruch 9, wobei das ersteKapselungselement in der zweiten Vertiefung angeordnet ist, um dasLumineszenzelement einzuschließen,und wobei das zweite Kapselungselement in der durch eine Bodenfläche undeine diese umgebende Seitenflächegebildeten Vertiefung im Formkörperausgebildet ist, um das erste Kapselungselement einzuschließen.Luminescent device according to claim 9, wherein the firstEncapsulation element is arranged in the second recess to theTo include the luminescent elementand wherein the second encapsulation element in the through a bottom surface anda surrounding side surfaceformed depression in the moldingis formed to enclose the first encapsulation element.
[19]
Lumineszenzbaustein nach einem der Ansprüche 15 bis18, wobei das Kapselungselement einen Leuchtstoff enthält, derimstande ist, von dem Lumineszenzelement emittiertes Licht zu absorbierenund die Wellenlängedes Lichts in eine andere Wellenlänge als die des absorbiertenLichts umzuwandeln.Luminescent device according to one of claims 15 to18, wherein the encapsulating element contains a phosphor, theis capable of absorbing light emitted by the luminescent elementand the wavelengthof the light in a different wavelength than that of the absorbedTo transform light.

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2019-07-17| R018| Grant decision by examination section/examining division|

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2020-08-01| R020| Patent grant now final|

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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