STRAHLUNGSEMITTIERENDES BAUTEIL UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES STRAHLUNGSEMITTIERENDEN BAUTEILS

Es wird ein strahlungsemittierendes Bauteil angegeben.

Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden Bauteils angegeben.

Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein

strahlungsemittierendes Bauteil anzugeben, das eine besonders gute Effizienz aufweist. Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen strahlungsemittierenden Bauteils anzugeben.

Diese Aufgaben werden durch ein strahlungsemittierendes

Bauteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Schritten des Patentanspruchs 14 gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des strahlungsemittierenden Bauteils und des Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Es wird ein strahlungsemittierendes Bauteil angegeben. Bei dem strahlungsemittierenden Bauteil handelt es sich bevorzugt um ein Bauteil, das im Betrieb elektromagnetische Strahlung, insbesondere sichtbares Licht, emittiert. Zum Beispiel handelt es sich bei dem strahlungsemittierenden Bauteil um eine Leuchtdiode.

Das strahlungsemittierende Bauteil weist eine

Haupterstreckungsebene auf. Eine laterale Richtung ist hierbei parallel zur Haupterstreckungsebene ausgerichtet und die vertikale Richtung ist senkrecht zur

Haupterstreckungsebene ausgerichtet .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das

strahlungsemittierende Bauteil einen strahlungsemittierenden Halbleiterchip, der eine Deckfläche und zumindest eine

Seitenfläche aufweist. Die Deckfläche des

strahlungsemittierenden Halbleiterchips erstreckt sich bevorzugt in lateraler Richtung und liegt einer Bodenfläche des strahlungsemittierenden Halbleiterchips gegen. Die

Deckfläche und die Bodenfläche des strahlungsemittierenden Halbleiterchips sind durch zumindest eine Seitenfläche verbunden .

Der strahlungsemittierende Halbleiterchip ist bevorzugt zur Erzeugung von elektromagnetischer Primärstrahlung

ausgebildet. Bei dem strahlungsemittierenden Halbleiterchip kann es sich um einen Volumenemitter handeln. Ein

volumenemittierender, strahlungsemittierender Halbleiterchip weist beispielsweise ein Substrat auf, auf dem ein

Halbleiterkörper epitaktisch gewachsen oder aufgebracht ist. Das Substrat kann eines der folgenden Materialien aufweisen oder aus einem der folgenden Materialien bestehen: Saphir, Siliziumcarbid, Galliumnitrid, Glas. Volumenemittierende, strahlungsemittierende Halbleiterchips senden die

elektromagnetische Primärstrahlung in der Regel nicht nur über die Deckfläche, sondern auch über die Seitenfläche aus. Beispielsweise treten beim volumenemittierenden,

strahlungsemittierenden Halbleiterchip wenigstens 30 % der emittierten Primärstrahlung durch die Seitenfläche aus.

Der Halbleiterkörper des strahlungsemittierenden

Halbleiterchips ist zur Erzeugung der elektromagnetischen Primärstrahlung ausgebildet. Der Halbleiterkörper umfasst bevorzugt einen aktiven Bereich, der eine QuantentopfStruktur oder eine MehrfachquantentopfStruktur umfassen kann. Der aktive Bereich ist dazu ausgebildet, die elektromagnetische Primärstrahlung zu erzeugen.

Bei dem Halbleiterkörper handelt es sich beispielsweise um einen epitaktisch gewachsenen Halbleiterkörper. Der

Halbleiterkörper kann auf einem III-V-

Verbindungshalbleitermaterial basieren oder aus einem solchen bestehen. Bei dem I I I /V-Verbindungshalbleitermaterial kann es sich um ein Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial handeln. Nitrid-Verbindungshalbleitermaterialien sind

Verbindungshalbleitermaterialien, die Stickstoff enthalten, wie die Materialien aus dem System In _x Al _y Gai- _x-y N mit 0 < x <

1, 0 < y < 1 und x+y < 1. Insbesondere sind epitaktisch gewachsenen Halbleiterkörper mit aktiven Bereichen, die auf einem Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial basieren, in der Regel dazu geeignet, Licht aus dem ultravioletten bis blauen Spektralbereich als elektromagnetische Primärstrahlung zu erzeugen. Außerdem können Halbleiterkörper, die auf einem Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial basieren, auf einem Substrat, das Saphir, Siliziumcarbid oder Galliumnitrid aufweist, epitaktisch gewachsen werden. Diese Materialien sind in der Regel durchlässig für blaue oder ultraviolette Primärstrahlung, die in dem aktiven Bereich erzeugt wird.

Bei dem strahlungsemittierenden Halbleiterchip handelt es sich beispielsweise um einen Flip-Chip. Der Flip-Chip weist bevorzugt zwei Chipkontaktflächen an der Bodenfläche auf. Alternativ ist es möglich, dass auch die Deckfläche des strahlungsemittierenden Halbleiterchips mittels mindestens einer Drahtverbindung elektrisch leitend kontaktiert ist, beispielsweise bei einem volumenemittierenden Halbleiterchip, der ein Saphirsubstrat aufweist.

Weiterhin ist es möglich, dass das strahlungsemittierende Bauteil zumindest zwei strahlungsemittierende Halbleiterchips umfasst, wobei es sich bevorzugt jeweils um einen

Volumenemitter handeln kann. Die zwei strahlungsemittierenden Halbleiterchips sind in diesem Fall bevorzugt beabstandet zueinander angeordnet, bevorzugt in lateraler Richtung.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das

strahlungsemittierende Bauteil ein erstes Konversionselement. Das erste Konversionselement umfasst bevorzugt ein erstes Matrixmaterial, in das erste Leuchtstoffpartikel eingebracht sind. Die ersten Leuchtstoffpartikel sind bevorzugt dazu ausgebildet, die elektromagnetische Primärstrahlung in elektromagnetische erste Sekundärstrahlung zu konvertieren. Beispielsweise handelt es sich bei der Primärstrahlung um ultraviolettes bis blaues Licht. Weiterhin handelt es sich bei der ersten Sekundärstrahlung beispielsweise um gelb bis grünes Licht.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das

strahlungsemittierende Bauteil ein zweites

Konversionselement. Das zweite Konversionselement umfasst bevorzugt ein zweites Matrixmaterial, in das zweite

Leuchtstoffpartikel eingebracht sind. Die zweiten

Leuchtstoffpartikel sind dazu ausgebildet, die

elektromagnetische Primärstrahlung in elektromagnetische zweite Sekundärstrahlung zu konvertieren. Beispielsweise handelt es sich bei der zweiten Sekundärstrahlung um rotes Licht . Bei dem ersten Matrixmaterial und/oder dem zweiten Matrixmaterial kann es sich um ein Harz, etwa um ein Epoxid oder um ein Silikon oder um eine Mischung dieser Materialien, oder um ein keramisches Material handeln. Das erste

Matrixmaterial und das zweite Matrixmaterial sind bevorzugt aus dem gleichen Material gebildet. Alternativ können das erste Matrixmaterial und das zweite Matrixmaterial

voneinander unterschiedlich sein.

Für die ersten Leuchtstoffpartikel und/oder die zweiten

Leuchtstoffpartikel kann jeweils eines der folgenden

Materialien geeignet sein: mit seltenen Erden dotierte

Granate, mit seltenen Erden dotierte Erdalkalisulfide, mit seltenen Erden dotierte Thiogallate, mit seltenen Erden dotierte Aluminate, mit seltenen Erden dotierte Silikate, mit seltenen Erden dotierte Orthosilikate, mit seltenen Erden dotierte Chlorosilikate, mit seltenen Erden dotierte

Erdalkalisiliziumnitride, mit seltenen Erden dotierte

Oxynitride, mit seltenen Erden dotierte Aluminiumoxinitride, mit seltenen Erden dotierte Siliziumnitride, mit seltenen Erden dotierte Sialone, Quantum dots. Diese Materialien können auch ohne das erste Matrixmaterial und/oder das zweite Matrixmaterial Verwendung finden. Das erste

Konversionselement und/oder das zweite Konversionselement können/kann dann aus einem der Materialien bestehen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das erste

Konversionselement auf der Deckfläche des Halbleiterchips angeordnet. Bevorzugt steht das erste Konversionselement in direktem Kontakt mit dem strahlungsemittierenden

Halbleiterchip. Weiterhin überragt das erste

Konversionselement den strahlungsemittierenden Halbleiterchip in lateraler Richtung bevorzugt nicht. Besonders bevorzugt überdeckt das erste Konversionselement die Deckfläche des strahlungsemittierenden Halbleiterchips vollständig.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das zweite

Konversionselement auf der zumindest einen Seitenfläche des Halbleiterchips angeordnet. Die Deckfläche des

Halbleiterchips ist bevorzugt frei von dem ersten

Konversionselement. Das zweite Konversionselement steht bevorzugt in direktem Kontakt mit der Seitenfläche des strahlungsemittierenden Halbleiterchips. Weiterhin überragt das zweite Konversionselement den strahlungsemittierenden Halbleiterchip in vertikaler Richtung bevorzugt nicht.

Besonders bevorzugt überdeckt das zweite Konversionselement die Seitenfläche des strahlungsemittierenden Halbleiterchips vollständig .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform überragt das zweite Konversionselement eine Bodenfläche des ersten

Konversionselements in vertikaler Richtung nicht. Die

Bodenfläche des zweiten Konversionselements ist dem

strahlungsemittierenden Halbleiterchip zugewandt. Das erste Konversionselement schließt damit bevorzugt mit der

Deckfläche des strahlungsemittierenden Halbleiterchips in vertikaler Richtung bündig ab. Das zweite Konversionselement überdeckt das erste Konversionselement damit bevorzugt nicht.

Durch die Anordnung des ersten Konversionselements auf der Deckfläche des strahlungsemittierenden Halbleiterchips und die Anordnung des zweiten Konversionselements auf der

Seitenfläche des strahlungsemittierenden Halbleiterchips stehen das erste Konversionselement und das zweite

Konversionselement bevorzugt nicht in direktem Kontakt. Durch herstellungsbedingte Toleranzen kann es jedoch möglich sein, dass das erste Konversionselement mit dem zweiten Konversionselement in einem vergleichsweise kleinen Bereich, wo die Deckfläche des Halbleiterchips und die zumindest eine Seitenfläche des Halbleiterchips in Kontakt stehen, in direktem Kontakt steht.

Eine Idee des hier beschriebenen strahlungsemittierenden Bauteils ist unter anderem, das erste Konversionsmaterial lediglich auf der Deckfläche anzuordnen und das zweite

Konversionsmaterial lediglich auf der Seitenfläche des

Halbleiterchips. Durch solch eine Anordnung ist eine

Reabsorption von bereits konvertierter Primärstrahlung vorteilhafterweise unterbunden. Durch die Reduzierung der Reabsorption bereits konvertierter Primärstrahlung sind Absorptionsverluste reduziert und ein erhöhter Lichtstrom beziehungsweise eine erhöhte Lichtauskopplung von Strahlung aus dem strahlungsemittierenden Bauteil ist erzielbar. Das heißt, die Effizient des Bauteils ist vorteilhafterweise verbessert .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das erste

Konversionselement dazu ausgebildet, eine erste

Sekundärstrahlung zu erzeugen. Das erste Konversionselement kann bevorzugt elektromagnetische Primärstrahlung in

elektromagnetische erste Sekundärstrahlung eines anderen Wellenlängenbereichs umwandeln. Beispielsweise weist das erste Konversionselement hierzu erste Leuchtstoffpartikel auf, die elektromagnetische Primärstrahlung in

elektromagnetische erste Sekundärstrahlung umwandeln.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das zweite

Konversionselement dazu ausgebildet, eine zweite

Sekundärstrahlung zu erzeugen. Das erste Konversionselement kann bevorzugt elektromagnetische Primärstrahlung in

elektromagnetische zweite Sekundärstrahlung eines anderen Wellenlängenbereichs umwandeln. Beispielsweise weist das zweite Konversionselement hierzu zweite Leuchtstoffpartikel auf, die elektromagnetische Primärstrahlung in

elektromagnetische zweite Sekundärstrahlung umwandeln.

Insbesondere können die erste Sekundärstrahlung und die zweite Sekundärstrahlung größere Wellenlängen als die

Primärstrahlung umfassen. Beispielsweise handelt es sich bei der elektromagnetischen Primärstrahlung um blaues oder ultraviolettes Licht. Die elektromagnetische erste

Sekundärstrahlung und die elektromagnetische zweite

Sekundärstrahlung können beispielsweise jeweils grünes, gelbes oder rotes Licht sein.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die erste

Sekundärstrahlung kürzere Wellenlängen als die zweite

Sekundärstrahlung. Bevorzugt ist die erste Sekundärstrahlung eine gelbe Sekundärstrahlung und/oder eine grüne

Sekundärstrahlung. Besonders bevorzugt konvertiert das erste Konversionselement die blaue Primärstrahlung teilweise in gelbe Sekundärstrahlung und/oder grüne Sekundärstrahlung.

Eine Peakwellenlänge der gelben Sekundärstrahlung liegt bevorzugt zwischen einschließlich 570 Nanometer und

einschließlich 600 Nanometer. Eine Peakwellenlänge der grünen Sekundärstrahlung liegt bevorzugt zwischen einschließlich 490 Nanometer und einschließlich 570 Nanometer.

Weiterhin ist die zweite Sekundärstrahlung bevorzugt eine rote Sekundärstrahlung. Besonders bevorzugt konvertiert das zweite Konversionselement die blaue Primärstrahlung teilweise in rote Sekundärstrahlung. Eine Peakwellenlänge der roten Sekundärstrahlung liegt bevorzugt zwischen einschließlich 600 Nanometer und einschließlich 780 Nanometer.

Erste Leuchtstoffpartikel, die blaue Primärstrahlung in zweite grün-gelbe Sekundärstrahlung umwandeln, weisen

beispielsweise einen Granat-Leuchtstoff, der beispielsweise der chemischen Formel (Lu, Y) 3 (Al , Ga) ₅ O ₁₂ : Ce ³⁺ gehorcht, auf. Insbesondere sind ein LuAG-Leuchtstoff mit der chemischen Formel LU ₃ AI ₅ O ₁₂ : Ce ³⁺ , ein LuAGaG-Leuchtstoff mit der

chemischen Formel LU _{3 (} Al , Ga) ₅ O ₁₂ : Ce ³⁺ _, ein YAG-Leuchtstoff mit der chemischen Formel Y ₃ AI ₅ O ₁₂ : Ce ³⁺ oder ein YAGaG-Leuchtstoff mit der chemischen Formel Y _{3 (} Al , Ga) ₅ O ₁₂ : Ce ³⁺ für erste

Leuchtstoffpartikel geeignet, die blaues Licht in gelb-grünes Licht umwandeln.

Zweite Leuchtstoffpartikel, die blaue Primärstrahlung in zweite rote Sekundärstrahlung umwandeln, weisen

beispielsweise einen Nitrid-Leuchtstoff auf. Bei dem Nitrid- Leuchtstoff kann es sich beispielsweise um ein

Erdalkalisiliziumnitrid, ein Oxynitrid, ein

Aluminiumoxinitrid, ein Siliziumnitrid oder ein Sialon handeln. Beispielsweise handelt es sich bei dem Nitrid- Leuchtstoff um (Ca, Sr, Ba) AlSiN3 : EU ²⁺ ,

(Ca, Sr) AlSiN ₃ :Eu ²⁺ (SCASN) , Sr (Ca, Sr) Al ₂ Si ₂ N ₆ : Eu ²⁺ oder

NßSisNsiEu ²² mit M = Ca, Ba oder Sr alleine oder in

Kombination .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das

strahlungsemittierende Bauteil einen Träger. Der Träger enthält beispielsweise ein Kunststoffmaterial, wie ein Epoxid oder ein Silikon, oder ein Keramikmaterial oder besteht aus einem dieser Materialien. Weiterhin kann der Träger ein

Metall umfassen. Der Träger ist oder umfasst beispielsweise eine Leiterplatte (englisch Circuit board) oder einen

Anschlussrahmen (englisch leadframe) .

Der Träger ist beispielsweise Teil eines Gehäuses, das den Träger und zumindest eine Seitenwand umfasst. Die Seitenwand ist bevorzugt auf dem Träger angeordnet und bildet eine

Kavität in dem Gehäuse. Weiterhin können die Seitenwand und der Träger bevorzugt einstückig miteinander ausgebildet sein. Der strahlungsemittierende Halbleiterchip oder die zumindest zwei strahlungsemittierenden Halbleiterchips sind bevorzugt vollständig in der Kavität angeordnet. Das heißt, dass der strahlungsemittierende Halbleiterchip oder die zumindest zwei strahlungsemittierenden Halbleiterchips auf einer Deckfläche des Trägers angeordnet sind und die Seitenwand des Gehäuses den Halbleiterchip oder die zumindest zwei Halbleiterchips in vertikaler Richtung überragt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Träger eine Ausnehmung auf. Bevorzugt durchdringt die Ausnehmung den Träger teilweise. Das heißt, im Bereich der Ausnehmung ist ein Material des Trägers lediglich bis zu einer bestimmten Tiefe entfernt. Eine Bodenfläche der Ausnehmung ist hierbei bevorzugt durch nicht entfernte Bereiche des Trägers

gebildet. Besonders bevorzugt durchdringt die Ausnehmung den Träger an keiner Stelle.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der

strahlungsemittierende Halbleiterchip auf dem Träger

angeordnet. Der Träger umfasst weiterhin bevorzugt zumindest zwei Kontaktflächen, die beispielsweise ein Metall enthalten oder aus einem Metall bestehen. Die Chipkontaktflächen des strahlungsemittierenden Halbleiterchips können bevorzugt auf den zumindest zwei Kontaktflächen angeordnet sein. Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Träger an einer dem strahlungsemittierenden Halbleiterchip zugewandten Deckfläche eine reflektierende Beschichtung. Weiterhin weist die Beschichtung bevorzugt elektrisch leitende Eigenschaften auf. Besonders bevorzugt umfasst die reflektierende

Beschichtung Silber oder ist aus Silber gebildet. Die

reflektierende Beschichtung ist bevorzugt reflektierend für die vom strahlungsemittierenden Halbleiterchip emittierte Primärstrahlung, beispielsweise Licht aus dem blauen bis ultravioletten Spektralbereich, ausgebildet. Weiterhin kann die reflektierende Beschichtung reflektierend für die erste Sekundärstrahlung und die zweite Sekundärstrahlung

ausgebildet sein. Die reflektierende Beschichtung weist für die vom strahlungsemittierenden Halbleiterchip erzeugte elektromagnetische Primärstrahlung bevorzugt eine

Reflektivität von wenigstens 90 % auf. Weiterhin weist die reflektierende Beschichtung für die erste Sekundärstrahlung und die zweite Sekundärstrahlung bevorzugt eine Reflektivität von wenigstens 90 % auf.

Die reflektierende Beschichtung ist mit Vorteil dazu

ausgebildet, die in Richtung Träger ausgesendete

Primärstrahlung und/oder erste Sekundärstrahlung und/oder zweite Sekundärstrahlung zu einer Lichtauskoppelfläche des strahlungsemittierenden Bauteils zu lenken. Damit kann vorteilhafterweise eine erhöhte Lichtauskopplung und

Effizienz des strahlungsemittierenden Bauteils erzielt werden .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umgibt die Ausnehmung einen ersten Bereich an der Deckfläche des Trägers. Die

Ausnehmung umgibt den ersten Bereich bevorzugt vollständig in lateraler Richtung. Mit anderen Worten umschließt die Ausnehmung den ersten Bereich rahmenartig. Der Begriff

"rahmenartig" ist dabei hinsichtlich der Form und des

Verlaufs der Ausnehmung nicht als einschränkend zu verstehen. Die Ausnehmung kann beispielsweise eine rechteckige, eine vieleckige, eine runde oder eine ovale Form aufweisen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der

strahlungsemittierende Halbleiterchip mit dem ersten

Konversionselement und dem zweiten Konversionselement im ersten Bereich auf dem Träger angeordnet. Die Ausnehmung ist bevorzugt derart ausgebildet, dass die Ausnehmung einen

Montagebereich für den strahlungsemittierenden Halbleiterchip auf dem Träger umgeben. Besonders bevorzugt bildet der erste Bereich den Montagebereich.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Ausnehmung im Wesentlichen frei von einem Material des zweiten

Konversionselements. „Im Wesentlichen frei" heißt, dass herstellungsbedingt kleine Mengen des Materials des zweiten Konversionselements in der Ausnehmung angeordnet sein können. Insbesondere ist die Bodenfläche der Ausnehmung im

Wesentlichen frei vom Material des zweiten

Konversionselements. Weiterhin kann das Material des zweiten Konversionselements an den die Ausnehmung begrenzenden

Seitenflächen der Ausnehmung vorhanden sein, die Ausnehmung ist jedoch nicht mit dem Material des zweiten

Konversionselements gefüllt und damit zumindest stellenweise bevorzugt vollständig frei von dem Material des zweiten

Konversionselements. Insbesondere bevorzugt ist höchstens 1 % des Volumens der Ausnehmung mit Material des zweiten

Konversionselements befüllt. Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist auf einem zweiten Bereich einer Deckfläche des Trägers ein weiteres erstes Konversionselement angeordnet. Der zweite Bereich der

Deckfläche des Trägers erstreckt sich von der Ausnehmung bis zu der Seitenwand des Gehäuses. Das weitere erste

Konversionselement überdeckt die Deckfläche des Trägers im zweiten Bereich bevorzugt vollständig. Bevorzugt bedeckt das weitere erste Konversionselement eine dem Halbleiterchip zugewandte Seitenfläche der zumindest einen Seitenwand vollständig. Das weitere erste Konversionselement ist in diesem Fall bevorzugt mit dem ersten Matrixmaterial und den ersten Leuchtstoffpartikel gebildet. Demzufolge ist das weitere erste Konversionselement ebenfalls bevorzugt dazu ausgebildet, elektromagnetische Primärstrahlung in

elektromagnetische erste Sekundärstrahlung zu konvertieren.

Alternativ kann das weitere erste Konversionselement die Deckfläche des strahlungsemittierenden Halbleiterchips in vertikaler Richtung nicht überragen. Die dem Halbleiterchip zugewandte Seitenfläche der zumindest einen Seitenwand ist in diesem Fall teilweise bedeckt. Das weitere erste

Konversionselement bedeckt die Seitenfläche der zumindest einen Seitenwand in diesem Fall bis zu einer Höhe, die nicht einer maximalen Ausdehnung der Seitenfläche in vertikaler Richtung entspricht.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der zweite Bereich an der Seite der Ausnehmung angeordnet, die vom ersten

Bereich abgewandt ist. Der zweite Bereich umgibt den ersten Bereich bevorzugt vollständig. Weiterhin ist der erste

Bereich vom zweiten Bereich mittels der Ausnehmung bevorzugt beabstandet. Durch die Beabstandung steht das weitere erste Konversionselement bevorzugt nicht mit dem zweiten Konversionselement in direktem Kontakt. Weiterhin überlappen das weitere erste Konversionselement und das zweite

Konversionselement in Draufsicht bevorzugt nicht.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Ausnehmung im Wesentlichen frei von einem Material des weiteren ersten Konversionselements. Im Wesentlichen frei heißt, dass herstellungsbedingt kleine Mengen des Materials des weiteren ersten Konversionselements in der Ausnehmung angeordnet sein können. Insbesondere ist die Bodenfläche der Ausnehmung im Wesentlichen frei vom Material des weiteren ersten

Konversionselements. Weiterhin kann das Material des weiteren ersten Konversionselements unter Umständen an den die

Ausnehmung begrenzenden Seitenflächen der Ausnehmung

vorhanden sein, die Ausnehmung ist jedoch nicht mit dem

Material des weiteren ersten Konversionselements gefüllt und damit zumindest stellenweise bevorzugt vollständig frei von dem Material des weiteren ersten Konversionselements.

Insbesondere bevorzugt ist höchstens 1 % des Volumens der Ausnehmung mit Material des weiteren ersten

Konversionselements befüllt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das erste

Konversionselement ein größeres Volumen auf als das zweite Konversionselement. Bevorzugt ist das zweite

Konversionselement als vergleichsweise dünne Schicht

ausgebildet. Die dünne Schicht weist beispielsweise eine Dicke zwischen einschließlich 10 Mikrometer und

einschließlich 500 Mikrometer auf. Die Dicke der dünnen

Schicht ist bevorzugt annähernd konstant ausgebildet, sodass das zweite Konversionselement im Querschnitt beispielsweise rechteckig geformt ist. Weist das Bauteil beispielsweise die zumindest zwei

strahlungsemittierenden Halbleiterchips auf, die beabstandet zueinander angeordnet sind, kann das zweite

Konversionselement zwischen benachbarten Halbleiterchips angeordnet sein. Eine Deckfläche des dazwischen angeordneten zweiten Konversionselements kann dabei plan ausgebildet sein, oder eine konkave oder konvexe Form aufweisen.

Alternativ kann eine Außenfläche des zweiten

Konversionselements an einer der Seitenflächen des

Halbleiterkörpers abgewandten Seite gekrümmt verlaufen.

Weiterhin ist es möglich, dass eine Außenfläche des weiteren ersten Konversionselements an einer der Seitenflächen des Halbleiterkörpers zugewandten Seite gekrümmt verläuft. Eine Querschnittsfläche des zweiten Konversionselements und/oder des weiteren ersten Konversionselements vergrößert sich dabei durch die gekrümmte Form zu einer Oberseite des Bauteils hin bevorzugt. Hierbei ist das zweite Konversionselement und/oder das weitere erste Konversionselement beispielsweise konvex oder konkav geformt. Alternativ kann das zweite

Konversionselement im Querschnitt beispielsweise dreieckig geformt sein.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform überlappt das erste Konversionselement in Draufsicht nicht mit dem zweiten

Konversionselement. Weiterhin ist es möglich, dass das erste Konversionselement und das zweite Konversionselement in

Draufsicht nicht überlappen. Weiterhin ist es möglich, dass sich das erste Konversionselement und das zweite

Konversionselement in einer Seitenansicht nicht überlappen. Durch diese Anordnung kann die erzeugte elektromagnetische Primärstrahlung entweder durch die Deckfläche des

strahlungsemittierenden Halbleiterchips austreten und von dem ersten Konversionselement zu erster Sekundärstrahlung

konvertiert werden oder durch die zumindest eine Seitenfläche des strahlungsemittierenden Halbleiterchips austreten und mittels des zweiten Konversionselements zu zweiter

Sekundärstrahlung konvertiert werden. Ein Großteil der konvertierten Strahlung, also der ersten Sekundärstrahlung und der zweiten Sekundärstrahlung, wird dann nicht noch einmal durch das jeweils andere Konversionselement geführt. Vorteilhafterweise ist eine Reabsorption des konvertierten Lichts damit reduziert. Mit Vorteil wird so der Lichtstrom, der aus dem strahlungsemittierenden Bauteil austritt, erhöht.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der

strahlungsemittierende Halbleiterchip ein

volumenemittierender Halbleiterchip. Ein Strahlfluss der elektromagnetischen Primärstrahlung, die durch die Deckfläche des strahlungsemittierenden Halbleiterchips austritt, ist im Vergleich zu einem Strahlfluss der elektromagnetischen

Primärstrahlung, die durch die zumindest eine Seitenfläche des strahlungsemittierenden Halbleiterchips austritt, erhöht. Vorteilhafterwiese ist das in der Regel vergleichsweise hitzeempfindlichere zweite Konversionselement an der

zumindest einen Seitenfläche des Halbleiterchips angeordnet. Da an der Seitenfläche des Halbleiterchips der Strahlfluss im Vergleich zur Deckfläche des strahlungsemittierenden Bauteils erniedrigt ist, erhitzt sich das strahlungsemittierende

Bauteil vorteilhafterweise vergleichsweise wenig und ist damit alterungsstabiler.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das erste

Konversionselement nur auf der Deckfläche des Halbleiterchips angeordnet ist und das zweite Konversionselement ist nur auf der Seitenfläche des Halbleiterchips angeordnet ist. Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Primärstrahlung blaues Licht, die erste Sekundärstrahlung gelb bis grünes Licht, und die zweite Sekundärstrahlung rotes Licht. Die jeweiligen Konversionselemente konvertierenden hierbei die Primärstrahlung jeweils nur teilweise in die entsprechende Sekundärstrahlung. Weiterhin mischt sich die Primärstrahlung, die erste Sekundärstrahlung und die die zweite

Sekundärstrahlung bei dieser Ausführungsform bevorzugt zu weißem Mischlicht.

Es wird darüber hinaus ein Verfahren zur Herstellung eines strahlungsemittierenden Bauteils angegeben. Bevorzugt eignet sich das Verfahren zur Herstellung eines hier beschriebenen strahlungsemittierenden Bauteils. Das heißt, ein hier

beschriebenes strahlungsemittierendes Bauteil ist mit dem beschriebenen Verfahren herstellbar oder wird mit dem

beschriebenen Verfahren hergestellt. Sämtliche in Verbindung mit dem strahlungsemittierenden Bauteil offenbarten Merkmale sind daher auch in Verbindung mit dem Verfahren offenbart und umgekehrt .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird in einem Schritt des Verfahrens ein Halbleiterchip bereitgestellt. Sämtliche in Verbindung mit dem zuvor beschriebenen

strahlungsemittierenden Halbleiterchip offenbarten Merkmale und Ausführungsformen sind auch in Verbindung mit dem hier beschriebenen strahlungsemittierenden Halbleiterchip

anwendbar und umgekehrt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird ein erstes Konversionsmaterial auf die Deckfläche des

Halbleiterchips aufgebracht. Hierbei liegt das erste

Konversionsmaterial bevorzugt in einer fließfähigen Form vor. In diesem Fall wird das erste Konversionsmaterial nach dem Aufbringen bevorzugt zum ersten Konversionselement

ausgehärtet. Ferner kann das erste Konversionsmaterial mittels Sprühen, Siebdruck oder Rakeln aufgebracht werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird ein zweites Konversionsmaterial auf die zumindest eine

Seitenfläche des Halbleiterchips aufgebracht. Das zweite Konversionsmaterial liegt beim Aufbringen bevorzugt in einer fließfähigen Form vor. In diesem Fall wird das zweite

Konversionsmaterial nach dem Aufbringen bevorzugt zum zweiten Konversionselement ausgehärtet. Ferner kann das zweite

Konversionsmaterial mittels Sprühen, Siebdruck oder Rakeln aufgebracht werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Ausnehmung in dem Träger erzeugt. Die Ausnehmung kann

bevorzugt durch Materialabtrag des Trägers erzeugt werden.

Der Materialabtrag des Trägers kann durch eine Säge oder einen Laser erzeugt werden. Alternativ ist es möglich, die Ausnehmung durch Stanzen oder Prägen zu erzeugen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird der

strahlungsemittierende Halbleiterchip auf dem Träger

angeordnet. Der Träger umfasst bevorzugt eine Kontaktfläche, die beispielsweise ein Metall enthält oder aus diesem

besteht. Zudem umfasst der Halbleiterchip bevorzugt zumindest eine Chipkontaktfläche, die beispielsweise ein Metall enthält oder aus diesem besteht. Die zumindest eine Chipkontaktfläche kann durch Kleben, Bonden oder Löten auf die zumindest eine Kontaktfläche des Trägers aufgebracht werden. Diese

Verbindung befestigt den Halbleiterchip auf dem Träger. Gemäß zumindest einer Ausführungsform wirkt eine erste Kante der Ausnehmung als erste Stoppkante für das zweite

Konversionsmaterial. Bevorzugt wird zuerst das erste

Konversionsmaterial auf die Deckfläche des Halbleiterchips aufgebracht und zu dem ersten Konversionselement ausgehärtet. Bevorzugt wird nachfolgend das zweite Konversionsmaterial auf die zumindest eine Seitenfläche des Halbleiterchips

aufgebracht. Die erste Stoppkante ist bevorzugt die erste Kante, die durch die Deckfläche des Trägers und eine dem strahlungsemittierenden Halbleiterchip zugewandte

Seitenfläche der Ausnehmung gebildet ist. Damit die erste Kante die Funktion als Stoppkante erfüllt, ist die erste Stoppkante bevorzugt nicht abgerundet, sondern weist eine Ecke auf, die beispielsweise in einem 90°-Winkel oder einem Winkel < 90° verläuft. Das heißt, die erste Stoppkante ist bevorzugt scharf definiert, weist also keine Rundungen,

Scharten oder Kerben auf. Da das zweite Konversionsmaterial beim Aufbringen bevorzugt in fließfähiger Form vorliegt, kann ein Wegfließen des zweiten Konversionsmaterials aus dem ersten Bereich hinaus so vorteilhafterweise unterbunden werden .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird ein weiteres erstes Konversionsmaterial auf den zweiten Bereich auf den Träger aufgebracht. Das weitere erste

Konversionsmaterial kann bevorzugt wie das erste

Konversionsmaterial aufgebracht werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wirkt eine zweite Kante der Ausnehmung als zweite Stoppkante für das weitere erste Konversionsmaterial. Die zweite Stoppkante ist bevorzugt die zweite Kante, die durch die Deckfläche des Trägers und eine dem strahlungsemittierenden Halbleiterchip abgewandte Seitenfläche der Ausnehmung gebildet ist. Damit die zweite Kante die Funktion als Stoppkante erfüllt, weist diese bevorzugt die gleichen Eigenschaften wie die oben beschriebene erste Stoppkante auf. Da das weitere erste

Konversionsmaterial beim Aufbringen bevorzugt in fließfähiger Form vorliegt, kann ein Wegfließen des weiteren ersten

Konversionsmaterials aus dem zweiten Bereich hinaus

vorteilhafterweise unterbunden werden. Weiterhin kann so ein mit Vorteil verhindert werden, dass das weitere erste

Konversionsmaterial das zweite Konversionsmaterial überdeckt. Auf diese Art und Weise sind das weitere erste

Konversionsmaterial und das zweite Konversionsmaterial beabstandet voneinander angeordnet.

Durch die erste Stoppkante und/oder die zweite Stoppkante ist es weiterhin möglich ein Verlauf einer Außenfläche des zweiten Konversionsmaterials und/oder des weiteren ersten Konversionsmaterials von einer konkaven bis zu einer konvexen Form inklusive aller Zwischenstufen einzustellen. Ohne die erste Stoppkante und/oder die zweiten Stoppkante wäre

lediglich die Ausbildung der konkaven Form möglich.

Der Verlauf der Außenfläche des zweiten Konversionsmaterials und/oder des weiteren ersten Konversionsmaterials ist unter anderem durch die Veränderung eines Volumens des ersten

Konversionsmaterials und/oder des weiteren ersten

Konversionsmaterial einstellbar. Die Außenfläche des zweiten Konversionsmaterials und/oder des weiteren ersten

Konversionsmaterials. Durch eine Wahl des Volumens des zweiten Konversionsmaterials und/oder des weiteren ersten Konversionsmaterials können zum Beispiel alle Zwischenstufen von konkaven bis hin zu konvexen Formen hergestellt werden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden das erste Konversionselement und/oder das zweite

Konversionselement durch einen Sedimentationsprozess und einem nachfolgenden Aushärteprozess erzeugt. Die ersten

Leuchtstoffpartikel werden bevorzugt in dem ersten

Matrixmaterial und/oder die zweiten Leuchtstoffpartikel werden bevorzugt in dem zweiten Matrixmaterial sedimentiert . Das erste Matrixmaterial und/oder das zweite Matrixmaterial liegen in diesem Fall bevorzugt in fließfähiger Form vor.

Nach dem Sedimentationsprozess werden das erste

Konversionsmaterial und/oder das zweite Konversionsmaterial zu dem ersten Konversionselement und dem zweiten

Konversionselement ausgehärtet.

Bei einem Sedimentationsprozess wird die zu beschichtende Oberfläche in einem Volumen bereitgestellt, das mit dem

Matrixmaterial mit den Leuchtstoffpartikeln befüllt wird. Anschließend setzten sich die Leuchtstoffpartikel aufgrund der Schwerkraft auf der zu beschichtenden Oberfläche ab. Das Absetzten der Leuchtstoffpartikel kann hierbei auch durch Zentrifugieren beschleunigt werden. Auch die Verwendung eines verdünnten Matrixmaterials beschleunigt den

Sedimentationsprozess in der Regel.

Ein Kennzeichen eines Konversionselements, das mittels eines Sedimentationsprozesses aufgebracht wurde, besteht darin, dass sämtliche Oberflächen, auf denen sich die

Leuchtstoffpartikel aufgrund der Schwerkraft absetzen können, mit dem Konversionselement bedeckt sind. Weiterhin stehen die Leuchtstoffpartikel eines sedimentierten Konversionselements in der Regel in direktem Kontakt miteinander. Im Folgenden werden das hier beschriebene

strahlungsemittierende Bauteil und das Verfahren zur

Herstellung eines strahlungsemittierenden Bauteils anhand von Ausführungsbeispielen und den zugehörigen Figuren näher erläutert .

Es zeigen:

Figur 1, eine schematische Darstellung eines

strahlungsemittierenden Bauteils gemäß einem

Ausführungsbeispiel ,

Figur 2, eine schematische Schnittdarstellung des

strahlungsemittierenden Bauteils gemäß dem

Ausführungsbeispiel der Figur 1,

Figuren 3 und 4, schematische Schnittdarstellungen von

Verfahrensstadien eines Verfahrens zur Herstellung eines strahlungsemittierenden Bauteils gemäß einem

Ausführungsbeispiel ,

Figur 5, exemplarisch ein Emissionsspektrum eines Bauteils gemäß einem Ausführungsbeispiel im Vergleich zu einem

Emissionsspektrum eines herkömmlichen Bauteils, und

Figur 6, exemplarisch ein Vergleichsdiagramm.

Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren

dargestellten Elemente untereinander sind nicht als

maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder für eine bessere

Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein.

Das strahlungsemittierende Bauteil gemäß dem

Ausführungsbeispiel der Figur 1 umfasst zwei

strahlungsemittierende Halbleiterchips 1, die von einem ersten Konversionselement 5 und einem zweiten

Konversionselement 6 überdeckt sind. Das erste

Konversionselement 5 ist jeweils auf einer Deckfläche der Halbleiterchips 2 angeordnet und das zweite

Konversionselement 6 ist jeweils auf einer zumindest einen Seitenfläche des Halbleiterchips 11 angeordnet. Das zweite Konversionselement 6 überragt eine Bodenfläche des ersten Konversionselements 5, die durch die Deckfläche der

Halbleiterchips 3 gebildet ist in vertikaler Richtung nicht. Weiterhin wird das zweite Konversionselements 6 von einem weiteren ersten Konversionselement 16 umgeben.

Außerdem umfasst das Bauteil ein Gehäuse 7, das einen Träger 8 und zumindest eine Seitenwand 10 aufweist. Die Seitenwand 10 ist auf dem Träger 8 angeordnet und bildet eine Kavität 21 in dem Gehäuse 7. Die Seitenwand 10 und der Träger 8 sind einstückig miteinander ausgebildet. Die gezeigte Strichlinie zwischen der Seitenwand 10 und dem Träger 8 ist hier zum besseren Verständnis eingezeichnet und ist demnach vorliegend virtueller Natur.

Der Träger 8 weist eine Ausnehmung 11 auf, die das zweite Konversionselements 6 vollständig umgibt. Die Ausnehmung 11 beabstandet weiterhin das zweite Konversionselements 6 und das weitere erste Konversionselement 16. Die schematische Schnittdarstellung gemäß Figur 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie A-A des Bauteils aus Figur 1. Die Halbleiterchips 2 sind dabei in einem ersten Bereich 17 angeordnet, der von der Ausnehmung 11 vollständig umgeben ist. Der zweite Bereich 18 ist an der Seite der Ausnehmung 11 angeordnet, die vom ersten Bereich 17 abgewandt ist.

Zwischen den beabstandeten Halbleiterchips 2 ist das zweite Konversionselement 6 angeordnet. Das zwischen den

Halbleiterchips 2 angeordnete zweite Konversionselement 6 bedeckt daran anliegende Seitenflächen der Halbleiterchips 2 vollständig. Eine Deckfläche des zwischen den Halbleiterchips 2 angeordneten zweiten Konversionselements 6 weist eine konkave Form auf.

Weiterhin verläuft eine Außenfläche des zweiten

Konversionselements 19 an einer der Seitenflächen des

Halbleiterkörpers 4 abgewandten Fläche gekrümmt. Eine

Außenfläche des weiteren ersten Konversionselements 16 verläuft an einer der Seitenflächen des Halbleiterkörpers 4 zugewandten Seite gekrümmt. Die Form des zweiten

Konversionselements 6 ist hierbei konkav (durchgezogene

Außenfläche 19) oder konvex (gestrichelte Außenfläche 19) geformt .

Das zweite Konversionselement 6 bedeckt dabei die Deckfläche des Trägers 9 im ersten Bereich 17 vollständig, die nicht von den Halbleiterchips 2 überdeckt ist und das weitere erste Konversionselement 16 überdeckt die Deckfläche des Trägers 9 im zweiten Bereich 18 vollständig. Weiterhin bedeckt das weitere erste Konversionselement 16 eine dem Halbleiterchip 2 zugewandte Seitenfläche der zumindest einen Seitenwand 10 vollständig. Die Ausnehmung 11 im Träger ist dabei frei von einem Material des zweiten Konversionselements und einem Material des weiteren ersten Konversionselements.

In Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel der Figuren 3 und 4 sind Verfahrensstadien bei der Herstellung eines

strahlungsemittierenden Bauteils 1 dargestellt.

Wie in Figur 3 gezeigt, wird auf den Deckflächen der

bereitgestellten Halbleiterchips 2 jeweils ein erstes

Konversionsmaterial aufgebracht und nachfolgend zum ersten Konversionselement 5 ausgehärtet. Die Deckfläche des

Halbleiterchips 2 ist hierbei jeweils vollständig von dem ersten Konversionselement 5 bedeckt.

In einem nächsten Verfahrensschritt, der schematisch in Figur 4 dargestellt ist, wird ein zweites Konversionsmaterial auf die zumindest eine Seitenfläche des Halbleiterchips 11 aufgebracht und nachfolgend zum zweiten Konversionselement 6 ausgehärtet. Hierbei liegt das zweite Konversionsmaterial beim Aufbringen in fließfähiger Form vor. Eine erste Kante der Ausnehmung 11 wirkt in diesem Ausführungsbeispiel als erste Stoppkante 14 für das zweite Konversionsmaterial. Die erste Stoppkante 11 ist die erste Kante, die durch die

Deckfläche des Trägers 9 und eine der strahlungsemittierenden Halbleiterchips 2 zugewandten Seitenfläche der Ausnehmung 11 gebildet ist. Die erste Stoppkante 12 verhindert

vorteilhafterweise ein Wegfließen des zweiten

Konversionsmaterials aus dem ersten Bereich 17.

Figur 5 zeigt schematisch eine Simulation eines

Emissionsspektrums eines strahlungsemittierenden Bauteils gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Emissionsspektrum zeigt eine relative Strahlungsleistung P in Watt W, die über eine Wellenlänge wL in Nanometern aufgetragen ist. Ein erstes Emissionsspektrum El zeigt ein typisches Emissionsspektrum eines herkömmlichen strahlungsemittierenden Bauteils, bei dem erste Leuchtstoffpartikel eines ersten Konversionselements und zweite Leuchtstoffpartikel eines zweiten

Konversionselements homogen gemischt sind. Ein zweites

Emissionsspektrum E2 zeigt ein Emissionsspektrum eines hier beschriebenen strahlungsemittierenden Bauteils. Im Bereich zwischen ca. 500 Nanometer und ca. 620 Nanometer ist die relative Strahlungsleistung P des hier beschriebenen

strahlungsemittierenden Bauteils erhöht.

Weiterhin zeigt Figur 5 exemplarisch Simulationsergebnisse, bei dem ein relativer Unterschied D in Prozent % von

Simulationsparametern angegeben ist. Die Simulationsparameter sind ein Strahlungsfluss (F _E) , ein Lichtstrom (F _n) , einer Lichtausbeute (LER) und ein Farbwiedergabeindex (CRI) eines hier beschriebenen strahlungsemittierenden Bauteils im

Unterschied zu einem herkömmlichen strahlungsemittierenden Bauteil, bei dem ein erstes Konversionselement und ein zweites Konversionselement auf einem Halbleiterchip

angeordnet sind und das zweite Konversionselement das erste Konversionselement überdeckt.

Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Anmeldung DE 102018125138.6, deren

Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den

Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.

Bezugszeichenliste

1 strahlungsemittierendes Bauteil

2 strahlungsemittierender Halbleiterchip

3 Deckfläche Halbleiterchip

4 Seitenfläche Halbleiterchip

5 erstes Konversionselement

6 zweites Konversionselement

7 Gehäuse

8 Träger

9 Deckfläche Träger

10 Seitenwand

11 Ausnehmung

12 Seitenfläche Ausnehmung

13 Bodenfläche Ausnehmung

14 erste Stoppkante

15 zweite Stoppkante

16 weiteres erstes Konversionselement

17 erster Bereich

18 zweiter Bereich

19 Außenfläche zweites Konversionselement

20 Außenfläche weiteres erstes Konversionselement

21 Kavität

P Strahlungsleistung

wL Wellenlänge

El erstes Emissionsspektrum

E2 zweites Emissionsspektrum

U Unterschied

F _E Strahlungsfluss

F _n ein Lichtstrom

LER Lichtausbeute

CRI Farbwiedergabeindex