[发明专利]发光设备和用于制造这种设备的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种发射辐射的设备，其具有半导体器件和光学元件。此外，本发明涉及一种用于这种设备的制造方法。

背景技术

在光电子半导体器件与设置在下游的光学元件、例如透镜或过滤器的组合中使用各个组件的不同材料，例如塑料和金属。在此，将所述不同的材料在极端的环境条件下、例如在极端的温度和/或湿度下可靠连接的粘接剂并非始终可用。特别地，各个组件的不同材料的不同热膨胀系数能够使含粘接剂的连接受到负荷。此外，出自粘接剂的气体析出能够负面地影响这种设备的或设备的各个组件的使用寿命。在将不同组件组合时由于各个组件的特别的敏感度也能够在其上出现损坏。例如，由塑料构成的组件相对于高温是敏感的。

此外，可能将具有上述缺点的粘接以及焊接、例如超声波焊接在塑料组件的情况下作为不同组件的接合过程。替选于设备的多个或两个组件的连接，在各个组件的相应必需的窄公差的情况下，压配合是可行的。

发明内容

本申请的目的是：提出一种设备，所述设备的特征在于替选地连接设备的两个或更多个组件。此外，本申请的目的是：提出一种用于制造这种设备的简化的或改进的方法。

所述目的通过具有权利要求1的特征的设备来实现。此外，所述目的通过具有权利要求12的特征的这种设备的制造方法来实现。设备和制造方法的有利的改进形式是从属权利要求的主题。

根据至少一个实施方式，发射辐射的设备包括光电子半导体器件和至少一个光学元件。光学元件沿放射方向设置在半导体器件的下游。此外，光学元件借助夹子机械地固定在半导体器件上。

半导体器件优选是发射辐射的器件，所述发射辐射的器件具有放射方向。这尤其表示：半导体器件沿一个方向发射所产生的辐射的绝大部分。在该方向上将光学元件设置在半导体器件的下游，使得由半导体器件发射的辐射在离开设备之前穿过光学元件。

光学元件尤其理解为任何下述元件，所述元件适合于影响由半导体器件发射的辐射。例如，光学元件适合于改变或者偏转由器件所发射的辐射的辐射方向。替选地或附加地，光学元件能够影响由器件发射的辐射的波长。例如，光学元件是透镜、过滤器、转换元件和/或扩散元件。

光学元件和半导体器件借助夹子机械地彼此连接。例如，光学元件借助夹子安装在半导体器件上。有利地，由此能够借助唯一的工艺步骤通过安置夹子将设备的组件、即光学元件和半导体器件彼此连接。有利地，不需要用于连接各个组件的粘接剂，使得极端的环境条件、例如极端的温度和湿度不影响设备的组件的连接质量。其他的工艺步骤、例如将设备焊接到电路板上也不会负面地作用于各个组件的连接质量。

有利地，借助于夹子能够确保设备的各个组件的连接，其中不同的材料非刚性地彼此连接，使得在组件的热膨胀系数不同的情况下不出现张力并且在极端情况下不出现连接的松脱。有利地，与例如粘接连接相反地，借助于夹子的连接能够在没有耗费的工艺控制的情况下进行。为了能够确保可靠的连接例如对粘接连接的硬化条件或者粘接剂量的控制当前有利地不是强制必需的。另外的优点是：夹子能够在无残留物的情况下移除，使得能够以简化的方式执行可能的重做过程。

夹子尤其理解为机械的固定或连接元件，所述固定或连接元件通过夹紧将两个或更多个组件彼此连接。例如，夹子对此基本上构成为是U形的，其中将各个组件夹入U形形状之间，由此产生可机械松开的连接。夹子优选由弹簧钢形成。

半导体器件是光电子器件，所述光电子器件能够实现将以电学方式产生的数据或能量转换成光发射或者反之。半导体器件具有至少一个光电子半导体芯片，优选为发射辐射的半导体芯片。半导体芯片优选是LED(发光二级管)或激光二极管。

半导体器件能够具有其他组件，例如壳体或承载基底，在所述壳体或承载基底上以电或机械的方式安装半导体芯片。壳体例如是预成型壳体，在所述预成型壳体中集成用于电接触半导体芯片的导体框。

半导体器件的半导体芯片具有半导体层堆，在所述半导体层堆中包含用于产生辐射的有源层。对此，有源层优选包含pn结、双异质结构、单量子阱结构(SQW，single quantum well)或多量子阱结构(MQW，multi quantum well)以用于产生辐射。术语量子阱结构在此不开展任何关于量子化的维度的说明。量子阱结构还包括量子槽、量子线和量子点以及这些结构的任意的组合。

半导体芯片的半导体层堆优选包含III/V族半导体材料。III/V族半导体材料尤其适合于在紫外经由可见至红外光谱范围中产生辐射。