DE102015116595A1

DE102015116595A1 - Component with a light-emitting semiconductor chip

Info

Publication number: DE102015116595A1
Application number: DE102015116595.3A
Authority: DE
Inventors: Gunnar Petersen; Konrad Wagner; Peter Brick; Daniel Wiener
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2015-09-30
Filing date: 2015-09-30
Publication date: 2017-03-30
Also published as: WO2017055401A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bauelement (1) mit einem Licht emittierenden Halbleiterchip (2), mit einer Abdeckung (4) für den Halbleiterchip (2), wobei die Abdeckung (4) über einer Abstrahlseite des Halbleiterchips (2) angeordnet ist, wobei die Abdeckung (4) eine Abstrahlseite (6) aufweist, wobei die Abstrahlseite (6) der Abdeckung (4) eine strukturierte Fläche (9, 23) aufweist.The invention relates to a component (1) with a light-emitting semiconductor chip (2), with a cover (4) for the semiconductor chip (2), wherein the cover (4) is arranged above a radiation side of the semiconductor chip (2), wherein the cover (4) has a radiation side (6), wherein the emission side (6) of the cover (4) has a structured surface (9, 23).

Description

Die Erfindung betrifft ein Bauelement mit einem Licht emittierenden Halbleiterchip gemäß Patentanspruch 1.The invention relates to a component with a light-emitting semiconductor chip according to patent claim 1.

Im Stand der Technik ist es bekannt, Bauelemente mit Licht emittierenden Halbleiterchips bereitzustellen, wobei der Halbleiterchip zum Schutz gegen Umwelteinflüsse mit einer Abdeckung versehen ist.In the prior art, it is known to provide components with light-emitting semiconductor chips, wherein the semiconductor chip is provided with a cover for protection against environmental influences.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Bauelement mit einer verbesserten Leuchtdichte bereitzustellen.The object of the invention is to provide a device with improved luminance.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch das Bauelement gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Weitere Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.The object of the invention is achieved by the device according to claim 1. Further embodiments are given in the dependent claims.

Das vorgeschlagene Bauelement weist den Vorteil auf, dass die Leuchtdichte in einem Abstrahlbereich des Bauelementes erhöht ist. Die erhöhte Leuchtdichte wird dadurch erreicht, dass die Abdeckung auf einer Abstrahlseite eine strukturierte Fläche aufweist. Aufgrund der strukturierten Fläche kann mehr Licht ausgekoppelt und/oder eine verbesserte Abstrahlung in der gewünschten Richtung erreicht werden. The proposed device has the advantage that the luminance is increased in a radiation region of the component. The increased luminance is achieved in that the cover has a structured surface on a radiation side. Due to the structured surface more light can be coupled out and / or improved radiation in the desired direction can be achieved.

In einer Ausführungsform ist die strukturierte Fläche in Form von planen Flächen ausgebildet, die in einem Winkelbereich zwischen 40° und 80° bezogen auf eine Flächennormale der Abstrahlseite angeordnet sind. Durch die Anordnung der planen Flächen in diesem Winkelbereich wird eine verbesserte Strahllenkung in den gewünschten Abstrahlbereich erreicht.In one embodiment, the structured surface is formed in the form of planar surfaces, which are arranged in an angular range between 40 ° and 80 ° with respect to a surface normal of the emission side. The arrangement of the flat surfaces in this angular range, an improved beam steering is achieved in the desired emission range.

Eine Erhöhung der Leuchtdichte wird durch eine verbesserte Abstrahlung erreicht, wenn die planen Flächen in einem Winkelbereich zwischen 50° und 75° bezogen auf die Flächennormale der Abstrahlseite angeordnet sind.An increase in the luminance is achieved by an improved radiation, when the flat surfaces are arranged in an angular range between 50 ° and 75 ° with respect to the surface normal of the emission side.

In einer Ausführungsform weist die strukturierte Fläche eine aufgeraute Fläche auf, wobei die aufgeraute Fläche z.B. mittels Schleifen und/oder mittels Partikelstrahlen hergestellt wurde. Die aufgeraute Fläche kann eine mittlere Rauheit im Bereich von 0,1 µm bis 10 µm aufweisen. Weiterhin kann die mittlere Rauheit im Bereich von 0,1 bis 1 µm, insbesondere im Bereich von 0,4 µm liegen. Dadurch werden eine bessere Auskopplung des Lichtes und eine Erhöhung der Leuchtdichte erreicht. In one embodiment, the structured surface has a roughened surface, the roughened surface being e.g. was produced by grinding and / or by means of particle beams. The roughened surface may have an average roughness in the range of 0.1 μm to 10 μm. Furthermore, the average roughness can be in the range of 0.1 to 1 .mu.m, in particular in the range of 0.4 microns. As a result, a better decoupling of the light and an increase in the luminance are achieved.

Eine Erhöhung der Leuchtdichte wird durch eine bessere Auskopplung erreicht, wenn mindestens 30% der Abstrahlseite eine strukturierte Fläche aufweisen.An increase in the luminance is achieved by a better decoupling, if at least 30% of the emission side have a structured surface.

Die planen Flächen können statistisch auf der Abstrahlseite verteilt sein. In einer weiteren Ausführungsform sind die planen Flächen wenigstens in einer Richtung plan ausgebildet, wobei die Flächen insbesondere in zwei Richtungen plan ausgebildet sind oder insbesondere rotationssymmetrisch zu einer Achse ausgebildet sind. Die strukturierten Flächen können in Form von Kegelflächen, in Form von Pyramidenflächen oder in Form von Prismenflächen ausgebildet sein. Dabei können die strukturierten Flächen gleichmäßig verteilt auf der Abstrahlseite angeordnet sein. Auch auf diese Weise wird eine Erhöhung der Leuchtdichte in der Abstrahlrichtung erreicht.The flat surfaces can be statistically distributed on the emission side. In a further embodiment, the planar surfaces are designed to be planar at least in one direction, wherein the surfaces are designed to be planar, in particular in two directions, or, in particular, to be rotationally symmetrical with respect to an axis. The structured surfaces may be in the form of conical surfaces, in the form of pyramidal surfaces or in the form of prismatic surfaces. In this case, the structured surfaces can be arranged uniformly distributed on the emission side. Also in this way an increase of the luminance in the emission direction is achieved.

In einer Ausführungsform ist die Abdeckung in einem Abstand zu dem Halbleiterchip angeordnet. Dabei kann ein Luftspalt zwischen dem Halbleiterchip und der Abdeckung vorgesehen sein. Zudem kann in einer weiteren Ausbildungsform zwischen der Abdeckung und dem Halbleiterchip eine Materialschicht, insbesondere eine Klebeschicht vorgesehen sein.In one embodiment, the cover is arranged at a distance from the semiconductor chip. In this case, an air gap between the semiconductor chip and the cover may be provided. In addition, in a further embodiment, a material layer, in particular an adhesive layer, may be provided between the cover and the semiconductor chip.

In einer weiteren Ausführungsform weist die Abdeckung wenigstens eine erste und eine zweite Schicht auf, wobei die erste Schicht die Abstrahlseite aufweist, und wobei die erste Schicht und die zweite Schicht insbesondere aus verschiedenen Materialien gebildet sind. Die zweiteilige Ausführung der Abdeckung bietet eine erhöhte Flexibilität bei der Herstellung der Abdeckung. Somit kann die erste Schicht beispielsweise in Form einer dünnen Folie ausgebildet werden, wobei die zweite Schicht in Form einer Glasplatte ausgebildet werden kann.In a further embodiment, the cover has at least a first and a second layer, wherein the first layer has the emission side, and wherein the first layer and the second layer are in particular formed from different materials. The two-part design of the cover provides increased flexibility in the manufacture of the cover. Thus, the first layer may for example be formed in the form of a thin film, wherein the second layer may be formed in the form of a glass plate.

In einer Ausführungsform ist die erste Schicht aus einem Substrat gebildet. Zudem kann die Abdeckung, das heißt die erste und/oder die zweite Schicht wenigstens teilweise Glas, Saphir, Plastik, Silikon, Epoxymaterial oder Halbleitermaterial aufweisen. In one embodiment, the first layer is formed from a substrate. In addition, the cover, that is to say the first and / or the second layer, may at least partially comprise glass, sapphire, plastic, silicone, epoxy material or semiconductor material.

In einer weiteren Ausführungsform sind der Halbleiterchip und/oder die Abdeckung seitlich von einem Rahmen umgeben, wobei der Rahmen wenigstens teilweise Licht reflektierend und/oder Licht streuend ausgebildet ist. Beispielsweise kann der Rahmen ein Material aufweisen, das weißes Licht reflektiert. Auf diese Weise wird eine weitere Erhöhung der Leuchtdichte erreicht, da ein seitliches Abstrahlen von Licht erschwert wird.In a further embodiment, the semiconductor chip and / or the cover are laterally surrounded by a frame, wherein the frame is formed at least partially light-reflecting and / or light-scattering. For example, the frame may include a material that reflects white light. In this way, a further increase in the luminance is achieved because a lateral emission of light is difficult.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen in jeweils schematisierter DarstellungThe above-described characteristics, features, and advantages of this invention, as well as the manner in which they will be achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the embodiments, which will be described in detail in conjunction with the drawings. In each case show in a schematic representation

1 ein Bauelement mit einem Halbleiterchip und einer Abdeckung, wobei die Abstrahlseite in Form einer separaten Schicht ausgebildet ist, 1 a component having a semiconductor chip and a cover, the emission side being in the form of a separate layer,

2 eine schematische Ansicht von oben auf ein Bauelement mit einer aufgerauten Fläche, 2 a schematic view from above of a device with a roughened surface,

3 eine zweite Ausführungsform eines Bauelementes, wobei die Abdeckung mit der strukturierten Abstrahlseite einteilig ausgebildet ist, 3 a second embodiment of a component, wherein the cover is formed integrally with the structured emission side,

4 eine weitere Ausführungsform eines Bauelementes, bei dem das Bauelement und die Abdeckung von einem reflektierenden Rahmen umgeben sind, 4 a further embodiment of a component in which the component and the cover are surrounded by a reflective frame,

5 eine weitere Ausführungsform eines Bauelementes, bei dem die Abdeckung auf dem Halbleiterchip befestigt ist, 5 another embodiment of a device in which the cover is mounted on the semiconductor chip,

6 eine schematische Ansicht von oben auf das Bauelement der 5, und 6 a schematic top view of the device of 5 , and

7 eine schematische Darstellung einer Leuchtdichte in Abhängigkeit von einem Flankenwinkel der strukturierten Flächen. 7 a schematic representation of a luminance in dependence on a flank angle of the structured surfaces.

1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine erste Ausführungsform des Bauelementes 1, das einen Licht emittierenden Halbleiterchip 2 aufweist. Der Halbleiterchip 2 ist auf einem Träger 3 angeordnet. Zudem ist eine Abdeckung 4 vorgesehen, die den Halbleiterchip 2 z.B. gegenüber Umwelteinflüssen schützt. Die Abdeckung 4 ist auf dem Träger 3 befestigt und deckt eine Oberseite 6 und vier Seitenflächen 7 des Halbleiterchips 2 ab. Der Halbleiterchip 2 ist ausgebildet, um Licht, das heißt elektromagnetische Strahlung auf der Oberseite 6 abzugeben. Beispielsweise ist der Halbleiterchip 2 in Form einer Licht emittierenden Diode ausgebildet. Der Halbleiterchip 2 kann als Oberflächenemitter der als Volumenemitter ausgebildet sein. 1 shows a schematic representation of a first embodiment of the device 1 containing a light-emitting semiconductor chip 2 having. The semiconductor chip 2 is on a carrier 3 arranged. There is also a cover 4 provided that the semiconductor chip 2 eg protects against environmental influences. The cover 4 is on the carrier 3 attached and covers a top 6 and four side surfaces 7 of the semiconductor chip 2 from. The semiconductor chip 2 is designed to light, that is, electromagnetic radiation on the top 6 leave. For example, the semiconductor chip 2 formed in the form of a light-emitting diode. The semiconductor chip 2 can be designed as a surface emitter of the volume emitter.

Die Abdeckung 4 weist eine Schicht 8 auf, die gegenüberliegend zur Oberseite 6 des Halbleiterchips 2 auf einer Oberseite der Abdeckung 4 angeordnet ist. Die Schicht 8 weist auf einer Oberseite eine Abstrahlseite 5 mit einer strukturierten Fläche 9 auf. Die strukturierte Fläche kann in Form von planen Flächen 9 ausgebildet sein, die in einem Winkelbereich 21 zwischen 40° und 80° bezogen auf eine Flächennormale 10 der Abstrahlseite 5 der Abdeckung 4 angeordnet sind. Der Winkelbereich 21 relativ zur Flächennormalen 10 zwischen 40° und 80° entspricht einem Flankenwinkel 22 der planen Flächen 9 zwischen 10° und 50°. Die Flächennormale 10 steht in der dargestellten Ausführung auch senkrecht auf einer Ebene der Oberseite 6 des Halbleiterchips 2. Die Schicht 8 ist ebenfalls parallel zur Ebene der Oberseite 6 des Halbleiterchips 2 angeordnet. Das vom Halbleiterchip 2 abgegebene Licht wird in einem rotationssymmetrisch angeordneten Abstrahlbereich 11 abgegeben. Der Abstrahlbereich 11 kann in einem Abstrahlkegel mit einer Öffnungsweite von 120° vorgesehen sein, der rotationssymmetrisch und mittig zur Abstrahlseite 5 angeordnet ist.The cover 4 has a layer 8th on the opposite to the top 6 of the semiconductor chip 2 on a top of the cover 4 is arranged. The layer 8th has on a top side a radiation side 5 with a structured surface 9 on. The structured surface can be in the form of flat surfaces 9 be formed in an angular range 21 between 40 ° and 80 ° relative to a surface normal 10 the emission side 5 the cover 4 are arranged. The angle range 21 relative to the surface normal 10 between 40 ° and 80 ° corresponds to a flank angle 22 the plane surfaces 9 between 10 ° and 50 °. The surface normal 10 is also perpendicular to a plane of the top in the illustrated embodiment 6 of the semiconductor chip 2 , The layer 8th is also parallel to the top plane 6 of the semiconductor chip 2 arranged. That from the semiconductor chip 2 emitted light is in a rotationally symmetrical arranged radiating 11 issued. The emission area 11 can be provided in a Abstrahlkegel with an opening width of 120 °, the rotationally symmetric and centered to the emission side 5 is arranged.

Die Winkelanordnung der planen Flächen 9 kann für alle Flächen 9 identisch sein. Zudem können die planen Flächen 9 in dem Winkelbereich zwischen 40° und 80°, insbesondere zwischen 50° und 75° bezogen auf die Abstrahlrichtung 10 in verschiedenen Winkeln angeordnet sein. The angular arrangement of the flat surfaces 9 can for all surfaces 9 be identical. In addition, the plan surfaces 9 in the angular range between 40 ° and 80 °, in particular between 50 ° and 75 ° with respect to the emission direction 10 be arranged at different angles.

Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann die strukturierte Fläche auch als aufgeraute Fläche ausgebildet sein. Die aufgeraute Fläche kann eine mittlere Rauheit (bei einer taktilen Messung) im Bereich von 0,1 µm bis 10 µm aufweisen. Insbesondere kann die Rauheit im Bereich von 0,1 bis 1 µm, insbesondere im Bereich von 0,4 µm liegen. Die aufgeraute Fläche kann mithilfe eines Schleifverfahrens oder eines Partikelstrahlverfahrens hergestellt werden. Depending on the selected embodiment, the structured surface may also be formed as a roughened surface. The roughened surface may have an average roughness (in a tactile measurement) in the range of 0.1 μm to 10 μm. In particular, the roughness can be in the range of 0.1 to 1 μm, in particular in the range of 0.4 μm. The roughened surface can be made by a grinding process or a particle beam method.

Zudem kann abhängig von der gewählten Ausführungsform nicht die gesamte Abstrahlseite 5 der Abdeckung 4, sondern nur ein vorgegebener Anteil der Abstrahlseite 5 eine strukturierte Fläche aufweisen. Beispielsweise können 30% Anteil an strukturierter Fläche auf der Abstrahlseite 5 bereits eine gewünschte Erhöhung der Leuchtdichte in dem Abstrahlbereich 11 erzeugen. In addition, depending on the selected embodiment, not the entire emission side 5 the cover 4 , but only a predetermined proportion of the emission side 5 have a structured surface. For example, 30% share of structured surface on the emission side 5 already a desired increase in the luminance in the emission area 11 produce.

Beispielsweise können die planen Flächen 9 wenigstens in einer Richtung plan ausgebildet sein. Beispielsweise können die strukturierten Flächen 9 in Form von Kegelflächen ausgebildet sein, die rotationssymmetrisch zu der Abstrahlrichtung 10 angeordnet sind. Zudem können die strukturierten Flächen auch in Form von Pyramidenflächen oder in Form Prismenflächen ausgebildet sein. Die strukturierten Flächen 9 können in einem periodischen Raster oder zufällig verteilt auf der Abstrahlseite 5 angeordnet sein. Zudem können auf der Abstrahlseite 5 verschiedenste Arten von strukturierten Flächen vorgesehen sein, die in dem Winkelbereich zwischen 40° und 80° bezogen auf die Abstrahlrichtung 10, insbesondere in einem Winkelbereich zwischen 50° und 75° bezogen auf die Abstrahlrichtung 10 angeordnet sind.For example, the plan surfaces 9 be planed at least in one direction. For example, the structured surfaces 9 be formed in the form of conical surfaces which are rotationally symmetrical to the emission direction 10 are arranged. In addition, the structured surfaces can also be designed in the form of pyramidal surfaces or in the form of prismatic surfaces. The structured areas 9 can be in a periodic grid or randomly distributed on the radiating side 5 be arranged. In addition, on the emission side 5 be provided a variety of types of structured surfaces, in the angular range between 40 ° and 80 ° relative to the emission direction 10 , In particular in an angular range between 50 ° and 75 ° relative to the emission direction 10 are arranged.

Zudem kann die Abstrahlseite 6 strukturierte Flächen aufweisen, die in Form von planen Flächen ausgebildet sind, wobei die planen Flächen in dem Winkelbereich zwischen 40° und 80° zur Abstrahlrichtung 10 angeordnet sind, und wobei die planen Flächen zudem aufgeraut sind. Dabei können die planen Flächen eine mittlere Rauheit im Bereich von 0,1 µm bis 10 µm aufweisen.In addition, the emission side 6 have structured surfaces which are formed in the form of flat surfaces, wherein the flat surfaces in the angular range between 40 ° and 80 ° to the emission direction 10 are arranged, and wherein the flat surfaces are also roughened. In this case, the flat surfaces may have an average roughness in the range of 0.1 .mu.m to 10 .mu.m.

Zudem kann die Abstrahlseite 6 Teilflächen mit planen Flächen und Teilflächen mit aufgerauten Flächen aufweisen. Die planen Flächen sind in dem Winkelbereich zwischen 40° und 80° zur Abstrahlrichtung 10 angeordnet. Die aufgerauten Flächen weisen eine mittlere Rauheit im Bereich von 0,1 µm bis 10 µm auf. In addition, the emission side 6 Have partial surfaces with flat surfaces and partial surfaces with roughened surfaces. The flat surfaces are in the angular range between 40 ° and 80 ° to the emission direction 10 arranged. The roughened surfaces have an average roughness in the range of 0.1 .mu.m to 10 .mu.m.

Die Schicht 8 kann beispielsweise in Form einer Folie oder eines Substrates ausgebildet sein. Die Abdeckung 4 kann in Form von Silikon, Kunststoff, Plastik, Saphir, Glas oder Halbleitermaterial ausgebildet sein. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist zwischen der Abdeckung 4 und der Oberseite 6 des Halbleiterchips 2 ein Luftspalt 13 vorgesehen. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann anstelle des Luftspalts 13 auch eine Materialschicht vorgesehen sein, um beispielsweise eine bessere Anpassung der Brechungsindizes zu erreichen.The layer 8th may be formed for example in the form of a film or a substrate. The cover 4 may be in the form of silicone, plastic, plastic, sapphire, glass or semiconductor material. In the illustrated embodiment is between the cover 4 and the top 6 of the semiconductor chip 2 an air gap 13 intended. Depending on the chosen embodiment, instead of the air gap 13 Also, a layer of material may be provided to achieve, for example, a better matching of the refractive indices.

2 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Bauelement 1, das im Wesentlichen gemäß 1 aufgebaut ist, wobei jedoch die Abstrahlseite 5 der Abdeckung 4 mit einer aufgerauten Fläche 23 versehen ist. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann nur ein Teil der Abstrahlseite 5 mit einer aufgerauten Fläche 23 versehen sein. Zudem kann nur ein Teil der Abstrahlseite 5 der Abdeckung 4 mit planen Flächen versehen sein. Weiterhin kann ein Teil der Abstrahlseite 5 der Abdeckung 4 mit planen Flächen und mit einer aufgerauten Fläche versehen sein. Weiterhin kann wenigstens ein Teil der Abstrahlseite 5 der Abdeckung 4 mit planen Flächen versehen sein, wobei die planen Flächen zudem eine Rauheit aufweisen. Die Rauheit kann im Bereich zwischen 0,1 µm und 10µm aufweisen. 2 shows a schematic representation of a device 1 which is essentially according to 1 is constructed, but the radiation side 5 the cover 4 with a roughened surface 23 is provided. Depending on the chosen embodiment, only a part of the emission side 5 with a roughened surface 23 be provided. In addition, only a part of the radiation side 5 the cover 4 be provided with flat surfaces. Furthermore, a part of the emission side 5 the cover 4 be provided with flat surfaces and with a roughened surface. Furthermore, at least a part of the emission side 5 the cover 4 be provided with flat surfaces, wherein the flat surfaces also have a roughness. The roughness can range between 0.1 μm and 10 μm.

3 zeigt eine weitere Ausführungsform des Bauelementes 1, wobei in dieser Ausführungsform die Abdeckung 4 nicht zweiteilig, sondern einteilig ausgebildet ist und die strukturierten Flächen 9 direkt auf der Abstrahlseite 5 der Abdeckung 4 angeordnet sind. Die strukturierten Flächen 9 können gemäß der Ausbildung der 1 ausgebildet sein. 3 shows a further embodiment of the device 1 In this embodiment, the cover 4 not two-piece, but one-piece is formed and the structured surfaces 9 directly on the emission side 5 the cover 4 are arranged. The structured areas 9 can according to the training of the 1 be educated.

4 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei dem die Abdeckung 4 seitlich von einem Rahmen 15 umgeben ist. Zudem ist zwischen der Abdeckung 4 und dem Halbleiterchip 2 ein Luftspalt 13 oder eine Materialschicht mit einem niedrigen Brechungsindex von beispielsweise 1 angeordnet. Der Rahmen 15 ist aus einem Licht reflektierenden und/oder Licht streuenden Material gebildet und dient dazu, seitlich abgestrahltes Licht wieder zurück in Richtung auf die Abdeckung 4 oder in den Abstrahlbereich 11 zu reflektieren bzw. zu streuen. Der Rahmen 15 kann beispielsweise ausgebildet sein, um weißes Licht zu streuend. Beispielsweise kann der Rahmen 15 Titanoxid aufweisen, das in Plastik oder Silikon eingebettet ist. In der dargestellten Ausführungsform ist der Rahmen 15 mit einer Oberseite 16 bis in eine Höhe geführt, in der die Abstrahlseite 5 der Abdeckung 4 angeordnet ist. 4 shows a further embodiment in which the cover 4 sideways from a frame 15 is surrounded. In addition, between the cover 4 and the semiconductor chip 2 an air gap 13 or a material layer having a low refractive index, for example 1 arranged. The frame 15 is formed of a light-reflecting and / or light-scattering material and serves laterally emitted light back towards the cover 4 or in the radiating area 11 to reflect or to scatter. The frame 15 For example, it may be formed to scatter white light. For example, the frame 15 Titanium oxide embedded in plastic or silicone. In the illustrated embodiment, the frame 15 with a top 16 led up to a height in which the radiation side 5 the cover 4 is arranged.

Weiterhin kann die Abdeckung 4 in Form eines Abdeckrahmens 17 ausgebildet sein, der auf dem Träger 3 angeordnet ist und den Halbleiterchip 2 auf allen vier Seiten umgibt. Auf den Rahmen 17 kann die Abdeckung 4, die als Platte ausgebildet ist, aufgeklebt werden, wie schematisch in 4 dargestellt. Der Abdeckungsrahmen 17 kann aus Plastik, Silikon oder einem Kunststoff bestehen.Furthermore, the cover 4 in the form of a cover frame 17 be trained on the carrier 3 is arranged and the semiconductor chip 2 on all four sides. On the frame 17 can the cover 4 , which is formed as a plate, are glued, as shown schematically in FIG 4 shown. The cover frame 17 can be made of plastic, silicone or a plastic.

5 zeigt eine weitere Ausführungsform des Bauelementes 1, wobei in dieser Ausführungsform die Abdeckung 4 nicht auf dem Träger 3, sondern auf dem Halbleiterchip 2 befestigt ist. Beispielsweise kann die Abdeckung 4 mit einer Unterseite 18 direkt auf dem Halbleiterchip 2 aufliegen oder mithilfe einer Klebeschicht 14 verbunden sein. Zudem sind in dieser Ausführungsform der Halbleiterchip 2 und die Abdeckung 4 mit einem Rahmen 15 umgeben. Die Abdeckung 4 ist in der dargestellten Ausführungsform in Form einer Folie mit einer Abstrahlseite 5 mit strukturierten Flächen 9 ausgebildet. Die strukturierten Flächen 9 können die zu 1 ausgeführten Formen und Materialien aufweisen. Ebenso kann die Abdeckung 4 auch die anhand der 1, 2 und 3 ausgeführten unterschiedlichen Strukturen und Ausführungsformen aufweisen. 5 shows a further embodiment of the device 1 In this embodiment, the cover 4 not on the carrier 3 but on the semiconductor chip 2 is attached. For example, the cover 4 with a bottom 18 directly on the semiconductor chip 2 rest or with the help of an adhesive layer 14 be connected. In addition, in this embodiment, the semiconductor chip 2 and the cover 4 with a frame 15 surround. The cover 4 is in the illustrated embodiment in the form of a film with a radiation side 5 with structured surfaces 9 educated. The structured areas 9 can the too 1 have executed forms and materials. Likewise, the cover 4 also the basis of the 1 . 2 and 3 have executed different structures and embodiments.

6 zeigt in einer schematischen Darstellung die Anordnung der 5 von oben. 6 shows a schematic representation of the arrangement of 5 from above.

7 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Diagramm, das für die Verwendung von wenigstens in einer Ebene planen Flächen wie zum Beispiel Prismenflächen, Pyramidenflächen oder Kegelflächen eine Leuchtdichte L in Abhängigkeit von einem Winkel α der planen Fläche zu der Flächennormalen der Abstrahlseite 5 zeigt. Die Prismenflächen sind mit Dreiecken, die Pyramidenflächen sind mit Kugeln und die Kegelflächen sind mit Quadraten dargestellt. Dabei ist deutlich zu erkennen, dass bei einer Anordnung der Flächen in einem Winkel α zwischen 80° und 50° bezogen auf die Flächennormale 10, d.h. bei einem Flankenwinkel der planen Fläche zwischen 10° und 40° bezogen auf eine Ebene der Abstrahlseite ein Maximum des Lichtflusses erreicht wird. 7 shows a schematic representation of a diagram that for the use of at least in one plane plan surfaces such as prismatic surfaces, pyramidal surfaces or conical surfaces a luminance L as a function of an angle α of the planar surface to the surface normal of the emission side 5 shows. The prism faces are triangles, the pyramid faces are spheres, and the conical faces are squares. It can be clearly seen that with an arrangement of the surfaces at an angle α between 80 ° and 50 ° relative to the surface normal 10 , That is, at a flank angle of the flat surface between 10 ° and 40 ° relative to a plane of the emission side, a maximum of the light flux is achieved.

Für die Erhöhung des Lichtflusses ist es nicht erforderlich, dass die Anordnung der planen Flächen periodisch ist. Wichtig ist dabei eine möglichst große Abdeckung der Abstrahlseite mit den planen Flächen. Die Abstrahlseite 5 kann auch Teilflächen mit aufgerauten Flächen aufweisen. Somit können aufgeraute Flächen für eine erhöhte Lichtauskopplung und plane Flächen mit den genannten Winkelanordnungen für eine Verbesserung der Lichtausbeute sorgen. Somit kann eine Helligkeitssteigerung des Bauelementes insbesondere bei LEDs erreicht werden. Eine Grundidee besteht darin, ein strukturiertes, transparentes Material als Abdeckung für die Halbleiterchips zu verwenden. Die Abdeckung kann wenigstens teilweise oder vollständig aus Glas, Saphir, Plastik, Silikon, Epoxy oder Halbleitermaterial und so weiter bestehen. Zudem kann ein seitlicher Rahmen vorgesehen sein, der als weißer Diffusor wirkt und seitliche Abstrahlverluste reduziert. Weiterhin kann die Abstrahlseite und/oder eine Unterseite 18 der Abdeckung 4, die dem Halbleiterchip zugeordnet ist, mithilfe einer Antireflexionsschicht beschichtet sein. Beispielsweise kann zur Ausbildung der Abdeckung Saphir verwendet werden, das einen Brechungsindex von 1,7 aufweist. Zudem kann zwischen der Abdeckung aus Saphir und dem Halbleiterchip eine Klebeschicht mit einem Brechungsindex von 1,6 vorgesehen sein. Weiterhin kann der Halbleiterchip einen Brechungsindex n von 3,2 aufweisen. Durch das Vorsehen der Klebeschicht kann eine verbesserte Indexanpassung erreicht werden.For the increase of the light flux, it is not necessary that the arrangement of the flat surfaces is periodic. It is important to cover as much as possible the radiation side with the flat surfaces. The emission side 5 can also have partial surfaces with roughened surfaces. Thus, roughened surfaces for increased light extraction and plane surfaces with the said angular arrangements can provide an improvement in the light output. Thus, an increase in brightness of the component can be achieved in particular with LEDs. A basic idea is to use a structured, transparent material as a cover for the semiconductor chips. The cover may be at least partially or entirely made of glass, sapphire, plastic, silicone, epoxy or semiconductor material and so on. In addition, a side frame may be provided, which acts as a white diffuser and reduces lateral radiation losses. Furthermore, the emission side and / or a bottom 18 the cover 4 , which is associated with the semiconductor chip, be coated using an anti-reflection layer. For example, sapphire having a refractive index of 1.7 may be used to form the cover. In addition, an adhesive layer having a refractive index of 1.6 may be provided between the sapphire cap and the semiconductor chip. Furthermore, the semiconductor chip may have a refractive index n of 3.2. By providing the adhesive layer, improved index matching can be achieved.

Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann bei allen beschriebenen Ausführungen der Bauelemente nur ein Teil der Abstrahlseite 5 mit einer aufgerauten Fläche 23 versehen sein. Zudem kann nur ein Teil der Abstrahlseite 5 der Abdeckung 4 mit planen Flächen versehen sein. Weiterhin kann ein Teil der Abstrahlseite 5 der Abdeckung 4 mit planen Flächen und mit einer aufgerauten Fläche versehen sein. Weiterhin kann wenigstens ein Teil der Abstrahlseite 5 der Abdeckung 4 mit planen Flächen versehen sein, wobei die planen Flächen zudem eine Rauheit aufweisen. Die mittlere Rauheit der aufgerauten Fläche und der planen, aufgerauten Flächen kann im Bereich zwischen 0,1 µm und 10µm aufweisen.Depending on the chosen embodiment, in all described embodiments of the components only a part of the emission side 5 with a roughened surface 23 be provided. In addition, only a part of the radiation side 5 the cover 4 be provided with flat surfaces. Furthermore, a part of the emission side 5 the cover 4 be provided with flat surfaces and with a roughened surface. Furthermore, at least a part of the emission side 5 the cover 4 be provided with flat surfaces, wherein the flat surfaces also have a roughness. The average roughness of the roughened surface and the plan roughened surfaces may range between 0.1 μm and 10 μm.

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.Although the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiment, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Bauelement module
22: Halbleiterchip Semiconductor chip
33: Träger carrier
44: Abdeckung cover
55: Abstrahlseite emission side
66: Oberseite top
77: Seitenfläche side surface
88th: Schicht layer
99: Fläche area
1010: Abstrahlrichtung radiation direction
1111: Abstrahlbereich radiation area
1313: Luftspalt air gap
1414: Kleberschicht adhesive layer
1515: Rahmen frame
1616: Oberseite top
1717: Abdeckrahmen Cover
1818: Unterseite bottom
2121: Winkelbereich angle range
2222: Flankenwinkel flank angle
2323: aufgeraute Fläche roughened surface

Claims

Component ( 1 ) with a light-emitting semiconductor chip ( 2 ), with a cover ( 4 ) for the semiconductor chip ( 2 ), the cover ( 4 ) over a radiation side of the semiconductor chip ( 2 ) is arranged, wherein the cover ( 4 ) a radiation side ( 5 ), wherein the emission side ( 5 ) of the cover ( 4 ) a structured area ( 9 . 23 ) having.

The device of claim 1, wherein the structured surface is planar surfaces ( 9 ), wherein the flat surfaces ( 9 ) are planar in at least one direction, and wherein the flat surfaces in an angular range between 80 ° and 40 ° relative to a surface normal ( 10 ) of the emission side ( 6 ) are arranged.

Component according to claim 2, wherein the plane surfaces ( 9 ) in an angular range between 75 ° and 50 ° relative to the surface normal ( 10 ) of the emission side ( 5 ) are arranged.

Component according to one of the preceding claims, wherein the structured surface in the form of a roughened surface ( 23 ) is trained.

Component according to claim 4, wherein an average roughness in the range of 0.1 microns and 10 microns.

Component according to one of the preceding claims, wherein at least 30% of the emission side ( 6 ) as a structured surface ( 9 . 23 ) are formed.

Component according to one of claims 2 or 3, wherein the flat surfaces are planar in two directions or are formed rotationally symmetrical to an axis.

Component according to claim 7, wherein the structured surfaces ( 9 ) in the form of conical surfaces and / or pyramidal surfaces and / or prism surfaces are formed.

Component according to one of the preceding claims, wherein the cover ( 4 ) at a distance to a light emitting side ( 6 ) of the semiconductor chip ( 2 ), and wherein between the semiconductor chip ( 2 ) and the cover ( 4 ) an air gap ( 13 ) is provided.

Component according to one of claims 1 to 8, wherein the cover ( 4 ) at a distance to a light emitting side ( 6 ) of the semiconductor chip ( 2 ), and wherein between the semiconductor chip ( 2 ) and the cover ( 4 ) a material layer ( 14 ), in particular an adhesive layer is provided.

Component according to one of the preceding claims, wherein the cover ( 4 ) at least a first and a second layer ( 4 . 8th ), wherein the first layer ( 8th ) has the emission side, and wherein the first layer ( 8th ) and the second layer ( 4 ) are formed of different materials.

Component according to claim 10, wherein the first layer ( 8th ) is formed as a film.

Component according to one of the preceding claims, wherein the semiconductor chip ( 2 ) and / or the cover ( 4 ) laterally from a frame ( 15 ), the frame ( 15 ) is formed at least partially light-reflecting and / or light-scattering, and in particular is formed from a white-reflecting material.

Component according to one of the preceding claims, wherein the cover ( 4 ) at least partially glass, sapphire, plastic, silicone, epoxy or semiconductor material.

Component according to one of the preceding claims, wherein the cover ( 4 ) on a cover frame ( 17 ), the cover ( 4 ) is formed as a plate, and wherein the cover frame ( 17 ) the semiconductor chip ( 2 ) framed.