專利名稱：光電組件和光電裝置的制作方法
光電組件和光電裝置例如像汽車前照燈這種投影裝置需要具有高光密度和良好確定的發(fā)光特性曲線 的光源。通過使用發(fā)光二極管的復合體可以產(chǎn)生高的光密度。借助光學元件可以將光集束 并導入所要求的空間區(qū)域。為取得所要求的發(fā)光特性曲線，需要光學元件盡可能精確地相 對于發(fā)光二極管定位和安裝。文獻DE 102004036157A1和DE 102005020908A1介紹了具有光學元件的光電組件。本發(fā)明的目的在于，提供一種可以使光學元件盡可能簡單定位的光電組件。提供一種具有至少一個設置在支座上的發(fā)光二極管芯片的光電組件。在一種優(yōu)選的實施方式中，支座上設置多個發(fā)光二極管芯片。因此下面介紹一種 具有多個發(fā)光二極管芯片的光電組件。但在此方面還包括一種僅具有一個發(fā)光二極管芯片 的光電組件。例如發(fā)光二極管芯片作為設置在印制電路板上的可表面安裝的部件構成。支座上在與發(fā)光二極管芯片相對的所要求位置上固定有裝配頂蓋。裝配頂蓋優(yōu)選 至少部分覆蓋發(fā)光二極管芯片。在一種實施方式中，裝配頂蓋至少在其透射區(qū)內(nèi)透射可見光光譜范圍的電磁輻 射。在此方面，裝配頂蓋的區(qū)域稱為透射區(qū)，通過其透射發(fā)光二極管芯片內(nèi)產(chǎn)生的大部分 光。大部分例如表示透射光的至少80%，優(yōu)選至少90%。裝配頂蓋例如包括透射輻射的材 料如玻璃，透射輻射的材料的特別是透明陶瓷、氮化鋁或者氧化鋁，或者透射輻射的材料的 特別是透明塑料。裝配頂蓋也可以由這種類型的透射輻射的材料組成。在另一種實施方式中，裝配頂蓋具有優(yōu)選設置在透射區(qū)內(nèi)的用于光出射的開口。 在這種情況下，裝配頂蓋也可以由透射輻射的材料例如金屬組成。裝配頂蓋優(yōu)選包括具有高導熱能力的材料。由此發(fā)光二極管芯片可以得到良好冷 卻。裝配頂蓋在其上面具有可以使光學元件優(yōu)選地定位在發(fā)光二極管芯片的發(fā)光區(qū) 內(nèi)的構件(strukturierung)。光學元件的底面為此具有至少部分與裝配頂蓋的構件互補構成的構件。為了安裝 光學元件，光學元件以如下方式安置在裝配頂蓋上，使得光學元件的構件與裝配頂蓋的互 補構件相配合。由此光學元件相對于裝配頂蓋精確定位。因為裝配頂蓋也相對于發(fā)光二極 管芯片精確定位，所以光學元件因此也相對于發(fā)光二極管芯片精確定位。因此借助裝配頂蓋可以使光學元件精確且技術上簡單地定位。特別是光電組件可 以簡單方式在向客戶交貨之后再裝備所需要的光學元件。在一種方案中，這樣構成構件，使得光學元件相對于裝配頂蓋的位置通過環(huán)繞旋 轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)來確定。在這種情況下，構件例如是旋轉(zhuǎn)對稱的。在使光學元件相對于裝配頂蓋的位置通過環(huán)繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)來確定的另一種方案 中，裝配頂蓋的構件明確確定光學元件的位置以及特別是其相對于旋轉(zhuǎn)軸的定向。在光電組件的一種實施方式中，光學元件固定在裝配頂蓋上。
光學元件例如可以借助膠粘劑固定在裝配頂蓋上。膠粘劑優(yōu)選透明并具有與光學 元件和裝配頂蓋的折射系數(shù)相匹配的折射系數(shù)。這一點特別是在裝配頂蓋在透射區(qū)內(nèi)與光 學元件連接的情況下是重要的。在另一種實施方式中，光學元件不是固定在裝配頂蓋上，而是例如固定在支座上。 在這種情況下，裝配頂蓋在其功能方面可以作為輔助定位件最佳構成，因為它無需再用于 固定光學元件。裝配頂蓋的上面可以按照不同的方式設置構件。例如裝配頂蓋的上面具有凸起 部。配合的光學元件優(yōu)選具有與凸起部互補的凹陷部。為使光學元件定位，光學元件 可以簡單方式這樣插接在裝配頂蓋上，使得凸起部與凹陷部相配合。裝配頂蓋的凸起部例如軸頸形構成。光學元件內(nèi)優(yōu)選存在與裝配頂蓋的軸頸互補設置和構成的縫隙。光學元件可以這 樣插接在裝配頂蓋上，使得軸頸與縫隙之間形成插塞連接。按照這種方式，光學元件相對于 發(fā)光二極管芯片精確地在側(cè)面定位。凸起部例如具有圓形或者矩形截面。它們也可以橋形構成或者具有十字形截面。在裝配頂蓋的另一種實施方式中，裝配頂蓋的上面加工出凹陷部。凹陷部例如縫 隙狀構成。配合的光學元件在其底面上具有軸頸形的凸起部。裝配頂蓋和光學元件的構件 也可以由凹陷部和凸起部的組合組成。在另一種實施方式中，凹陷部穿過裝配頂蓋并形成開口。開口優(yōu)選處于裝配頂蓋 的透射區(qū)內(nèi)，從而發(fā)光二極管芯片內(nèi)產(chǎn)生的光可以通過開口透射。在另一種實施方式中，裝配頂蓋的構件具有平臺。采用概念平臺是指平面，其相對 于其周圍凸起或者凹入并占據(jù)裝配頂蓋的大部分上面。平臺例如占據(jù)裝配頂蓋上面面積的 三分之一。平臺優(yōu)選在裝配頂蓋的透射區(qū)內(nèi)構成。光學元件優(yōu)選同樣具有與裝配頂蓋的平臺互補構成的平臺。此外提出一種光電裝置，其包括具有裝配頂蓋的光電組件以及光學元件。光學元 件與裝配頂蓋的構件相配合并因此相對于發(fā)光二極管芯片定位。在一種優(yōu)選的實施方式中，光學元件與裝配頂蓋之間存在型鎖合接觸。例如裝配頂蓋的凸起平臺以及光學元件的與該凸起平臺互補構成的凹入平臺之 間存在型鎖合接觸。作為選擇，光學元件與裝配頂蓋之間的型鎖合接觸在平臺區(qū)的外面形成。光學元 件例如然后在平臺區(qū)外面的區(qū)域內(nèi)固定在裝配頂蓋上或者支座上。通過型鎖合接觸，裝配頂蓋與光學元件之間分界面上的光反射可以保持在盡可能 小的程度上。在一種實施方式中，裝配頂蓋在型鎖合接觸的區(qū)域內(nèi)也與光學元件固定連接。 為此例如可以使用透明的膠粘劑。在另一種實施方式中，裝配頂蓋與光學元件重疊設置的區(qū)域之間具有間隙，例如 氣隙。例如裝配頂蓋的透射區(qū)內(nèi)可以具有這種間隙。在這種情況下，光學元件優(yōu)選固定 在裝配頂蓋處于透射區(qū)外面的區(qū)域內(nèi)。這樣做的優(yōu)點是，連接部件所使用的材料對透射光 而言是不透明的。
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裝配頂蓋的構件例如通過蝕刻、噴砂或者銑削加工形成。在一種優(yōu)選的實施方式中，在將裝配頂蓋固定在支座上之前加工構件。這樣做的 優(yōu)點是，可以在不存在損壞光電組件的危險的情況下進行加工。此后將裝配頂蓋這樣固定 在支座上，使得其以適當方式相對于發(fā)光二極管芯片定位。裝配頂蓋的底面優(yōu)選構成有用于容納發(fā)光二極管芯片的凹部。該凹部同樣可以通過蝕刻、噴砂或者銑削加工形成。這種實施方式的優(yōu)點是，裝配頂蓋可以直接安裝在發(fā)光二極管芯片上，而無需其 他連接件例如墊片。所介紹的光電組件例如作為光源在前照燈例如汽車前照燈或者投影或顯示器系 統(tǒng)中使用。下面借助示意圖和未按比例的附圖對光電組件及其具有優(yōu)點的構成進行說明。其 中

圖1示出安裝在支座上的裝配頂蓋的傾斜俯視圖；圖2A示出具有裝配頂蓋的光電組件的示意剖面圖；圖2B示出具有裝配頂蓋的光電組件的傾斜俯視圖；圖3A示出具有上面放置了光學元件的裝配頂蓋的光電組件的示意剖面圖；圖3B示出具有裝配頂蓋和所放置的光學元件的光電組件的示意剖面圖；圖4示出具有裝配頂蓋和所放置的光學元件的光電組件的另一實施例的示意剖 面圖；圖5A至5D示出具有不同構件的裝配頂蓋的示意俯視圖。從圖1可以看出上面設置有多個發(fā)光二極管芯片2的支座3。發(fā)光二極管芯片2 可以借助印制導線31電連接。支座3例如由陶瓷或者由其他任何適用的材料組成。支座3之上安裝有透明的裝配頂蓋4。裝配頂蓋的底面具有凹部41，凹部41內(nèi)可 以容納發(fā)光二極管芯片2。裝配頂蓋4在兩個相對的側(cè)面上向外敞開，從而可與周圍進行換 氣。但裝配頂蓋4也可以構成為使發(fā)光二極管芯片2完全封閉并且不能進行換氣。這樣做 的優(yōu)點是，發(fā)光二極管芯片2更好地不受外界影響。裝配頂蓋4例如粘接在支座3上。圖2A示出具有裝配頂蓋4的光電組件1的示意剖面圖。在該實施例中，裝配頂蓋 4完全覆蓋發(fā)光二極管芯片2。由此防止發(fā)光二極管芯片2機械損壞。圖2B示出具有固定在支座3上的裝配頂蓋4的光電組件1的示意傾斜俯視圖。光 電組件1具有帶平臺63的圓形凸起部61，光學元件可以利用相應的凹陷部插接在該凸起部 上。在該實施例中，發(fā)光二極管芯片2完全由裝配頂蓋4和支座3封閉并這樣防止受到外 界影響。圖3A示出具有上面安裝了光學元件5的裝配頂蓋4的光電組件1。裝配頂蓋4具 有平臺式凸起部61。與此互補，在光學元件5的底面上構成相應的凹陷部62。如果光學元 件5與裝配頂蓋4固定連接，那么例如在光學元件5和裝配頂蓋4的平臺式區(qū)域62、63上 涂覆透明膠粘劑。因為平臺式區(qū)域63設置在裝配頂蓋的透射區(qū)內(nèi)，所以優(yōu)選使用透明膠粘 劑。圖3B示出上面固定有光學元件5的光電組件1。光學元件5以如下方式放置在 裝配頂蓋4上，使得凸起部61與互補的凹陷部62相配合。在平臺63的區(qū)域內(nèi)，裝配頂蓋
54與光學元件5之間存在型鎖合接觸。在該實施例中，光學元件5在平臺區(qū)63內(nèi)與裝配頂 蓋4例如借助透明膠粘劑固定連接。圖4示出具有裝配頂蓋4和固定在上面的光學元件5的光電組件1。光電組件1 依據(jù)圖3B中的光電組件1構成，但裝備有另一個光學元件5。該光學元件5的底面構造為， 使得在平臺63的區(qū)域內(nèi)光學元件5與裝配頂蓋4之間存在間隙7。這里，在裝配頂蓋4處 于平臺63外面的一個區(qū)域內(nèi)光學元件5與裝配頂蓋4之間存在型鎖合接觸。例如光學元 件5在型鎖合接觸的區(qū)域內(nèi)借助膠粘劑與裝配頂蓋4固定連接。圖5A至5D示出裝配頂蓋4的構件的不同可能性。斜線區(qū)域各自相對于無斜線的 區(qū)域凹入，即斜線區(qū)域為凹陷部，無斜線的區(qū)域為凸起部。圖5A中所示的裝配頂蓋4具有帶平臺63的圓形凸起部61。光學元件優(yōu)選具有互 補的凹陷部，并例如圖3B和圖4中所示那樣放置在裝配頂蓋4上。凸起部61相對于垂直 于平臺63的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)對稱地構成。由于這種旋轉(zhuǎn)對稱，光學元件5的定位通過環(huán)繞該旋 轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動確定。特別是在光學元件5同樣旋轉(zhuǎn)對稱構成的情況下適用旋轉(zhuǎn)對稱的構件。 在這種情況下，光學元件5環(huán)繞旋轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動對光學元件5相對于發(fā)光二極管芯片2的定 向沒有影響。圖5B示出具有矩形截面凸起部61的裝配頂蓋4。與此配合的光學元件具有互補 的凹陷部。因為矩形凸起部61本身是能夠通過相對于垂直于平臺63的旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動180° 而調(diào)位的，所以光學元件的定位通過環(huán)繞該旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動180°來確定。在圖5C所示的裝配頂蓋4中，凹陷部62以圓形縫隙的方式構成。光學元件優(yōu)選 具有可以插入縫隙62內(nèi)的互補設置的軸頸。這里，構件也可以軸頸形凹陷部62的方式通 過相對于旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動180°交錯調(diào)位。因此在這里，配合的光學元件5也可以按照兩種不同 的方式放置在裝配頂蓋4上。在圖5D所示的裝配頂蓋4中，構成圓形和長條的縫隙62。這種構件本身不能通過 以大于0°和小于360°的角度進行調(diào)位。因此在這里，明確確定了光學元件5的位置。在可選的實施方式中，圖5A至5D中所示的斜線區(qū)域為凸起部，并且無斜線的區(qū)域 為凹陷部。本發(fā)明并不由于借助實施例的說明而局限于這些實施例，而是包括任何新的特征 以及特征的任何組合。這一點特別是包括權利要求書中特征的任何組合，即使該特征或者 該組合本身并未在權利要求書或者實施例中詳細說明。本專利申請要求德國專利申請102008025921. 7和102008039147. 6的優(yōu)先權，上
述德國專利申請的公開內(nèi)容為此通過引用包含于本文。
權利要求
一種光電組件，具有至少一個設置在支座(3)上的發(fā)光二極管芯片(2)；固定在支座(3)上并至少部分覆蓋發(fā)光二極管芯片(2)的裝配頂蓋(4)，其中，裝配頂蓋(4)的上面具有能夠定位光學元件(5)的構件(6)。
2.如前述權利要求所述的光電組件，其中，裝配頂蓋(4)的底面構成有用于容納發(fā)光 二極管芯片(2)的凹部(41)。
3.如前述權利要求之一所述的光電組件，其中，裝配頂蓋(4)完全覆蓋發(fā)光二極管芯 片⑵。
4.如前述權利要求之一所述的光電組件，其中，裝配頂蓋(4)完全覆蓋并在側(cè)面完全 封閉發(fā)光二極管芯片(2)。
5.如前述權利要求之一所述的光電組件，其中，裝配頂蓋(4)的上面構成有至少一個 凸起部(61)，特別是軸頸形的凸起部。
6.如前述權利要求之一所述的光電組件，其中，裝配頂蓋(4)的上面構成有凹陷部 (62)，特別是縫隙狀的凹陷部。
7.如前述權利要求之一所述的光電組件，其中，裝配頂蓋(4)的上面具有開口。
8.如前述權利要求之一所述的光電組件，其中，構件(61)包括平臺(63)。
9.如權利要求8所述的光電組件，其中，平臺(63)設置在裝配頂蓋(4)的透射區(qū)內(nèi)。
10.如前述權利要求之一所述的光電組件，其中，裝配頂蓋(4)與至少一個發(fā)光二極管 芯片(2)之間的間隙填充氣體，特別是空氣。
11.一種光電裝置，具有如權利要求1至10之一所述的光電組件； 安裝在裝配頂蓋(4)上的光學元件(5)，其中，光學元件(5)具有至少部分與裝配頂蓋(4)的構件(6)配合的構件。
12.如權利要求11所述的光電裝置，其中，在裝配頂蓋(4)的透射區(qū)內(nèi)，裝配頂蓋(4) 與光學元件(5)之間存在平面接觸。
13.如權利要求11所述的光電裝置，其中，在透射區(qū)內(nèi)，裝配頂蓋(4)與光學元件(5) 之間具有間隙。
14.如權利要求11至13之一所述的光電裝置，其中，光學元件(5)固定在裝配頂蓋(4)上。
15.如權利要求11至13之一所述的光電裝置，其中，光學元件(5)固定在支座(3)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光電組件(1)，其中支座(3)上設置有多個發(fā)光二極管芯片(2)。發(fā)光二極管芯片(2)之上安裝有用于定位光學元件(5)的透明裝配頂蓋(4)。為此在裝配頂蓋(4)的上面形成有構件(63)，光學元件(5)的互補構件可以配合到該構件(63)。本發(fā)明此外涉及一種包括裝配頂蓋(4)和光學元件(5)的光電裝置(8)。這種光電裝置(8)例如是汽車前照燈的組成部分。
文檔編號H01L33/58GK101965641SQ200980108231
公開日2011年2月2日 申請日期2009年4月17日 優(yōu)先權日2008年5月30日
發(fā)明者弗蘭克·辛格, 斯特凡·格勒奇 申請人:奧斯蘭姆奧普托半導體有限責任公司