JP2007103935A - 発光構成素子を製作するための方法及び発光構成素子 - Google Patents

Abstract

【課題】発光構成素子のための支持体を簡単に製作するために適した方法を提供し、且つできるだけ簡単に製作され得る支持体を有する発光構成素子を提供する。
【解決手段】支持体（２）を、金属を含む成形材料（３４）から射出成形法で製作するようにした。更に、発光構成素子（１）がケーシング体（３）及び支持体（２）を有しており、該支持体（２）が射出成形された金属を含んでいるようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、ケーシング体及び発光半導体のための支持体を有する発光構成素子を製作するための方法に関する。更に本発明は、ケーシング体及び支持体を有する発光構成素子に関する。

特にこの方法は、ＭＩＭ（ＭＩＭ：ｍｅｔａｌ ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ ｍｏｌｄｉｎｇ）製作法又は特に小型の複合構成素子の製作に適した粉末金属射出成形法である。

本特許出願は、ドイツ連邦共和国特許出願番号１０２００５０４７１６７．６の優先権及びドイツ連邦共和国特許出願番号１０２００６０３２４１５．３の優先権を請求し且つこれらの特許出願の開示内容を含むものである。

従来の表面実装可能な光電子構成素子の場合は、予め製作された導体フレーム（リードフレーム）が、構成素子のケーシングを形成する適当なプラスチック材料で以て外装射出成形されることによって、プレハウジング（vorgehaeustes)された構成素子を製作する。この構成素子は、例えば上面に凹所若しくは切欠きを有しており、この凹所若しくは切欠きには対向位置する２つの側からそれぞれリードフレーム接続部が導入されており、これらのリードフレーム接続部の内の一方に、例えばＬＥＤチップ等の半導体チップが接着され且つ電気的に接触接続されている。この場合、前記切欠きには一般に透明の封止用コンパウンドが充填される。表面実装可能な光電子構成素子のこの基本形は、例えば論文"Ｓｉｅｍｅｎｓ ＳＭＴ−Ｔｏｐｌｅｄ ｆｕｅｒ ｄｉｅ Ｏｂｅｒｆｌａｅｃｈｅｎｍｏｎｔａｇｅ"（Ｆ．Ｍｏｅｌｌｍｅｒ及びＧ．Ｗａｉｔｌ著、Ｓｉｅｍｅｎｓ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ２９ （１９９１）、第４巻、第１４７〜１４９頁）から公知である。
ドイツ連邦共和国特許出願番号１０２００５０４７１６７．６ ドイツ連邦共和国特許出願番号１０２００６０３２４１５．３ "Ｓｉｅｍｅｎｓ ＳＭＴ−Ｔｏｐｌｅｄ ｆｕｅｒ ｄｉｅ Ｏｂｅｒｆｌａｅｃｈｅｎｍｏｎｔａｇｅ"（Ｆ．Ｍｏｅｌｌｍｅｒ及びＧ．Ｗａｉｔｌ著、Ｓｉｅｍｅｎｓ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ２９ （１９９１）、第４巻、第１４７〜１４９頁）

本発明の課題は、発光構成素子のための支持体を簡単に製作するために適した方法を提供することである。更に本発明の課題は、できるだけ簡単に製作され得る支持体を有する発光構成素子を提供することである。

これらの課題を解決するために本発明では、支持体を、金属を含む成形材料から射出成形法で製作するようにした。更に前記課題を解決するために本発明では、支持体が射出成形された金属を含んでいるようにした。有利な構成は従属請求項に記載されている。

ケーシング体と支持体とを有する発光構成素子を製作するための本発明による方法では、支持体を、金属を含む成形材料から射出成形法で製作する。

ケーシング体と支持体とを有する本発明による発光構成素子の場合、支持体は射出成形された金属を有している。

発光構成素子のための本発明による支持体は、有利には粉末射出成形法によって製作され、この場合、支持体を製作するためには、有利には金属を含む粉末が使用される。更にこの方法によって、支持体と、更に構成素子も、個別構成部材として簡単に製作可能である。この場合、構成素子を例えば打抜き、ソーイング又はレーザ分離等の分離プロセスによって個別化せねばならないリードフレーム技術と比較して、応力負荷する個別化法を考慮する必要がない。

金属をベースにした粉末射出成形法では、まず最初に金属を含む微細な粉末又はペーストを結合剤と混合し且つ造粒する。このようにして得られた成形材料を供給原料（Feedstock）と呼ぶ。有利には、結合剤は有機化合物から成る材料、特に有利には例えばポリオキシメチレン等のポリマから成る材料を有しているので、成形材料を加熱若しくは圧縮すると、粉末射出成形法に適した流動性のコンパウンドが生じる。更に、前記成形材料には、有利には無機化合物から成る材料を有する成形結合剤を添加することができる。

成形材料は射出成形機に入れられて、そこでまず最初に溶融される。成形材料を射出成形用型に充填して、支持体用成形部材（「グリーンボディ」）を成すように射出成形する。成形材料が十分な離型強度に冷却されると、支持体用成形部材は直ちに離型可能である。

次いで、支持体用成形部材から結合剤を除去する。このことは有利には、熱的な揮発及び／又は溶剤及び／又は触媒及び／又は熱分解によって行われる。結合剤の除去された支持体用成形部材（「ブラウンボディ」）は、主として粉末粒子を有している。この場合、特に有利には排除されない成形結合剤は、引き続く操作において支持体用成形部材の所要強度を得るために役立つ。

最後に、支持体用成形部材を完成支持体に焼結する。焼結に際して、まず最初に成形結合剤を排除する。支持体用成形部材に成形結合剤が最早存在しなくなって初めて、温度を焼結温度に高める。支持体用成形部材は、この時点ではかろうじて不安定な粉末枠組みから成っている。焼結温度に達すると、粉末粒子間の中空室が物質で満たされ始める。

支持体用成形部材は、その最終的な支持体形状を得るまで部分的に著しく収縮可能である。成形材料の結合剤・成形結合剤含有量に応じて、前記収縮は１５％〜２０％であってよい。

焼結は、有利には真空中又は保護ガス雰囲気中で実施される。保護ガス雰囲気若しくは真空は、不都合な化学反応を回避するために必要である。保護ガスとしては、例えばＨ_２及びＣＯ等の廉価なガスが適している。

更に、粉末金属射出成形法用には、有利には容易に精製可能な金属を含む材料が使用される。基本金属を含む材料と、合金を含む材料の両方が考えられる。特に有利には、タングステン又はタングステン合金が使用される。

焼結温度は使用する材料に準拠し、例えばタングステンを含む材料については１０００℃〜３０００℃である。有利には、この方法では支持体が室温に冷却されるまで取出しを待つ必要はない。支持体は、短時間の冷却の後に既に取り出すことができるので、この製作法は短縮され得る。

本発明による発光構成素子の有利な構成では、発光半導体用の射出成形された支持体がケーシング体に埋め込まれる。このことは、支持体の製作とケーシング体の製作とを有利に結びつけることによって行われる。特に有利には、支持体の製作はケーシング体の製作と射出成形法によって結びつけられる。この射出成形法は、特に粉末射出成形法である。

ケーシング体用の粉末射出成形法は、支持体用の粉末射出成形法に対応する段階を有している。

第１の段階では、粉末又はペースト、結合剤、１つ又は複数の補助剤及び成形結合剤を含む、ケーシング体用の成形材料を調製する。前記粉末又はペーストは、例えばプラスチックパウダー又はプラスチックペーストであってよい。択一的に前記粉末若しくはペーストはセラミック材料を含んでいてよい。

第２の段階で、射出成形機において特に加熱された流動性の成形材料を射出成形用型に充填し且つケーシング体用成形部材に成形する。引き続く段階で、有利には加熱及び／又は溶剤及び／又は触媒及び／又は熱分解によって前記成形部材から結合剤を除去する。更に、成形部材を焼結すると同時に、成形結合剤を除去する。焼結温度はケーシング体用に用いられる材料に準拠する。セラミック材料の場合は、３００℃〜２０００℃の温度が可能である。

支持体及びケーシング体を製作するための個々の段階は、順次又は並行して実施することができる。

発光構成素子の製作法の第１変化態様では、２つの別個の方法を実施する。支持体は、粉末金属射出成形法によって製作する。更に、ケーシング体は有利には粉末射出成形法によって製作する。次いで、これら２つの別個の構成部材を互いに結合する。このことは、ケーシング体を支持体に組み付けることによって行うことができる。この組付けのために、ケーシング体は例えば支持体の凹所に適合する組付けピンを有していてよい。

発光構成素子の製作法の第２変化態様では、まず最初に支持体を粉末金属射出成形法によって製作する。この場合、全方法段階を終了させる。次いで、完成した支持体を射出成形用型に入れ、そこでこの支持体に、ケーシング体を形成する材料を以て外装射出成形を施す。この外装射出成形は、ケーシング体用の粉末射出成形法に関して説明した方法段階に基づいて行われる。この場合有利には、ケーシング体の焼結時に収縮が期待される。これにより、ケーシング体は支持体に焼嵌めされるので、ケーシング体と支持体との間の付着性が改善される。

発光構成素子の製作法の第３変化態様では、支持体用成形部材を射出成形用型に入れ且つケーシング体の成形材料を以て外装射出成形する。次いで、結合剤を既に説明した方法で除去する。支持体用成形部材及びケーシング体用成形部材を一緒に焼結し且つ短時間冷却した後に離型する。このようにして、射出成形された支持体とケーシング体とを有する発光構成素子が得られる。有利には、この方法では１つの射出成形機しか使用されず、２成分（２Ｋ）粉末射出成形法が実施される。これにより、発光構成素子の簡単でコスト節約型の製作を実現することができる。

つまり、射出成形法で製作される支持体とケーシング体とを有する発光構成素子を製作するためには、２つの異なる射出成形用型が必要であるにもかかわらず、必ずしも２つの射出成型機を必要とするわけではない。むしろ、２つの射出成形法を１つの共通の射出成形機で行うことが可能である。この場合は例えばスライド工具が使用されるか、又は例えばターンテーブル、緊締プレート、操作装置又はキューブ工具によって、他方の射出成形用型（「キャビティ」）に移動される。これに関連して、射出成形用型とは形の与えられた領域、若しくは成形材料に形状を与える型であると理解される。

有利には、射出成形法によって複合的なジオメトリが実現され得る。例えば形状付与においては、ケーシング体を係止するために支持体に設けられる凹所が考慮され得る。このような凹所は、打ち抜かれた導体フレームの場合は付加的な段階において打ち抜かねばならない。

更に、射出成形法に基づいて、呼び寸法の製作誤差が±０．５％の、支持体及びケーシング体の精密な寸法が可能である。

有利には、例えば電気めっき法を用いて支持体に金属被覆層を付与し、これにより、支持体に組み付けられる発光半導体が電気的に接続可能である。有利には金属被覆層を付与する前に、例えばドライ洗浄又は湿式化学洗浄を用いて、２つの射出成形法に基づく残留物を支持体から除去する。

電気めっき法により支持体に金属被覆層を簡単に付与するためには、構成素子のパネル仕上げが有利であってよい。但し、この場合は構成素子を個別化せねばならず、このことは構成素子の分離時の応力負荷を招く恐れがある。

老朽化及びサイクルに対する耐久性を有しているのが望ましい発光構成素子に関しては、ＵＶ安定性及び高温耐久性が重要な基準である。ケーシング体用にセラミック材料を使用すると、前記基準を有利に満たすことができる。特に有利には、前記セラミック材料はＡｌ_２Ｏ_３及び／又はＺｒＯ_２を含んでいる。これらの材料は、ケーシング体がリフレクタとして働く切欠きを有している場合にも、特に有利であるということが判っている。

更に、ケーシング体の製作には、射出成形されるプラスチック材料が有利に使用可能である。

粉末射出成形されるケーシング体の利点は、その粗い表面にある。この粗い表面は、例えば封止用コンパウンド材料等の材料付与を容易にする。

更に、ケーシング体を製作する成形材料は、複数の材料の適当な混合物を含んでいてよく、これにより、例えば有利には発光半導体が位置する切欠きに充填される封止用コンパウンド材料に対して改善された付着性が得られる。半導体を外部の有害な影響から保護するためには、前記切欠きは少なくとも部分的に充填されていてよい。付着性は、ケーシング体に使用される材料の組成に基づいて調節可能である。

付着性の更なる改善を得るためには、例えばアンダカット等の、封止用コンパウンドのための特別な係止部が実現されていてよい。特に、ケーシング体は溢流フレームを有していてよく、この溢流フレームには過剰な封止用コンパウンド材料が切欠きから漏出可能である。この場合、この過剰な封止用コンパウンド材料は充填された切欠きを有利には被覆して、改善された付着性を生ぜしめる。

封止用コンパウンド材料としては、有利には光線を透過させる、特に透明な材料が適している。有利には、例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂及びポリウレタン樹脂又はこれらの樹脂の混合物等の反応性樹脂が使用される。サイクル耐久性、老朽化安定性、並びに特に青色及び紫外線スペクトル領域における光線耐久性に関して、シリコーン樹脂が有利であるということが判っている。

更に、例えばエポキシ樹脂とシリコーン樹脂の混合物等のハイブリッド材料が特に適していてよい。それというのも、このハイブリッド材料はシリコーン樹脂に比べて、より短い硬化時間、より良好な離型性及び支持体材料に対するより良好な付着特性という利点を有しているからである。エポキシ樹脂に比べて、ハイブリッド材料は向上されたＵＶ安定性という利点を有している。

更に、改善された付着性は、付与された金属被覆層に関して所望されている。この金属被覆層は、有利には切欠きを制限するケーシング体の内壁に付与されている。金属被覆層は、切欠きにおける半導体光線用のリフレクタとして働き、これにより、構成素子からの光の出射が向上され得る。択一的に、ケーシング体は例えばＴｉＯ_２等の反射作用を有する粒子を含んでいてよく、これにより、反射率が上げられる。光学的なリフレクタを実現する手段は有利な択一性を成すものである。それというのも、当該手段は簡単に実現可能であり、更に、１製作段階、即ち内壁の金属被覆が省かれているからである。

有利にはリフレクタによって、構成素子から放射される光線の放射特性及び輝度にポジティブに影響を及ぼすことができ、延いては発光構成素子の性能を改善することができる。

切欠きは、例えば支持体に対向位置するケーシング体の上面から出発して、支持体に至るまでテーパし且つ漏斗状に構成されていてよい。切欠き内の被覆は、封止用コンパウンド材料の他に転換材料を有していてよく、これにより、半導体から放射された光線が部分的により大きな波長の光線に変換され得る。それぞれ異なる波長を有する光線を混ぜることにより、例えば「白色」光を形成することができる。

発光構成素子では作動中に損失熱が発生することがあり、このことは永続的な機能性に不都合な影響を与える恐れがある。従って有利には、発光構成素子の支持面は熱的な接続領域を有している。特に有利には、ケーシング体が前記支持面に面した側に、冷却部材のための切欠きを有している。更に有利には、この冷却部材も、射出成形された、金属又はセラミック材料を含んでいてよい材料から形成されている。

以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。
図１ａ〜図１ｅには、発光構成素子用の支持体を製作するための金属をベースにした粉末射出成形法の１実施例が示されている。

図１ａに示した第１段階では、金属、有利にはタングステン又はタングステン合金を含む微細な粉末３０が、添加剤３１、結合剤、成形結合剤及び補助剤と混ぜられて、成形材料３４を成すように造粒される。この場合、粒子の平均直径は５〜１０μｍである。

特に有利には、結合剤は例えばポリマー等の有機化合物から成る材料を含んでおり、この材料は、加熱又は圧縮時に成形材料の可塑性を高める。成形結合剤は有機材料を含んでいる。

図１ｂに示したように、成形材料３４は射出成形機３５に入れられて加熱され（矢印Ｅ）、これにより、射出成形用型３６に充填される流動性のコンパウンドが生じる。射出成形用型３６内で、成形材料を十分な離型強度が得られる温度まで冷却する。

十分な離型強度が得られると、このようにして形成された支持体用成形部材３７が離型される（図１ｃ参照）。

図１ｄにおいて矢印Ｂによって示したように、次いで結合剤が支持体用成形部材３７から除去される。適用されるべき結合剤除去法は、結合剤の系統に関連する。最も広く流布した方法は、触媒による結合剤除去法である。なぜならば、この方法が最も短い結合剤除去時間を保証するからである。この結合剤除去時間は数時間〜数日間である。このことは結合剤の系統と、支持体用成形部材の肉厚とに関連する。

図１ｅには最終段階、即ち焼結が示されている。この場合、まず最初に熱供給（矢印Ｅ）によって、主として粉末粒子から成り且つ主として成形結合剤により形状安定化される、結合剤の除去された支持体用成形部材３７から成形結合材が取り除かれる（矢印Ｆ）。次いで、例えばタングステンを含む材料に関しては１０００℃〜３０００℃であってよい焼結温度に温度を上げて、支持体用成形部材を完成された支持体に焼結する。この場合、収縮が考慮される（矢印Ｓ）。支持体は短時間の冷却の後に既に得られる。

本発明による発光構成素子を製作するためには、支持体にケーシング体を設けることができる。

例えば、別個に製作されたケーシング体を射出成形された支持体に組み付けることができる。

択一的に、完成した支持体はケーシング体用材料を以て外装射出成形され得、この場合、支持体は射出成形用型に入れられ且つケーシング体用の成形材料に埋め込まれる。図１ａ〜図１ｅで説明した方法ステップが、同様にケーシング体を製作するために終了される。

本発明による構成素子を製作するための別の手段は、２成分射出成形である。この場合、支持体及びケーシング体用の成形材料の調製及び加熱若しくは圧縮段階は、それぞれ共通の１射出成形機内で並行して実施可能である。１つの射出成形用型を適宜分割することにより、この射出成形用型内で支持体用成形部材とケーシング体用成形部材の両方を形成することができる。次いで両成形部材は一緒に結合剤を除去されて焼結される。

有利には、ケーシング体用にはセラミック材料が使用され、この場合、粒子の平均直径は１μｍ未満である。

図２には、発光構成素子の第１実施例の概略的な断面図が示されている。発光構成素子１は粉末射出成形されたケーシング体３を有しており、このケーシング体３には、２つの接続領域２ａ，２ｂを備えた、粉末射出成形された支持体２が部分的に埋め込まれている。前記接続領域２ａ，２ｂは平らに形成されており且つ発光構成素子１の支持面１６に対して平行に延びている。接続領域２ａ，２ｂは凹所１７を有しており、これらの凹所１７は、ケーシング体３に含まれる材料で充填されている。これにより、支持体２とケーシング体３とは互いに固着結合されている。

支持体２には冷却部材６が挿入されており且つ少なくとも周面側を支持体２と結合されている。有利には、支持体２と冷却部材６とは一体に形成されている。冷却部材６も、やはり射出成形若しくは粉末射出成形によって製作されていてよい。

更に、冷却部材６はケーシング体３と一体に形成されていてよい。

冷却部材６が、有利には例えばセラミック材料等の熱伝導性又は熱吸収性の材料を有しているのに対して、支持体２は、例えば基本金属又は金属化合物等の導電性の材料を有している。支持体２は導体フレームとして働き、これにより、発光半導体７は電気的に接続可能である。同時に、作動中に発生する熱は冷却部材６によって導出され得る。

半導体７は、支持体２の接続領域２ａに接続した部分に組み付けられており且つ支持体２の接続領域２ｂと接続した部分にボンディングワイヤによって接続されている。半導体７は、例えば発光ダイオードチップ、特に薄膜発光ダイオードチップであってよい。半導体７は、ケーシング体３の切欠き４に配置されている。

この切欠き４は、有利にはリフレクタとして形成されている。このことは、切欠き４に接するケーシング体３の内壁に付与された金属被覆層、但し有利にはケーシング体３内にもたらされて反射率を上げる、例えばＴｉＯ_２から成る粒子によって実現されていてよい。

図３には、発光構成素子１の第２実施例の概略的な断面図が示されている。
ケーシング体３は、支持面１６に対向位置する上部域を漏斗状にくり抜かれている。このようにして形成された切欠き４の底部に発光半導体７が配置されている。この発光半導体７は冷却部材６に組み付けられており、この場合、作動中に発生する損失熱は冷却部材６を介して導出可能である。

半導体７の電力供給は、２つの接続領域２ａ，２ｂを有する、２つの部分から形成された支持体２を介して行われる。この場合、接続領域２ａは切欠き４に突入しており、この切欠き４では当該接続領域２ａが露出しており且つワイヤによって半導体７に接続されている。接続領域２ａは、ケーシング体３によって冷却部材６から電気的に絶縁されている。接続領域２ａは、ほぼＳ字形に延びている。これに対して接続領域２ｂは平坦に延びており且つ冷却部材６と結合されている。有利には、接続領域２ｂと冷却部材６とは電気も熱も通す材料から一体に形成されている。

接続領域２ｂは凹所１７を有しており、この凹所１７にはケーシング体３の材料が充填されている。この充填と、接続領域２ａがＳ字形に延びていることとにより、支持体２におけるケーシング体３の係止を改良することができる。

ケーシング体３の内壁は、第１実施例と同様にリフレクタとして形成されている。

第２実施例による発光構成素子を製作するためには、第１実施例による発光構成素子の製作についてと同様、粉末射出成形法が適している。この場合、冷却部材６と接続領域２ｂとは一体に形成可能である。接続領域２aは別個に製作され且つ冷却部材６と接続領域２ｂと一緒にケーシング体３用の成形材料を以て外装射出成形されてよい。

図４ａ，４ｂ，４ｃには、発光構成素子１の第３実施例のそれぞれ異なる３つの図が概略的に示されている。

図４ａには、発光構成素子１の支持面１６が概略的に示されている。この支持面１６は３つの領域に分割されている。即ち、接続領域２ａと、絶縁層１８と、接続領域２ｂである。絶縁層１８は両接続領域２ａ，２ｂ間を電気的に絶縁するように働く。

図４ｂにはＢ−Ｂ線に沿った発光構成素子１の横断面図が概略的に示されている。この場合、接続領域２ｂは発光構成素子１の下側の境界を形成している。接続領域２ｂにはケーシング体３が後置されている。 このケーシング体３は切欠き４を有しており、この切欠き４は接続領域２ｂから、支持面１６に対向位置する発光構成素子１の上面にまで達している。

切欠き４はポット状の形状を有しており且つ段状に互いに移行する３つの領域に分けられている。前記段部は、例えばカバー又は光学素子、有利にはレンズの取付けを容易にする。更に、これにより例えば封止用コンパウンドの係止が簡略化され得る。この場合、溢流フレームによって制限される上部域は、下部域及び中間域に充填された封止用コンパウンド材料の余剰分を収容するために役立つ。溢流フレームを、この溢流フレームの下位に位置するケーシング体３の部分と比べて後退させることにより、封止用コンパウンドの改良された係止が得られる。

切欠き４に接するケーシング体３の内壁は、有利にはリフレクタとして働く。

図４ｃには、発光構成素子１の平面図が概略的に示されている。

ケーシング体３の内壁はリフレクタ５を形成している。このリフレクタ５は、支持面に向かって接続領域２ａ及び接続領域２ｂにより制限されている。接続領域２ａは、絶縁層１８によって接続領域２ｂから電気的に絶縁されている。接続領域２ｂには発光半導体７が組み付けられている。この半導体７は、ワイヤ接続によって接続領域２ａに接続されていてよい。

半導体７から放射される光線の放射特性には、リフレクタ５により適宜影響を及ぼすことができる。有利には、リフレクタ５はケーシング体３の切欠き４によって形成され且つ反射率を上げる粒子の混合されたセラミック材料を有している。この材料は電気的に絶縁性なので、ケーシング体３は直接に接続領域２ａ，２ｂ上に付与されていてよく、この場合に短絡が惹起されることはない。

発光構成素子１は、２つの粉末射出成形法によって簡単に製作可能である。即ち、接続領域２ａ，２ｂは粉末金属射出成形法によって製作可能である。ケーシング体３は粉末射出成形法によって製作可能である。

図５ａ，５ｂ，５ｃには、本発明による発光構成素子１の第４実施例のそれぞれ異なる３つの図が示されている。

図５ａには、発光構成素子１の支持面１６が概略的に示されている。ケーシング体３には、接続領域２ａ、接続領域２ｂ及び冷却部材が接続可能な熱的な接続領域２０が少なくとも部分的に埋め込まれている。

図５ｂには、発光構成素子１の横断面が概略的に示されている。この発光構成素子１は、支持面に面した側に熱的な接続領域２０を有している。有利には、この熱的な接続領域２０は、例えば金属等の熱伝導材料を有している。熱的な接続領域２０はケーシング体３に部分的に埋め込まれており、接続領域２ａ及び接続領域２ｂも同様にケーシング体３に部分的に埋め込まれている。これらの接続領域２ａ及び接続領域２ｂは、異なる極性の電気的な接続部として使用することができる。

ケーシング体３の支持面とは反対の側の部分は切欠き４を有している。図４ｂに示したのと同様に、ケーシング体３の内壁は段付けされているが、この場合は単に傾斜した内壁がリフレクタを形成しているに過ぎない。その代わりにこの実施例ではケーシング体３の内壁に部分的に所定の層、有利には金属層が付与されており、これにより反射率を上げることができる。接続領域２ａ，２ｂとリフレクタ５との間では、ケーシング体３の内壁は金属被覆されていないので、短絡の危険は生じない。切欠き４の段付けされた形状は、この実施例でもカバー若しくは光学素子の付与及び／又は封止用コンパウンドの係止を容易にする。

図５ｃには、発光構成素子１の平面図が概略的に示されている。図示のケーシング体３の切欠き内では、発光半導体７が接続領域２ｂ上に配置されている。更に、接続領域２ｂにはＥＳＤ保護チップ１９が組み付けられている。接続領域２ａは、中断部によって接続領域２ｂから電気的に絶縁されている。

半導体７から放射される光線の放射特性には、発光構成素子１が高い発光密度を得られるように、リフレクタ５によって影響を及ぼすことができる。

前記実施例において説明したように、この構成素子も２つの粉末射出成形法によって簡単に製作され得る。

図６には、複数の発光半導体の配置形式を上から見た図が概略的に示されている。これらの半導体は、楕円形の横断面を有する１つの共通の切欠き４内に配置されている。断面図Ａ−Ｂに見られるように、基体２１には２つの接続領域２ａ，２ｂが設けられている。正方形の接続領域２ａには発光半導体が組み付けられていてよく、この場合、ストリップ状の接続領域２ｂは半導体の上側で接触接続するために役立つ。

有利には、接続領域２ａ，２ｂが粉末金属射出成形法によって製作される一方で、ケーシング体３は、例えばセラミックをベースとした粉末射出成形法によって製作される。基体２１はケーシング体３の一部であってよい。

図６に示した配置形式の利点は、複数の発光半導体のためにリフレクタ５を使用する点にある。このことは、一方では製作を簡単にする。他方では、これにより種々様々な半導体から放射される光線が混合され得る。このことは、例えば白色光の形成時に所望されている場合があり、この場合に、異なる波長の光線を放射する複数の半導体を前記配置形式で使用する。

なお、本発明は実施例に基づいたこれまでの説明によって限定されるものではない。すなわち本発明はあらゆる新規の特徴ならびにそれらの特徴のあらゆる組み合わせを含むものであり、これには殊に特許請求の範囲に記載した特徴の組み合わせ各々が含まれ、このことはそのような組み合わせ自体が特許請求の範囲あるいは実施例に明示的には記載されていないにしてもあてはまる。

図１a〜eは、５つの製作段階に基づいた本発明による方法の１実施例を概略的に示した図である。 発光構成素子の第１実施例の概略的な断面図である。 発光構成素子の第２実施例の概略的な断面図である。 図４ａ〜ｃは、発光構成素子の第３実施例の３つの異なる概略図を示した図である。 図５ａ〜ｃは、発光構成素子の第４実施例の３つの異なる概略図を示した図である。 複数の発光半導体の可能な配置形式を概略的に示した平面図である。

符号の説明

１ 発光構成素子、 ２ 支持体、 ２ａ，２ｂ 接触領域、 ３ ケーシング、 ４ 切欠き、 ５ リフレクタ、 ６ 冷却部材、 ７ 半導体、１６ 支持面、 １７ 凹所、 １８ 絶縁層、 １９ ＥＳＤ保護チップ、 ２０ 熱的な接続領域、 ２１ 基体、 ３０ 粉末、 ３１ 添加剤、 ３４ 成形材料、 ３５ 射出成形機、 ３６ 射出成形型、 ３７ 支持体用成形部材

Claims (31)

1. ケーシング体（３）及び発光半導体（７）のための支持体（２）を有する発光構成素子（１）を製作するための方法において、
   支持体（２）を、金属を含む成形材料（３４）から射出成形法で製作することを特徴とする、発光構成素子を製作するための方法。
2. 前記射出成形法が粉末射出成形法である、請求項１記載の方法。
3. ‐金属を含む粉末（３０）と、結合剤と、１つ又は複数の補助剤とから成る成形材料（３４）を製作し、該成形材料（３４）の加熱又は圧縮時に流動性のコンパウンドを生ぜしめ、
   ‐成形材料（３４）に形を与える成形結合剤を添加し、
   ‐成形材料（３４）を射出成形用型（３６）に充填し、
   ‐支持体用成形部材（３７）を形成し、
   ‐加熱及び／又は溶剤及び／又は触媒及び／又は熱分解によって結合剤を除去し、
   支持体用成形部材（３７）を焼結すると同時に成形結合剤を除去する、請求項１又は２記載の方法。
4. ケーシング体（３）を射出成形法で製作する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. ケーシング体（３）用の射出成形法が粉末射出成形法である、請求項４記載の方法。
6. ケーシング体（３）用の射出成形法を以下の段階で実施する、即ち、
   ‐粉末と、結合剤と、１つ又は複数の補助剤とから成る、ケーシング体（３）用の成形材料を製作し、該成形材料の加熱又は圧縮時に流動性のコンパウンドを生ぜしめ、
   ‐成形材料に形を与える成形結合剤を添加し、
   ‐成形材料を射出成形用型に充填し、
   ‐ケーシング体用成形部材を形成し、
   ‐加熱及び／又は溶剤及び／又は触媒及び／又は熱分解によって結合剤を除去してケーシング体用成形部材を生ぜしめ、
   ‐該ケーシング体用成形部材を焼結すると同時に成形結合剤を除去する、請求項４又は５記載の方法。
7. ケーシング体の成形材料用の粉末がセラミック材料を含んでいる、請求項６記載の方法。
8. ケーシング体の成形材料用の粉末がプラスチック材料を含んでいる、請求項６記載の方法。
9. 当該方法が２成分射出成形法である、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
10. 支持体（２）用の成形材料と、ケーシング体（３）用の成形材料とを１つの共通の機械の異なる射出成形用型に充填する、請求項４から９までのいずれか１項記載の方法。
11. ケーシング体（３）及び支持体（２）を有しており、該支持体（２）が射出成形された金属を含んでいることを特徴とする、発光構成素子（１）。
12. ケーシング体（３）が射出成形された材料を有している、請求項１１記載の発光構成素子（１）。
13. ケーシング体（３）がプラスチック材料を有している、請求項１２記載の発光構成素子（１）。
14. ケーシング体（３）がセラミック材料を有している、請求項１１から１３までのいずれか１項記載の発光構成素子（１）。
15. 前記セラミック材料がＡｌ_２Ｏ_３を含んでいる、請求項１４記載の発光構成素子（１）。
16. 前記セラミック材料がＺｒＯ_２を含んでいる、請求項１４記載の発光構成素子（１）。
17. ケーシング体（３）が切欠き（４）を有している、請求項１１から１６までのいずれか１項記載の発光構成素子（１）。
18. 発光半導体（７）が切欠き（４）に配置されている、請求項１７記載の発光構成素子（１）。
19. 発光半導体（７）が薄膜半導体である、請求項１８記載の発光構成素子（１）。
20. 発光半導体（７）が被覆によって取り囲まれている、請求項１９記載の発光構成素子（１）。
21. 前記被覆が光透過性の材料を有している、請求項２０記載の発光構成素子（１）。
22. 前記被覆が転換材料を有している、請求項１１から２１までのいずれか１項記載の発光構成素子（１）。
23. 切欠き（４）が、発光半導体（７）によって発生される光線のためのリフレクタ（５）として働く、請求項１７から２２までのいずれか１項記載の発光構成素子（１）。
24. ケーシング体（３）が反射作用を備えた粒子を有している、請求項１１から２３までのいずれか１項記載の発光構成素子（１）。
25. 前記セラミック材料がＴｉＯ_２から成る粒子を含んでいる、請求項２４記載の発光構成素子（１）。
26. ケーシング体（３）がＵＶ安定性の材料を有している、請求項１１から２５までのいずれか１項記載の発光構成素子（１）。
27. 支持体（２）が導体フレームとして役立つ、請求項１１から２６までのいずれか１項記載の発光構成素子（１）。
28. 支持体（２）に接触接続可能な金属被覆が付与されている、請求項１１から２７までのいずれか１項記載の発光構成素子（１）。
29. 支持体（２）が付着仲介用の添加材料を有している、請求項１１から２８までのいずれか１項記載の発光構成素子（１）。
30. ケーシング体（３）が付着仲介用の添加材料を有している、請求項１１から２９までのいずれか１項記載の発光構成素子（１）。
31. 請求項６から１０までのいずれか１項記載の方法に基づいて製作される、請求項１１から３０までのいずれか１項記載の発光構成素子（１）。

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