CN105140373A - 具有壳体的光电子装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及具有壳体的光电子装置。用于光电子部件的壳体尤其包括具有第一表面区域(21)和第二表面区域(22)的主表面(2)，其中第一表面区域(21)和第二表面区域(22)形成主表面(2)中的阶梯，第一表面区域(21)和第二表面区域(22)借助于外缘(20)相互邻接，并且第二表面区域(22)和外缘(20)包围第一表面区域(21)。
Description
本申请是申请日为2008年2月26日、申请号为200880006498.5、国际申请号为PCT/DE2008/000342、发明名称为“具有壳体的光电子装置”的专利申请的分案申请。
本专利申请要求德国专利申请号为102007021904和102007009818的优先权，其公开内容通过引用结合于此。
技术领域
本发明说明了一种用于光电子部件的壳体和一种具有壳体的光电子装置。
发明内容
特定实施方式的任务在于，说明一种具有光电子部件的壳体、一种具有壳体的光电子装置以及一种用于制造光电子装置的方法。
所述任务通过具有独立权利要求特征的主题来解决。所述主题的其它实施方式和扩展方案在从属权利要求中表明，并且此外从随后的说明书和附图中得知。
根据本发明的实施方式的壳体，尤其包括
－具有第一表面区域和第二表面区域的主表面，
其中
－第一表面区域和第二表面区域形成主表面中的阶梯，
－第一表面区域和第二表面区域(22)借助于外缘相互邻接，并且
－第二表面区域和外缘包围第一表面区域。
除了主表面以外，壳体可以具有一个或多个侧面，该一个或多个侧面与主表面邻接并且限制和包围主表面。在此，可以如此构造侧面，使得所述侧面将主表面与壳体的另一表面相连，该另一表面布置在壳体的背离主表面的侧上。
第一表面区域和第二表面区域被构造为主表面的部分面，其中除了第一和第二表面区域以外，主表面还可以具有一个或多个其它表面区域。第一表面区域可以被构造为主表面的突起和/或隆起，或者被构造其一部分。这在本发明的其它实施方式中尤其可以意味着，第一表面区域至少相对于主表面的其它相邻表面区域被构造为突起，并且主表面具有非平坦的高度轮廓。在此，第一表面区域可以是局部突起和/或隆起，这可以意味着，第一表面区域相对于直接邻接的表面区域升高，包括第二表面区域和与其邻接的其它表面区域在内。附加地，第一表面区域也可以是主表面的全局突起和/或隆起。这可以意味着，主表面不具有相对于第一表面区域升高的表面区域，而是第一表面区域相对于主表面的所有其它表面区域升高。
此外，第一表面区域和第二表面区域可以直接相互邻接并且彼此如此包围角，使得形成外缘。在此，第一表面区域和第二表面区域在外缘的区域中可以以相互不平行的方式来构造。这可以尤其意味着，第一表面区域和第二表面区域分别具有面法线，并且这两个面法线在外缘处彼此不平行。因此，在从第一表面区域转向第二表面区域时，不发生从第一表面区域的面法线到第二表面区域的面法线的连续转入，而是第一表面区域的面法线在外缘处突然地(这表示在跳跃式的换向情况下)转入第二表面区域的面法线。
此外，外缘可以是阶梯的上缘。第一和第二表面区域可以尤其包围直角。可替换地，该角也可以小于90度，从而壳体可以具有带有锐角的外缘。对此可替换地，该角也可以大于90度，从而壳体可以具有带有钝角的外缘。在此，壳体在外缘(Auβenkante)的不同区域中可以具有带有锐角、直角或钝角的外缘。
外缘可以完全围绕第一表面区域，这意味着，外缘可以形成第一表面区域的连贯的边界线，通过该连贯的边界线限制第一表面区域。同时，外缘可以由此形成第二表面区域的连贯的边界线。
在另一实施方式的情况下，以平坦的方式构造第一表面区域。在此，第一表面区域可以位于一个平面中并形成该平面的部分区域。这也可以尤其意味着，以平坦的方式构造外缘，也即该外缘位于与第一表面区域相同的平面中。在此，可以这样形成第一表面区域，使得包围第一表面区域的外缘以圆形、椭圆形、多面形(也即n角形，其中n大于或等于3)或者以其组合围绕第一表面区域。在此，也可以这样构造外缘，使得该外缘例如被构造为具有倒圆角的多面体。
在另一实施方式中，第二表面区域被构造为主表面中的凹陷(Vertiefung)的一部分，其中所述凹陷环绕或包围第一表面区域，也就是以围绕第一表面区域的方式布置。在此，除了第二表面区域之外，凹陷可以包括主表面的其它表面区域，其中相对于所述其它表面区域，第一表面区域升高。尤其是，凹陷可以与第一表面区域一起形成阶梯。在此，凹陷例如可以被构造为主表面的边界区域，从而凹陷可以与壳体的侧面邻接。这可以意味着，主表面由凹陷和第一表面区域形成。
此外，凹陷可以被构造为尤其围绕第一表面区域的槽(Rinne)、沟(Graben)和/或渠(Rille)。这可以意味着，凹陷具有两个限制边界，其中一个边界由第一和第二表面区域之间的外缘形成。在此，凹陷可以具有至少两个限制壁，其中一个限制壁可以具有第二表面区域或者可以由该第二表面区域形成。在此，凹陷可以尤其被构造为所包含的槽或渠，该槽或渠包围第一表面区域并具有与在第一和第二表面区域之间的外缘相同的形状。
在另一实施方式中，壳体可以具有合成材料，所述合成材料尤其可以是可塑的、在处理之前以液体形式存在的合成材料，譬如热塑性塑料或热固性塑料。例如，壳体可以通过成形工艺、例如压铸、注塑、模压、切割、锯、铣或其组合来制造。在此，合成材料可以具有硅氧烷和/或环氧基团，并譬如被构造为硅树脂、环氧树脂或者混合材料，该混合材料由硅树脂和环氧化物的混合物或共聚物构成。可替换地或者附加地，合成材料也可以具有聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯和/或酰亚胺基团(Imidgruppen)。
在此，合成材料可以具有光学特性，其可以譬如是透明的、彩色的或染色的或者是不透明的。此外，合成材料可以具有波长转换物质和/或散射颗粒，如玻璃或金属氧化物颗粒。波长转换物质可以例如具有来自以下组的颗粒，即：掺陶瓷的石榴石(Cer－dodierteGranate)、稀土金属或碱土金属的石榴石、氮化物、Sione、Sialone、原硅酸盐、硫化物、钒酸盐、氯硅酸盐和/或卤磷酸盐或者其混合或组合。尤其是，壳体也可以具有带有不同光学特性的不同区域。由此，壳体可以特别适于作为用于光电子部件的壳体，该光电子部件可以在运行中生成并辐射电磁辐射。通过合成材料的前述光学特性，电子辐射的辐射几何学和/或辐射频谱可以例如被改变和被匹配。
在另一实施方式中，壳体具有用于对光电子部件进行电接触的导体框架(Leiterrahmen)。在此，导体框架可以集成在壳体中。这可以尤其意味着，导体框架被壳体重新成型(umformen)、环绕和/或被该壳体包封。此外，光电子部件可以安装在导体框架上。为此，导体框架可以具有安装区域，在该安装区域上可以施加光电子部件。在此，通过安装区域，尤其也可以将光电子部件电连接到导体框架。安装区域例如可以被构造为导体框架上的安装面。此外，导体框架可以具有多个电连接可能性以用于对一个或多个光电子部件进行电接触，所述多个电连接可能性譬如被构造为接合焊盘或者安装面。
在另一实施方式中，第一表面区域具有凹处(Ausnehmung)，该凹处例如可以用于接纳光电子部件。在此，凹处可以被构造为第一表面区域中并因此在主表面中的开口、凹陷和/或凹穴(Einbuchtung)。在此，第一表面区域可以尤其包围凹处。例如，凹处可以被构造为圆形、椭圆形、多面形或者其组合。此外，凹处在主表面中可以具有与外缘相同的形状或者与外缘不同的形状。因此，外缘和凹处都可以例如是圆形的或者以另一上述形状来构造。可替换地，凹处可以例如是多面形的(polyedrisch)，而外缘可以是圆形的。此外，凹处可以具有壁面，该壁面与第一表面区域邻接并形成凹陷或凹穴的侧面。凹处可以如此被构造为凹陷，使得从第一表面区域出发向凹陷底面的凹陷的截面可以变大或缩小，从而凹陷可以被构造为截锥的形状，其中壁面可以附加地具有其它开口，所述其它开口可以例如实现到集成在壳体内的导体框架的接入。此外，凹处可以具有底面，该底面尤其可以作为用于光电子部件的安装区域来实施，或者可以具有至少一个安装区域或安装面。例如，底面可以包括导体框架的安装面或者由这样的导体框架构成。此外，凹陷的壁面和/或底面可以被构造为反射的，并例如具有定向的或漫射的反射表面和/或涂层。
光电子装置的至少一个实施方式尤其包括
－具有根据至少一个前述实施方式的第一和第二表面区域的壳体，
－光电子部件，以及
－第一光学元件，
其中
－该光电子部件适于在运行中辐射电磁辐射，并且
－第一光学元件在所述光电子部件的光路中被布置在所述第一表面区域上，并且通过外缘来限制。
第一表面区域可以尤其具有凹处，例如作为凹陷成形的凹处(如上面进一步所述的)，其中光电子部件可以被布置在该凹处中。此外，凹处可以包括安装面，在该安装面上可以施加光电子部件。
光电子部件可以尤其具有一个或多个光电子半导体芯片。光电子半导体芯片可以尤其被实施为发射辐射的半导体芯片，例如被实施为发光二极管(LED)。发射辐射的半导体芯片可以为此具有带有活性区域的半导体层序列，该活性区域适于在发射辐射的半导体芯片运行中生成电磁辐射。
在此，半导体层序列可以被实施为外延层序列、也就是被实施为外延生长的半导体层序列。半导体层序列可以例如在无机材料、譬如InGaAlN的基础上例如被实施为GaN薄膜半导体层序列。尤其这样的半导体层序列属于基于InGaAlN的半导体层序列，即其中通常具有由不同单层组成的层序列的外延制造的半导体层序列包含至少一个单层，该单层具有由III－V化合物半导体材料系统InxAlyGa1－x－yN(其中0≤x≤1，0≤y≤1，并且x+y≤1)构成的材料。可替换地或者附加地，半导体层序列也可以基于InGaAlP，也就是说，半导体层序列具有不同的单层，其中至少一个单层具有由III－V化合物半导体材料系统InxAlyGa1－x－yP(其中0≤x≤1，0≤y≤1，并且x+y≤1)构成的材料。可替换地或者附加地，半导体层序列也可以具有其它III－V化合物半导体材料系统、例如基于AlGaAs的材料，或者II－VI化合物半导体材料系统。
半导体层序列例如可以具有常规的pn结、双异质结构、单量子阱结构(SQW结构)或者多量子阱结构(MQW结构)作为活性(aktiv)区域。除了活性区域之外，半导体层序列还可以包括其它的功能层和功能区域，譬如p或者n掺杂的载流子传输层(也就是电子或空穴传输层)、p或n掺杂的约束层(Confinement－Schicht)或熔覆层(Cladding－Schicht)、缓冲层和/或电极以及其组合。涉及活性区域或者其它的功能层和区域的这样的结构对于技术人员来说尤其在构造、功能和结构方面是公知的，因此在这里不予以进一步阐述。
此外，光电子部件也可以具有至少一个接收辐射的半导体芯片、譬如光电二极管，其可以包括至少一种前述材料。
第一光学元件可以尤其以与第一表面区域直接接触的方式被施加在所述第一表面区域上并且为此具有接触面。在此，接触面可以具有外部限制线，该外部限制线与壳体的第一和第二表面区域之间的外缘一致并且重合。
第一光学元件可以具有如上面结合壳体所实施的可硬化的热塑性或热固性的合成材料，也即譬如适合作为浇注材料的硅树脂。在此，壳体和第一光学元件可以具有相同的合成材料或者不同的合成材料。此外，第一光学元件可以是透明的、彩色的或染色的和/或部分不透明的。此外，第一光学元件可以具有波长转换物质和/或散射颗粒。在此，第一光学元件可以被实施为折射辐射的元件，也就是譬如被实施为球形或者非球形成形的透镜。
在另一实施方式中，可以在光电子装置的壳体之上布置第二光学元件，该第二光学元件在由光电子部件所发射的电磁辐射的光路中被布置在第一光学元件之后。在此，第二光学元件可以被实施为折射辐射的元件，譬如被实施为球形或者非球形的透镜。在此，第二光学元件可以与第一光学元件直接接触。也即第一光学元件和第二光学元件可以相互具有接触面。在此，第一光学元件也可以例如具有折射率匹配的(Brechungsindex－anpassend)材料或光学耦合的材料，譬如折射率匹配的胶或油或者光学耦合的胶或油(“index－matchinggel”、“opticalcouplinggel”)，例如硅胶或硅油。
一种用于制造光电子装置的方法可以根据至少一个实施方式尤其具有下列步骤：
A)围绕光电子部件根据上述实施方式之一生成具有第一和第二表面区域的壳体，
B)施加液体材料以用于在由光电子部件所生成的电磁辐射的光路中在第一表面区域上和在光电子部件上方生成第一光学元件。
在此，在方法步骤A)中，可以使用具有凹处的壳体并且光电子部件被布置在所述凹处中。
在此，在方法步骤B)中，液体材料在施加到第一表面区域上方后可以在该第一表面区域上扩展，并且该液体材料覆盖第二表面区域直到外缘。由于液体材料在第一表面区域上的粘性和表面张力，可以实现，液体材料不能越过外缘而扩展到第二表面区域之上，而是在外缘处停止。
壳体可以尤其在凹处中具有带有安装面的导体框架，光电子部件可以被布置在该导体框架上并可以被电接触。
液体材料可以直接被施加在光电子部件上方和第一表面区域上，所述液体材料可以尤其包括液体的、粘性形式的上述可塑的和可硬化的合成材料。如果存在凹处，则液体材料在此也可以被施加在凹处中。凹处可以尤其被实施为可以具有可填充容量的凹陷。可以选择液体材料的量，使得该液体材料具有比凹陷的可填充容量更大的容量，其中所述液体材料在光电子部件的光路中被施加在第一表面材料上和光电子部件上方。由此，液体材料可以譬如通过分配、挤压或者“喷射(jetten)”来填充凹陷，此外液体材料可以润湿(benetzen)第一表面区域并在该第一表面区域上扩展。液体材料可以尤其扩展到第一和第二表面区域之间的外缘。可以选择液体材料的成分和/或粘性和/或量，使得该液体材料由于其在第一表面区域上的表面张力而不能越过外缘继续扩展到第二表面区域上，而是例如由于其表面张力被外缘限制在第一表面区域。因为液体材料不能越过外缘扩展，所以该液体材料由于其表面张力和其容量在第一表面区域和光电子部件上方向上隆起。由此，由该液体材料形成例如以隆起的透镜形式的第一光学元件，该第一光学元件的形状可以通过粘性和表面张力以及通过液体材料相对于壳体中的凹陷的可填充容量的量来得出。液体材料的粘性例如可以在施加到壳体上之前通过其成分和/或通过该液体材料的预硬化或预交联(Vorvernetzen)来调整。
在附加的方法步骤中，光电子部件可以此外在布置在凹处中之后借助于合成材料(如上面结合壳体进一步所说明的)被浇注，并因此被封装。由此，可以完全地填充凹处，从而可以在光电子部件上方与壳体的第一表面区域一起形成由外缘包围的连贯的平面。在该面上然后可以施加液体材料。于是根据所选择的液体材料量，可以以上述方式在光电子部件上方在第一表面区域上构造第一光学元件。对此可替换地，可以借助于附加的方法步骤只部分地填充凹处。
替换于上述方法，光电子部件可以被布置在导体框架上并被电接触。接着，具有光电子部件的导体框架可以至少部分地借助于成形工艺来重新成型，其中通过成形工艺可以形成根据至少一个上述实施方式的具有第一和第二表面区域的壳体。然后，第一光学元件可以如上所述通过在光学部件上方和在第一表面区域上施加液体材料来构造。
在施加之后，作为液体材料存在的第一光学元件可以通过干燥、硬化和/或交联(Vernetzen)例如在热量和/或辐射供给下被转化为硬化的和稳定状态的第一光学元件。
由于存在通过外缘限制的第一表面区域，可以以简单的方式来实现并保证将液体材料对称地并且居中地成形和布置，并从而将第一光学元件对称地并且居中地成形和布置。
此外，可以使用折射率匹配的胶(譬如硅油)作为液体材料。在施加了液体材料之后，可以在壳体上方布置第二光学元件，该第二光学元件与液体材料直接接触。由于液体材料的表面张力和粘性，所述液体材料以受壳体的外缘限制的方式在由壳体和第二光学元件形成的空隙中扩展并布置，并且形成被构造为中间层的第一光学元件。在此，通过壳体的第一表面区域可以保证，可以以所定义的方式在光电子部件的光路中构造第一光学元件。
附图说明
本发明的其它优点和有利实施方式以及扩展方案由在下面结合图1A至8E所述的实施方式给出。
在此：
图1A至2C示出了根据几个实施例的壳体的示意图，
图3A至5E示出了根据其他实施例的用于制造光电子装置的方法和光电子装置的示意图，
图6A和6B示出了根据其他实施例的壳体和光电子装置的示意图，
图7A至7D示出了根据其他实施例的用于制造光电子装置的方法和光电子装置的示意图，
图8A至8E示出了根据其他实施例的壳体特征的示意图。
具体实施方式
在实施例和图中，可以为相同组件或者起相同作用的组成部分分别配备相同的附图标记。所示元件及其相互间的大小关系原则上不应看成是按正确比例的，更确切地说，为了更好的可描述性和/或为了更好的理解，可以将单个元件、例如层、零件、部件以及区域以过分厚或者大尺寸地示出。
在图1A和1B中，示出了根据实施例的壳体100的两个示意图。在此，图1A示出了沿着图1B中的切面AA的示意性剖视图，而图1B示出了壳体100的俯视图。随后的说明同样地涉及图1A和1B两者。
壳体100具有可塑的合成材料1，该可塑的合成材料1可由硅树脂、环氧树脂或者硅树脂环氧化物混合材料通过成形工艺来制造。壳体100具有主表面2，与侧面3邻接，并且通过所述侧面2限制主表面2。此外，壳体100具有另一表面4，所述表面4布置在壳体100的背离主表面2的侧上，并且所述表面4通过侧面3与主表面2相连。
主表面2具有第一表面区域21。第一表面区域21与第二表面区域22邻接，所述第二表面区域22包围第一表面区域21并且与所述第一表面区域21一起形成外缘20，所述外缘20被构造为圆形的。因此，外缘20形成第一表面区域21的边界线或限制线。第一表面区域21构造为平坦的并且相对于第二表面区域22升高，其中第一表面区域21和第二表面区域22形成阶梯，并且外缘20是阶梯的上缘。因此，第二表面区域22是环绕第一表面区域21的凹陷的一部分。此外，主表面2具有另一表面区域29，该表面区域29与第二表面区域22邻接并且环绕该第二表面区域22。
壳体100在外缘20处具有直角25。在图8A中作为放大片段示出具有邻接的表面区域21和22的外缘20的放大图。图8B至图8E示出了表面区域21、22和29、外缘20以及角25的其它实施例，这在下面继续进一步地予以说明。
壳体100可以被构造为透明的、彩色的或者部分不透明的，和/或可以具有如在发明内容部分所述的散射颗粒和/或波长转换物质。
在图2A中示出了壳体200的另一实施例。
不同于前述实施例，第二表面区域22被构造为包围第一表面区域21的槽23的一部分。如在前述实施例中那样，作为在槽23或第二表面区域22与第一表面区域21之间的阶梯的上缘所构造的外缘20同样具有90度的角25。
此外，壳体200在第一表面区域21中具有凹处5，所述凹处5由第一表面区域21环绕。凹处5被构造为壳体200的凹陷并具有壁面51，壁面51的截面从第一表面区域21出发向凹处5的底面52缩小。此外，壳体200具有集成在壳体中并由该壳体包封(umgieβen)的导体框架6。该导体框架在底面52的区域内具有安装面61以及接合焊盘(Bondpad)62，通过该安装面61可以安装光电子部件并将该光电子部件电连接到导体框架6。
在所示实施例中的壳体200具有不透明的合成材料，譬如硅树脂、环氧树脂或者混合材料，其中壁面51被构造为反射的。
在图2B和2C中示出了壳体201、202的另外的实施例。在此，图2B的壳体201如图1A和图1B的壳体100那样具有由第一表面区域21、第二表面区域22和表面区域29所形成的阶梯，该阶梯环绕凹处5。在图2C的壳体202的情况下，第一表面区域21的范围(Ausdehnung)缩小成环，其中第一表面区域21也可以与外缘20重合。
在图3A至3E中示出了用于制造具有根据图1A和1B的实施例所述的壳体100的光电子装置3000的方法。
在第一方法步骤中(在图3A中示出)，提供导体框架6，在该导体框架6上在安装面61上安装光电子部件9、例如发射辐射的半导体芯片(如在发明内容部分所述)，并且光电子部件9与安装面61电连接，通过接合线91电连接到导体框架6的接合焊盘62上。
在下一方法步骤中(如在图3B中示出)，借助于合成材料使导体框架6和光电子部件9重新成型并构造如结合图1A和1B实施例所述的壳体100。
接着，如图在3C中示出，在光电子部件9上方并在第一表面区域21上施加液体材料70。在此，不必居中地和关于第一表面区域21在中心地施加液体材料70，该液体材料70在所示实施例中单独地或作为混合物或混合材料具有透明的硅树脂和/或环氧树脂。根据施加装置(譬如喷嘴或者针)的公差以及液体材料70从施加装置的脱落行为(Abreissverhalten)可以将液体材料70施加在第一表面区域21的任意位置。
如在图3D中所示出的，液体材料70在施加在第一表面区域21之后扩展，如通过箭头71所表明的。由于液体材料70在表面区域21上的粘性和表面张力，液体材料70在第一表面区域21上均匀扩展并由外缘20限制。如在图3E中所示出的，由此可以形成仍为液态的拱形透镜形式的均匀并对称成形的第一光学元件7。由于通过表面张力所预给定的润湿角，液体材料70不能超过外缘20也流经第二表面区域22，因为由于外缘20，第二表面区域22上为此的润湿角太大。在不具有高出第二表面区域22的第一表面区域21的平坦的主表面2上，利用所述方法实现第一光学元件7的在如此程度上所限定的几何形状是不可能的。
因此，通过对光学元件7接下来硬化可以制造光电子装置3000。
在图4A至4D中示出了用于制造具有根据图2A的实施例所述的壳体200的光电子装置4000的另一方法。在此，代替图2A的壳体200也可以使用图2B和2C的壳体201和202之一。
在此，在第一方法步骤中提供壳体200(图4A)，在该壳体200中安装光电子部件9并进行电连接，如在图4B中所示。
在下一方法步骤中，如在图4C中所示，将液体材料70(如结合前面的方法所述的那样)施加在光电子部件9上方和表面区域21上。在此，液体材料70的量大于壳体200的凹陷5的可填充的容量。由此，液体材料可以完全填充凹陷5并且此外在第一表面区域21上扩展直到外缘20，并且在此形成对称并均匀成形的第一光学元件7。通过第一光学部件7的由此可实现的透镜形状，可以例如提高由光电子部件9辐射的电磁辐射的光耦合输出。
因此，借助于所示出的方法，既可以实现对光电子部件9的浇注也可以通过第一光学部件9来实现所定义的透镜形状，该透镜形状的大小可以以简单的方式通过外缘20的几何形状和位置来确定。
在图5A至5E中示出了用于制造具有壳体200的光电子装置5000的另一方法，该方法是前述方法的变型方案。
在提供了壳体200(图5A)和安装了光电子部件9(图5B)之后，如在图5C中所示，在凹陷5中的光电子部件9上施加浇注物。在此，浇注物8可以譬如具有像壳体200那样的合成材料。在此，浇注物8是透明的和/或具有散射颗粒或者波长转换物质。
通过浇注物8获得与第一表面区域21连贯的面，在下一方法步骤中，在该面上施加液体材料70(如在图5D中所示)，该液体材料70(如在图5E中所示)形成第一光学元件7，该第一光学元件7接下来可以被硬化。第一光学元件7例如可以是明亮的和透明的，而浇注物8例如可以具有波长转换物质，使得通过所示出的方法可以实现光电子装置5000，在该光电子装置5000的情况下，浇注物8可以具有与第一光学元件7不同的光学特性。
第一光学元件7在浇注物8和第一表面区域21上的底部形状自动地由外缘20的形状结合第一表面区域21和浇注物8的几何形状和位置来得出，而通过液体材料70的量和材料特性可以调整所形成透镜的高度及其光学特性。
实验已经表明，例如可以利用约20μl硅树脂或硅胶以可再生方式来制造具有约1.50mm至约1.66mm高度的拱形透镜形式的第一光学元件7，而利用约22μl硅树脂或硅胶可制造具有约1.65mm至约1.75mm高度的拱形透镜。在此，第一光学元件的高度也依赖于第一表面区域21中的外缘20的尺寸和形状。在此，第一表面区域21中的外缘20是具有直径约5mm的圆形。高度公差可以追溯到凹处5中的浇注物8的高度变化以及追溯到工艺公差，而液体材料70在第一表面区域21和浇注物8上所被施加的位置对第一光学元件7的形状没有影响。
图6A示出了根据结合图2描述的壳体200的三维示意视图，而图6B示出了根据结合图5E描述的具有第一光学元件7的光电子装置5000的三维示意视图。
在图7A至7C中示出了用于制造光电子装置7000的另一方法。如根据图5A至5E的前述实施例，提供壳体200，在该壳体200中安装光电子部件9并进行电连接。接下来，利用浇注物8来填充凹处5并因此浇注光电子部件9。在浇注物8和第一表面区域21上方施加硅油或者另一适当的光耦合胶(Optikkoppelgel)形式的液体材料70(如在图7A中所示)，该液体材料70分布直到外缘20(图7B)并且形成第一光学元件7，然而该第一光学元件7是有粘性的并因此是可变形的。接着，在壳体200和第一光学元件7上方，在光电子部件9的辐射方向上布置第二光学元件10、譬如透镜。在此，第二光学元件10与第一光学元件7直接接触。由于第一光学元件7的粘性和表面张力，壳体200和第二光学元件10之间的第一光学元件7在空隙11中以对第二光学元件10和光电子部件9居中(zentriert)的方式来布置，使得可以保证第二光学元件10的最佳光学耦合。
可替换地，在图7A至7C中所示方法也可以在没有凹处5中的浇注物8的情况下实现。
在图7D中示出了用于光电子装置7001的另一实施例，其可按照前述方法制造。可替换于根据图7C的光电子装置7000，光电子装置7001具有第二光学元件10，该第二光学元件10除了满足第二光学元件的原本的光学功能的区域13作为例如具有弯曲表面以用于折射光束的透镜体之外，还附加地具有定心辅助(Zentrierhilfe)12，该定心辅助12使得将第二光学元件以居中的方式装配和/或固定在壳体200处变得容易。尤其是，第二光学元件10的定心辅助12也可以是如此的：即在将第二光学元件10布置在壳体200上或壳体200处之后，得出限定的空隙11，在该空隙11中布置第一光学元件7。
图8A至8E的实施例示出了阶梯的片段，该阶梯通过壳体的第一和第二表面区域形成，其中壳体例如可以如在根据图1A和1B的实施例中那样或者也可以如在根据图2A至2C的实施例中那样来构造。在图2A的壳体200的情况下，图8A至8E示出了槽23的片段。
在图8A中示出了已经结合图1A、1B及2所示出的针对外缘20和角25的实施例，该角25被构造为直角。
图8B同样示出了具有外缘20的壳体的阶梯，其具有直角25，然而其中第二表面区域22是弯曲的并且在没有其它边缘的情况下转入另一表面区域29。
在图8C中，壳体在外缘20处具有大于90度的角25。由此，外缘20形成通过表面区域21和22所形成的阶梯的上缘，其具有钝角。在此，待施加的液体材料的表面张力越大，角25可以越大。
图8D示出了具有锐角25的外缘20，从而壳体在外缘20处具有小于90度的角。由此，第一表面区域21以部分地悬在第二表面区域2之上的方式来构造。
图8E示出了壳体的阶梯，其中第一表面区域不被构造为平坦的，而是朝外缘20向上弯曲。由此，外缘20具有小于90度的锐角25。
本发明不通过借助于实施例的说明而受限于此。更确切地说，本发明包括每个新特征以及特征的每个组合，这尤其包含权利要求书中的特征的每个组合，即使在该特征或者该组合本身未在权利要求书或者实施例中明确说明。
Claims (21)
1.光电子装置，包括：
－壳体，该壳体具有以下特征：
－具有第一表面区域(21)和第二表面区域(22)的主表面(2)，
－其中所述第一表面区域(21)和所述第二表面区域(22)形成主表面(2)中的阶梯，
－其中所述第一表面区域(21)与所述第二表面区域(22)邻接，
－其中所述第二表面区域(22)包围该第一表面区域(21)并且与所述第一表面区域(21)一起形成外缘(20)，
－其中该外缘(20)形成所述第一表面区域(21)的边界线或限制线并且包围所述第一表面区域(21)，以及
－其中所述第一表面区域(21)至少相对于所述主表面(2)的其它相邻表面区域被构造为突起，
－光电子部件(9)，所述光电子部件适于在运行中发出电磁辐射，以及
－第一光学元件(7)，
其中
－所述第一光学元件(7)在所述光电子部件(9)的光路中被布置在所述第一表面区域(21)上，并且通过所述外缘(20)来限制，
－所述第一光学元件(7)是液体的、有粘性的并且可变形的，
－第二光学元件(10)被布置在所述壳体上方，所述第二光学元件在所述电磁辐射的光路中被布置在所述第一光学元件(7)之后并且所述第二光学元件与液体的、有粘性的并且可变形的所述第一光学元件(7)直接接触，以及
－所述第一光学元件(7)以通过所述外缘(20)来限制并且相对于所述光电子部件(9)和所述第二光学元件(10)居中的方式被布置在所述壳体和所述第二光学元件(10)之间的空隙(11)中。
2.根据权利要求1所述的光电子装置，其中
－所述第一表面区域(21)被构造为平坦的。
3.根据权利要求1所述的光电子装置，其中
－所述外缘(20)以圆形、椭圆形、多面形或者其组合围绕所述第一表面区域(21)。
4.根据权利要求1所述的光电子装置，其中
－所述第二表面区域(22)是所述主表面(2)中的凹陷(23)的一部分，并且
－所述凹陷环绕所述第一表面区域(21)。
5.根据权利要求4所述的光电子装置，其中
－所述凹陷(23)与所述第一表面区域(21)一起形成阶梯。
6.根据权利要求4所述的光电子装置，其中
－所述凹陷(23)被构造为槽，所述槽包围所述第一表面区域(21)。
7.根据权利要求1至6之一所述的光电子装置，其中
－所述壳体具有可塑的合成材料。
8.根据权利要求1至6之一所述的光电子装置，其中
－所述壳体具有导体框架(6)。
9.根据权利要求8所述的光电子装置，其中
－所述导体框架(6)具有用于光电子部件(9)的安装面(61)。
10.根据权利要求1至6之一所述的光电子装置，其中
－所述第一表面区域(21)具有用于接纳所述光电子部件(9)的凹处(5)，并且所述第一表面区域(21)包围所述凹处(5)。
11.根据权利要求10所述的光电子装置，其中
－所述凹处(5)具有用于所述光电子部件(9)的安装区域(52，61)。
12.根据权利要求1至6之一所述的光电子装置，其中
－所述壳体在第一表面区域(21)中具有凹处(5)，
－所述第一表面区域(21)包围所述凹处(5)，并且
－所述光电子部件(9)被布置在所述凹处(5)中。
13.根据权利要求1至6之一所述的光电子装置，其中
－所述第一光学元件(7)具有合成材料。
14.根据权利要求1至6之一所述的光电子装置，其中
－所述第一光学元件(7)包括光学耦合的材料用来降低光反射损失。
15.根据权利要求14所述的光电子装置，其中
－所述第一光学元件(7)包括硅胶或者硅油。
16.根据权利要求1至6之一所述的光电子装置，其中
－所述壳体具有至少一种来自组的材料，所述组由硅树脂、环氧树脂以及硅树脂环氧树脂混合材料构成。
17.用于制造根据权利要求1至16之一所述的光电子装置的方法，具有下列方法步骤：
A)围绕光电子部件(9)生成壳体，其中所述壳体具有以下特征：
－具有第一表面区域(21)和第二表面区域(22)的主表面(2)，
－其中所述第一表面区域(21)和所述第二表面区域(22)形成主表面(2)中的阶梯，
－其中所述第一表面区域(21)与第二表面区域(22)邻接，
－其中所述第二表面区域(22)包围该第一表面区域(21)并且与所述第一表面区域(21)一起形成外缘(20)，
－其中该外缘(20)形成所述第一表面区域(21)的边界线或限制线并且包围所述第一表面区域(21)，以及
－其中所述第一表面区域(21)至少相对于所述主表面(2)的其它相邻表面区域被构造为突起，
B)施加液体材料(70)以用于在由光电子部件(9)所生成的电磁辐射的光路中在所述第一表面区域(21)上和在所述光电子部件(9)上方生成第一光学元件(7)，
其中
－所述第一光学元件(7)在施加之后保持液体的、有粘性的并且可变形的，
－第二光学元件(10)在所述电磁辐射的光路中被布置在所述第一光学元件(7)之后并且与液体的、有粘性的并且可变形的所述第一光学元件(7)直接接触地布置，其中所述第一光学元件(7)以通过所述外缘(20)来限制并且相对于所述光电子部件(9)和所述第二光学元件(10)居中的方式被布置在所述壳体和所述第二光学元件(10)之间的空隙(11)中。
18.根据权利要求17所述的方法，其中
－在方法步骤A)中，使用具有凹处(5)的壳体，并且所述光电子部件被布置在所述凹处中。
19.根据权利要求17或18所述的方法，具有步骤A之后的另一方法步骤：
A1)借助于合成材料在所述凹处中封装(8)所述光电子部件(9)。
20.根据权利要求17或18所述的方法，其中
－所述液体材料(70)具有硅树脂和/或环氧树脂或者硅油。
21.根据权利要求17或18所述的方法，其中
－所述壳体具有至少一种来自组的材料，所述组由硅树脂、环氧树脂以及硅树脂环氧树脂混合材料构成。
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