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Vorliegend
werden eine Trägereinheit und ein optoelektronisches Bauelement
mit einer derartigen Trägereinheit angegeben. Weiterhin
wird ein Verfahren zur Herstellung einer Trägereinheit
und eines optoelektronischen Bauelements beschrieben.
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In
der
DE 10 2005
019 115 A1 ist ein Halbleiterlaserbauelement mit einem
Laserbarrenchip beschrieben, der auf einem Mikrokanalkühler
angeordnet ist. Zur elektrischen Kontaktierung ist in dem Halbleiterlaserbauelement
ein seitlich angeordneter Leiterrahmen vorgesehen, der zwischen
zwei seiner Enden einen weiteren Anschlusskontakt aufweist.
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Zu
lösende Aufgaben bestehen vorliegend darin, eine Trägereinheit
beziehungsweise ein optoelektronisches Bauelement mit kompaktem
Aufbau anzugeben.
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Diese
Aufgaben werden durch eine Trägereinheit gemäß Patentanspruch
1 und ein optoelektronisches Bauelement gemäß Patentanspruch
5 gelöst.
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Eine
weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, ein kostengünstiges
Verfahren zur Herstellung einer derartigen Trägereinheit
beziehungsweise eines derartigen optoelektronischen Bauelements
anzugeben.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch
13 gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Trägereinheit,
des optoelektronischen Bauelements und des Verfahrens zur Herstellung
einer Trägereinheit oder eines optoelektronischen Bauelements
sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform umfasst die Trägereinheit
einen Träger mit einer Hauptfläche zur Befestigung
eines elektronischen Bauteils, sowie einen ersten Leiterrahmen,
der auf der Hauptfläche an dem Träger befestigt
ist und als ein erster elektrischer Kontakt für das elektronische Bauteil
vorgesehen ist, und einen zweiten Leiterrahmen, der auf einer dem
Träger abgewandten Seite des ersten Leiterrahmens angeordnet
ist und als ein zweiter elektrischer Kontakt für das elektronische Bauteil
vorgesehen ist, wobei der zweite Leiterrahmen mittels eines elektrisch
isolierenden Klebestreifens mit dem ersten Leiterrahmen mechanisch
verbunden ist.
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Der
Klebestreifen enthält vorzugsweise ein duroplastisches
Material, insbesondere ein duroplastisches Polyimid. Dieses zeichnet
sich durch eine vergleichsweise hohe Durchschlagsfestigkeit und eine
gute Formbeständigkeit bei Temperaturen bis zu 400°C
aus.
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Der
erste Leiterrahmen kann auf den Träger gelötet
oder geschweißt sein. Für den ersten Leiterrahmen
geeignete Materialien sind beispielsweise Cu, eine Cu-Legierung,
die insbesondere Anteile von Fe und P aufweisen kann, oder eine
Ni-Fe-Legierung. Zwar weist die Ni-Fe-Legierung schlechtere elektrische
Eigenschaften als Cu oder eine Cu-Legierung auf, ist dafür
aber mechanisch stabiler und sorgt für eine vergleichsweise
gute Haftung des Klebestreifens auf dem Leiterrahmen.
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Der
Träger enthält vorteilhafterweise ein elektrisch
und/oder thermisch leitendes Material wie etwa ein Metall, insbesondere
Cu. Wird der erste Leiterrahmen auf den Träger gelötet,
so enthält oder besteht das Lotmittel vorzugsweise aus
Ag.
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Die
vorliegend beschriebene Trägereinheit ist für
ein leistungsstarkes optoelektronisches Bauelement wie etwa ein
Laserbauelement mit einer Leistung von mindestens 1 W, insbesondere
100 W, vorgesehen. Hierbei ist eine geeignete Abfuhr der als Wärme
auftretenden Verlustleistung erforderlich, da sich eine Aufheizung
des Bauelements nachteilig auf die optischen Eigenschaften und die
Langzeitstabilität auswirkt. Insbesondere kann eine Temperaturerhöhung
eine Verschiebung der Wellenlänge, einen reduzierten Wirkungsgrad,
eine verkürzte Lebensdauer oder sogar die Zerstörung
des Bauelements bewirken. Aus diesem Grund ist der Träger
vorzugsweise als Wärmesenke ausgebildet.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung des Trägers weist dieser Kühlrippen
oder Mikrokanäle zur Strömungskühlung
des auf dem Träger angeordneten elektronischen Bauteils
auf. Die Strömungskühlung kann durch ein durch
die Kühlrippen oder Mikrokanäle strömendes
Gas wie Luft oder durch eine durch die Kühlrippen oder
Mikrokanäle strömende Flüssigkeit wie
etwa deionisiertes Wasser erfolgen.
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Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform sind der erste und
der zweite Leiterrahmen untergliedert in jeweils einen Anschlussbereich,
wobei der Anschlussbereich des ersten Leiterrahmens auf der Hauptfläche
des Trägers angeordnet ist und der Anschlussbereich des
zweiten Leiterrahmens dem ersten Leiterrahmen auf einer dem Träger
abgewandten Seite nachgeordnet ist, und jeweils einen Anschlussarm,
der über die Hauptfläche hinausragt. Bevorzugter
Weise ist der erste Leiterrahmen mittels seines Anschlussbereichs
am Träger befestigt, während der zweite Leiterrahmen
mittels seines Anschlussbereichs am ersten Leiterrahmen befestigt
ist. Besonders bevorzugt ist der Klebestreifen im Bereich der Anschlussbereiche
angeordnet.
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Die
beiden Leiterrahmen können in Draufsicht eine L-artige
Form aufweisen, so dass sich der Anschlussarm quer zum Anschlussbereich
erstreckt und versetzt zur Mitte des Anschlussbereichs oder des
Trägers in den Anschlussbereich übergeht. Weiterhin
können die Anschlussarme im Längsschnitt so gekrümmt
oder abgewinkelt sein, dass sie einen schräg zur Hauptfläche
verlaufenden Abschnitt und einen parallel zur Hauptfläche
verlaufenden Abschnitt aufweisen, wobei der schräg verlaufende
Abschnitt den Anschlussbereich mit dem parallel verlaufenden Abschnitt
verbindet. Bei einer derartigen Ausgestaltung sind der erste und
der zweite Leiterrahmen vorzugsweise spiegelverkehrt zueinander
angeordnet, in Bezug auf die Hauptfläche. Dies hat den Vorteil,
dass die Anschlussarme einen ausreichend großen Abstand
voneinander aufweisen, so dass sie voneinander elektrisch isoliert
sind. Ferner führt eine spiegelverkehrte Anordnung der
vorzugsweise L-artig geformten Leiterrahmen dazu, dass die beiden Anschlussarme
seitlich zueinander versetzt sind, so dass eine elektrische Kontaktierung
leichter ist als bei deckungsgleich übereinander angeordneten
Leiterrahmen.
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Gemäß einer
bevorzugten Variante sind die beiden Anschlussbereiche relativ zueinander
so angeordnet, dass sie in Draufsicht zumindest teilweise überlappen,
das heißt der Anschlussbereich des zweiten Leiterrahmens
kann den Anschlussbereich des ersten Leiterrahmens entweder teilweise
oder vollständig überdecken. Soll beispielsweise
eine Drahtkontaktierung des ersten Leiterrahmens über dessen
Anschlussbereich erfolgen, so ist der Anschlussbereich auf der dem
Bauteil zugewandten Seite mit Vorteil unbedeckt von dem Anschlussbereich
des zweiten Leiterrahmens.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform eines optoelektronischen
Bauelements weist dieses eine Trägereinheit der oben genannten
Art und einen Strahlung emittierenden Halbleiterchip, insbesondere
einen Laserdiodenchip, auf, der auf einem Träger der Trägereinheit
montiert ist und mittels des Trägers mit dem ersten Leiterrahmen
elektrisch verbunden ist. Dies ist im einfachsten Falle dadurch
möglich, dass der Träger ein elektrisch leitendes
Material, beispielsweise ein Metall, enthält oder aus diesem
besteht und der erste Leiterrahmen mit dem Träger elektrisch
verbunden ist, wobei der Strahlung emittierende Halbleiterchip durch
ein elektrisch leitendes Mittel auf der Hauptfläche des
Trägers montiert ist.
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Weiterhin
kann der Strahlung emittierende Halbleiterchip mittels eines Leiters,
insbesondere mittels eines Bonddrahtes oder Bondstreifens, mit dem
zweiten Leiterrahmen elektrisch verbunden sein.
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Bei
einer vorteilhaften Variante ist zusätzlich zu dem Strahlung
emittierenden Halbleiterchip mindestens ein weiteres elektronisches
Bauteil, insbesondere eine Monitordiode und/oder ein Thermistor, auf
dem Träger befestigt, das mittels des ersten und zweiten
Leiterrahmens elektrisch angeschlossen ist. Vorteilhafterweise kann
mittels der Monitordiode die Strahlungsleistung und mittels des
Thermistors die Temperatur des Strahlung emittierenden Halbleiterchips
im Betrieb überwacht werden. Ferner ist es denkbar, eine
Steuereinheit vorzusehen, die in Abhängigkeit von den durch
Monitordiode oder Thermistor ermittelten Werten die Strahlungsleistung
in gewünschter Weise einstellt.
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Bei
einer weiteren Variante ist das mindestens eine zusätzliche
elektronische Bauteil wie Monitordiode und/oder Thermistor mittels
eines dritten und vierten Leiterrahmens elektrisch angeschlossen. Der
dritte und der vierte Leiterrahmen können dem ersten und
zweiten Leiterrahmen ausgehend vom Träger nachgeordnet
sein.
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Vorzugsweise
sind der dritte und der vierte Leiterrahmen mittels eines einzigen
elektrisch isolierenden Klebestreifens mit dem zweiten Leiterrahmen mechanisch
verbunden. Der dritte und der vierte Leiterrahmen sind insbesondere
aus einem dritten und damit aus demselben Leiterrahmenverbund hergestellt.
Der dritte und der vierte Leiterrahmen weisen jeweils einen Anschlussarm
und einen Anschlussbereich auf, wobei die beiden Anschlussbereiche
vorzugsweise in einer Ebene liegen und die beiden Anschlussarme
voneinander separiert sind. Zur mechanischen Verbindung des dritten
und vieten Leiterrahmens kann ein Klebestreifen aus dem gleichen
Material wie zur Befestigung des zweiten Leiterrahmens verwendet
werden.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung des optoelektronischen Bauelements
ist auf dem Träger ein Deckel mit einer Seitenwand angeordnet,
die mit dem Träger verbunden ist und den Strahlung emittierenden
Halbleiterchip seitlich umgibt.
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Der
Träger und der Deckel bilden zusammen ein Gehäuse
für den Strahlung emittierenden Halbleiterchip.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform ist der Deckel mittels eines
auf der Seitenwand angeordneten Klebestreifens mit dem Träger
mechanisch verbunden. Insbesondere ist der Klebestreifen auf einer
dem Träger zugewandten Randfläche der Seitenwand
aufgebracht.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform enthält oder besteht
der Deckel aus einem Metall, beispielsweise Al oder Stahl. Ein solcher
Deckel weist gegenüber einem Kunststoffdeckel eine höhere
thermische Belastbarkeit und geringere Ausgasungen auf, die zu einer
Verschmutzung von strahlformenden Elementen des Bauelements führen
könnten.
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Bei
einem Deckel aus einem elektrisch leitenden Material sowie einem
Träger aus einem elektrisch leitenden Material wird zur
Befestigung des Deckels mit Vorteil ein elektrisch isolierender
Klebestreifen, beispielsweise ein Klebestreifen wie zwischen den
Leiterrahmen, verwendet.
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Zweckmäßigweise
ist die Seitenwand des Deckels mit einer Aussparung versehen, durch
welche der erste und der zweite Leiterrahmen aus einem durch den
Deckel begrenzten Innenraum nach außen geführt
sind.
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Gemäß einer
bevorzugten Variante eines Verfahrens zur Herstellung einer Trägereinheit
oder eines optoelektronischen Bauelements der oben genannten Art
wird ein erster Leiterrahmenverbund aus einer Mehrzahl von ersten
Leiterrahmen mit einer Mehrzahl von einzelnen Trägern verbunden
derart, dass jeweils ein erster Leiterrahmen auf einem einzelnen
Träger befestigt ist. Weiterhin wird jeweils ein elektrisch
isolierender Klebestreifen auf den ersten Leiterrahmen aufgebracht
und ein zweiter Leiterrahmenverbund aus einer Mehrzahl von zweiten
Leiterrahmen derart angeordnet, dass jeweils ein zweiter Leiterrahmen
mittels eines elektrisch isolierenden Klebestreifens mit jeweils
einem ersten Leiterrahmen mechanisch verbunden ist.
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Bei
einer vorteilhaften Ausführungsform ist der erste Leiterrahmenverbund
aus einem Blech gestanzt.
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Bei
einer wie oben erwähnten spiegelverkehrten Anordnung des
ersten und zweiten Leiterrahmens im Bauelement weisen die beiden
Leiterrahmen insbesondere dieselbe Gestalt auf, das heißt
bei der Herstellung kann für den ersten und den zweiten Leiterrahmenverbund
mit Vorteil dasselbe Stanzwerkzeug verwendet werden.
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Bei
einer möglichen Ausgestaltung des Leiterrahmenverbunds
sind die Leiterrahmen an den Anschlussarmen durch ein Verbindungsteil
untereinander verbunden.
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Bei
einer vorteilhaften Variante des Verfahrens werden die ersten Leiterrahmen
mittels Widerstandslöten auf den Trägern befestigt.
Die Leiterrahmen können jedoch auch mit den Trägern
verschweißt werden.
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Nach
dem Verbinden der ersten Leiterrahmen mit den Trägern wird
auf die Anschlussbereiche der ersten Leiterrahmen jeweils ein elektrisch
isolierender Klebestreifen aufgebracht, der erwärmt wird und
den ersten Leiterrahmen danach anhaftet.
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Dann
wird der zweite Leiterrahmenverbund auf dem ersten Leiterrahmenverbund
angeordnet vorzugsweise derart, dass die zweiten Leiterrahmen zu
den zweiten Leiterrahmen spiegelverkehrt angeordnet sind, wobei
eine Ebene parallel zur Hauptfläche der Träger
die Spiegelebene bildet. Es folgt ein zweiter Erwärmungsschritt,
so dass die Klebestreifen auch den zweiten Leiterrahmen anhaften.
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Weiterhin
kann vor oder nach dem Vereinzeln der Leiterrahmenverbände
jeweils ein Deckel mittels eines Klebestreifens an jedem einzelnen
Träger befestigt werden. Insbesondere sind die Klebestreifen
elektrisch isolierend, wie weiter oben bereits beschrieben wurde.
Die Klebestreifen können auf Randflächen der Deckelseitenwände
aufgebracht werden, bevor die Deckel auf den Trägern angeordnet
werden. Vorzugsweise wird nach dem Anordnen der Deckel ein Erwärmungsschritt
durchgeführt, so dass die Klebestreifen auf einer dem Träger
zugewandten Seite weich werden. Nach dem Erhärten haften
die Klebestreifen und damit die Deckel den Trägern an.
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Der
Träger, der vorzugsweise ein Kühlelement ist und
beispielsweise Kühlrippen oder Mikrokanäle zur
Strömungskühlung aufweist, kann gemäß einer
bevorzugten Variante durch Fließpressen hergestellt werden.
Alternativ kann zur Herstellung des Trägers ein Metallspritzguss
durchgeführt werden.
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Das
beschriebene Verfahren, bei welchem ein erster und zweiter Leiterrahmenverbund
verwendet werden, ermöglicht die Serienfertigung von Trägereinheiten
beziehungsweise von optoelektronischen Bauelementen und damit eine
kostengünstige Herstellung.
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Im
folgenden werden anhand der 1 bis 10 vorteilhafte
Varianten einer Trägereinheit, eines optoelektronischen
Bauelements und eines Verfahrens zur Herstellung einer Trägereinheit
oder eines optoelektronischen Bauelements näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 bis 4 eine
schematische Darstellung verschiedener Verfahrensschritte einer
Variante eines Verfahrens zur Herstellung eines Trägers
oder eines optoelektronischen Bauelements in Draufsicht,
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5 und 6 schematische
Darstellungen eines ersten und zweiten Ausführungsbeispiels einer
Trägereinheit im Längsschnitt,
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7 und 8 schematische
Darstellungen eines ersten und zweiten Ausführungsbeispiels eines
optoelektronischen Bauelements,
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9 und 10 schematische
Darstellungen eines dritten Ausführungsbeispiels eines
optoelektronischen Bauelements in der Seitenansicht.
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Gleiche
oder gleichwirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen
Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt
einen ersten Verfahrensschritt einer bevorzugten Variante eines
Verfahrens zur Herstellung einer Trägereinheit oder eines
optoelektronischen Bauelements.
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Ein
erster Leiterrahmenverbund 10 aus einer Mehrzahl von ersten
Leiterrahmen 1 wird mit einer Mehrzahl von einzelnen Trägern 3 derart
verbunden, dass jeweils ein erster Leiterrahmen 1 auf einem
einzelnen Träger 3 befestigt ist.
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Beispielsweise
können die Leiterrahmen 1 mittels Widerstandslöten
auf den Trägern 3 befestigt werden, so dass Lötstellen 4 auftreten.
Hierfür weisen die Leiterrahmen 1 und die Träger 3 insbesondere
Materialien auf, die bei Temperaturen zwischen etwa 400°C
und 800°C zum Schmelzen kommen, jedoch bei zunehmender
Material-Anlösung isotherm erstarren. Bevorzugte Verwendung
finden hierbei für die ersten Leiterrahmen 1 Cu
oder eine Cu-Legierung, Ag als Lotmittel zwischen den Leiterrahmen 1 und
den Trägern 3 und Cu für die Träger 3.
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Durch
das Lotmittel sind die ersten Leiterrahmen 1 sowohl mechanisch
als auch elektrisch mit den Trägern 3 verbunden.
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In
der Draufsicht weisen die ersten Leiterrahmen 1 eine L-artige
Form auf, die sich daraus ergibt, dass sich jeweils ein Anschlussarm 6 eines
Leiterrahmens 1 quer zu einem entsprechenden Anschlussbereich 5 erstreckt
und versetzt zur Mitte des Anschlussbereichs 5 oder des
Trägers 3 in den Anschlussbereich 5 übergeht.
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Die
einzelnen Leiterrahmen 1 sind im Leiterrahmenverbund 10 durch
ein Verbindungsteil 7 untereinander verbunden, das an den
Enden der Anschlussarme 6 angeordnet ist.
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Der
Leiterrahmenverbund 1 ist mit Vorteil ein Stanzteil mit
einer Dicke von etwa 0.5 mm bis 0.8 mm. Die Dicke ist insbesondere
so gewählt, dass die ersten Leiterrahmen 1 dem
Lötprozess standhalten.
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Im
Gegensatz zu den ersten Leiterrahmen 1 können
die Träger 3 als einzelne Träger 3,
beispielsweise in Form von Schüttgut, verarbeitet werden.
Es ist denkbar, die einzelnen Träger 3 vorab durch
Fließpressen oder Metallspritzgießen herzustellen.
Der Träger 3 wird vorzusgweise mit Kantenlängen
im einstelligen bis zweistelligen Millimeterbereich, insbesondere
im Bereich zwischen 3 mm und 30 mm ausgebildet.
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Es
versteht sich, dass die Anzahl der Träger 3 und
der ersten Leiterrahmen 1 nicht auf die in 1 dargestellte
Anzahl beschränkt ist.
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2 zeigt
einen weiteren Verfahrensschritt, bei welchem auf die Anschlussbereiche 5 der
ersten Leiterrahmen 1 Klebestreifen 8 aufgebracht
werden, die in Form und Größe den Anschlussbereichen 5 entsprechen
können. Vorzugsweise enthalten die Klebestreifen 8 ein
duroplastisches Polyimid.
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Die
Klebestreifen 8 weisen insbesondere auf zwei einander gegenüberliegenden
Seiten verschiedene Klebeschichten auf, die bei unterschiedlichen Temperaturen
weich werden. Somit wird bei einer ersten Temperatur die auf einer
dem Träger 3 zugewandten Seite angeordnete Klebeschicht
weich, während bei einer zweiten Temperatur die auf einer dem
Träger 3 abgewandten Seite angeordnete Klebeschicht
weich wird. Dies hat den Vorteil, dass bei dem in 2 dargestellten
Verfahrensschritt eine trägerseitige Haftung zwischen den
Klebestreifen 8 und den Anschlussbereichen 5 erzielt
werden kann, ohne dass sich die Haftwirkung der Klebestreifen 8 auf
der Träger 3 abgewandten Seite verändert.
Die dem Träger 3 abgewandte Seite wird erst aktiviert,
wenn die zweiten Leiterrahmen mit den ersten Leiterrahmen verbunden
werden.
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Bei
dem in 3 dargestellten Verfahrensschritt wird ein zweiter
Leiterrahmenverbund 20 auf dem ersten Leiterrahmenverbund 10 angeordnet. Der
zweite Leiterrahmenverbund 20 ist vorzugsweise in Form
und Größe identisch mit dem ersten Leiterrahmenverbund 10.
Als Materialien können eine Ni-Fe-Legierung oder Cu verwendet
werden.
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Der
zweite Leiterrahmenverbund 20 wird nicht mit dem ersten
Leiterrahmenverbund 10 zur Deckung gebracht, sondern zu
dem ersten Leiterrahmenverbund 10 spiegelverkehrt angeordnet,
wobei die Spiegelebene parallel zu einer Ebene verläuft,
in welcher die Hauptflächen H der Träger 3 angeordnet sind.
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Es
folgt ein Erwärmungsschritt, vorzugsweise bei etwa 150°C,
wobei die Klebeschichten der Klebestreifen 8, die den zweiten
Leiterrahmen 2 zugewandt sind, weich werden. Nach der Erwärmung
haften die Klebestreifen 8 den zweiten Leiterrahmen 2 an.
Dadurch sind die zweiten Leiterrahmen 2 mit den ersten
Leiterrahmen 1 mechanisch verbunden.
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Nach
dem in 3 gezeigten Verfahrensschritt liegen Trägereinheiten 30 entsprechend
der 5 vor.
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Zur
Herstellung optoelektronischer Bauelemente kann das Verfahren wie
in 4 dargestellt fortgesetzt werden. Hierbei wird
jeweils ein Strahlung emittierender Halbleiterchip 9, insbesondere
ein Laserdiodenchip, auf eine Hauptfläche H der einzelnen Träger 3 montiert.
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Mit
Vorteil werden die Strahlung emittierenden Halbleiterchips 9 durch
ein elektrisch leitendes Befestigungsmittel auf den Trägern 3 befestigt,
so dass die Strahlung emittierenden Halbleiterchips 9 über
die Träger 3 und die ersten Leiterrahmen 1 elektrisch
angeschlossen werden können.
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Weiterhin
können die Strahlung emittierenden Halbleiterchips 9 mittels
eines Leiters 11, insbesondere mittels eines Bonddrahtes
oder Bondstreifens, mit den zweiten Leiterrahmen 2 elektrisch
verbunden werden. Vorzugsweise enden die Leiter 11 auf
den Anschlussbereichen 5 der zweiten Leiterrahmen 2.
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Nach
dem in 4 dargestellten Verfahrensschritt können
der erste und der zweite Leiterrahmenverbund 10 und 20 durchtrennt
werden, so dass einzelne optoelektronische Bauelemente 40 wie
beispielsweise in der 7 vorliegen. Ein Durchtrennen kann
jedoch auch erst dann erfolgen, wenn auf die Träger 3 Deckel
aufgebracht worden sind, so dass einzelne optoelektronische Bauelemente 40 wie
beispielsweise in der 10 vorliegen.
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Die
in 5 dargestellte Trägereinheit 30 weist
einen Träger 3, einen ersten Leiterrahmen 1 und
einen zweiten Leiterrahmen 2 auf. Der erste Leiterrahmen 1 ist
auf der Hauptfläche H an dem Träger 3 befestigt.
Der zweite Leiterrahmen 2 ist auf einer dem Träger 3 abgewandten
Seite des ersten Leiterrahmens 1 angeordnet und mittels
eines elektrisch isolierenden Klebestreifens 8 mit dem
ersten Leiterrahmen 1 mechanisch verbunden. Vorteilhafterweise ist
der zweite Leiterrahmen 2 durch den Klebestreifen 8 von
dem ersten Leiterrahmen 1 elektrisch isoliert.
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Der
erste und der zweite Leiterrahmen 1, 2 sind in
jeweils einen Anschlussbereich 5 untergliedert, der auf
dem Träger 3 angeordnet ist, und jeweils einen
Anschlussarm 6, der über den Träger 3 hinausragt,
wobei die beiden Anschlussbereiche 5 in der Draufsicht
miteinander überlappen.
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Die
Anschlussarme 6 sind derart gebogen, dass sie einen schräg
zur Hauptfläche H verlaufenden Abschnitt und einen parallel
zur Hauptfläche H verlaufenden Abschnitt aufweisen, wobei
der schräg verlaufende Abschnitt den Anschlussbereich 5 mit dem
parallel verlaufenden Abschnitt verbindet. Durch diese Form und
die bereits weiter oben erwähnte spiegelverkehrte Anordnung
der beiden Leiterrahmen 1, 2 ist im Bereich der
Anschlussarme 6 ein ausreichend großer Abstand
zwischen den beiden Leiterrahmen 1, 2 vorhanden,
so dass hier kein Isolationsmaterial zur Vermeidung eines Kurzschlusses
nötig ist. Es reicht also aus, den elektrisch isolierenden Klebestreifen 8 allein
im Bereich der Anschlussbereiche 5 anzuordnen.
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Der
unbedeckte Bereich der Hauptfläche H ist zur Befestigung
eines elektronischen Bauteils vorgesehen. Zur ausreichenden Kühlung
im Betrieb des Bauteils ist der Träger 3 als Kühlelement
ausgebildet. Hierführ weist der Träger 3 Mikrokanäle 12 zur
Strömungskühlung auf.
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Die
in 6 dargestellte Trägereinheit 30 ist gegenüber
der Trägereinheit 30 gemäß 5 geringfügig
abgeändert. Der Anschlussbereich 5 des zweiten
Leiterrahmens 2 und der Klebestreifen 8 sind bei
diesem Ausführungsbeispiel gegenüber dem Anschlussbereich 5 des
ersten Leiterrahmens 1 eingerückt. Somit ist ein
Teil des Anschlussbereichs 5 des ersten Leiterrahmens 1 unbedeckt.
Dieser Teil kann zur Anbringung eines Leiters genutzt werden, wenn das
Bauteil beispielsweise nicht über den Träger 3 elektrisch
angeschlossen werden soll. Beispielsweise kann der Träger 3 in
diesem Fall ein elektrisch isolierendes Material oder eine elektrisch
isolierende Schicht an der Hauptfläche H aufweisen.
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7 zeigt
ein optoelektronisches Bauelement 40 mit einer Trägereinheit 30 gemäß 5 und einem
Strahlung emittierenden Halbleiterchip 9, insbesondere
einem Laserdiodenchip. Der erste und der zweite Leiterrahmen 1, 2 dienen
als ein erster und zweiter elektrischer Kontakt für den
Strahlung emittierenden Halbleiterchip 9. Mittels des Trägers 3 ist
der Strahlung emittierende Halbleiterchip 9 mit dem ersten
Leiterrahmen 1 und mittels des Bonddrahts 11 mit
dem zweiten Leiterrahmen 2 elektrisch verbunden.
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In 8 ist
ein weiteres Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen
Bauelements 40 gezeigt, das zusätzlich zu dem
Strahlung emittierenden Halbleiterchip 9 ein weiteres elektronisches
Bauteil 15, zum Beispiel eine Monitordiode oder ein Thermistor, aufweist.
Dieses kann wie dargestellt neben dem Strahlung emittierenden Halbleiterchip 9 auf
dem Träger 3 montiert sein. Der Strahlung emittierende Halbleiterchip 9 sowie
das elektronische Bauteil 15 können auf einer
dem Träger 3 zugewandten Seite einen Chipträger
aufweisen, an dem jeweils ein Bonddraht oder Bondstreifen 11 angebracht
ist, der von dem Strahlung emittierenden Halbleiterchip 9 zum
ersten Leiterrahmen 1 und von dem elektronischen Bauteil 15 zu
einem dritten Leiterrahmen 16 führt. Mittels jeweils
eines weiteren Bonddrahtes oder Bondstreifens 11 können
der Strahlung emittierende Halbleiterchip 9 mit dem zweiten
Leiterrahmen 2 und das elektronische Bauteil 15 mit
einem vierten Leiterrahmen (nicht dargestellt) elektrisch verbunden werden.
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Der
zweite Leiterrahmen 2 ist auf dem ersten Leiterrahmen 1 angeordnet
und von diesem mittels eines Klebestreifen 8 elektrisch
isoliert. Ferner sind der dritte Leiterrahmen 16 und der
vierte Leiterrahmen, deren Anschlussbereiche sich in derselben Ebene
befinden, auf dem zweiten Leiterrahmen 2 angeordnet und
mittels eines Klebestreifens 8 von diesem elektrisch isoliert.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel sind der Strahlung emittierende
Halbleiterchip 9 und das elektronische Bauteil 15 nicht
elektrisch miteinander verbunden. Es ist jedoch auch möglich,
beide Bauteile 9, 15 an den ersten und zweiten
Leiterrahmen 1, 2 anzuschließen und diese,
beispielsweise durch eine Parallelschaltung, elektrisch zu verbinden.
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Die
Dicke des dritten Leiterrahmenverbunds, aus welchem der dritte Leiterrahmen 16 und
der vierte Leiterrahmen insbesondere hergestellt sind, kann sich
von der Dicke des ersten und zweiten Leiterrahmenverbunds 10, 20 beziehungsweise
des ersten und zweiten Leiterrahmens 1, 2 unterscheiden.
Insbesondere kann der dritte Leiterrahmenverbund beziehungsweise
der dritte Leiterrahmen 16 und der vierte Leiterrahmen
dünner ausgebildet werden als der erste und der zweite
Leiterrahmenverbund beziehungsweise der erste und zweite Leiterrahmen 1, 2. Denn
zum Betreiben des weiteren elektronischen Bauteils 15 ist
im Falle einer Monitordiode oder eines Thermistors eine geringere
Stromstärke erforderlich als im Falle des Strahlung emittierenden
Halbleiterchips 9, so dass die Dicke des dritten Leiterrahmenverbunds
beziehungsweise des dritten Leiterrahmens 16 und des vierten
Leiterrahmens dünner gewählt werden kann. Geeignete
Dicken liegen zwischen etwa 125 μm und 250 μm.
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Die 9 und 10 zeigen
Seitenansichten eines weiteren Ausführungsbeispiels eines
optoelektronischen Bauelements 40 senkrecht zu den Längsschnittansichten
der 5 bis 7.
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Auf
dem Träger 3 wird ein Deckel 13 angeordnet
und über den Strahlung emittierenden Halbleiterchip (nicht
dargestellt) gestülpt. An der Stelle, wo der Deckel 13 auf
den Stapel aus erstem Leiterrahmen 1, Klebestreifen 8 und
zweitem Leiterrahmen 2 trifft, ist im Deckel 13 eine
sich zu dem Stapel hin öffnende Aussparung 14 vorgesehen,
so dass eine Seitenwand 13a des Deckels 13 den
Stapel im Wesentlichen passgenau umgibt. Durch die Aussparung 14 werden
der erste und der zweite Leiterrahmen 1, 2 aus
einem durch den Deckel 13 begrenzten Innenraum nach außen
geführt.
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Mittels
eines Klebestreifens 8, der vorzugsweise auf einer dem
Träger 3 zugewandten Randfläche der Seitenwand 13a aufgebracht
ist, kann der Deckel 13 auf dem Träger 3 befestigt
werden. Vorteilhafterweise kann der durch den Deckel 13 begrenzte Innenraum
mittels des Klebestreifens 8 dicht verschlossen werden.
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Insbesondere
ist der Klebestreifen 8 elektrisch isolierend. Dies verhindert
mit Vorteil einen Kurzschluss zwischen dem ersten und dem zweiten Leiterrahmen 1, 2,
wenn der Deckel 13, wie vorliegend bevorzugt, ein Metall
enthält oder aus einem Metall besteht. Insbesondere kann
der Deckel 13 mittels eines Aluminiumdruckgusses hergestellt
werden.
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Zur
Auskopplung von Strahlung ist zweckmäßigerweise
in der Seitenwand 13a des Deckels 13 eine Öffnung
(nicht dargestellt) eingebracht.
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Die
Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele
beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie
jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination
von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch
wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit
in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben
ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102005019115
A1 [0002]