DE102011086546A1

DE102011086546A1 - Anordnung aus einem optoelektronischen bauelement und einer leiterplatte

Info

Publication number: DE102011086546A1
Application number: DE102011086546A
Authority: DE
Inventors: Kurt-Jürgen Lang; Andreas Stich
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2011-11-17
Filing date: 2011-11-17
Publication date: 2013-05-23

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung (300, 330, 340) aus einem optoelektronischen Bauelement (100, 135, 135) und einer Leiterplatte (200). Das optoelektronische Bauelement (100, 135, 135) weist eine Vielzahl von Befestigungsvorrichtungen (120, 121, 122, 130, 131, 132, 140, 141, 142) aufweist, mittels derer das optoelektronische Bauelement (100, 135, 135) auf der Leiterplatte (200) befestigt ist. Hierbei weist zumindest eine der Vielzahl von Befestigungsvorrichtungen (120, 121, 122, 130, 131, 132, 140, 141, 142) eine Polymer-Schicht (152) auf, welche Metall und/oder Kohlenstoff enthält.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung aus einem optoelektronischen Bauelement und einer Leiterplatte.
Anwendungen mit optoelektronischen Bauelementen gewinnen zunehmend an Bedeutung. Hierzu gehören neben Leuchtmitteln wie beispielsweise Lampen auch Hintergrundbeleuchtungen für beispielsweise LCD-Bildschirme oder Monitore. In der vorliegenden Anmeldung bezeichnet der Begriff optoelektronisches Bauelement ein Element, das in einem Betrieb bei einer Versorgung mit elektrischer Energie Licht im sichtbaren, infraroten und/oder UV-Bereich emittiert. Hierzu gehören neben Leuchtdioden auf Halbleiterbasis auch organische Leuchtdioden, Kombinationen aus organischen und anorganischen zur Lichtemission geeigneten Verbindungen, Laser und andere lichtemittierende Bauelemente.
Bei bekannten Anordnungen werden die optoelektronischen Bauelemente mittels geeigneter Verfahren mit der Leiterplatte verbunden. Die Verbindungsstellen sind hierbei insbesondere im Fall von elektrischen Kontakten wichtig für eine einwandfreie Funktionsweise des optoelektronischen Bauelements. Je nach Anwendungsbereich sind die Verbindungsstellen starken Belastungen, beispielsweise thermischer oder mechanischer Art, ausgesetzt. Hierdurch kann es zu einer Degradation der Verbindungsstelle und damit zu einer verminderten Lebensdauer der Anordnung oder sogar zu Funktionsausfällen des optoelektronischen Bauelements kommen.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, den bekannten Stand der Technik zu verbessern.
Insbesondere ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung aus einem optoelektronischen Bauelement und einer Leiterplatte bereitzustellen, welche eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegenüber Belastungen vor und während des Betriebes aufweist.
Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung aus einem optoelektronischen Bauelement und einer Leiterplatte gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 gelöst.
Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
BEISPIELHAFTE AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegenden Erfindung betrifft eine Anordnung aus einem optoelektronischen Bauelement und einer Leiterplatte, wobei das optoelektronische Bauelement eine Vielzahl von Befestigungsvorrichtungen aufweist, mittels derer das optoelektronische Bauelement auf der Leiterplatte befestigt ist, und wobei zumindest eine der Vielzahl von Befestigungsvorrichtungen eine -Polymer-Schicht aufweist, welche Metall und/oder Kohlenstoff enthält.
Die Polymer-Schicht innerhalb der Befestigungsvorrichtungen und damit innerhalb der Verbindungsstelle zwischen dem optoelektronischen Bauelement und der Leiterplatte wirkt als Dämpfungsschicht gegenüber thermischen und/oder mechanischen Belastungen, wodurch die Lebensdauer der Anordnung erhöht und Funktionsausfälle verhindert werden.
Insbesondere wird durch die Polymer-Schicht eine zykelstabile Verbindung, beispielsweise eine Lotverbindung, zwischen dem optoelektronischen Bauelement und der Leiterplatte ermöglicht. Die Befestigungsvorrichtungen stellen die elektrische und/oder mechanische Verbindungsstelle zwischen dem optoelektronischen Bauelement und der Leiterplatte dar. Bei mechanischer und/oder thermischer Belastung, beispielsweise auf Grund der unterschiedlichen Längenausdehnungskoeffizienten eines Trägersubstrats des optoelektronischen Bauelements und der Leiterplatte, kommt es zu Spannungen im Bereich der Befestigungsvorrichtungen und damit im Bereich der Verbindungsstellen und an den Grenzen der Befestigungsvorrichtungen, beispielsweise an den Grenzen der Lötverbindung. Diese Spannungen führen bei anhaltender Belastung zu einer Degradation der Verbindungsstelle und letztlich zu einem Bruch oder Abriss an einer Stelle der Befestigungsvorrichtungen, wo das optoelektronische Bauelement mit der Leiterplatte verbunden ist. Dies ist insbesondere dann kritisch, wenn mittels der Befestigungsvorrichtung gleichzeitig der elektrische Kontakt zwischen dem optoelektronischen Bauelement und der Leiterplatte hergestellt wird. Eine Beschädigung führt somit zum elektrischen Ausfall der Anordnung.
Diese Probleme werden durch die vorliegende Erfindung gelöst oder zumindest reduziert. Durch die Polymer-Schicht als nachgiebige Dämpfungsschicht können thermisch und/oder mechanisch bedingte Spannungen in der Anordnung, insbesondere Spannungen zwischen dem optoelektronischen Bauelement und der Leiterplatte vermindert oder ausgeglichen werden. Die Polymer-Schicht fängt somit die Spannungen ab und verhindert eine Beschädigung der anderen Komponenten oder Schichten innerhalb der Verbindung zwischen Leiterplatte und dem optoelektronischen Bauelement.
Gleichzeitig kann durch das Vorsehen von Metall und/oder Kohlenstoff die Funktionalität der Befestigungsvorrichtungen im Hinblick auf elektrische und/oder thermische Leitfähigkeit gewährleistet werden.
Hierdurch kann die vorliegende Anordnung in einem breiten Anwendungsbereich eingesetzt werden, da die Einsatzmöglichkeiten des optoelektronischen Bauelements nicht mehr durch Belastungsgrenzen derart stark limitiert sind wie bisher.
In einer Ausführungsform sind die Befestigungsvorrichtungen mittels einer Lotverbindung auf der Leiterplatte befestigt. Durch eine Lotverbindung kann eine zuverlässige mechanische Verbindung des optoelektronischen Bauelements mit der Leiterplatte gewährleistet werden. Des Weiteren ist eine Lotverbindung einfach und kostengünstig zu realisieren.
Vorzugsweise weist die Vielzahl von Befestigungsvorrichtungen zumindest zwei Kontaktpads zur elektrischen Verbindung des optoelektronisches Bauelements mit der Leiterplatte und zumindest ein Wärmepad zur thermischen Verbindung des optoelektronisches Bauelements mit der Leiterplatte auf. Dadurch, dass die Befestigungsvorrichtungen gleichzeitig auch als Kontaktpad und Wärmepad dienen und nicht allein der mechanischen Befestigung, kann das optoelektronische Bauelement einfach und kostengünstig hergestellt werden, da die Befestigungsvorrichtungen zumindest teilweise mehrere Funktionen gleichzeitig übernehmen können. Insbesondere im Zusammenwirken mit einer Lotverbindung kann nicht nur die mechanische Befestigung sondern auch die elektrische Verbindung und/oder die thermische Verbindung des optoelektronischen Bauelements mit der Leiterplatte ermöglicht werden.
In einer Ausführungsform weisen zumindest die Kontaktpads die Polymer-Schicht auf. Die Kontaktpads sind in der Regel schneller von Degradationen betroffen als Wärmepads oder andere Verbindungsstellen zwischen dem optoelektronischen Bauelement und der Leiterplatte. Durch das Vorsehen der Polymer-Schicht zumindest an den Kontaktpads wird sichergestellt, dass auf jeden Fall die für die Funktion des optoelektronischen Bauelements relevanteste Verbindungsstelle hinsichtlich Lebensdauer und Belastbarkeit verbessert wird. Gleichzeitig kann durch das Vorsehen der Polymer-Schicht an nur einem Teil der Befestigungsvorrichtungen Material eingespart werden, wodurch die Herstellung wiederum effizienter und kostengünstiger wird.
In einer Ausführungsform weist das optoelektronische Bauelement zumindest einen Halbleiterchip zur Emission elektromagnetischer Strahlung auf, welcher auf einem Trägersubstrat angeordnet ist. Derartige optoelektronische Bauelemente können in effizienten und massentauglichen Prozessen herstellt werden. Des Weiteren erlauben diese optoelektronischen Bauelemente eine einfache Handhabung, da die Befestigungsvorrichtungen an der Unterseite des Trägersubstrats, d. h. an der der Leiterplatte zugewandten Seite des Trägersubstrats vorgesehen sind, wodurch die Befestigung des optoelektronischen Bauelements an der Leiterplatte einfach durchgeführt werden kann.
Vorzugsweise ist das Trägersubstrat ein Keramiksubstrat. Durch die Verwendung eines Keramiksubstrats sind die verwendeten Halbleiterchips kaum Einschränkungen unterworfen. Beispielsweise können Halbleiterchips zur Realisierung einer oder mehrerer Hochleistungs-Dioden verwendet werden. Durch das Keramiksubstrat ist auch eine optimale Wärmableitung der von dem Halbleiterchip und ggf. von dem Strahlungskonversionselement erzeugten Wärme gewährleistet.
In einer Ausführungsform ist die Polymer-Schicht in direktem Kontakt mit dem Trägersubstrat angeordnet. Hierdurch kann die Polymer-Schicht einfach aufgebracht werden, beispielsweise mittels eines Siebdruckverfahrens.
In einer alternativen Ausführungsform ist zwischen der Polymer-Schicht und dem Trägersubstrat zumindest eine weitere Schicht angeordnet Hierdurch ist die Polymer-Schicht gegenüber äußeren Einflüssen, beispielsweise Oxidation, besser geschützt.
Vorzugsweise ist die Polymer-Schicht ein Metallpartikel enthaltendes Polymer oder eine mit einer Metallschicht umhüllte Polymerschicht oder ein Polymer, welches auf Kohlenstoff basierende Partikel enthält. Eine solche Schicht kann durch einfache und massentaugliche Verfahren hergestellt werden. Des Weiteren können so die Dämpfungseigenschaften des Polymers optimal ausgenutzt werden, bei gleichzeitiger Funktion als elektrischer und/oder thermischer Verbindungsschicht. Insbesondere muss dann für die Verwendung der Polymer-Schicht im Kontaktpad und im Wärmepad keine Veränderung an der Schicht vorgenommen werden, da Metall und auf Kohlenstoff basierende Partikel sowohl elektrisch leitend als auch wärmeleitfähig sind.
Vorzugsweise sind die Metallpartikel aus einem Edelmetall und/oder einem Halbedelmetall, bevorzugt aus Silber, Gold, Kupfer, Platin, oder einer Mischung hieraus. Edelmetalle weisen eine sehr gute elektrische und thermische Leitfähigkeit auf, wodurch die Polymer-Schicht sowohl im Bereich der Kontaktpads als auch im Bereich der Wärmepads verwendet werden kann. Des Weiteren weisen die Edelmetalle, insbesondere Gold, kaum Korrosion auf und sind somit besonders langlebig. Kupfer hat den Vorteil einer besonders guten elektrischen Leitfähigkeit. Vorzugsweise sind des Weiteren die auf Kohlenstoff basierenden Partikel aus Graphit, Graphen oder einer Mischung hieraus. Auch andere Kohlenstoffmodifikationen sind möglich und von der vorliegenden Erfindung mit umfasst.
Vorzugsweise beträgt die Konzentration der Metallpartikel oder der auf Kohlenstoff basierenden Partikel in dem Polymer mehr als 80%, vorzugsweise mehr als 83%, besonders bevorzugt mehr als 85%. Die Angabe bezieht sich hierbei auf das Polymer im Lieferzustand, d. h. im nicht ausgehärteten Zustand.
Vorzugsweise liegt die Größe der Metallpartikel oder der auf Kohlenstoff basierenden Partikel im Bereich von 100 nm bis 40 μm. Die Partikel können hierbei in der Form von annährend kugelförmigen Partikeln vorliegen mit einem mittleren Durchmesser von 50 nm bis 100 nm oder als Flakes ausgebildet sein, welche eine Dicke von einigen μm und eine Länge von beispielsweise 30 μm bis 40 μm aufweisen können.
Vorzugsweise ist das Polymer ein Polyamid, Acrylnitril-Butadien-Styrol, Polypropylen, Polyethylen, Polyethylenterephthalat, Epoxid, Silikon, Acrylat oder Polyurethan. Durch die Verwendung eines Polymers können die entstehenden Spannungen durch das Polymer ausgeglichen werden. Gleichzeitig ist ein Polymer nachgiebig genug, dass keine Risse im Polymer selbst auftreten, so dass eine zuverlässige Befestigung des optoelektronischen Bauelements an der Leiterplatte sichergestellt ist. Für die Verwendung in einem optoelektronischen Bauelement eignet sich insbesondere Polyamid, Acrylnitril-Butadien-Styrol, Polypropylen, Polyethylen oder ein Polyethylenterephthalat, da diese Polymere eine gute UV- und Hitzebeständigkeit aufweisen. Je nach verwendetem Material kann im Anschluss an das Aufbringen des Polymers auch noch ein Oberflächenprozess vorgesehen sein (wie z.B. Schleifen, Plasma-Ätzen ect.), welcher nach dem Aushärten des Polymers zum Aktivieren (wie z.B. Aufrauen, Aufbrechen oder Verbesserung der Haftfähigkeit etc.) der Oberfläche dient und/oder dazu, eine eventuell sich bildende reine Polymerschicht an der Oberfläche zu entfernen, um so die Metallpartikel oder die auf Kohlenstoff basierenden Partikel freizulegen und einen verbesserten elektrischen Kontakt zu erreichen.
In einer Ausführungsform umfasst das optoelektronische Bauelement zumindest eine Hochleistungs-Leuchtdiode.
In einer Ausführungsform ist die Leiterplatte eine Metallleiterplatte, welche vorzugsweise einen Metallkern aus Aluminium oder Kupfer aufweist. Durch das Vorsehen einer Metallleiterplatte wird eine bessere Wärmeableitung und Wärmespreizung der von dem optoelektronischen Bauelement erzeugten Wärme gewährleistet. Dies ist insbesondere vorteilhaft bei einer Kombination mit Hochleistungs-Leuchtdioden, welche eine erhöhte Wärmeentwicklung aufweisen. Durch die bessere Wärmespreizung einer Metallleiterplatte wird es außerdem möglich, die optoelektronischen Bauelemente bzw. die Leuchtdioden auf der Leiterplatte enger und damit platzsparender anzuordnen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Verschiedene Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Lösung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Figuren geben die erste(n) Ziffer(n) eines Bezugszeichens die Figur an, in denen das Bezugzeichen zuerst verwendet wird. Die gleichen Bezugszeichen werden für gleichartige oder gleich wirkende Elemente bzw. Eigenschaften in allen Figuren verwendet.
Es zeigen
1 eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch eine erfindungsgemäße Anordnung aus einem optoelektronischen Bauelement und einer Leiterplatte gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels,
2a eine Ansicht auf das Trägersubstrat mit Befestigungsvorrichtungen eines ersten optoelektronischen Bauelements,
2b eine Ansicht gemäß 2a mit dargestellten schematischen Rissen in den Befestigungsvorrichtungen,
3 eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch eine erfindungsgemäße Anordnung aus einem optoelektronischen Bauelement und einer Leiterplatte gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels, und
4 eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch eine erfindungsgemäße Anordnung aus einem optoelektronischen Bauelement und einer Leiterplatte gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Querschnitts einer Anordnung 300 aus einem optoelektronische Bauelement 100 und einer Leiterplatte 200 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
Das optoelektronische Bauelement 100 umfasst ein Trägersubstrat 101, auf welchem ein Halbleiterchip 102 angeordnet ist. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf ein optoelektronisches Bauelement 100 mit nur einem Halbleiterchip 102 beschränkt, vielmehr können auf dem Trägersubstrat 101 eine Vielzahl von Halbleiterchips 102, beispielsweise in Reihenform oder Matrixform aufgebracht sein.
Bei den Halbleiterchips 102 handelt es sich um optoelektronische Halbleiterchips 102, beispielsweise um eine Leuchtdiode oder um ein anderes optoelektronisches Element, das elektromagnetische Strahlung emittiert oder absorbiert. Der Halbleiterchip 102 kann beispielsweise durch eine in einem Halbleiterprozess erzeugte Schichtenabfolge auf einem Halbleitersubstrat gebildet sein. Der Halbleiterchip 102 kann ebenso durch ein Dünnschichtverfahren hergestellt worden sein.
Der Halbleiterchip 102 weist eine Kontaktseite 104 auf, mit der er auf dem Trägersubstrat 101 mittels bekannter Verfahren (LED die attach) aufgebracht ist, und über die er zumindest einen elektrischen Kontakt aufweist. Dabei ist denkbar, dass auch ein weiterer elektrischer Kontakt über die Kontaktseite an das Trägersubstrat 101 angeschlossen ist.
Das Trägersubstrat 102 dient beispielsweise zur mechanischen Stabilisierung des optoelektronischen Bauelements und/oder zur elektrischen Verbindung des Halbleiterchips 102 mit äußeren elektrischen Kontakten. Der Trägersubstrat 101 ist vorzugsweise ein keramischer Träger, kann aber auch ein Halbleiterträger, ein Kunststoffträger, ein Siliziumträger oder eine andere Art von Träger sein. Das Trägersubstrat 101 kann im Falle eines Keramiksubstrats beispielsweise Al₂O₃ und/oder AlN enthalten.
Auf der der Kontaktseite 104 gegenüberliegenden Seite weist der Halbleiterchip 102 eine Strahlungsemissionsseite 108 auf. Über die Strahlungsemissionsseite 108 wird eine in dem Halbleiterchip 102 erzeuge Strahlung ausgekoppelt. Um eine möglichst effiziente Auskopplung der erzeugten Strahlung zu erreichen, kann das Trägersubstrat 101 beispielsweise eine reflektierende Oberfläche im Bereich der Kontaktseite 104 aufweisen.
Auf der Strahlungsemissionsseite 108 kann ein Strahlungskonversionselement (nicht dargestellt in den Figuren) aufgebracht sein oder zum Halbleiterchip 102 beabstandet angeordnet sein. Das Strahlungskonversionselement weist ein Strahlungskonversionsmaterial, in aller Regel ein phosphoreszierendes Material, auf, in dem die von dem Halbleiterchip 102 erzeugte Strahlung zumindest teilabsorbiert wird. Die Strahlung regt einen phosphoreszenten Übergang in dem Strahlungskonversionselement an. Im Ergebnis wird von dem Strahlungskonversionselement eine zweite Strahlung emittiert, deren Wellenlänge sich von der Strahlung aus Halbleiterchip 102 unterscheidet. Derart kann das fertige optoelektronische Bauelement Strahlung über ein breites Frequenzspektrum emittieren. Alternativ oder zusätzlich kann das Strahlungskonversionsmaterial auch in andere Komponenten des optoelektronischen Bauelements integriert sein.
Der Halbleiterchip 102 ist darüber hinaus elektrisch kontaktiert mittels einer Leiterverbindung 112, mit der ein Kontaktanschluss über die Strahlungsemissionsseite 108 zu einer Metallisierung 111 bzw. einem Bondpad auf dem Trägersubstrat 101 hergestellt wird. Die Leiterverbindung 112 ist dabei insbesondere ein Bonddraht, der mittels bekannter Verfahren angebracht wird. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die beschriebenen Halbleiterchips beschränkt, vielmehr können auch beide Kontakte an der Oberseite des Halbleiterchips vorgesehen sein oder die Kontaktierung kann jede andere Konfiguration haben.
In dem ersten Ausführungsbeispiel in 1 ist des Weiteren auf dem Trägersubstrat 102 noch eine Schutzdiode 113 zum Schutz des Halbleiterchips 102 gegen elektrostatische Entladungen zusammen mit dem zugehörigen Bonddraht 114 schematisch dargestellt. Die Schutzdiode 113 wird auch als ESD (englische Abkürzung für electrostatic discharge) Chip bezeichnet. Die Schutzdiode 113 kann jedoch auch weggelassen werden und/oder es können weitere elektronische Bauteile auf dem Trägersubstrat 102 vorgesehen sein und/oder im Trägersubstrat 102 integriert sein
In Abstrahlrichtung des Halbleiterchips 102 ist eine Linse 115 für eine gewünschte Abstrahlcharakteristik angeordnet, die beispielsweise aus Silikon sein kann. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Art von optoelektronischem Bauelement beschränkt, sondern kann auf jedes optoelektronische Bauelement Anwendung finden. Beispielsweise können andere optische Komponenten vorgesehen sein. Das optoelektronische Bauelement kann außerdem einen Verguss und/oder ein Gehäuse aufweisen.
Das optoelektronisches Bauelement 100 weist des Weiteren eine Vielzahl von Befestigungsvorrichtungen 120, 121, 122 auf, mittels derer das optoelektronische Bauelement 100 an einer Leiterplatte 200 durch geeignete Verfahren befestigt werden kann, so dass eine Anordnung 300 aus einem optoelektronischen Bauelement 100 und einem Leiterplatte 200 gebildet wird.
Der Leiterplatte 200 dient zur elektrischen Versorgung des optoelektronischen Bauelements 100. Hierfür weist die Leiterplatte 200 Leiterbahnen (nicht dargestellt in der Figur) auf, welche beispielsweise mit einer elektrischen Schaltung verbunden sein können. Die Schaltung kann als Steuerschaltung und/oder Regelschaltung und/oder Verstärkerschaltung ausgebildet sein. Sie kann dabei als Treiber für das optoelektronische Bauelement 200 ausgebildet sein. Die Leiterplatte 200 kann beispielsweise ein Kunststoffträger sein, bei welchem eine Metallschicht mit einer Kunststoffschicht versehen ist. Vorzugsweise ist die Leiterplatte 200 jedoch eine Metallleiterplatte zur besseren Wärmeableitung der von dem optoelektronischen Bauelement 100 erzeugten Wärme. Beispiele sind hierfür ein IMS (englische Abkürzung von Insulated Metal Substrate) oder eine Metallkernplatine mit beispielsweise einem Metallkern aus Aluminium oder Kupfer.
Mittels der Befestigungsvorrichtungen 120, 121, 122 wird das optoelektronische Bauelement 200 mechanisch mit der Leiterplatte 200 verbunden und an dieser befestigt. Über zumindest einen Teil der Befestigungsvorrichtungen 120, 121, 122 wird das optoelektronische Bauelement 200 des Weiteren elektrisch mit der Leiterplatte 200 verbunden. Des Weiteren stellt zumindest eine der Befestigungsvorrichtungen 120, 121, 122 eine thermische Verbindung mit der Leiterplatte 200 zur Wärmeableitung dar.
Für den mechanischen, elektrischen und/oder thermischen Kontakt mit den Befestigungsvorrichtungen 120, 121, 122 des optoelektronischen Bauelements 200, weist die Leiterplatte 200 entsprechende trägerseitige Befestigungsvorrichtungen 220, 221, 222 auf, die beispielsweise als Lötpads oder als Vorrichtungen für einen Heat-Seal-Prozess ausgebildet sein können. Die Befestigung des optoelektronischen Bauelements an der Leiterplatte 200 kann entsprechend durch einen Lötprozess, einen Schweißprozess oder einen Heat-Seal-Prozess erfolgen. Die Leiterplatte 200 umfasst des Weiteren vorzugsweise auf der Oberseite ein Dielektrikum 201 beispielsweise aus Epoxy, auf welchem die trägerseitigen Befestigungsvorrichtungen 220, 221, 222 und die Leiterbahnen angeordnet sind. Das Dielektrikum 201 ist auf einem Leiterplattensubstrat 202 angeordnet, welches aus Kunststoff mit Metall oder aus Metall sein kann.
In dem in 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel einer Anordnung 300 aus einem optoelektronischen Bauelement 100 und einer Leiterplatte 200 erfolgt die Befestigung mittels eines Lötverfahrens. Die trägerseitigen Befestigungsvorrichtungen 220, 221, 222 sind dementsprechend als Lötpads ausgebildet. Hierbei stellen die äußeren Befestigungsvorrichtungen 120, 122 des optoelektronischen Bauelements die Kontaktpads, d. h. Kathode und Anode, zur elektrischen Kontaktierung des optoelektronischen Bauelements 100 dar und die mittige Befestigungsvorrichtung 121 stellt ein Wärmepad zur thermischen Anbindung des optoelektronischen Bauelements 100 an die Leiterplatte 200 dar. Die mechanische Verbindung des optoelektronischen Bauelements 100 mit der Leiterplatte 200 erfolgt vorzugsweise über alle Befestigungsvorrichtungen 120, 121, 122, kann aber auch nur über einen Teil der Befestigungsvorrichtungen 120, 121, 122 erfolgen. In 1 sind die Befestigungsvorrichtungen 120, 121, 122 mit einem Schichtaufbau dargestellt, wobei vorzugsweise der Schichtaufbau in den Befestigungsvorrichtungen gleich ist wie in 1 dargestellt, der Schichtaufbau kann jedoch auch unterschiedlich sein, insbesondere je nach Funktion der Befestigungsvorrichtung 120, 121, 122.
Erfindungsgemäß weist zumindest eine der Befestigungsvorrichtungen 120, 121, 122 eine Polymer-Schicht 152 auf, welche Metall oder Kohlenstoff enthält. Die Polymer-Schicht ist zur besseren Veranschaulichung in den Figuren durch Schraffierung hervorgehoben. In 1 ist hierbei die Polymer-Schicht 152 an allen Befestigungsvorrichtungen 120, 121, 122 vorgesehen, sie kann aber auch nur in einer oder einem Teil der Befestigungsvorrichtungen 120, 121, 122 vorgesehen sein. Die Befestigungsvorrichtungen 120, 121, 122 weisen hierbei jeweils auf der der Leiterplatte 200 zugewandten Seite der Befestigungsvorrichtung 120, 121, 122 eine mit der Leiterplatte 200 verbindbare Endmetallisierung 150, beispielsweise eine Gold- oder Kupferschicht auf. Die Polymer-Schicht 152 ist hierbei an beliebiger Stelle zwischen der Endmetallisierung 150 und dem Trägersubstrat 102 angeordnet.
Das Ausführungsbeispiel gemäß 1 zeigt hierbei ein optoelektronisches Bauelement 100 mit mehrlagigen Befestigungsvorrichtungen 120, 121, 122. In diesem Ausführungsbeispiel weisen die Befestigungsvorrichtungen 120, 121, 122 insgesamt vier Schichten 150, 151, 152, 153 auf, welche parallel zum Trägersubstrat 102 angeordnet sind. Direkt am Trägersubstrat 101 ist hierbei eine Kupferschicht 153 vorgesehen, im Anschluss an die Kupferschicht 153 ist die Polymer-Schicht 152 angeordnet, daran anschließend eine Nickelschicht 151 sowie an der Nickelschicht 151 die Endmetallisierung 150, beispielsweise eine Goldschicht, zur Befestigung an der Leiterplatte 200.
Die trägerseitigen Befestigungsvorrichtungen 220, 221, 222 sind beispielsweise aus Kupfer, allerdings kann auch jedes andere mittels geeigneter Prozesse verbindbare Material verwendet werden. Über ein Lot 320 werden die Befestigungsvorrichtungen 120, 121, 122 mittels der Endmetallisierung 150 mit den trägerseitigen Befestigungsvorrichtungen 220, 221, 222 verbunden. Eine mögliche nicht einschränkende Zusammensetzung eines Lotmaterials ist 96,5% Sn, 3% Ag und 0,5% Cu.
Die Befestigungsvorrichtungen 120, 121, 122 eines optoelektronischen Bauelements 100, welche den Anschluss bzw. das Terminal des optoelektronischen Bauelements 100 darstellen, müssen hohen thermischen und/oder mechanischen Belastungen gewachsen sein, je nach Anwendungsbereich des optoelektronischen Bauelements 100. Durch thermische und/oder mechanische Belastungen können im Bereich der Befestigungsvorrichtungen 120, 121, 122 Materialermüdungserscheinungen, beispielsweise Risse, auftreten, wodurch die Funktion der Befestigungsvorrichtungen 120, 121, 122, d. h. die mechanische, thermische und/oder elektrische Verbindung des optoelektronischen Bauelements 100 mit anderen Komponenten nicht mehr gewährleistet ist. Diese Probleme werden durch das Vorsehen einer Polymer-Schicht 152 in den Befestigungsvorrichtungen 120, 121, 122 gelöst oder zumindest vermindert. Die Polymer-Schicht 152 dient als Dämpfungsschicht innerhalb der Befestigungsvorrichtungen 120, 121, 122 und kann mechanische Belastungen kompensieren oder zumindest abschwächen, so dass sich diese Belastungen weniger stark auf die Befestigungsvorrichtungen 120, 121, 122 und/oder das Lot 320 auswirken, so dass die Lebensdauer und Belastbarkeit der Befestigungsvorrichtungen 120, 121, 122 und/oder des Lotes 320 erhöht wird.
Insbesondere bei einer Lötverbindung zwischen den Befestigungsvorrichtungen 120, 121, 122 des optoelektronischen Bauelements 100 und den trägerseitigen Befestigungsvorrichtungen 220, 221, 222 der Leiterplattes 200, ist die Lötverbindung mechanischen Belastungen, beispielsweise bei Verarbeitung, Montage und Transport der Anordnung 300, sowie thermischen Belastungen, beispielsweise durch die Wärmeentwicklung des optoelektronischen Bauelements 100, ausgesetzt. Verstärkt treten solche Probleme insbesondere bei der Verwendung von Metallleiterplatten und optoelektronischen Bauelementen 100 mit Keramiksubstrat auf, da in diesem Fall sehr hohe Unterschiede im Längenausdehnungskoeffizient zwischen Trägersubstrat 101 und Leiterplatte 200 zu starken Spannungen an der Verbindungsstelle zwischen den Befestigungsvorrichtungen 120, 121, 122 und den trägerseitigen Befestigungsvorrichtungen 220, 221, 222 führen. Bei der Kombination aus Metallleiterplatte und Keramiksubstrat treten insbesondere Degradationen an der Stelle des Lotes 320 auf, wodurch es bei Beschädigungen des Lotes 320 zu einer verminderten Haftung des optoelektronischen Bauelements 100 auf der Leiterplatte 200 oder im Falle einer betroffenen elektrischen Verbindung sogar zu einer Unterbrechung der Stromzufuhr und damit zu einem Funktionsausfall des optoelektronischen Bauelements 100 kommen kann. Herkömmliche Wärmeleitkleber kommen daher als Material für die Polymerschicht nicht in Frage, da diese keine ausreichende elektrische Leitfähigkeit besitzen.
In den 2a und 2b ist das Problem einer Beschädigung der Befestigungsvorrichtungen 120, 121, 122 nochmals veranschaulicht. 2a zeigt hierbei eine Ansicht auf das Trägersubstrat 101 mit Befestigungsvorrichtungen 120, 121, 122 eines Beispiels eines optoelektronischen Bauelements 100. Hierbei stellen die äußeren, schmäleren Befestigungsvorrichtungen 120, 122 die Kontaktpads zur elektrischen Kontaktierung des optoelektronischen Bauelements 100 dar und die mittlere, größere Befestigungsvorrichtung 121 stellt das Wärmepad zur thermischen Anbindung des optoelektronischen Bauelements an die Leiterplatte 200 dar. Beschädigungen auf Grund von thermischer und/oder mechanischer Belastungen betreffen in der Regel zunächst die schmäleren, äußeren Befestigungsvorrichtungen 120, 122. Das größere und zentral gelegene Wärmepad ist in der Regel weniger stark oder gar nicht von solchen Rissen betroffen. Derartige Risse 400 sind beispielhaft in der 2b dargestellt. Hierbei zeigt der Pfeil B schematisch an, wie eine Ausbreitungsfront 410 von Rissen 400 sich von der Außenkante der Kontaktpads in Richtung des Wärmepads fortsetzen. Insbesondere wenn bei einem optoelektronischen Bauelement die Befestigungsvorrichtungen 120, 121, 122 für die elektrischen Kontakte kleiner ausgebildet sind als die Befestigungsvorrichtungen 120, 121, 122 für den thermischen Kontakt, kann es bei Belastungen sehr schnell zur einer Beeinträchtigung der elektrischen Verbindung und damit zu einem Funktionsausfall des optoelektronischen Bauelements 100 kommen. Diesem Problem wirkt die vorliegende Erfindung entgegen durch das Vorsehen der Polymer-Schicht 152 zumindest im Bereich der Kontaktpads, so dass die weiche und nachgiebige Polymer-Schicht 152 Spannungen zwischen den Bauteilen ausgleichen kann. Durch das Vorsehen elektrisch leitfähiger Materialien wie Metall oder Kohlenstoffmodifikationen in der Polymer-Schicht ist darüber hinaus die elektrische und/oder thermische Leitfähigkeit der Polymer-Schicht 152 gewährleistet. Vorzugsweise stellt die Polymer-Schicht 152 die weichste Schicht im Verbindungsgefüge zwischen dem optoelektronischen Bauelement 100 und der Leiterplatte 200 dar, d. h. die weichste Schicht innerhalb des Schichtenaufbaus von Befestigungsvorrichtungen 120, 121, 122, Lot 320 und trägerseitigen Befestigungsvorrichtungen 220, 221, 222. Belastungen, wie beispielsweise Spannungen wirken sich somit in ersten Linie auf die Polymer Schicht 152, welche wiederum nachgiebig, elastisch und/oder verformbar ist, so dass die Polymer-Schicht 152 derartige Spannungen vermindern oder kompensieren kann ohne selbst beschädigt zu werden.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Querschnitts einer Anordnung 330 aus einem optoelektronische Bauelement 135 und einer Leiterplatte 200 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
Die Befestigungsvorrichtungen 130, 131, 132 sind wieder als Schichtaufbau und mehrlagig ausgebildet und weisen die gleichen Schichten auf wie das erste Ausführungsbeispiel in 1, lediglich haben die Schichten eine andere Abfolge. Die Polymer-Schicht ist hierbei direkt am Trägersubstrat 101 des optoelektronischen Bauelements 135 angeordnet, an die Polymer-Schicht 152 schliessen sich dann die Kupferschicht 153, die Nickelschicht 151 sowie die Endmetallisierung 150 an, welche dann mittels des Lotes 320 mit den trägerseitigen Befestigungsvorrichtungen 220, 221, 222 der Leiterplatte 200 verbunden sind. Abgesehen von der unterschiedlichen Anordnung der Schichten gelten die in Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel gemäß 1 gemachten Erläuterungen.
3 zeigt eine schematische Darstellung eines Querschnitts einer Anordnung 340 aus einem optoelektronische Bauelement 145 und einer Leiterplatte 200 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
Die Befestigungsvorrichtungen 130, 131, 132 sind wieder als Schichtaufbau, jedoch nur mit einer einlagigen Anschlussmetallisierung ausgebildet. Die Polymer-Schicht ist hierbei wieder direkt am Trägersubstrat 101 des optoelektronischen Bauelements 145 angeordnet und an die Polymer-Schicht 152 schließt sich direkt Endmetallisierung 150 beispielsweise aus Gold oder Kupfer an, welche dann mittels des Lotes 320 mit den trägerseitigen Befestigungsvorrichtungen 220, 221, 222 der Leiterplatte 200 verbunden sind. Abgesehen von der unterschiedlichen Anzahl und Anordnung der Schichten gelten die in Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel gemäß 1 gemachten Erläuterungen.
Die Polymer-Schicht 152 hat den Vorteil, dass sie durch das Vorsehen von Metall oder Kohlenstoff innerhalb der Schicht sowohl für elektrische Kontakte als auch für die thermischen Kontakte geeignet ist, da Metall oder Kohlenstoffmodifikationen sowohl elektrisch leitend als auch wärmeleitfähig ist. Somit kann unabhängig davon, an welcher der Befestigungsvorrichtungen 120, 121, 122, 130, 131, 132, 140, 141, 142 die Polymer-Schicht 152 vorgesehen ist, immer das gleiche Material für die Polymer-Schicht 152 verwendet werden, was die Herstellung einfacher und kostengünstiger macht.
Vorzugsweise weist die Polymer-Schicht 152 innerhalb eines Polymers dispergierte Metallpartikel auf. Das Vorsehen weiterer Stoffe zur weitergehenden Beeinflussung der Materialeigenschaften der Polymer-Schicht 152 ist hierbei nicht ausgeschlossen. Die Metallpartikel können aus Edelmetall und/oder einem Halbedelmetall sein, beispielsweise aus Gold, Silber, Platin oder Kupfer. Gold und Platin haben hierbei den Vorteil, dass sie eine geringe Korrosion und somit eine verbesserte Altersbeständigkeit aufweisen. Die Polymer-Schicht 152 stellt somit eine dünne Elektrode dar. Eine weitere Möglichkeit stellt die Verwendung von einem Polymer dar, welches auf Kohlenstoff basierende Partikel enthält, beispielsweise Partikel aus Graphit oder Graphen.
Die Konzentration der Metallpartikel oder der auf Kohlenstoff basierenden Partikel in dem Polymer beträgt mehr als 80%, vorzugsweise mehr als 83%, besonders bevorzugt mehr als 85%. Als alternative Ausführungsform kann auch eine mit einem Metall umhüllte Polymerschicht vorgesehen sein.
Vorzugsweise liegt die Größe der Metallpartikel oder der auf Kohlenstoff basierenden Partikel im Bereich von 100 nm bis 40 μm. Die Partikel können hierbei in der Form von annährend kugelförmigen Partikeln vorliegen mit einem mittleren Durchmesser von 50 nm bis 100 nm oder als Flakes ausgebildet sein, welche eine Dicke von einigen μm und eine Länge von beispielsweise 30 μm bis 40 μm aufweisen können.
Als Polymer kann insbesondere ein Polyamid (PA), Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), Polypropylen (PP), Polyethylen (PE) Polyethylenterephthalat (PET), ein Epoxid, Acrylat, Silikon oder Polyurethan (PU) verwendet werden, da diese Polymere eine gute Hitze- und UV-Beständigkeit aufweisen.
Die Polymerschicht kann mittels bekannter Verfahren aufgebracht werden, beispielsweise Siebdruck, Dispensen, Aufsprühen und gegebenenfalls anschließendes Strukturieren mittels Laser oder anderer Verfahren.
Bei optoelektronischen Bauelementen 100, 135, 145, insbesondere Leuchtdioden, tritt eine hohe Wärmeentwicklung an dem optoelektronischen Bauelement 100, 135, 145 auf. Derartig hohe Wärmeentwicklungen kommen bei elektronischen Bauelementen, wie beispielsweise Kondensatoren, nicht vor. Zur Wärmeableitung wird daher ein flächenmäßig großes Wärmepad an dem optoelektronischen Bauelement 100, 135, 145 vorgesehen, welches zum Zwecke der Wärmespreizung mit der Leiterplatte 200 und/oder anderen Komponenten wärmeleitend verbunden ist. Auf Grund der Temperaturänderung, welcher das optoelektronische Bauelement 100, 135, 145 ausgesetzt ist und welche typischerweise im Bereich von –40 °C bis 150 °C liegt, und/oder der erhöhten Temperaturen von bis zu 270 °C während der Fertigung oder Montage des optoelektronischen Bauelements 100, 135, 145 kann es daher insbesondere durch den flächenmäßig großen Kontakt zwischen dem optoelektronischen Bauelement 100, 135, 145 und der Leiterplatte 200 zu Spannungen innerhalb der Anordnung kommen, welche sich wie bereits beschrieben negativ auf das Lotgefüge auswirken können. Dieses Problem wird durch die als Puffer für Spannungen wirkende Polymer-Schicht 152 gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst oder zumindest reduziert. Durch die vorliegenden Erfindung wird somit nicht das optoelektronische Bauelement selbst sondern die Befestigungsvorrichtungen geschützt, da die Degradationen an den Befestigungsvorrichtungen und der Verbindungsstelle, nicht jedoch am optoelektronischen Bauelement selbst auftreten.
Auch durch hohe Temperaturschwankungen, d. h. bei Temperaturwechselzyklen, kann es bei den bekannten optoelektronischen Bauelementen zu Ausfällen kommen. Bislang konnte daher bei den bekannten optoelektronischen Bauelementen nur ein Temperaturhub von ungefähr 0°C bis 85°C bewältigt werden. Mit der vorliegenden Anordnung mit einer Polymer-Schicht 152 wird eine zykelstabile Befestigung des optoelektronischen Bauelements 100, 135, 145 an der Leiterplatte 200 geschaffen, welche mehr Temperaturwechselzykel bis zu einem Ausfall und/oder einen erweiterten Einsatzbereich ermöglicht, da die Anordnung auch bei einem größeren Temperaturhub von beispielsweise –40°C bis 125°C verwendet werden kann. Hierdurch kann die erfindungsgemäße Anordnung beispielsweise auch im Bereich Automotive in der Automobilindustrie angewendet werden. Auch werden hierdurch statt der bekannten 300 bis 500 Temperaturzykel mit der vorliegenden Anordnung bis zu 3000 Temperaturzykel ohne Funktionsausfall bewältigt.
Das optoelektronische Bauelement 100, 135, 145 kann insbesondere eine oder mehrere Hochleistungs-Leuchtdioden aufweisen. Unter Hochleistungs-Leuchtdioden sollen in der vorliegenden Anmeldung High Power Leuchtdioden, die eine Leistungsaufnahme von wenigstens 1 W haben, verstanden werden. Typischerweise liegt bei High Power Leuchtdioden die Leistungsaufnahme pro Halbleiterchip zwischen 1 W und 3 W.
Ein solches optoelektronisches Bauelement 100, 135, 145 mit zumindest einer Hochleistungs-Leuchtdiode kann besonders vorteilhaft mit einer Leiterplatte 200 kombiniert werden, die eine Metallleiterplatte ist. Hochleistungs-Leuchtdioden stellen aufgrund ihrer hohen Leistungsaufnahme und der damit einhergehenden hohen anfallenden Verlustwärme erhöhte Anforderungen an die Wärmeableitung. Diesen erhöhten Anforderungen wird durch eine Metallleiterplatte Rechnung getragen, welche auf Grund des Metallanteils oder Metallkerns eine verbesserte Wärmespreizung und Wärmeableitung gegenüber beispielsweise Kunststoffleiterplatten bietet.
Diese besonders vorteilhafte Kombination von Hochleistungs-Leuchtdioden und Metallleiterplatten war bislang auf Grund der verschiedenen Längenausdehnungskoeffizienten nicht möglich. Bereits ab einer Differenz im Längenausdehnungskoeffizienten von mehr als 8 ppm/K treten bei bekannten Anordnungen starke Degradationserscheinungen auf. Eine Kombination beispielsweise einer Hochleistungs-Leuchtdiode, welche meist ein Keramik-Trägersubstrat aufweist mit einem Längenausdehnungskoeffizienten von ca. 4 ppm/K, mit einer Metallkernleiterplatte mit einem Aluminiumkern, welche einen Längenausdehnungskoeffizienten von ca. 24 ppm/K aufweist, wird erst durch die vorliegende Erfindung ermöglicht.
Mit einer Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung liegt somit keine Einschränkung bezüglich der verwendbaren Schaltungsträgermaterialien mehr vor, d. h. es können thermisch optimierte Leiterplattensubstrate wie IMS (englische Abkürzung für Insulate Metal Substrate) oder Metallkernplatinen (englisch Metal Core Printed Circuit Board MCPCB) beispielsweise auf Aluminium- oder Kupfer-Basis verwendet werden. Es gibt somit keine Einschränkung bei der Auswahl der Materialkombinationen mehr und es steht eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten offen. Es sind keine zusätzlichen Prozessschritte wie beispielsweise ein Unterfüllen (Underfill) der Lötstelle mehr nötig, wodurch der Herstellungsprozess vereinfacht wird. Dadurch, dass thermisch optimierte Leiterplatten verwendet werden können, ist eine höhere Packungsdichte der optoelektronischen Bauelemente möglich und somit kleinere Pitchabstände. Des Weiteren ergibt sich eine große Designfreiheit in den Schaltungsebenen und in der Gestaltung der Befestigungsarten an den Befestigungsvorrichtungen sowie in der Lötkontaktgestaltung. Auch ist für die vorliegende Erfindung eine massentaugliche Verarbeitung möglich.
ABSCHLIESSENDE FESTSTELLUNG
Die erfindungsgemäße Anordnung wurde zur Veranschaulichung des zugrundeliegenden Gedankens anhand einiger Ausführungsbeispiele beschrieben. Die Ausführungsbeispiele sind dabei nicht auf bestimmte Merkmalskombinationen beschränkt. Auch wenn einige Merkmale und Ausgestaltungen nur im Zusammenhang mit einem besonderen Ausführungsbeispiel oder einzelnen Ausführungsbeispielen beschrieben wurden, können sie jeweils mit anderen Merkmalen aus anderen Ausführungsbeispielen kombiniert werden. Es ist ebenso möglich, in Ausführungsbeispielen einzelne dargestellte Merkmale oder besondere Ausgestaltungen wegzulassen oder hinzuzufügen, soweit die allgemeine technische Lehre realisiert bleibt.
Bezugszeichenliste

100: erstes optoelektronisches Bauelement
101: Trägersubstrat
102: Halbleiterchip
104: Kontaktseite
108: Strahlungsemissionsseite
111: Metallisierung
112: Leiterverbindung
113: ESD Chip
114: Bonddraht
115: Linse
120, 121, 122: Befestigungsvorrichtungen von 100
135: zweites optoelektronisches Bauelement
130, 131, 132: Befestigungsvorrichtungen von 135
145: drittes optoelektronisches Bauelement
140, 141, 142: Befestigungsvorrichtungen von 145
150: Endmetallisierung
151: Nickelschicht
152: Polymer-Schicht
153: Kupferschicht
200: Leiterplatte
201: Dielektrikum
202: Leiterplattensubstrat
220, 221, 222: trägerseitige Befestigungsvorrichtungen
300: Anordnung gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels
320: Lotverbindung
330: Anordnung gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels
340: Anordnung gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels
400: Risse
410: Ausbreitungsfront der Risse 400

Claims

Anordnung (300, 330, 340) aus einem optoelektronischen Bauelement (100, 135, 135) und einer Leiterplatte (200), wobei das optoelektronische Bauelement (100, 135, 135) eine Vielzahl von Befestigungsvorrichtungen (120, 121, 122, 130, 131, 132, 140, 141, 142) aufweist, mittels derer das optoelektronische Bauelement (100, 135, 135) auf der Leiterplatte (200) befestigt ist, und wobei zumindest eine der Vielzahl von Befestigungsvorrichtungen (120, 121, 122, 130, 131, 132, 140, 141, 142) eine Polymer-Schicht (152) aufweist, welche Metall und/oder Kohlenstoff enthält.
Anordnung (300, 330, 340) nach Anspruch 1, wobei die Befestigungsvorrichtungen (120, 121, 122, 130, 131, 132, 140, 141, 142) mittels einer Lotverbindung (320) auf der Leiterplatte (200) befestigt sind.
Anordnung (300, 330, 340) nach einem der vorhergehenden, wobei die Vielzahl von Befestigungsvorrichtungen (120, 121, 122, 130, 131, 132, 140, 141, 142) zumindest zwei Kontaktpads zur elektrischen Verbindung des optoelektronisches Bauelements (100, 135, 135) mit der Leiterplatte (200) und zumindest ein Wärmepad zur thermischen Verbindung des optoelektronischen Bauelements (100, 135, 135) mit der Leiterplatte (200) aufweisen.
Anordnung (300, 330, 340) nach Anspruch 3, wobei zumindest die Kontaktpads die Polymer-Schicht (152) aufweisen.
Anordnung (300, 330, 340) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das optoelektronische Bauelement(100, 135, 135) zumindest einen Halbleiterchip (102) zur Emission elektromagnetischer Strahlung aufweist, welcher auf einem Trägersubstrat (101) angeordnet ist.
Anordnung (300, 330, 340) nach Anspruch 5, wobei das Trägersubstrat (101) ein Keramiksubstrat ist.
Anordnung (330, 340) nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Polymer-Schicht (152) in direktem Kontakt mit dem Trägersubstrat (101) angeordnet ist.
Anordnung (300) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei zwischen der Polymer-Schicht (152) und dem Trägersubstrat (101) zumindest eine weitere Schicht angeordnet ist.
Anordnung (300, 330, 340) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Polymer-Schicht (152) ein Metallpartikel enthaltendes Polymer ist oder eine mit einer Metallschicht umhüllte Polymerschicht oder ein Polymer, welches auf Kohlenstoff basierende Partikel enthält.
Anordnung (300, 330, 340) nach Anspruch 9, wobei die Metallpartikel aus einem Edelmetall und/oder einem Halbedelmetall, bevorzugt aus Silber, Gold, Kupfer, Platin, oder einer Mischung hieraus sind, und wobei die auf Kohlenstoff basierenden Partikel aus Graphit, Graphen oder einer Mischung hieraus sind.
Anordnung (300, 330, 340) nach Anspruch 9 oder 10, wobei die Konzentration der Metallpartikel oder der auf Kohlenstoff basierenden Partikel in dem Polymer mehr als 80%, vorzugsweise mehr als 83%, besonders bevorzugt mehr als 85% beträgt.
Anordnung (300, 330, 340) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die Größe der Metallpartikel oder der auf Kohlenstoff basierenden Partikel im Bereich von 100 nm bis 40 μm liegt.
Anordnung (300, 330, 340) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Polymer ein Polyamid, Acrylnitril-Butadien-Styrol, Polypropylen, Polyethylen, Polyethylenterephthalat, Epoxid, Acrylat, Silikon oder Polyurethan ist.
Anordnung (300, 330, 340) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das optoelektronische Bauelement (100, 135, 135) zumindest eine Hochleistungs-Leuchtdiode umfasst.
Anordnung (300, 330, 340) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leiterplatte (200) eine Metallleiterplatte ist, welche vorzugsweise einen Metallkern aus Aluminium oder Kupfer aufweist.