DE102012109216A1 - Optoelektronische Baugruppe und Verfahren zum Betreiben einer optoelektronischen Baugruppe - Google Patents

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Abstract

In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird eine optoelektronische Baugruppe (10) bereitgestellt. Die optoelektronische Baugruppe (10) weist mindestens ein erstes Bauelement (12) zum Emittieren erster elektromagnetischer Strahlung und mindestens ein erstes fotoempfindliches Bauelement (14) zum Regeln des ersten Bauelements (12) auf. Das erste fotoempfindliche Bauelement (14) ist mit dem ersten Bauelement (12) elektrisch parallel geschaltet und weist einen ersten strahlungsempfindlichen Bereich auf, der in einem Strahlengang der ersten elektromagnetischen Strahlung angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Baugruppe und ein Verfahren zum Betreiben einer optoelektronischen Baugruppe
  • Elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelemente, wie beispielsweise LEDs oder OLEDS oder Laser, erzeugen abhängig von ihrer Bauart elektromagnetische Strahlung mit unterschiedlicher Strahlstärke und/oder in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen, beispielsweise Licht unterschiedlicher Farbe. Somit können für unterschiedliche Anwendungen bestimmte elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelemente ausgewählt werden, deren Lichtstärke und/oder Wellenlängenbereich, beispielsweise die Farbe, für den entsprechenden Anwendungsbereich geeignet ist.
  • Mit zunehmender Betriebsdauer können die elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelemente jedoch altern, was beispielsweise eine Abnahme der Effizienz und/oder der Lichtstärke, und damit der wahrgenommenen Helligkeit, bewirken kann und/oder was eine Verschiebung des Wellenlängenbereichs der erzeugten elektromagnetischen Strahlung, und damit der wahrgenommenen Farbe bewirken kann.
  • Alternativ oder zusätzlich können die elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelemente temperaturempfindlich sein, so dass beispielsweise eine Temperaturzunahme eine Abnahme der Effizienz und/oder der Lichtstärke bzw. Lichtintensität, und damit der wahrgenommenen Helligkeit, bewirken kann und/oder eine Verschiebung des Wellenlängenbereichs der erzeugten elektromagnetischen Strahlung, und damit der wahrgenommenen Farbe, bewirken kann.
  • Diese Veränderungen der elektromagnetischen Strahlung können beispielsweise kompensiert werden, indem die entsprechenden Bauelemente, die die elektromagnetische Strahlung erzeugen, mittels eines Regelkreises betrieben werden. Ein derartiger Regelkreis kann beispielsweise einen Fotosensor aufweisen, der die elektromagnetische Strahlung erfasst. Abhängig von der erfassten elektromagnetischen Strahlung kann eine Energiezufuhr, beispielsweise eine Spannungs- und/oder Stromzufuhr, in das entsprechende Bauelement derart eingestellt werden, dass die Alterungs- oder temperaturbedingten Änderungen ganz oder teilweise kompensiert werden. Derartige Regelkreise sind jedoch relativ kostspielig und aufwendig in der Herstellung.
  • In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird eine optoelektronische Baugruppe bereitgestellt, die ermöglicht, elektromagnetische Strahlung bereitzustellen, die über eine lange Betriebsdauer der optoelektronischen Baugruppe und/oder über einen großen Temperaturbereich hinweg keinen oder zumindest nur geringen Veränderungen unterliegt, und/oder die einfach und/oder kostengünstig ausgebildet ist.
  • In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Verfahren zum Betreiben einer optoelektronischen Baugruppe bereitgestellt, das ermöglicht, die optoelektronische Baugruppe über eine lange Betriebsdauer und/oder bei unterschiedlichen Temperaturen auf kostengünstige Weise derart zu betreiben, dass die elektromagnetische Strahlung keinen oder zumindest lediglich geringen Veränderungen unterliegt.
  • In verschiedenen Ausführungsformen wird eine optoelektronische Baugruppe bereitgestellt, die mindestens ein erstes Bauelement zum Emittieren erster elektromagnetischer Strahlung und ein erstes fotoempfindliches Bauelement zum Regeln des ersten Bauelements aufweist. Das erste fotoempfindliche Bauelement ist mit dem ersten Bauelement elektrisch parallel geschaltet. Das erste fotoempfindliche Bauelement weist einen ersten strahlungsempfindlichen Bereich auf, der in einem Strahlengang der ersten elektromagnetischen Strahlung angeordnet ist.
  • Ein elektrischer Widerstand des ersten fotoempfindlichen Bauelements hängt von der auf den ersten strahlungsempfindlichen Bereich einfallenden elektromagnetischen Strahlung ab. Das erste fotoempfindliche Bauelement kann auch als erster Fotowiderstand bezeichnet werden. Wird die optoelektronische Baugruppe in Betrieb genommen, so wird das erste fotoempfindliche Bauelement zunächst nicht bestrahlt und weist somit einen sehr hohen elektrischen Widerstand auf. Dies führt dazu, dass ein elektrischer Strom, beispielsweise ein Gesamtstrom, der durch die optoelektronische Baugruppe fließt, im Wesentlichen als Nutzstrom über das erste Bauelement fließt, welches in Reaktion auf den Nutzstrom die erste elektromagnetische Strahlung emittiert. Zumindest ein Anteil der ersten elektromagnetischen Strahlung trifft auf den ersten strahlungsempfindlichen Bereich des ersten fotoempfindlichen Bauelements, was eine Verringerung des elektrischen Widerstandes des ersten fotoempfindlichen Bauelements bewirkt. Die Verringerung des elektrischen Widerstandes des ersten fotoempfindlichen Bauelements bewirkt, dass ein Teil des Gesamtstroms der durch die optoelektronische Baugruppe fließt, nun als Reservoirstrom über das erste fotoempfindliche Bauelement fließt, so dass weniger Nutzstrom über das erste Bauelement fließt. Dieses Wechselverhalten kann es sich nach einer kurzen Zeitdauer, beispielsweise nach wenigen Millisekunden, einpendeln, so dass ein konstanter Nutzstrom über das erste Bauelement und ein konstanter Reservoirstrom über das erste fotoempfindliche Bauelement fließt, vorausgesetzt, dass der Gesamtstrom im Wesentlichen konstant ist. Der konstante Nutzstrom über das erste Bauelement bewirkt, dass die elektromagnetische Strahlung eine im Wesentlichen konstante Strahlstärke hat und/oder in einem konstant bleibenden Wellenlängenbereich liegt.
  • Nach einer langen Betriebsdauer kann das erste Bauelement derart altern und/oder das erste Bauelement kann einer Temperaturveränderung derart unterliegen, dass es bei gleichbleibendem Nutzstrom elektromagnetische Strahlung mit einer geringeren Lichtintensität und/oder Lichtstärke oder in einem verschobenen Wellenlängenbereich erzeugt. Dies kann bewirken, dass der elektrische Widerstand des ersten fotoempfindlichen Bauelements zunimmt, was wiederum bewirkt, dass ein größerer Teil des Gesamtstroms als Nutzstrom über das erste Bauelement fließt. Der erhöhte Nutzstrom über das erste Bauelement bewirkt wiederum eine Erhöhung der Lichtstärke und/oder Lichtintensität und/oder eine Rückverschiebung des Farbortbereichs und damit eine Kompensation der alterungs- bzw. temperaturbedingten Veränderung.
  • Somit bewirkt das mit dem ersten Bauelement parallel geschaltete erste fotoempfindliche Bauelement eine automatische Regelung, beispielsweise eine interne automatische Regelung, der optoelektronischen Baugruppe ohne dass dazu ein eigener Regelschaltkreis vorgesehen werden muss. In anderen Worten stellt das mit dem ersten Bauelement parallel geschaltete erste fotoempfindliche Bauelement eine automatische Regelung des ersten Bauelements und/oder eine interne automatische Regelung der elektronischen Baugruppe dar. Das erste fotoempfindliche Bauelement kann einfach und kostengünstig hergestellt werden und in der optoelektronischen Baugruppe mit dem ersten Bauelement einfach eingekoppelt werden. Somit ermöglicht die optoelektronische Baugruppe das Bereitstellen elektromagnetischer Strahlung ohne oder mit zumindest lediglich einer geringen Veränderung der elektromagnetischen Strahlung über eine besonders lange Betriebsdauer und/über Temperaturänderungen hinweg.
  • Das erste Bauelement zum Emittieren erster elektromagnetischer Strahlung kann beispielsweise ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Halbleiterbauelement, beispielsweise eine LED oder eine OLED sein. Das erste fotoempfindliche Bauelement kann beispielsweise ein Fotowiderstand und/oder Fototransistor und/oder eine Fotodiode und/oder eine andere Arten von Halbleiterbauteil sein. Das fotoempfindliche Bauelement kann beispielsweise eine Cadmiumsulfid- oder Cadmiumselenid-Schicht auf einem Substrat, beispielsweise einem Keramiksubstrat, oder ein anderes Halbleitermaterial, beispielsweise Si, GaN, GaAs, etc., aufweisen. Ferner kann das fotoempfindliche Bauelement mit Kunstharz beschichtet oder darin eingebettet sein oder eine Glasabdeckung aufweisen.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen weist die optoelektronische Baugruppe mindestens ein zweites Bauelement zum Emittieren zweiter elektromagnetischer Strahlung auf. Der erste strahlungsempfindliche Bereich des ersten fotoempfindlichen Bauelements ist nicht in einem Strahlengang der zweiten elektromagnetischen Strahlung angeordnet. Beispielsweise ist der erste strahlungsempfindliche Bereich des ersten fotoempfindlichen Bauelements außerhalb des Strahlengangs der zweiten elektromagnetischen Strahlung angeordnet. In anderen Worten sind das zweite Bauelement und das erste fotoempfindliche Bauelement so angeordnet, dass die zweite elektromagnetische Strahlung das erste fotoempfindliche Bauelement nicht beeinflusst.
  • Das zweite Bauelement kann beispielsweise die zweite elektromagnetische Strahlung in einem anderen Wellenlängenbereich erzeugen wie das erste Bauelement die erste elektromagnetische Strahlung. Beispielsweise kann das erste Bauelement Licht einer anderen Farbe erzeugen wie das zweite Bauelement. Beispielsweise können die beiden Bauelemente zusammen in einer optoelektronischen Baugruppe angeordnet sein, so dass sich die erste und die zweite elektromagnetische Strahlung mischen, um gezielt mittels einer Farbmischung elektromagnetische Strahlung mit einer vorgegebenen Farbe zu erzeugen.
  • Bauelemente zum Emittieren elektromagnetischer Strahlung in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen können entsprechend unterschiedlich schnell altern und/oder unterschiedlich auf Temperaturveränderungen reagieren. Beispielsweise kann das erste Bauelement relativ schnell altern und/oder relativ stark auf Temperaturveränderungen reagieren und das zweite Bauelement kann beispielsweise relativ langsam altern und/oder relativ wenig auf Temperaturveränderungen reagieren. Die Kopplung des ersten fotoempfindlichen Bauelements mit dem ersten Bauelement kann dann nicht nur dazu beitragen, die erste elektromagnetische Strahlung ohne oder mit zumindest relativ geringen Veränderungen bei Alterung und/oder Temperaturveränderungen zu erzeugen, sondern auch die elektromagnetische Strahlung, die durch eine Mischung der ersten und zweiten elektromagnetischen Strahlung erzeugt wird, ohne oder mit zumindest relativ geringen Veränderungen bei Alterung und/oder Temperaturveränderungen zu erzeugen.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen weist die optoelektronische Baugruppe ein zweites fotoempfindliches Bauelement auf, der mit dem zweiten Bauelement elektrische parallel geschaltet ist und der einen zweiten strahlungsempfindlichen Bereich aufweist. Der zweite strahlungsempfindliche Bereich ist in einem Strahlengang der zweiten elektromagnetischen Strahlung angeordnet. Beispielsweise kann das zweite Bauelement dem ersten Bauelement entsprechend ausgebildet sein und/oder das zweite fotoempfindliche Bauelement kann dem ersten fotoempfindlichen Bauelement entsprechend ausgebildet sein. In diesem Fall dient das erste fotoempfindliche Bauelement zum Regeln des ersten Bauelements und das zweite fotoempfindliche Bauelement dient zum Regeln des zweiten Bauelements. Das zweite fotoempfindliche Bauelement kann beispielsweise als zweiter Fotowiderstand ausgebildet sein und/oder als zweiter Fotowiderstand bezeichnet werden.
  • Alternativ dazu können die beiden Bauelemente bezüglich ihres Verhaltens beim Altern und/oder einer Temperaturveränderung unterschiedlich sein und das erste bzw. zweite fotoempfindliche Bauelement können diesem unterschiedlichen Verhalten entsprechend angepasst sein. Beispielsweise kann das erste Bauelement relativ schnell altern und/oder relativ stark auf Temperaturveränderung reagieren und das zweite Bauelement kann relativ langsam altern und/oder relativ wenig auf Temperaturveränderung reagieren und die fotoempfindlichen Bauelemente können beispielsweise so gewählt werden, dass der erste Reservoirstrom für das erste Bauelement und der zweite Reservoirstrom für das zweite Bauelement auf die jeweilige Veränderung des Bauelements angepasst ist.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen weist die optoelektronische Baugruppe mindestens das zweite Bauelement zum Emittieren zweiter elektromagnetischer Strahlung und das zweite fotoempfindliche Bauelement auf. Das zweite fotoempfindliche Bauelement ist mit dem zweiten Bauelement elektrisch parallel geschaltet und weist einen zweiten strahlungsempfindlichen Bereich auf, der in einem Strahlengang der zweiten elektromagnetischen Strahlung angeordnet ist. Bei diesen Ausführungsformen können das erste fotoempfindliche Bauelement zu dem zweiten Bauelement und/oder das zweite fotoempfindliche Bauelement zu dem ersten Bauelement beispielsweise derart angeordnet sein, dass die zweite elektromagnetische Strahlung auf den ersten strahlungsempfindlichen Bereich des ersten fotoempfindlichen Bauelements trifft bzw. die erste elektromagnetische Strahlung auf den zweiten strahlungsempfindlichen Bereich des zweiten fotoempfindlichen Bauelements trifft. Die fotoempfindlichen Bauelemente können jedoch beispielsweise so gewählt sein, dass das erste fotoempfindliche Bauelement im Wesentlichen nur auf die erste elektromagnetische Strahlung reagiert und das zweite fotoempfindliche Bauelement im Wesentlichen nur auf die zweite elektromagnetische Strahlung reagiert. Dies kann beispielsweise realisiert werden, indem die erste elektromagnetische Strahlung einen anderen Wellenlängenbereich aufweist als die zweite elektromagnetische Strahlung und indem das erste fotoempfindliche Bauelement im Wesentlichen in dem Wellenlängenbereich der ersten elektromagnetischen Strahlung sensitiv ist und das zweite fotoempfindliche Bauelement im Wesentlichen im Wellenlängenbereich der zweiten elektromagnetischen Strahlung sensitiv ist.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen ist der erste strahlungsempfindliche Bereich des ersten fotoempfindlichen Bauelements in einem Strahlengang der zweiten elektromagnetischen Strahlung angeordnet und in dem entsprechenden Strahlengang der zweiten elektromagnetischen Strahlung ist zwischen dem zweiten Bauelement und dem ersten fotoempfindlichen Bauelement ein erster Strahlfilter angeordnet, der die zweite elektromagnetische Strahlung abblockt. Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise das erste fotoempfindliche Bauelement auf die erste elektromagnetische Strahlung abgestimmt sein, was beispielsweise durch geeignete Wahl des Materials des ersten fotoempfindlichen Bauelements erreicht werden kann. Dies kann dazu beitragen, dass die zweite elektromagnetische Strahlung keinen oder lediglich einen vernachlässigbaren Einfluss auf das erste fotoempfindliche Bauelement hat. Der erste Strahlfilter kann beispielsweise ein Wellenlängen-selektiver Filter sein, der zumindest die zweite elektromagnetische Strahlung nicht durchlässt und die erste elektromagnetische Strahlung durchlässt.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen ist der zweite strahlungsempfindliche Bereich des zweiten fotoempfindlichen Bauelements in einem Strahlengang der ersten elektromagnetischen Strahlung angeordnet. In dem entsprechenden Strahlengang der ersten elektromagnetischen Strahlung ist zwischen dem ersten Bauelement und dem zweiten fotoempfindlichen Bauelement ein zweiter Strahlfilter angeordnet, der die erste elektromagnetische Strahlung abblockt. Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise das zweite fotoempfindliche Bauelement auf die zweite elektromagnetische Strahlung abgestimmt sein, was beispielsweise durch geeignete Wahl des Materials des zweiten fotoempfindlichen Bauelements erreicht werden kann. Der zweite Strahlfilter kann beispielsweise entsprechend dem ersten Strahlfilter ausgebildet sein, wobei der zweite Strahlfilter im Unterschied dazu die erste elektromagnetische Strahlung nicht durchlässt und die zweite elektromagnetische Strahlung durchlässt.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen ist der erste Strahlfilter auf dem ersten strahlungsempfindlichen Bereich angeordnet und/oder der zweite Strahlfilter ist auf dem zweiten Strahlungsempfindlichen Bereich angeordnet. Beispielsweise kann mindestens einer der Strahlfilter von einer Beschichtung auf dem strahlungsempfindlichen Bereich des entsprechenden fotoempfindlichen Bauelements gebildet sein. Der strahlungsempfindliche Bereich kann sich beispielsweise über eine oder über mehrere Oberflächen des entsprechenden fotoempfindlichen Bauelements erstrecken. Beispielsweise kann sich der Strahlfilter über eine oder mehrere, beispielsweise über alle strahlungsempfindlichen Bereiche des entsprechenden fotoempfindlichen Bauelements erstrecken. Beispielsweise kann das fotoempfindliche Bauelement mittels des Strahlfiltermaterials verkapselt sein.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen weist die optoelektronische Baugruppe einen ersten Träger auf, auf dem das erste Bauelement und das erste fotoempfindliche Bauelement angeordnet sind. Alternativ oder zusätzlich weist die optoelektronische Baugruppe ein erstes Gehäuse auf, in dem das erste Bauelement und das erste fotoempfindliche Bauelement und gegebenenfalls der erste Träger angeordnet sind. Beispielsweise kann der erste Träger ein Leiterrahmen (Leadframe), ein Leiterrahmenabschnitt des Leiterrahmens oder eine Leiterplatte sein. Das Gehäuse kann beispielsweise mittels eines Formwerkstoffs gebildet sein. Die optoelektronische Baugruppe kann in diesem Zusammenhang beispielsweise als LED-Package bezeichnet werden.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen ist das zweite Bauelement auf dem ersten Träger und/oder in dem ersten Gehäuse angeordnet. In andern Worten sind beide Bauelemente auf einem Träger, nämlich dem ersten Träger, und/oder in einem Gehäuse, nämlich dem ersten Gehäuse, angeordnet. Dies kann dazu beitragen, die optoelektronischen Baugruppe mit zwei Bauelementen zum Erzeugen der elektromagnetischen Strahlung kompakt auszubilden.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen ist das zweite fotoempfindliche Bauelement auf dem ersten Träger und/oder in dem ersten Gehäuse angeordnet. Dies trägt auf einfache Weise dazu bei das zweite Bauelement in dem ersten Gehäuse und/oder auf dem ersten Träger zu regeln.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen weist die optoelektronische Baugruppe einen zweiten Träger auf, auf dem das zweite Bauelement und das zweite fotoempfindliche Bauelement angeordnet sind. Alternativ oder zusätzlich weist die optoelektronische Baugruppe ein zweites Gehäuse auf, in dem das zweite Bauelement und das zweite fotoempfindliche Bauelement angeordnet sind. Dies kann beispielsweise dazu beitragen, zu verhindern, dass die zweite elektromagnetische Strahlung das erste fotoempfindliche Bauelement und/oder die erste elektromagnetische Strahlung das zweite fotoempfindliche Bauelement beeinflussen. Beispielsweise sind die Gehäuse so ausgebildet, dass das erste und/oder das zweite Gehäuse verhindern, dass die erste elektromagnetische Strahlung auf das zweite fotoempfindliche Bauelement trifft und/oder die zweite elektromagnetische Strahlung auf das erste fotoempfindliche Bauelement trifft.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen weist die optoelektronische Baugruppe einen Halbleiterchip auf, der das erste Bauelement und das erste fotoempfindliche Bauelement aufweist. In anderen Worten sind das erste Bauelement und das erste fotoempfindliche Bauelement in einem einzigen Halbleiterchip integriert. Beispielsweise kann der Halbleiterchip einen LED-Chip aufweisen, auf den das Material des fotoempfindlichen Bauelements aufgebracht ist. In anderen Worten können das erste Bauelement und das erste fotoempfindliche Bauelement in einem Die integriert sein.
  • In verschiedenen Ausführungsformen wird ein Verfahren zum Betreiben einer optoelektronischen Baugruppe bereitgestellt. Bei dem Verfahren wird eine elektrische Spannung an das erste Bauelement zum Emittieren der ersten elektromagnetischen Strahlung und das erste fotoempfindliche Bauelement, das mit dem ersten Bauelement parallel geschaltet ist, angelegt. Ein durch die angelegte Spannung hervorgerufener Nutzstrom durch das erste Bauelement und ein durch die angelegte Spannung hervorgerufener Reservoirstrom durch das erste fotoempfindliche Bauelement hängen von einem elektrischen Widerstand des ersten Bauelements und von einem elektrischen Widerstand des ersten fotoempfindlichen Bauelements ab. Mittels des ersten Bauelements wird abhängig von dem Nutzstrom die erste elektromagnetische Strahlung erzeugt. Abhängig von der ersten elektromagnetischen Strahlung wird der elektrische Widerstand des ersten fotoempfindlichen Bauelements verringert. Abhängig von der Verringerung des elektrischen Widerstands des ersten fotoempfindlichen Bauelements wird der Nutzstrom verringert und der Reservoirstrom erhöht.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen wird mit einer Abnahme einer Effizienz des ersten Bauelements der elektrische Widerstand des ersten fotoempfindlichen Bauelements erhöht, wodurch der Reservoirstrom verringert wird und der Nutzstrom erhöht wird. Dies bewirkt eine Verstärkung des Nutzstroms und damit eine verstärkte Erzeugung der ersten elektromagnetischen Strahlung. Diese Verstärkung wirkt der Abnahme der Effizienz des ersten Bauelements entgegen. Die Effizienz kann beispielsweise aufgrund von Altern und/oder einer Temperaturveränderung abnehmen.
  • Bei verschiedenen Ausführungsformen wird mittels des elektrisch parallel geschalteten ersten fotoempfindlichen Bauelementes das erste Bauelement geregelt.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
  • Es zeigen
  • 1 eine Funktionsprinzipskizze eines Ausführungsbeispiels einer elektronischen Baugruppe;
  • 2 eine Funktionsprinzipskizze eines Ausführungsbeispiels einer elektronischen Baugruppe;
  • 3 eine Funktionsprinzipskizze eines Ausführungsbeispiels einer elektronischen Baugruppe;
  • 4 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer elektronischen Baugruppe;
  • 5 eine Seitenansicht der elektronischen Baugruppe gemäß 4;
  • 6 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer elektronischen Baugruppe;
  • 7 eine Seitenansicht der elektronischen Baugruppe gemäß 6;
  • 8 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer elektronischen Baugruppe;
  • 9 eine Seitenansicht der elektronischen Baugruppe gemäß 8;
  • 10 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer elektronischen Baugruppe;
  • 11 eine Seitenansicht der elektronischen Baugruppe gemäß 10;
  • 12 ein Ablaufdiagram eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Betreiben einer elektronischen Baugruppe.
  • In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser Beschreibung bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsbeispiele gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „vorderes“, „hinteres“, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsbeispielen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsbeispiele benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
  • Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe "verbunden", "angeschlossen" sowie "gekoppelt" verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
  • Ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Halbleiter-Bauelement sein und/oder als eine elektromagnetische Strahlung emittierende Diode oder als eine organische elektromagnetische Strahlung emittierende Diode ausgebildet sein. Die Strahlung kann beispielsweise Licht im sichtbaren Bereich, UV-Licht und/oder Infrarot-Licht sein. In diesem Zusammenhang kann das elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelement beispielsweise als Licht emittierende Diode (light emitting diode, LED) als organische Licht emittierende Diode (organic light emitting diode, OLED), als Licht emittierender Transistor oder als organischer Licht emittierender Transistor ausgebildet sein. Das Licht emittierende Bauelement kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen Teil einer integrierten Schaltung sein. Weiterhin kann eine Mehrzahl von Licht emittierenden Bauelementen vorgesehen sein, beispielsweise untergebracht in einem gemeinsamen Gehäuse.
  • 1 zeigt eine Funktionsprinzipskizze eines Ausführungsbeispiels einer elektronischen Baugruppe 10. Die elektronische Baugruppe 10 weist mindestens ein erstes Bauelement 12, das erste elektromagnetische Strahlung emittiert, und mindestens ein erstes fotoempfindliches Bauelement 14 auf. Das erste Bauelement 12 kann auch als erstes elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement 12 bezeichnet werden. Das erste Bauelement 12 und das erste fotoempfindliche Bauelement 14 sind elektrisch parallel geschaltet. Das erste Bauelement 12 und das erste fotoempfindliche Bauelement 14 sind so zueinander angeordnet, dass zumindest ein Anteil der ersten elektromagnetischen Strahlung auf das erste fotoempfindliche Bauelement 14 trifft, beispielsweise auf einen ersten strahlungsempfindlichen Bereich des ersten fotoempfindlichen Bauelements 14.
  • Ferner kann beispielsweise ein erster Widerstand 16 in Reihe mit dem ersten fotoempfindlichen Bauelement 14 und dem ersten Bauelement 12 geschaltet sein. Die elektronische Baugruppe 10 ist mit einer Energieversorgung, beispielsweise einer Spannungs- und/oder Stromquelle verbunden, die beispielsweise einen ersten elektrischen Kontakt 18 und/oder einen Massekontakt 20 aufweisen kann.
  • Das erste fotoempfindliche Bauelement 14 kann beispielsweise ein Fototransistor oder eine Fotodiode sein und/oder ein Halbleitermaterial aufweisen. Das fotoempfindliche Bauelement 14 kann beispielsweise eine Cadmiumsulfid- oder Cadmiumselenid-Schicht auf einem Substrat, beispielsweise einem Keramiksubstrat, aufweisen. Ferner kann das erste fotoempfindliche Bauelement 14 mit Kunstharz beschichtet oder darin eingebettet sein oder eine Glasabdeckung aufweisen. Ferner kann das fotoempfindliche Bauelement ganz oder teilweise mit einem Strahlfiltermaterial beschichtet sein, wie im Folgenden näher erläutert.
  • Ein elektrischer Widerstand des fotoempfindlichen Bauelements 14 hängt von der elektromagnetischen Strahlung ab, die auf den ersten strahlungsempfindlichen Bereich des ersten fotoempfindlichen Bauelements 14 trifft, beispielsweise von der ersten elektromagnetischen Strahlung. Mit zunehmender Lichtintensität oder Lichtstärke der ersten elektromagnetischen Strahlung nimmt der elektrische Widerstand des ersten fotoempfindlichen Bauelements 14 ab. Im Dunkeln kann das erste fotoempfindliche Bauelement 14 beispielsweise ein Isolator sein. Beispielsweise kann beim Einschalten der elektronischen Baugruppe 10 zunächst ein Gesamtstrom durch die elektronische Baugruppe 10 fast ausschließlich als Nutzstrom über das erste Bauelement 12 fließen. In Reaktion auf den Nutzstrom erzeugt das erste Bauelement 12 die erste elektromagnetische Strahlung. Die erste elektromagnetische Strahlung trifft auf den strahlungsempfindlichen Bereich des ersten fotoempfindlichen Bauelements 14. Aufgrund der ersten elektromagnetischen Strahlung verringert sich der elektrische Widerstand des ersten fotoempfindlichen Bauelements 14. Dies bewirkt, dass ein Reservoirstrom über das erste fotoempfindliche Bauelement 14 und dementsprechend weniger Nutzstrom über das erste Bauelement 12 fließt, vorausgesetzt, der Gesamtstrom bleibt konstant. Dies bewirkt eine Abnahme der Lichtstärke und/oder Lichtintensität der ersten elektromagnetischen Strahlung, was wiederum eine Erhöhung des elektrischen Widerstands des ersten fotoempfindlichen Bauelements 14 bewirkt. Diese einander entgegengesetzten Vorgänge bewirken, dass sich innerhalb von beispielsweise wenigen Millisekunden ein konstanter Stromfluss über das erste Bauelement 12 und ein konstanter Stromfluss über das erste fotoempfindliche Bauelement 14 einstellen. Beispielsweise können bei einem Gesamtstrom von beispielsweise 20 mA nach dem Einpendeln der Nutzstrom beispielsweise 19 mA betragen und der Reservoirstrom 1 mA betragen.
  • Mit zunehmender Betriebsdauer kann das erste Bauelement 12 beispielsweise altern und/oder die Temperatur des ersten Bauelements 12 kann beispielsweise zunehmen, was bei konstantem Nutzstrom eine geringere Lichtstärke bzw. Lichtintensität der ersten elektromagnetischen Strahlung bewirkt. Die verringerte Lichtstärke bzw. Lichtintensität der ersten elektromagnetischen Strahlung bewirkt eine Erhöhung des elektrischen Widerstands des ersten Fotoelements 14, was wiederum eine Verstärkung des Nutzstroms bewirkt. Der verstärkte Nutzstrom führt zu einer Verstärkung der Lichtstärke bzw. Lichtintensität der ersten elektromagnetischen Strahlung, wodurch die alterungs- und/oder temperaturbedingte Abnahme der Lichtstärke bzw. Lichtintensität ganz oder zumindest teilweise kompensiert wird.
  • 2 zeigt eine Funktionsprinzipskizze eines Ausführungsbeispiels einer elektronischen Baugruppe 10, die beispielsweise weitgehend der im Vorhergehenden erläuterten elektronischen Baugruppe 10 entsprechen kann. Beispielsweise kann die elektronische Baugruppe 10 ein zweites Bauelement 22, das zweite elektromagnetische Strahlung erzeugt, aufweisen. Beispielsweise kann das zweite Bauelement 22 ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement sein. Das zweite Bauelement 22 kann beispielsweise mit einem zweiten elektrischen Widerstand 26 in Reihe geschaltet sein.
  • Das zweite Bauelement 22 kann beispielsweise im Wesentlichen gemäß dem ersten Bauelement 12 ausgebildet sein. Beispielsweise kann ein Wellenlängenbereich der zweiten elektromagnetischen Strahlung einem Wellenlängenbereich der ersten elektromagnetischen Strahlungen entsprechen. Alternativ dazu kann der Wellenlängenbereich der zweiten elektromagnetischen Strahlung von dem Wellenlängenbereich der ersten elektromagnetischen Strahlung abweichen. Beispielsweise kann das erste Bauelement 12 rotes Licht erzeugen und das zweite Bauelement 22 kann grünes, blaues oder weißes Licht erzeugen. Beispielsweise können die erste und die zweite elektromagnetische Strahlung zum Erzeugen von Licht mit einer vorgegebenen Farbe überlagert werden.
  • Beispielsweise kann das zweite Bauelement 22 langsamer altern und/oder weniger auf eine Temperaturveränderung reagieren als das erste Bauelement 12. Mit zunehmender Betriebsdauer und damit zunehmendem Altern und/oder bei der Temperaturveränderung würde dies ohne das erste fotoempfindliche Bauelement 14 aufgrund der Änderung der Lichtstärke und/oder Lichtintensität und/oder des Wellenlängenbereichs der ersten elektromagnetischen Strahlung zu einer Farbverschiebung der überlagerten elektromagnetischen Strahlung führen. Das erste fotoempfindliche Bauelement 14 verhindert oder verringert jedoch die Veränderung der Lichtstärke und/oder Lichtintensität und/oder die Verschiebung der Wellenlängenbereiche der ersten elektromagnetischen Strahlung und verhindert bzw. verringert somit auch die Veränderung der Farbe der überlagerten elektromagnetischen Strahlung.
  • Das erste und das zweite Bauelement 12, 22 können in dem gleichen Gehäuse oder in unterschiedlichen Gehäusen angeordnet sein. Das erste fotoempfindliche Bauelement 14 kann beispielsweise so ausgebildet sein, dass er lediglich für die erste elektromagnetische Strahlung und nicht für die zweite elektromagnetische Strahlung sensitiv ist. Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise ein erster Strahlfilter im Strahlengang zwischen dem ersten fotoempfindlichen Bauelement 14 und dem zweiten Bauelement 22 angeordnet sein. Beispielsweise kann der erste Strahlfilter auf dem strahlungsempfindlichen Bereich des ersten fotoempfindlichen Bauelements 14 angeordnet sein. Der erste Strahlfilter kann beispielsweise in einem Abscheideverfahren in dem strahlungsempfindlichen Bereich des ersten fotoempfindlichen Bauelements aufgebracht werden. Das Strahlfiltermaterial des Strahlfilters kann beispielsweise eine oder mehrere Schichten, beispielsweise alternierende Schichten, TiO2 und/oder SiO2 aufweisen. Alternativ dazu können das bzw. die Gehäuse so ausgebildet sein, dass die zweite elektromagnetische Strahlung nicht auf den strahlungsempfindlichen Bereich des ersten fotoempfindlichen Bauelements 14 trifft. Ferner können noch ein, zwei oder mehr weitere elektromagnetische Strahlungen emittierende Bauelemente mit oder ohne entsprechenden fotoempfindlichen Bauelementen ausgebildet und/oder angeordnet sein.
  • Beispielsweise kann die elektronische Baugruppe 10 eine RGB-Lichtquelle, beispielsweise eine RGB-LED, sein. Die RGB-Lichtquelle kann ein, zwei oder drei fotoempfindliche Bauelemente, beispielsweise das erste fotoempfindliche Bauelement 14, aufweisen, die den entsprechenden Licht emittierenden Bauelementen, beispielsweise dem ersten und dem zweiten Bauelement 12, 22, zugeordnet sind und durch die eine Lichtstärke und/oder ein Farbort des von der RGB-Lichtquelle erzeugten Lichts über eine lange Betriebsdauer und/oder bei Temperaturschwankungen weitgehend konstant bleiben oder sich zumindest nur geringfügig verändern.
  • Beispielsweise kann ein rotes Licht emittierendes Bauelement mit 15 mA betrieben werden, ein blaues Licht emittierendes Bauelement mit 15 mA betrieben werden und/oder ein grünes Licht emittierendes Bauelement mit 20 mA betrieben werden. Beispielsweise ist eine Temperaturabhängigkeit von Bauelementen, die im Roten emittieren, größer als bei Bauelementen die im Blauen oder im Grünen emittieren. Beispielsweise weist ein auf Indium-Gallium-Aluminium-Phosphit basierendes Halbleitersubstrat eine relativ starke Temperaturabhängigkeit auf.
  • 3 zeigt eine Funktionsprinzipskizze eines Ausführungsbeispiels einer elektronischen Baugruppe 10, die beispielsweise weitgehend einer der im Vorhergehenden erläuterten elektronischen Baugruppen 10 entsprechen kann. Beispielsweise kann die elektronische Baugruppe 10 ein zweites fotoempfindliches Bauelement 24 aufweisen, der elektrisch parallel zu dem zweiten Bauelement 22 angeordnet ist. Grundsätzlich kann die Funktionsweise des zweiten fotoempfindlichen Bauelements 24 in Verbindung mit dem zweiten Bauelement 22 der Funktionsweise des ersten fotoempfindlichen Bauelements 14 in Verbindung mit dem ersten Bauelement 12 entsprechen.
  • Das zweite fotoempfindliche Bauelement 24 kann auf die zweite elektromagnetische Strahlung angepasst sein. Beispielsweise kann das zweite fotoempfindliche Bauelement so ausgebildet sein, dass es lediglich für die zweite elektromagnetische Strahlung und nicht für die erste elektromagnetische Strahlung sensitiv ist. Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise im Strahlengang zwischen dem ersten Bauelement 12 und dem zweiten fotoempfindlichen Bauelement 14 ein zweiter Strahlfilter angeordnet sein, der die erste elektromagnetische Strahlung abblockt und die zweite elektromagnetische Strahlung durchlässt. Beispielsweise kann der zweite Strahlfilter auf dem zweiten strahlungsempfindlichen Bereich des zweiten fotoempfindlichen Bauelements 24 angeordnet sein. Beispielsweise kann das zweite fotoempfindliche Bauelement 24 mit dem Strahlfiltermaterial des zweiten Strahlfilters beschichtet sein. In anderen Worten kann der zweite Strahlfilter als Filterschicht auf dem zweiten fotoempfindlichen Bauelement 24 ausgebildet sein.
  • Falls das zweite Bauelement 22 ein anderes Alterungsverhalten zeigt und/oder anders auf eine Temperaturveränderung reagiert als das erste Bauelement 12, so kann beispielsweise das zweite fotoempfindliche Bauelement 24 entsprechend angepasst sein. Beispielsweise kann das erste Bauelement 12 relativ schnell altern und/oder relativ stark auf Temperaturveränderung reagieren und das zweite Bauelement 22 kann relativ langsam altern und/oder relativ wenig auf Temperaturveränderung reagieren und die fotoempfindlichen Bauelemente 14, 24 können beispielsweise so gewählt werden, dass der erste Reservoirstrom für das erste Bauelement 12 und der zweite Reservoirstrom für das zweite Bauelement 22 auf die jeweilige Veränderung des entsprechenden Bauelements 12, 22 angepasst ist. Das erste Bauelement 12 und das erste fotoempfindliche Bauelement 14, sowie das zweite Bauelement 22 und das zweite fotoempfindliche Bauelement 24 können beispielsweise in einem gemeinsamen Gehäuse oder in zwei getrennten Gehäusen angeordnet sein. Ferner kann die elektronische Baugruppe 10 weitere elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelemente und/oder weitere den Bauelementen zugeordnete fotoempfindliche Bauelemente aufweisen.
  • 4 zeigt eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer elektronischen Baugruppe 10, die beispielsweise bezüglich ihrer Funktion gemäß den im Vorhergehenden erläuterten elektronischen Baugruppen 10 ausgebildet sein kann. Die elektronische Baugruppe 10 weist ein erstes Gehäuse 30 auf, das beispielsweise einen ersten Träger 32 aufweisen kann.
  • Das erste Gehäuse 30 kann beispielsweise einen Formwerkstoff aufweisen oder daraus gebildet sein. Beispielsweise kann das erste Gehäuse 30 Epoxid, Silikon und/oder ein Hybrid aufweisen, der beispielsweise Epoxid oder Silikon aufweist. Der erste Träger 32 kann beispielsweise als Substrat bezeichnet werden. Der erste Träger 32 kann beispielsweise ein Isolator, ein Halbleitersubstrat, das beispielsweise Germanium, Silizium und/oder Saphir aufweist, ein Keramiksubstrat, ein Metallsubstrat, beispielsweise ein Leiterrahmen (Leadframe), beispielsweise ein QFN (Quad Flat No leads)-Leiterrahmen, und/oder eine Leiterplatte sein. Der Leiterrahmen kann beispielsweise ein elektrisch leitfähiges Material aufweisen oder daraus gebildet sein. Das elektrisch leitfähige Material weist beispielsweise ein Metall, beispielsweise Kupfer, beispielsweise CuW oder CuMo, Kupferlegierungen, Messing, Nickel und/oder Eisen, beispielsweise FeNi, auf und/oder ist daraus gebildet. Die Leiterplatte kann beispielsweise eine FR1-, FR2-, FR3-, FR4-, FR5-, CEM1-, CEM2-, CEM3-, CEM4- oder CEM5-Leiterplatte sein, beispielsweise eine durchkontaktierte FR-4-Leiterplatte. Eine Dicke des ersten Gehäuses 30 kann beispielsweise 100 µm bis 1 mm, beispielsweise 200 µm bis 500 µm, beispielsweise 250 µm bis 300 µm betragen. Eine Dicke des ersten Trägers 32 kann beispielsweise 100 µm bis 500 µm, beispielsweise 150 µm bis 300 µm betragen.
  • Auf dem ersten Träger 32 kann beispielsweise ein erster Kontaktbereich 34 ausgebildet, der beispielsweise als Schicht auf dem ersten Träger 32 ausgebildet sein kann und/oder beispielsweise eine elektrisch leitfähiges Material aufweisen kann oder daraus gebildet sein kann. Elektrisch isoliert von dem ersten Kontaktbereich 34 kann ein zweiter Kontaktbereich 36 auf dem Träger 32 ausgebildet sein, der beispielsweise grundsätzlich gemäß dem ersten Kontaktbereich 34 ausgebildet sein kann. Auf dem zweiten Kontaktbereich 36 kann ein erstes elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement, beispielsweise das im Vorhergehenden erläuterte erste Bauelement 12, angeordnet sein.
  • Des Weiteren kann beispielsweise auf dem zweiten Kontaktbereich 36 ein erstes fotoempfindliches Bauelement, beispielsweise das im Vorgehenden erläuterte erste fotoempfindliche Bauelement 14, angeordnet sein. Das erste Bauelement 12 kann beispielsweise über ein erstes Kontaktpad 42 und einen ersten Bonddraht 38 mit dem ersten Kontaktbereich 34 elektrisch gekoppelt sein. Das erste fotoempfindliche Bauelement 14 kann beispielsweise über ein zweites Kontaktpad 44 und einem zweiten Bonddraht 40 mit dem ersten Kontaktbereich 34 elektrisch gekoppelt sein. Ein zweiter elektrischer Kontakt des ersten Bauelements 12 kann beispielsweise an der Unterseite, die in 4 nicht gezeigt ist, des ersten Bauelements 12 angeordnet sein und/oder in körperlichem Kontakt mit dem zweiten Kontaktbereich 36 sein. Gleichermaßen kann die von dem zweiten Kontaktpad 44 abgewandte Seite des ersten fotoempfindlichen Bauelements 14 in direktem körperlichen Kontakt mit dem zweiten Kontaktbereich 36 sein. Somit sind das erste Bauelement 12 und das erste fotoempfindliche Bauelement 14 elektrisch parallel geschaltet. Der erste Kontaktbereich 34 kann beispielsweise mit dem ersten elektrischen Kontakt 18 gekoppelt sein und/oder der zweite Kontaktbereich 36 kann beispielsweise mit dem Massekontakt 20 elektrisch gekoppelt sein. Der erste Kontaktbereich 34 und/oder der zweite Kontaktbereich 36 und/oder das erste fotoempfindliche Bauelement 14 können beispielsweise in einer Schichtbauweise auf dem Träger 32 aufgebracht werden. Alternativ dazu kann das erste fotoempfindliche Bauelement 14 beispielsweise mittels eines Haftmittels, beispielsweise eines Lots oder eines Klebstoffes, auf dem zweiten Kontaktbereich 36 fixiert und/oder elektrisch kontaktiert werden. Das erste Bauelement 12 kann beispielsweise mittels eines Haftmittels, beispielsweise eines Lots oder eines Klebstoffes auf dem zweiten Kontaktbereich 36 fixiert und/oder elektrisch kontaktiert werden.
  • Die erste elektromagnetische Strahlung kann beispielsweise direkt hin zu dem ersten fotoempfindlichen Bauelement 14 gelangen. Alternativ oder zusätzlich kann die erste elektromagnetische Strahlung durch Reflexion, beispielsweise an dem ersten Gehäuse 30, hin zu dem ersten fotoempfindlichen Bauelement 14 gelangen.
  • 5 zeigt eine Seitenansicht der elektronischen Baugruppe 10 gemäß 4. In 5 ist das erste Gehäuse 30 aus Gründen der Darstellbarkeit nicht dargestellt.
  • 6 zeigt eine Draufsicht auf eine elektronische Baugruppe 10, die beispielsweise weitgehend einer der im vorgehergehenden erläuterten elektronischen Baugruppen 10 entsprechen kann. Beispielsweise weist die elektronische Baugruppe 10 einen Chip, beispielsweise einen Halbleiterchip auf, der beispielsweise das erste Bauelement 12 und das erste fotoempfindliche Bauelement 14 aufweist. Das erste Bauelement 12 weist beispielsweise eine Trägerschicht 39 und eine Funktionsschicht 41 auf, die auf der Trägerschicht 39 aufgebracht ist. Die Trägerschicht 39 kann beispielsweise ein Substrat aufweisen. Die Trägerschicht 39 kann beispielsweise elektrisch leitfähig ausgebildet sein.
  • Das erste fotoempfindliche Bauelement 14 kann beispielsweise auf dem ersten Bauelement 12 angeordnet sein. Ein erster elektrischer Kontakt des ersten Bauelements 12 und ein erster elektrischer Kontakt des ersten fotoempfindlichen Bauelements 14 können beispielsweise mittels des ersten Kontaktpads 42 elektrisch gekoppelt sein. Das erste Kontaktpad 42 kann beispielsweise mittels des ersten Bonddrahts 38 mit dem ersten Kontaktbereich 34 elektrisch gekoppelt sein. Ein zweiter elektrischer Kontakt des ersten Bauelements 12 kann beispielsweise an einer in 6 nicht dargestellten Unterseite des ersten Bauelements 12 angeordnet sein und körperlich mit dem zweiten Kontaktbereich 36 elektrisch gekoppelt sein. Ein zweiter elektrischer Kontakt des ersten fotoempfindlichen Bauelements 14 kann beispielsweise mit der elektrisch leitfähigen Trägerschicht 39 des ersten Bauelements 12 körperlich verbunden sein und darüber elektrisch mit dem zweiten Kontaktbereich 36 gekoppelt sein.
  • Zwischen dem ersten Bauelement 12 und dem ersten fotoempfindlichen Bauelement 14 und zwischen dem ersten Kontaktpad 42 und der Trägerschicht 39 kann beispielsweise ein Isolator 46 ausgebildet sein.
  • 7 zeigt eine Seitenansicht der elektronischen Baugruppe 10 gemäß 6. In 7 ist das erste Gehäuse 30 aus Gründen der Darstellbarkeit nicht dargestellt.
  • 8 zeigt eine Draufsicht auf eine elektronische Baugruppe 10, die beispielsweise weitgehend einer der im vorgehergehenden erläuterten elektronischen Baugruppen 10 entsprechen kann. Beispielsweise weist die elektronische Baugruppe 10 einen Chip, beispielsweise einen Halbleiterchip auf, der beispielsweise das erste Bauelement 12 und das erste fotoempfindliche Bauelement 14 aufweist. Das erste Bauelement 12 weist beispielsweise die Trägerschicht 39 und die Funktionsschicht 41 auf, die auf der Trägerschicht 39 aufgebracht ist. Die Trägerschicht 39 kann beispielsweise das Substrat aufweisen. Die Trägerschicht 39 kann beispielsweise elektrisch isolierend ausgebildet sein.
  • Das erste fotoempfindliche Bauelement 14 kann beispielsweise auf dem ersten Bauelement 12 angeordnet sein. Der erste elektrische Kontakt des ersten Bauelements 12 kann beispielsweise mittels des ersten Kontaktpads 42 und des ersten Bonddrahts 38 mit dem ersten Kontaktbereich 34 elektrisch gekoppelt sein. Der erste elektrische Kontakt des ersten fotoempfindlichen Bauelements 14 kann beispielsweise mittels des zweiten Kontaktpads 44 und des zweiten Bonddrahts 40 mit dem ersten Kontaktbereich 34 elektrisch gekoppelt sein. Der zweite elektrische Kontakt des ersten fotoempfindlichen Bauelements 14 kann beispielsweise mittels eines dritten Kontaktpads 50 und eines dritten Bonddrahts 54 mit dem zweiten Kontaktbereich 36 elektrisch gekoppelt sein. Der zweite elektrische Kontakt des ersten Bauelements 12 kann beispielsweise mittels eines vierten Kontaktpads 52 und eines vierten Bonddrahts 48 mit dem zweiten Kontaktbereich 36 elektrisch gekoppelt sein. Somit sind das erste Bauelement 12 und das erste fotoempfindliche Bauelement 14 elektrisch parallel geschaltet.
  • 9 zeigt eine Seitenansicht der elektronischen Baugruppe 10 gemäß 8. In 9 ist das erste Gehäuse 30 aus Gründen der Darstellbarkeit nicht dargestellt.
  • 10 zeigt eine Draufsicht auf eine elektronische Baugruppe 10, die beispielsweise weitgehend einer der im vorgehergehenden erläuterten elektronischen Baugruppen 10 entsprechen kann, beispielsweise weitgehend der elektronischen Baugruppe 10 gemäß 6.
  • 11 zeigt eine Seitenansicht der elektronischen Baugruppe 10 gemäß 10. Beispielsweise kann das erste fotoempfindliche Bauelement 14 in dem ersten Bauelement 12 und/oder in der Trägerschicht 39 integriert sein. In anderen Worten können beispielsweise das erste fotoempfindliche Bauelement 14 und das erste Bauelement 12 und/oder die Trägerschicht 39 in einem Chip integriert sein.
  • 12 zeigt ein Ablaufdiagram eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Betreiben einer elektronischen Baugruppe, beispielsweise einer der im Vorhergehenden erläuterten elektronischen Baugruppen 10.
  • In einem Schritt S2 wird beispielsweise eine Spannung an die elektronische Baugruppe 10 angelegt, beispielsweise wird die Spannung zwischen dem ersten elektrischen Kontakt 18 und dem Masseanschluss 20 angelegt.
  • In einem Schritt S4 wird elektromagnetische Strahlung erzeugt, beispielsweise die erste und/oder zweite elektromagnetische Strahlung, in Reaktion auf einen Nutzstrom, der beispielsweise durch das erste Bauelement 12 bzw. das zweite Bauelement 22 fließt.
  • In einem Schritt S6 wird eine Verringerung des elektrischen Widerstands des ersten Bauelements 14 aufgrund der ersten elektromagnetischen Strahlung und/oder eine Verringerung des elektrischen Widerstands des zweiten fotoempfindlichen Bauelements 24 aufgrund der zweiten elektromagnetischen Strahlung bewirkt. Nach einer kurzen Einschwingdauer kann sich beispielsweise ein konstanter Nutzstrom über das erste bzw. zweite Bauelement 12, 22 einstellen. Der Nutzstrom kann beispielsweise einen Wert aufweisen in einem Bereich von ungefähr 1 mA bis ungefähr 10 A, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 10 mA bis ungefähr 1 A, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 100 mA bis ungefähr 500 mA. Ferner kann sich über das erste bzw. zweite fotoempfindliche Bauelement 14, 24 ein konstanter Reservoirstrom einstellen, wobei der Reservoirstrom beispielsweise einen Wert in einem Bereich von ungefähr 0,1 mA bis ungefähr 5 mA, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 0,5 mA bis ungefähr 1,5 mA, beispielsweise ungefähr 1 mA aufweisen kann.
  • In einem Schritt S8 können beispielsweise die Strahlstärke der ersten und/oder zweiten elektromagnetischen Strahlung abnehmen und/oder sich der Wellenlängenbereich der entsprechenden elektromagnetischen Strahlung verschieben, beispielsweise aufgrund zunehmender Alterung des ersten bzw. zweiten Bauelements 12, 22. Beispielsweise kann die Effizienz des ersten bzw. zweiten Bauelements 12, 22 abnehmen. Die Abnahme der Strahlstärke der ersten und/oder zweiten elektromagnetischen Strahlung bewirken eine Erhöhung des elektrischen Widerstandes des ersten und/oder zweiten fotoempfindlichen Bauelements 14, 24. Die Erhöhung des elektrischen Widerstandes des ersten und/oder zweiten fotoempfindlichen Bauelements 14, 24 bewirkt eine Verringerung des Reservoirstroms und eine Erhöhung des Nutzstroms wodurch die Verringerung der Effizienz des ersten bzw. zweiten Bauelements 12, 22 ganz oder zumindest teilweise kompensiert wird. Beispielsweise können 30% bis 70%, beispielsweise ungefähr 50% der Abnahme der Effizienz kompensiert werden.
  • Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise können die Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden. Beispielsweise können die in den 1 bis 3 gezeigten Funktionsprinzipskizzen auf die elektronischen Baugruppen gemäß 4 bis 9 übertragen werden. Beispielsweise können zusätzlich zu den in 4 bis 9 gezeigten Bauelementen und fotoempfindlichen Bauelementen entsprechend den Funktionsprinzipskizzen der 1 bis 3 weitere fotoempfindliche Bauelemente und/oder Bauelemente in dem Gehäuse 30 und/oder auf den Träger 32 gemäß den 4 bis 9 angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich können weitere Gehäuse oder weitere Träger mit den entsprechenden weiteren Bauelementen bzw. fotoempfindlichen Bauelementen angeordnet sein.

Claims (15)

  1. Optoelektronische Baugruppe (10), aufweisend: – mindestens ein erstes Bauelement (12) zum Emittieren erster elektromagnetischer Strahlung, – ein erstes fotoempfindliches Bauelement (14) zum Regeln des ersten Bauelements (12), der mit dem ersten Bauelement (12) elektrisch parallel geschaltet ist und der einen ersten strahlungsempfindlichen Bereich aufweist, wobei der erste strahlungsempfindliche Bereich in einem Strahlengang der ersten elektromagnetischen Strahlung angeordnet ist.
  2. Optoelektronische Baugruppe (10) nach Anspruch 1, mit mindestens einem zweiten Bauelement (22) zum Emittieren zweiter elektromagnetischer Strahlung, wobei der erste strahlungsempfindliche Bereich des ersten fotoempfindlichen Bauelements (14) außerhalb eines Strahlengangs der zweiten elektromagnetischen Strahlung angeordnet ist.
  3. Optoelektronische Baugruppe (10) nach Anspruch 2, mit einem zweiten fotoempfindlichen Bauelement (24), das mit dem zweiten Bauelement (22) elektrisch parallel geschaltet ist und das einen zweiten strahlungsempfindlichen Bereich aufweist, wobei der zweite strahlungsempfindliche Bereich in einem Strahlengang der zweiten elektromagnetischen Strahlung angeordnet ist.
  4. Optoelektronische Baugruppe (10) nach Anspruch 1, mit mindestens einem zweiten Bauelement (22) zum Emittieren zweiter elektromagnetischer Strahlung und mit einem zweiten fotoempfindlichen Bauelement (24), das mit dem zweiten Bauelement (22) elektrisch parallel geschaltet ist und das einen zweiten strahlungsempfindlichen Bereich aufweist, wobei der zweite strahlungsempfindliche Bereich in einem Strahlengang der zweiten elektromagnetischen Strahlung angeordnet ist.
  5. Optoelektronische Baugruppe (10) nach Anspruch 4, bei der der erste strahlungsempfindliche Bereich des ersten fotoempfindlichen Bauelements (14) in einem Strahlengang der zweiten elektromagnetischen Strahlung angeordnet ist und bei der in dem entsprechenden Strahlengang der zweiten elektromagnetischen Strahlung zwischen dem zweiten Bauelement (22) und dem ersten fotoempfindlichen Bauelement (14) ein erster Strahlfilter angeordnet ist, der die zweite elektromagnetische Strahlung abblockt, und/oder bei der das erste fotoempfindliche Bauelement (14) auf die erste elektromagnetische Strahlung abgestimmt ist.
  6. Optoelektronische Baugruppe (10) nach einem der Ansprüche 4 oder 5, bei der der zweite strahlungsempfindliche Bereich des zweiten fotoempfindlichen Bauelements (24) in einem Strahlengang der ersten elektromagnetischen Strahlung angeordnet ist und bei der in dem entsprechenden Strahlengang zwischen dem ersten Bauelement (12) und dem zweiten fotoempfindlichen Bauelement (24) ein zweiter Strahlfilter angeordnet ist, der die erste elektromagnetische Strahlung abblockt, und/oder bei der das zweite fotoempfindliche Bauelement (24) auf die zweite elektromagnetische Strahlung abgestimmt ist.
  7. Optoelektronische Baugruppe (10) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, bei der der erste Strahlfilter auf dem ersten strahlungsempfindlichen Bereich angeordnet ist und/oder bei der der zweite Strahlfilter auf dem zweiten strahlungsempfindlichen Bereich angeordnet ist.
  8. Optoelektronische Baugruppe (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, die einen ersten Träger (32) aufweist, auf dem das erste Bauelement (12) und das erste fotoempfindliche Bauelement (14) angeordnet sind, und/oder die ein erstes Gehäuse (30) aufweist, in dem das erste Bauelement (12) und das erste fotoempfindliche Bauelement (14) angeordnet sind.
  9. Optoelektronische Baugruppe (10) nach Anspruch 8, bei der das zweite Bauelement (22) auf dem ersten Träger (32) und/oder in dem ersten Gehäuse (30) angeordnet ist.
  10. Optoelektronische Baugruppe (10) nach Anspruch 9, bei der das zweite fotoempfindliche Bauelement (24) auf dem ersten Träger (32) und/oder in dem ersten Gehäuse (30) angeordnet ist.
  11. Optoelektronische Baugruppe (10) nach Anspruch 8, die einen zweiten Träger aufweist, auf dem das zweite Bauelement (22) und das zweite fotoempfindliche Bauelement (24) angeordnet sind, und/oder die ein zweites Gehäuse aufweist, in dem das zweite Bauelement (22) und das zweite fotoempfindliche Bauelement (24) angeordnet sind.
  12. Optoelektronische Baugruppe (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, die einen Halbleiter-Chip aufweist, der das erste Bauelement (12) und das erste fotoempfindliche Bauelement (14) aufweist.
  13. Verfahren zum Betreiben einer optoelektronischen Baugruppe (10), bei dem – eine elektrische Spannung an ein erstes Bauelement (12) zum Emittieren elektromagnetischer Strahlung und ein erstes fotoempfindliches Bauelement (14), der mit dem ersten Bauelement (12) parallel geschaltet ist, angelegt wird, wobei ein durch die angelegte Spannung hervorgerufener Nutzstrom durch das erste Bauelement (12) und ein durch die angelegte Spannung hervorgerufener Reservoirstrom durch das erste fotoempfindliche Bauelement (14) erzeugt werden und von einem elektrischen Widerstand des ersten Bauelement (12) und des fotoempfindlichen Bauelements (14) abhängen, – mittels des ersten Bauelements (12) abhängig von dem Nutzstrom die elektromagnetische Strahlung erzeugt wird, – abhängig von der elektromagnetischen Strahlung der elektrische Widerstand des ersten fotoempfindlichen Bauelements (14) verringert wird, – abhängig von der Verringerung des elektrischen Widerstands des ersten fotoempfindlichen Bauelements (14) der Nutzstrom verringert wird und der Reservoirstrom erhöht wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem mit einer Abnahme einer Effizienz des ersten Bauelements (12) der elektrische Widerstand des ersten fotoempfindlichen Bauelements (14) erhöht wird, wodurch der Nutzstrom erhöht wird und die Abnahme der Effizienz zumindest teilweise kompensiert wird und der Reservoirstrom verringert wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, bei dem mittels des elektrisch parallel geschalteten ersten fotoempfindlichen Bauelements (14) das erste Bauelement (12) geregelt wird.
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