DE102013102322B4

DE102013102322B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Vermessung und Optimierung einer optoelektronischen Komponente

Info

Publication number: DE102013102322B4
Application number: DE102013102322.3A
Authority: DE
Inventors: Robert Schulz; Anton Vogl; Raimund Oberschmid; Roland Zeisel; Michael Dietz
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2013-03-08
Filing date: 2013-03-08
Publication date: 2018-05-30
Anticipated expiration: 2033-03-09
Also published as: CN105026941A; US10132855B2; WO2014135644A1; JP6283696B2; KR20150127124A; CN105026941B; JP2016510874A; DE102013102322A1; US20160003890A1; KR102136912B1

Abstract

Verfahren zur Vermessung mindestens einer auf einem Anschlussträger (100) montierten optoelektronischen Komponente (10), wobei der Anschlussträger (100) eingerichtet ist, die mindestens eine optoelektronische Komponente (10) in Bezug auf Gleichspannungen kurzzuschließen, so dass ein elektromagnetischer Schwingkreis (38) durch die optoelektronische Komponente (10) und den Anschlussträger (100) gebildet ist, und wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:- Anregen des elektromagnetischen Schwingkreises (38), so dass die optoelektronische Komponente (10) zur Emission elektromagnetischer Strahlung (70) angeregt wird, und- Messen mindestens einer elektrooptischen Eigenschaft der optoelektronischen Komponente (10).

Description

Es werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vermessung einer auf einem Anschlussträger montierten optoelektronischen Komponente angegeben. Ferner werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Optimierung einer optoelektronischen Komponente angegeben.
Druckschrift US 2005/0085032 A1 offenbart ein Verfahren zur Analyse eines Wafers bei seiner Herstellung.
Druckschrift CN 202471906 U betrifft eine Anordnung zum schnellen Testen von LEDs.
Druckschrift US 8,159,257 B2 beschreibt ein Substrat mit einer Halbleiterschicht zur Kontaktlosen Inspektion eines Elements.
Die Messung elektrooptischer Eigenschaften optoelektronischer Komponenten erfolgt gemäß dem Stand der Technik gewöhnlich durch Anlegen einer Gleichspannung an die optoelektronische Komponente. Mitunter liegen optoelektronische Komponenten zumindest zwischenzeitlich in einer Form vor, in der ihre Anschlüsse kurzgeschlossen sind, das heißt, in der zwischen ihren Anschlüssen ein vernachlässigbarer ohmscher Widerstand besteht. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn optoelektronische Komponenten auf einem Anschlussträger angeordnet sind, beispielsweise während der Fertigung optoelektronischer Komponenten. Beispielsweise werden optoelektronische Komponenten in einem metallischen Leadframe montiert, wodurch die Kontakte der optoelektronischen Komponenten in Bezug auf Gleichspannungen kurzgeschlossen sind. Diese können somit nicht mit Gleichstrom betrieben werden, um zur Prozesskontrolle und/oder Prozesssteuerung ihre elektrooptischen Eigenschaften zu bestimmen.
Während die optoelektronischen Komponenten am Ende des Fertigungsprozesses vereinzelt und mit einzeln kontaktierbaren Anschlüssen versehen werden, kann es vorteilhaft sein, sie zumindest während Teilschritten des Fertigungsprozesses noch nicht zu vereinzeln und/oder noch nicht einzeln kontaktierbar zu machen. Es ist jedoch wünschenswert, auch in einem solchen Zustand elektrooptische Eigenschaften der optoelektronischen Komponenten messen zu können, beispielsweise um die optoelektronischen Komponenten vorzusortieren oder zu optimieren und/oder um weitere Fertigungsschritte an die gemessenen elektrooptischen Eigenschaften anzupassen. Dadurch wird der Ausschuss reduziert, und es ergibt sich eine Zeit- und Kostenersparnis.
Insbesondere kann die Zeit, die langwierige Fertigungsschritte wie beispielsweise das Aushärten eines Konversionsmaterials erfordern, besser genutzt werden. Bei der Erzeugung von Leuchtdioden, beispielsweise von Leuchtdioden, die aufgrund von Volumenkonversion weißes Licht emittieren, unterliegt die Konzentration und Füllmenge des Konversionsmaterials aufgrund derzeitiger Fertigungsverfahren unterschiedlich starken Schwankungen. Derzeit wird stichprobenartig eine optoelektronische Komponente nach dem Vergießen und Ausheizen des Materials vereinzelt und vermessen und kann für weitere Fertigungsschritte wie beispielsweise einen Galvanisierungsschritt nicht mehr verwendet werden.
Es ist bekannt, zur Anregung auf einem Anschlussträger angeordneter optoelektronischer Komponenten die optoelektronischen Komponenten frühzeitig im Fertigungsprozess zu vereinzeln oder zumindest ihre kurzgeschlossenen Kontakte zu trennen und anschließend elektrisch zu kontaktieren. Nachteilig ist dabei, dass separate, insbesondere aus dem Anschlussträger herausragende und/oder freistehende Kontakte zu mechanischen Problemen, beispielsweise Verklemmungen führen können und von manchen Fertigungsschritten, beispielsweise einem Galvanisierungsschritt, ausgenommen bleiben.
Es ist daher zumindest eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vermessung einer auf einem Anschlussträger montierten optoelektronischen Komponente anzugeben, welche anwendbar sind, wenn die optoelektronische Komponente nicht mit Gleichspannung betrieben werden kann, insbesondere wenn zwischen den Anschlüssen der optoelektronischen Komponente ein vernachlässigbarer ohmscher Widerstand besteht. Weiterhin sollen ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Optimierung einer solchen auf einem Anschlussträger montierten optoelektronischen Komponente angegeben werden.
Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des Verfahrens und der Vorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben und gehen weiterhin aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen hervor.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Vermessung mindestens einer auf einem Anschlussträger montierten optoelektronischen Komponente umfasst das Verfahren Anregen eines elektromagnetischen Schwingkreises, welcher durch die optoelektronische Komponente und den Anschlussträger gebildet ist, so dass die optoelektronische Komponente zur Emission elektromagnetischer Strahlung angeregt wird, sowie Messen mindestens einer elektrooptischen Eigenschaft der optoelektronischen Komponente.
Eine optoelektronische Komponente kann hierbei insbesondere ein optoelektronisches Bauelement sein oder ein Element, welches nach Ausführung weiterer Fertigungsschritten als ein optoelektronisches Bauelement vorliegt. Die optoelektronische Komponente umfasst mindestens ein Bauteil, welches zur Emission von elektromagnetischer Strahlung angeregt werden kann.
Dadurch, dass die optoelektronische Komponente durch Anregen eines elektromagnetischen Schwingkreises zur Emission elektromagnetischer Strahlung angeregt wird, wird erreicht, dass auch dann eine elektrooptische Eigenschaft der optoelektronischen Komponente gemessen werden kann, wenn zwischen den Anschlüssen der optoelektronischen Komponente ein vernachlässigbarer ohmscher Widerstand, beispielsweise ein ohmscher Widerstand im Mikroohmbereich besteht, so dass die optoelektronische Komponente kurzgeschlossen ist. Insbesondere kann eine elektrooptische Eigenschaft der optoelektronischen Komponente auch dann gemessen werden, wenn die optoelektronische Komponente während zumindest eines Teils des Fertigungsprozesses kurzgeschlossen ist, beispielsweise, weil sie auf einem Anschlussträger angeordnet ist und noch nicht vereinzelt wurde.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens ist die optoelektronische Komponente eine Leuchtdiode (LED), eine Laserdiode, eine Halbleiterdiode oder ein Halbleiterchip, oder sie umfasst eine Leuchtdiode (LED), eine Laserdiode, eine Halbleiterdiode oder einen Halbleiterchip. Bei einer Laserdiode handelt es sich um eine Halbleiterdiode, welche Laserstrahlung emittiert. Die Emission elektromagnetischer Strahlung erfolgt vorzugsweise aufgrund elektrooptischer Lumineszenz. Bei einem elektromagnetischen Schwingkreis handelt es sich um einen Stromkreis, welcher induktive und/oder kapazitive Elemente umfasst. Die Gesamtimpedanz eines solchen Stromkreises ist im Allgemeinen komplexwertig. Insbesondere kann ein elektromagnetischer Schwingkreis sowohl induktive als auch kapazitive Elemente umfassen. In diesem Fall nimmt der Absolutbetrag der Gesamtimpedanz bei Anregung mit einer bestimmten Frequenz ein Minimum an. Der elektromagnetische Schwingkreis kann vorzugsweise mit dieser bestimmten Frequenz angeregt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst die optoelektronische Komponente eine Halbleiterschichtenfolge. Vorzugsweise enthält die optoelektronische Komponente ein III-V-Verbindungshalbleitermaterial. III-V-Halbleitermaterialien sind zur Strahlungserzeugung im ultravioletten (Al_x In_y Ga_1-x-y N) über den sichtbaren (Al_x In_y Ga_1-x-y N, insbesondere für blaue bis grüne Strahlung, oder Al_x In_y Ga_1-x-y P, insbesondere für gelbe bis rote Strahlung) bis in den infraroten (Al_x In_y Ga_1-x-y As) Spektralbereich besonders geeignet. Hierbei gilt jeweils 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 1 und x + y ≤ 1, insbesondere mit x ≠ 1, y ≠ 1, x ≠ 0 und/oder y ≠ 0.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens handelt es sich bei dem Anschlussträger um einen Leiterrahmen, insbesondere um einen Metallrahmen. Auf dem Anschlussträger kann eine Vielzahl optoelektronischer Komponenten angeordnet sein. Der Anschlussträger kann mindestens einen Anschlussleiterbereich umfassen, wobei in jedem Anschlussleiterbereich jeweils eine optoelektronische Komponente montiert sein kann. Bei einem Anschlussleiterbereich handelt es sich um einen Bereich, in dem Anschlussleiter ausgebildet sind. Insbesondere können in dem Anschlussleiterbereich Anschlussleiter ausgebildet sein, die während eines Herstellungsprozesses der optoelektronischen Komponente und/oder nach Fertigstellung der optoelektronischen Komponente als Anschlüsse zur elektrischen Verschaltung der optoelektronischen Komponente dienen können.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens ist zwischen je zwei Anschlussleiterbereichen jeweils ein Zwischenraum ausgebildet. Der Anschlussträger kann ferner Überbrückungsbereiche umfassen, durch welche die Anschlussleiterbereiche untereinander leitend verbunden sind. Mittels der Überbrückungsbereiche kann vereinfacht ein zusammenhängender Anschlussträger ausgebildet sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst der mindestens eine Anschlussleiterbereich mindestens einen ersten Anschlussbereich und einen zweiten Anschlussbereich. Ein erster Anschluss der optoelektronischen Komponente kann mit dem ersten Anschlussbereich leitend verbunden sein, und ein zweiter Anschluss der optoelektronischen Komponente kann mit dem zweiten Anschlussbereich leitend verbunden sein. Die leitende Verbindung des ersten Anschlusses mit dem ersten Anschlussbereich kann durch direkten elektrischen Kontakt erfolgen, und die leitende Verbindung des zweiten Anschlusses mit dem zweiten Anschlussbereich kann über einen Bonddraht erfolgen. Der erste Anschlussbereich und der zweite Anschlussbereich können durch den Anschlussträger leitend miteinander verbunden sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird der elektromagnetische Schwingkreis durch die optoelektronische Komponente, den ersten Anschlussbereich, den zweiten Anschlussbereich sowie die leitende Verbindung zwischen dem ersten Anschlussbereich und dem zweiten Anschlussbereich gebildet. Die leitende Verbindung zwischen dem ersten Anschlussbereich und dem zweiten Anschlussbereich kann zumindest teilweise einen nicht leitenden Zwischenraum umschließen. Dadurch wird die in der Umgebung des Zwischenraums vorhandene Induktivität und Kapazität für den elektromagnetischen Schwingkreis genutzt. Vorzugsweise ist der Zwischenraum frei von fester Materie. Dadurch wird erreicht, dass ein Mittel zum Anregen des elektromagnetischen Schwingkreises, beispielsweise ein induktives Element oder ein Ferritkern, in den Zwischenraum eingeführt werden kann, wodurch eine effektivere Anregung des elektromagnetischen Schwingkreises erreicht werden kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens handelt es sich bei der elektrooptischen Eigenschaft der optoelektronischen Komponente um die Helligkeit, den Farbort oder das Spektrum der von der optoelektronischen Komponente emittierten elektromagnetischen Strahlung. Aufgrund der gemessenen elektrooptischen Eigenschaft können weitere Eigenschaften der optoelektronischen Komponente bestimmt werden. Beispielsweise kann mindestens eine Lebensdauer mindestens einer Art von Ladungsträgern in der optoelektronischen Komponente oder in mindestens einem Teil der optoelektronischen Komponente bestimmt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Anregen des elektromagnetischen Schwingkreises Anlegen einer elektrischen Spannung an zwei elektrische Kontakte in dem elektromagnetischen Schwingkreis, insbesondere an zwei Kontaktpunkten auf dem Anschlussträger. Wahlweise oder zusätzlich umfasst das Anregen des elektromagnetischen Schwingkreises Induzieren einer elektrischen Wechselspannung in dem elektromagnetischen Schwingkreis durch Erzeugen eines zeitlich veränderlichen elektromagnetischen Wechselfeldes. Die induktive Anregung hat den Vorteil, dass die Anregung kontaktlos erfolgen kann. Das zeitlich veränderliche elektromagnetische Wechselfeld kann durch ein induktives Element, insbesondere eine Spule mit einer oder mehreren Windungen erzeugt werden. Vorzugsweise weist das induktive Element ähnliche Abmessungen und/oder eine ähnliche Form auf wie der elektromagnetische Schwingkreis. Durch das örtlich begrenzte Anregen des elektromagnetischen Schwingkreises wird erreicht, dass eine elektrooptische Eigenschaft einer einzelnen optoelektronischen Komponente gemessen werden kann, ohne dass benachbarte optoelektronische Komponenten, die beispielsweise auf demselben Anschlussträger angeordnet sind, ebenfalls zur Emission elektromagnetischer Strahlung angeregt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umschließt das induktive Element zumindest teilweise ein ferromagnetisches Element, welches sich von dem induktiven Element in Richtung des elektromagnetischen Schwingkreises erstreckt. Dadurch wird erreicht, dass die magnetischen Feldlinien weniger stark auseinanderlaufen und dadurch stärker im Bereich des elektromagnetischen Schwingkreises konzentriert sind. Das ferromagnetische Element kann beispielsweise ein Ferritkern sein. Vorzugsweise durchdringt das induktive Element und/oder das ferromagnetische Element während des Anregens zumindest teilweise den elektromagnetischen Schwingkreis. Dadurch wird eine besonders starke magnetische Kopplung zwischen dem induktiven Element und dem elektromagnetischen Schwingkreis erreicht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird an die elektrischen Kontakte in dem elektromagnetischen Schwingkreis und/oder an das induktive Element eine Wechselspannung angelegt. Vorzugsweise ist die Wechselspannung eine Hochfrequenzspannung. Vorzugsweise wird die Hochfrequenzspannung über eine Anpassungsschaltung angelegt, die der Impedanzanpassung dient. Die Frequenz der Hochfrequenzspannung beträgt vorzugsweise 1 MHz bis 10 GHz, besonders bevorzugt 10 MHz bis 1 GHz, und besonders bevorzugt 25 MHz bis 500 MHz. Vorzugsweise liegt die Frequenz der Hochfrequenzspannung bei oder in der Nähe einer Resonanzfrequenz des elektromagnetischen Schwingkreises. Die für die Anregung aufgebrachte Leistung kann beispielsweise zwischen 1 Watt und 100 Watt liegen. Vorzugsweise umfasst das Verfahren Einstellen der Frequenz der Hochfrequenzspannung. Das Einstellen der Frequenz der Hochfrequenzspannung kann eine Regelung aufgrund einer Messung der Intensität der von der optoelektronischen Komponente emittierten elektromagnetischen Strahlung umfassen. Vorzugsweise ist der Imaginärteil der effektiven Impedanz der leitenden Verbindung zwischen dem ersten Anschlussbereich und dem zweiten Anschlussbereich bei der Frequenz der Hochfrequenzspannung größer als der Realteil besagter effektiver Impedanz, besonders bevorzugt zehnmal größer und besonders bevorzugt hundertmal größer.
Dadurch, dass der elektromagnetische Schwingkreis mittels einer Wechselspannung angeregt wird, wird erreicht, dass die optoelektronische Komponente vermessen werden kann, ohne die leitende Verbindung zwischen seinen Anschlüssen aufzutrennen, die bei Anlegen einer Gleichspannung einen Kurzschluss verursachen würde. Dadurch, dass die Wechselspannung lokal in den elektromagnetischen Schwingkreis eingekoppelt wird, wird erreicht, dass eine einzelne optoelektronische Komponente vermessen werden kann, ohne gleichzeitig andere, insbesondere auf dem Anschlussträger benachbarte optoelektronische Komponenten anzuregen. Das ist insbesondere dann der Fall, wenn der Anschlussträger mehrere Anschlussleiterbereiche mit mehreren optoelektronischen Komponenten umfasst und die Anschlussleiterbereiche jeweils durch Überbrückungsbereiche leitend miteinander verbunden sind.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Optimierung einer optoelektronischen Komponente. Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren Ausführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Vermessung einer optoelektronischen Komponente, Vergleichen der mindestens einen gemessenen elektrooptischen Eigenschaft der optoelektronischen Komponente mit einem Sollwert sowie Modifizieren der optoelektronischen Komponente aufgrund des Vergleichs. Das Modifizieren kann insbesondere Anpassen der elektrooptischen Eigenschaft an den Sollwert umfassen. Wahlweise oder zusätzlich kann das Verfahren Sortieren optoelektronischer Bauteile aufgrund der gemessenen elektrooptischen Eigenschaft umfassen.
Wahlweise oder zusätzlich kann das Verfahren ferner Anpassen eines Fertigungsschrittes aufgrund des Vergleichs der gemessenen elektrooptischen Eigenschaft mit dem Sollwert umfassen. Bei dem Fertigungsschritt kann es sich insbesondere um das Aufbringen eines Konversionsmaterials auf eine LED, insbesondere weißes Licht erzeugende LED handeln. Die LED kann beispielsweise ein Gehäuse, einen blauen Halbleiterchip, ein Konversionsmaterial und gegebenenfalls weitere Vergussmaterialien umfassen.
Dabei ist die elektrooptische Eigenschaft der optoelektronischen Komponente vorzugsweise der Farbort der von der optoelektronischen Komponente emittierten elektromagnetischen Strahlung. Vorzugsweise wird beim Aufbringen des Konversionsmaterials die Menge des Konversionsmaterials und/oder die Konzentration eines darin enthaltenen Konversionsstoffes in Abhängigkeit von dem gemessenen Farbort angepasst, um gewünschte Farbeigenschaften der fertigen LED zu erreichen und/oder eine engere Farbverteilung zu realisieren. Obgleich das Spektrum der von einer LED emittierten elektromagnetischen Strahlung eine leichte Temperaturabhängigkeit aufweist und sich die LED aufgrund der Anregung mit einer Hochfrequenzspannung erwärmt, kann der Farbort durch das erfindungsgemäße Verfahren hinreichend genau bestimmt werden. Nach dem Aufbringen des Konversionsmaterials kann die optoelektronische Komponente beispielsweise mit einem Gehäuse oder einem optischen Element versehen werden. Sind mehrere optoelektronische Komponenten auf dem Anschlussträger angeordnet, so kann anschließend der Verbund aus Anschlussträger und optoelektronischen Komponenten vereinzelt werden. Hierbei wird der gemeinsame Anschlussträger in mehrere Anschlussträger zerteilt, so dass die fertigen optoelektronischen Komponenten jeweils einen Anschlussträger aufweisen.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Vermessung einer optoelektronischen Komponente. Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung einen Anschlussträger, auf dem mindestens eine optoelektronische Komponente montierbar ist, einen Hochfrequenzgenerator, eine Anpassungsschaltung, Mittel zum Anregen eines elektromagnetischen Schwingkreises, der den Anschlussträger und die mindestens eine optoelektronische Komponente umfasst, sowie eine Messvorrichtung, welche dazu ausgelegt ist, mindestens eine elektrooptische Eigenschaft der optoelektronischen Komponente zu messen. Die Anregung des elektromagnetischen Schwingkreises kann beispielsweise induktiv und somit kontaktlos oder über elektrische Kontakte erfolgen.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Optimierung einer optoelektronischen Komponente. Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Vermessung einer optoelektronischen Komponente, eine Steuereinheit, welche dazu ausgelegt ist, die gemessene elektrooptische Eigenschaft der optoelektronischen Komponente mit einem Sollwert zu vergleichen, sowie Mittel zum Modifizieren der optoelektronischen Komponente aufgrund des Vergleichs. Die Mittel zum Modifizieren der optoelektronischen Komponente aufgrund des Vergleichs können Mittel zum Anpassen der elektrooptischen Eigenschaft an den Sollwert umfassen. Wahlweise oder zusätzlich können die Mittel zum Modifizieren der optoelektronischen Komponente aufgrund des Vergleichs Mittel zum Anpassen eines Fertigungsschrittes aufgrund des Vergleichs umfassen. Vorzugsweise ist die Steuereinheit dazu ausgelegt, die Mittel zum Modifizieren der optoelektronischen Komponente aufgrund der gemessenen elektrooptischen Eigenschaft und/oder aufgrund des Vergleichs der gemessenen elektrooptischen Eigenschaft mit dem Sollwert zu steuern.
Die beschriebenen Vorrichtungen sind zur Ausführung der weiter oben beschriebenen Verfahren besonders geeignet. Im Zusammenhang mit den Verfahren ausgeführte Merkmale können daher auch für die Vorrichtungen herangezogen werden und umgekehrt.
Weitere Vorteile, vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispielen.
Es zeigen:

1 eine Draufsicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines Anschlussträgers, auf den das erfindungsgemäße Verfahren anwendbar ist,
2 eine Draufsicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Anschlussträgers, auf den das erfindungsgemäße Verfahren anwendbar ist,
3 ein Blockschaltbild einer Anregungsschaltung mit einem anzuregenden elektromagnetischen Schwingkreis,
4 ein erstes Ausführungsbeispiel der Einkoppelvorrichtung der in 3 dargestellten Anregungsschaltung,
5 ein zweites Ausführungsbeispiel der Einkoppelvorrichtung der in 3 dargestellten Anregungsschaltung,
6 ein drittes Ausführungsbeispiel der Einkoppelvorrichtung der in 3 dargestellten Anregungsschaltung,
7 eine Detailansicht des ersten Ausführungsbeispiels eines Anschlussträgers in Verbindung mit dem ersten Ausführungsbeispiel der Einkoppelvorrichtung der in 3 dargestellten Anregungsschaltung, und
8 ein erfindungsgemäß gemessenes elektromagnetisches Spektrum einer optoelektronischen Komponente.

Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder für eine bessere Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein.
Ein mit einem Kreis umschlossenes Kreuz in einer Zeichnung zeigt ein Magnetfeld an, welches zu einem bestimmten Zeitpunkt in die Zeichnungsebene hinein gerichtet ist. Die vorliegend eingesetzten Magnetfelder sind jedoch zeitlich veränderlich, und ein zu einem bestimmten Zeitpunkt in die Zeichnungsebene hinein gerichtetes Magnetfeld kann zu einem anderen Zeitpunkt aus der Zeichnungsebene heraus gerichtet sein. Nur die maßgeblich beteiligten Magnetfeldlinien sind dargestellt.
1 zeigt eine Draufsicht eines insgesamt mit 100 bezeichneten ersten Ausführungsbeispiels eines Anschlussträgers, auf den das erfindungsgemäße Verfahren anwendbar ist. Auf dem Anschlussträger 100, der beispielsweise aus Metall besteht, sind optoelektronische Komponenten 10 angeordnet. Der Anschlussträger 100 umfasst drei Anschlussleiterbereiche 12, die in regelmäßigen Abständen voneinander angeordnet sind und jeweils dieselbe Struktur und Ausrichtung aufweisen. Jeder der Anschlussleiterbereiche 12 umfasst einen mittleren Bereich 14 sowie erste bis vierte Anschlussleiter 16, 18, 20, 22, welche jeweils dieselbe Breite aufweisen, wobei jeweils der erste Anschlussleiter 16 und der zweite Anschlussleiter 18 auf einer ersten Seite des mittleren Bereichs 14 angeordnet sind und der dritte Anschlussleiter 20 und der vierte Anschlussleiter 22 auf einer zweiten, der ersten Seite gegenüberliegenden Seite des mittleren Bereichs 14 angeordnet sind. Zwischen den ersten und zweiten Anschlussleitern 16, 18 auf der ersten Seite des mittleren Bereichs 14 besteht jeweils ein erster Zwischenraum 24, und zwischen den dritten und vierten Anschlussleitern 20, 22 auf der zweiten Seite des mittleren Bereichs 14 besteht jeweils ein zweiter Zwischenraum 26, welcher dieselbe Breite aufweist wie der erste Zwischenraum 24. In jedem Anschlussleiterbereich 12 ist ferner jeweils der vierte Anschlussleiter 22 auf der zweiten Seite des mittleren Bereichs 14 durch einen dritten Zwischenraum 28 von dem mittleren Bereich 14 getrennt; die ersten bis dritten Anschlussleiter 16, 18, 20 schließen jeweils unmittelbar an den mittleren Bereich 14 an.
Die Anschlussleiterbereiche 12 sind ingesamt durch vierte Zwischenräume 30 voneinander getrennt. Die Breite der dritten Zwischenräume 28 ist geringer als die Breite der ersten und zweiten Zwischenräume 24, 26, und die Breite der ersten und zweiten Zwischenräume 24, 26 ist geringer als die Breite der vierten Zwischenräume 30. Der Anschlussträger 100 umfasst ferner einen ersten Überbrückungsbereich 32 und einen zweiten Überbrückungsbereich 34, die auf gegenüberliegenden Seiten der Anschlussleiterbereiche 12 angeordnet sind. Bei jedem Anschlussleiterbereich 12 sind jeweils der erste und zweite Anschlussleiter 16, 18 auf der ersten Seite des mittleren Bereichs 14 mit dem ersten Überbrückungsbereich 32 verbunden, und der dritte und vierte Anschlussleiter 20, 22 auf der zweiten Seite des mittleren Bereichs 14 sind mit dem zweiten Überbrückungsbereich 34 verbunden. Die ersten und zweiten Überbrückungsbereiche 32, 34 bilden somit eine leitende Verbindung zwischen den Anschlussleiterbereichen 12.
Auf dem mittleren Bereich 14 jedes Anschlussleiterbereichs 12 ist jeweils eine optoelektronische Komponente 10 angeordnet, dessen einer Anschluss in direktem elektrischem Kontakt mit dem mittleren Bereich 14 steht. Der mittlere Bereich 14 wirkt somit als ein erster Anschlussbereich für den Anschluss der optoelektronischen Komponente 10. Ein zweiter Anschluss der optoelektronischen Komponente 10 ist jeweils durch einen Bonddraht 36 über den dritten Zwischenraum 28 hinweg mit dem vierten Anschlussleiter 22 verbunden. Der vierte Anschlussleiter 22 wirkt somit als ein zweiter Anschlussbereich für den Anschluss der optoelektronischen Komponente 10. Somit bilden jeweils die optoelektronische Komponente 10, der Bonddraht 36, der vierte Anschlussleiter 22, ein Teil des zweiten Überbrückungsbereichs 34, der dritte Anschlussleiter 20 und ein Teil des mittleren Bereichs 14 einen elektromagnetischen Schwingkreis 38. Dadurch, dass der elektromagnetische Schwingkreis 38 um den zweiten Zwischenraum 26 herum ausgebildet ist, wird die in der Umgebung des zweiten Zwischenraums 26 vorhandene Induktivität und Kapazität für den elektromagnetischen Schwingkreis 38 genutzt. Durch ein in dem zweiten Zwischenraum 26 vorhandenes zeitlich veränderliches Magnetfeld 40 kann in dem elektromagnetischen Schwingkreis 38 eine elektrische Wechselspannung induziert werden.
2 zeigt eine Draufsicht eines insgesamt mit 100 bezeichneten zweiten Ausführungsbeispiels eines Anschlussträgers, auf den das erfindungsgemäße Verfahren anwendbar ist. Auf dem Anschlussträger 100, der ebenfalls beispielsweise aus Metall besteht, sind wiederum optoelektronische Komponenten 10 angeordnet. Auch der Anschlussträger 100 umfasst drei Anschlussleiterbereiche 12, die in regelmäßigen Abständen voneinander angeordnet sind und jeweils dieselbe Struktur und Ausrichtung aufweisen. Jeder der Anschlussleiterbereiche 12 umfasst einen ersten Anschlussleiter 42 und einen zweiten Anschlussleiter 44, welche jeweils dieselbe Breite aufweisen. Zwischen den ersten und zweiten Anschlussleitern 42, 44 besteht jeweils ein erster Zwischenraum 46.
Die Anschlussleiterbereiche 12 sind ingesamt durch zweite Zwischenräume 48 voneinander getrennt. Die Breite der ersten Zwischenräume 46 ist geringer als die Breite der zweiten Zwischenräume 48. Der Anschlussträger 100 umfasst ferner einen ersten Überbrückungsbereich 32 und einen zweiten Überbrückungsbereich 34, die auf gegenüberliegenden Seiten der Anschlussleiterbereiche 12 angeordnet sind. Bei jedem Anschlussleiterbereich 12 ist jeweils der erste Anschlussleiter 42 mit dem zweiten Überbrückungsbereich 34 verbunden, und der zweite Anschlussleiter 44 ist mit dem ersten Überbrückungsbereich 32 verbunden. Die Überbrückungsbereiche 32, 34 bilden somit eine leitende Verbindung zwischen den Anschlussleiterbereichen 12.
Der Anschlussträger 100 umfasst ferner dritte Überbrückungsbereiche 50, die jeweils über einen der zweiten Zwischenräume 48 hinweg sowohl die ersten Anschlussleiter 42 zweier benachbarter Anschlussleiterbereiche 12 miteinander verbinden als auch die ersten und zweiten Anschlussleiter 42 und 44 eines der zwei benachbarten Anschlussleiterbereiche 12 miteinander verbinden. Auch die dritten Überbrückungsbereiche 50 bilden somit eine leitende Verbindung zwischen den Anschlussleiterbereichen 12.
Auf dem ersten Anschlussleiter 42 jedes Anschlussleiterbereichs 12 ist jeweils eine optoelektronische Komponente 10 angeordnet, dessen einer Anschluss in direktem elektrischem Kontakt mit dem ersten Anschlussleiter 42 steht. Der erste Anschlussleiter 42 wirkt somit als ein erster Anschlussbereich für den Anschluss der optoelektronischen Komponente 10. Ein zweiter Anschluss der optoelektronischen Komponente 10 ist jeweils durch einen Bonddraht 36 über den ersten Zwischenraum 46 hinweg mit dem zweiten Anschlussleiter 44 verbunden. Der zweite Anschlussleiter 44 wirkt somit als ein zweiter Anschlussbereich für den Anschluss der optoelektronischen Komponente 10. Somit bilden jeweils die optoelektronische Komponente 10, ein Teil des ersten Anschlussleiters 42, der dritte Überbrückungsbereich 50, ein Teil des zweiten Anschlussleiters 44 und der Bonddraht 36 einen elektromagnetischen Schwingkreis 38. Dadurch, dass der elektromagnetische Schwingkreis 38 um den ersten Zwischenraum 46 herum ausgebildet ist, wird die in der Umgebung des ersten Zwischenraums 46 vorhandene Induktivität und Kapazität für den elektromagnetischen Schwingkreis 38 genutzt. Durch ein in dem ersten Zwischenraum 46 vorhandenes zeitlich veränderliches Magnetfeld 40 kann wiederum in dem elektromagnetischen Schwingkreis 38 eine elektrische Wechselspannung induziert werden.
3 zeigt ein Blockschaltbild einer insgesamt mit 200 bezeichneten Anregungsschaltung mit einem anzuregenden elektromagnetischen Schwingkreis 38. Bei dem hier schematisch dargestellten elektromagnetischen Schwingkreis 38 kann es sich beispielsweise um den in 1 dargestellten elektromagnetischen Schwingkreis 38 oder um den in 2 dargestellten elektromagnetischen Schwingkreis 38 handeln. Die Anregungsschaltung 200 umfasst einen Hochfrequenzgenerator 60, welcher dazu ausgelegt ist, eine Hochfrequenzspannung zu erzeugen. Die von dem Hochfrequenzgenerator 60 erzeugte Spannung wird über eine Anpassungsschaltung 62 an ein Schaltungselement 64 angelegt. Die Anpassungsschaltung 62 dient der Impedanzanpassung zwischen dem Hochfrequenzgenerator 60 und dem Schaltungselement 64. Das Schaltungselement 64 umfasst eine Einkoppelvorrichtung 66 mit zwei Anschlüssen 68. Bei der Einkoppelvorrichtung 66 kann es sich wie im Folgenden näher ausgeführt um eine induktive Einkoppelvorrichtung oder um eine Einkoppelvorrichtung über elektrische Kontakte handeln. Durch die Anregung der Einkoppelvorrichtung 66 mit einer Hochfrequenzspannung wird der elektromagnetische Schwingkreis 38 angeregt. Der elektromagnetische Schwingkreis 38 umfasst eine hier schematisch dargestellte optoelektronische Komponente 10, welches bei Anregung des elektromagnetischen Schwingkreises 38 von Strom durchflossen wird und daher elektromagnetische Strahlung 70 emittiert.
4 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der Einkoppelvorrichtung 66 der in 3 dargestellten Anregungsschaltung 200. Zwischen den beiden Anschlüssen 68 ist eine Spule 72 angeordnet, die als induktives Element wirkt. Die Spule 72 kann eine oder mehrere Windungen aufweisen. Die Spule 72 ist in der Nähe des hier schematisch dargestellten elektromagnetischen Schwingkreises 38 angeordnet, wodurch eine induktive Kopplung zwischen der Spule 72 und dem elektromagnetischen Schwingkreis 38 besteht. Ein durch Anregung der Spule 72 mit einer Hochfrequenzspannung erzeugtes zeitlich veränderliches Magnetfeld (hier nicht gezeigt) induziert daher in dem elektromagnetischen Schwingkreis 38 eine elektrische Wechselspannung, durch welche der elektromagnetische Schwingkreis 38 zum Schwingen angeregt wird. Wahlweise kann die Spule 72 zwecks besserer induktiver Kopplung in den elektromagnetischen Schwingkreis 38 eingeführt werden. Beispielsweise kann die Spule 72 in den zweiten Zwischenraum 26 des ersten Ausführungsbeispiels eines Anschlussträgers oder in den ersten Zwischenraum 46 des zweiten Ausführungsbeispiels eines Anschlussträgers eingeführt werden. Mittels der Spule 72 kann der elektromagnetische Schwingkreis 38 kontaktlos angeregt werden.
5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Einkoppelvorrichtung 66 der in 3 dargestellten Anregungsschaltung 200. Wie in dem ersten Ausführungsbeispiel der Einkoppelvorrichtung 66 der in 3 dargestellten Anregungsschaltung 200 ist zwischen den beiden Anschlüssen 68 eine Spule 72 angeordnet, die als induktives Element wirkt. Die Spule 72 kann eine oder mehrere Windungen aufweisen. Die Spule 72 umschließt einen Ferritkern 74, der als ferromagnetisches Element wirkt. Durch den Ferritkern 74 wird das von der Spule 72 erzeugte zeitlich veränderliche Magnetfeld (hier nicht gezeigt) gebündelt, so dass die magnetischen Feldlinien nicht in der Nähe der Spule divergieren, sondern im Wesentlichen parallel in den Bereich geführt werden, in dem der hier schematisch dargestellte elektromagnetische Schwingkreis 38 angeordnet ist. Der Ferritkern 74 wird in der Nähe des elektromagnetischen Schwingkreises 38 angeordnet. Wahlweise kann der Ferritkern 74 zwecks besserer induktiver Kopplung in den elektromagnetischen Schwingkreis 38 eingeführt werden. Auch der Ferritkern 74 kann beispielsweise in den zweiten Zwischenraum 26 des ersten Ausführungsbeispiels eines Anschlussträgers oder in den ersten Zwischenraum 46 des zweiten Ausführungsbeispiels eines Anschlussträgers eingeführt werden. Mittels des Ferritkerns 74 kann der elektromagnetische Schwingkreis 38 ebenfalls kontaktlos angeregt werden.
6 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der Einkoppelvorrichtung 66 der in 3 dargestellten Anregungsschaltung 200. In diesem Ausführungsbeispiel wird der hier schematisch dargestellte elektromagnetische Schwingkreis 38 unmittelbar über zwei elektrische Kontakte 76 angeregt. Die an den beiden Anschlüssen 68 anliegende Hochfrequenzspannung wird über die elektrischen Kontakte 76 unmittelbar in den elektromagnetischen Schwingkreis 38 eingekoppelt.
7 zeigt eine Detailansicht des ersten Ausführungsbeispiels eines Anschlussträgers in Verbindung mit dem ersten Ausführungsbeispiel der Einkoppelvorrichtung der in 3 dargestellten Anregungsschaltung. Die über die Anschlüsse 68 mit einer Hochfrequenzspannung angeregte Spule 72 ist in unmittelbarer Nähe des zweiten Zwischenraums 26 angeordnet und erzeugt in diesem ein zeitlich veränderliches Magnetfeld 40. Aufgrund dieser Anordnung besteht eine starke induktive Kopplung zwischen der Spule 72 und dem elektromagnetischen Schwingkreis (hier nicht gezeigt).
In 7 ist exemplarisch eine Kombination des ersten Ausführungsbeispiels eines Anschlussträgers mit dem ersten Ausführungsbeispiel der Einkoppelvorrichtung der in 3 dargestellten Anregungsschaltung dargestellt. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Kombination beschränkt; insbesondere kann jedes der ersten und zweiten Ausführungsbeispiele eines Anschlussträgers mit jedem der ersten bis dritten Ausführungsbeispiele der Einkoppelvorrichtung der in 3 dargestellten Anregungsschaltung kombiniert werden.
8 zeigt ein erfindungsgemäß gemessenes Spektrum der von einer optoelektronischen Komponente emittierten elektromagnetischen Strahlung. Die Anregung des elektromagnetischen Schwingkreises erfolgte in diesem Fall kontaktlos. Bei der optoelektronischen Komponente handelt es sich um eine Leuchtdiode (Powertop-LED), welche vorwiegend elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Bereich des elektromagnetischen Spektrums und insbesondere vorwiegend blaues Licht emittiert. In der Zeichnung ist die gemessene Intensität der elektromagnetischen Strahlung in willkürlichen Einheiten gegenüber der Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung in Nanometern aufgetragen. Das Spektrum der von der optoelektronischen Komponente emittierten elektromagnetischen Strahlung entspricht im Wesentlichen dem Spektrum, das bei Anregung einer vereinzelten optoelektronischen Komponente mit einer Gleichspannung messbar wäre. Aufgrund der Erwärmung der optoelektronischen Komponente durch die Anregung mit einer Hochfrequenzspannung ist das Spektrum leicht verschoben; eine elektrooptische Eigenschaft wie beispielsweise der Farbort der optoelektronischen Komponente lässt sich jedoch aus dem gemessenen Spektrum zuverlässig bestimmen.

Claims

Verfahren zur Vermessung mindestens einer auf einem Anschlussträger (100) montierten optoelektronischen Komponente (10), wobei der Anschlussträger (100) eingerichtet ist, die mindestens eine optoelektronische Komponente (10) in Bezug auf Gleichspannungen kurzzuschließen, so dass ein elektromagnetischer Schwingkreis (38) durch die optoelektronische Komponente (10) und den Anschlussträger (100) gebildet ist, und wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: - Anregen des elektromagnetischen Schwingkreises (38), so dass die optoelektronische Komponente (10) zur Emission elektromagnetischer Strahlung (70) angeregt wird, und - Messen mindestens einer elektrooptischen Eigenschaft der optoelektronischen Komponente (10).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Anschlussträger (100) mindestens einen Anschlussleiterbereich (12) umfasst, wobei in dem Anschlussleiterbereich (12) eine optoelektronische Komponente (10) montiert ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Anschlussträger (100) eine Mehrzahl von Anschlussleiterbereichen (12) umfasst, zwischen je zwei Anschlussleiterbereichen (12) jeweils ein Zwischenraum (30, 48) ausgebildet ist und der Anschlussträger (100) mindestens einen Überbrückungsbereich (32, 34, 50) umfasst, durch welchen die Anschlussleiterbereiche (12) untereinander leitend verbunden sind.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei der mindestens eine Anschlussleiterbereich (12) mindestens einen ersten Anschlussbereich (14, 42) und einen zweiten Anschlussbereich (22, 44) umfasst, wobei ein erster Anschluss der optoelektronischen Komponente (10) mit dem ersten Anschlussbereich (14, 42) leitend verbunden ist, ein zweiter Anschluss der optoelektronischen Komponente (10) mit dem zweiten Anschlussbereich (22, 44) leitend verbunden ist und der erste Anschlussbereich (14, 42) und der zweite Anschlussbereich (22, 44) durch den Anschlussträger (100) leitend miteinander verbunden sind.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der elektromagnetische Schwingkreis (38) durch die optoelektronische Komponente (10), den ersten Anschlussbereich (14, 42), den zweiten Anschlussbereich (22, 44) sowie die leitende Verbindung zwischen dem ersten Anschlussbereich (14, 42) und dem zweiten Anschlussbereich (22, 44) gebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei die leitende Verbindung zwischen dem ersten Anschlussbereich (14, 44) und dem zweiten Anschlussbereich (22, 42) zumindest teilweise einen nicht leitenden Zwischenraum (26, 46) umschließt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die elektrooptische Eigenschaft der optoelektronischen Komponente (10) eine Helligkeit, einen Farbort oder ein Spektrum der von der optoelektronischen Komponente (10) emittierten elektromagnetischen Strahlung (70) ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Anregen des elektromagnetischen Schwingkreises (38) Anlegen einer elektrischen Spannung an zwei elektrische Kontakte (76) in dem elektromagnetischen Schwingkreis (38) umfasst.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Anregen des elektromagnetischen Schwingkreises (38) Induzieren einer elektrischen Wechselspannung in dem elektromagnetischen Schwingkreis (38) durch Erzeugen eines zeitlich veränderlichen elektromagnetischen Wechselfeldes (40) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das zeitlich veränderliche elektromagnetische Wechselfeld (40) durch ein induktives Element (72) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das induktive Element (72) zumindest teilweise ein ferromagnetisches Element (74) umschließt, welches sich von dem induktiven Element (72) in Richtung des elektromagnetischen Schwingkreises (38) erstreckt.
Verfahren zur Optimierung einer optoelektronischen Komponente (10), umfassend - Ausführen eines Verfahrens zur Vermessung einer optoelektronischen Komponente (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, - Vergleichen der mindestens einen gemessenen elektrooptischen Eigenschaft der optoelektronischen Komponente (10) mit einem Sollwert, und - Modifizieren der optoelektronischen Komponente (10) aufgrund des Vergleichs.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei beim Aufbringen eines Konversionsmaterials auf die optoelektronische Komponente (10) eine Menge des Konversionsmaterials oder die Konzentration eines darin enthaltenen Konversionsstoffes aufgrund des Vergleichs von einem gemessenen Farbort mit einem Sollwert des Farborts angepasst wird.
Vorrichtung zur Vermessung einer optoelektronischen Komponente (10), umfassend - einen Anschlussträger (100), auf dem mindestens eine optoelektronische Komponente (10) montierbar ist, wobei der Anschlussträger (100) eingerichtet ist, die mindestens eine optoelektronische Komponente (10) in Bezug auf Gleichspannungen kurzzuschließen, so dass ein elektromagnetischer Schwingkreis (38) durch die optoelektronische Komponente (10) und den Anschlussträger (100) gebildet ist, - einen Hochfrequenzgenerator (60), - eine Anpassungsschaltung (62), - Mittel (72, 74, 76) zum Anregen des elektromagnetischen Schwingkreises (38) und - eine Messvorrichtung, welche dazu ausgelegt ist, mindestens eine elektrooptische Eigenschaft der optoelektronischen Komponente (10) zu messen.
Vorrichtung zur Optimierung einer optoelektronischen Komponente (10), umfassend - eine Vorrichtung zur Vermessung einer optoelektronischen Komponente (10) nach Anspruch 14, - eine Steuereinheit, welche dazu ausgelegt ist, die gemessene elektrooptische Eigenschaft der optoelektronischen Komponente (10) mit einem Sollwert zu vergleichen, und - Mittel zum Modifizieren der optoelektronischen Komponente (10) aufgrund des Vergleichs.