DE102013204862A1 - Optoelectronic assembly and method for manufacturing an optoelectronic assembly - Google Patents
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Abstract
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird eine optoelektronische Baugruppe (10) bereitgestellt. Die optoelektronische Baugruppe (10) weist ein Basiselement (12) mit einer ersten Seite des Basiselements (12) und elektrisch leitfähigen Leiterbahnen, mindestens ein optoelektronisches Bauelement (15), das mit den Leiterbahnen elektrisch gekoppelt ist, und mindestens ein elektronisches Bauelement (22) auf, das auf der ersten Seite des Basiselements (12) angeordnet ist und mit den Leiterbahnen elektrisch gekoppelt ist. Ein angeformter Gehäusekörper (42) ist so ausgebildet, dass er die erste Seite des Basiselements (12) und das elektronische Bauelement (22) im Wesentlichen bedeckt und in direktem körperlichen Kontakt an dem Basiselement (12) mit den Leiterbahnen und dem elektronischen Bauelement (22) anliegt und dass er eine Ausnehmung (26) aufweist, in der das optoelektronische Bauelement (15) zumindest teilweise freigelegt ist. Der Gehäusekörper (42) ist mit einer Gehäuseschicht (44) beschichtet.In various embodiments, an optoelectronic assembly (10) is provided. The optoelectronic assembly (10) has a base element (12) with a first side of the base element (12) and electrically conductive interconnects, at least one optoelectronic component (15) which is electrically coupled to the interconnects, and at least one electronic component (22). on, which is arranged on the first side of the base member (12) and is electrically coupled to the conductor tracks. An integrally molded housing body (42) is formed to substantially cover the first side of the base member (12) and the electronic component (22) and to make direct physical contact with the base members (12) and the electronic component (22 ) and that it has a recess (26) in which the optoelectronic component (15) is at least partially exposed. The housing body (42) is coated with a housing layer (44).
Description
Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Baugruppe und ein Verfahren zum Herstellen einer optoelektronischen Baugruppe.The invention relates to an optoelectronic assembly and a method for producing an optoelectronic assembly.
Bei einer herkömmlichen optoelektronischen Baugruppe wird ein Gehäuse beispielsweise in einem Spritzgussverfahren hergestellt und dann an einer Leiterplatte und/oder einem Träger der optoelektronischen Baugruppe befestigt. Die Befestigung kann beispielsweise mittels Klebens und/oder einer Steck- oder Rastverbindung erfolgen. Das Gehäuse dient beispielsweise als Schutz für elektronische Komponenten und/oder elektrische Kontaktierungen oder Anschlüsse der optoelektronischen Baugruppe gegen äußerliche Einwirkungen, wie beispielsweise Stöße und/oder Feuchtigkeit. Zum Verbessern des Schutzes gegen Feuchtigkeit werden regelmäßig Dichtkörper, wie beispielsweise Silikonkappen, zwischen dem Gehäuse und den Leiterplatten und/oder den elektronischen Bauelementen angeordnet. Nach Fertigstellung kann die optoelektronische Baugruppe dann ihrerseits an einem Montagekörper montiert werden, beispielsweise mittels Klipsen, Schrauben, Nieten oder ähnlichem. Beispielsweise zum Schrauben können Montageausnehmungen in den optoelektronischen Baugruppen vorgesehen sein, die sich durch die Gehäuse und die Leiterplatten hindurch erstrecken können. Ferner können die Montageausnehmungen mittels Hülsen verstärkt sein, um die Belastungen bei der Montage aufnehmen zu können.In a conventional optoelectronic assembly, a housing is manufactured, for example, in an injection molding process and then attached to a circuit board and / or a support of the optoelectronic assembly. The attachment can be done for example by means of gluing and / or a plug-in or latching connection. The housing serves, for example, as protection for electronic components and / or electrical contacts or connections of the optoelectronic assembly against external influences, such as impacts and / or moisture. To improve the protection against moisture regularly sealing bodies, such as silicone caps, between the housing and the circuit boards and / or the electronic components are arranged. After completion, the optoelectronic assembly can in turn be mounted on a mounting body, for example by means of clips, screws, rivets or the like. For example, for screwing mounting recesses may be provided in the optoelectronic assemblies, which may extend through the housing and the printed circuit boards. Furthermore, the mounting recesses can be reinforced by means of sleeves to accommodate the loads during assembly can.
Die optoelektronische Baugruppe kann beispielsweise dem Zhaga-Standard entsprechen. In dem Zhaga-Standard sind definierte Schnittstellen-Spezifikationen festlegt. Dies gewährleistet die Austauschbarkeit von LED-Lichtquellen verschiedener Hersteller. The optoelectronic assembly may correspond to the Zhaga standard, for example. The Zhaga standard defines defined interface specifications. This ensures the interchangeability of LED light sources from different manufacturers.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird eine optoelektronische Baugruppe bereitgestellt, die einfach und/oder kostengünstig herstellbar ist und/oder die gegenüber äußeren Einflüssen geschützt ist und/oder die zu einem effektiven Betrieb von elektronischen und/oder optoelektronischen Bauelementen der optoelektronischen Baugruppe beiträgt.In various embodiments, an optoelectronic assembly is provided which is simple and / or inexpensive to produce and / or which is protected from external influences and / or which contributes to an effective operation of electronic and / or optoelectronic components of the optoelectronic assembly.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Verfahren zum Herstellen einer optoelektronischen Baugruppe bereitgestellt, das einfach und/oder kostengünstig durchführbar ist und/oder das dazu beiträgt, dass die optoelektronische Baugruppe gegenüber äußeren Einflüssen geschützt ist und/oder elektronische und/oder optoelektronische Bauelemente der optoelektronische Baugruppe effektiv betrieben werden können.In various exemplary embodiments, a method for producing an optoelectronic assembly is provided, which is simple and / or inexpensive to carry out and / or which contributes to the fact that the optoelectronic assembly is protected against external influences and / or electronic and / or optoelectronic components of the optoelectronic assembly effectively can be operated.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird eine optoelektronische Baugruppe bereitgestellt. Die optoelektronische Baugruppe weist ein Basiselement, das eine erste Seite des Basiselements und Leiterbahnen aufweist, mindestens ein optoelektronisches Bauelement und mindestens ein elektronisches Bauelement auf. Das optoelektronische Bauelement ist mit den Leiterbahnen elektrisch gekoppelt. Das elektronische Bauelement ist auf der ersten Seite des Basiselements angeordnet und mit den Leiterbahnen elektrisch gekoppelt. Ein angeformter Gehäusekörper ist derart ausgebildet, dass er die erste Seite des Basiselements und das elektronische Bauelement im Wesentlichen bedeckt und in direktem körperlichen Kontakt an der ersten Seite des Basiselements und dem elektronische Bauelement anliegt und dass er eine Ausnehmung aufweist, in der das optoelektronische Bauelement zumindest teilweise freigelegt ist. Der angeformte Gehäusekörper ist mit einer Gehäuseschicht beschichtet.In various embodiments, an optoelectronic assembly is provided. The optoelectronic assembly has a base element which has a first side of the base element and conductor tracks, at least one optoelectronic component and at least one electronic component. The optoelectronic component is electrically coupled to the conductor tracks. The electronic component is arranged on the first side of the base element and electrically coupled to the conductor tracks. A molded housing body is formed such that it substantially covers the first side of the base member and the electronic component and abuts in direct physical contact on the first side of the base member and the electronic component and that it has a recess in which the optoelectronic component at least partially exposed. The molded housing body is coated with a housing layer.
Der an das Basiselement angeformte Gehäusekörper kann beispielsweise in einem ersten Formpressverfahren, beispielsweise einem ersten Mold-Verfahren, wie beispielsweise Transfer-Molding oder Compression-Molding, einfach und/oder kostengünstig hergestellt werden, was zu dem einfachen und/oder kostengünstigen Herstellen der optoelektronischen Baugruppe beiträgt. Insbesondere kann für den Gehäusekörper ein kostengünstiger erster Formwerkstoff verwendet werden, beispielsweise ein schwarzer Formwerkstoff, beispielsweise ein weit verbreitetes schwarzes Moldmaterial (Moldcompound). Beispielsweise geht der erste Formwerkstoff, aus dem der angeformte Gehäusekörper gebildet wird, eine stoffschlüssige Verbindung, beispielsweise eine Klebeverbindung, mit dem Basiselement, beispielsweise mit der Leiterplatte, ein. Die Leiterbahnen können beispielsweise zumindest teilweise auf der ersten Seite des Basiselements ausgebildet sein. Der direkte körperliche Kontakt und das Anliegen des angeformten Gehäusekörpers zu bzw. an das Basiselement und/oder die Leiterbahnen und dem elektronischen Bauelement tragen zum einen zu einem besonders guten Schutz des Basiselements, der Leiterbahnen und des elektronischen Bauelements und somit der optoelektronischen Baugruppe gegenüber äußeren Einflüssen, wie beispielsweise Stößen und/oder Feuchtigkeit, bei und ermöglicht zum anderen eine besonders gute Wärmekopplung der elektronischen Bauelemente und eine besonders gute Wärmeabfuhr weg von den elektronischen Bauelementen, was zu einem besonders effektiven Betreiben der elektronischen Bauelemente beitragen kann. Beispielsweise kann der angeformte Gehäusekörper derart dicht an das Basiselement und/oder das elektronische Bauelement anliegend angeformt werden, dass diese Feuchtigkeitsdicht und/oder hermetisch dicht verkapselt sind. Der angeformte Gehäusekörper weist eine hohe mechanische Stabilität auf, da er beispielsweise aus Vollmaterial besteht und keine Hohlräume aufweist. The molded onto the base member housing body can be easily and / or inexpensively manufactured, for example, in a first molding process, for example, a first molding process, such as transfer molding or compression molding, resulting in the simple and / or cost-effective manufacture of the optoelectronic assembly contributes. In particular, a cost-effective first molding material can be used for the housing body, for example a black molding material, for example a widely used black molding material (molding compound). For example, the first molding material from which the molded housing body is formed, a cohesive connection, such as an adhesive bond, with the base member, for example with the circuit board, a. For example, the conductor tracks may be formed at least partially on the first side of the base element. The direct physical contact and the concerns of the molded housing body to or on the base member and / or the conductor tracks and the electronic component contribute to a particularly good protection of the base member, the tracks and the electronic component and thus the optoelectronic assembly against external influences , such as shocks and / or moisture, and on the other hand allows a particularly good heat coupling of the electronic components and a particularly good heat dissipation away from the electronic components, which can contribute to a particularly effective operation of the electronic components. For example, the integrally formed housing body can be molded so close to the base element and / or the electronic component that they are moisture-proof and / or hermetically sealed. The molded housing body has a high mechanical stability, since it consists for example of solid material and has no cavities.
Die Gehäuseschicht kann beispielsweise in einem zweiten Formpressverfahren, beispielsweise einem zweiten Mold-Verfahren, wie beispielsweise Transfer-Molding oder Compression-Molding, mittels Aufprägens, Sprühens, in einem Sputter-Verfahren und/oder als Lackschicht auf dem Gehäusekörper einfach und/oder kostengünstig ausgebildet werden, was zu dem einfachen und/oder kostengünstigen Herstellen der optoelektronischen Baugruppe beiträgt. Alternativ dazu kann die Gehäuseschicht vorgeformt werden und dann auf den Gehäusekörper aufgesetzt und an diesem befestigt werden. Die Gehäuseschicht kann beispielsweise weiß, diffus streuend, glänzend, beispielsweise silbrig glänzend, und/oder hochreflektierend, beispielsweise spiegelnd, ausgebildet sein und/oder ein weißes bzw. hochreflektierendes Material aufweisen, wobei eine Reflektivität beispielsweise in einem Bereich liegen kann zwischen 90% und 99,9%, beispielsweise zwischen 95% und 99%. Eine Materialmenge der Gehäuseschicht kann beispielsweise deutlich geringer sein als eine Materialmenge des Gehäusekörpers. Dies kann zu dem kostengünstigen Herstellen der optoelektronischen Baugruppe beitragen. Beispielsweise kann für den Gehäusekörper ein günstiges Material verwendet werden und für die Gehäuseschicht ein teures Material, beispielsweise ein Material, das teurer ist als das des Gehäusekörpers. Beispielsweise kann die Gehäuseschicht dünn sein und beispielsweise eine Dicke aufweisen in einem Bereich von 0,1 mm bis 5 mm. Die Gehäuseschicht umhüllt den Gehäusekörper und bedeckt diesen, beispielsweise vollständig. Somit kann die Gehäuseschicht einen Teil der Außenseite des optoelektronischen Bauelements bilden. The housing layer can be formed, for example, in a second molding process, for example a second molding process, such as transfer molding or compression molding, by means of stamping, spraying, in a sputtering process and / or as a paint layer on the housing body simple and / or inexpensive which contributes to the simple and / or cost-effective production of the optoelectronic assembly. Alternatively, the housing layer may be preformed and then placed and secured to the housing body. The housing layer can be, for example, white, diffusely scattering, shiny, for example silvery shiny, and / or highly reflective, for example reflective, formed and / or have a white or highly reflective material, wherein a reflectivity may for example be in a range between 90% and 99 , 9%, for example between 95% and 99%. For example, a quantity of material of the housing layer can be significantly less than a quantity of material of the housing body. This can contribute to the cost-effective production of the optoelectronic assembly. For example, a favorable material can be used for the housing body and an expensive material for the housing layer, for example a material that is more expensive than that of the housing body. For example, the housing layer may be thin and, for example, have a thickness in a range of 0.1 mm to 5 mm. The housing layer encloses the housing body and covers it, for example completely. Thus, the housing layer may form part of the outside of the optoelectronic device.
Der angeformte Gehäusekörper und die Gehäuseschicht können dazu beitragen, dass alle Komponenten auf dem Basiselement abgedeckt sind und gleichzeitig alle normativen Materialanforderungen, beispielsweise die UL-Entflammbarkeit (UL94), erfüllt sind. Darüber hinaus tragen der angeformte Gehäusekörper und die Gehäuseschicht dazu bei, die optoelektronische Baugruppe zu schützen, beispielsweise vor mechanischen Einwirkungen, Umwelteinflüssen, wie beispielsweise Feuchtigkeit, Schadgasen und/oder schädlichen Temperaturen, und/oder Isolationsanforderungen, wie beispielsweise Luft- und Kriechstrecken, sowie eine gute Wärmeleitfähigkeit zu gewährleisten.The molded housing body and housing layer can help cover all components on the base while meeting all normative material requirements, such as UL Flammability (UL94). In addition, the molded housing body and the housing layer contribute to protect the optoelectronic assembly, for example, against mechanical influences, environmental influences, such as moisture, noxious gases and / or harmful temperatures, and / or insulation requirements, such as creepage distances, as well as a to ensure good thermal conductivity.
Falls die elektronische Baugruppe Montageausnehmungen zum Befestigen der elektronischen Baugruppe aufweist, so kann der angeformte und aus Vollmaterial bestehende Gehäusekörper ermöglichen, auf Verstärkungen der Montageausnehmungen, beispielsweise Hülsen, beispielsweise Metallhülsen, verzichten zu können. Ferner kann der angeformte Gehäusekörper sehr präzise geformt und an die Außenabmessungen des Basiselements angepasst und angeformt werden. Bezüglich seiner äußeren Form kann der angeformte Gehäusekörper im Rahmen der Möglichkeiten des Formpressverfahrens frei gestaltet werden. If the electronic assembly mounting recesses for securing the electronic assembly, the molded and made of solid material housing body can allow to forgo reinforcements of mounting recesses, such as sleeves, such as metal sleeves. Furthermore, the molded housing body can be formed very precisely and adapted to the outer dimensions of the base member and molded. With regard to its outer shape, the molded housing body can be freely designed within the possibilities of the molding process.
Ferner können ein, zwei oder mehr Anschlüsse zum elektrischen Verbinden des optoelektronischen Bauelements mit dem Basiselement, beispielsweise den Leiterbahnen des Basiselements, zunächst ohne elektrische Isolierung angeordnet werden. Beispielsweise kann das optoelektronische Bauelement mittels einer Bondverbindung mit dem Basiselement bzw. den Leiterbahnen elektrisch verbunden werden. Beim Ausbilden des angeformten Gehäusekörpers können dann der Bonddraht und die entsprechenden Anschlüsse mittels des ersten Formwerkstoffs des angeformten Gehäusekörpers elektrisch isoliert werden. Dies ermöglicht, zumindest teilweise auf isolierte Kabel oder Anschlüsse verzichten zu können. Dies kann dazu beitragen, die optoelektronische Baugruppe besonders kostengünstig herzustellen. Ferner können Entflammbarkeitsanforderungen einfach eingehalten werden, beispielsweise da im Vollverguß die Mindestschichtdicken leichter erreicht werden können (z.B. UL94). Die Mindestschichtdicken können beispielsweise in einem Bereich von 0,1 mm bis 10 cm, beispielsweise in einem Bereich von 1 mm bis 1 cm, beispielsweise in einem Bereich von 2 mm bis 4 mm liegen.Furthermore, one, two or more connections for electrically connecting the optoelectronic component to the base element, for example the conductor tracks of the base element, may initially be arranged without electrical insulation. For example, the optoelectronic component can be electrically connected to the base element or the conductor tracks by means of a bond connection. When forming the molded housing body then the bonding wire and the corresponding terminals can be electrically isolated by means of the first molding material of the molded housing body. This makes it possible to dispense at least partially with insulated cables or connections. This can help to manufacture the optoelectronic assembly particularly cost-effective. Further, flammability requirements can be easily met, for example, because in full encapsulation, the minimum layer thicknesses can be more easily achieved (e.g., UL94). The minimum layer thicknesses may, for example, be in a range of 0.1 mm to 10 cm, for example in a range of 1 mm to 1 cm, for example in a range of 2 mm to 4 mm.
Das optoelektronische Bauelement kann ein, zwei oder mehr elektromagnetische Strahlung emittierende oder elektromagnetische Strahlung absorbierende Bauelemente aufweisen. Das optoelektronische Bauelement kann beispielsweise ein Nacktchip („Bare Chip“ oder „Bare Die“) sein, der ein integriertes optoelektronisches Bauelement darstellt, das nicht in einem Plastik- oder Keramikgehäuse verbaut ist, sondern ohne Gehäuse direkt auf dem Basiselement aufgebracht ist und, beispielsweise mittels Drahtbondens, elektrisch mit dem Basiselement gekoppelt sein kann. Als elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement kann beispielsweise eine LED oder ein LED-Package vorgesehen sein. Die optoelektronische Baugruppe kann beispielsweise dem Zhaga-Standard entsprechen. Als elektromagnetische Strahlung absorbierendes Bauelement kann beispielsweise eine Solarzelle vorgesehen sein. Das elektronische Bauelement kann beispielsweise ein aktives Bauelement, wie beispielsweise eine Steuer- oder Regeleinheit, oder ein passives Bauelement, wie beispielsweise einen Kondensator, einen Widerstand oder eine Spule, aufweisen. Ferner kann die optoelektronische Baugruppe zwei oder mehr elektronische Bauelemente aufweisen.The optoelectronic component may have one, two or more electromagnetic radiation emitting or electromagnetic radiation absorbing components. The optoelectronic component can be, for example, a bare chip ("bare chip" or "bare die") which represents an integrated optoelectronic component which is not installed in a plastic or ceramic housing but is applied directly to the base element without a housing and, for example by wire bonding, may be electrically coupled to the base member. As a device emitting electromagnetic radiation, for example, an LED or an LED package can be provided. The optoelectronic assembly may correspond to the Zhaga standard, for example. For example, a solar cell can be provided as the electromagnetic radiation absorbing component. The electronic component may, for example, an active component, such as a control or regulating unit, or a passive component, such as a capacitor, a resistor or a coil having. Furthermore, the optoelectronic assembly may have two or more electronic components.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen weist das Basiselement einen Träger und eine Leiterplatte auf. Auf dem Träger sind die Leiterplatte und das optoelektronische Bauelement angeordnet. Das optoelektronische Bauelement ist über den Träger mit der Leiterplatte körperlich gekoppelt. Die Leiterplatte weist eine Ausnehmung auf, durch die das optoelektronische Bauelement hindurchragt. Die erste Seite des Basiselements ist zumindest teilweise von einer ersten Seite der Leiterplatte gebildet. Der Träger kann einfach dazu beitragen, das optoelektronische Bauelement mit der Leiterplatte körperlich und/oder elektrisch zu koppeln. Ferner kann der Träger als Wärmesenke für das optoelektronische Bauelement dienen. Der Träger kann beispielsweise ein Material mit einem hohen Wärmeleitkoeffizienten aufweisen. Der Träger kann beispielsweise Aluminium oder Kupfer aufweisen. Ferner kann der Träger dazu beitragen, die mechanische Stabilität der optoelektronischen Baugruppe zu erhöhen. Alternativ zu dem Träger kann das optoelektronische Bauelement direkt auf der Leiterplatte angeordnet werden und/oder auf den Träger kann verzichtet werden. According to various embodiments, the base element has a carrier and a printed circuit board. The printed circuit board and the optoelectronic component are arranged on the carrier. The optoelectronic component is physically coupled via the carrier to the printed circuit board. The printed circuit board has a recess through which the optoelectronic component protrudes. The first side of the base member is at least partially formed by a first side of the circuit board. The carrier may simply help to physically and / or electrically couple the optoelectronic device to the circuit board. Furthermore, the carrier can serve as a heat sink for the optoelectronic component. The carrier may for example comprise a material with a high coefficient of thermal conductivity. The carrier may comprise, for example, aluminum or copper. Furthermore, the carrier can help to increase the mechanical stability of the optoelectronic assembly. As an alternative to the carrier, the optoelectronic component can be arranged directly on the printed circuit board and / or the carrier can be dispensed with.
Die Leiterplatte kann beispielsweise als Leiterkarte, Platine oder gedruckte Schaltung (Printed Circuit Board, PCB) bezeichnet werden. Die Leiterplatte dient der mechanischen Befestigung und elektrischen Verbindung des bzw. der elektronischen Bauelemente und der elektrischen Verbindung des optoelektronischen Bauelements. Die Leiterplatte kann beispielsweise ein elektrisch isolierendes Material mit daran angeordneten, elektrisch leitfähigen Verbindungen, den Leiterbahnen, aufweisen. Als elektrisch isolierendes Material kann beispielsweise ein faserverstärkter Kunststoff verwendet werden. Die Leiterbahnen können beispielsweise aus einer dünnen Schicht Kupfer geätzt werden. Ferner kann die Leiterplatte Lötflächen (Pads) oder Lötaugen aufweisen.The printed circuit board can be referred to, for example, as a printed circuit board, printed circuit board or printed circuit board (PCB). The printed circuit board serves for the mechanical fastening and electrical connection of the electronic component (s) and the electrical connection of the optoelectronic component. The printed circuit board may, for example, an electrically insulating material having disposed thereon, electrically conductive compounds, the conductor tracks. As electrically insulating material, for example, a fiber-reinforced plastic can be used. For example, the tracks may be etched from a thin layer of copper. Furthermore, the printed circuit board may have pads or pads.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen weist die optoelektronische Baugruppe ein Steckerelement (auch bezeichnet als Steckverbinderelement) zum elektrischen Kontaktieren der Bauelementanordnung auf. Das Steckerelement ist mit dem elektronischen und/oder mit dem optoelektronischen Bauelement elektrisch gekoppelt. Das Steckerelement dient beispielsweise zu einer elektrischen Kontaktierung der optoelektronischen Baugruppe von außen, beispielsweise mittels eines Steckers, der zu dem Steckerelement korrespondiert. According to various embodiments, the optoelectronic assembly has a plug element (also referred to as a plug connector element) for electrically contacting the component arrangement. The plug element is electrically coupled to the electronic and / or the optoelectronic component. The plug element is used for example for electrical contacting of the optoelectronic assembly from the outside, for example by means of a plug which corresponds to the plug element.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen weist das Steckerelement mindestens einen elektrischen Kontakt und einen Steckerkörper auf. Der Steckerkörper ist von dem angeformten Gehäusekörper gebildet. Beispielsweise entsteht der Steckerkörper beim Ausbilden des angeformten Gehäusekörpers in dem Formpressverfahren. In anderen Worten können von dem ersten Formwerkstoff der angeformte Gehäusekörper und der Steckerkörper einstückig gebildet sein.According to various embodiments, the plug element has at least one electrical contact and one plug body. The plug body is formed by the molded housing body. For example, the plug body is formed during the formation of the molded housing body in the compression molding process. In other words, the integrally formed housing body and the plug body may be integrally formed by the first molding material.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen weist der angeformte Gehäusekörper den ersten Formwerkstoff auf und der erste Formwerkstoff weist ein erstes Trägermaterial und mindestens einen ersten Zusatzstoff auf und/oder der Gehäusekörper ist schwarz ausgebildet. Der Zusatzstoff kann beispielsweise Kunststoff und/oder Glasfaser und/oder SiO2 aufweisen. Ein Füllgrad des Zusatzstoffs, der sich beispielsweise auf einen prozentualen Gewichtsanteil des Zusatzstoffs in dem Trägermaterial bezieht, kann beispielsweise besonders hoch sein. Der besonders hohe Füllgrad kann beispielsweise 40% bis 95%, beispielsweise 50% bis 90%, beispielsweise 60% bis 85% sein. Ein Elastizitätsmodul des ersten Formwerkstoffs kann beispielsweise zwischen 1 und 15 GPa·s, beispielsweise zwischen 5 und 10 GPa·s sein. Ein Ausdehnungskoeffizient CTE des ersten Formwerkstoffs kann beispielsweise zwischen 1 und 100 ppm, beispielsweise ungefähr 10 ppm sein. Dies trägt dazu bei, dass der Gehäusekörper eine große Durchschlagsfestigkeit und eine gute Wärmeleitfähigkeit von beispielsweise zwischen 0,1 und 10 W/m·K, beispielsweise ungefähr 1 W/m·K hat.According to various embodiments, the integrally formed housing body has the first molding material and the first molding material has a first substrate material and at least one first additive and / or the housing body is formed black. The additive may for example comprise plastic and / or glass fiber and / or SiO 2 . A degree of filling of the additive, which relates, for example, to a percentage by weight of the additive in the carrier material, can be particularly high, for example. The particularly high degree of filling may for example be 40% to 95%, for example 50% to 90%, for example 60% to 85%. An elastic modulus of the first molding material may be, for example, between 1 and 15 GPa · s, for example between 5 and 10 GPa · s. An expansion coefficient CTE of the first molding material may be, for example, between 1 and 100 ppm, for example about 10 ppm. This contributes to the case body having a high dielectric strength and a good thermal conductivity of, for example, between 0.1 and 10 W / m · K, for example, about 1 W / m · K.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen weist die Gehäuseschicht einen zweiten Formwerkstoff, Metall und/oder Lack auf und/oder die Gehäuseschicht ist weiß und/oder hochreflektierend ausgebildet. Die Gehäuseschicht kann beispielsweise weiße Farbe oder weißen Lack aufweisen. Die Gehäuseschicht kann ein Trägermaterial und einen Zusatzstoff aufweisen. Das Trägermaterial kann beispielsweis Silikon, Harz, beispielsweise Epoxidharz, Polyurethan, oder ein Polyurethan-Polyimid-Copolymer aufweisen. Als Zusatzstoff kann beispielsweise TiO2 oder BaSO4 verwendet werden. Als Metall kann beispielsweise Silber oder Nickel verwendet werden.According to various embodiments, the housing layer has a second molding material, metal and / or lacquer and / or the housing layer is formed white and / or highly reflective. The housing layer may, for example, have white paint or white paint. The housing layer may comprise a carrier material and an additive. The support material may comprise, for example, silicone, resin, for example epoxy resin, polyurethane, or a polyurethane-polyimide copolymer. As an additive, for example, TiO 2 or BaSO 4 can be used. As the metal, for example, silver or nickel can be used.
In verschiedenen Ausführungsformen wird ein Verfahren zum Herstellen einer optoelektronischen Baugruppe bereitgestellt. In various embodiments, a method of manufacturing an optoelectronic assembly is provided.
Bei dem Verfahren wird das Basiselement bereitgestellt, das die erste Seite des Basiselements und die elektrisch leitfähige Leiterbahnen aufweist. Mindestens eines der elektronischen Bauelemente wird auf der ersten Seite des Basiselements angeordnet und mit den Leiterbahnen elektrisch gekoppelt. Mindestens eines der optoelektronischen Bauelemente wird mit den Leiterbahnen elektrisch gekoppelt. Der angeformte Gehäusekörper wird derart an das Basiselement angeformt, dass er die erste Seite des Basiselements und das elektronische Bauelement im Wesentlichen bedeckt und in direktem körperlichen Kontakt an dem Basiselement und dem elektronischen Bauelement anliegt und dass er eine Ausnehmung aufweist, in der das optoelektronische Bauelement zumindest teilweise freigelegt ist. Der angeformte Gehäusekörper wird mit einer Gehäuseschicht, beispielsweise der im Vorhergehenden erläuterten Gehäuseschicht, beschichtet.The method provides the base member having the first side of the base member and the electrically conductive traces. At least one of the electronic components is arranged on the first side of the base element and electrically coupled to the conductor tracks. At least one of the optoelectronic components is electrically coupled to the conductor tracks. The molded housing body is molded onto the base member so as to substantially cover and abut the first side of the base member and the electronic component in direct physical contact with the base member and the electronic component Has recess in which the optoelectronic device is at least partially exposed. The molded housing body is coated with a housing layer, for example the housing layer explained above.
Beispielsweise kann der angeformte Gehäusekörper so ausgebildet werden, dass er die Leiterbahnen bedeckt und/oder dicht, beispielsweise hermetisch dicht, versiegelt.For example, the molded housing body can be formed so that it covers the printed conductors and / or sealed, for example, hermetically sealed.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird die Gehäuseschicht an den Gehäusekörper angeformt. Beispielsweise werden der Gehäusekörper in einem ersten Formpressverfahren, beispielsweise in einem ersten Mold-Verfahren, und die Gehäuseschicht in einem zweiten Formpressverfahren, beispielsweise in einem zweiten Mold-Verfahren, ausgebildet. Zum Ausbilden des Gehäusekörpers und der Gehäuseschicht können unterschiedliche Formwerkzeuge verwendet werden. Alternativ dazu wird die Gehäuseschicht in einem Sputter-Verfahren auf den Gehäusekörper aufgebracht. Alternativ dazu weist die Gehäuseschicht Lack auf und wird in Form einer Lackschicht auf den Gehäusekörper aufgebracht.According to various embodiments, the housing layer is molded onto the housing body. For example, the housing body are formed in a first molding process, for example in a first molding process, and the housing layer in a second molding process, for example in a second molding process. To form the housing body and the housing layer, different molding tools can be used. Alternatively, the housing layer is applied to the housing body in a sputtering process. Alternatively, the housing layer has lacquer and is applied to the housing body in the form of a lacquer layer.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird das Basiselement von dem Träger und der Leiterplatte gebildet. Das optoelektronische Bauelement wird auf dem Träger angeordnet und der Träger wird mit der Leiterplatte körperlich gekoppelt. Die Leiterplatte weist eine Ausnehmung auf und die Leiterplatte wird so auf dem Träger angeordnet, dass das optoelektronische Bauelement durch die Ausnehmung hindurchragt.According to various embodiments, the base element is formed by the carrier and the printed circuit board. The optoelectronic component is placed on the carrier and the carrier is physically coupled to the circuit board. The circuit board has a recess and the circuit board is arranged on the carrier so that the optoelectronic component protrudes through the recess.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird das Steckerelement zum elektrischen Kontaktieren der Bauelementanordnung ausgebildet und das Steckerelement wird mit dem elektronischen und/oder mit dem optoelektronischen Bauelement elektrisch gekoppelt. Das Steckerelement kann beispielsweise mittels einer Lötverbindung mechanisch und elektrisch mit dem entsprechenden Bauelement gekoppelt werden.According to various embodiments, the plug element is designed for electrically contacting the component arrangement and the plug element is electrically coupled to the electronic and / or the optoelectronic component. The plug element can be mechanically and electrically coupled to the corresponding component, for example, by means of a solder connection.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen weist das Steckerelement mindestens den elektrischen Kontakt und den Steckerkörper auf. Der Steckerkörper wird von dem angeformten Gehäusekörper gebildet. In anderen Worten kann der Gehäusekörper so ausgebildet werden, dass er den Steckerkörper des Steckerelements bildet.According to various embodiments, the plug element has at least the electrical contact and the plug body. The plug body is formed by the molded housing body. In other words, the housing body may be formed to form the plug body of the plug member.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird der angeformte Gehäusekörper von dem ersten Formwerkstoff gebildet, der das Trägermaterial und den Zusatzstoff aufweist.According to various embodiments, the molded housing body is formed by the first molding material having the substrate and the additive.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen wird der angeformte Gehäusekörper in dem ersten Formpressverfahren ausgebildet.According to various embodiments, the molded housing body is formed in the first molding process.
Gemäß verschiedenen Ausführungsformen werden, beispielsweise bei dem Formpressverfahren, die Leiterplatte mit dem elektronischen Bauelement und das optoelektronische Bauelement und gegebenenfalls der Träger in einen ersten Formkörper eines Formwerkzeugs eingelegt und das Formwerkzeug wird mittels eines zweiten Formkörpers geschlossen. Der zweite Formkörper hat im Bereich der Leiterplatte und der elektronischen Bauelemente eine Formausnehmung. Der erste Formwerkstoff wird in flüssiger Form dem Formwerkzeug zwischen die beiden Formkörper zugeführt, so dass sich die Formausnehmung mit dem ersten Formwerkstoff füllt und der Gehäusekörper von dem ersten Formwerkstoff gebildet wird. Die Gehäuseschicht wird mit Hilfe eines dritten Formkörpers von zweitem Formwerkstoff gebildet. Mindestens der zweite Formkörper weist an seiner Oberfläche in der Formausnehmung eine vorgegebene Struktur auf, die nachfolgend dem ersten Formwerkstoff seine Form verleiht und insbesondere die äußere Struktur des angeformten Gehäusekörpers bildet. Der zweite Formkörper kann eine Hervorhebung aufweisen, die das optoelektronische Bauelement bedeckt, so dass das optoelektronische Bauelement zumindest teilweise frei von erstem Formwerkstoff bleibt. Alternativ dazu kann der zweite Formkörper eine durchgehende Ausnehmung haben, in der das optoelektronische Bauelement freigelegt ist und die während des Formpressvorgangs gegenüber dem Inneren des Formwerkzeugs dicht abgetrennt ist, so dass das optoelektronische Bauelement frei von erstem Formwerkstoff bleibt. Der dritte Formkörper kann in demselben Formwerkzeug angeordnet sein, wie der erste Formkörper, so dass beispielsweise der zweite Formkörper durch den dritten Formkörper ersetzt wird, oder der dritte Formkörper kann ein Element eines anderen Formwerkzeugs sein. Der dritte Formkörper kann eine weitere Formausnehmung aufweisen, die beispielsweise im Wesentlichen der Formausnehmung des zweiten Formkörpers entsprechen kann, jedoch etwas größer ausgebildet ist. Vor dem Einfüllen des zweiten Formwerkstoffs ist dann ein Zwischenraum zwischen dem Gehäusekörper und einer Wandung des dritten Formkörpers gebildet. Der zweite Formwerkstoff wird dann in diesen Zwischenraum gefüllt, wodurch die Gehäuseschicht gebildet wird.According to various embodiments, for example, in the molding process, the printed circuit board with the electronic component and the optoelectronic component and optionally the carrier are inserted into a first mold body of a mold and the mold is closed by means of a second mold body. The second molded body has a mold recess in the area of the printed circuit board and the electronic components. The first molding material is supplied in liquid form to the molding tool between the two moldings, so that the mold cavity is filled with the first molding material and the housing body is formed by the first molding material. The housing layer is formed by means of a third molding of second molding material. At least the second molded body has on its surface in the mold cavity a predetermined structure, which subsequently gives the first mold material its shape and in particular forms the outer structure of the molded housing body. The second molded body may have a highlight that covers the optoelectronic component, so that the optoelectronic component remains at least partially free of the first molding material. Alternatively, the second molded body may have a continuous recess in which the optoelectronic component is exposed and which is densely separated from the interior of the mold during the molding process, so that the optoelectronic component remains free of the first molding material. The third molded body may be disposed in the same mold as the first molded body, so that, for example, the second molded body is replaced by the third molded body, or the third molded body may be an element of another mold. The third molded body may have a further mold cavity which, for example, may substantially correspond to the mold cavity of the second molded body, but is somewhat larger. Before the filling of the second molding material, a gap is then formed between the housing body and a wall of the third molded body. The second molding material is then filled in this gap, whereby the housing layer is formed.
Des Weiteren kann das Formwerkzeug elektrisch und/oder hydraulisch angetriebene Stellelemente aufweisen, mit deren Hilfe das Formwerkzeug geöffnet und geschlossen werden kann, beispielsweise indem die beiden Formkörper relativ zueinander bewegt werden, wobei beispielsweise der erste Formkörper oder der zweite Formkörper ortsfest bleiben kann und der jeweils andere Formkörper bewegt werden kann. Darüber hinaus weist das Formwerkzeug mindestens eine Zuführung auf, über die der erste Formwerkstoff der Formausnehmung zugeführt werden kann. Beispielsweise weist zumindest einer der Formkörper Kanäle auf, die den entsprechenden Formkörper durchdringen und die in die Formausnehmung münden. Über die Kanäle kann dann der flüssige erste Formwerkstoff zugeführt werden. Der erste Formwerkstoff fließt dann in dem Formwerkzeug über die Leiterplatte und über und um das elektronische Bauelement. Der erste Formwerkstoff bildet dann den angeformten Gehäusekörper. Ferner kann das Formwerkzeug Mittel zum Härten und/oder Trocknen des in der Formausnehmung befindlichen ersten Formwerkstoffs aufweisen. Der getrocknete und/oder gehärtete erste Formwerkstoff bildet den angeformten Gehäusekörper.Furthermore, the mold may have electrically and / or hydraulically driven adjusting elements, with the help of the mold can be opened and closed, for example by the two moldings are moved relative to each other, for example, the first mold body or the second mold body can remain stationary and each other shaped bodies moved can be. In addition, the molding tool has at least one feed, via which the first molding material can be fed to the mold cavity. For example, at least one of the shaped bodies has channels which penetrate the corresponding shaped body and which open into the mold cavity. About the channels then the liquid first molding material can be supplied. The first molding material then flows in the mold over the circuit board and over and around the electronic component. The first molding material then forms the molded housing body. Furthermore, the mold may comprise means for curing and / or drying of the first mold material located in the mold cavity. The dried and / or cured first molding material forms the molded housing body.
Falls der Steckerkörper von dem angeformten Gehäusekörper gebildet werden soll, so kann vor dem Zuführen des ersten Formwerkstoffs beispielsweise ein Einlegkörper in das Formwerkzeug eingelegt werden, der eine Negativform des Steckerkörpers aufweist. Beim Zuführen des ersten Formwerkstoffs fließt der erste Formwerkstoff dann um den Einlegkörper und bildet den Steckerkörper. Nach dem Trocknen und/oder Härten des ersten Formwerkstoffs kann dann der Einlegkörper entfernt werden.If the plug body is to be formed by the molded housing body, then, for example, an insert body can be inserted into the mold, which has a negative mold of the plug body, prior to feeding the first mold material. When supplying the first molding material, the first molding material then flows around the Einlegkörper and forms the plug body. After drying and / or curing of the first molding material then the Einlegkörper can be removed.
In verschiedenen Ausführungsformen wird das Basiselement im Basiselementverbund bereitgestellt, wobei der Basiselementverbund eine Mehrzahl von Basiselementen für eine entsprechende Mehrzahl von optoelektronischen Bauelementen aufweist. Der Gehäuseverbund, der zu jedem Basiselement einen angeformten Gehäusekörper aufweist, wird an den Basiselementverbund angeformt, wodurch ein Baugruppenverbund gebildet ist. Der Gehäusekörperverbund wird mit einer Gehäuseschicht beschichtet. Nach dem Beschichten des Gehäuseverbunds werden die optoelektronischen Baugruppen aus dem Baugruppenverbund vereinzelt.In various embodiments, the base element is provided in the base element composite, wherein the base element composite has a plurality of base elements for a corresponding plurality of optoelectronic components. The housing assembly, which has an integrally formed housing body for each base element, is molded onto the base element composite, whereby an assembly group is formed. The housing body composite is coated with a housing layer. After coating the housing assembly, the optoelectronic modules are separated from the assembly group.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the figures and are explained in more detail below.
Es zeigen:Show it:
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.In the following detailed description, reference is made to the accompanying drawings, which form a part of this specification, and in which is shown by way of illustration specific embodiments in which the invention may be practiced. In this regard, directional terminology such as "top", "bottom", "front", "back", "front", "rear", etc., with reference to the orientation of the described figure (s) used. Because components of embodiments may be positioned in a number of different orientations, the directional terminology is illustrative and is in no way limiting. It should be understood that other embodiments may be utilized and structural or logical changes may be made without departing from the scope of the present invention. It should be understood that the features of the various embodiments described herein may be combined with each other unless specifically stated otherwise. The following detailed description is therefore not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is defined by the appended claims.
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. As used herein, the terms "connected," "connected," and "coupled" are used to describe both direct and indirect connection, direct or indirect connection, and direct or indirect coupling. In the figures, identical or similar elements are provided with identical reference numerals, as appropriate.
Ein optoelektronisches Bauelement kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement oder ein elektromagnetische Strahlung absorbierendes Bauelement sein. Ein elektromagnetische Strahlung absorbierendes Bauelement kann beispielsweise eine Solarzelle sein. Ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Halbleiter-Bauelement sein und/oder als eine elektromagnetische Strahlung emittierende Diode, als eine organische elektromagnetische Strahlung emittierende Diode, als ein elektromagnetische Strahlung emittierender Transistor oder als ein organischer elektromagnetische Strahlung emittierender Transistor 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.An optoelectronic component can be an electromagnetic radiation emitting component or an electromagnetic radiation absorbing component in various embodiments. An electromagnetic radiation absorbing component may be, for example, a solar cell. In various embodiments, a component emitting electromagnetic radiation can be a semiconductor device emitting electromagnetic radiation and / or a diode emitting electromagnetic radiation, a diode emitting organic electromagnetic radiation, a transistor emitting electromagnetic radiation or a transistor emitting organic electromagnetic radiation be. The radiation may, for example, be light in the visible range, UV light and / or infrared light. In this context, the electromagnetic radiation emitting device may be formed, for example, as a light emitting diode (LED) as an organic light emitting diode (OLED), as a light emitting transistor or as an organic light emitting transistor. The light emitting device may be part of an integrated circuit in various embodiments. Furthermore, a plurality of light-emitting components may be provided, for example housed in a common housing.
Das Basiselement
Das Gehäuseelement
Das herkömmliche Gehäuseelement
Das Steckerelement
Die optoelektronische Baugruppe
Die
Die Aufnahmeausnehmung
Alternativ dazu kann der Einlegkörper
Die Formausnehmung
Der erste Formwerkstoff weist beispielsweise ein isolierendes Material auf. Der erste Formwerkstoff kann beispielsweise einen Thermoplasten, beispielsweise Polyphtalamid (PPA), einen Duroplasten oder Polyester und/oder ein anorganisches Material, beispielsweise Epoxide oder Polyurethanharz, ein Elastomer, beispielsweise Silikon, oder ein Hybridmaterial aufweisen, das beispielsweise eines der genannten Materialien aufweist. Beispielsweise kann der erste Formwerkstoff ein Trägermaterial und darin eingebettete Körper aufweisen. Das Trägermaterial kann beispielsweise Kunststoff, ein Kunstharz, beispielsweise Acrylat oder Epoxid, beispielsweise Epoxidharz, und/oder Silikon, beispielsweise ein Silikon-Hybrid, beispielsweise ein Silikon-Epoxid-Hybrid, und/oder einen oder weitere Thermoplasten aufweisen. Die eingebetteten Körper können beispielsweise Partikel und/oder Fasermatten und/oder Glasfasern sein. Die Partikel können beispielsweise keramische und/oder anorganische Partikel sein und/oder Quarz, beispielsweise Quarz-Hohlkugeln, Farbstoffe und/oder Ruß aufweisen. Der angeformte Gehäusekörper
Der erste Formwerkstoff kann, verglichen mit dem herkömmlichen Gehäuseelement
Die Gehäuseschicht
Bei in dem entsprechenden Formwerkzeug angeordnetem optoelektronischen Bauelement
Alternativ dazu kann die Gehäuseschicht
Das Material der Gehäuseschicht
Optional kann die Gehäuseschicht
Der Basiselementverbund
Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise können mehr oder weniger optoelektronische Bauelemente
Claims (15)
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