DE102014103133A1 - Optoelectronic component and method for its production - Google Patents
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Abstract
Ein optoelektronisches Bauelement weist einen Silikonkörper auf, in den ein optoelektronischer Halbleiterchip eingebettet ist. Der Silikonkörper weist eine PTFE-aufweisende Beschichtung auf.An optoelectronic component has a silicone body in which an optoelectronic semiconductor chip is embedded. The silicone body has a PTFE-containing coating.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelement gemäß Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements gemäß Patentanspruch 5. The present invention relates to an optoelectronic component according to patent claim 1 and to a method for producing an optoelectronic component according to patent claim 5.
Im Stand der Technik sind optoelektronische Bauelemente bekannt, bei denen ein optoelektronischer Halbleiterchip in einen Silikonkörper eingebettet ist. Der Silikonkörper kann dabei beispielsweise eine optische Linse oder ein Gehäuse des optoelektronischen Bauelements bilden. Es ist bekannt, dass derartige Silikonkörper nach ihrer Herstellung eine klebrige Oberfläche aufweisen. Dies kann eine Anhaftung von Schmutz oder eine Haftung mehrerer Bauteile aneinander zur Folge haben. Zur Reduzierung der Klebrigkeit der Oberflächen der Silikonkörper ist es bekannt, die Oberflächen der Silikonkörper mittels eines Sauerstoffplasmas zu verglasen. Dieser Prozess ist allerdings aufwändig und kann nur für eine begrenzte Anzahl von Bauelementen gleichzeitig durchgeführt werden. Außerdem kann die Behandlung mit einem Sauerstoffplasma zu einer starken Oxidation hierfür anfälliger Oberflächen der optoelektronischen Bauelemente führen, beispielsweise zu einer Oxidation von Silberoberflächen. In the prior art optoelectronic components are known in which an optoelectronic semiconductor chip is embedded in a silicone body. The silicone body can form, for example, an optical lens or a housing of the optoelectronic component. It is known that such silicone bodies have a sticky surface after their production. This can result in adhesion of dirt or adhesion of multiple components to each other. To reduce the stickiness of the surfaces of the silicone body, it is known to vitrify the surfaces of the silicone body by means of an oxygen plasma. However, this process is expensive and can only be done simultaneously for a limited number of components. In addition, the treatment with an oxygen plasma can lead to a strong oxidation of susceptible surfaces of the optoelectronic components, for example to an oxidation of silver surfaces.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein optoelektronisches Bauelement bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch ein optoelektronisches Bauelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements anzugeben. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind verschiedene Weiterbildungen angegeben. An object of the present invention is to provide an optoelectronic device. This object is achieved by an optoelectronic component with the features of claim 1. A further object of the present invention is to specify a method for producing an optoelectronic component. This object is achieved by a method having the features of claim 5. In the dependent claims various developments are given.
Ein optoelektronisches Bauelement umfasst einen Silikonkörper, in den ein optoelektronischer Halbleiterchip eingebettet ist. Der Silikonkörper weist eine Beschichtung auf, die PTFE aufweist. Vorteilhafterweise reduziert die PTFE-aufweisende Beschichtung des Silikonkörpers eine Klebrigkeit der Oberfläche des Silikonkörpers. Dadurch kann vorteilhafterweise die Gefahr einer Anhaftung von Schmutz an der Oberfläche des Silikonkörpers reduziert werden. Auch kann die Wahrscheinlichkeit, dass Silikonkörper mehrerer optoelektronischer Bauelemente aneinander haften, reduziert werden. Dies verbessert die Handhabbarkeit des optoelektronischen Bauelements. An optoelectronic component comprises a silicone body in which an optoelectronic semiconductor chip is embedded. The silicone body has a coating comprising PTFE. Advantageously, the PTFE-containing coating of the silicone body reduces a stickiness of the surface of the silicone body. This advantageously reduces the risk of dirt adhering to the surface of the silicone body. Also, the likelihood that silicone bodies of a plurality of optoelectronic devices adhere to one another can be reduced. This improves the handling of the optoelectronic component.
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements bildet der Silikonkörper eine optische Linse. Die optische Linse kann zur Bündelung und Strahlformung von durch das optoelektronische Bauelement emittierter elektromagnetischer Strahlung dienen. Durch die Beschichtung des Silikonkörpers, die PTFE aufweist, wird eine Klebrigkeit einer Außenfläche der optischen Linse vorteilhafterweise reduziert. In one embodiment of the optoelectronic component, the silicone body forms an optical lens. The optical lens can be used for the bundling and beam shaping of electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic component. By coating the silicone body comprising PTFE, tackiness of an outer surface of the optical lens is advantageously reduced.
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements weist der Silikonkörper eingebettete wellenlängenkonvertierende Partikel auf. Die in den Silikonkörper eingebetteten wellenlängenkonvertierenden Partikel können dazu dienen, eine Wellenlänge einer durch den optoelektronischen Halbleiterchip des optoelektronischen Bauelements emittierten elektromagnetischen Strahlung zu konvertieren. Beispielsweise können die in den Silikonkörper des optoelektronischen Bauelements eingebetteten wellenlängenkonvertierenden Partikel dazu vorgesehen sein, durch den optoelektronischen Halbleiterchip emittierte elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge aus dem ultravioletten oder blauen Spektralbereich in weißes Licht zu konvertieren. Der Silikonkörper des optoelektronischen Bauelements bewirkt somit eine Volumenkonvertierung. Alternativ können die in den Silikonkörper des optoelektronischen Bauelements eingebetteten wellenlängenkonvertierenden Partikel, beispielsweise durch Sedimentation oder durch elektrophoretische Abscheidung, auch chipnah angeordnet sein, um eine chipnahe Konvertierung zu bewirken. Die PTFE-aufweisende Beschichtung des Silikonkörpers reduziert vorteilhafterweise eine Klebrigkeit der Oberflächen des wellenlängenkonvertierenden Silikonkörpers. In one embodiment of the optoelectronic component, the silicone body has embedded wavelength-converting particles. The wavelength-converting particles embedded in the silicone body can serve to convert a wavelength of an electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic semiconductor chip of the optoelectronic component. By way of example, the wavelength-converting particles embedded in the silicone body of the optoelectronic component can be provided to convert electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic semiconductor chip into the light of a wavelength from the ultraviolet or blue spectral range into white light. The silicone body of the optoelectronic component thus effects a volume conversion. Alternatively, the wavelength-converting particles embedded in the silicone body of the optoelectronic component, for example by sedimentation or by electrophoretic deposition, can also be arranged close to the chip, in order to effect chip-like conversion. The PTFE-containing coating of the silicone body advantageously reduces a stickiness of the surfaces of the wavelength-converting silicone body.
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements ist der optoelektronische Halbleiterchip auf einem Träger angeordnet. Der Träger kann dabei auch zur elektrischen Kontaktierung des optoelektronischen Halbleiterchips dienen. In one embodiment of the optoelectronic component, the optoelectronic semiconductor chip is arranged on a carrier. The carrier can also serve for electrical contacting of the optoelectronic semiconductor chip.
Ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements umfasst Schritte zum Anordnen eines optoelektronischen Halbleiterchips auf einem Träger, zum Einbetten des optoelektronischen Halbleiterchips in einen Silikonkörper, und zum Beschichten des Silikonkörpers mit einer Beschichtung, die PTFE aufweist. Vorteilhafterweise kann durch das Beschichten des Silikonkörpers mit der PTFE-aufweisenden Beschichtung eine Klebrigkeit der Oberfläche des Silikonkörpers reduziert werden. Dadurch lässt sich vorteilhafterweise die Wahrscheinlichkeit einer Anhaftung von Schmutz an der Oberfläche des Silikonkörpers des durch das Verfahren erhältlichen optoelektronischen Bauelements reduzieren. Auch kann die Gefahr, dass die Silikonkörper mehrerer optoelektronischer Bauelemente aneinander haften bleiben, vorteilhafterweise reduziert werden. Dadurch lässt sich das durch das Verfahren erhältliche optoelektronische Bauelement vorteilhafterweise gut handhaben. A method for producing an optoelectronic component comprises steps for arranging an optoelectronic semiconductor chip on a carrier, for embedding the optoelectronic semiconductor chip in a silicone body, and for coating the silicone body with a coating comprising PTFE. Advantageously, by coating the silicone body with the PTFE-containing coating, a tackiness of the surface of the silicone body can be reduced. As a result, the probability of dirt adhering to the surface of the silicone body of the optoelectronic component obtainable by the method can advantageously be reduced. Also, the risk that the silicone body of a plurality of optoelectronic components adhere to each other, can be advantageously reduced. As a result, the optoelectronic component obtainable by the method can advantageously be handled well.
In einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Beschichten des Silikonkörpers durch Eintauchen in ein Bad. Vorteilhafterweise lässt sich der Verfahrensschritt dadurch für eine Vielzahl von optoelektronischen Bauelementen gleichzeitig durchführen, was eine schnelle und kostengünstige Durchführung des Verfahrens ermöglicht. In one embodiment of the method, the coating of the silicone body is carried out by immersion in a bath. Advantageously, the method step can thereby be carried out simultaneously for a large number of optoelectronic components, which enables a quick and cost-effective implementation of the method.
In einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Beschichten des Silikonkörpers durch ein Sprühverfahren. Vorteilhafterweise ermöglicht auch dies eine parallele Durchführung des Verfahrensschritts für eine Vielzahl optoelektronischer Bauelemente gleichzeitig. Dadurch lässt sich das Verfahren mit geringem Zeit- und Kostenaufwand durchführen. In one embodiment of the method, the coating of the silicone body is carried out by a spray process. Advantageously, this also allows a parallel implementation of the method step for a plurality of optoelectronic components simultaneously. As a result, the process can be carried out with little time and expense.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Beschichtung aus einer Lösung erzeugt, die ein PTFE-basiertes Methoxysilan aufweist. Das PTFE-basierte Methoxysilan kann dabei eine feste Bindung mit der Oberfläche des Silikonkörpers des optoelektronischen Bauelements eingehen. Insbesondere kann das PTFE-basierte Methoxysilan eine kovalente Bindung mit funktionalen Gruppen an der Oberfläche des Silikonkörpers eingehen, insbesondere mit OH-Gruppen an der Oberfläche des Silikonkörpers. Gleichzeitig kann die aus dem PTFE-basierten Methoxysilan gebildete Beschichtung an ihrer Außenseite eine PTFE-Schicht ausbilden, die eine gegenüber der ursprünglichen Oberfläche des Silikonkörpers reduzierte Klebrigkeit aufweist. In one embodiment of the method, the coating is formed from a solution comprising a PTFE-based methoxysilane. The PTFE-based methoxysilane can form a firm bond with the surface of the silicone body of the optoelectronic component. In particular, the PTFE-based methoxysilane can form a covalent bond with functional groups on the surface of the silicone body, in particular with OH groups on the surface of the silicone body. At the same time, the coating formed from the PTFE-based methoxysilane can form on its outer side a PTFE layer which has a reduced tack relative to the original surface of the silicone body.
In einer Ausführungsform des Verfahrens weist die Lösung ein fluoriertes Lösungsmittel und zwischen 0,01 Gewichtsprozent und 1 Gewichtsprozent eines PTFE-basierten Methoxysilans auf. Beispielsweise kann die Lösung 0,1 Gewichtsprozent des PTFE-basierten Methoxysilans aufweisen. Vorteilhafterweise hat sich eine solche Konzentration als geeignet für eine Erzeugung einer die Klebrigkeit reduzierenden Beschichtung des Silikonkörpers erwiesen. In one embodiment of the method, the solution comprises a fluorinated solvent and between 0.01% and 1% by weight of a PTFE-based methoxysilane. For example, the solution may comprise 0.1 weight percent of the PTFE-based methoxysilane. Advantageously, such a concentration has proven to be suitable for producing a tack-reducing coating of the silicone body.
In einer Ausführungsform des Verfahrens weist die Lösung ein PTFE-basiertes Methoxy-Trisilan auf. Vorteilhafterweise hat sich die Verwendung eines PTFE-basierten Methoxy-Trisilans als besonders geeignet für die Ausbildung einer die Klebrigkeit des Silikonkörpers reduzierenden Beschichtung erwiesen. In one embodiment of the method, the solution comprises a PTFE-based methoxy-trisilane. Advantageously, the use of a PTFE-based methoxy-trisilane has proven to be particularly suitable for the formation of a coating that reduces the tackiness of the silicone body.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Silikonkörper durch Formpressen ausgebildet. Vorteilhafterweise ermöglicht dies eine einfache und kostengünstige Massenproduktion. In one embodiment of the method, the silicone body is formed by compression molding. Advantageously, this allows a simple and inexpensive mass production.
In einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst dieses einen weiteren Schritt zum Zerteilen des Trägers, um eine Mehrzahl optoelektronischer Bauelemente zu erhalten. Vorteilhafterweise ermöglicht das Verfahren dadurch eine parallele Herstellung einer Mehrzahl optoelektronischer Bauelemente in gemeinsamen Arbeitsgängen. Die parallel hergestellten optoelektronischen Bauelemente sind dabei zunächst in einem Verbund (Nutzen) angeordnet und werden erst anschließend vereinzelt. Vorteilhafterweise können sich durch die parallele Bearbeitung der Mehrzahl optoelektronischer Bauelemente die Herstellungskosten pro einzelnem optoelektronischen Bauelement reduzieren. In one embodiment of the method, this comprises a further step of dividing the carrier in order to obtain a plurality of optoelectronic components. Advantageously, the method thereby enables a parallel production of a plurality of optoelectronic components in common operations. The optoelectronic components produced in parallel are initially arranged in a composite (utility) and are only then separated. Advantageously, the parallel processing of the plurality of optoelectronic components can reduce the production costs per individual optoelectronic component.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird bei dem Zerteilen des Trägers auch der Silikonkörper zerteilt. Vorteilhafterweise können die bei dem Zerteilen des Silikonkörpers entstehenden Schnittflächen anschließend durch Beschichten mit der PTFE-aufweisenden Beschichtung in ihrer Klebrigkeit reduziert werden. In one embodiment of the method, the silicone body is also parted during the dicing of the carrier. Advantageously, the cut surfaces resulting from the division of the silicone body can subsequently be reduced in their tackiness by coating with the PTFE-containing coating.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Silikonkörper vor und nach dem Zerteilen des Silikonkörpers mit einer Beschichtung beschichtet, die PTFE aufweist. Vorteilhafterweise wird dadurch sichergestellt, dass alle relevanten Oberflächen des Silikonkörpers mit einer ihre Klebrigkeit reduzierenden Beschichtung beschichtet werden. In one embodiment of the method, the silicone body is coated before and after the cutting of the silicone body with a coating comprising PTFE. Advantageously, this ensures that all relevant surfaces of the silicone body are coated with a coating that reduces their tackiness.
In einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst dieses einen weiteren Schritt zum Anordnen eines wellenlängenkonvertierenden Elements auf dem optoelektronischen Halbleiterchip. Das wellenlängenkonvertierende Element kann dabei ebenfalls in den Silikonkörper eingebettet werden. Das wellenlängenkonvertierende Element kann dazu dienen, eine durch den optoelektronischen Halbleiterchip des durch das Verfahren erhältlichen optoelektronischen Bauelements emittierte elektromagnetische Strahlung in elektromagnetische Strahlung einer anderen Wellenlänge zu konvertieren. Dadurch kann beispielsweise aus elektromagnetischer Strahlung mit einer Wellenlänge aus dem blauen oder ultravioletten Spektralbereich weißes Licht erzeugt werden. In one embodiment of the method, this comprises a further step for arranging a wavelength-converting element on the optoelectronic semiconductor chip. The wavelength-converting element can also be embedded in the silicone body. The wavelength-converting element can serve to convert an electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic semiconductor chip of the optoelectronic component obtainable by the method into electromagnetic radiation of another wavelength. As a result, white light can be generated, for example, from electromagnetic radiation having a wavelength from the blue or ultraviolet spectral range.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen in jeweils schematisierter DarstellungThe above-described characteristics, features, and advantages of this invention, as well as the manner in which they will be achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the embodiments, which will be described in detail in conjunction with the drawings. In each case show in a schematic representation
Anhand der
An der Oberseite
Jeder optoelektronische Halbleiterchip
Die wellenlängenkonvertierenden Elemente
Die wellenlängenkonvertierenden Elemente
Die wellenlängenkonvertierenden Elemente
Der Silikonkörper
Die die optischen Linsen
Die die optischen Linsen
Die Lösung
Das in der Lösung
Die Anbindung des PTFE-basierten Methoxysilans an die Oberfläche
Die an der Oberfläche
Die Beschichtung
Im dargestellten Beispiel umfasst jedes der ersten optoelektronischen Bauelemente
Die Oberfläche
An der Unterseite
Jeder optoelektronische Halbleiterchip
Im dargestellten Beispiel weisen die optoelektronischen Halbleiterchips
Der Silikonkörper
Der Silikonkörper
Es ist auch möglich, den Silikonkörper
Der Silikonkörper
In einem nachfolgenden Bearbeitungsschritt wird der Silikonkörper
Nach dem Anordnen des Silikonkörpers
Jeder der durch Zerteilen des Silikonkörpers
Die durch Zerteilen des Silikonkörpers
Die Lösung
Durch das Eintauchen der Teile des Silikonkörpers
Die Oberseite
Die Beschichtung
Die Oberseiten
Die Erfindung wurde anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben. Dennoch ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Beispiele eingeschränkt. Vielmehr können hieraus andere Variationen vom Fachmann abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. The invention has been further illustrated and described with reference to the preferred embodiments. However, the invention is not limited to the disclosed examples. Rather, other variations may be deduced therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 100 100
- erstes optoelektronisches Bauelement first optoelectronic component
- 110 110
- Träger carrier
- 111 111
- Oberseite top
- 112 112
- Unterseite bottom
- 120 120
- optoelektronischer Halbleiterchip optoelectronic semiconductor chip
- 121 121
- Oberseite top
- 122 122
- Unterseite bottom
- 130 130
- wellenlängenkonvertierendes Element wavelength converting element
- 140 140
- Silikonkörper silicone body
- 141 141
- Oberfläche surface
- 142 142
- optische Linse optical lens
- 143 143
- Flächenabschnitt surface section
- 150 150
- Bad bath
- 151 151
- Lösung solution
- 160 160
- Beschichtung coating
- 161 161
- Oberfläche surface
- 200 200
- zweites optoelektronisches Bauelement second optoelectronic component
- 210 210
- Leiterrahmen leadframe
- 211 211
- Oberseite top
- 212 212
- Unterseite bottom
- 213 213
- erster Abschnitt first section
- 214 214
- zweiter Abschnitt second part
- 220 220
- optoelektronischer Halbleiterchip optoelectronic semiconductor chip
- 221 221
- Oberseite top
- 222 222
- Unterseite bottom
- 223 223
- Bonddraht bonding wire
- 230 230
- Vergussrahmen Vergussrahmen
- 240 240
- Silikonkörper silicone body
- 241 241
- Oberseite top
- 242 242
- Seitenfläche side surface
- 250 250
- Bad bath
- 251 251
- Lösung solution
- 260 260
- Beschichtung coating
- 261 261
- Oberfläche surface
- 270 270
- Rückseitenfolie Back sheet
- 271 271
- Trägerfolie support film
Claims (15)
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DE102014103133.4A DE102014103133A1 (en) | 2014-03-10 | 2014-03-10 | Optoelectronic component and method for its production |
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