DE102014111483A1 - Herstellung eines optoelektronischen Bauelements und optoelektronisches Bauelement - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements. Bei dem Verfahren wird ein Leiterrahmen bereitgestellt, und wird ein mit dem Leiterrahmen verbundener Gehäusekörper ausgebildet, welcher eine den Leiterrahmen an einer Vorderseite freistellende Ausnehmung aufweist. Des Weiteren wird ein strahlungsemittierender Halbleiterchip in der Ausnehmung des Gehäusekörpers auf dem Leiterrahmen angeordnet. In einer Ausgestaltung ist der Gehäusekörper ein pulverspritzgegossener keramischer Gehäusekörper. In einer weiteren Ausgestaltung ist der Gehäusekörper ein spritzgegossener Glasgehäusekörper. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein optoelektronisches Bauelement.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein optoelektronisches Bauelement.
  • Ein optoelektronisches Bauelement kann einen strahlungsemittierenden Halbleiterchip und einen Träger aufweisen. Der Träger kann einen mit einem Gehäusekörper umspritzten Leiterrahmen aufweisen. Der Halbleiterchip kann in einer Ausnehmung des Gehäusekörpers auf dem Leiterrahmen angeordnet sein. Die Ausnehmung des Gehäusekörpers kann schräge Seitenwände aufweisen, und damit als Reflektor dienen. Bei dem Halbleiterchip kann es sich um einen Leuchtdiodenchip bzw. LED-Chip (Light Emitting Diode) handeln, welcher zum Beispiel zum Erzeugen einer blauen Lichtstrahlung ausgebildet ist.
  • Herkömmlicherweise umfasst der Gehäusekörper ein organisches Kunststoffmaterial. Gängige Materialien sind Thermoplaste, Epoxide oder Silikone, welche mit Füllstoffen wie zum Beispiel SiO2 oder TiO2 versetzt sind.
  • Die Ausgestaltung eines optoelektronischen Bauelements mit einem Kunststoff-Reflektor hat eine begrenzte Lebensdauer zur Folge. Denn Einflüsse wie eine hohe Temperatur und eine hohe (blaue) Strahlungsintensität können zu einer Alterung des Kunststoffmaterials (Bräunung, Versprödung, Zersetzung) führen. Die oben beschriebene Bauform ist daher nur für Anwendungen mit bestimmten Lebensdaueranforderungen geeignet. Indirekt führen die Materialeigenschaften ferner zu einer Begrenzung der minimalen Bauteilgröße und der maximalen Strahlungsintensität. Sofern diese Kriterien einen Grenzwert übersteigen, kann es zu den Alterungserscheinungen des Kunststoffmaterials kommen.
  • Um hohen Temperaturen und Strahlungsintensitäten standzuhalten, kann anstelle von Kunststoff eine Keramik verwendet werden. Zu diesem Zweck kann zum Beispiel ein Träger in Form einer planaren keramischen Trägerschicht eingesetzt werden. In einer solchen Ausgestaltung eines optoelektronisches Bauelements entfällt der Reflektor.
  • In einer alternativen Bauform kann ein Träger mit mehreren übereinander angeordneten keramischen Schichten zum Einsatz kommen. Eine als Reflektor dienende Ausnehmung lässt sich mittels Öffnungen von Schichten verwirklichen. Ein solcher Träger, welcher auch als Multilayer-Keramik bezeichnet wird, erfordert eine aufwändige Herstellung und ist teuer. Auch weisen die Öffnungen der Schichten senkrechte Seitenwände auf. Dies kann sich nachteilig auf die optischen Eigenschaften auswirken. Aufgrund der senkrechten Seitenwände kann ein geringerer Strahlungsanteil nach oben hin reflektiert werden.
  • Die Verwendung eines Trägers mit einer oder mehreren keramischen Schichten führt ferner dazu, dass bei einer in der Herstellung durchgeführten Vereinzelung ein Durchtrennen des Keramikmaterials erfolgt. Dieser Prozess ist langsam und teuer. Ein weiterer Nachteil ist ein hoher thermischer Widerstand.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte Lösung für ein optoelektronisches Bauelement anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements vorgeschlagen. Bei dem Verfahren wird ein Leiterrahmen bereitgestellt, und wird ein mit dem Leiterrahmen verbundener Gehäusekörper ausgebildet, welcher eine den Leiterrahmen an einer Vorderseite freistellende Ausnehmung aufweist. Ferner wird ein strahlungsemittierender Halbleiterchip in der Ausnehmung des Gehäusekörpers auf dem Leiterrahmen angeordnet. Bei dem Gehäusekörper handelt es sich um einen keramischen Gehäusekörper. Das Ausbilden des keramischen Gehäusekörpers umfasst ein Durchführen eines Pulverspritzgussprozesses mit einer Formmasse, welche ein Keramikpulver und einen Binder aufweist. Hierbei wird ein mit dem Leiterrahmen verbundener Ausgangskörper des keramischen Gehäusekörpers ausgebildet. Weiter vorgesehen sind ein Entbindern und ein Sintern des Ausgangskörpers zum Bilden des keramischen Gehäusekörpers.
  • Das Verfahren lässt sich auf einfache und kostengünstige Weise durchführen. Der keramische Gehäusekörper des gemäß dem Verfahren hergestellten optoelektronischen Bauelements zeichnet sich durch eine hohe Temperaturbeständigkeit und Strahlungsstabilität aus. Alterungserscheinungen, wie sie bei einem herkömmlichen und ein organisches Kunststoffmaterial aufweisenden Gehäusekörper auftreten können, können aufgrund der Verwendung des anorganischen keramischen Materials vermieden werden.
  • Aufgrund der Ausgestaltung des optoelektronischen Bauelements mit dem Leiterrahmen kann des Weiteren, im Vergleich zu einem reinen Keramiksubstrat, ein geringer(er) thermischer Widerstand ermöglicht werden. Auf diese Weise kann eine zuverlässige Entwärmung im Betrieb des optoelektronischen Bauelements zur Verfügung gestellt werden.
  • Im Folgenden werden weitere mögliche Details und Ausführungsformen des Verfahrens näher beschrieben.
  • Die verwendete Formmasse kann durch Mischen des Keramikpulvers mit dem Binder und nachfolgendes Granulieren bereitgestellt werden. Das Keramikpulver kann Partikel aus einem keramischen Material wie zum Beispiel TiO2, Al2O3, ZrO2 oder aus einem anderen keramischen Material, sowie auch Partikel verschiedener keramischer Materialien, aufweisen. Der Binder kann ein organisches Material bzw. Polymermaterial aufweisen.
  • Es ist ferner möglich, der Mischung weitere Zusatzstoffe beizufügen.
  • Für den Spritzgussprozess wird die Formmasse, welche wie vorstehend beschrieben in Form eines Granulats bereitgestellt werden kann, in einen aufgeschmolzenen und dadurch fließfähigen Zustand gebracht und zu dem Ausgangskörper des keramischen Gehäusekörpers gespritzt. Hierbei kommt ein Spritzgusswerkzeug mit einer geeigneten Hohlraumstruktur zum Einsatz, in welches der Leiterrahmen angeordnet wird, und welchem die Formmasse mit Hilfe einer geeigneten Einrichtung, zum Beispiel einer Extruderschnecke, zugeführt wird. Sobald die Formmasse abgekühlt ist und eine ausreichende Festigkeit besitzt, kann der mit dem Ausgangskörper umspritzte Leiterrahmen aus dem Spritzgusswerkzeug entnommen werden.
  • Im Anschluss hieran können das Entbindern und das Sintern des gespritzten Ausgangskörpers erfolgen, um den keramischen Gehäusekörper auszubilden. Beim Entbindern wird der Binder bzw. wird ein großer Teil des Binders entfernt. Das Entbindern kann zum Beispiel mit Hilfe eines Lösungsmittels durchgeführt werden. Möglich ist auch ein Temperatur- bzw. Heizprozess zum Ausbrennen des Binders.
  • In dem anschließenden Sinterprozess wird das Keramikpulver verdichtet und in den keramischen Werkstoff überführt, so dass der keramische Gehäusekörper gebildet wird. Im Verlauf dieses Prozesses kann ein Restgehalt des Binders entfernt bzw. ausgebrannt werden. Der Sinterprozess wird bei einer hohen Temperatur durchgeführt. Des Weiteren kann der Sinterprozess in einer Schutzgasatmosphäre durchgeführt werden.
  • Es ist gegebenenfalls möglich, das Entbindern und das Sintern in einem gemeinsamen, zweistufigen Heizprozess durchzuführen. Hierbei kann das Entbindern bei einer relativ niedrigen Temperatur, und kann das nachfolgende Sintern bei einer entsprechend höheren Temperatur erfolgen.
  • Der keramische Gehäusekörper kann derart ausgebildet werden, dass der Gehäusekörper einen vorderseitig des Leiterrahmens angeordneten Teilbereich aufweist. Dieser Teilbereich kann eine die Ausnehmung begrenzende Seitenwandstruktur bilden. Der Gehäusekörper kann auch seitlich von und zwischen Abschnitten des Leiterrahmens vorhanden sein. Je nach Ausgestaltung kann der Gehäusekörper ferner zusätzlich einen rückseitig des Leiterrahmens angeordneten Teilbereich aufweisen.
  • Der keramische Gehäusekörper kann, aufgrund des verwendeten keramischen Materials, hochreflektiv sein bzw. eine weiße Farbe aufweisen. Daher kann der mit der Ausnehmung ausgebildete Gehäusekörper als Reflektor dienen.
  • Diese Funktion kann begünstigt werden, indem der keramische Gehäusekörper gemäß einer weiteren Ausführungsform derart ausgebildet wird, dass die Ausnehmung eine sich in Richtung einer Vorderseite des Gehäusekörpers aufweitende Form aufweist.
  • Je nach Anwendung des optoelektronischen Bauelements kann es alternativ in Betracht kommen, den keramischen Gehäusekörper nicht reflektiv bzw. mit einer schwarzen Farbe auszubilden. Auf diese Weise lässt sich zum Beispiel ein verbesserter Kontrast verwirklichen oder auch eine Reflexion von Sonnenlicht an dem Gehäusekörper vermeiden. In diesem Zusammenhang ist gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass die Formmasse zusätzlich absorbierende Partikel aufweist. Verwendbar sind zum Beispiel Rußpartikel.
  • Der bei dem Verfahren verwendete Leiterrahmen ist elektrisch leitfähig bzw. metallisch ausgebildet. Das Bereitstellen des Leiterrahmens kann ein Bereitstellen einer metallischen Ausgangsschicht, zum Beispiel einer Schicht bzw. Platte aus Kupfer, und ein Strukturieren derselben in den Leiterrahmen umfassen.
  • Nach dem Strukturieren der Ausgangsschicht kann ferner ein Beschichten des Leiterrahmens mit einer metallischen Schicht durchgeführt werden, zum Beispiel durch Elektroplattieren. Aufgrund der metallischen Schicht, welche mehrschichtig ausgeführt sein kann, kann der Leiterrahmen eine lötfähige Oberfläche aufweisen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Leiterrahmen erst nach dem Sintern mit einer solchen metallischen Schicht beschichtet wird. Hierdurch ist es möglich, eine Beeinflussung bzw. Beeinträchtigung der metallischen Schicht aufgrund eines vorhergehenden Prozesses, zum Beispiel des Sinterprozesses, zu vermeiden. In dieser Ausführungsform kann ein blanker Leiterrahmen aus Kupfer bereitgestellt und in dem Pulverspritzgussprozess sowie dem Entbindern und Sintern zum Einsatz kommen.
  • Der strahlungsemittierende Halbleiterchip kann ein Leuchtdiodenchip bzw. LED-Chip (LED, Light Emitting Diode) sein. Dieser kann zum Beispiel zum Erzeugen einer blauen Lichtstrahlung ausgebildet sein. Hierbei kann das optoelektronische Bauelement ein leiterrahmenbasiertes premold LED Package sein. Wie weiter unten noch näher beschrieben wird, kann das optoelektronische Bauelement zum Konvertieren der von dem Halbleiterchip primär erzeugten Strahlung ausgebildet sein.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist der Leiterrahmen einen ersten und einen zweiten Leiterrahmenabschnitt auf. Der strahlungsemittierende Halbleiterchip wird auf dem ersten Leiterrahmenabschnitt angeordnet und elektrisch mit dem Leiterrahmen bzw. dem ersten und zweiten Leiterrahmenabschnitt verbunden. Hierbei können Prozesse wie zum Beispiel Kleben, Löten und/oder Drahtbonden zum Einsatz kommen. In dieser Ausgestaltung wird der keramische Gehäusekörper im Bereich des ersten und zweiten Leiterrahmenabschnitts ausgebildet, so dass der erste und zweite Leiterrahmenabschnitt an der Vorderseite über die Ausnehmung des Gehäusekörpers bereichsweise freigestellt sind. Über den ersten und zweiten Leiterrahmenabschnitt kann dem Halbleiterchip elektrische Energie zur Strahlungserzeugung zugeführt werden.
  • Der strahlungsemittierende Halbleiterchip kann zum Beispiel einen Vorderseitenkontakt und einen Rückseitenkontakt aufweisen. Hierbei kann der Halbleiterchip mit dem Rückseitenkontakt auf dem ersten Leiterrahmenabschnitt montiert und dadurch gleichzeitig elektrisch an diesen angeschlossen werden. Eine Befestigung kann zum Beispiel über ein Lotmittel oder einen elektrisch leitfähigen Klebstoff erfolgen. Der Vorderseitenkontakt kann über einen Bonddraht an den zweiten Leiterrahmenabschnitt angeschlossen werden.
  • Möglich ist es auch, dass der strahlungsemittierende Halbleiterchip zum Beispiel zwei Vorderseitenkontakte aufweist. Hierbei kann der Halbleiterchip beispielsweise unter Verwendung eines Klebstoffs auf dem ersten Leiterrahmenabschnitt angeordnet, und können die Vorderseitenkontakte über Bonddrähte an den ersten und zweiten Leiterrahmenabschnitt angeschlossen werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform wird die Ausnehmung des keramischen Gehäusekörpers mit einer Vergussmasse verfüllt. Auf diese Weise kann der in der Ausnehmung aufgenommene strahlungsemittierende Halbleiterchip verkapselt, und dadurch vor äußeren Einflüssen geschützt werden.
  • In diesem Zusammenhang ist es ferner möglich, eine leuchtstoffgefüllte Vergussmasse zu verwenden. Auf diese Weise kann die oben erwähnte Konversion von Strahlung des Halbleiterchips bewirkt werden. Beispielsweise kann die von dem Halbleiterchip abgegebene primäre Strahlung eine blaue Lichtstrahlung sein, welche mit Hilfe der leuchtstoffgefüllten Vergussmasse in eine oder mehrere sekundäre Lichtstrahlungen im grünen bis roten Spektralbereich konvertiert wird, so dass eine weiße Lichtstrahlung erzeugt werden kann.
  • Bei dem Verfahren kann ein einzelner, oder können auch mehrere strahlungsemittierende Halbleiterchips in der Ausnehmung des keramischen Gehäusekörpers auf dem Leiterrahmen angeordnet werden. Mehrere Halbleiterchips können elektrisch in Reihe und/oder parallel verbunden werden.
  • Das Verfahren kann zur gemeinsamen Fertigung einer Mehrzahl an optoelektronischen Bauelementen zur Anwendung kommen. In diesem Sinne ist gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass mehrere optoelektronische Bauelemente im Verbund hergestellt werden, wobei für jedes optoelektronische Bauelement ein mit dem Leiterrahmen verbundener separater keramischer Gehäusekörper mit einer entsprechenden Ausnehmung ausgebildet wird. Nachfolgend können weitere Prozesse wie ein Anordnen von strahlungsemittierenden Halbleiterchips in den Ausnehmungen der Gehäusekörper auf dem Leiterrahmen und ein Verfüllen der Ausnehmungen mit einer Vergussmasse durchgeführt werden. Die verbundweise gefertigten optoelektronischen Bauelemente werden durch Durchtrennen des Leiterrahmens vereinzelt. Dies kann zum Beispiel durch Stanzen erfolgen. Aufgrund der separaten Gehäusekörper kann lediglich der Leiterrahmen durchtrennt werden. Hierdurch kann das Vereinzeln auf einfache und schnelle Weise durchgeführt werden.
  • In Bezug auf die verbundweise Herstellung kann der Leiterrahmen für jedes der optoelektronischen Bauelemente einen ersten und einen zweiten Leiterrahmenabschnitt aufweisen. Hierbei können strahlungsemittierende Halbleiterchips auf den ersten Leiterrahmenabschnitten angeordnet werden. Die Leiterrahmenabschnitte verschiedener Bauelemente können über Verbindungsstrukturen des Leiterrahmens verbunden sein.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein optoelektronisches Bauelement vorgeschlagen. Das optoelektronische Bauelement weist einen Leiterrahmen und einen mit dem Leiterrahmen verbundenen Gehäusekörper auf. Der Gehäusekörper weist eine den Leiterrahmen an einer Vorderseite freistellende Ausnehmung auf. Eine weitere Komponente des optoelektronischen Bauelements ist ein in der Ausnehmung des Gehäusekörpers auf dem Leiterrahmen angeordneter strahlungsemittierender Halbleiterchip. Das optoelektronische Bauelement zeichnet sich dadurch aus, dass der Gehäusekörper ein pulverspritzgegossener keramischer Gehäusekörper ist.
  • Der pulverspritzgegossene keramische Gehäusekörper bietet Vorteile wie eine hohe Temperatur- und Strahlungsbeständigkeit. Aufgrund des leiterrahmenbasierten Aufbaus des optoelektronischen Bauelements kann des Weiteren ein geringer thermischer Widerstand zur Verfügung gestellt werden.
  • Das optoelektronische Bauelement kann gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren bzw. gemäß einer oder mehrerer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens hergestellt werden. Daher können die oben in Bezug auf das Verfahren genannten Ausgestaltungen, Merkmale und Details in entsprechender Weise bei dem optoelektronischen Bauelement zur Anwendung kommen.
  • Beispielsweise kann die Ausnehmung des keramischen Gehäusekörpers eine sich in Richtung einer Vorderseite des Gehäusekörpers aufweitende Form besitzen. Der Leiterrahmen kann ein beschichteter Leiterrahmen sein, und kann einen ersten und einen zweiten Leiterrahmenabschnitt aufweisen. Hierbei kann der strahlungsemittierende Halbleiterchip auf dem ersten Leiterrahmenabschnitt angeordnet und in geeigneter Weise elektrisch mit dem ersten und dem zweiten Leiterrahmenabschnitt verbunden sein. Die Ausnehmung des Gehäusekörpers kann mit einer verkapselnden Vergussmasse verfüllt sein. Hierbei kann es sich um eine leuchtstoffgefüllte Vergussmasse handeln.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein weiteres Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements vorgeschlagen. Bei dem Verfahren wird ein Leiterrahmen bereitgestellt, und wird ein mit dem Leiterrahmen verbundener Gehäusekörper ausgebildet, welcher eine den Leiterrahmen an einer Vorderseite freistellende Ausnehmung aufweist. Ferner wird ein strahlungsemittierender Halbleiterchip in der Ausnehmung des Gehäusekörpers auf dem Leiterrahmen angeordnet. Bei dem Gehäusekörper handelt es sich um einen Glasgehäusekörper. Das Ausbilden des Glasgehäusekörpers umfasst ein Durchführen eines Spritzgussprozesses mit einer Formmasse, welche ein Glasmaterial aufweist.
  • Das Verfahren lässt sich auf einfache und kostengünstige Weise durchführen. Der Glasgehäusekörper des gemäß dem Verfahren hergestellten optoelektronischen Bauelements zeichnet sich durch eine hohe Temperaturbeständigkeit und Strahlungsstabilität aus. Alterungserscheinungen, wie sie bei einem herkömmlichen und ein organisches Kunststoffmaterial aufweisenden Gehäusekörper auftreten können, können aufgrund der Verwendung des anorganischen Glasmaterials vermieden werden.
  • Aufgrund der Ausgestaltung des optoelektronischen Bauelements mit dem Leiterrahmen kann des Weiteren, im Vergleich zu einem reinen Keramiksubstrat, ein geringer(er) thermischer Widerstand ermöglicht werden. Auf diese Weise kann eine zuverlässige Entwärmung im Betrieb des optoelektronischen Bauelements zur Verfügung gestellt werden.
  • Im Folgenden werden weitere mögliche Details und Ausführungsformen des Verfahrens näher beschrieben.
  • Für den Spritzgussprozess wird die das Glasmaterial aufweisende Formmasse in einen geschmolzenen und dadurch fließfähigen Zustand gebracht und zu dem Glasgehäusekörper gespritzt. Hierbei kommt ein Spritzgusswerkzeug mit einer geeigneten Hohlraumstruktur zum Einsatz, in welches der Leiterrahmen angeordnet wird, und welchem die Formmasse mit Hilfe einer geeigneten Einrichtung zugeführt wird. Aufgrund des verwendeten Glasmaterials wird der Spritzgussprozess bei einer relativ hohen Temperatur durchgeführt. Sobald die Formmasse abgekühlt ist, kann der mit dem Glasgehäusekörper umspritzte Leiterrahmen aus dem Spritzgusswerkzeug entnommen werden.
  • Der Glasgehäusekörper kann derart ausgebildet werden, dass der Gehäusekörper einen vorderseitig des Leiterrahmens angeordneten Teilbereich aufweist. Dieser Teilbereich kann eine die Ausnehmung begrenzende Seitenwandstruktur bilden. Der Gehäusekörper kann auch seitlich von und zwischen Abschnitten des Leiterrahmens vorhanden sein. Je nach Ausgestaltung kann der Gehäusekörper ferner zusätzlich einen rückseitig des Leiterrahmens angeordneten Teilbereich aufweisen.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist die zum Ausbilden des Glasgehäusekörpers verwendete Formmasse zusätzlich zu dem Glasmaterial reflektierende Partikel auf. Auf diese Weise kann der Glasgehäusekörper hochreflektiv sein bzw. eine weiße Farbe aufweisen. Hierbei kann der mit der Ausnehmung ausgebildete Gehäusekörper als Reflektor dienen. Die reflektierenden Partikel können zum Beispiel aus einem keramischen Material, beispielsweise TiO2, Al2O3 oder ZrO2, ausgebildet sein. Möglich ist es auch, dass die Formmasse Partikel verschiedener keramischer Materialien aufweist.
  • Die Funktion als Reflektor kann begünstigt werden, indem der Glasgehäusekörper gemäß einer weiteren Ausführungsform derart ausgebildet wird, dass die Ausnehmung eine sich in Richtung einer Vorderseite des Gehäusekörpers aufweitende Form aufweist.
  • Je nach Anwendung des optoelektronischen Bauelements kann es alternativ in Betracht kommen, den Glasgehäusekörper nicht reflektiv bzw. mit einer schwarzen Farbe auszubilden. Auf diese Weise lässt sich zum Beispiel ein verbesserter Kontrast verwirklichen oder auch eine Reflexion von Sonnenlicht an dem Gehäusekörper vermeiden. In diesem Zusammenhang ist gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass die Formmasse zusätzlich zu dem Glasmaterial anstelle eines reflektiven Füllstoffs absorbierende Partikel aufweist. Verwendbar sind zum Beispiel Rußpartikel.
  • Der bei dem Verfahren verwendete Leiterrahmen ist elektrisch leitfähig bzw. metallisch ausgebildet. Das Bereitstellen des Leiterrahmens kann ein Bereitstellen einer metallischen Ausgangsschicht, zum Beispiel einer Schicht bzw. Platte aus Kupfer, und ein Strukturieren derselben in den Leiterrahmen umfassen.
  • Nach dem Strukturieren der Ausgangsschicht kann ferner ein Beschichten des Leiterrahmens mit einer metallischen Schicht durchgeführt werden, zum Beispiel durch Elektroplattieren. Aufgrund der metallischen Schicht, welche mehrschichtig ausgeführt sein kann, kann der Leiterrahmen eine lötfähige Oberfläche aufweisen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Leiterrahmen erst nach dem Spritzgussprozess mit einer solchen metallischen Schicht beschichtet wird. Hierdurch ist es möglich, eine Beeinflussung bzw. Beeinträchtigung der metallischen Schicht aufgrund des bei einer hohen Temperatur durchgeführten Spritzgussprozesses zu vermeiden. In dieser Ausführungsform kann ein blanker Leiterrahmen aus Kupfer bereitgestellt und in dem Spritzgussprozess zum Einsatz kommen.
  • Der strahlungsemittierende Halbleiterchip kann ein Leuchtdiodenchip bzw. LED-Chip (LED, Light Emitting Diode) sein. Dieser kann zum Beispiel zum Erzeugen einer blauen Lichtstrahlung ausgebildet sein. Hierbei kann das optoelektronische Bauelement ein leiterrahmenbasiertes premold LED Package sein. Wie weiter unten noch näher beschrieben wird, kann das optoelektronische Bauelement zum Konvertieren der von dem Halbleiterchip primär erzeugten Strahlung ausgebildet sein.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist der Leiterrahmen einen ersten und einen zweiten Leiterrahmenabschnitt auf. Der strahlungsemittierende Halbleiterchip wird auf dem ersten Leiterrahmenabschnitt angeordnet und elektrisch mit dem Leiterrahmen bzw. dem ersten und zweiten Leiterrahmenabschnitt verbunden. Hierbei können Prozesse wie zum Beispiel Kleben, Löten und/oder Drahtbonden zum Einsatz kommen. In dieser Ausgestaltung wird der Glasgehäusekörper im Bereich des ersten und zweiten Leiterrahmenabschnitts ausgebildet, so dass der erste und zweite Leiterrahmenabschnitt an der Vorderseite über die Ausnehmung des Gehäusekörpers bereichsweise freigestellt sind. Über den ersten und zweiten Leiterrahmenabschnitt kann dem Halbleiterchip elektrische Energie zur Strahlungserzeugung zugeführt werden.
  • Der strahlungsemittierende Halbleiterchip kann zum Beispiel einen Vorderseitenkontakt und einen Rückseitenkontakt aufweisen. Hierbei kann der Halbleiterchip mit dem Rückseitenkontakt auf dem ersten Leiterrahmenabschnitt montiert und dadurch gleichzeitig elektrisch an diesen angeschlossen werden. Eine Befestigung kann zum Beispiel über ein Lotmittel oder einen elektrisch leitfähigen Klebstoff erfolgen. Der Vorderseitenkontakt kann über einen Bonddraht an den zweiten Leiterrahmenabschnitt angeschlossen werden.
  • Möglich ist es auch, dass der strahlungsemittierende Halbleiterchip zum Beispiel zwei Vorderseitenkontakte aufweist. Hierbei kann der Halbleiterchip beispielsweise unter Verwendung eines Klebstoffs auf dem ersten Leiterrahmenabschnitt angeordnet, und können die Vorderseitenkontakte über Bonddrähte an den ersten und zweiten Leiterrahmenabschnitt angeschlossen werden.
  • In einer weiteren Ausführungsform wird die Ausnehmung des Glasgehäusekörpers mit einer Vergussmasse verfüllt. Auf diese Weise kann der in der Ausnehmung aufgenommene strahlungsemittierende Halbleiterchip verkapselt, und dadurch vor äußeren Einflüssen geschützt werden.
  • In diesem Zusammenhang ist es ferner möglich, eine leuchtstoffgefüllte Vergussmasse zu verwenden. Auf diese Weise kann die oben erwähnte Konversion von Strahlung des Halbleiterchips bewirkt werden. Beispielsweise kann die von dem Halbleiterchip abgegebene primäre Strahlung eine blaue Lichtstrahlung sein, welche mit Hilfe der leuchtstoffgefüllten Vergussmasse wenigstens teilweise in eine oder mehrere sekundäre Lichtstrahlungen im grünen bis roten Spektralbereich konvertiert wird, so dass eine weiße Lichtstrahlung erzeugt werden kann.
  • Bei dem Verfahren kann ein einzelner, oder können auch mehrere strahlungsemittierende Halbleiterchips in der Ausnehmung des Glasgehäusekörpers auf dem Leiterrahmen angeordnet werden. Mehrere Halbleiterchips können elektrisch in Reihe und/oder parallel verbunden werden.
  • Das Verfahren kann zur gemeinsamen Fertigung einer Mehrzahl an optoelektronischen Bauelementen zur Anwendung kommen. In diesem Sinne ist gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass mehrere optoelektronische Bauelemente im Verbund hergestellt werden, wobei für jedes optoelektronische Bauelement ein mit dem Leiterrahmen verbundener separater Glasgehäusekörper mit einer entsprechenden Ausnehmung ausgebildet wird. Nachfolgend können weitere Prozesse wie ein Anordnen von strahlungsemittierenden Halbleiterchips in den Ausnehmungen der Gehäusekörper auf dem Leiterrahmen und ein Verfüllen der Ausnehmungen mit einer Vergussmasse durchgeführt werden. Die verbundweise gefertigten optoelektronischen Bauelemente werden durch Durchtrennen des Leiterrahmens vereinzelt. Dies kann zum Beispiel durch Stanzen erfolgen. Aufgrund der separaten Gehäusekörper kann lediglich der Leiterrahmen durchtrennt werden. Hierdurch kann das Vereinzeln auf einfache und schnelle Weise durchgeführt werden.
  • In Bezug auf die verbundweise Herstellung kann der Leiterrahmen für jedes der optoelektronischen Bauelemente einen ersten und einen zweiten Leiterrahmenabschnitt aufweisen. Hierbei können strahlungsemittierende Halbleiterchips auf den ersten Leiterrahmenabschnitten angeordnet werden. Die Leiterrahmenabschnitte verschiedener Bauelemente können über Verbindungsstrukturen des Leiterrahmens verbunden sein.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein weiteres optoelektronisches Bauelement vorgeschlagen. Das optoelektronische Bauelement weist einen Leiterrahmen und einen mit dem Leiterrahmen verbundenen Gehäusekörper auf. Der Gehäusekörper weist eine den Leiterrahmen an einer Vorderseite freistellende Ausnehmung auf. Eine weitere Komponente des optoelektronischen Bauelements ist ein in der Ausnehmung des Gehäusekörpers auf dem Leiterrahmen angeordneter strahlungsemittierender Halbleiterchip. Das optoelektronische Bauelement zeichnet sich dadurch aus, dass der Gehäusekörper ein spritzgegossener Glasgehäusekörper ist.
  • Der spritzgegossene Glasgehäusekörper bietet Vorteile wie eine hohe Temperatur- und Strahlungsbeständigkeit. Aufgrund des leiterrahmenbasierten Aufbaus des optoelektronischen Bauelements kann des Weiteren ein geringer thermischer Widerstand zur Verfügung gestellt werden.
  • Das optoelektronische Bauelement kann gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren bzw. gemäß einer oder mehrerer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens hergestellt werden. Daher können die oben in Bezug auf das Verfahren genannten Ausgestaltungen, Merkmale und Details in entsprechender Weise bei dem optoelektronischen Bauelement zur Anwendung kommen.
  • Beispielsweise kann der Glasgehäusekörper zusätzlich zu einem Glasmaterial reflektierende oder absorbierende Partikel aufweisen. Die Ausnehmung des Glasgehäusekörpers kann eine sich in Richtung einer Vorderseite des Gehäusekörpers aufweitende Form besitzen. Der Leiterrahmen kann ein beschichteter Leiterrahmen sein, und kann einen ersten und einen zweiten Leiterrahmenabschnitt aufweisen. Hierbei kann der strahlungsemittierende Halbleiterchip auf dem ersten Leiterrahmenabschnitt angeordnet und in geeigneter Weise elektrisch mit dem ersten und dem zweiten Leiterrahmenabschnitt verbunden sein. Die Ausnehmung des Gehäusekörpers kann mit einer verkapselnden Vergussmasse verfüllt sein. Hierbei kann es sich um eine leuchtstoffgefüllte Vergussmasse handeln.
  • Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen der Erfindung können – außer zum Beispiel in Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen – einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.
  • Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung, sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich in Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den schematischen Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
  • 1 bis 7 einen möglichen Verfahrensablauf zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements mit einem Leiterrahmen und einem pulverspritzgegossenen keramischen Gehäusekörper, wobei der Gehäusekörper einen vorder- und rückseitig des Leiterrahmens angeordneten Teilbereich aufweist und der Leiterrahmen nach einem Sinterprozess metallisch beschichtet wird;
  • 8 bis 10 einen weiteren Verfahrensablauf zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements mit einem Leiterrahmen und einem pulverspritzgegossenen keramischen Gehäusekörper, wobei ein beschichteter Leiterrahmen verwendet wird und der Gehäusekörper einen vorder- und rückseitig des Leiterrahmens angeordneten Teilbereich aufweist;
  • 11 bis 15 einen weiteren Verfahrensablauf zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements mit einem Leiterrahmen und einem pulverspritzgegossenen keramischen Gehäusekörper, wobei der Gehäusekörper einen vorderseitig des Leiterrahmens angeordneten Teilbereich aufweist und der Leiterrahmen nach einem Sinterprozess metallisch beschichtet wird;
  • 16 bis 18 einen weiteren Verfahrensablauf zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements mit einem Leiterrahmen und einem pulverspritzgegossenen keramischen Gehäusekörper, wobei ein beschichteter Leiterrahmen verwendet wird und der Gehäusekörper einen vorderseitig des Leiterrahmens angeordneten Teilbereich aufweist;
  • 19 eine Aufsichtsdarstellung eines Leiterrahmens;
  • 20 eine weitere Aufsichtsdarstellung des Leiterrahmens nach Durchführen von Fertigungsprozessen zur Herstellung optoelektronischer Bauelemente, einschließlich eines Ausbildens von pulverspritzgegossenen keramischen Gehäusekörpern;
  • 21 eine Formmasse umfassend einen Binder und keramische Partikel;
  • 22 eine Formmasse umfassend einen Binder, keramische Partikel und absorbierende Partikel.
  • 23 bis 28 einen möglichen Verfahrensablauf zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements mit einem Leiterrahmen und einem spritzgegossenen Glasgehäusekörper, wobei der Gehäusekörper einen vorder- und rückseitig des Leiterrahmens angeordneten Teilbereich aufweist und der Leiterrahmen nach einem Spritzgussprozess metallisch beschichtet wird;
  • 29 und 30 einen weiteren Verfahrensablauf zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements mit einem Leiterrahmen und einem spritzgegossenen Glasgehäusekörper, wobei ein beschichteter Leiterrahmen verwendet wird und der Gehäusekörper einen vorder- und rückseitig des Leiterrahmens angeordneten Teilbereich aufweist;
  • 31 bis 34 einen weiteren Verfahrensablauf zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements mit einem Leiterrahmen und einem spritzgegossenen Glasgehäusekörper, wobei der Gehäusekörper einen vorderseitig des Leiterrahmens angeordneten Teilbereich aufweist und der Leiterrahmen nach einem Spritzgussprozess metallisch beschichtet wird;
  • 35 und 36 einen weiteren Verfahrensablauf zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements mit einem Leiterrahmen und einem spritzgegossenen Glasgehäusekörper, wobei ein beschichteter Leiterrahmen verwendet wird und der Gehäusekörper einen vorderseitig des Leiterrahmens angeordneten Teilbereich aufweist;
  • 37 eine Aufsichtsdarstellung eines Leiterrahmens;
  • 38 eine weitere Aufsichtsdarstellung des Leiterrahmens nach Durchführen von Fertigungsprozessen zur Herstellung optoelektronischer Bauelemente, einschließlich eines Ausbildens von spritzgegossenen Glasgehäusekörpern;
  • 39 eine Formmasse umfassend ein Glasmaterial und reflektierende Partikel; und
  • 40 eine Formmasse umfassend ein Glasmaterial und absorbierende Partikel.
  • Anhand der folgenden schematischen Figuren werden mögliche Verfahrensabläufe zum Herstellen optoelektronischer Bauelemente beschrieben. Die optoelektronischen Bauelemente weisen einen Leiterrahmen und einen mit dem Leiterrahmen verbundenen Gehäusekörper auf. Der Gehäusekörper ist aus einem anorganischen Material ausgebildet und besitzt daher eine hohe Temperatur- und Strahlungsstabilität. Aufgrund des leiterrahmenbasierten Aufbaus liegt des Weiteren ein geringer thermischer Widerstand vor, so dass eine zuverlässige Entwärmung im Betrieb der Bauelemente möglich ist.
  • Bei den beschriebenen Verfahren können aus der Halbleitertechnik und aus der Fertigung optoelektronischer Bauelemente bekannte Prozesse durchgeführt werden und können in diesen Gebieten übliche Materialien zum Einsatz kommen, so dass hierauf nur teilweise eingegangen wird. In gleicher Weise können zusätzlich zu gezeigten und beschriebenen Prozessen weitere Prozesse durchgeführt werden und können die Bauelemente zusätzlich zu gezeigten und beschriebenen Komponenten mit weiteren Komponenten und Strukturen gefertigt werden. Es wird ferner darauf hingewiesen, dass die Figuren lediglich schematischer Natur sind und nicht maßstabsgetreu sind. In diesem Sinne können in den Figuren gezeigte Komponenten und Strukturen zum besseren Verständnis übertrieben groß oder verkleinert dargestellt sein.
  • Die 1 bis 7 zeigen anhand von schematischen seitlichen Schnittdarstellungen einen Verfahrensablauf zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements 101. Das Bauelement 101 weist einen pulverspritzgegossenen keramischen Gehäusekörper 132 und einen Halbleiterchip 140 zur Strahlungserzeugung auf.
  • Bei dem Verfahren wird eine Vielzahl an optoelektronischen Bauelementen 101 in paralleler Weise hergestellt. Hierbei wird ein zusammenhängender Bauelementverbund gefertigt, welcher nachfolgend in die Bauelemente 101 vereinzelt wird. In den 1 bis 7 sind Verfahrenszustände und Prozesse für ein einzelnes Bauelement 101 ausschnittsweise gezeigt. Diese Darstellung sowie die dazugehörige Beschreibung zu dem Bauelement 101 gilt für sämtliche der gemeinsam hergestellten Bauelemente 101. Ergänzend wird auf die Aufsichtsdarstellungen der 19, 20 Bezug genommen, in welchen Verfahrenszustände für mehrere (d.h. vier) Bauelemente 101 ausschnittsweise gezeigt sind.
  • Bei dem Verfahren wird ein metallischer Leiterrahmen 110 bereitgestellt, von welchem in 1 ein seitlicher Ausschnitt gezeigt ist. Der Leiterrahmen 110 weist einen ersten Leiterrahmenabschnitt 111 und einen benachbarten zweiten Leiterrahmenabschnitt 112 auf, welche durch einen Zwischenbereich voneinander getrennt sind. Die gezeigte Struktur liegt sich vielfach wiederholend in einer Ebene vor, d.h. dass für jedes der zu fertigenden Bauelemente 101 ein Paar aus einem ersten und einem zweiten Leiterrahmenabschnitt 111, 112 vorgesehen ist.
  • Diese Gegebenheit wird anhand der ausschnittsweisen Aufsichtsdarstellung des Leiterrahmens 110 von 19 deutlich. Die Schnittebene von 1 bezieht sich auf die in 19 angedeutete Schnittlinie A-A. In 19 ist ferner gezeigt, dass der Leiterrahmen 110 zusätzlich zu den Leiterrahmenabschnitten 111, 112 die Leiterrahmenabschnitte 111, 112 verbindende stegförmige Verbindungsstrukturen 113 aufweist. Hierbei sind die Leiterrahmenabschnitte 111, 112 verschiedener zu fertigender Bauelemente 101 über die Verbindungsstrukturen 113 verbunden. Beim Vereinzeln des Bauelementverbunds werden die Verbindungsstrukturen 113 durchtrennt bzw. entfernt. Auf diese Weise werden die Leiterrahmenabschnitte 111, 112 bei den vereinzelten Bauelemente 101 elektrisch voneinander isoliert.
  • Der Leiterrahmen 110 mit den Abschnitten 111, 112 und den Verbindungsstrukturen 113 kann durch Strukturieren einer metallischen Ausgangsschicht ausgebildet werden. Bei der Ausgangsschicht kann es sich um eine Kupferschicht handeln. Ein zusätzliches metallisches Beschichten des Leiterrahmens 110 wird bei dem Verfahrensablauf der 1 bis 7 in einem späteren Verfahrensstadium durchgeführt.
  • Nach dem Bereitstellen des unbeschichteten Leiterrahmens 110 werden weitere Prozesse durchgeführt, in deren Verlauf ein mit dem Leiterrahmen 110 bzw. mit dessen Abschnitten 111, 112 verbundener keramischer Gehäusekörper 132 des Bauelements 101 ausgebildet wird. Der Gehäusekörper 132 weist eine den Leiterrahmen 110 an einer Vorderseite 117 freistellende Ausnehmung 137 auf (vgl. 5). Zur Fertigung des Gehäusekörpers 132 kommt ein Pulverspritzgussprozess (Powder Injection Molding) zum Einsatz, in welchem zunächst ein Ausgangskörper 131 des keramischen Gehäusekörpers 132 geformt wird (vgl. 4). In Bezug auf die verbundweise Herstellung wird für jedes der Bauelemente 101 ein eigener separater Ausgangskörper 131 und damit ein eigener separater Gehäusekörper 132 ausgebildet (vgl. 20).
  • Der Pulverspritzgussprozess, welcher anhand der 2 und 3 erläutert wird, wird mit Hilfe eines Spritzgusswerkzeugs (Mold Tool) durchgeführt. Das Spritzgusswerkzeug weist eine auf die Form des zu erzeugenden Ausgangskörpers 131 und damit des Gehäusekörpers 132 abgestimmte Hohlraumstruktur auf. Zur Veranschaulichung sind in den 2, 3 mit Kavitäten versehene Werkzeugteile 121, 122 des eingesetzten Spritzgusswerkzeugs ausschnittsweise dargestellt. Vor dem Spritzgießen wird der Leiterrahmen 110 in dem Spritzgusswerkzeug bzw. zwischen den Werkzeugteilen 121, 122 angeordnet, wie in 2 dargestellt ist.
  • Das Werkzeugteil 122 des Spritzgusswerkzeugs weist eine Zugangsöffnung 125 auf. Über die Zugangsöffnung 125 kann eine zum Ausbilden des Ausgangskörpers 131 verwendete Formmasse 130 in das Spritzgusswerkzeug eingespritzt werden, wie in 3 veranschaulicht ist.
  • In 21 ist die zum Einspritzen in das Spritzgusswerkzeug vorgesehene Formmasse 130 schematisch dargestellt. Die Formmasse 130 umfasst ein Keramikpulver aus Partikeln 192 und einen Binder 191, sowie gegebenenfalls weitere Zusatzstoffe (nicht dargestellt). Die Partikel 192 weisen ein keramischen Material, beispielsweise TiO2, Al2O3, ZrO2 oder ein anderes keramisches Material auf. Möglich sind auch Partikel 192 verschiedener keramischer Materialien. Der Binder 191 weist ein organisches Material bzw. Kunststoffmaterial auf.
  • Die Formmasse 130 kann bereitgestellt werden, indem das Keramikpulver aus den Partikeln 192 mit dem Polymerbinder 191 sowie gegebenenfalls weiteren Zusatzstoffen gemischt und anschließend granuliert wird. Für den Spritzgussprozess wird die zunächst als Granulat vorliegende Formmasse 130 (sogenannter Feedstock) in einen aufgeschmolzenen und dadurch flüssigen bzw. fließfähigen Zustand gebracht, und zum Formen des Ausgangskörpers 131 in das Spritzgusswerkzeug eingespritzt (vgl. 3). Zu diesem Zweck kann zum Beispiel eine nicht dargestellte Extruderschnecke eingesetzt werden.
  • Sobald die Formmasse 130 abgekühlt ist und eine ausreichende Festigkeit besitzt, kann der Leiterrahmen 110 mit dem gespritzten keramischen Ausgangskörper 131 (sogenannter Grünling) aus dem Spritzgusswerkzeug entnommen werden. Der nach dem Entformen vorliegende Verfahrenszustand ist in 4 veranschaulicht.
  • Wie in 4 gezeigt ist, weist der Ausgangskörper 131 (und damit auch der hieraus gebildete Gehäusekörper 132) einen vorderseitig des Leiterrahmens 110 angeordneten Teilbereich auf. Dieser Teilbereich bildet eine Seitenwandstruktur, welche eine Ausnehmung 137 umschließt. Über die Ausnehmung 137 ist der Leiterrahmen 110 bzw. sind dessen Abschnitte 111, 112 an der Vorderseite 117 bereichsweise freigestellt. Von oben betrachtet weisen der Ausgangskörper 131 und dessen Ausnehmung 137 eine rechteckige Kontur auf, so dass die Ausnehmung 137 von vier Seitenwänden 138 begrenzt wird. Diese Struktur wird auch anhand der in 20 gezeigten Gehäusekörper 132 deutlich, welche aus Ausgangskörpern 131 hervorgehen und damit eine übereinstimmende geometrische Gestalt besitzen.
  • Wie des Weiteren in 4 dargestellt ist, besitzt die Ausnehmung 137 des Ausgangskörpers 131 eine sich in einer Richtung weg von dem Leiterrahmen 110 aufweitende Form. Hierbei verlaufen die Seitenwände 138 schräg zu dem Leiterrahmen 110 bzw. zu einer durch den Leiterrahmen 110 vorgegebenen Ebene. Dadurch kann der aus dem Ausgangskörper 131 gebildete Gehäusekörper 132 im Leuchtbetrieb des optoelektronischen Bauelements 101 als effektiver Reflektor dienen.
  • Der Ausgangskörper 131 ist beidseitig des Leiterrahmens 110 vorhanden und weist daher ferner, wie ebenfalls in 4 gezeigt ist, einen rückseitigen Teilbereich auf, welcher an eine der Vorderseite 117 entgegen gesetzte Rückseite 118 des Leiterrahmens 110 angrenzt. Der Ausgangskörper 131 ist darüber hinaus auch seitlich der Leiterrahmenabschnitte 111, 112 vorhanden (vgl. 20), und befindet sich zwischen den Leiterrahmenabschnitten 111, 112 bzw. in dem die Leiterrahmenabschnitte 111, 112 trennenden Zwischenbereich.
  • Nach dem Spritzgussprozess wird der aus der Formmasse 130 geformte Ausgangskörper 131 in den keramischen Gehäusekörper 132 umgesetzt. Dies erfolgt durch Entbindern und Sintern des gespritzten Ausgangskörpers 131. Beim Entbindern wird ein großer Teil des Binders 191 aus der Formmasse 130 entfernt. Das Entbindern kann zum Beispiel mit Hilfe eines Lösungsmittels durchgeführt werden. Möglich ist auch ein Temperaturprozess, in welchem der Binder ausgebrannt wird.
  • Anschließend wird der entbinderte Körper (sogenannter Bräunling) gesintert. Dieser Prozess, welcher in 4 anhand eines eine Wärmezufuhr 180 wiedergebenden Pfeils angedeutet ist, wird bei hoher Temperatur und unter Schutzgasatmosphäre durchgeführt. Im Verlauf des Sinterprozesses wird ein restlicher Anteil des Binders 191 ausgebrannt. Des Weiteren wird das Keramikpulver verdichtet und in den festen keramischen Werkstoff überführt, so dass der in 5 gezeigte keramische Gehäusekörper 132 gebildet wird. Dieser besitzt dieselbe geometrische Ausgestaltung, wie sie oben mit Bezug auf den Ausgangskörper 131 erläutert wurde. Aufgrund des Entbinderns und des Verdichtens kann der Gehäusekörper 132 gegebenenfalls eine kleinere Größe als der zugrundeliegende Ausgangskörper 131 aufweisen.
  • Im Hinblick auf das Entbindern und Sintern des Ausgangskörpers 131 ist es gegebenenfalls möglich, diese Prozesse in einem gemeinsamen, zweistufigen Temperaturprozess durchzuführen. Zunächst kann der Binder 191 bei einer relativ niedrigen Temperatur ausgebrannt, und nachfolgend kann das Sintern bei einer entsprechend hohen Temperatur durchgeführt werden.
  • In Bezug auf die verbundweise Fertigung wird für jedes der optoelektronischen Bauelemente 101 ein entsprechender separater Ausgangskörper 131 mit Hilfe des Spritzgusswerkzeugs im Bereich der dazugehörigen Leiterrahmenabschnitte 111, 112 ausgebildet und durch das Entbindern und Sintern in einen entsprechenden Gehäusekörper 132 umgewandelt (vgl. 20).
  • Nach dem Sinterprozess wird der Leiterrahmen 110 bzw. dessen freiliegender Teil, wie in 6 gezeigt ist, mit einer metallischen Schicht 114 beschichtet. Auf diese Weise ist der Leiterrahmen 110 für ein Löten und Anschließen von Bonddrähten 142 geeignet. Das Beschichten kann zum Beispiel durch Elektroplattieren erfolgen (Postplating). Die metallische Schicht 114 kann ein metallisches Material bzw. einen Stapel metallischer Materialien wie zum Beispiel NiAg, Ag oder NiPdAu aufweisen. Dadurch, dass das metallische Beschichten des Leiterrahmens 110 nach dem Sintern durchgeführt wird, kann eine temperaturbedingte Beeinträchtigung der metallischen Schicht 114 vermieden werden.
  • Zur Fertigstellung des in 7 gezeigten optoelektronischen Bauelements 101 werden weitere Prozesse durchgeführt. Hierunter fällt ein Anordnen eines strahlungsemittierenden optoelektronischen Halbleiterchips 140 auf dem ersten Leiterrahmenabschnitt 111 des mit der Schicht 114 beschichteten Leiterrahmens 110 in der Ausnehmung 137 des keramischen Gehäusekörpers 132, und ein elektrisches Verbinden des Halbleiterchips 140 mit dem Leiterrahmen 110.
  • Der Halbleiterchip 140 kann ein Leuchtdiodenchip sein. In dieser Ausgestaltung kann das optoelektronische Bauelement 101 als leiterrahmenbasiertes LED Package bezeichnet werden. Der Halbleiter- bzw. Leuchtdiodenchip 140 kann zum Beispiel zum Erzeugen einer blauen Lichtstrahlung ausgebildet sein.
  • In 7 ist eine Bauform des Halbleiterchips 140 mit einem Vorderseitenkontakt und einem Rückseitenkontakt angedeutet (nicht dargestellt). Hierbei wird der Halbleiterchip 140 mit dem Rückseitenkontakt auf dem Leiterrahmenabschnitt 111 befestigt und auf diese Weise gleichzeitig elektrisch an den Leiterrahmenabschnitt 111 angeschlossen. Eine Befestigung des Halbleiterchips 140 kann zum Beispiel über ein Lotmittel oder einen elektrisch leitfähigen Klebstoff verwirklicht werden (nicht dargestellt). Der Vorderseitenkontakt des Halbleiterchips 140 wird in einem Drahtbondprozess über einen Bonddraht 142 an den zweiten Leiterrahmenabschnitt 112 angeschlossen.
  • Nachfolgend wird die Ausnehmung 137 des Gehäusekörpers 132 mit einer verkapselnden Vergussmasse 150 verfüllt. Hierdurch kann der in der Ausnehmung 137 aufgenommene Halbleiterchip 140 vor äußeren Einflüssen geschützt werden. Die Vergussmasse 150 kann ein strahlungsdurchlässiges Material, zum Beispiel ein Silikonmaterial, aufweisen. Des Weiteren kann es sich bei der Vergussmasse 150 um eine leuchtstoffgefüllte Vergussmasse 150 handeln, welche zusätzlich Leuchtstoffpartikel umfasst (nicht dargestellt). In dieser Ausgestaltung kann eine Konversion von Strahlung des Halbleiterchips 140 bewirkt werden. In Bezug auf die oben erwähnte blaue Lichtstrahlung des Halbleiterchips 140 kann zum Beispiel vorgesehen sein, dass diese mit Hilfe der Vergussmasse 150 wenigstens teilweise in eine oder mehrere Lichtstrahlungen im grünen bis roten Spektralbereich konvertiert wird, um eine weiße Mischstrahlung zu erzeugen.
  • Im Hinblick auf die verbundweise Fertigung wird in den Ausnehmungen 137 der Gehäusekörper 132 jeweils ein entsprechender Halbleiterchip 140 auf dem Leiterrahmen 110 angeordnet und mit diesem wie oben angegeben elektrisch verbunden, und werden sämtliche Ausnehmungen 137 mit der Vergussmasse 150 versehen. Dies ist in 20 in der Aufsicht ausschnittsweise veranschaulicht. Hierbei bezieht sich die Schnittebene von 7 auf die in 20 angedeutete Schnittlinie A-A.
  • Im Anschluss hieran wird der Bauelementverbund in separate optoelektronische Bauelemente 101 vereinzelt. Das Vereinzeln erfolgt entlang von Trennlinien 160, wie in 7 für das hier gezeigte Bauelement 101 angedeutet ist. Für das Vereinzeln wird lediglich der beschichtete Leiterrahmen 110 im Bereich der Verbindungsstrukturen 113, zum Beispiel durch Stanzen, durchtrennt. Dadurch ist es möglich, das Vereinzeln auf einfache und schnelle Weise durchzuführen.
  • Nach dem Vereinzeln kann es ferner in Betracht kommen, die seitlich aus dem Gehäusekörper 132 herausragenden Leiterrahmenabschnitte 111, 112 der Bauelemente 101 jeweils stufenförmig bzw. zur Rückseite hin umzubiegen (nicht dargestellt). Diese Ausgestaltung ermöglicht eine Oberflächenmontage (SMT, Surface Mounting Technology) der Bauelemente 101.
  • Im Leuchtbetrieb eines gemäß dem Verfahren gefertigten optoelektronischen Bauelements 101 kann der Halbleiterchip 140 über die Leiterrahmenabschnitte 111, 112 mit elektrischer Energie zur Strahlungserzeugung versorgt werden. Bei einer leuchtstoffgefüllten Vergussmasse 150 kann die von dem Halbleiterchip 140 erzeugte Strahlung wenigstens teilweise konvertiert werden. Eine Strahlungsabgabe kann über die Vergussmasse 150 erfolgen.
  • Aufgrund der keramischen Ausgestaltung kann der Gehäusekörper 132 eine hohe Temperatur- und Strahlungsbeständigkeit besitzen. Auch kann der Gehäusekörper 132 eine weiße Farbe besitzen und hochreflektiv sein, und infolgedessen als effektiver Keramikreflektor dienen. Der leiterrahmenbasierte Aufbau ermöglicht ein Vorliegen eines geringen thermischen Widerstands, so dass eine zuverlässige Entwärmung im Leuchtbetrieb erzielbar ist.
  • Im Folgenden werden weitere mögliche Varianten und Abwandlungen des zuvor erläuterten Verfahrensablaufs beschrieben. Übereinstimmende Merkmale und Aspekte sowie gleiche und gleich wirkende Komponente werden im Folgenden nicht erneut detailliert beschrieben. Für Details hierzu wird stattdessen auf die vorstehende Beschreibung Bezug genommen. Des Weiteren ist es möglich, dass ein in Bezug auf eine Ausführungsform beschriebenes Merkmal bzw. Detail auch für eine andere Ausführungsform zutreffen kann bzw. dass Merkmale von mehreren Ausführungsformen miteinander kombinierbar sind.
  • Die 8 bis 10 zeigen anhand von schematischen seitlichen Schnittdarstellungen einen weiteren Verfahrensablauf zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements 102 mit einem pulverspritzgegossenen keramischen Gehäusekörper 132. Hierbei wird ebenfalls ein Bauelementverbund gefertigt und nachfolgend vereinzelt.
  • Bei dem Verfahren wird ein beschichteter metallischer Leiterrahmen 115 eingesetzt (vgl. 8), welcher bereits am Anfang des Verfahrens eine zusätzliche, nicht gezeigte metallischen Schicht aufweist. Zum Bereitstellen des Leiterrahmens 115 wird eine metallische Ausgangsschicht, zum Beispiel aus Kupfer, strukturiert und anschließend metallisch beschichtet, zum Beispiel durch Elektroplattieren (Preplating). Für die Beschichtung kann die oben zu der Schicht 114 angegebene Materialausprägung (NiAg, Ag oder NiPdAu) in entsprechender Weise vorgesehen werden.
  • Der beschichtete Leiterrahmen 115 besitzt dieselbe Struktur wie der oben erläuterte und zunächst unbeschichtete Leiterrahmen 110, und weist daher für jedes der zu fertigenden Bauelemente 102 einen ersten und einen zweiten Leiterrahmenabschnitt 111, 112 auf, welche durch einen Zwischenbereich voneinander getrennt sind. In analoger Weise weist der Leiterrahmen 115 die Leiterrahmenabschnitte 111, 112 verbindende Verbindungsstrukturen 113 auf (vgl. 19).
  • Nach dem Bereitstellen des beschichteten Leiterrahmens 115 wird für jedes der zu fertigenden optoelektronischen Bauelemente 102 ein mit dem Leiterrahmen 115 bzw. den Abschnitten 111, 112 verbundener keramischer Gehäusekörper 132 ausgebildet, wobei der Gehäusekörper 132 eine den Leiterrahmen 115 vorderseitig freistellende Ausnehmung 137 aufweist. Zu diesem Zweck wird der Leiterrahmen 115, wie in 8 gezeigt ist, in einem Spritzgusswerkzeug angeordnet, welches Werkzeugteile 121, 122 mit Kavitäten aufweist. Durch Einspritzen einer ein Keramikpulver und einen Binder 191 aufweisenden aufgeschmolzenen Formmasse 130 in das Spritzgusswerkzeug wird für jedes Bauelement 102 ein separater Ausgangskörper 131 geformt.
  • Nach einem Entformen (vgl. 9) werden die Ausgangskörper 131 durch Entbindern und Sintern in die festen keramischen Gehäusekörper 132 umgesetzt. Das Durchführen des Sinterprozesses ist anhand einer Wärmezufuhr 180 angedeutet.
  • Nachfolgend werden weitere Prozesse wie ein Anordnen von strahlungsemittierenden Halbleiterchips 140 auf den Leiterrahmenabschnitten 111 des Leiterrahmens 115, ein Drahtbonden zum Verbinden von Vorderseitenkontakten der Halbleiterchips 140 mit den Leiterrahmenabschnitten 112, und ein Verfüllen der Ausnehmungen 137 der Gehäusekörper 132 mit einer Vergussmasse 150 durchgeführt (vgl. 10, 20). Im Anschluss hieran wird der auf diese Weise gefertigte Bauelementverbund in separate optoelektronische Bauelemente 102 vereinzelt. Bei diesem Prozess wird lediglich der Leiterrahmen 115 durchtrennt. Anschließend können die aus dem Gehäusekörper 132 seitlich herausragenden Leiterrahmenabschnitte 111, 112 der Bauelemente 102 zur Rückseite hin umgebogen werden (nicht dargestellt).
  • Die 11 bis 15 zeigen anhand von schematischen seitlichen Schnittdarstellungen einen weiteren Verfahrensablauf zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements 103 mit einem pulverspritzgegossenen keramischen Gehäusekörper 134. Der Gehäusekörper 134 unterscheidet sich von dem oben beschriebenen Gehäusekörper 132 dadurch, dass der Gehäusekörper 134 keinen Teilbereich an der Leiterrahmenrückseite aufweist.
  • Bei dem Verfahren wird ebenfalls eine Vielzahl an Bauelementen 103 im Verbund gefertigt und nachfolgend vereinzelt. Hierzu wird ein metallischer Leiterrahmen 110 bereitgestellt.
  • Ein metallisches Beschichten desselben wird erst in einem späteren Verfahrensstadium durchgeführt. Der Leiterrahmen 110 weist für jedes der zu fertigenden optoelektronischen Bauelemente 103 einen ersten und einen zweiten Leiterrahmenabschnitt 111, 112 und die Leiterrahmenabschnitte 111, 112 verbindende Verbindungsstrukturen 113 auf (vgl. 11, 19).
  • Anschließend wird für jedes der Bauelemente 103 ein mit dem Leiterrahmen 110 bzw. den Abschnitten 111, 112 verbundener keramischer Gehäusekörper 134 ausgebildet, wobei der Gehäusekörper 134 eine den Leiterrahmen 110 vorderseitig freistellende Ausnehmung 137 aufweist. Zu diesem Zweck wird der Leiterrahmen 110, wie in 11 gezeigt ist, in einem Spritzgusswerkzeug mit einer entsprechend abgestimmten Hohlraumstruktur angeordnet. Das Spritzgusswerkzeug umfasst Werkzeugteile 123, 124 auf, wobei das Werkzeugteil 124 eine zum Einspritzen verwendete Zugangsöffnung 125 aufweist.
  • Durch Einspritzen einer ein Keramikpulver und einen Binder 191 aufweisenden aufgeschmolzenen Formmasse 130 in das Spritzgusswerkzeug, was ebenfalls in 11 gezeigt ist, wird für jedes Bauelement 103 ein separater Ausgangskörper 133 geformt. Der nach dem Entformen vorliegende Verfahrenszustand ist in 12 veranschaulicht.
  • Der Ausgangskörper 133 und damit auch ein hieraus hervorgehender Gehäusekörper 134 eines jeden Bauelements 103 weist einen vorderseitig des Leiterrahmens 110 angeordneten Teilbereich auf, welcher eine eine Ausnehmung 137 umschließende Seitenwandstruktur bildet. Über die Ausnehmung 137 sind die dazugehörigen Leiterrahmenabschnitte 111, 112 an der Vorderseite 117 des Leiterrahmens 110 bereichsweise freigestellt. Von oben betrachtet weisen der Ausgangskörper 133 und die Ausnehmung 137 eine rechteckige Kontur auf, so dass die Ausnehmung 137 von vier Seitenwänden 138 begrenzt wird (vgl. 20). Die Ausnehmung 137 besitzt auch in dieser Ausgestaltung eine sich aufweitende Form, so dass die Seitenwände 138 schräg zu dem Leiterrahmen 110 verlaufen (vgl. 12). Der Ausgangskörper 133 ist darüber hinaus auch seitlich der Leiterrahmenabschnitte 111, 112 vorhanden (vgl. 20), und befindet sich zwischen den Leiterrahmenabschnitten 111, 112 bzw. in einem die Leiterrahmenabschnitte 111, 112 trennenden Zwischenbereich.
  • Anschließend werden die Ausgangskörper 133 durch Entbindern und Sintern in die festen keramischen Gehäusekörper 134 umgesetzt. Das Durchführen des Sinterprozesses ist in 12 anhand einer Wärmezufuhr 180 angedeutet. Der nach dem Sintern vorliegende Verfahrenszustand ist in 13 dargestellt.
  • Nach dem Sinterprozess wird der Leiterrahmen 110, wie in 14 gezeigt ist, mit einer metallischen Schicht 114 beschichtet. Dies kann wie oben angegeben durch Elektroplattieren erfolgen. Auch kann die Schicht 114 mit der oben angegebenen Materialausprägung verwirklicht werden.
  • Nachfolgend werden weitere Prozesse wie ein Anordnen von strahlungsemittierenden Halbleiterchips 140 auf den Leiterrahmenabschnitten 111 des beschichteten Leiterrahmens 110, ein Drahtbonden zum Verbinden von Vorderseitenkontakten der Halbleiterchips 140 mit den Leiterrahmenabschnitten 112, und ein Verfüllen der Ausnehmungen 137 der Gehäusekörper 134 mit einer Vergussmasse 150 durchgeführt (vgl. 15, 20). Anschließend wird der auf diese Weise gefertigte Bauelementverbund in separate optoelektronische Bauelemente 103 vereinzelt. Bei diesem Prozess wird lediglich der beschichtete Leiterrahmen 110 durchtrennt. Wie in 15 anhand der Trennlinien 160 angedeutet ist, kann das Durchtrennen relativ nahe an dem Gehäusekörper 134 der Bauelemente 103 durchgeführt werden. Da die Leiterrahmenabschnitte 111, 112 in dieser Ausgestaltung rückseitig freiliegen, sind die Bauelemente 103 für eine Oberflächenmontage geeignet.
  • Die 16 bis 18 zeigen anhand von schematischen seitlichen Schnittdarstellungen einen weiteren Verfahrensablauf zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements 104 mit einem pulverspritzgegossenen keramischen Gehäusekörper 134. Hierbei wird ebenfalls ein Bauelementverbund gefertigt und nachfolgend vereinzelt.
  • Bei dem Verfahren kommt ein bereits zu Verfahrensbeginn beschichteter metallischer Leiterrahmen 115 zum Einsatz (vgl. 16). Der Leiterrahmen 115 wird wie oben beschrieben durch Strukturieren einer metallischen Ausgangsschicht und nachfolgendes metallisches Beschichten bereitgestellt. Der Leiterrahmen 115 weist für jedes der zu fertigenden optoelektronischen Bauelemente 104 einen ersten und einen zweiten Leiterrahmenabschnitt 111, 112 und die Leiterrahmenabschnitte 111, 112 verbindende Verbindungsstrukturen 113 auf (vgl. 19).
  • Nach dem Bereitstellen des beschichteten Leiterrahmens 115 wird für jedes der Bauelemente 104 ein mit dem Leiterrahmen 115 bzw. den Abschnitten 111, 112 verbundener keramischer Gehäusekörper 134 ausgebildet, wobei der Gehäusekörper 134 eine den Leiterrahmen 115 vorderseitig freistellende Ausnehmung 137 aufweist. Hierfür wird der Leiterrahmen 115, wie in 16 gezeigt ist, in einem Spritzgusswerkzeug mit Werkzeugteilen 123, 124 angeordnet. Durch Einspritzen einer ein Keramikpulver und einen Binder 191 aufweisenden aufgeschmolzenen Formmasse 130 in das Spritzgusswerkzeug wird für jedes Bauelement 104 ein separater Ausgangskörper 133 geformt.
  • Nach einem Entformen (vgl. 17) werden die Ausgangskörper 133 durch Entbindern und Sintern in die festen keramischen Gehäusekörper 134 umgesetzt. Das Sintern ist anhand einer Wärmezufuhr 180 angedeutet.
  • Anschließend erfolgen ein Anordnen von strahlungsemittierenden Halbleiterchips 140 auf den Leiterrahmenabschnitten 111 des Leiterrahmens 115, ein Drahtbonden zum Verbinden von Vorderseitenkontakten der Halbleiterchips 140 mit den Leiterrahmenabschnitten 112, und ein Verfüllen der Ausnehmungen 137 der Gehäusekörper 134 mit einer Vergussmasse 150 (vgl. 18, 20). Des Weiteren wird der auf diese Weise gefertigte Bauelementverbund in separate optoelektronische Bauelemente 104 vereinzelt. Da auch in dieser Ausgestaltung die Leiterrahmenabschnitte 111, 112 rückseitig freiliegen, sind die Bauelemente 104 für eine Oberflächenmontage geeignet.
  • Je nach Anwendung kann es in Betracht kommen, die vorstehend beschriebenen Verfahren derart abzuwandeln, dass der keramische Gehäusekörper 132, 134 der Bauelemente 101, 102, 103, 104 nicht reflektiv ist und eine schwarze Farbe besitzt. Eine solche Ausgestaltung kann zum Beispiel vorgesehen sein, um einen verbesserten Kontrast zu verwirklichen oder auch um eine Reflexion von Sonnenlicht an dem Gehäusekörper 132, 134 zu vermeiden. Dies lässt sich verwirklichen, indem die in dem Spritzgussprozess verwendete Formmasse 130 zusätzlich mit absorbierenden Partikeln 193, zum Beispiel Rußpartikeln, bereitgestellt wird, wie es in 22 schematisch dargestellt ist.
  • Anhand der folgenden Figuren werden weitere Verfahrensabläufe zum Herstellen optoelektronischer Bauelemente beschrieben, bei welchen Gehäusekörper durch Spritzgießen eines Glasmaterials gebildet werden. Es ist möglich, dass oben beschriebene Merkmale und Details im Folgenden in analoger Weise zur Anwendung kommen.
  • Die 23 bis 28 zeigen anhand von schematischen seitlichen Schnittdarstellungen einen Verfahrensablauf zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements 201. Das Bauelement 201 weist einen spritzgegossenen Glasgehäusekörper 232 und einen Halbleiterchip 240 zur Strahlungserzeugung auf.
  • Bei dem Verfahren wird eine Vielzahl an optoelektronischen Bauelementen 201 in paralleler Weise im Verbund gefertigt und nachfolgend vereinzelt. Die 23 bis 28 zeigen Verfahrenszustände und Prozesse ausschnittsweise für ein einzelnes Bauelement 201. Diese Darstellung sowie die dazugehörige Beschreibung gilt für sämtliche der gemeinsam prozessierten Bauelemente 201. Ergänzend wird auf die Aufsichtsdarstellungen der 37, 38 Bezug genommen, in welchen Verfahrenszustände für mehrere (d.h. vier) Bauelemente 201 ausschnittsweise gezeigt sind.
  • Bei dem Verfahren wird ein metallischer Leiterrahmen 210 bereitgestellt, von welchem in 23 ein seitlicher Ausschnitt gezeigt ist. Der Leiterrahmen 210 weist einen ersten Leiterrahmenabschnitt 211 und einen benachbarten zweiten Leiterrahmenabschnitt 212 auf. Diese sind durch einen Zwischenbereich voneinander getrennt. Die gezeigte Struktur liegt sich vielfach wiederholend in einer Ebene vor, d.h. dass für jedes der zu fertigenden Bauelemente 201 ein Paar aus einem ersten und einem zweiten Leiterrahmenabschnitt 211, 212 vorgesehen ist.
  • Diese Ausgestaltung wird anhand der ausschnittsweisen Aufsichtsdarstellung des Leiterrahmens 210 von 37 deutlich. Die Schnittebene von 23 bezieht sich auf die in 37 angedeutete Schnittlinie A-A. 37 zeigt des Weiteren, dass der Leiterrahmen 210 zusätzlich die Leiterrahmenabschnitte 211, 212 verbindende stegförmige Verbindungsstrukturen 213 aufweist. Hierbei sind die Leiterrahmenabschnitte 211, 212 verschiedener zu fertigender Bauelemente 201 über die Verbindungsstrukturen 213 verbunden. Beim Vereinzeln des Bauelementverbunds werden die Verbindungsstrukturen 213 durchtrennt bzw. entfernt, so dass die Leiterrahmenabschnitte 211, 212 bei den vereinzelten Bauelementen 201 elektrisch voneinander isoliert sind.
  • Der Leiterrahmen 210 mit den Abschnitten 211, 212 und den Verbindungsstrukturen 213 kann durch Strukturieren einer metallischen Ausgangsschicht, zum Beispiel einer Kupferschicht, ausgebildet werden. Ein zusätzliches metallisches Beschichten des Leiterrahmens 210 wird bei dem Verfahren der 23 bis 28 in einem späteren Verfahrensstadium durchgeführt.
  • Nach dem Bereitstellen des unbeschichteten Leiterrahmens 210 wird ein mit dem Leiterrahmen 210 bzw. mit dessen Abschnitten 211, 212 verbundener Glasgehäusekörper 232 des Bauelements 201 ausgebildet. Der Gehäusekörper 232 weist eine den Leiterrahmen 210 an einer Vorderseite 217 freistellende Ausnehmung 237 auf (vgl. 26). Die Fertigung des Gehäusekörpers 232 erfolgt durch einen Spritzgussprozess (Injection Molding). In Bezug auf die verbundweise Herstellung wird für jedes der Bauelemente 201 ein eigener separater Gehäusekörper 232 ausgebildet (vgl. 38).
  • Der Spritzgussprozess, welcher anhand der 24 und 25 erläutert wird, wird mit Hilfe eines Spritzgusswerkzeugs (Mold Tool) durchgeführt. Das Spritzgusswerkzeug weist eine auf die Form des zu erzeugenden Gehäusekörpers 232 abgestimmte Hohlraumstruktur auf. Dies ist in den 24, 25 anhand von mit Kavitäten versehenen Werkzeugteilen 221, 222 des eingesetzten Spritzgusswerkzeugs ausschnittsweise dargestellt. Vor dem Spritzgießen wird der Leiterrahmen 210 in dem Spritzgusswerkzeug bzw. zwischen den Werkzeugteilen 221, 222 angeordnet, wie in 24 dargestellt ist.
  • Das Werkzeugteil 222 des Spritzgusswerkzeugs weist eine Zugangsöffnung 225 auf. Über die Zugangsöffnung 225 kann eine zum Ausbilden des Gehäusekörpers 232 verwendete Formmasse 230 in das Spritzgusswerkzeug eingespritzt werden, wie in 25 veranschaulicht ist.
  • In 39 ist die zum Einspritzen in das Spritzgusswerkzeug vorgesehene Formmasse 230 schematisch dargestellt. Die Formmasse 230 weist ein Glasmaterial 291 und in dem Glasmaterial 291 enthaltene reflektierende Partikel 292 auf. Hierdurch ist es möglich, den Gehäusekörper 232 mit einer weißen Farbe bzw. hochreflektiv auszubilden, so dass der Gehäusekörper 232 als Reflektor dienen kann. Die reflektierenden Partikel 292 können zum Beispiel aus einem keramischen Material, beispielsweise TiO2, Al2O3 oder ZrO2, ausgebildet sein. Die Formmasse 230 kann auch Partikel 292 verschiedener keramischer Materialien aufweisen.
  • Für den Spritzgussprozess wird die Formmasse 230 in einen geschmolzenen und dadurch flüssigen bzw. fließfähigen Zustand gebracht, und zum Formen des Gehäusekörpers 232 in das Spritzgusswerkzeug eingespritzt (vgl. 25). Aufgrund des Glasmaterials 291 wird der Spritzgussprozess bei einer relativ hohen Temperatur durchgeführt. Die Formmasse 230 kann zum Beispiel ein Weichglas aufweisen, welches bei einer Temperatur im Bereich von 600°C schmelzen kann, so dass das Spritzgießen bei dieser Temperatur durchgeführt wird.
  • Nach einem Abkühlen und dadurch Verfestigen der Formmasse 230 kann der Leiterrahmen 210 mit dem gespritzten Glasgehäusekörper 232 aus dem Spritzgusswerkzeug entnommen werden, wie in 26 dargestellt ist. Der Gehäusekörper 232 weist einen vorderseitig des Leiterrahmens 210 angeordneten Teilbereich auf. Dieser Teilbereich bildet eine Seitenwandstruktur, welche eine Ausnehmung 237 umschließt. Über die Ausnehmung 237 ist der Leiterrahmen 210 bzw. sind dessen Abschnitte 211, 212 an der Vorderseite 217 bereichsweise freigestellt. Von oben betrachtet weisen der Gehäusekörper 232 und dessen Ausnehmung 237 eine rechteckige Kontur auf, so dass die Ausnehmung 237 von vier Seitenwänden 238 begrenzt wird (vgl. 38).
  • Die Ausnehmung 237 besitzt eine sich in einer Richtung weg von dem Leiterrahmen 210 aufweitende Form (vgl. 26). Hierbei verlaufen die Seitenwände 238 schräg zu dem Leiterrahmen 210 bzw. zu einer durch den Leiterrahmen 210 vorgegebenen Ebene. Diese Ausgestaltung begünstigt die Funktion des Gehäusekörpers 232 als Reflektor im Leuchtbetrieb des optoelektronischen Bauelements 201. Der Gehäusekörper 232 ist beidseitig des Leiterrahmens 110 vorhanden und weist daher ferner einen rückseitigen Teilbereich auf, welcher an eine der Vorderseite 217 entgegen gesetzte Rückseite 218 des Leiterrahmens 210 angrenzt. Der Gehäusekörper 232 ist darüber hinaus auch seitlich der Leiterrahmenabschnitte 211, 212 vorhanden (vgl. 38), und befindet sich zwischen den Leiterrahmenabschnitten 211, 212 bzw. in dem die Leiterrahmenabschnitte 211, 212 trennenden Zwischenbereich.
  • Im Hinblick auf die verbundweise Fertigung wird für jedes der optoelektronischen Bauelemente 201 ein entsprechender separater Glasgehäusekörper 232 ausgebildet (vgl. 38).
  • Im Anschluss an den Spritzgussprozess wird der Leiterrahmen 210 bzw. dessen freiliegender Teil, wie in 27 gezeigt ist, mit einer metallischen Schicht 214 beschichtet. Dies lässt sich zum Beispiel durch Elektroplattieren verwirklichen (Postplating). Auf diese Weise ist der Leiterrahmen 210 für ein Löten und Anschließen von Bonddrähten 242 geeignet. Die metallische Schicht 214 kann ein metallisches Material bzw. einen Stapel metallischer Materialien wie zum Beispiel NiAg, Ag oder NiPdAu aufweisen. Da das Beschichten des Leiterrahmens 210 nach dem bei einer hohen Temperatur durchgeführten Spritzgussprozess erfolgt, kann eine temperaturbedingte Beeinträchtigung der metallischen Schicht 214 vermieden werden.
  • Zur Fertigstellung des optoelektronischen Bauelements 201 von 28 werden weitere Prozesse durchgeführt. Hierunter fällt ein Anordnen eines strahlungsemittierenden optoelektronischen Halbleiterchips 240 auf dem ersten Leiterrahmenabschnitt 211 des mit der Schicht 214 versehenen Leiterrahmens 210 in der Ausnehmung 237 des Glasgehäusekörpers 232, und ein elektrisches Verbinden des Halbleiterchips 240 mit dem Leiterrahmen 210.
  • Der Halbleiterchip 240 kann ein Leuchtdiodenchip sein. In dieser Ausgestaltung kann das optoelektronische Bauelement 201 als leiterrahmenbasiertes LED Package bezeichnet werden. Der Halbleiter- bzw. Leuchtdiodenchip 240 kann zum Beispiel zum Erzeugen einer blauen Lichtstrahlung ausgebildet sein.
  • In 28 ist eine Bauform des Halbleiterchips 240 mit einem Vorderseitenkontakt und einem Rückseitenkontakt angedeutet (nicht dargestellt). Der Halbleiterchip 240 wird mit dem Rückseitenkontakt auf dem Leiterrahmenabschnitt 211 befestigt und hierdurch gleichzeitig elektrisch an den Leiterrahmenabschnitt 211 angeschlossen. Zur Befestigung des Halbleiterchips 240 kann zum Beispiel ein Lotmittel oder ein elektrisch leitfähiger Klebstoff verwendet werden (nicht dargestellt). Der Vorderseitenkontakt des Halbleiterchips 240 wird in einem Drahtbondprozess über einen Bonddraht 242 an den zweiten Leiterrahmenabschnitt 212 angeschlossen.
  • Im Anschluss hieran wird die Ausnehmung 237 des Glasgehäusekörpers 232 mit einer verkapselnden Vergussmasse 250 verfüllt. Hierdurch kann der in der Ausnehmung 237 aufgenommene Halbleiterchip 240 vor äußeren Einflüssen geschützt werden. Die Vergussmasse 250 kann ein strahlungsdurchlässiges Material, zum Beispiel ein Silikonmaterial, aufweisen. Bei der Vergussmasse 250 kann es sich ferner um eine leuchtstoffgefüllte Vergussmasse 250 handeln, welche zusätzlich Leuchtstoffpartikel umfasst (nicht dargestellt), um eine Konversion von Strahlung des Halbleiterchips 240 hervorzurufen. In Bezug auf die oben erwähnte blaue Lichtstrahlung des Halbleiterchips 240 kann zum Beispiel vorgesehen sein, dass diese mit Hilfe der Vergussmasse 250 wenigstens teilweise in eine oder mehrere Lichtstrahlungen im grünen bis roten Spektralbereich konvertiert wird, um eine weiße Mischstrahlung zu erzeugen.
  • Hinsichtlich der verbundweisen Fertigung wird in den Ausnehmungen 237 der Gehäusekörper 232 jeweils ein entsprechender Halbleiterchip 240 auf dem Leiterrahmen 210 angeordnet und mit diesem wie oben angegeben elektrisch verbunden, und werden sämtliche Ausnehmungen 237 mit der Vergussmasse 250 versehen. Dies ist in 38 in der Aufsicht ausschnittsweise veranschaulicht. Hierbei bezieht sich die Schnittebene von 28 auf die in 38 angedeutete Schnittlinie A-A.
  • Anschließend erfolgt ein Vereinzeln des Bauelementverbunds in separate optoelektronische Bauelemente 201. Das Vereinzeln wird entlang von Trennlinien 260 durchgeführt, wie in 28 für das hier gezeigte Bauelement 201 angedeutet ist. Für das Vereinzeln wird lediglich der beschichtete Leiterrahmen 210 im Bereich der Verbindungsstrukturen 213, zum Beispiel durch Stanzen, durchtrennt. Hierdurch lässt sich dieser Vorgang auf einfache und schnelle Weise durchführen.
  • Im Anschluss hieran kann es in Betracht kommen, die seitlich aus dem Gehäusekörper 232 herausragenden Leiterrahmenabschnitte 211, 212 der Bauelemente 201 jeweils stufenförmig bzw. zur Rückseite hin umzubiegen (nicht dargestellt). Diese Ausgestaltung ermöglicht eine Oberflächenmontage (SMT, Surface Mounting Technology) der Bauelemente 201.
  • Im Leuchtbetrieb eines gemäß dem Verfahren gefertigten optoelektronischen Bauelements 201 kann dem Halbleiterchip 240 über die Leiterrahmenabschnitte 211, 212 elektrische Energie zur Strahlungserzeugung zugeführt werden. Bei einer leuchtstoffgefüllten Vergussmasse 250 kann die von dem Halbleiterchip 240 erzeugte Strahlung wenigstens teilweise konvertiert werden. Eine Strahlungsabgabe kann über die Vergussmasse 250 erfolgen.
  • Die Ausgestaltung des Gehäusekörpers 232 aus einem Glasmaterial 291 ermöglicht eine hohe Temperatur- und Strahlungsbeständigkeit. Aufgrund der reflektierenden Partikel 292 kann der Gehäusekörper 232 hochreflektiv sein, und infolgedessen als effektiver Reflektor dienen. Der leiterrahmenbasierte Aufbau ermöglicht ein Vorliegen eines geringen thermischen Widerstands, so dass eine zuverlässige Entwärmung im Leuchtbetrieb erzielbar ist.
  • Im Folgenden werden weitere mögliche Varianten und Abwandlungen des zuvor erläuterten Verfahrensablaufs beschrieben. Übereinstimmende Merkmale und Aspekte sowie gleiche und gleich wirkende Komponente werden im Folgenden nicht erneut detailliert beschrieben. Für Details hierzu wird stattdessen auf die vorstehende Beschreibung Bezug genommen. Des Weiteren ist es möglich, dass ein in Bezug auf eine Ausführungsform beschriebenes Merkmal bzw. Detail auch für eine andere Ausführungsform zutreffen kann bzw. dass Merkmale von mehreren Ausführungsformen miteinander kombinierbar sind.
  • Die 29 und 30 zeigen anhand von schematischen seitlichen Schnittdarstellungen einen weiteren Verfahrensablauf zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements 202 mit einem spritzgegossenen Glasgehäusekörper 232. Hierbei wird ebenfalls ein Bauelementverbund gefertigt und nachfolgend vereinzelt.
  • Bei dem Verfahren kommt ein beschichteter metallischer Leiterrahmen 215 zum Einsatz (vgl. 29), welcher bereits am Anfang des Verfahrens eine zusätzliche, nicht gezeigte metallische Schicht aufweist. Zum Bereitstellen des Leiterrahmens 215 wird eine metallische Ausgangsschicht, zum Beispiel aus Kupfer, strukturiert und anschließend metallisch beschichtet, zum Beispiel durch Elektroplattieren (Preplating). Für die Beschichtung kann die oben zu der Schicht 214 angegebene Materialausprägung (NiAg, Ag oder NiPdAu) in Betracht kommen.
  • Der beschichtete Leiterrahmen 215 besitzt dieselbe Struktur wie der oben erläuterte und zunächst unbeschichtete Leiterrahmen 210, und weist daher für jedes der zu fertigenden Bauelemente 202 einen ersten und einen zweiten Leiterrahmenabschnitt 211, 212 auf, welche durch einen Zwischenbereich voneinander getrennt sind. Auch weist der Leiterrahmen 215 die Leiterrahmenabschnitte 211, 212 verbindende Verbindungsstrukturen 213 auf (vgl. 37).
  • Nach dem Bereitstellen des beschichteten Leiterrahmens 215 wird für jedes der zu fertigenden optoelektronischen Bauelemente 202 ein mit dem Leiterrahmen 215 bzw. den Abschnitten 211, 212 verbundener Glasgehäusekörper 232 mit einer den Leiterrahmen 215 vorderseitig freistellenden Ausnehmung 237 ausgebildet. Wie in 29 gezeigt ist, wird der Leiterrahmen 215 hierfür in einem Spritzgusswerkzeug angeordnet, welches Werkzeugteile 221, 222 mit Kavitäten aufweist. Durch Einspritzen einer ein Glasmaterial 291 und reflektierende Partikel 292 umfassenden geschmolzenen Formmasse 230 in das Spritzgusswerkzeug wird für jedes Bauelement 202 ein separater Gehäusekörper 232 geformt.
  • Nach einem Abkühlen der Formmasse 230 und einem Entformen werden strahlungsemittierende Halbleiterchips 240 auf den Leiterrahmenabschnitten 211 des Leiterrahmens 215 angeordnet, erfolgt ein Drahtbonden zum Verbinden von Vorderseitenkontakten der Halbleiterchips 240 mit den Leiterrahmenabschnitten 212, und werden die Ausnehmungen 237 der Gehäusekörper 232 mit einer Vergussmasse 250 verfüllt (vgl. 30, 38). Anschließend wird der auf diese Weise gefertigte Bauelementverbund in separate optoelektronische Bauelemente 202 vereinzelt. Hierbei wird lediglich der Leiterrahmen 215 durchtrennt. Nachfolgend können die aus dem Gehäusekörper 232 seitlich herausragenden Leiterrahmenabschnitte 211, 212 der Bauelemente 202 zur Rückseite hin umgebogen werden (nicht dargestellt).
  • Die 31 bis 34 zeigen anhand von schematischen seitlichen Schnittdarstellungen einen weiteren Verfahrensablauf zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements 203 mit einem spritzgegossenen Glasgehäusekörper 234. Der Gehäusekörper 234 weist im Unterschied zu dem oben beschriebenen Gehäusekörper 232 keinen Teilbereich an der Leiterrahmenrückseite auf.
  • Bei dem Verfahren wird ebenfalls eine Vielzahl an Bauelementen 203 im Verbund gefertigt und nachfolgend vereinzelt. Hierzu wird ein metallischer Leiterrahmen 210 bereitgestellt. Ein metallisches Beschichten desselben wird erst in einem späteren Verfahrensstadium durchgeführt. Der Leiterrahmen 210 weist für jedes der zu fertigenden optoelektronischen Bauelemente 203 einen ersten und einen zweiten Leiterrahmenabschnitt 211, 212 und die Leiterrahmenabschnitte 211, 212 verbindende Verbindungsstrukturen 213 auf (vgl. 31, 37).
  • Anschließend wird für jedes der Bauelemente 203 ein mit dem Leiterrahmen 210 bzw. den Abschnitten 211, 212 verbundener Glasgehäusekörper 234 ausgebildet, welcher eine den Leiterrahmen 210 vorderseitig freistellende Ausnehmung 237 aufweist. Hierfür wird der Leiterrahmen 210, wie in 31 gezeigt ist, in einem Spritzgusswerkzeug mit einer entsprechend abgestimmten Hohlraumstruktur angeordnet. Das Spritzgusswerkzeug weist Werkzeugteile 223, 224 auf, wobei das Werkzeugteil 224 eine zum Einspritzen verwendete Zugangsöffnung 225 aufweist.
  • Durch Einspritzen einer ein Glasmaterial 291 und reflektierende Partikel 292 aufweisenden geschmolzenen Formmasse 230 in das Spritzgusswerkzeug, was ebenfalls in 31 gezeigt ist, wird für jedes Bauelement 203 ein entsprechender separater Glasgehäusekörper 234 geformt. Der Verfahrenszustand nach dem Abkühlen der Formmasse 230 und dem Entformen ist in 32 veranschaulicht.
  • Der Glasgehäusekörper 234 eines jeden Bauelements 203 weist einen vorderseitig des Leiterrahmens 210 angeordneten Teilbereich auf, welcher eine eine Ausnehmung 237 umschließende Seitenwandstruktur bildet. Über die Ausnehmung 237 sind die dazugehörigen Leiterrahmenabschnitte 211, 212 an der Vorderseite 217 des Leiterrahmens 210 bereichsweise freigestellt. Von oben betrachtet weisen der Gehäusekörper 234 und die Ausnehmung 237 eine rechteckige Kontur auf, so dass die Ausnehmung 237 von vier Seitenwänden 238 begrenzt wird (vgl. 38). Die Ausnehmung 237 besitzt erneut eine sich aufweitende Form, so dass die Seitenwände 238 schräg zu dem Leiterrahmen 210 verlaufen (vgl. 32). Der Gehäusekörper 234 ist darüber hinaus auch seitlich der Leiterrahmenabschnitte 211, 212 vorhanden (vgl. 38), und befindet sich zwischen den Leiterrahmenabschnitten 211, 212 bzw. in einem die Leiterrahmenabschnitte 211, 212 trennenden Zwischenbereich.
  • Nach dem Entformen wird der Leiterrahmen 210, wie in 33 dargestellt ist, mit einer metallischen Schicht 214 beschichtet. Dies kann wie oben angegeben verwirklicht werden.
  • Anschließend werden weitere Prozesse wie ein Anordnen von strahlungsemittierenden Halbleiterchips 240 auf den Leiterrahmenabschnitten 211 des beschichteten Leiterrahmens 210, ein Drahtbonden zum Verbinden von Vorderseitenkontakten der Halbleiterchips 240 mit den Leiterrahmenabschnitten 212, und ein Verfüllen der Ausnehmungen 237 der Gehäusekörper 234 mit einer Vergussmasse 250 durchgeführt (vgl. 34, 38). Nachfolgend wird der auf diese Weise gefertigte Bauelementverbund in separate optoelektronische Bauelemente 203 vereinzelt. Hierbei wird lediglich der beschichtete Leiterrahmen 210 durchtrennt. Wie in 34 anhand der Trennlinien 260 angedeutet ist, kann das Durchtrennen relativ nahe an dem Gehäusekörper 234 der Bauelemente 203 durchgeführt werden. Da die Leiterrahmenabschnitte 211, 212 in dieser Ausgestaltung rückseitig freiliegen, sind die Bauelemente 203 für eine Oberflächenmontage geeignet.
  • Die 35 und 36 zeigen anhand von schematischen seitlichen Schnittdarstellungen einen weiteren Verfahrensablauf zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements 204 mit einem spritzgegossenen Glasgehäusekörper 234. Hierbei wird ebenfalls ein Bauelementverbund gefertigt und nachfolgend vereinzelt.
  • Bei dem Verfahren kommt ein bereits zu Verfahrensbeginn beschichteter metallischer Leiterrahmen 215 zum Einsatz (vgl. 35), welcher wie oben beschrieben durch Strukturieren einer metallischen Ausgangsschicht und nachfolgendes metallisches Beschichten bereitgestellt wird. Der Leiterrahmen 215 weist für jedes der zu fertigenden optoelektronischen Bauelemente 204 einen ersten und einen zweiten Leiterrahmenabschnitt 211, 212 und die Leiterrahmenabschnitte 211, 212 verbindende Verbindungsstrukturen 213 auf (vgl. 37).
  • Nach dem Bereitstellen des beschichteten Leiterrahmens 215 wird für jedes der Bauelemente 204 ein mit dem Leiterrahmen 215 bzw. den Abschnitten 211, 212 verbundener Glasgehäusekörper 234 ausgebildet, welcher eine den Leiterrahmen 215 vorderseitig freistellende Ausnehmung 237 aufweist. Zu diesem Zweck wird der Leiterrahmen 215, wie in 35 gezeigt ist, in einem Spritzgusswerkzeug mit Werkzeugteilen 223, 224 angeordnet. Durch Einspritzen einer ein Glasmaterial 291 und reflektierende Partikel 292 aufweisenden geschmolzenen Formmasse 230 wird für jedes Bauelement 204 ein separater Glasgehäusekörper 234 geformt.
  • Nach einem Entformen werden strahlungsemittierenden Halbleiterchips 240 auf den Leiterrahmenabschnitten 211 des Leiterrahmens 215 angeordnet, erfolgt ein Drahtbonden zum Verbinden von Vorderseitenkontakten der Halbleiterchips 240 mit den Leiterrahmenabschnitten 212, und werden die Ausnehmungen 237 der Gehäusekörper 234 mit einer Vergussmasse 250 verfüllt (vgl. 36, 38). Ferner wird der auf diese Weise gefertigte Bauelementverbund in separate optoelektronische Bauelemente 204 vereinzelt. Da auch in dieser Ausgestaltung die Leiterrahmenabschnitte 211, 212 rückseitig freiliegen, sind die Bauelemente 204 für eine Oberflächenmontage geeignet.
  • Je nach Anwendung kann es in Betracht kommen, die vorstehend beschriebenen Verfahren derart abzuwandeln, dass der Glasgehäusekörper 232, 234 der Bauelemente 201, 202, 203, 204 nicht reflektiv ist und eine schwarze Farbe besitzt. Eine solche Ausgestaltung kann zum Beispiel vorgesehen sein, um einen verbesserten Kontrast zu verwirklichen oder auch um eine Reflexion von Sonnenlicht an dem Gehäusekörper 232, 234 zu vermeiden. Dies lässt sich verwirklichen, indem die in dem Spritzgussprozess verwendete Formmasse 230 zusätzlich zu dem Glasmaterial 291 anstelle der reflektierenden Partikel 292 absorbierende Partikel 293 wie zum Beispiel Rußpartikel aufweist, wie es in 40 schematisch dargestellt ist.
  • Die anhand der Figuren erläuterten Ausführungsformen stellen bevorzugte bzw. beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung dar. Neben den gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind weitere Ausführungsformen vorstellbar, welche weitere Abwandlungen und/oder Kombinationen von Merkmalen umfassen können. Beispielsweise sind die obigen Angaben zu möglichen Materialien, Farben von Lichtstrahlungen usw. lediglich als Beispiele anzusehen, welche durch andere Angaben ersetzt werden können.
  • In einer weiteren Abwandlung kann ein Leiterrahmen 110, 115, 210, 215 mit einer anderen Struktur, zum Beispiel anderen als den gezeigten Formen von Leiterrahmenabschnitten 111, 112, 211, 212, bereitgestellt werden. Andere Formen bzw. Aufsichtsformen können auch in Bezug auf Gehäusekörper 132, 134, 232, 234 und deren Ausnehmungen 137, 237 in Betracht kommen. Anstelle der rechteckigen Formen können zum Beispiel runde bzw. kreisrunde Konturen für Gehäusekörper 132, 134, 232, 234 und/oder Ausnehmungen 137, 237 vorgesehen sein.
  • In einer weiteren möglichen Abwandlung können anstelle von Halbleiterchips 140, 240 mit einem Vorderseiten- und einem Rückseitenkontakt strahlungsemittierende Halbleiterchips mit einem anderen Aufbau eingesetzt werden. Möglich ist zum Beispiel die Verwendung von Halbleiterchips mit zwei Vorderseitenkontakten. Ein solcher Halbleiterchip kann auf einem ersten Leiterrahmenabschnitt 111, 211, beispielsweise unter Verwendung eines Klebstoffs, befestigt werden. Die Vorderseitenkontakte können über Bonddrähte an den ersten Leiterrahmenabschnitt 111, 211 und an einen benachbarten zweiten Leiterrahmenabschnitt 111, 212 angeschlossen werden.
  • Anstelle von Einzelchip-Bauelementen mit lediglich einem Halbleiterchip, wie sie in den Figuren gezeigt sind, können Bauelemente mit mehreren strahlungsemittierenden Halbleiterchips verwirklicht werden. Die mehreren Halbleiterchips, welche jeweils in einer entsprechenden Ausnehmung 137, 237 eines Gehäusekörpers 132, 134, 232, 234 auf einem Leiterrahmen 110, 115, 210, 215 angeordnet werden können, können untereinander elektrisch in Reihe und/oder parallel verbunden werden.
  • In einer weiteren möglichen Abwandlung kann eine Vergussmasse 150, 250 zum Einsatz kommen, welche keinen Leuchtstoff umfasst. Hierbei lässt sich eine Strahlungskonversion (sofern beabsichtigt) verwirklichen, indem plättchenförmige Konversionselemente vor dem Verfüllen der Vergussmasse 150, 250 auf Halbleiterchips angeordnet werden.
  • Des Weiteren ist es möglich, zusätzlich zu den oben beschriebenen Prozessen weitere Prozesse durchzuführen. Hierunter fallen zum Beispiel Reinigungsprozesse. Ein Durchführen eines Reinigungsschritts kann zum Beispiel nach einem Sinterprozess erfolgen, um Rückstände zu entfernen. Des Weiteren können Bauelemente nach einem Vereinzeln getestet werden.
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
  • Bezugszeichenliste
    • 101, 102
    Bauelement
    103, 104
    Bauelement
    110
    Leiterrahmen
    111, 112
    Leiterrahmenabschnitt
    113
    Verbindungsstruktur
    114
    Metallische Schicht
    115
    Leiterrahmen
    117
    Vorderseite
    118
    Rückseite
    121, 122
    Werkzeugteil
    123, 124
    Werkzeugteil
    125
    Zugangsöffnung
    130
    Formmasse
    131
    Ausgangskörper
    132
    Gehäusekörper
    133
    Ausgangskörper
    134
    Gehäusekörper
    137
    Ausnehmung
    138
    Seitenwand
    140
    Halbleiterchip
    142
    Bonddraht
    150
    Vergussmasse
    160
    Trennlinie
    180
    Wärmezufuhr
    191
    Binder
    192, 193
    Partikel
    201, 202
    Bauelement
    203, 204
    Bauelement
    210
    Leiterrahmen
    211, 212
    Leiterrahmenabschnitt
    213
    Verbindungsstruktur
    214
    Metallische Schicht
    215
    Leiterrahmen
    217
    Vorderseite
    218
    Rückseite
    221, 222
    Werkzeugteil
    223, 224
    Werkzeugteil
    225
    Zugangsöffnung
    230
    Formmasse
    232
    Gehäusekörper
    234
    Gehäusekörper
    237
    Ausnehmung
    238
    Seitenwand
    240
    Halbleiterchip
    242
    Bonddraht
    250
    Vergussmasse
    260
    Trennlinie
    291
    Glasmaterial
    292, 293
    Partikel

Claims (14)

  1. Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements (101, 102, 103, 104), wobei ein Leiterrahmen (110, 115) bereitgestellt wird, ein mit dem Leiterrahmen (110, 115) verbundener Gehäusekörper (132, 134) ausgebildet wird, welcher eine den Leiterrahmen (110, 115) an einer Vorderseite (117) freistellende Ausnehmung (137) aufweist, und ein strahlungsemittierender Halbleiterchip (140) in der Ausnehmung (137) des Gehäusekörpers (132, 134) auf dem Leiterrahmen (110, 115) angeordnet wird, wobei der Gehäusekörper ein keramischer Gehäusekörper (132, 134) ist und das Ausbilden des keramischen Gehäusekörpers (132, 134) folgende Schritte umfasst: Durchführen eines Pulverspritzgussprozesses mit einer Formmasse (130), welche ein Keramikpulver (192) und einen Binder (191) aufweist, wobei ein mit dem Leiterrahmen (110, 115) verbundener Ausgangskörper (131, 133) des keramischen Gehäusekörpers (132, 134) ausgebildet wird; und Entbindern und Sintern des Ausgangskörpers (131, 133) zum Bilden des keramischen Gehäusekörpers (132, 134).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Formmasse (130) zusätzlich absorbierende Partikel (192) aufweist.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Leiterrahmen (110) nach dem Sintern des Ausgangskörpers (131, 133) mit einer metallischen Schicht (114) beschichtet wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Leiterrahmen (110, 115) einen ersten und einen zweiten Leiterrahmenabschnitt (111, 112) aufweist, und wobei der strahlungsemittierende Halbleiterchip (140) auf dem ersten Leiterrahmenabschnitt (111) angeordnet und elektrisch mit dem Leiterrahmen (110, 115) verbunden wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ausnehmung (137) des keramischen Gehäusekörpers (132, 134) mit einer Vergussmasse (150) verfüllt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mehrere optoelektronische Bauelemente (101, 102, 103, 104) im Verbund hergestellt werden, wobei für jedes optoelektronische Bauelement (101, 102, 103, 104) ein mit dem Leiterrahmen (110, 115) verbundener separater keramischer Gehäusekörper (132, 134) ausgebildet wird, und wobei die optoelektronischen Bauelemente (101, 102, 103, 104) durch Durchtrennen des Leiterrahmens (110, 115) vereinzelt werden.
  7. Optoelektronisches Bauelement (101, 102, 103, 104), aufweisend einen Leiterrahmen (110, 115), einen mit dem Leiterrahmen (110, 115) verbundenen Gehäusekörper (132, 134), welcher eine den Leiterrahmen (110, 115) an einer Vorderseite (117) freistellende Ausnehmung (137) aufweist, und einen in der Ausnehmung (137) des Gehäusekörpers (132, 134) auf dem Leiterrahmen (110, 115) angeordneten strahlungsemittierenden Halbleiterchip (140), wobei der Gehäusekörper ein pulverspritzgegossener keramischer Gehäusekörper (132, 134) ist.
  8. Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements (201, 202, 203, 204), wobei ein Leiterrahmen (210, 215) bereitgestellt wird, ein mit dem Leiterrahmen (210, 215) verbundener Gehäusekörper (232, 234) ausgebildet wird, welcher eine den Leiterrahmen (210, 215) an einer Vorderseite (217) freistellende Ausnehmung (237) aufweist, und ein strahlungsemittierender Halbleiterchip (240) in der Ausnehmung (237) des Gehäusekörpers (232, 234) auf dem Leiterrahmen (210, 215) angeordnet wird, wobei der Gehäusekörper ein Glasgehäusekörper (232, 234) ist und das Ausbilden des Glasgehäusekörpers (232, 234) ein Durchführen eines Spritzgussprozesses mit einer Formmasse (230) umfasst, welche ein Glasmaterial (291) aufweist.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Formmasse (230) zusätzlich eines der Folgenden aufweist: reflektierende Partikel (292); oder absorbierende Partikel (293).
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, wobei der Leiterrahmen (210) nach dem Spritzgussprozess mit einer metallischen Schicht (214) beschichtet wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei der Leiterrahmen (210, 215) einen ersten und einen zweiten Leiterrahmenabschnitt (211, 212) aufweist, und wobei der strahlungsemittierende Halbleiterchip (240) auf dem ersten Leiterrahmenabschnitt (211) angeordnet und elektrisch mit dem Leiterrahmen (210, 215) verbunden wird.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ausnehmung (237) des Glasgehäusekörpers (232, 234) mit einer Vergussmasse (250) verfüllt wird.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mehrere optoelektronische Bauelemente (201, 202, 203, 204) im Verbund hergestellt werden, wobei für jedes optoelektronische Bauelement (201, 202, 203, 204) ein mit dem Leiterrahmen (210, 215) verbundener separater Glasgehäusekörper (232, 234) ausgebildet wird, und wobei die optoelektronischen Bauelemente (201, 202, 203, 204) durch Durchtrennen des Leiterrahmens (210, 215) vereinzelt werden.
  14. Optoelektronisches Bauelement (201, 202, 203, 204), aufweisend einen Leiterrahmen (210, 215), einen mit dem Leiterrahmen (210, 215) verbundenen Gehäusekörper (232, 234), welcher eine den Leiterrahmen (210, 215) an einer Vorderseite (217) freistellende Ausnehmung (237) aufweist, und einen in der Ausnehmung (237) des Gehäusekörpers (232, 234) auf dem Leiterrahmen (210, 215) angeordneten strahlungsemittierenden Halbleiterchip (240), wobei der Gehäusekörper ein spritzgegossener Glasgehäusekörper (232, 234) ist.
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