-
Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Leuchtvorrichtung sowie ein Verfahren zum Herstellen einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung.
-
Optoelektronische Bauteile umfassen in der Regel ein Substrat auf Vollkupferbasis, auf welchem ein Leuchtdiodenchip angeordnet ist. Ein solches Vollkupfersubstrat wird in der Regel sowohl auf einer Vorderseite als auch auf einer Rückseite mit einer Korrosionsschutzschicht versehen. Das Versehen der Vorderseite und der Rückseite mit einer Korrosionsschutzschicht ist in der Regel eine aufwändige Oberflächenbehandlung.
-
Weiterhin kann es zu Kontaminationen von Bondoberflächen in einem Fertigungsprozess, zum Beispiel während eines Waschens, kommen.
-
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist darin gesehen werden, ein effizientes Konzept bereitzustellen, welches Kontaminationen von Bondoberflächen in einem Fertigungsprozess vermindert und eine aufwändige Oberflächenbehandlung reduzieren kann.
-
Diese Aufgabe wird mittels des jeweiligen Gegenstands der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von jeweils abhängigen Unteransprüchen.
-
Nach einem Aspekt wird eine optoelektronische Leuchtvorrichtung bereitgestellt, umfassend:
- – ein plattiertes metallisches Trägersubstrat umfassend eine Montagefläche,
- – eine Leiterplatte, die eine oder mehrere von einer Oberseite der Leiterplatte zu einer der Oberseite gegenüberliegenden Unterseite der Leiterplatte verlaufende Aussparungen aufweist,
- – wobei die Leiterplatte mit ihrer Unterseite auf der Montagefläche angeordnet ist,
- – so dass die Montagefläche einen der einen Aussparung entsprechenden Montageflächenabschnitt oder mehrere der mehreren Aussparungen entsprechende Montageflächenabschnitte aufweist, die frei von der Leiterplatte sind,
- – wobei auf dem einen oder den mehreren Montageflächenabschnitten zumindest teilweise ein optoelektronisches Halbleiterbauteil angeordnet ist.
-
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Herstellen einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung bereitgestellt, umfassend die folgenden Schritte:
- – Bereitstellen eines plattierten metallischen Trägersubstrats umfassend eine Montagefläche,
- – Bereitstellen einer Leiterplatte, die eine oder mehrere von einer Oberseite der Leiterplatte zu einer der Oberseite gegenüberliegenden Unterseite der Leiterplatte verlaufende Aussparungen aufweist,
- – Anordnen der Leiterplatte mit ihrer Unterseite auf die Montagefläche,
- – so dass die Montagefläche einen der einen Aussparung entsprechenden Montageflächenabschnitt oder mehrere der mehreren Aussparungen entsprechende Montageflächenabschnitte aufweist, die frei von der Leiterplatte sind,
- – zumindest teilweises Anordnen eines optoelektronischen Halbleiterbauteils auf den einen oder den mehreren Montageflächenabschnitten.
-
Die Erfindung umfasst also insbesondere und unter anderem den Gedanken, anstelle eines Substrats auf Vollkupferbasis ein plattiertes metallisches Trägersubstrat vorzusehen. Der technische Vorteil ist insbesondere darin zu sehen, dass im Vergleich zu einem gleichartigen Trägersubstrat auf Vollkupferbasis weniger Kupfer verwendet werden muss. Dadurch kann weiterhin der technische Vorteil bewirkt werden, dass Kontaminationen von Bondoberflächen in einem Fertigungsprozess vermindert werden können. Insbesondere können aufwändige Oberflächenbehandlungen reduziert werden.
-
Ein plattiertes metallisches Trägersubstrat bezeichnet ein metallisches Trägersubstrat, welches mittels eines Plattierens hergestellt oder gebildet wurde. Ein Plattieren bezeichnet ein Verfahren, bei dem ein unedleres Material, hier zum Beispiel ein Metall, mechanisch (also insbesondere nicht galvanisch) durch ein anderes edleres Material, hier zum Beispiel ein weiteres Metall, überdeckt wird. Das heißt also, dass ein Plattieren ein ein- oder zweiseitiges Aufbringen von einer oder mehreren Metallauflage(n) (Metallschichten) auf ein anderes Grundmetall bezeichnet. Das heißt also insbesondere, dass ein plattiertes metallisches Trägersubstrat insbesondere zwei Werkstoffe, also hier insbesondere zwei Metalle, aufweist, die unterschiedlich sind, wobei eines der Metalle edlerer ist als das andere, wobei die einzelnen Metalle als Schichten aufeinander aufgebracht sind. Durch das Plattieren bildet sich somit eine intermetallische Verbindung zwischen den Metallen.
-
Durch die Wahl von geeigneten Metallen kann dann zum Beispiel in vorteilhafter Weise das Trägersubstrat für eine bestimmte Anwendung besonders angepasst werden. Zum Beispiel können vorteilhafte Eigenschaften von unterschiedlichen Metallen genutzt und/oder miteinander kombiniert werden. Zum Beispiel können störende Eigenschaften eines Metalls durch vorteilhafte Eigenschaften eines anderen Metalls zumindest teilweise ausgeglichen werden. Dies insbesondere im Gegensatz zu einem Trägersubstrat auf Vollkupferbasis, in welchem eine mangelnde Korrosionsstabilität nicht durch ein anderes Metall ausgeglichen werden kann. So kann zum Beispiel erfindungsgemäß ein erstes Metall vorgesehen sein, welches eine hohe Korrosionsstabilität aufweist, worauf dann auf dieses Metall ein weiteres Metall plattiert wird, welches zwar eine gute thermische Leitfähigkeit aufweist, nicht jedoch eine ebenso gute Korrosionsbeständigkeit. Hier reduziert sich dann aber bei einem solchen plattierten metallischen Trägersubstrat eine Maßnahme zum Aufbringen eines Korrosionsschutzes für das entsprechende Metall. Denn die Oberflächen des Metalls, die frei liegen und somit anfällig sind für eine Korrosion, sind reduziert im Vergleich zu den Oberflächen eines Trägersubstrats aus einem Vollkupfermaterial.
-
Dadurch, dass die Leiterplatte mit ihrer Unterseite auf der Montagefläche angeordnet ist, wird insbesondere der Vorteil bewirkt, dass die Bereiche oder Abschnitte der Montagefläche, die mittels der Leiterplatte bedeckt sind, vor äußeren Umwelteinflüssen geschützt sind. Somit können in vorteilhafter Weise Maßnahmen betreffend einen Korrosionsschutz weiter reduziert werden.
-
Im angeordneten Zustand der Leiterplatte auf der Montagefläche liegt aufgrund der Aussparung also ein Bereich respektive liegen aufgrund der Aussparungen mehrere Bereiche der Montagefläche frei. Diese Bereiche sind die Montageflächenabschnitte.
-
Eine Aussparung der Leiterplatte kann insbesondere als ein Loch bezeichnet werden.
-
Durch das Vorsehen der Leiterplatte ist insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass das optoelektronische Bauelement effizient elektrisch kontaktiert werden kann.
-
Dadurch, dass das Trägersubstrat ein plattiertes metallisches Trägersubstrat ist, ist also insbesondere auch der Montageflächenabschnitt ein metallischer Montageflächenabschnitt, so dass dieser insbesondere elektrisch leitend ist. Dadurch kann also in vorteilhafter Weise eine elektrische Kontaktierung des optoelektronischen Halbleiterbauteils mittels des Montageflächenabschnitts bewirkt werden.
-
Somit ist also nach einer Ausführungsform vorgesehen, dass das Halbleiterbauteil mittels der Leiterplatte und mittels des Montageflächenabschnitts elektrisch kontaktiert ist.
-
Die Formulierung, dass auf dem einen oder den mehreren Montageflächenabschnitten zumindest teilweise ein optoelektronisches Halbleiterbauteil angeordnet ist, umfasst insbesondere, dass bei lediglich einer Aussparung und somit lediglich einem Montageflächenabschnitt ein optoelektronisches Halbleiterbauteil auf diesem einen Montageflächenabschnitt angeordnet ist. Insbesondere ist bei mehreren Aussparungen und somit auch bei mehreren Montageflächenabschnitten zumindest auf einem dieser mehreren Montageflächenabschnitte ein optoelektronisches Halbleiterbauteil angeordnet. Insbesondere sind auf sämtlichen Montageflächenabschnitten jeweils ein oder mehrere optoelektronische Halbleiterbauteile angeordnet.
-
Das heißt also, dass nach einer Ausführungsform mehrere optoelektronische Halbleiterbauteile vorgesehen sind. Diese sind insbesondere gleich oder vorzugsweise unterschiedlich gebildet.
-
Nach einer Ausführungsform ist das optoelektronische Halbleiterbauteil eine Leuchtdiode oder lichtemittierende Diode. Im Englischen wird eine Leuchtdiode als „light emitting diode (LED)“ bezeichnet. Die Leuchtdiode ist nach einer Ausführungsform eine organische oder eine anorganische Leuchtdiode.
-
Nach einer Ausführungsform ist das optoelektronische Halbleiterbauteil als ein Halbleiterchip gebildet. Insbesondere ist die Leuchtdiode als ein Leuchtdiodenchip gebildet.
-
Nach einer Ausführungsform ist die Leuchtdiode eine Laserdiode. Insbesondere ist die Laserdiode als ein Laserdiodenchip gebildet.
-
Ein optoelektronisches Halbleiterbauteil weist insbesondere eine lichtemittierende Fläche auf, mittels welcher im Betrieb des optoelektronischen Halbleiterbauteils Licht oder elektromagnetische Strahlung emittiert wird. Die lichtemittierende Fläche ist der Montagefläche, also insbesondere dem Montageflächenabschnitt, abgewandt.
-
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Trägersubstrat aus einer Aluminiumschicht und aus einer mit der Aluminiumschicht plattierten Kupferschicht gebildet ist, wobei die Montagefläche als eine der Aluminiumschicht abgewandte Fläche der Kupferschicht gebildet ist.
-
Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass ein solches Trägersubstrat bessere Korrosionseigenschaften aufweist als ein Trägersubstrat aus einem Vollkupfermaterial. Insbesondere wird dadurch der technische Vorteil bewirkt, dass im Gegensatz zu einem Vollkupfersubstrat eine geringere Kupferkontamination im Fertigungsprozess auftreten kann. Insbesondere reduzieren sich die Kosten für ein solches Trägersubstrat im Vergleich zu einem Trägersubstrat aus einem Vollkupfermaterial. Dennoch bleibt bei einem solchen Trägersubstrat aufgrund der Verwendung einer Kupferschicht weiterhin eine hohe thermische Leitfähigkeit für Hochleistungsanwendungen bestehen. Insbesondere reduzieren sich aufwändige Oberflächenbehandlungen betreffend einen Korrosionsschutz im Vergleich zu einem Trägersubstrat aus einem Vollkupfermaterial.
-
Die Verwendung von Kupfer weist über eine hohe Wärmeleitfähigkeit hinaus noch zusätzlich insbesondere den Vorteil auf, dass ein einfaches und effizientes Applizieren von Bond- und/oder Lötoberflächen auf die Kupferoberfläche, also auf die Montagefläche der Kupferschicht, für eine elektrische Kontaktierung oder Anbindung des optoelektronischen Halbleiterbauteils möglich ist.
-
Auf eine Aluminiumschicht ist das Applizieren von Bond- und/oder Lötoberflächen nur sehr aufwendig bis gar nicht möglich.
-
Somit braucht es also eine Trägersubstratoberseite aufweisend eine Funktion einer edlen Oberfläche, hier bereitgestellt durch die Kupferschicht. Auf einer Trägersubstratrückseite, die der Trägersubstratoberseite gegenüberliegend angeordnet ist, braucht es eine solche Funktion einer edlen Oberfläche nicht. Insofern reicht hier die Aluminiumschicht aus, die die Trägersubstratrückseite bildet.
-
Aus den vorstehend genannten Gründen ist somit der Verbund aus Kupfer und Aluminium besonders vorteilhaft.
-
Eine Bond- und/oder Lötoberfläche kann zum Beispiel eine Goldbeschichtung umfassen.
-
Nach einer Ausführungsform umfasst ein Plattieren ein Walzschweißplattieren. Das heißt also, dass das plattierte metallische Trägersubstrat ein walzplattiertes metallisches Trägersubstrat ist. Insbesondere umfasst ein Walzplattieren ein Walzschweißplattieren.
-
Nach einer Ausführungsform ist die Aluminiumschicht als ein Aluminiumblech oder als eine Aluminiumfolie gebildet.
-
Nach einer Ausführungsform ist die Kupferschicht als ein Kupferblech oder als eine Kupferfolie gebildet.
-
Nach einer Ausführungsform beträgt eine Dicke der Aluminiumschicht etwa 1,25 mm, vorzugsweise zwischen 1 mm und 2 mm.
-
In einer anderen Ausführungsform beträgt eine Dicke der Kupferschicht zum Beispiel 0,25 mm, vorzugsweise zwischen 0,1 mm und 1 mm.
-
In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Oberseite der Leiterplatte und/oder der eine oder die mehreren Montageflächenabschnitte zumindest teilweise oberflächenveredelt sind.
-
Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass verbesserte Oberflächeneigenschaften erzielt werden können. Insbesondere können verbesserte Korrosionseigenschaften bewirkt werden. Zum Beispiel kann eine Oberflächenveredelung ein galvanisches Vergolden oder ein stromloses Vergolden umfassen. Das heißt also zum Beispiel, dass die Oberseite und/oder der eine oder die mehreren Montageflächenabschnitte zumindest teilweise galvanisch oder stromlos vergoldet sind. Das heißt also insbesondere, dass eine Goldschicht auf der Oberseite respektive den Montageflächenabschnitten gebildet ist.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Leiterplatte auf der Montagefläche auflaminiert und/oder auf der Montagefläche verpresst ist.
-
Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass die Leiterplatte effizient auf der Montagefläche angeordnet ist.
-
Nach einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Montagefläche eine Erhebung aufweist, die in der einen oder in einer der mehreren Aussparungen aufgenommen ist, so dass der entsprechende Montageflächenabschnitt auf der Erhebung gebildet ist.
-
Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass das Halbleiterbauteil erhöht angeordnet werden kann.
-
Nach einer Ausführungsform weist die Erhebung eine Stufenform auf. Es ist also insbesondere eine stufenförmige Erhebung gebildet.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der auf der Erhebung gebildete Montageflächenabschnitt bündig mit der Oberseite der Leiterplatte verlaufend gebildet ist.
-
Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass der Montageflächenabschnitt auf der gleichen Höhe wie die Leiterplatte verläuft. Dies kann zum Beispiel eine weitere Prozessierung vereinfachen.
-
In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Erhebung mittels eines Ätzens der Montagefläche gebildet ist.
-
Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass die Erhebung effizient gebildet werden kann.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine mittels des einen oder eines der mehreren Montageflächenabschnitte und mittels der entsprechenden Aussparung gebildete zur Oberseite der Leiterplatte hin offene Kavität gebildet ist.
-
Dadurch wird insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass das optoelektronische Halbleiterbauteil in eine Kavität angeordnet werden kann.
-
Das heißt also insbesondere, dass der Montageflächenabschnitt einen Boden der Kavität bildet. Die Flächen der Leiterplatte, die die Aussparung begrenzen, bilden somit Wände dieser Kavität.
-
In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die optoelektronische Leuchtvorrichtung mittels des Verfahrens zum Herstellen einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung hergestellt ist.
-
Nach einer Ausführungsform umfasst das Bereitstellen des plattierten metallischen Trägersubstrats ein Herstellen eines solchen Trägersubstrats. Das heißt also, dass nach einer Ausführungsform vorgesehen sein kann, dass ein erstes Metall, zum Beispiel Kupfer, auf ein zweites Metall, zum Beispiel Aluminium, aufplattiert wird.
-
Ausführungsformen betreffend die Leuchtvorrichtung ergeben sich analog aus entsprechenden Ausführungsformen betreffend das Verfahren und umgekehrt. Das heißt also, dass sich technische Funktionalitäten betreffend die Leuchtvorrichtung analog aus entsprechenden technischen Funktionalitäten des Verfahrens ergeben und umgekehrt. Entsprechende im Zusammenhang mit der Leuchtvorrichtung gemachte Ausführungen gelten somit analog für das Verfahren und umgekehrt.
-
Nach einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Trägersubstrat aus einer Aluminiumschicht und aus einer mit der Aluminiumschicht plattierten Kupferschicht gebildet wird, wobei die Montagefläche als eine der Aluminiumschicht abgewandte Fläche der Kupferschicht gebildet wird.
-
Nach einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Oberseite der Leiterplatte und/oder der eine oder die mehreren Montageflächenabschnitte zumindest teilweise oberflächenveredelt werden.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Anordnen der Leiterplatte auf die Montagefläche umfasst, dass die Leiterplatte auf die Montagefläche auflaminiert und/oder auf die Montagefläche verpresst wird.
-
In noch einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Montagefläche mit einer Erhebung gebildet wird, die in der einen oder in einer der mehreren Aussparungen aufgenommen wird, so dass der entsprechende Montageflächenabschnitt auf der Erhebung gebildet wird.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der auf der Erhebung gebildete Montageflächenabschnitt bündig mit der Oberseite der Leiterplatte verläuft.
-
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Erhebung mittels eines Ätzens der Montagefläche gebildet wird.
-
In noch einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass mittels des einen oder eines der mehreren Montageflächenabschnitte und mittels der entsprechenden Aussparung eine zur Oberseite der Leiterplatte hin offene Kavität gebildet wird.
-
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden, wobei
-
1 bis 6 jeweils einen Herstellungsschritt in einem Verfahren zum Herstellen einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung,
-
7 bis 11 jeweils einen Herstellungsschritt in einem weiteren Verfahren zum Herstellen einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung und
-
12 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung
zeigen.
-
Im Folgenden können für gleiche Merkmale gleiche Bezugszeichen verwendet werden.
-
1 zeigt eine Aluminiumschicht 101 und eine Kupferschicht 103 in einer seitlichen Schnittansicht. Die Aluminiumschicht 101 kann zum Beispiel als eine Aluminiumfolie oder ein Aluminiumblech ausgebildet sein. Die Aluminiumschicht 101 kann zum Beispiel eine Dicke oder Stärke von 1,25 Millimetern aufweisen.
-
Die Kupferschicht 103 kann zum Beispiel als Kupferfolie oder als Kupferblech gebildet sein. Die Kupferschicht 103 kann zum Beispiel eine Dicke oder Stärke von 0,25 Millimetern aufweisen.
-
Die Aluminiumschicht 101 weist eine Oberseite 105 sowie eine Unterseite 107 auf, die der Oberseite 105 gegenüber liegt.
-
Die Kupferschicht 103 weist eine Oberseite 109 sowie eine Unterseite 111 auf, die der Oberseite 109 gegenüber liegt.
-
Es ist vorgesehen, dass die Kupferschicht 103 mit ihrer Unterseite 111 auf die Oberseite 105 der Aluminiumschicht 101 plattiert, insbesondere walzplattiert, wird.
-
2 zeigt die beiden Schichten 101, 103 nach einem Plattieren. Aufgrund des Plattierens ist somit ein plattiertes metallisches Trägersubstrat 203 gebildet. Das Trägersubstrat 203 weist eine Montagefläche 205 auf, die der Oberseite 109 der Kupferschicht 103 entspricht und somit der Oberseite 105 der Aluminiumschicht 101 abgewandt ist.
-
Aufgrund des Plattierens bildet sich eine intermetallische Verbindung 201 zwischen der Kupferschicht 103 und der Aluminiumschicht 101.
-
In einer nicht gezeigten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Kupferschicht 103 und die Aluminiumschicht 101 als Kupferband respektive Aluminiumband vorliegen. Nach einer weiteren nicht gezeigten Ausführungsform ist vorgesehen, dass diese beiden Bänder plattiert werden.
-
In einer nicht gezeigten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass ein solch plattiertes Band vereinzelt wird.
-
In einer weiteren nicht gezeigten allgemeinen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Trägersubstrat 203 vereinzelt wird.
-
Auf die Montagefläche 205 wird eine Leiterplatte 301 angeordnet. Dies zeigt 3 in einer seitlichen Schnittansicht.
-
Die Leiterplatte 301 weist eine Oberseite 303 auf. Die Leiterplatte 301 weist ferner eine Unterseite 305 auf, die der Oberseite 303 gegenüber liegt. Die Leiterplatte 301 wird mit Ihrer Unterseite 305 auf die Montagefläche 205 angeordnet.
-
Die Leiterplatte 301 weist eine Aussparung 307 auf, die von der Oberseite 303 zur Unterseite 305 verläuft. Die Aussparung 307 bildet somit ein Loch in der Leiterplatte 301.
-
In einer nicht gezeigten Ausführungsform ist vorgesehen, dass mehrere Aussparungen 301 in der Leiterplatte 301 gebildet sind.
-
Auf der Oberseite 303 der Leiterplatte 301 sind zwei Bondpads 309 angeordnet.
-
4 zeigt die Leiterplatte 301 auf der Montagefläche 205, also im angeordneten Zustand. Aufgrund der Aussparung 307 wird ein Abschnitt der Montagefläche 205 des Trägersubstrats 203 frei liegen oder frei bleiben. Dieser Abschnitt ist also nicht mit der Leiterplatte 301 bedeckt. Dieser Abschnitt wird als Montageflächenabschnitt bezeichnet und ist mit dem Bezugszeichen 401 versehen.
-
Aufgrund der Aussparung 307 und des Montageflächenabschnitts 401 ist eine Kavität 403 gebildet, wobei der Montageflächenabschnitt 401 einen Boden für diese Kavität 403 bildet. Flächen der Leiterplatte 301, die die Aussparung 307 begrenzen, bilden somit Kavitätswände für die Kavität 403.
-
Der Montageflächenabschnitt 401 liegt also frei, wenn sich die Leiterplatte 301 auf der Montagefläche 205 befindet.
-
Es ist zum Beispiel vorgesehen, dass die Leiterplatte 301 auf die Montagefläche 205 auflaminiert wird.
-
Zum Beispiel ist vorgesehen, dass die Leiterplatte 301 auf die Montagefläche 205 verpresst wird.
-
5 zeigt eine Oberflächenveredelung der Bondpads 309 sowie des Montageflächenabschnitts 401. Diese Oberflächenveredelung umfasst zum Beispiel ein galvanisches oder stromloses Vergolden. Insbesondere umfasst die Oberflächenveredelung eine stromlose Abscheidung einer NiPdAu-Schicht. Diese Schicht bildet also allgemein eine Korrosionsschicht 501 für die Bondpads 309 sowie den Montageflächenabschnitt 401.
-
Es wird nun ein optoelektronisches Halbleiterbauteil 601 auf den Montageflächenabschnitt 401, genauer auf die Korrosionsschutzschicht 501, angeordnet. Somit ist also das Halbleiterbauteil 601 mittelbar auf dem Montageflächenabschnitt 401 angeordnet. Über den Montageflächenabschnitt 401 ist eine erste elektrische Kontaktierung des Halbleiterbauteils 601 gebildet.
-
Eine zweite elektrische Kontaktierung des Halbleiterbauteils 601 wird mittels eines Bonddrahts 603 gebildet, der eine elektrische Verbindung zwischen dem Halbleiterbauteil 601 und einem der Bondpads 309 bildet oder herstellt. Das Bilden der ersten und/oder der zweiten elektrischen Verbindung kann zum Beispiel ein Löten umfassen.
-
Somit ist also eine optoelektronische Leuchtvorrichtung 605 geschaffen umfassend das Trägersubstrat 203, die Leiterplatte 301 sowie das optoelektronische Halbleiterbauteil 601.
-
7 bis 11 zeigen jeweils einen Herstellungsschritt in einem Verfahren zum Herstellen einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung in einer seitlichen Schnittansicht.
-
In dieser Ausführungsform des Verfahrens wird analog zu 1 und 2 ein Trägersubstrat 203 gebildet. Auf die entsprechenden Ausführungen wird daher verwiesen. Ausgehend von dem Trägersubstrat 203 gemäß 2 wird eine Erhebung 701 gemäß 7 gebildet. Diese Erhebung 701 wird gebildet, indem die Kupferschicht 103 entsprechend geätzt wird. Das heißt also, dass die Erhebung 701 geätzt wird, indem entsprechend Material von der Kupferschicht 103 weggeätzt wird.
-
Die Erhebung 701 ist also Teil der Montagefläche 205. Die Montagefläche 205 weist somit eine Erhebung, die Erhebung 701 auf. Die Erhebung 701 weist eine Stufenform auf.
-
Analog zu 3 wird die Leiterplatte 301 bereitgestellt, was 8 zeigt. Hierbei entspricht die Aussparung 307 der geätzten Erhebung 701, so dass die Erhebung 701 im angeordneten Zustand der Leiterplatte 301 auf der Montagefläche 205 in der Aussparung 307 aufgenommen ist.
-
Die Höhe der Erhebung 701 ist derart, dass der freiliegende Abschnitt der Montagefläche 205, der nicht mittels der Leiterplatte 301 bedeckt ist, bündig mit der Oberseite 303 der Leiterplatte 301 verläuft. Dieser freiliegende Abschnitt ist mit dem Bezugszeichen 901 versehen und bildet einen Montageflächenabschnitt.
-
Analog zu 5 zeigt 10 eine Oberflächenveredelung der Bondpads 309 sowie des Montageflächenabschnitts 901. Auf die entsprechenden Ausführungen wird verwiesen.
-
Analog zu 6 ist auch hier ein Anordnen eines optoelektronischen Halbleiterbauteils 601 auf dem Montageflächenabschnitt 901 vorgesehen, was 11 zeigt. Auch hier wird eine elektrische Kontaktierung des Halbleiterbauteils 601 mittels des Montageflächenabschnitts 901 und mittels eines der Bondpads 309 bewirkt, wobei analog zu 6 ein Bonddraht 603 das Halbleiterbauteil 601 mit einem der Bondpads 309 elektrisch verbindet.
-
Somit ist eine optoelektronische Leuchtvorrichtung 1101 geschaffen umfassend das Trägersubstrat 203, die Leiterplatte 301 sowie das Halbleiterbauteil 601.
-
12 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen einer optoelektronischen Leuchtvorrichtung, umfassend die folgenden Schritte:
- – Bereitstellen (1201) eines plattierten metallischen Trägersubstrats umfassend eine Montagefläche,
- – Bereitstellen (1203) einer Leiterplatte, die eine oder mehrere von einer Oberseite der Leiterplatte zu einer der Oberseite gegenüberliegenden Unterseite der Leiterplatte verlaufende Aussparungen aufweist,
- – Anordnen (1205) der Leiterplatte mit ihrer Unterseite auf die Montagefläche,
- – so dass die Montagefläche einen der einen Aussparung entsprechenden Montageflächenabschnitt oder mehrere der mehreren Aussparungen entsprechende Montageflächenabschnitte aufweist, die frei von der Leiterplatte sind,
- – zumindest teilweises Anordnen (1207) eines optoelektronischen Halbleiterbauteils auf den einen oder den mehreren Montageflächenabschnitten.
-
Die Schritte 1201 und 1203 können zum Beispiel zeitgleich oder in verkehrter zeitlicher Reihenfolge vorgesehen sein.
-
Das Bereitstellen des Trägersubstrats gemäß 1201 kann ein Herstellen eines solchen Trägersubstrats umfassen. Dies zum Beispiel analog zu 1 und 2 oder 7.
-
Das Bereitstellen der Leiterplatte kann zum Beispiel das Herstellen einer solchen Leiterplatte umfassen.
-
Die Erfindung umfasst also insbesondere und unter anderem den Gedanken, ein plattiertes metallisches Trägersubstrat für eine Leiterplatte und für ein optoelektronisches Halbleiterbauteil zu verwenden. Das plattierte metallische Trägersubstrat ist nach einer Ausführungsform eine kupferplattierte Aluminiumplatte, die vorzugsweise als Metallkernplatine gebildet ist. Insbesondere eine Kupferschicht, insbesondere eine kupferplattierte Aluminiumplatte, weist eine besonders lötfähige Oberfläche, die Montagefläche, auf, um ein Halbleiterbauteil auf die Montagefläche, zum Beispiel auf das Kupfer, effizient anzuordnen. Zum Beispiel kann die Montagefläche eine Goldbeschichtung umfassen. Im Gegensatz zu Trägersubstraten aus einem Vollkupfermaterial, wird jedoch nicht das gesamte Substrat aus Kupfer hergestellt. Vielmehr umfasst das erfindungsgemäße Trägersubstrat ein Grundmaterial oder einen Grundwerkstoff, insbesondere Aluminium. Somit kann also das Trägersubstrat als eine aluminiumbasierte Metallkernplatine gebildet sein, die im Vergleich zu kupferbasierten Metallkernplatinen insbesondere Vorteile hinsichtlich einer Korrosionsstabilität aufweist. Es ist somit nicht notwendig, besondere und aufwändige Maßnahmen, zum Beispiel eine Oberflächenbehandlung, einer Rückseite der Metallkernplatine durchzuführen. Eine hohe thermische Leitfähigkeit für Hochleistungsanwendungen bleibt jedoch aufgrund der Verwendung einer Kupferschicht bestehen.
-
Zudem können aufgrund der massiven Reduzierung des Kupfers Kontaminationen von Bondoberflächen im Fertigungsprozess (zum Beispiel Waschen) minimiert werden. Dies im Vergleich zu Metallkernplatinen auf Vollkupferbasis.
-
Das heißt also insbesondere, dass zum Beispiel eine walzplattierte Aluminium-Kupfer-Platte als metallische Platte verwendet wird, die das Trägersubstrat bildet. Zum Beispiel kann eine Stärke der Aluminiumschicht 1,25 Millimeter betragen. Zum Beispiel kann eine Stärke des aufplattierten Kupfers 0,25 Millimeter betragen. Auf diese metallische Platte, also zum Beispiel auf das walzplattierte Aluminiumkupfer, wird dann die Leiterplatte zum Beispiel auflaminiert und/oder zum Beispiel heiß verpresst. Diese Leiterplatte umfasst zumindest eine Aussparung, die allgemein als eine Freistellung bezeichnet werden kann, so dass im angeordneten, also zum Beispiel im laminierten und/oder verpressten Zustand, die Metalloberfläche, also insbesondere die Montagefläche, des Grundsubstrats, also des Trägersubstrats, freiliegt. Diese freiliegende Metalloberfläche, also der Montageflächenabschnitt, wird für das Anordnen des Halbleiterbauteils verwendet oder genutzt.
-
Ferner kann nach einer Ausführungsform eine Veredelung vorgesehen sein, zum Beispiel können Bondpads veredelt werden. Insbesondere kann der Montageflächenabschnitt veredelt werden. Eine Veredelung umfasst zum Beispiel ein Vergolden der freiliegenden Kupferoberfläche durch eine stromlose Abscheidung von Gold. Das heißt also, dass zum Beispiel der Montageflächenabschnitt vergoldet wird. Insbesondere werden Bondpads vergoldet.
-
Vorteile liegen insbesondere in besseren Korrosionseigenschaften des erfindungsgemäßen Trägersubstrats, das auch als ein metallkernbasiertes Modul bezeichnet werden kann.
-
Insbesondere ist ein Vorteil darin zu sehen, dass weniger Kupferkontamination in einem Fertigungsprozess auftritt.
-
Insbesondere ist der Vorteil auch darin zu sehen, dass geringere Kosten im Vergleich zu einem gleichartigen Trägersubstrat in Vollkupferausführung anfallen.
-
Im angeordneten Zustand der Leiterplatte auf dem Trägersubstrat kann zum Beispiel eine Kavität gebildet sein. Insbesondere kann der Montageflächenabschnitt bündig mit der Oberseite der Leiterplatte verlaufen.
-
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel 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
- Aluminiumschicht
- 103
- Kupferschicht
- 105
- Oberseite der Aluminiumschicht
- 107
- Unterseite der Aluminiumschicht
- 109
- Oberseite der Kupferschicht
- 111
- Unterseite der Kupferschicht
- 201
- intermetallische Verbindung
- 203
- Trägersubstrat
- 205
- Montagefläche
- 301
- Leiterplatte
- 303
- Oberseite der Leiterplatte
- 305
- Unterseite der Leiterplatte
- 307
- Aussparung
- 309
- Bondpad
- 401
- Montageflächenabschnitt
- 403
- Kavität
- 501
- Korrosionsschutzschicht
- 601
- optoelektronisches Halbleiterbauteil
- 603
- Bonddraht
- 605
- optoelektronische Leuchtvorrichtung
- 701
- Erhebung
- 901
- Montageflächenabschnitt
- 1101
- optoelektronische Leuchtvorrichtung
- 1201
- Bereitstellen eines Trägersubstrats
- 1203
- Bereitstellen einer Leiterplatte
- 1205
- Anordnen der Leiterplatte auf das Trägersubstrat
- 1207
- zumindest teilweises Anordnen eines optoelektronischen Halbleiterbauteils auf den einen oder den mehreren Montageflächenabschnitten
