DE102015115824A1 - Optoelektronisches Bauelement - Google Patents

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Abstract

Ein optoelektronisches Bauelement umfasst einen in einem Gehäuse angeordneten optoelektronischen Halbleiterchip zur Emission elektromagnetischer Strahlung, wobei das Gehäuse eine Außenwandfläche und eine für die elektromagnetische Strahlung transparente Austrittsfläche aufweist. Die Austrittsfläche ist gegenüber der Außenwandfläche in Richtung des Inneren des Gehäuses zurückversetzt und der optoelektronische Halbleiterchip ist derart angeordnet, dass von dem optoelektronischen Halbleiterchip in eine Emissionsrichtung emittierte Strahlung durch die Austrittsfläche aus dem optoelektronischen Bauelement austreten kann.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelement, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements.
  • Aus dem Stand der Technik sind optoelektronische Bauelemente mit einem in einem Gehäuse angeordneten optoelektronischen Halbleiterchip bekannt. Der optoelektronische Halbleiterchip kann bei derartigen optoelektronischen Bauelementen in einer Kavität eines Gehäusekörpers angeordnet sein und mit einer Vergussmasse vergossen sein. Er kann auch auf einem Bodenteil des Gehäuses angeordnet und von einem Gehäusedeckel umgeben sein.
  • Von dem optoelektronischen Halbleiterchip emittierte elektromagnetische Strahlung tritt bei derartigen optoelektronischen Bauelementen in der Regel über eine Austritts- oder Emissionsfläche des Bauelements aus dem optoelektronischen Bauelement aus.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes optoelektronisches Bauelement sowie ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird durch ein optoelektronisches Bauelement und durch ein Verfahren gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Weiterbildungen des Bauelements und des Verfahrens sind jeweils in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Ein optoelektronisches Bauelement umfasst einen in einem Gehäuse angeordneten optoelektronischen Halbleiterchip zur Emission elektromagnetischer Strahlung, wobei das Gehäuse eine Außenwandfläche und eine für die elektromagnetische Strahlung transparente Austrittsfläche aufweist. Die Austrittsfläche ist gegenüber der Außenwandfläche in Richtung des Inneren des Gehäuses zurückversetzt und der optoelektronische Halbleiterchip ist derart angeordnet, dass von dem optoelektronischen Halbleiterchip in eine Emissionsrichtung emittierte Strahlung durch die Austrittsfläche aus dem optoelektronischen Bauelement austreten kann.
  • Die Austrittsfläche kann beispielsweise in einer an der Außenwandfläche angeordneten Aussparung des Gehäuses angeordnet sein. Indem die Austrittsfläche gegenüber der Außenwandfläche in Richtung des Inneren des Gehäuses zurückversetzt ist, können die optischen Eigenschaften der Austrittsfläche auf vorteilhaft einfache Weise derart angepasst werden, dass die aus dem optoelektronischen Bauelement austretende Strahlung in einem Strahl mit einer vorteilhaft hohen Strahlqualität emittiert wird. Die optischen Eigenschaften können beispielsweise derart angepasst werden, dass an der Austrittsfläche vorteilhaft geringe Streuverluste, Reflexionsverluste oder eine vorteilhaft geringe Ablenkung des emittierten Strahls auftreten.
  • Zur Anpassung der optischen Eigenschaften kann die Austrittsfläche beispielsweise mittels eines Verfahrens hergestellt werden, welches die Ausbildung einer glatten Austrittsfläche mit geringen Verlusten ermöglicht. Ein solches Verfahren kann beispielsweise ein Formverfahren sein. Bei dem Formverfahren kann es sich beispielsweise um ein Guss-, ein Spritzguss- oder ein Formpressverfahren handeln. Das Formverfahren kann auch als Urformverfahren bezeichnet werden.
  • Die Außenwandfläche kann beispielweise mittels eines vorteilhaft einfachen und kostengünstigen Verfahrens, beispielsweise eines Trennverfahrens, etwa durch Sägen oder Brechen, hergestellt werden. Weist die Außenwandfläche eine Entformschräge auf, kann die zurückgesetzt angeordnete Austrittsfläche ohne eine Entformschräge oder mit einer lediglich geringen Entformschräge ausgebildet werden, so dass der emittierte Strahl vorteilhafterweise senkrecht durch die Austrittsfläche hindurchtreten kann.
  • Bei einer Weiterbildung des optoelektronischen Bauelements weist die Außenwandfläche Trennspuren auf und die Austrittsfläche ist frei von Trennspuren. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn die Außenwandfläche, nicht jedoch die Austrittsfläche, mittels Durchtrennen eines Gehäuseteileverbundes aus miteinander verbundenen Gehäuseteilen mehrerer optoelektronischer Bauelemente ausgebildet wird. Aufgrund der Trennspuren kann die Außenwandfläche beispielsweise eine höhere Oberflächenrauigkeit als die Austrittsfläche aufweisen. Bei den Trennspuren kann es sich beispielsweise um Kratzer, Riefen, Schleifspuren, Grate oder Schmelzspuren handeln.
  • Bei einer Weiterbildung des optoelektronischen Bauelements ist die Austrittsfläche senkrecht zu der Emissionsrichtung orientiert. Dies führt zu einer vorteilhaft geringen Ablenkung eines in Emissionsrichtung gerichteten Strahls an der Austrittsfläche.
  • Bei einer Weiterbildung des optoelektronischen Bauelements ist der optoelektronische Halbleiterchip über einer Oberseite eines Gehäusebodens des Gehäuses angeordnet. Dadurch kann der optoelektronische Halbleiterchip über an der Oberseite des Gehäusebodens angeordnete Kontaktelemente kontaktiert werden, insbesondere kann der optoelektronische Halbleiterchip an seiner Unterseite kontaktiert werden.
  • Bei einer Weiterbildung des optoelektronischen Bauelements ist die Emissionsrichtung parallel zu der Oberseite des Gehäusebodens orientiert. Ein optoelektronisches Bauelement mit einem derartigen Halbleiterchip kann vorteilhafterweise als ein sogenanntes sidelooker-Bauelement ausgebildet sein, welches derart auf einer Montagefläche angeordnet werden kann, dass es die elektromagnetische Strahlung parallel zu der Montagefläche emittiert.
  • Bei einer Weiterbildung des optoelektronischen Bauelements weist die Oberseite des Gehäusebodens im Bereich der Austrittsfläche eine Bodenaussparung auf, welche sich zwischen dem optoelektronischen Halbleiterchip und der Außenwandfläche befindet. Dadurch kann vorteilhafterweise vermieden werden, dass eine aus dem optoelektronischen Halbleiterchip austretende Strahlung an der Oberseite des Gehäusebodens abgeschattet wird. Dies kann insbesondere bei optoelektronischen Halbleiterchips vorteilhaft sein, welche die elektromagnetische Strahlung in einem Strahl mit hoher Divergenz emittieren. Die Bodenaussparung ermöglicht es, auch einen divergente Strahlung emittierenden optoelektronischen Halbleiterchip in vorteilhaft großer Entfernung von der Außenwandfläche des optoelektronischen Halbleiterchips anzuordnen.
  • Bei einer Weiterbildung des optoelektronischen Bauelements ist der optoelektronische Halbleiterchip auf einem auf der Oberseite angeordneten Podest angeordnet. Dies ermöglicht eine Anordnung eines divergent emittierenden Halbleiterchips in vorteilhaft großer Entfernung von der Außenwandfläche.
  • Bei einer Weiterbildung des optoelektronischen Bauelements wird das Podest durch eine auf die Oberseite aufgebrachte Metallisierungsschicht gebildet und die Metallisierungsschicht weist eine senkrecht zu der Oberseite orientierte Höhe von mindestens 20µm, insbesondere von 100µm bis 300µm, auf. Ein als Metallisierungsschicht ausgebildetes Podest lässt sich auf vorteilhaft einfache und kostengünstige Weise herstellen.
  • Bei einer Weiterbildung des optoelektronischen Bauelements umfasst das Gehäuse einen Gehäusekörper mit dem Gehäuseboden und eine Vergussmasse, wobei in dem Gehäusekörper eine Kavität ausgebildet ist, die an die Oberseite des Gehäusebodens angrenzt. Der Gehäusekörper weist zumindest einen Teil der Außenwandfläche auf. Die Kavität ist zumindest teilweise mit der Vergussmasse vergossen und die Austrittsfläche ist aus der Vergussmasse gebildet.
  • Bei einem derartigen optoelektronischen Bauelement kann der Gehäusekörper mit der Außenwandfläche und die Austrittsfläche vorteilhafterweise aus unterschiedlichen Materialien bestehen. In solch einem Fall können zum einen die Materialeigenschaften des Gehäusekörpers unabhängig von der Austrittsfläche angepasst werden, beispielsweise im Hinblick auf ein möglichst geringes Schrumpfen bei der Herstellung und auf eine möglichst hohe mechanische Stabilität. Zum anderen können der Gehäusekörper und die Außenwandfläche, anders als die Austrittsfläche, aus einem für die elektromagnetische Strahlung intransparenten Material bestehen, so dass die elektromagnetische Strahlung nur über die Austrittsfläche aus dem elektromagnetischen Bauelement austritt.
  • Bei einer Weiterbildung des optoelektronischen Bauelements weist der Gehäusekörper einen Durchbruch auf. Die Austrittsfläche ist in dem Durchbruch angeordnet und der Durchbruch ist zumindest teilweise mit der Vergussmasse vergossen.
  • Ein derartiges optoelektronisches Bauelement lässt sich vorteilhaft einfach und kostengünstig in einem Gehäuseteileverbund herstellen. Beispielsweise können die Kavitäten von zwei jeweils benachbart in dem Gehäuseverbund angeordneten Gehäusekörpern jeweils über die Durchbrüche miteinander verbunden sein. Die Austrittsflächen können dann ausgebildet werden, indem in den Durchbrüchen ein die Austrittsflächen definierender Teil eines Formwerkzeugs angeordnet wird und die Kavitäten der beiden aneinander angrenzenden Gehäusekörper mit der Vergussmasse vergossen werden.
  • Bei einer Weiterbildung des optoelektronischen Bauelements ist ein Teil der Außenwandfläche aus der Vergussmasse gebildet. Dies erlaubt es, bei der Herstellung des optoelektronischen Bauelements während des Ausbildens der Austrittsfläche ein Formwerkzeug einzusetzen, dessen horizontale Breite quer zu dem Durchbruch und parallel zu dem Gehäuseboden geringer ist als die entsprechende horizontale Breite des Durchbruchs. Dadurch können bei der Anordnung des Formwerkzeugs an dem optoelektronischen Bauelement vorteilhaft große Positionierungsungenauigkeiten toleriert werden.
  • Bei einer Weiterbildung des optoelektronischen Bauelements weist der Gehäuseboden ein Kontaktelement mit einer Chipkontaktfläche und einer Bodenkontaktfläche auf, wobei die Chipkontaktfläche und die Bodenkontaktfläche leitend miteinander verbunden sind. Das Kontaktelement erstreckt sich von der Oberseite des Gehäusebodens zu einer der Oberseite gegenüberliegenden Unterseite des Gehäusebodens. Die Chipkontaktfläche bildet einen Teil der Oberseite des Gehäusebodens und die Bodenkontaktfläche einen Teil der Unterseite des Gehäusebodens aus. Ein derartiges optoelektronisches Bauelement lässt sich auf vorteilhaft einfache und kostengünstige Weise herstellen. Beispielsweise kann das Kontaktelement Teil eines Leiterrahmens (engl. lead frame) sein, welcher bei einer Herstellung des Gehäusekörpers mit einer den Gehäusekörper ausbildenden Gehäusekörperformmasse umformt wird.
  • Bei einer Weiterbildung des optoelektronischen Bauelements umfasst das Gehäuse einen für die Strahlung transparenten und auf dem Gehäuseboden angeordneten Gehäusedeckel. Die Außenwandfläche und die Austrittsfläche sind zumindest teilweise an dem Gehäusedeckel ausgebildet und der Gehäusedeckel ist auf dem Gehäuseboden angeordnet.
  • Der Gehäusedeckel kann beispielsweise im Verbund mit weiteren Gehäusedeckeln hergestellt worden sein. Wurden die einzelnen Deckel mittels eines Trennverfahrens vereinzelt, bei welchem die Außenwandflächen ausgebildet worden sind, weist bei einem Gehäusedeckel, bei welchem die Austrittsfläche gegenüber der Außenwandfläche zurückversetzt ist, lediglich die Außenwandfläche, nicht jedoch die Austrittsfläche, Trennspuren, beispielsweise Riefen oder Kratzer, auf.
  • Die Außenwandfläche des Gehäusedeckels kann auch eine Entformschräge aufweisen, so dass die Außenwandfläche nicht senkrecht gegenüber der Emissionsrichtung des optoelektronischen Halbleiterchips ausgerichtet ist. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn der Gehäusedeckel mittels eines Formverfahrens hergestellt worden ist. Eine gegenüber der Außenwandfläche in Richtung des Inneren des Gehäuses zurückversetzte Austrittsfläche kann in diesen Fällen vorteilhafterweise ohne Entformschräge ausgebildet und senkrecht zur Emissionsrichtung ausgerichtet sein.
  • Bei einer Weiterbildung des optoelektronischen Bauelements umfasst der Gehäuseboden eine Leiterplatte oder ein Keramiksubstrat.
  • Ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements mit einem Gehäuse, das eine Außenwandfläche und eine gegenüber der Außenwandfläche in Richtung des Inneren des Gehäuses zurückversetzte und für von einem in dem Gehäuse angeordneten optoelektronischen Halbleiterchip emittierte elektromagnetische Strahlung transparente Austrittsfläche aufweist, umfasst als einen Schritt ein Ausformen der Austrittsfläche aus einer für die Strahlung transparenten Formmasse in einem Gehäuseteileverbund unter Verwendung eines die Austrittsfläche definierenden Formwerkzeugs.
  • Indem die Austrittsfläche mit einem Formwerkzeug aus einer Formmasse ausgebildet wird, kann die Austrittsfläche vorteilhafterweise besonders glatt ausgebildet werden. Dadurch kann die Strahlung mit vorteilhaft hoher Strahlqualität aus dem optoelektronischen Bauelement austreten und es werden beispielsweise Streu- und Reflexionsverluste oder eine Strahlablenkung oder -aufweitung an der Austrittsfläche verringert.
  • Bei der transparenten Formmasse kann es sich beispielsweise um eine Vergussmasse handeln, welche in eine Kavität eines Gehäusekörpers des optoelektronischen Bauelements eingebracht wird. Bei der transparenten Formmasse kann es sich auch um eine Formmasse handeln, aus der ein Gehäuseteil des optoelektronischen Bauelements, beispielsweise ein Gehäusedeckel, ausgebildet wird.
  • Bei einer Weiterbildung umfasst das Verfahren ein Ausbilden der Außenwandfläche, indem der Gehäuseteileverbund durchtrennt wird. Das Durchtrennen kann beispielsweise mittels Schneiden, Sägen, Brechen oder Laserschneiden erfolgen. Der Gehäuseteileverbund umfasst miteinander verbundene Gehäuseteile mehrerer optoelektronischer Bauelemente. Bei den Gehäuseteilen kann es sich beispielsweise um Gehäusekörper oder Gehäusedeckel der optoelektronischen Bauelemente handeln. Die Gehäuseteile können beispielsweise materialeinheitlich und direkt aneinander anschließend miteinander verbunden sein. Der Gehäuseteileverbund kann beispielsweise in einem Formverfahren als ein Formkörper hergestellt worden sein. Ein Gehäuseteileverbund mit materialeinheitlich ineinander übergehenden Formkörpern kann mittels eines gemeinsamen Formwerkzeugs hergestellt werden, bei dem die Formen der einzelnen Formkörper ineinander übergehen.
  • Bei einer Weiterbildung des Verfahrens wird die Austrittsfläche in einer durch das Formwerkzeug definierten Aussparung des Gehäuseteileverbunds ausgebildet und die Aussparung wird bei Durchtrennen des Gehäuseteileverbunds durchtrennt. Aufgrund der in das Innere des Gehäuses zurückversetzten Austrittsfläche, kommt diese vorteilhafterweise bei dem Trennverfahren nicht mit dem Trennwerkzeug in Berührung und die Oberflächenbeschaffenheit der Austrittsfläche wird alleine durch das Formverfahren bestimmt.
  • Bei einer Weiterbildung des Verfahrens umfasst das Verfahren als weitere Schritte ein Bereitstellen des Gehäuseteileverbunds, wobei der Gehäuseteileverbund einen Gehäusekörper des Gehäuses mit einer zur Aufnahme des optoelektronischen Halbleiterchips vorgesehenen Kavität umfasst, ein Anordnen des Formwerkzeugs an der Kavität, und ein Verfüllen der Kavität mit der transparenten Formmasse. Dadurch kann auf einfache Art und Weise eine vorteilhaft glatte Austrittsfläche aus der zum Verfüllen der Kavität verwendeten transparenten Formmasse ausgebildet werden. Das Ausbilden der Austrittsfläche und das Verfüllen der Kavität kann dabei in einem einzelnen Arbeitsschritt ausgeführt werden.
  • Bei einer Weiterbildung des Verfahrens wird ein die Austrittsfläche definierender Teil des Formwerkzeugs in einem Durchbruch des Gehäusekörpers angeordnet. Dadurch kann auf einfache Art und Weise erreicht werden, dass die Austrittsfläche auf der Außenseite des Gehäuses freiliegt und die Strahlung aus dem optoelektronischen Bauelement austreten kann.
  • Bei einer Weiterbildung des Verfahrens wird der einen Gehäusedeckel des Gehäuses umfassende Gehäuseteileverbund zusammen mit der Austrittsfläche aus der transparenten Formmasse ausgeformt und das Verfahren umfasst als weiteren Schritt ein Anordnen des Gehäusedeckels auf einem Gehäuseboden des Gehäuses. Das Ausbilden der Austrittsfläche zusammen mit im Verbund gefertigten Gehäusedeckeln ermöglicht eine vorteilhaft einfache und kostengünstige Herstellung des optoelektronischen Bauelements. Die Außenwandfläche des Gehäuses kann beispielsweise entlang einer Trennebene ausgebildet werden, entlang derer der Gehäuseteileverbund bei einer Vereinzelung des Gehäusedeckels durchtrennt wird. Da die Austrittsfläche in Richtung des Inneren des Gehäuses zurückversetzt ist, kommt in solch einem Fall die Austrittsfläche vorteilhafterweise nicht mit dem Trennwerkzeug in Kontakt und ein Verkratzen der Austrittsfläche während des Trennprozesses wird vermieden.
  • 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. Es zeigen in schematischer Darstellung:
  • 1 eine Aufsicht auf ein optoelektronisches Bauelement;
  • 2 eine perspektivische Ansicht des optoelektronischen Bauelements;
  • 3 einen Ausschnitt eines Gehäuseteileverbunds umfassend das optoelektronische Bauelement;
  • 4 eine perspektivische Ansicht eines weiteren optoelektronischen Bauelements;
  • 5 eine perspektivische Ansicht eines Gehäusedeckels des weiteren optoelektronischen Bauelements; und
  • 6 eine geschnittene Seitenansicht des weiteren optoelektronischen Bauelements.
  • 1 zeigt eine Aufsicht auf ein optoelektronisches Bauelement 1, welches ein Gehäuse 100 und einen in dem Gehäuse 100 angeordneten optoelektronischen Halbleiterchip 10 umfasst. Der optoelektronische Halbleiterchip 10 ist dazu ausgebildet, einen Strahl elektromagnetischer Strahlung 14 in einer Emissionsrichtung 12 zu emittieren. Bei dem optoelektronischen Halbleiterchip 10 kann es sich beispielsweise um einen Laserchip handeln, der dazu ausgebildet ist, als emittierte Strahlung Laserstrahlung, insbesondere kohärente Strahlung, zu emittieren. Alternativ kann der optoelektronische Halbeleiterchip 10 auch dazu ausgebildet sein, inkohärente Strahlung zu emittieren, beispielsweise kann er auch als ein LED-Chip ausgebildet sein.
  • Das Gehäuse 100 umfasst einen Gehäusekörper 110, in welchem eine Kavität 114 ausgebildet ist. Die Kavität 114 des Gehäusekörpers 110 ist nach oben geöffnet, bildet also eine Öffnung in der Oberseite des Gehäusekörpers 110 aus. Der Gehäusekörper 110 umfasst außerdem einen Gehäuseboden 120, welcher mit einer Oberseite 122 an die Kavität 114 angrenzt. In der in 1 dargestellten Aufsicht auf das optoelektronische Bauelement 1 ist die Oberseite 122 des Gehäusebodens 120 parallel zur Bildebene ausgerichtet.
  • Die Kavität 114 ist von einer Gehäusewand 111 des Gehäusekörpers 110 umgeben. Die Gehäusewand 111 ist dabei an die Oberseite 122 des Gehäusebodens 120 angrenzend ausgebildet, und kann beispielsweise mit dem Gehäuseboden 120 materialeinheitlich verbunden sein. Die Gehäusewand 111 grenzt mit ihren Innenseiten an die Kavität 114 an, die Außenseiten der Gehäusewand bilden Teile der Außenwände des Gehäusekörpers 110 bzw. Teile der Außenwände des optoelektronischen Bauelements 1. Die Gehäusewand 111 des optoelektronischen Bauelements 1 weist unterschiedliche Wandstärken auf, wobei die Wandstärke auf der in der Emissionsrichtung 12 gelegenen Seite dünner ist als die Wandstärke auf den anderen Seiten. Bei alternativen Ausführungsformen des optoelektronischen Bauelements 1 kann die Gehäusewand 111 auch auf allen Seiten die gleiche Wandstärke aufweisen.
  • Die Gehäusewand 111, oder auch der Gehäusekörper 110 insgesamt, können für die emittierte Strahlung 14 intransparent ausgebildet sein. Beispielsweise können die Gehäusewand 111 und der Gehäusekörper 110 einen Kunststoff, beispielsweise einen thermoplastischen und/oder duroplastischen Kunststoff aufweisen. Im Beispiel des optoelektronischen Bauelements 1 ist die Gehäusewand 111 aus einem intransparenten Kunststoff ausgebildet.
  • Der optoelektronische Halbleiterchip 10 ist über der Oberseite 122 des Gehäusebodens 120 im Inneren der Kavität 114 und umgeben von der Gehäusewand 111 angeordnet. Im Beispiel des optoelektronischen Bauelements 1 ist der optoelektronische Halbleiterchip 10 direkt auf dem Gehäuseboden 120 angeordnet.
  • Der optoelektronische Halbleiterchip 10 ist dazu ausgebildet, die emittierte elektromagnetische Strahlung 14 parallel zu der Oberseite 122 des Gehäusebodens 120 zu emittieren, die Emissionsrichtung 12 ist also parallel zu der Oberseite 122 des Gehäusebodens 120 ausgerichtet. Die elektromagnetische Strahlung 14 kann von dem optoelektronischen Halbleiterchip 10 divergent emittiert werden. In solch einem Fall bezeichnen die Emissionsrichtung 12 oder die Strahlrichtung das Zentrum der emittierten Strahlung oder die Richtung, in der die Strahlung 14 die größte Intensität aufweist. Das von dem optoelektronischen Halbleiterchip 10 emittierte Strahlenbündel ist also um die Emissionsrichtung 12 zentriert.
  • Der optoelektronische Halbleiterchip 10 kann beispielsweise als Kantenemitter ausgebildet sein, bei welchem die emittierte Strahlung 14 an einer Kante emittiert wird, welche eine parallel zu der Oberseite 122 orientierte aktive Schicht des optoelektronischen Halbleiterchips 10 an einer senkrecht zu der Oberseite 122 orientierten Seitenfläche des optoelektronischen Halbleiterchips 10 ausbildet. Diese Kante kann beispielsweise an einer parallel zu der Oberseite 122 orientierten und der Oberseite 122 gegenüberliegenden Seitenfläche des optoelektronischen Halbleiterchips 10 ausgebildet sein.
  • Das Gehäuse 100 des optoelektronischen Bauelements 1 weist an einer in Emissionsrichtung 12 liegenden Außenwand eine Außenwandfläche 106 auf, in welcher eine in Richtung des Inneren des optoelektronischen Bauelements 1 gerichtete Aussparung 102 ausgebildet ist. In der Aussparung 102 ist eine für die emittierte Strahlung 14 transparente Austrittsfläche 104 angeordnet. Die Austrittsfläche 104 ist dabei gegenüber der Außenwandfläche 106 in Richtung des Inneren des Gehäuses 100, bei dem optoelektronischen Bauelement 1 also in Richtung des Halbleiterchips 10, zurückversetzt angeordnet. Die Außenwandfläche 106 und die Austrittsfläche 104 bilden jeweils einen Teil der Außenwand des Gehäuses 100 bzw. des Gehäusekörpers 110.
  • Der optoelektronische Halbleiterchip 10 ist im Inneren des Gehäuses 100 derart gegenüber der Austrittsfläche 104 ausgerichtet, dass die emittierte Strahlung 14 durch die Austrittsfläche 104 aus dem optoelektronischen Bauelement 1 austreten kann. Bei dem optoelektronischen Bauelement 1 ist die Seite des optoelektronischen Halbleiterchips 10, auf der die Strahlung 14 emittiert wird, der Austrittsfläche 104 zugewandt angeordnet. Die Austrittsfläche 104 ist im Wesentlichen senkrecht zu der Emissionsrichtung 12 orientiert.
  • Zur Ausbildung der gegenüber der Außenwandfläche 106 zurückversetzten Austrittsfläche 104 ist in der Gehäusewand 111 ein Durchbruch 112 des Gehäusekörpers 110 ausgebildet. In dem Durchbruch 112 liegt die Kavität 114 des Gehäusekörpers 110 an der Außenwandfläche 106 des Gehäusekörpers 110 frei. Die Kavität 114 und der in der Kavität 114 angeordnete optoelektronische Halbleiterchip 10 sind mit einer Vergussmasse 140 vergossen, welche ein für die emittierte Strahlung 14 transparentes Material, beispielsweise ein Silikon, aufweist. Der Durchbruch 112 in dem Gehäusekörper 110 ist ebenfalls teilweise mit der Vergussmasse 140 vergossen. Die Vergussmasse 140 bildet eine transparente Formmasse, mit der die Kavität 114 des Gehäusekörpers 110 verfüllt ist. Die Vergussmasse bzw. Formmasse kann beispielsweise in einem Formpressverfahren in die Kavität 114 eingebracht worden sein.
  • Die Aussparung 102 ist in der Vergussmasse 104 und die Austrittsfläche 104 aus der Vergussmasse 140 ausgebildet. Die Austrittsfläche 104 und die Aussparung 102 sind innerhalb des Durchbruchs 112 angeordnet. Die Austrittsfläche 104 und die Aussparung 102 weisen in einer parallel zu der Oberseite 122 des Gehäusebodens 120 ausgerichteten Richtung eine horizontale Breite 103 auf, welche kleiner ist als eine in dieselbe Richtung orientierte horizontale Breite 113 des Durchbruchs 112. Bei dem optoelektronischen Bauelement 1 ist die Aussparung 102 im Wesentlichen mittig innerhalb des Durchbruchs 112 angeordnet und die Vergussmasse 140 schließt an den Rändern des Durchbruchs 112 nach außen bündig mit der Außenwandfläche 106 ab. Die Vergussmasse 140 bildet in einem jeweils zwischen den Enden der Gehäusewand 111 und der Aussparung 102 gelegenen Bereichen Teile 107 der Außenwandfläche 106 aus.
  • Bei anderen Ausführungsformen des optoelektronischen Bauelements 1 kann die Aussparung 102 auch nicht mittig innerhalb des Durchbruchs 112 angeordnet sein. Die Aussparung 102 kann auch an einer oder an beiden Seiten durch die Enden der Gehäusewand 111 begrenzt sein, so dass dort die Austrittsfläche 104 an die Gehäusewand 111 angrenzt und der durch die Vergussmasse 140 gebildete Teil 107 der Außenwandfläche 106 fehlt.
  • Die Austrittsfläche 104 ist vollständig aus der für die Strahlung 14 transparenten Vergussmasse 140 ausgebildet, daher ist auch die Austrittsfläche 104 für die Strahlung 14 transparent. Ein Teil der Außenwandfläche 106 wird von dem Gehäusekörper 110 umfasst, während die Teile 107 der Außenwandfläche 106 aus der Vergussmasse 140 ausgebildet sind. Da bei dem optoelektronischen Bauelement 1 der Gehäusekörper 110 aus einem für die Strahlung 14 intransparenten Material ausgebildet ist, ist auch die Außenwandfläche 106 teilweise aus dem für die Strahlung 14 intransparenten Material des Gehäusekörpers 110 und teilweise aus der transparenten Vergussmasse 140 ausgebildet.
  • 2 zeigt eine perspektivische Ansicht des optoelektronischen Bauelements 1. Zu sehen sind der Gehäusekörper 110 mit der Kavität 114 und der Außenwandfläche 106, sowie die in die Kavität 114 eingebrachte Vergussmasse 140. Ebenfalls ist die in der Vergussmasse 140 ausgebildete Aussparung 102 mit der Austrittsfläche 104 dargestellt.
  • Bei dem optoelektronischen Bauelement 1 ist die Kavität 114 vollständig mit der Vergussmasse 140 vergossen. Insbesondere reicht die Vergussmasse 140 in einer Richtung senkrecht zur Oberseite 122 des Gehäusebodens 120 bis an die Oberseite des optoelektronischen Bauelements 1. Bei anderen Ausführungsformen des optoelektronischen Bauelements 1 kann die Kavität 114 jedoch auch nur teilweise mit der Vergussmasse 140 vergossen sein. In solch einem Fall kann die Kavität 114 nur bis zu einer Höhe ausgefüllt sein, welche geringer ist als die Höhe des optoelektronischen Bauelements 1 in der Richtung senkrecht zur Oberseite 122 des Gehäusebodens 120.
  • Der über der Oberseite 122 des Gehäusebodens 120 angeordnete optoelektronische Halbleiterchip 10 ist bei dem optoelektronischen Bauelement 1 direkt auf der Oberseite 122 des Gehäusebodens 120 angeordnet. Bei anderen Ausführungsbeispielen des optoelektronischen Bauelements 1 können zwischen dem Gehäuseboden 120 und dem optoelektronischen Halbleiterchip 10 aber auch weitere Elemente, beispielsweise ein Abstandshalter oder Podest, beispielsweise ein Submount, angeordnet sein. Dies wird auch im Zusammenhang mit 6 beschrieben.
  • Der Gehäuseboden 120 des Gehäusekörpers 110 weist einen mit einer Formmasse, genauer mit einer Gehäusekörperformmasse, umformten Leiterrahmen 126 auf. Die Formmasse besteht dabei aus dem Material, aus welchem auch die Gehäusewand 111 des Gehäusekörpers 110 ausgebildet ist. Insbesondere kann die Gehäusekörperformmasse elektrisch isolierend und/oder intransparent für die emittierte Strahlung 14 sein. Der Leiterrahmen 126 ist elektrisch leitend ausgebildet und weist ein elektrisch leitendes Material, beispielsweise ein Metall, auf. Der Leiterrahmen 126 umfasst mehrere Kontaktelemente, welche derart in den Gehäuseboden 120 eingebettet sind, dass sie jeweils voneinander elektrisch isoliert sind.
  • Die Kontaktelemente liegen teilweise an der Außenwandfläche 106 frei und bilden dadurch ebenfalls einen Teil der Außenwandfläche 106.
  • Auf einem Kontaktelement 127 des Leiterrahmens 126 ist der optoelektronische Halbleiterchip 10 angeordnet. Das Kontaktelement 127 erstreckt sich von der Oberseite 122 des Gehäusebodens 120 zu einer der Oberseite 122 gegenüberliegenden Unterseite 123 des Gehäusebodens 120. Das Kontaktelement 127 weist eine Chipkontaktfläche 128 auf, welche einen Teil der Oberseite 122 des Gehäusebodens 120 ausbildet. Auf der Chipkontaktfläche 128 ist der optoelektronische Halbleiterchip 10 derart angeordnet, dass er die elektromagnetische Strahlung 14 im Wesentlichen parallel zu der Chipkontaktfläche 128 emittiert.
  • Das Kontaktelement 127 weist eine der Chipkontaktfläche 128 gegenüberliegende Bodenkontaktfläche 129, welche einen Teil der Unterseite 123 des Gehäusebodens 120 ausbildet. Die Bodenkontaktfläche 129 liegt an der Unterseite 123 des Gehäusebodens 120 frei, sodass das optoelektronische Bauelement 1 über die Bodenkontaktfläche 129 des Kontaktelements 127 von außen elektrisch leitend kontaktiert werden kann. Die Chipkontaktfläche 128 und die Bodenkontaktfläche 129 des Kontaktelements 127 sind als im Wesentlichen ebene Wandflächen des Kontaktelements 127 ausgebildet und über das elektrisch leitfähige Material des Kontaktelements 127 elektrisch leitend miteinander verbunden.
  • Die Oberseite 122 des Gehäusebodens 120 weist neben der Chipkontaktfläche 128 auch einen Bereich auf, welcher aus dem isolierenden Material des Gehäusekörpers 110 ausgebildet ist. Dieser Bereich der Oberseite 122 kann in der gleichen Ebene liegen wie die Chipkontaktfläche 128 des Kontaktelements 127, oder er kann in einer Richtung senkrecht zu der Chipkontaktfläche 128 oberhalb bzw. unterhalb der Chipkontaktfläche 128 angeordnet sein. Bei dem optoelektronischen Bauelement 1 ist der aus dem isolierenden Material ausgebildete Bereich der Oberseite 122 des Gehäusebodens 120 oberhalb der Chipkontaktfläche 128 angeordnet. Insgesamt kann die gesamte Oberseite 122 des Gehäusebodens 120 eben ausgebildet sein oder sie kann gegenüber der Chipkontaktfläche 128 erhöhte und/oder abgesenkte Bereiche aufweisen.
  • Die der Oberseite 122 gegenüberliegende Unterseite 123 des Gehäusebodens 120 kann ebenfalls im Wesentlichen entweder eben ausgebildet sein oder gegenüber der Bodenkontaktfläche 129 erhöhte bzw. vertiefte Bereiche aufweisen. Ist die Bodenkontaktfläche 129 im Wesentlichen eben ausgebildet, kann sie als Auflagefläche dienen, mit welcher das optoelektronische Bauelement 1 auf einem Träger, beispielsweise auf einer Leiterplatte, angeordnet werden kann. Hierzu kann das optoelektronische Bauelement 1 beispielsweise, wie in 2 dargestellt, als ein QFN-Bauelement (quad flat no leads Bauelement) mit einer im Wesentlichen ebenen Unterseite 123 des Gehäusebodens 120 ausgebildet sein.
  • Bei dem optoelektronischen Bauelement 1 weist die Oberseite 122 des Gehäusebodens 120 im Bereich der Austrittsfläche 104 eine Bodenaussparung 125 auf. Die Bodenaussparung 125 ist in dem Durchbruch 112 des Gehäusekörpers 110 angeordnet. Die Bodenaussparung 125 ist derart zwischen der Außenwandfläche 106 und dem optoelektronischen Halbleiterchip 10 angeordnet, dass sie unterhalb des Strahls der durch den optoelektronischen Halbleiterchip 10 in Emissionsrichtung 12 emittierten elektromagnetischen Strahlung 14 liegt. Die Bodenaussparung 125 dient dazu, zu vermeiden, dass die emittierte Strahlung 14 durch den Gehäuseboden 120 abgeschattet wird. Dies wird näher im Zusammenhang mit 6 beschrieben.
  • Die Bodenaussparung 125 ist in dem Kontaktelement 127 ausgebildet. Die Bodenaussparung 125 ist dabei an einer Kante des Kontaktelements 127 ausgebildet, an welcher die Chipkontaktfläche 128 und eine einen Teil der Außenwandfläche 106 bildende Seitenfläche des Kontaktelements 127 aneinandergrenzen. Die Tiefe der Aussparung 125 in einer Richtung senkrecht zur Chipkontaktfläche 128 des Kontaktelements 127 kann beispielsweise 10% bis 90% der Gesamtdicke des Kontaktelements 127 in dieser Richtung betragen. Insbesondere kann die Tiefe der Aussparung 125 70% der Gesamtdicke des Kontaktelements 127 betragen. Dies gewährleistet zum einen, dass das Kontaktelement 127 und damit das optoelektronische Bauelement 1 im Bereich der Bodenaussparung 125 hinreichend mechanisch stabil ist, zum anderen, dass die von dem optoelektronischen Halbleiterchip 10 emittierte elektromagnetische Strahlung im Bereich der Bodenaussparung 125 nicht abgeschattet wird.
  • Bei anderen Ausführungsformen des optoelektronischen Bauelements 1 kann der Gehäuseboden 120 auch ohne die Bodenaussparung 125 ausgebildet sein.
  • Das Kontaktelement 127 bzw. der das Kontaktelement 127 umfassende Leiterrahmen 126 kann in der Richtung senkrecht zur Chipkontaktfläche 128 des Kontaktelements 127 eine Dicke zwischen 100 µm und 500 µm, insbesondere eine Dicke zwischen 200 bis 250 µm aufweisen. Eine solche Dicke gewährleistet zum einen eine ausreichende mechanische Stabilität des optoelektronischen Bauelements 1, zum anderen eine ausreichend flache Ausführung des optoelektronischen Bauelements 1.
  • Auch alle anderen Kontaktelemente des Leiterrahmens 126 können senkrecht zur Chipkontaktfläche 128 unterschiedliche Dicken aufweisen und dadurch beispielsweise Stufen oder Aussparungen ausbilden. Bei der Herstellung des optoelektronischen Bauelements 1 kann die zur Ausbildung unterschiedlich dicker Kontaktelemente benötigte Strukturierung des Leiterrahmens 126 beispielsweise durch einen Ätzprozess erfolgen.
  • Die Bodenaussparung 125 ist teilweise mit der Vergussmasse 140 des Gehäuses 100 des optoelektronischen Bauelements 1 vergossen. Die Aussparung 102 in der Vergussmasse 140 mit der Austrittsfläche 104 ist teilweise in dem Teil der Vergussmasse 140 ausgebildet, welcher in der Bodenaussparung 125 angeordnet ist. Dadurch erstreckt sich die Austrittsfläche 104 auch in die Bodenaussparung 125 hinein. Dadurch kann auch der die Bodenaussparung 125 passierende Teil der emittierten Strahlung 14 durch die Austrittsfläche 104 aus dem optoelektronischen Bauelement 1 austreten. Alternativ kann bei anderen Ausführungen des optoelektronischen Bauelements 1 die Austrittsfläche 104 auch näher an dem optoelektronischen Halbleiterchip 10 angeordnet sein, sodass die Austrittsfläche 104 zwischen der Bodenaussparung 125 und dem optoelektronischen Halbleiterchip 10 angeordnet ist, sich also nicht mehr in die Bodenaussparung 125 hinein erstreckt.
  • Bei anderen Ausführungsformen des optoelektronischen Bauelements 1 kann der Gehäuseboden 120 auch derart ausgebildet sein, dass das Kontaktelement 127 nicht an der Außenwandfläche 106 freiliegt, sondern dass sich zwischen der Außenwandfläche 106 und dem Kontaktelement 127 das isolierende Material des Gehäusekörpers 110 befindet. In solch einem Fall kann die Bodenaussparung 125 auch in dem elektrisch isolierenden Material des Gehäusekörpers 110 ausgebildet sein.
  • Der Abstand des optoelektronischen Halbleiterchips 10 von der Außenwandfläche 106 ist derart bemessen, dass die von dem optoelektronischen Halbleiterchip 10 emittierte elektromagnetische Strahlung nicht durch den Gehäuseboden 120 abgeschattet wird.
  • Bei der Herstellung des optoelektronischen Bauelements 1 wird zunächst der Leiterrahmen 126 mit dem elektrisch isolierenden Material des Gehäusekörpers 110 umformt und so der das elektrisch isolierende Material und den Leiterrahmen 126 umfassende Gehäusekörper 110 hergestellt. Dabei werden die Gehäusekörper 110 mehrerer optoelektronischer Bauelemente, welche ausgebildet sind wie das optoelektronische Bauelement 1, gleichzeitig im Verbund gefertigt. Hierzu umfasst der Leiterrahmen 126 alle Kontaktelemente der zu fertigenden optoelektronischen Bauelemente. Die Kontaktelemente werden dann in einem Arbeitsschritt von dem isolierenden Material der Gehäusekörper der optoelektronischen Bauelemente umformt. Dadurch entsteht ein Gehäuseteileverbund, welcher die Gehäusekörper 110 aller zu fertigenden optoelektronischen Bauelemente 1 umfasst.
  • 3 zeigt einen Ausschnitt eines nach dem beschriebenen Verfahren hergestellten Gehäuseteileverbunds 200, welcher neben dem Gehäusekörper 110 des optoelektronischen Bauelements 1 die Gehäusekörper 110 von insgesamt drei weiteren optoelektronischen Bauelementen 2 umfasst. Soweit im Folgenden keine Unterschiede beschrieben werden, sind die weiteren optoelektronischen Bauelemente 2 ausgebildet wie das optoelektronische Bauelement 1.
  • Die Gehäusekörper 110 der dargestellten vier optoelektronischen Bauelemente 1, 2 sind in einem Raster von 2 × 2 Bauelementen aneinander angrenzend in dem Gehäuseteileverbund 200 ausgebildet. Die Gehäusewände 111 von jeweils aneinander angrenzend in dem Gehäuseverbund 200 angeordneten optoelektronischen Bauelementen 1, 2 sind materialeinheitlich aneinander anschließend ausgebildet.
  • Der Durchbruch 112 in der Gehäusewand 111 des Gehäusekörpers 110 des optoelektronischen Bauelements 1 ist dem Durchbruch 112 des Gehäusekörpers 110 eines an das optoelektronische Bauelement 1 angrenzenden optoelektronischen Bauelements 3 zugewandt ausgebildet. Dadurch sind die Kavitäten 114 der Gehäusekörper 110 des optoelektronischen Bauelements 1 und des angrenzenden optoelektronischen Bauelements 3 über die Durchbrüche 112 miteinander verbunden. Analog sind die Gehäusekörper 110 der beiden übrigen weiteren optoelektronischen Bauelemente 2 derart in dem Gehäuseteileverbund 200 angeordnet, dass die Durchbrüche 112 der betreffenden Gehäusekörper 110 jeweils aneinander angrenzen und die Kavitäten 114 der beiden übrigen weiteren optoelektronischen Bauelemente 2 über die Durchbrüche 112 miteinander verbunden sind.
  • Neben den dargestellten vier optoelektronischen Bauelementen 1, 2 kann der Gehäuseteileverbund 200 zusätzliche optoelektronische Bauelemente umfassen, wobei die Außenwände 111 von zwei aneinander angrenzenden optoelektronischen Bauelementen jeweils aneinander angrenzend und materialeinheitlich miteinander verbunden ausgebildet sind. Immer jeweils zwei der zusätzlichen optoelektronischen Bauelemente sind derart angeordnet, dass die Durchbrüche 112 in den Gehäusekörpern 110 aneinander angrenzen und die betreffenden Kavitäten 114 miteinander verbunden sind.
  • Nach dem Umformen des Leiterrahmens 126 mit dem elektrisch isolierenden Gehäusematerial des Gehäusekörpers 110 wird jeweils ein optoelektronischer Halbleiterchip 10 in jeder der Kavitäten 114 der optoelektronischen Bauelemente 1, 2 angeordnet. Anschließend wird in Form der Vergussmasse 140 eine transparente Formmasse in die durch die Durchbrüche 112 miteinander verbundenen Kavitäten 114 der Gehäusekörper 110 eingebracht, sodass die optoelektronischen Halbleiterchips 10 teilweise oder vollständig von der transparenten Formmasse umgeben sind.
  • Die Austrittsflächen 104 der optoelektronischen Bauelemente 1, 2 werden aus der Formmasse ausgeformt, indem ein die Austrittsflächen 104 definierendes Formwerkzeug 210 an dem Gehäuseteileverbund 200 angeordnet wird. Das Formwerkzeug 210 weist die Aussparungen 102 definierende Teile 214 auf. Teile 212 des Formwerkzeugs 210, welche die Austrittsflächen 104 definierend, sind jeweils an Randflächen der die Aussparungen 102 definierenden Teile 214 des Formwerkzeugs 210 ausgebildet. Die die Aussparungen 102 definierenden Teile 214 des Formwerkzeugs 210 umfassen damit die Negativform der Aussparungen 102 und der Austrittsflächen 104. Das Formwerkzeug 210 wird derart an den Kavitäten 114 angeordnet, dass die die Austrittsflächen 104 definierenden Teile 212 im Wesentlichen senkrecht zur Emissionsrichtung 12 angeordnet sind.
  • Die Aussparungen 102 von optoelektronischen Bauelementen 1, 2 mit jeweils einander gegenüberliegenden Durchbrüchen 112 werden jeweils aneinander angrenzend ausgebildet. Hierzu sind in dem Formwerkzeug 210 jeweils zwei der die Aussparungen 102 definierenden Teile 214 miteinander verbunden angeordnet, und zwar derart, dass die die Austrittsflächen 104 definierenden Teile 212 an einander gegenüberliegenden Seiten der die Aussparungen 102 definierenden Teile 214 des Formwerkzeugs 210 angeordnet sind.
  • Das Formwerkzeug 210 wird an den Kavitäten 114 der Gehäusekörper 110 angeordnet. Die die Aussparungen 102 definierenden Teile 214 werden jeweils in Emissionsrichtung 12 im Wesentlichen mittig in den miteinander verbundenen Durchbrüchen 112 der optoelektronischen Bauelemente 1, 3 angeordnet. Die die Aussparungen 102 definierende Teile 214 werden in einer Richtung senkrecht zur Emissionsrichtung 12 und parallel zu der Oberseite 122 des Gehäusebodens 120 mittig in den miteinander verbundenen Aussparungen 102 angeordnet.
  • Die horizontale Breite der die Aussparungen 102 definierenden Teile 214 des Formwerkzeugs 210 in der Richtung senkrecht zur Emissionsrichtung 12 und parallel zu der Oberseite 122 ist geringer als die horizontale Breite 113 der Durchbrüche 112. Dadurch füllen die die Aussparungen 102 definierenden Teile 214 des Formwerkzeugs 210 die Durchbrüche 112 in dieser Richtung nicht vollständig aus und die Kavitäten 140 von miteinander über die Durchbrüche 112 verbundenen Bauelementen 1, 2 sind auch nach Anordnung des Formwerkzeugs 210 noch miteinander verbunden.
  • Das Formwerkzeug 210 kann beispielsweise aus von oben in die Kavitäten 114 einzudrückende Stempel ausgebildet sein. Die Stempel weisen eine im Wesentlichen ebene Unterseite auf, welche parallel zu der Oberseite 122 des Gehäusebodens 120 orientiert ist und im Wesentlichen senkrecht zu der Oberseite 122 von oben in die Kavität 114 eingebracht werden. Die die Aussparungen 102 definierenden Teile 214 des Formwerkzeugs 210 bilden Erhebungen in den Unterseiten des Formwerkzeugs 210 aus, während die die Austrittsflächen 104 definierenden Teile 212 des Formwerkzeugs 210 Seitenflächen dieser Erhebungen darstellen. Die die Austrittsflächen 104 definierende Teile 212 des Formwerkzeugs 210 stehen im Wesentlichen senkrecht auf der Unterseite des Formwerkzeugs 210.
  • Die Erhebungen in dem Formwerkzeug 210 sind gegenüber der Unterseite derart hoch ausgeführt, dass sie auf den Kontaktelementen 127 der optoelektronischen Bauelemente 1, 3, insbesondere in den Bodenaussparungen 125 der Kontaktelemente 127, aufliegen, wenn das Formwerkzeug 210 in der zur Aushärtung der transparenten Formmasse verwendeten Position gegenüber dem Gehäuseteileverbund 200 positioniert ist. Die Unterseite des Formwerkzeugs 210 wird im Wesentlichen parallel zu der Emissionsrichtung 12 an dem Gehäuseteileverbund 200 positioniert.
  • Durch das Formwerkzeug 210 werden in den optoelektronischen Bauelementen 1, 2, genauer in der transparenten Formmasse, die Aussparungen 102 derart ausgebildet, dass die Aussparungen 102 von optoelektronischen Bauelementen 1, 2, deren Kavitäten 114 über die Durchbrüche 112 miteinander verbunden sind, jeweils aneinander angrenzend ausgebildet werden. Dadurch bilden die Aussparungen 102 von jeweils zwei benachbart aneinander angrenzend angeordneten optoelektronischen Bauelementen 1, 2 gemeinsam eine Aussparung 202 in dem Gehäuseteileverbund 200. Insbesondere bilden die Aussparung 102 des optoelektronischen Bauelements 1 und die Aussparung 102 des an dieses angrenzenden optoelektronischen Bauelements 3 eine Aussparung 202 in dem Gehäuseverbund 200.
  • Bei den optoelektronischen Bauelementen 1, 2 werden die Aussparungen 202 des Gehäuseteileverbundes 200 in der transparenten Formmasse ausgebildet. Bei anderen Ausführungsformen des Verfahrens können die die Aussparungen 102 definierenden Teile des Formwerkzeugs 210 auch eine horizontale Breite aufweisen, die der horizontalen Breite der Durchbrüche 112 entsprechen. In diesem Fall werden nur die Austrittsflächen 102 aus der transparenten Formmasse ausgebildet und die Seitenwände der Aussparung 102 werden durch die Seitenwände der Durchbrüche 112 gebildet.
  • Nach dem Ausformen der Austrittsflächen 104 aus der transparenten Formmasse werden die optoelektronischen Bauelemente 1, 2 vereinzelt, indem der Gehäuseteileverbund 200 entlang von Trennebenen 205 durchtrennt wird. Die Trennebenen 205 verlaufen dabei u.a. entlang der Außenwandflächen 106, sodass die Außenwandflächen 106 bei dem Trennvorgang ausgebildet werden. Der Trennvorgang kann beispielsweise durch ein Sägen, Brechen oder durch Laserschneiden erfolgen.
  • Bei dem Durchtrennen des Gehäuseteileverbunds 200 entlang der Trennebenen 205 werden die durch das Formwerkzeug 210 in dem Gehäuseteileverbund 200 definierten Aussparungen 202 ebenfalls durchtrennt. Das Durchtrennen kann beispielsweise in Emissionsrichtung 12 mittig durch die Aussparungen 202 erfolgen. Bei einem Durchtrennen des Gehäuseteileverbunds 200 entlang der Trennebenen 205 entstehen optoelektronische Bauelemente 1, 2, bei denen die durch das Formwerkzeug 210 definierten Austrittsflächen 104 gegenüber den Außenwandflächen 106 jeweils in Richtung des Inneren der Gehäuse 100 zurückversetzt ausgebildet.
  • Die Trennebenen 205 verlaufen entlang der Außenwandflächen 106 der optoelektronischen Bauelemente 1, 2. Nach dem Durchtrennen des Gehäuseteileverbunds 200 mit den Gehäusekörpern 110 weisen die Außenwandflächen 106 Trennspuren auf, die von dem Kontakt eines zur Trennung eingesetzten Trennwerkzeugs herrühren. Bei den Trennspuren kann es sich beispielsweise um Kratzer, Riefen, Schleifspuren oder Grate handeln. Wird zum Trennen der Gehäusekörper ein Laser eingesetzt, können die Trennspuren auch Aufschmelzungen bzw. Schmelzspuren umfassen.
  • Das Anordnen des Formwerkzeugs 210 an den Kavitäten 114 kann entweder vor oder nach dem Verfüllen der Kavitäten 114 mit der transparenten Formmasse erfolgen. Die Kavitäten 114 können unter Verwendung des Formwerkzeugs 210 beispielsweise in einem Formpressverfahren mit der die transparente Formmasse bildenden Vergussmasse 140 verfüllt werden. Bei alternativen Ausführungsformen des Verfahrens zur Herstellung der optoelektronischen Bauelemente 1, 2 in dem Gehäuseteileverbund 200 kann die transparente Formmasse auch in die Kavitäten 114 eingegossen oder eingespritzt werden.
  • Der Abstand des optoelektronischen Halbleiterchips 10 von der Austrittsfläche 104 ist derart bemessen, dass zwischen dem optoelektronischen Halbleiterchip 10 und der Austrittsfläche genügend Material der Vergussmasse 140 verbleibt, um eine ausreichende mechanische Stabilität des optoelektronischen Bauelements 1 zu gewährleisten. Der optoelektronische Halbleiterchip 10 kann beispielsweise zu der Austrittsfläche 104 einen Abstand von 50 µm bis 600 µm, insbesondere 100 µm bis 300 µm betragen. Beispielsweise kann der Abstand 150 µm betragen.
  • Eine parallel zu der Emissionsrichtung 12 orientierte Tiefe der Aussparung 102 ist derart bemessen, dass bei dem Trennvorgang zur Ausbildung der Außenwandfläche 106 sichergestellt wird, dass die Austrittsfläche 104 nicht mit dem Trennwerkzeug, beispielsweise mit Säge oder Laserstrahl, in Kontakt kommt. Dabei werden Prozesstoleranzen, beispielsweise bezüglich der Genauigkeit der relativen Ausrichtung von Trennwerkzeug und Gehäuse 100, berücksichtigt. Die parallel zu der Emissionsrichtung 12 orientierte Tiefe der Aussparung 102 kann beispielsweise in einem Bereich von 125 µm bis 700 µm, insbesondere von 250 µm bis 350 µm liegen. Beispielsweise kann die Tiefe der Aussparung 102 300 µm betragen.
  • 4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines optoelektronischen Bauelements 300. Die Bestandteile des optoelektronischen Bauelements 300, die funktionale oder strukturelle Ähnlichkeiten mit Bestandteilen des optoelektronischen Bauelements 1 aufweisen, sind im Folgenden mit den gleichen Begriffen beschrieben und mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • Wie das optoelektronische Bauelement 1 weist das optoelektronische Bauelement 300 ein Gehäuse 310 auf, welches einen Gehäuseboden 320 umfasst. Wie der Gehäuseboden 120 des optoelektronischen Bauelements 1 weist der Gehäuseboden 320 an einer Oberseite 122 die Bodenaussparung 125 auf. Form und Positionierung der Bodenaussparung 125 entsprechen bei dem optoelektronischen Bauelement 300 Form und Positionierung der Bodenaussparung 125 des optoelektronischen Bauelements 1.
  • Anstelle der Gehäusewand 111 umfasst das optoelektronische Bauelement 300 einen Gehäusedeckel 312. Der Gehäusedeckel 312 ist in einer perspektivischen Ansicht in 5 dargestellt. Der Gehäusedeckel 312 ist im Wesentlichen quaderförmig mit ebenen Außenflächen ausgebildet. Der Gehäusedeckel 312 umfasst an einer Unterseite 317 eine im Wesentlichen ebene Auflagefläche 316, mit welcher er auf der Oberseite 122 des Gehäusebodens 320 aufliegt. An der Unterseite 317 des Gehäusedeckels 312 ist eine Kavität 313 ausgebildet, welche einen im Inneren des Gehäuses 310 angeordneten optoelektronischen Halbleiterchip 10 umgibt, wenn der Gehäusedeckel 312 auf dem Gehäuseboden 320 angeordnet ist. Soweit im Folgenden keine Unterschiede beschrieben werden, ist der in den 4 und 5 nicht dargestellte optoelektronische Halbleiterchip 10 des optoelektronischen Bauelements 300 ausgebildet und angeordnet wie der optoelektronische Halbleiterchip 10 des optoelektronischen Bauelements 1.
  • Der Gehäusedeckel 312 ist aus einem für die von dem optoelektronischen Bauelement 10 emittierte Strahlung 14 transparenten Material ausgebildet. Beispielsweise kann der Gehäusedeckel 312 aus einem Kunststoff ausgebildet sein.
  • Der Gehäusedeckel 312 weist auf seiner Außenseite vier Seitenflächen 319 auf, welche sich jeweils von der Unterseite 317 zu einer der Unterseite 317 gegenüberliegenden Oberseite 318 des Gehäusedeckels 312 erstrecken. Eine Außenwandfläche 311 des Gehäuses 310, welche durch eine der Seitenflächen 319 des Gehäusedeckels 312 ausgebildet wird, weist eine in das Innere des Gehäuses 310 gerichtete Aussparung 314 auf. Eine im Inneren der Aussparung 314 liegende Randfläche der Aussparung 314 bildet eine gegenüber der Außenwandfläche 311 in Richtung des Inneren des Gehäuses 310 bzw. des Gehäusedeckels 312 zurückversetzte Austrittsfläche 104 aus. Die Austrittsfläche 104 ist transparent für die von dem optoelektronischen Halbleiterchip 10 emittierte Strahlung und die von dem optoelektronischen Halbleiterchip 10 emittierte Strahlung kann durch die Austrittsfläche 104 aus dem optoelektronischen Bauelement 300 austreten.
  • Die Austrittsfläche 104 in dem Gehäusedeckel 312 ist im Wesentlichen senkrecht zu der Auflagefläche 316 orientiert. Die Aussparung 314 in dem Gehäusedeckel 312 erstreckt sich von der die Auflagefläche 316 umfassenden Unterseite 317 bis zu der der Unterseite 317 gegenüberliegenden Oberseite 318 des Gehäusedeckels 312. Alternativ kann sich die Aussparung 314 auch nur von der Unterseite 317 oder der Oberseite 318 ausgehend über einen Teil der Höhe des Gehäusedeckels 312 erstrecken. Der Gehäusedeckel 312 ist derart auf dem Gehäuseboden 320 des optoelektronischen Bauelements 300 angeordnet, dass die Aussparung 314 mit der Austrittsfläche 104 in die Bodenaussparung 125 in dem Gehäuseboden 320 übergeht.
  • Der Gehäuseboden 320 des optoelektronischen Bauelements 300 ist als eine Leiterplatte ausgebildet, welche Durchkontaktierungen aufweist. Die Leiterplatte kann beispielsweise ein glasfaserverstärktes Kunststoffmaterial, ein Keramikmaterial oder ein Kunststoffmaterial umfassen. Alternativ kann der Gehäuseboden 320 auch als ein spritzgegossener Schaltungsträger (molded interconnect device, MID) ausgebildet sein. Auch kann der Gehäuseboden 320 des optoelektronischen Bauelements 300 wie der Gehäuseboden 120 des optoelektronischen Bauelements 1 ausgebildet sein. Insbesondere kann der Gehäuseboden 320 einen mit einem isolierenden Material umformten Leiterrahmen umfassen.
  • Bei der Herstellung des optoelektronischen Bauelements 300 wird der Gehäusedeckel 312 vor der Anordnung auf dem Gehäuseboden 320 mittels eines Formverfahrens aus einer transparenten Formmasse hergestellt. Bei dem Formverfahren kann es sich beispielsweise um ein Formpressverfahren oder ein Spritzgussverfahren handeln. Bei dem Formverfahren wird zur Ausbildung der Austrittsfläche 104 und der Aussparung 314 in dem Gehäusedeckel 312 ein die Aussparung 314 und die Austrittsfläche 104 definierendes Formwerkzeug verwendet. Das Formwerkzeug kann beispielsweise Teil einer Guss- oder Pressform sein.
  • Das Formwerkzeug umfasst, analog zu dem im Zusammenhang mit 3 beschriebenen Formwerkzeug, Teile, die die Aussparung 314 und die Austrittsfläche 104 definieren. Zusätzlich umfasst das Formwerkzeug Teile, die die Kavität 313 in dem Gehäusedeckel 312 definieren.
  • Analog zu den Gehäusekörpern 110 des optoelektronischen Bauelements 1 kann der Gehäusedeckel 312 in einem Gehäuseteileverbund, welcher neben dem Gehäusedeckel 312 weitere Gehäusedeckel umfasst, gefertigt werden. Der Gehäuseteileverbund wird dann aus der transparenten Formmasse unter Verwendung des die Austrittsfläche 104 definierenden Formwerkzeugs ausgebildet und umfasst mehrere materialeinheitlich miteinander verbundene Gehäusedeckel 312.
  • Der Gehäuseteileverbund wird derart aus der transparenten Formmasse ausgeformt, dass er die Gehäusedeckel 312 mehrerer optoelektronischer Bauelemente 300 umfasst, und die Gehäusedeckel 312, analog zu der Anordnung der Gehäusekörper 110 in 3, gitterförmig in dem Gehäuseteileverbund angeordnet sind. Die Gehäusedeckel 312 des Gehäuseteileverbundes werden zusammenhängend aus der transparenten Formmasse ausgebildet, so dass jeweils aneinander angrenzende Gehäusedeckel 312 materialeinheitlich miteinander verbunden sind. Ein geeignetes Formwerkzeug kann einen die Auflageflächen 316 definierenden Teil aufweisen, in welchem Erhebungen ausgebildet sind, die die Kavitäten 313 der Gehäusedeckel 312 definieren. Die Erhebungen liegen dabei gitterförmig nebeneinander.
  • Analog zu dem im Zusammenhang mit 3 beschriebenen Ausformen der Austrittsflächen 104 der optoelektronischen Bauelemente 1, 2 werden die Gehäusedeckel 312 im Gehäuseteileverbund derart aus der transparenten Formmasse ausgeformt, dass die Aussparungen 314 von jeweils zwei der Gehäusedeckel 312 aneinander angrenzen und zusammen eine Aussparung in dem Gehäuseteileverbund ausbilden. Hierzu umfasst das zur Ausformung des Gehäuseteileverbundes mit den Gehäusedeckeln 312 verwendete Formwerkzeug, analog zu dem Formwerkzeug 210, einen die von den Aussparungen 314 gemeinsam gebildete Aussparung 202 definierenden Teil, an welchem einander gegenüberliegend jeweils ein die Austrittsflächen 104 definierender Teil des Formwerkzeugs angeordnet ist.
  • Neben den die Aussparungen 314 mit den Austrittsflächen 104 definierenden Teilen und den die Kavitäten 313 definierenden Teilen, weist das Formwerkzeug Flächen auf, die die Auflageflächen 316 und die Oberseiten 318 der Gehäusedeckel 312 ausbilden. Dabei kann das Formwerkzeug zweiteilig ausgebildet sein, wobei ein erster Teil die die Auflagefläche 316 definierenden Flächen und die die Kavitäten definierenden Teile umfasst und ein zweiter Teil die die Oberseiten 318 definierenden Flächen aufweist. Die die Aussparungen 314 mit den Austrittsflächen 104 definierenden Teile können entweder vollständig an dem ersten oder zweiten Teil des Formwerkzeugs oder teilweise an dem ersten Teil und teilweise an dem zweiten Teil ausgebildet sein.
  • Zur Herstellung der einzelnen Gehäusedeckel 312 wird der Gehäuseteileverbund mit den Gehäusedeckeln 312, analog zu dem Gehäuseteileverbund 200 mit den Gehäusekörpern 110, derart durchtrennt, dass die Außenwandflächen 311 entlang von Trennebenen 205 ausgebildet werden und die aus jeweils zwei der Aussparungen 314 gebildete Aussparung 202 des Gehäuseteileverbunds durchtrennt wird. Das Durchtrennen der Aussparung 202 kann beispielsweise mittig erfolgen.
  • Die Herstellung der Gehäusedeckel 312 in dem Gehäuseteileverbund und das anschließende Vereinzeln der Gehäusedeckel 312 mittels eines Durchtrennens des Gehäuseteileverbundes haben zur Folge, dass die Außenwandfläche 311 auf das Trennverfahren zurückzuführende Trennspuren aufweist, die in der Aussparung 314 angeordnete Austrittsfläche 104 jedoch frei von diesen Trennspuren ist. Wird der Gehäuseteileverbund mittels Sägen oder Brechen durchtrennt, kann die Außenwandfläche 311 beispielsweise aufgrund der Trennspuren eine höhere Oberflächenrauigkeit aufweisen als die Austrittsfläche 104.
  • Das Anordnen des Gehäusedeckels 312 auf dem Gehäuseboden 320 kann bei dem optoelektronischen Bauelement 300 beispielsweise erfolgen, nachdem der Gehäusedeckel 312 bei dem Durchtrennen des Gehäuseteileverbundes vereinzelt wurde. In diesem Fall kann das Bestücken des Gehäusebodens 320 mit dem Gehäusedeckel 312 analog zu einem Bestücken des Gehäusebodens 320 mit dem optoelektronischen Halbleiterchip 10 erfolgen. Alternativ kann auch zunächst der Gehäuseteileverbund mit dem Gehäusedeckel 312 auf einem weiteren Gehäuseteileverbund, welcher den Gehäuseboden 320 umfasst, angeordnet werden und anschließend die Gehäuseteileverbunde mit den Gehäusedeckeln und den Gehäuseböden gemeinsam durchtrennt werden. Nach dem Anordnen auf dem Gehäuseboden 320, kann der Gehäusedeckel 312 an dem Gehäuseboden 320 befestigt werden, beispielsweise kann er festgeklebt oder festgelötet werden.
  • Bei einem alternativen Herstellungsverfahren des optoelektronischen Bauelements 320 kann der Gehäusedeckel 312 auch einzeln mittels des Formverfahrens aus der transparenten Formmasse ausgebildet werden. Dabei kann ein Formwerkzeug verwendet werden, welches neben den die Austrittsfläche 104 und die Kavität 313 definierenden Teilen auch die Seitenflächen 319 definierende Teile aufweist. Insbesondere kann das Formwerkzeug einen die Außenwandfläche 311 definierende Teil aufweisen.
  • Bei einem derart hergestellten Gehäusedeckel 312 können die Seitenflächen 319 des Gehäusedeckels 312 in einem Winkel größer oder kleiner als 90° gegenüber der Auflagefläche 316 ausgebildet sein. Beispielsweise kann der in dem Formwerkzeug ausgebildete Gehäusedeckel 312 an den Seitenflächen 319 Entformschrägen aufweisen, um den Gehäusedeckel 312 leichter aus dem Formwerkzeug lösen zu können. Beispielsweise kann sich der Gehäusedeckel 312 an der Außenseite von der Auflagefläche 316 aus in Richtung der der Auflagefläche 316 gegenüberliegenden Oberseite des Gehäusedeckels 312 verjüngen.
  • Insbesondere kann die Außenwandfläche 311 mit einer Entformschräge ausgebildet sein und folglich nicht senkrecht zu der Auflagefläche 316 orientiert sein. Dies hat zur Folge, dass die Außenwandfläche 311 nach Anordnung des Gehäusedeckels 312 auf dem Gehäuseboden 320 nicht senkrecht zur Oberseite 122 des Gehäusebodens 320, bzw. zur Emissionsrichtung 12 der emittierten elektromagnetischen Strahlung 14 ist. Die Ausbildung der Austrittsfläche 104 in der Aussparung 314 ermöglicht es in diesem Fall, die Austrittsfläche 104 ohne eine derartige Entformschräge, also senkrecht orientiert gegenüber der Auflagefläche 316, auszubilden.
  • Analog hierzu kann auch die Außenwandfläche 106 des optoelektronischen Bauelements 1 mit dem Gehäusekörper 110 eine Entformschräge aufweisen, und folglich nicht senkrecht zur Oberseite 122 des Gehäusebodens 120 bzw. zur Emissionsrichtung 12 der emittierten Strahlung 14 orientiert sein. Indem die Austrittsfläche 104 bei dem optoelektronischen Bauelement 1 in der Aussparung 102 aus der Vergussmasse 140 ausgebildet wird, kann die Austrittsfläche 104 auch dann senkrecht zur Emissionsrichtung 12 ausgebildet werden, wenn die Außenwandfläche 106 eine Entformschräge aufweist.
  • Kann die Austrittsfläche 104 bei den optoelektronischen Bauelementen 1, 300 nicht vollständig ohne Entformschrägen ausgebildet werden, so ermöglicht es die Anordnung der Austrittsflächen 104 in den Aussparungen 102, 314, die Austrittsflächen 104 mit einer geringeren Entformschräge auszubilden als die Außenwandflächen 106, 311.
  • 6 zeigt eine geschnittene Seitenansicht des optoelektronischen Bauelements 300 quer zur Emissionsrichtung 12. Die Austrittsfläche 104 an dem Gehäusedeckel 312 ist um Wesentlichen senkrecht zur Emissionsrichtung 12 der emittierten Strahlung 14 ausgerichtet. Der Abstand des optoelektronischen Halbleiterchips 10 von der Austrittsfläche 104 und der Versatz der Austrittsfläche 104 gegenüber der Außenwandfläche 311 bzw. die Tiefe der Aussparung 314 entspricht den analogen Maßen des optoelektronischen Bauelements 1.
  • Wie das optoelektronische Bauelement 1 weist das optoelektronische Bauelement 300 ein die Unterseite 123 und die Oberseite 122 des Gehäusebodens 320 verbindendes Kontaktelement 127 auf. Das Kontaktelement 127 ist bei dem optoelektronischen Bauelement 300 als eine Durchkontaktierung des den Gehäuseboden 320 bildenden Leiterbahnsubstrats ausgebildet.
  • An der Unterseite 123 des Gehäusebodens 120 kontaktiert das Kontaktelement 127 einen Lötkontakt 322, welcher auf die Unterseite 123 des Gehäusebodens 120 aufgebracht ist. Beispielsweise kann der Lötkontakt 322 als eine auf die Unterseite 123 aufgebrachte Metallisierungsschicht ausgebildet sein. Anstelle des Lötkontakts 322 kann das optoelektronische Bauelement 300 auch ein anderes Kontaktmittel, beispielsweise einen Klebekontakt aufweisen. Das optoelektronische Bauelement 300 kann, wie das optoelektronische Bauelement 1, beispielsweise als QFN-Bauteil mit auf der Unterseite 123 des Gehäusebodens 320 angeordneten Kontaktmitteln ausgebildet sein.
  • Bei dem optoelektronischen Bauelement 300 ist der optoelektronische Halbleiterchip 10 auf einem Podest 330 über der Oberseite 122 des Gehäusebodens 120 angeordnet. Das Podest 330 ist dabei auf der Oberseite 122 des Gehäusebodens 120 angeordnet.
  • Das Podest 330 weist in einer Richtung senkrecht zur Oberseite 122 eine Höhe 334 auf, welche derart bemessen ist, dass die divergent aus dem optoelektronischen Halbleiterchip 10 austretende elektromagnetische Strahlung 14 nicht durch den Gehäuseboden 120 abgeschattet wird. Insbesondere wird die emittierte Strahlung 14 nicht an einer an die Außenwandfläche 311 angrenzenden Vorderkante 321 des Gehäusebodens 320 abgeschattet. Der hierfür zwischen der Vorderkante 321 und dem optoelektronischen Halbleiterchip 10 benötigte Abstand senkrecht zur Oberseite 122 des Gehäusebodens 320 bestimmt sich bei gegebener Divergenz der emittierten Strahlung 14 aus dem Abstand, in dem der optoelektronische Halbleiterchip 10 von der Außenwandfläche 311 entfernt im Inneren des optoelektronischen Bauelements 300 angeordnet ist
  • Durch die erhöhte Anordnung des optoelektronischen Halbleiterchips 10 auf dem Podest 330 und die Absenkung der Vorderkante 321 durch die Ausbildung der Bodenaussparung 125 kann der optoelektronische Halbleiterchip 10 derart weit von der Vorderkante 321 entfernt angeordnet werden, dass zwischen der Vorderkante 321 und dem optoelektronischen Halbleiterchip 10 ein Teil des Gehäusedeckels 312 angeordnet werden kann.
  • Die Höhe 334 des Podests 330 beträgt mindestens 20 µm und kann bis zu 400 µm betragen. Insbesondere kann die Höhe 334 100 µm bis 300 µm betragen. Die Höhe 334 kann beispielsweise 150 µm betragen.
  • Bei dem optoelektronischen Bauelement 300 ist das Podest 330 als eine auf die Oberseite 122 des Gehäusebodens 320 aufgebrachte Metallisierungsschicht ausgebildet. Bei anderen Ausführungsformen des optoelektronischen Bauelements 300 kann das Podest 330 auch beispielsweise als ein Submount des optoelektronischen Halbleiterchips 10 ausgebildet sein. Falls der Gehäuseboden 320 wie der Gehäuseboden 120 des optoelektronischen Bauelements 1 den Leiterrahmen 126 umfasst, kann das Podest 330 auch als ein erhöhter Teil des Leiterrahmens 126 ausgebildet sein.
  • Die im Zusammenhang mit dem optoelektronischen Bauelement 300 beschriebene Anordnung des optoelektronischen Halbleiterchips 10 auf dem Podest 330 kann in analoger Weise auch bei dem den Gehäusekörper 110 umfassenden optoelektronischen Bauelement 1 erfolgen. Dadurch kann auch bei dem optoelektronischen Bauelement 1 der optoelektronische Halbleiterchip 10 so weit entfernt von der Außenwandfläche 106 im Inneren des Gehäuses 100 angeordnet werden, dass der Teil des Gehäuses 100, der sich zwischen der Aussparung 102 und dem optoelektronischen Halbleiterchip 10 befindet, eine für die Stabilität des Gehäuses 100 benötigte Dicke aufweist. Bei dem optoelektronischen Bauelement 1 ist dieser Teil des Gehäuses 100 aus der Vergussmasse 140 ausgebildet.
  • Sowohl das optoelektronische Bauelement 1, als auch das optoelektronische Bauelement 300 kann entweder das Podest 330 oder die Bodenaussparung 125 aufweisen, oder aber sowohl das Podest 330, als auch die Bodenaussparung 125 umfassen, wie es für das optoelektronische Bauelement 300 in 6 dargestellt ist.
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten 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
    • 1
    optoelektronisches Bauelement
    2
    weitere optoelektronische Bauelemente
    3
    angrenzendes optoelektronisches Bauelement
    10
    optoelektronischer Halbleiterchip
    12
    Emissionsrichtung
    14
    emittierte Strahlung
    100
    Gehäuse
    102
    Aussparung
    103
    horizontale Breite der Austrittsfläche
    104
    Austrittsfläche
    106
    Außenwandfläche
    107
    Teil der Außenwandfläche
    110
    Gehäusekörper
    111
    Gehäusewand
    112
    Durchbruch
    113
    horizontale Breite des Durchbruchs
    114
    Kavität
    120
    Gehäuseboden
    122
    Oberseite
    123
    Unterseite
    125
    Bodenaussparung
    126
    Leiterrahmen
    127
    Kontaktelement
    128
    Chipkontaktfläche
    129
    Bodenkontaktfläche
    140
    Vergussmasse
    200
    Gehäuseteileverbund mit Gehäusekörper
    202
    Aussparung des Gehäuseteileverbunds
    205
    Trennebene
    210
    Formwerkzeug
    212
    Austrittsfläche definierender Teil
    214
    Aussparung definierender Teil
    300
    optoelektronisches Bauelement
    310
    Gehäuse
    311
    Außenwandfläche
    312
    Gehäusedeckel
    313
    Kavität
    314
    Aussparung
    316
    Auflagefläche
    317
    Unterseite
    318
    Oberseite
    319
    Seitenfläche
    320
    Gehäuseboden
    321
    Vorderkante
    322
    Lötkontakt
    330
    Podest
    334
    Höhe

Claims (20)

  1. Optoelektronisches Bauelement (1, 2, 3, 4, 300) mit einem in einem Gehäuse (100, 310) angeordneten optoelektronischen Halbleiterchip (10) zur Emission elektromagnetischer Strahlung (14), wobei das Gehäuse (100, 310) eine Außenwandfläche (106, 311) und eine für die elektromagnetische Strahlung (14) transparente Austrittsfläche (104) aufweist, wobei die Austrittsfläche (104) gegenüber der Außenwandfläche (106, 311) in Richtung des Inneren des Gehäuses (100, 310) zurückversetzt ist, wobei der optoelektronische Halbleiterchip (10) derart angeordnet ist, dass von dem optoelektronischen Halbleiterchip (10) in eine Emissionsrichtung (12) emittierte Strahlung (14) durch die Austrittsfläche (104) aus dem optoelektronischen Bauelement (1, 2, 3, 4, 300) austreten kann.
  2. Optoelektronisches Bauelement (1, 2, 3, 4, 300) gemäß Anspruch 1, wobei die Außenwandfläche (106, 311) Trennspuren aufweist und die Austrittsfläche (104) frei von Trennspuren ist.
  3. Optoelektronisches Bauelement (1, 2, 3, 4, 300) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Austrittsfläche (104) senkrecht zu der Emissionsrichtung (12) orientiert ist.
  4. Optoelektronisches Bauelement (1, 2, 3, 4, 300) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der optoelektronische Halbleiterchip (10) über einer Oberseite (122) eines Gehäusebodens (120, 320) des Gehäuses (100, 310) angeordnet ist.
  5. Optoelektronisches Bauelement (1, 2, 3, 4, 300) gemäß Anspruch 4, wobei die Emissionsrichtung (12) parallel zu der Oberseite (122) des Gehäusebodens (120, 320) orientiert ist.
  6. Optoelektronisches Bauelement (1, 2, 3, 4, 300) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 5, wobei die Oberseite (122) des Gehäusebodens (120, 320) im Bereich der Austrittsfläche (104) eine Bodenaussparung (125) aufweist und wobei sich die Bodenaussparung (125) zwischen dem optoelektronischen Halbleiterchip (10) und der Außenwandfläche (106, 311) befindet.
  7. Optoelektronisches Bauelement (1, 2, 3, 4, 300) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei der optoelektronische Halbleiterchip (10) auf einem auf der Oberseite (122) angeordneten Podest (330) angeordnet ist.
  8. Optoelektronisches Bauelement (1, 2, 3, 4, 300) gemäß Anspruch 7, wobei das Podest (330) durch eine auf die Oberseite (122) aufgebrachte Metallisierungsschicht gebildet wird und die Metallisierungsschicht eine senkrecht zu der Oberseite (122) orientierte Höhe (334) von mindestens 20µm, insbesondere von 100µm bis 300µm, aufweist.
  9. Optoelektronisches Bauelement (1, 2, 3, 4, 300) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei das Gehäuse (100, 310) einen Gehäusekörper (110) mit dem Gehäuseboden (120, 320) und eine Vergussmasse (140) umfasst, wobei in dem Gehäusekörper (110) eine Kavität (114, 313) ausgebildet ist, die an die Oberseite (122) des Gehäusebodens (120, 320) angrenzt, wobei der Gehäusekörper (110) zumindest einen Teil der Außenwandfläche (106) aufweist, wobei die Kavität (114, 313) zumindest teilweise mit der Vergussmasse (140) vergossen ist, und wobei die Austrittsfläche (104) aus der Vergussmasse (140) gebildet ist.
  10. Optoelektronisches Bauelement (1, 2, 3, 4, 300) gemäß Anspruch 9, wobei der Gehäusekörper (110) einen Durchbruch (112) aufweist, in dem die Austrittsfläche (104) angeordnet ist, wobei der Durchbruch (112) zumindest teilweise mit der Vergussmasse (140) vergossen ist.
  11. Optoelektronisches Bauelement (1, 2, 3, 4, 300) gemäß einem der Ansprüche 9 bis 10, wobei ein Teil (107) der Außenwandfläche (106) aus der Vergussmasse (140) gebildet ist.
  12. Optoelektronisches Bauelement (1, 2, 3, 4, 300) gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei der Gehäuseboden (127) ein Kontaktelement (127) mit einer Chipkontaktfläche (128) und einer Bodenkontaktfläche (129) aufweist, wobei die Chipkontaktfläche (128) und die Bodenkontaktfläche (129) leitend miteinander verbunden sind, wobei sich das Kontaktelement (127) von der Oberseite (122) des Gehäusebodens (120, 320) zu einer der Oberseite (122) gegenüberliegenden Unterseite (123) des Gehäusebodens (120, 320) erstreckt, wobei die Chipkontaktfläche (128) einen Teil der Oberseite (122) des Gehäusebodens (120, 320) und die Bodenkontaktfläche (129) einen Teil der Unterseite (123) des Gehäusebodens (120, 320) ausbilden.
  13. Optoelektronisches Bauelement (5) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei das Gehäuse (100, 310) einen für die Strahlung (14) transparenten und auf dem Gehäuseboden (120, 320) angeordneten Gehäusedeckel (312) umfasst, wobei die Außenwandfläche (311) und die Austrittsfläche (104) zumindest teilweise an dem Gehäusedeckel (312) ausgebildet sind und wobei der Gehäusedeckel (312) auf dem Gehäuseboden (120, 320) angeordnet ist.
  14. Optoelektronisches Bauelement (1, 2, 3, 4, 300) gemäß Anspruch 13, wobei der Gehäuseboden (120, 320) eine Leiterplatte oder ein Keramiksubstrat umfasst.
  15. Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements (1, 2, 3, 4, 300) mit einem Gehäuse (100, 310), das eine Außenwandfläche (106, 311) und eine für von einem in dem Gehäuse (100, 310) angeordneten optoelektronischen Halbleiterchip (10) emittierte elektromagnetische Strahlung (14) transparente Austrittsfläche (104) aufweist, wobei die Austrittsfläche (104) gegenüber der Außenwandfläche (106, 311) in Richtung des Inneren des Gehäuses (100, 310) zurückversetzt ist, wobei das Verfahren ein Ausformen der Austrittsfläche (104) aus einer für die Strahlung transparenten Formmasse in einem Gehäuseteileverbund (200) unter Verwendung eines die Austrittsfläche (104) definierenden Formwerkzeugs (210).
  16. Verfahren gemäß Anspruch 15, wobei das Verfahren als weiteren Schritt umfasst: Ausbilden der Außenwandfläche (106, 311), indem der Gehäuseteileverbund (200) durchtrennt wird.
  17. Verfahren gemäß Anspruch 16, wobei die Austrittsfläche (104) in einer durch das Formwerkzeug (210) definierten Aussparung (202) des Gehäuseteileverbunds (200) ausgebildet wird und wobei die Aussparung (202) bei Durchtrennen des Gehäuseteileverbunds (200) durchtrennt wird.
  18. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei das Verfahren die folgenden weiteren Schritte umfasst: Bereitstellen des Gehäuseteileverbunds (200), welcher einen Gehäusekörper (110) des Gehäuses (100, 310) mit einer zur Aufnahme des optoelektronischen Halbleiterchips (10) vorgesehenen Kavität (114, 313) umfasst, Anordnen des Formwerkzeugs (210) an der Kavität (114, 313), Verfüllen der Kavität (114, 313) mit der transparenten Formmasse.
  19. Verfahren gemäß Anspruch 18, wobei ein die Austrittsfläche (104) definierender Teil des Formwerkzeugs (210) in einem Durchbruch (112) des Gehäusekörpers (110) angeordnet wird.
  20. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei zusammen mit der Austrittsfläche (104) der einen Gehäusedeckel (312) des Gehäuses (100, 310) umfassende Gehäuseteileverbund (200) aus der transparenten Formmasse ausgeformt wird und das Verfahren als weiteren Schritt ein Anordnen des Gehäusedeckels (312) auf einem Gehäuseboden (120, 320) des Gehäuses (100, 310) umfasst.
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