DE102016101719A1 - Method for producing an optoelectronic component and optoelectronic component - Google Patents
Method for producing an optoelectronic component and optoelectronic component Download PDFInfo
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Abstract
Ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements umfasst Schritte zum Bereitstellen eines Leiterrahmens mit einer einen Kontaktbereich aufweisenden Oberseite, zum Anordnen einer den Kontaktbereich zumindest abschnittsweise umgrenzenden Platzhalterstruktur aus einem ersten Material an der Oberseite des Leiterrahmens, zum Ausbilden eines Gehäusekörpers aus einem zweiten Material, wobei der Leiterrahmen und die Platzhalterstruktur zumindest teilweise in das zweite Material eingebettet werden, wobei der Gehäusekörper mit einer Kavität ausgebildet wird, wobei der Kontaktbereich und ein Abschnitt der Platzhalterstruktur im Bereich der Kavität unbedeckt durch das zweite Material bleiben, und zum Entfernen zumindest eines Teils der Platzhalterstruktur.A method for producing an optoelectronic component comprises steps for providing a leadframe with a top area having a contact area, for arranging a placeholder structure at least partially delimiting the contact area from a first material at the top of the leadframe, to form a housing body from a second material, wherein the Lead frame and the placeholder structure are at least partially embedded in the second material, wherein the housing body is formed with a cavity, the contact area and a portion of the placeholder structure in the region of the cavity remain uncovered by the second material, and for removing at least a part of the placeholder structure.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements sowie ein optoelektronisches Bauelement.The present invention relates to a method for producing an optoelectronic component and to an optoelectronic component.
Es sind optoelektronische Bauelemente bekannt, bei denen ein optoelektronischer Halbleiterchip in einer Kavität eines Gehäusekörpers angeordnet und in ein in der Kavität angeordnetes Vergussmaterial eingebettet ist. Durch äußere Einwirkungen, beispielsweise durch Temperaturschwankungen, Lichteinstrahlung oder Feuchtigkeit, kann es bei solchen optoelektronischen Bauelementen zu einer Reduzierung der Grenzflächenhaftung zwischen dem Vergussmaterial und dem Gehäusekörper kommen. Im Extremfall kann dies zu einer Delamination führen.Optoelectronic components are known in which an optoelectronic semiconductor chip is arranged in a cavity of a housing body and embedded in a potting material arranged in the cavity. Due to external influences, for example due to temperature fluctuations, light irradiation or moisture, it may occur in such optoelectronic devices to reduce the interfacial adhesion between the potting material and the housing body. In extreme cases, this can lead to delamination.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements anzugeben. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein optoelektronisches Bauelement bereitzustellen. Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren und ein optoelektronisches Bauelement mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind verschiedene Weiterbildungen angegeben.An object of the present invention is to provide a method for producing an optoelectronic component. Another object of the present invention is to provide an optoelectronic device. These objects are achieved by a method and an optoelectronic component having the features of the independent claims. In the dependent claims various developments are given.
Ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements umfasst Schritte zum Bereitstellen eines Leiterrahmens mit einer einen Kontaktbereich aufweisenden Oberseite, zum Anordnen einer den Kontaktbereich zumindest abschnittsweise umgrenzenden Platzhalterstruktur aus einem ersten Material an der Oberseite des Leiterrahmens, zum Ausbilden eines Gehäusekörpers aus einem zweiten Material, wobei der Leiterrahmen und die Platzhalterstruktur zumindest teilweise in das zweite Material eingebettet werden, wobei der Gehäusekörper mit einer Kavität ausgebildet wird, wobei der Kontaktbereich und ein Abschnitt der Platzhalterstruktur im Bereich der Kavität unbedeckt durch das zweite Material bleiben, und zum Entfernen zumindest eines Teils der Platzhalterstruktur.A method for producing an optoelectronic component comprises steps for providing a leadframe with a top area having a contact area, for arranging a placeholder structure at least partially delimiting the contact area from a first material at the top of the leadframe, to form a housing body from a second material, wherein the Lead frame and the placeholder structure are at least partially embedded in the second material, wherein the housing body is formed with a cavity, the contact area and a portion of the placeholder structure in the region of the cavity remain uncovered by the second material, and for removing at least a portion of the placeholder structure.
Vorteilhafterweise ermöglicht dieses Verfahren die Herstellung eines optoelektronischen Bauelements mit einem Gehäusekörper mit einer Kavität, die eine Verankerungsstruktur in Form einer Hinterschneidung aufweist. Die Hinterschneidung wird dabei im Bereich eines durch das Entfernen zumindest eines Teils der Platzhalterstruktur entstehenden Freiraums gebildet. Die Verankerungsstruktur kann vorteilhafterweise eine wirksame und robuste mechanische Verankerung eines Vergussmaterials in der Kavität des Gehäusekörpers des durch das Verfahren erhältlichen optoelektronischen Bauelements ermöglichen.Advantageously, this method makes it possible to produce an optoelectronic component with a housing body having a cavity which has an anchoring structure in the form of an undercut. The undercut is formed in the region of a space created by the removal of at least part of the placeholder structure. The anchoring structure may advantageously enable an effective and robust mechanical anchoring of a potting material in the cavity of the housing body of the optoelectronic device obtainable by the method.
In einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst dieses einen weiteren Schritt zum Anordnen eines optoelektronischen Halbleiterchips in der Kavität. Durch die Anordnung in der Kavität des Gehäusekörpers des optoelektronischen Bauelements ist der optoelektronische Halbleiterchip bei dem durch dieses Verfahren erhältlichen optoelektronischen Bauelement vorteilhafterweise vor einer Beschädigung durch äußere Einwirkungen geschützt. Die Kavität kann bei dem durch dieses Verfahren erhältlichen optoelektronischen Bauelement außerdem vorteilhafterweise als Reflektor zur Sammlung von dem optoelektronischen Halbleiterchip emittierter elektromagnetischer Strahlung dienen.In one embodiment of the method, this comprises a further step for arranging an optoelectronic semiconductor chip in the cavity. As a result of the arrangement in the cavity of the housing body of the optoelectronic component, the optoelectronic semiconductor chip in the optoelectronic component obtainable by this method is advantageously protected against damage due to external influences. In addition, in the case of the optoelectronic component obtainable by this method, the cavity can advantageously serve as a reflector for collecting electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic semiconductor chip.
In einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst dieses einen weiteren Schritt zum Anordnen eines Vergussmaterials in der Kavität, wobei sich das Vergussmaterial zumindest in einen Teil eines durch das Entfernen der Platzhalterstruktur entstandenen Freiraums erstreckt. Vorteilhafterweise wird das in der Kavität angeordnete Vergussmaterial dabei durch den sich in den Freiraum erstreckenden Teil mechanisch in der Kavität verankert. Dadurch kann bei dem durch das Verfahren erhältlichen optoelektronischen Bauelement eine unbeabsichtigte Ablösung des Vergussmaterials verhindert sein.In one embodiment of the method, this comprises a further step for arranging a potting material in the cavity, wherein the potting material extends at least into a part of a free space created by the removal of the placeholder structure. Advantageously, the potting material arranged in the cavity is mechanically anchored in the cavity by the part extending into the free space. As a result, unintentional detachment of the potting material can be prevented in the case of the optoelectronic component obtainable by the method.
In einer Ausführungsform des Verfahrens weist die Platzhalterstruktur eine den Kontaktbereich ringförmig umschließende Masche auf. Vorteilhafterweise wird bei dem durch das Verfahren erhältlichen optoelektronischen Bauelement dadurch eine den Kontaktbereich ringförmig umschließende Hinterschneidung gebildet, die eine robuste mechanische Verankerung von Vergussmaterial in der Kavität des Gehäusekörpers des optoelektronischen Bauelements ermöglichen kann.In one embodiment of the method, the placeholder structure has a mesh surrounding the contact area in an annular manner. Advantageously, in the case of the optoelectronic component obtainable by the method, an undercut surrounding the contact region is formed, which can enable a robust mechanical anchoring of potting material in the cavity of the housing body of the optoelectronic component.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Platzhalterstruktur vor dem Anordnen an der Oberseite des Leiterrahmens vorgefertigt. Vorteilhafterweise ermöglicht dies eine besonders kostengünstige Herstellung der Platzhalterstruktur und eine besonders einfache Anordnung der Platzhalterstruktur an der Oberseite des Leiterrahmens.In one embodiment of the method, the placeholder structure is prefabricated prior to placement on the top of the leadframe. Advantageously, this allows a particularly cost-effective production of the placeholder structure and a particularly simple arrangement of the placeholder structure at the top of the lead frame.
In einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Anordnen der Platzhalterstruktur durch flächiges Aufbringen des ersten Materials und eine anschließende Strukturierung des ersten Materials. Vorteilhafterweise ist auch hierdurch eine einfache und kostengünstige Anordnung der Platzhalterstruktur an der Oberseite des Leiterrahmens möglich.In one embodiment of the method, the placeholder structure is arranged by two-dimensional application of the first material and a subsequent structuring of the first material. Advantageously, a simple and cost-effective arrangement of the placeholder structure on the upper side of the leadframe is thereby also possible.
In einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Ausbilden der Platzhalterstruktur durch Spritzgießen, durch ein Druckverfahren, insbesondere durch ein Siebdruckverfahren, durch Nadeldosieren, durch ein Sprühverfahren, durch Aufbringen von Trockenlack oder durch Aufbringen einer vorgeformten Folie. Vorteilhafterweise lassen sich diese Verfahrensschritte auf günstige Weise mit den übrigen Verfahrensschritten zum Herstellen des optoelektronischen Bauelements kombinieren. Dabei ermöglichen die genannten Techniken eine einfache, kostengünstige und zuverlässige Ausbildung der Platzhalterstruktur.In one embodiment of the method, the formation of the placeholder structure takes place by injection molding, by a printing process, in particular by a screen printing process, by needle dosing, by a spray process, by applying Dry paint or by applying a preformed film. Advantageously, these method steps can be combined in a favorable manner with the remaining method steps for producing the optoelectronic component. The techniques mentioned allow a simple, inexpensive and reliable formation of the placeholder structure.
In einer Ausführungsform des Verfahrens weist das erste Material ein Acrylat, einen Fotolack, Polyoxymethylen, Polyvinylacetat, Polyvinylalkohol, ein Duroplast oder ein Wachs oder ein anderes Bindemittel auf. Vorteilhafterweise eignen sich diese Materialien zur Herstellung einer temporären Platzhalterstruktur, die sich nach dem Ausbilden des Gehäusekörpers entfernen lässt.In one embodiment of the method, the first material comprises an acrylate, a photoresist, polyoxymethylene, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, a thermoset or a wax or other binder. Advantageously, these materials are suitable for producing a temporary placeholder structure that can be removed after the formation of the housing body.
In einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Ausbilden des Gehäusekörpers durch Spritzpressen oder durch Spritzgießen. Vorteilhafterweise ermöglichen diese Techniken eine einfache und kostengünstige Ausbildung des Gehäusekörpers.In one embodiment of the method, the housing body is formed by transfer molding or by injection molding. Advantageously, these techniques enable a simple and inexpensive design of the housing body.
In einer Ausführungsform des Verfahrens weist das zweite Material ein Epoxyd, ein Polyphthalamid oder ein Silikon auf. Vorteilhafterweise ermöglichen diese Materialien eine einfache und kostengünstige Ausbildung des Gehäusekörpers und erlauben eine nachfolgende Entfernung der temporären Platzhalterstruktur.In one embodiment of the method, the second material comprises an epoxide, a polyphthalamide or a silicone. Advantageously, these materials enable a simple and inexpensive construction of the housing body and allow a subsequent removal of the temporary placeholder structure.
In einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Entfernen zumindest eines Teils der Platzhalterstruktur durch Herauslösen mittels eines chemischen Verfahrens, insbesondere durch Lösen mittels einer Säure, einer Base oder eines Lösungsmittels oder durch Herauslösen mittels eines physikalischen Verfahrens, insbesondere durch Verdampfen oder Zersetzen mittels eines thermischen Verfahrens, durch Bestrahlung mit Licht einer festgelegten Wellenlänge oder durch eine mechanische Behandlung, beispielsweise mittels Ultraschall. Vorteilhafterweise ermöglichen all diese Techniken eine einfache, kostengünstige und zuverlässige Entfernung zumindest eines Teils der Platzhalterstruktur.In one embodiment of the method, the removal of at least a part of the placeholder structure is carried out by dissolution by means of a chemical process, in particular by dissolution by means of an acid, a base or a solvent or by dissolution by means of a physical process, in particular by evaporation or decomposition by means of a thermal process, by irradiation with light of a fixed wavelength or by a mechanical treatment, for example by means of ultrasound. Advantageously, all of these techniques allow a simple, inexpensive and reliable removal of at least a portion of the placeholder structure.
Ein optoelektronisches Bauelement umfasst einen Gehäusekörper, der einen zumindest teilweise eingebetteten Leiterrahmen aufweist. Dabei weist der Gehäusekörper eine Kavität auf. Im Bereich der Kavität ist ein an einer Oberseite des Leiterrahmens ausgebildeter Kontaktbereich unbedeckt durch das Material des Gehäusekörpers. Der Gehäusekörper weist im Bereich der Kavität eine den Kontaktbereich zumindest abschnittsweise umlaufende Hinterschneidung auf. Vorteilhafterweise ermöglicht diese Hinterschneidung eine einfache und zuverlässige mechanische Verankerung eines in der Kavität des Gehäusekörpers angeordneten Vergussmaterials. Dadurch ist bei diesem optoelektronischen Bauelement vorteilhafterweise die Gefahr einer unbeabsichtigten Ablösung eines in der Kavität angeordneten Vergussmaterials reduziert.An optoelectronic component comprises a housing body which has an at least partially embedded leadframe. In this case, the housing body has a cavity. In the region of the cavity, a contact region formed on an upper side of the leadframe is uncovered by the material of the housing body. In the region of the cavity, the housing body has an undercut that at least partially surrounds the contact region. Advantageously, this undercut enables a simple and reliable mechanical anchoring of a potting material arranged in the cavity of the housing body. As a result, the risk of unintentional detachment of a potting material arranged in the cavity is advantageously reduced in this optoelectronic component.
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements grenzt die Hinterschneidung an den Leiterrahmen an. Vorteilhafterweise wird dadurch eine besonders zuverlässige mechanische Verankerung eines in der Kavität des Gehäusekörpers angeordneten Vergussmaterials ermöglicht.In one embodiment of the optoelectronic component, the undercut adjoins the leadframe. Advantageously, this allows a particularly reliable mechanical anchoring of a potting material arranged in the cavity of the housing body.
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements ist in der Kavität ein optoelektronischer Halbleiterchip angeordnet. Durch die Anordnung in der Kavität ist bei diesem optoelektronischen Bauelement vorteilhafterweise eine Gefahr einer Beschädigung des optoelektronischen Halbleiterchips durch äußere Einwirkungen reduziert.In one embodiment of the optoelectronic component, an optoelectronic semiconductor chip is arranged in the cavity. The arrangement in the cavity advantageously reduces the risk of damage to the optoelectronic semiconductor chip due to external influences in this optoelectronic component.
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements ist in der Kavität ein Vergussmaterial angeordnet, das sich zumindest teilweise in die Hinterschneidung erstreckt. Vorteilhafterweise ist das in der Kavität angeordnete Vergussmaterial bei diesem optoelektronischen Bauelement dadurch mechanisch in der Kavität verankert, wodurch nur eine geringe Gefahr einer unbeabsichtigten Delamination des Vergussmaterials besteht.In one embodiment of the optoelectronic component, a potting material is arranged in the cavity, which extends at least partially into the undercut. Advantageously, the potting material arranged in the cavity is thereby mechanically anchored in the cavity in the case of this optoelectronic component, as a result of which there is only a slight risk of unintentional delamination of the potting material.
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements bildet ein Abschnitt des Vergussmaterials eine optische Linse. Die optische Linse kann dazu dienen, von dem optoelektronischen Bauelement abgestrahlte elektromagnetische Strahlung zu bündeln. Durch die im Bereich der Kavität des Gehäusekörpers ausgebildete Hinterschneidung ist dabei die Gefahr einer unbeabsichtigten Delamination der optischen Linse reduziert.In one embodiment of the optoelectronic component, a section of the potting material forms an optical lens. The optical lens can serve to bundle electromagnetic radiation emitted by the optoelectronic component. The undercut formed in the region of the cavity of the housing body reduces the risk of unintentional delamination of the optical lens.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen in jeweils schematisierter DarstellungThe above-described characteristics, features, and advantages of this invention, as well as the manner in which they will be achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the embodiments, which will be described in detail in conjunction with the drawings. In each case show in a schematic representation
Der Leiterrahmen
Der Leiterrahmen
An seiner Oberseite
An der Oberseite
Die Platzhalterstruktur
Die Platzhalterstruktur
Die Platzhalterstruktur
In einem der Darstellung der
Das zweite Material
Der Gehäusekörper
Die an der Oberseite
In einem der Darstellung der
Durch das Entfernen des ersten Materials
Das Entfernen des ersten Materials
Das Entfernen des ersten Materials
In jedem Fall werden das erste Material
In einem weiteren der Darstellung der
Der optoelektronische Halbleiterchip
Der optoelektronische Halbleiterchip
In einem weiteren, dem Entfernen der Platzhalterstruktur
Das Anordnen des Vergussmaterials
Das Vergussmaterial
Das Vergussmaterial
Die in
Das anhand der
Die Platzhalterstrukturen
Der in
Die in
Die in
Die Erfindung wurde anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben. Dennoch ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Beispiele eingeschränkt. Vielmehr können hieraus andere Variationen vom Fachmann abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.The invention has been further illustrated and described with reference to the preferred embodiments. However, the invention is not limited to the disclosed examples. Rather, other variations may be deduced therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- optoelektronisches Bauelement optoelectronic component
- 100100
- Leiterrahmen leadframe
- 101101
- Oberseite top
- 102102
- Unterseite bottom
- 110 110
- Kontaktbereichcontact area
- 200 200
- PlatzhalterstrukturWildcard structure
- 205205
- erstes Material first material
- 210210
- Abschnitt der Platzhalterstruktur Section of the placeholder structure
- 220 220
- Freiraumfree space
- 225225
- Kanal channel
- 230230
- Masche mesh
- 240240
- Trennbereich separating region
- 250250
- Verbindungssteg connecting web
- 300300
- Gehäusekörper housing body
- 305305
- zweites Material second material
- 310 310
- Kavitätcavity
- 320 320
- Hinterschneidungundercut
- 400400
- optoelektronischer Halbleiterchip optoelectronic semiconductor chip
- 500 500
- Vergussmaterialgrout
- 510510
- optische Linse optical lens
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Legal Events
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |