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Die vorliegende Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelement sowie ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements.
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Aus dem Stand der Technik sind optoelektronische Bauelemente bekannt, die dazu vorgesehen sind, einen möglichst hohen Helligkeitskontrast zwischen einer Leuchtfläche und einer Umgebung der Leuchtfläche zu erzeugen. Dies kann beispielsweise durch ein Anordnen der Leuchtfläche an einem Verpackungsrand erreicht werden. Eine weitere Möglichkeit besteht in der Anordnung zusätzlicher Strukturen. Beispielsweise kann eine Schattenmaske eine Hell-Dunkel-Grenze definieren. Weiterhin ist die Verwendung schwarzer Materialien zur Steigerung des Helligkeitskontrasts bekannt.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestehen darin, ein optoelektronisches Bauelement mit verbessertem Helligkeitskontrast bereitzustellen und ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements mit verbessertem Helligkeitskontrast anzugeben.
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Diese Aufgabe wird durch ein optoelektronisches Bauelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements mit den Merkmalen des Anspruchs 4 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausführungsformen angegeben.
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Ein optoelektronisches Bauelement weist einen Träger, eine optoelektronische Anordnung und ein Vergussmaterial auf. Die optoelektronische Anordnung umfasst einen optoelektronischen Halbleiterchip. Die optoelektronische Anordnung ist über einer Oberseite des Trägers angeordnet. Das Vergussmaterial ist derart über der Oberseite des Trägers angeordnet, dass die optoelektronische Anordnung in das Vergussmaterial eingebettet ist. Eine Strahlungsemissionsfläche der optoelektronischen Anordnung ist nicht von dem Vergussmaterial bedeckt. Eine Oberfläche des Vergussmaterials ist in Bezug auf die Oberseite des Trägers oberhalb der Strahlungsemissionsfläche ausgebildet.
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Vorteilhafterweise weist das optoelektronische Bauelement, dessen Strahlungsemissionsfläche unterhalb der Oberfläche des Vergussmaterials ausgebildet ist, im Vergleich zu einem optoelektronischen Bauteil, dessen Strahlungsemissionsfläche in einer Ebene mit der Oberfläche des Vergussmaterials liegt, einen verbesserten Helligkeitskontrast zwischen der Strahlungsemissionsfläche und einer Umgebung der Strahlungsemissionsfläche auf. Dieser Vorteil wird dadurch erreicht, dass elektromagnetische Strahlung, die an der Strahlungsemissionsfläche emittiert und seitlich abgestrahlt wird, an dem Vergussmaterial reflektiert werden kann. Es kann jedoch auch sein, dass die elektromagnetische Strahlung durch das Vergussmaterial propagieren muss, wodurch ein Teil der elektromagnetischen Strahlung im Vergussmaterial absorbiert werden kann.
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Im Vergleich zu dem optoelektronischen Bauteil, dessen Strahlungsemissionsfläche in einer Ebene mit der Oberfläche des Vergussmaterials liegt, kann der Helligkeitskontrast des optoelektronischen Bauelements mit der tiefergelegten Strahlungsemissionsfläche um einen Faktor 2 höher sein.
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In einer Ausführungsform umfasst die optoelektronische Anordnung ein wellenlängenkonvertierendes Material. Das wellenlängenkonvertierende Material ist auf dem optoelektronischen Halbleiterchip angeordnet. Die Strahlungsemissionsfläche ist eine Oberfläche des wellenlängenkonvertierenden Materials.
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Vorteilhafterweise ist das wellenlängenkonvertierende Material dazu ausgebildet, einen Teil der vom optoelektronischen Halbleiterchip emittierten elektromagnetischen Strahlung hinsichtlich einer Wellenlänge zu modifizieren. Beispielsweise kann das wellenlängenkonvertierende Material dazu ausgebildet sein, vom optoelektronischen Halbleiterchip emittiertes blaues Licht in gelbes Licht zu konvertieren. Dies kann es ermöglichen, dass insgesamt weißes Licht vom optoelektronischen Bauelement abgestrahlt werden kann.
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Eine seitlich gerichtete Emission elektromagnetischer Strahlung kann insbesondere dann auftreten, wenn die optoelektronische Anordnung das wellenlängenkonvertierende Material umfasst. Zur Steigerung des Helligkeitskontrastes ist es in diesem Fall zweckmäßig, dass die Strahlungsemissionsfläche unterhalb der Oberfläche des Vergussmaterials ausgebildet ist.
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In einer Ausführungsform weist das Vergussmaterial eingebettete reflektierende Partikel auf. Vorteilhafterweise kann der Helligkeitskontrast des optoelektronischen Bauelements durch die im Vergussmaterial eingebetteten reflektierenden Partikel verbessert werden. Dies liegt daran, dass ein Teil der elektromagnetischen Strahlung, die durch das Vergussmaterial propagieren kann, an den reflektierenden Partikeln gestreut werden kann, sodass insgesamt weniger elektromagnetische Strahlung aus dem Vergussmaterial heraustreten kann.
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Ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements weist die folgenden Verfahrensschritte auf: Ein Träger wird bereitgestellt. Eine optoelektronische Anordnung wird über einer Oberseite des Trägers angeordnet, wobei die optoelektronische Anordnung einen optoelektronischen Halbleiterchip umfasst. Ein Opferkörper wird über einer Strahlungsemissionsfläche der optoelektronischen Anordnung angeordnet. Die optoelektronische Anordnung und der Opferkörper werden in ein Vergussmaterial eingebettet, wobei eine Oberfläche des Vergussmaterials in Bezug auf die Oberseite des Trägers oberhalb der Strahlungsemissionsfläche der optoelektronischen Anordnung ausgebildet wird. Der Opferkörper wird entfernt.
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Vorteilhafterweise wird die Strahlungsemissionsfläche nicht von dem Vergussmaterial bedeckt, wenn der Opferkörper vor dem Anordnen des Vergussmaterials über der Strahlungsemissionsfläche angeordnet wird. Die optoelektronische Anordnung und der Opferkörper können derart in das Vergussmaterial eingebettet werden, dass die Oberfläche des Vergussmaterials in Bezug auf die Oberseite des Trägers oberhalb der Strahlungsemissionsfläche ausgebildet wird.
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In einer Ausführungsform umfasst das Anordnen der optoelektronischen Anordnung ein Anordnen eines wellenlängenkonvertierenden Materials auf dem optoelektronischen Halbleiterchip. Die Strahlungsemissionsfläche wird von einer Oberfläche des wellenlängenkonvertierenden Materials gebildet.
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In einer Ausführungsform wird ein Plättchen aus einem Fotolack, ein Salz oder ein Kunststoff als Opferkörper verwendet. Vorteilhafterweise kann ein Fotolack, ein Salz oder ein Kunststoff einfach entfernt werden.
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In einer Ausführungsform umfasst das Anordnen des Opferkörpers folgende Verfahrensschritte: Ein Fotolack wird über der Oberseite des Trägers angeordnet. Ein Abschnitt des Fotolacks über der Strahlungsemissionsfläche wird belichtet. Ein unbelichteter Abschnitt des Fotolacks wird entfernt, wobei der belichtete Abschnitt des Fotolacks oberhalb der Strahlungsemissionsfläche verbleibt und den Opferkörper bildet.
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In einer Ausführungsform erfolgt das Entfernen des Opferkörpers durch Auflösen oder durch Plasmaveraschung. Vorteilhafterweise kann der Opferkörper durch einen Auflöseprozess sehr einfach entfernt werden. Die Plasmaveraschung bietet den Vorteil, dass eine Verwendung von potentiell giftigen Lösemitteln entfallen kann.
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In einer Ausführungsform erfolgt das Auflösen des Opferkörpers mittels Wasser, Aceton, Natronlauge oder N-Methyl-2-pyrrolidon. Je nachdem welches Material der Opferkörper aufweist, kann das entsprechende Lösemittel verwendet werden. Wasser kann dazu verwendet werden, einen Fotolack oder ein Salz aufzulösen. Aceton kann als Lösemittel verwendet werden, falls der Opferkörper einen Kunststoff aufweist. Natronlauge und N-Methyl-2-pyrrolidon können geeignete Lösemittel für Fotolacke sein.
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In einer Ausführungsform wird der Opferkörper derart angeordnet, dass ein Teil des Opferkörpers die Strahlungsemissionsfläche lateral umgibt. Durch das Entfernen des Opferkörpers wird ein Hohlraum zwischen der Strahlungsemissionsfläche und dem Vergussmaterial erzeugt. Der Hohlraum zwischen der Strahlungsemissionsfläche und dem Vergussmaterial bietet den Vorteil, dass zwischen Luft und dem Vergussmaterial eine größere Brechzahldifferenz vorliegt, als beispielsweise zwischen dem wellenlängenkonvertierenden Material und dem Vergussmaterial. Durch die größere Brechzahldifferenz kann ein geringerer Teil der elektromagnetischen Strahlung in das Vergussmaterial eindringen, wodurch der Helligkeitskontrast des optoelektronischen Bauelements verbessert werden kann.
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In einer Ausführungsform weist der Opferkörper ein erstes Opfermaterial und ein zweites Opfermaterial auf. Das erste Opfermaterial wird über der Strahlungsemissionsfläche angeordnet. Das zweite Opfermaterial wird derart angeordnet, dass es die Strahlungsemissionsfläche lateral umgibt. Vorteilhafterweise kann die Verwendung eines ersten Opfermaterials und eines zweiten Opfermaterials die Erzeugung des Hohlraums vereinfachen.
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In einer Ausführungsform wird vor dem Anordnen des ersten Opfermaterials das zweite Opfermaterial über der Strahlungsemissionsfläche angeordnet. Beim oder nach dem Anordnen des ersten Opfermaterials wird ein Druck auf das erste Opfermaterial ausgeübt, wodurch ein Teil des zweiten Opfermaterials lateral über die Strahlungsemissionsfläche hinaustritt und zum Träger hinfließt, sodass das zweite Opfermaterial die Strahlungsemissionsfläche lateral umgibt.
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Vorteilhafterweise ermöglicht diese Ausführungsform des Verfahrens eine besonders einfache Erzeugung des Hohlraums. Beispielsweise kann als erstes Opfermaterial ein Plättchen aus einem Fotolack verwendet werden, während als zweites Opfermaterial ein flüssiger Fotolack verwendet werden kann.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, sind 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 schematischer Darstellung:
- 1: einen auf einer optoelektronischen Anordnung angeordneten Opferkörper;
- 2: die optoelektronische Anordnung und den Opferkörper, die in ein Vergussmaterial eingebettet sind;
- 3: ein optoelektronisches Bauelement gemäß einer ersten Ausführungsform;
- 4: einen Opferkörper, der eine Strahlungsemissionsfläche einer optoelektronischen Anordnung lateral umgibt;
- 5: die optoelektronische Anordnung und den Opferkörper, die in ein Vergussmaterial eingebettet sind;
- 6: ein optoelektronisches Bauelement gemäß einer zweiten Ausführungsform;
- 7: eine optoelektronische Anordnung, die von einem Damm lateral umgeben ist;
- 8: die in einen Fotolack eingebettete optoelektronische Anordnung;
- 9: ein Belichten eines Abschnitts des Fotolacks über einer Strahlungsemissionsfläche der optoelektronischen Anordnung;
- 10: einen durch das Belichten des Fotolacks erzeugten Opferkörper;
- 11: den über der Strahlungsemissionsfläche verbliebenen belichteten Abschnitt des Fotolacks, nachdem ein unbelichteter Abschnitt des Fotolacks entfernt wurde;
- 12: die optoelektronische Anordnung und den durch das Belichten erzeugten Opferkörper, die in ein Vergussmaterial eingebettet sind;
- 13: ein optoelektronisches Bauelement gemäß einer dritten Ausführungsform.
- 1 bis 3 zeigen jeweils in einer schematischen Darstellung ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements 1 gemäß einer ersten Ausführungsform.
- 1 zeigt einen Bearbeitungszustand, nachdem einige Verfahrensschritte durchgeführt wurden.
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Ein Träger 4 mit einer Oberseite 5 wurde bereitgestellt. Der Träger 4 kann beispielsweise ein Metall, einen Halbleiter, ein Halbleiteroxid, ein Glas oder eine Keramik aufweisen.
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Über der Oberseite 5 des Trägers 4 wurde eine optoelektronische Anordnung 6 angeordnet. Die optoelektronische Anordnung 6 umfasst einen optoelektronischen Halbleiterchip 7. Der optoelektronische Halbleiterchip 7 weist eine Oberseite 8, eine Unterseite 9 und Seitenflächen 10 auf. Der optoelektronische Halbleiterchip 7 wurde mit seiner Unterseite 9 über der Oberseite 5 des Trägers 4 angeordnet. Der optoelektronische Halbleiterchip 7 ist dazu ausgebildet, elektromagnetische Strahlung an seiner Oberseite 8 zu emittieren. Der optoelektronische Halbleiterchip 7 kann beispielsweise als Leuchtdiodenchip ausgebildet sein.
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Der optoelektronische Halbleiterchip 7 weist eine Halbleiterschichtenfolge auf. Innerhalb der Halbleiterschichtenfolge ist eine aktive Zone ausgebildet. Innerhalb der aktiven Zone kann durch eine Ladungsträgerrekombination elektromagnetische Strahlung erzeugt werden. Um den optoelektronischen Halbleiterchip 7 mit einer elektrischen Energie für den Betrieb zu versorgen, muss die Halbleiterschichtenfolge oberhalb der aktiven Zone und unterhalb der aktiven Zone elektrisch kontaktiert werden. Zur elektrischen Kontaktierung der Halbleiterschichtenfolge oberhalb der aktiven Zone ist ein erstes Kontaktelement 16 auf der Oberseite 8 des optoelektronischen Halbleiterchips 7 angeordnet. Das erste Kontaktelement 16 ist mittels eines Bonddrahts 15 mit einem zweiten Kontaktelement 17 elektrisch verbunden. Das zweite Kontaktelement 17 ist auf der Oberseite 5 des Trägers 4 angeordnet. Zur elektrischen Kontaktierung der Halbleiterschichtenfolge unterhalb der aktiven Zone kann der Träger 4 eine elektrische Leiterbahn aufweisen, die in 1 nicht dargestellt ist. Beispielsweise kann der Träger 4 als keramische Leiterplatte ausgebildet sein, die die elektrische Leiterbahn aufweist. Der optoelektronische Halbleiterchip 7 weist an seiner Unterseite 9 ein drittes Kontaktelement auf, das auf der elektrischen Leiterbahn angeordnet ist. Die in 1 dargestellte Variante der elektrischen Kontaktierung des optoelektronischen Halbleiterchips 7 ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Beispielsweise können das erste Kontaktelement 16 und das dritte Kontaktelement gemeinsam an der Unterseite 9 des optoelektronischen Halbleiterchips 7 angeordnet sein. In diesem Fall weist der Träger 4 jeweils eine elektrische Leiterbahn für das erste Kontaktelement 16 und für das dritte Kontaktelement auf. Es ist jedoch auch möglich, dass das erste Kontaktelement 16 und das dritte Kontaktelement gemeinsam an der Oberseite 8 des optoelektronischen Halbleiterchips 7 angeordnet sind. In diesem Fall ist das dritte Kontaktelement mittels eines weiteren Bonddrahts mit einem vierten Kontaktelement elektrisch verbunden, wobei das vierte Kontaktelement auf der Oberseite 5 des Trägers 4 angeordnet ist.
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Die optoelektronische Anordnung 6 umfasst neben dem optoelektronischen Halbleiterchip 7 auch ein wellenlängenkonvertierendes Material 11. Das wellenlängenkonvertierende Material 11 wurde über der Oberseite 8 des optoelektronischen Halbleiterchips 7 angeordnet. Das wellenlängenkonvertierende Material 11 kann beispielsweise ein Silikon mit darin eingebetteten wellenlängenkonvertierenden Partikeln aufweisen. Die wellenlängenkonvertierenden Partikel können beispielsweise mit Ce3+-Ionen dotiertes Yttrium-Aluminium-Granat aufweisen. Das wellenlängenkonvertierende Material 11 ist dazu vorgesehen, vom optoelektronischen Halbleiterchip 7 emittierte elektromagnetische Strahlung hinsichtlich einer Wellenlänge zu konvertieren. Beispielsweise kann das wellenlängenkonvertierende Material 11 dazu ausgebildet sein, blaues Licht partiell in gelbes Licht umzuwandeln. In diesem Fall kann die optoelektronische Anordnung 6 insgesamt weißes Licht abstrahlen.
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In dem in 1 dargestellten Beispiel wird eine Strahlungsemissionsfläche 14 der optoelektronischen Anordnung 6 durch eine Oberfläche 12 des wellenlängenkonvertierenden Materials 11 gebildet. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Das wellenlängenkonvertierende Material 11 kann auch entfallen. In diesem Fall wird die Strahlungsemissionsfläche 14 von der Oberseite 8 des optoelektronischen Halbleiterchips 7 gebildet.
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Über dem wellenlängenkonvertierenden Material 11 wurde ein Opferkörper 18 angeordnet. Der Opferkörper 18 kann beispielsweise einen Fotolack, ein Salz oder einen Kunststoff aufweisen. Der Opferkörper 18 kann beispielsweise als ein Plättchen eines Trocken-Fotolacks ausgebildet sein.
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2 zeigt einen der 1 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungszustand beim Herstellen des optoelektronischen Bauelements 1 gemäß der ersten Ausführungsform.
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Ein Vergussmaterial 21 wurde über der Oberseite 5 des Trägers 4 angeordnet. Das Vergussmaterial 21 wurde derart angeordnet, dass die optoelektronische Anordnung 6 und der Opferkörper 18 in das Vergussmaterial 21 eingebettet sind. Das Vergussmaterial 21 weist einen Kunststoff, beispielsweise ein Silikon, auf. In der beispielhaften Darstellung der 2 wurde das Vergussmaterial 21 derart angeordnet, dass eine Oberfläche 22 des Vergussmaterials 21 in einer Ebene mit einer Oberfläche 31 des Opferkörpers 18 liegt. Dies ist nicht zwingend erforderlich. Erforderlich ist lediglich, dass die Oberfläche 22 des Vergussmaterials 21 oberhalb der Strahlungsemissionsfläche 14 ausgebildet wird.
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Das Vergussmaterial 21 kann beispielsweise mittels Spritzpressen, beispielsweise mittels folienunterstütztem Spritzpressen (Englisch: film-assisted transfer molding), über der Oberseite 5 des Trägers 4 angeordnet werden. Zum Einbetten der optoelektronischen Anordnung 6 und des Opferkörpers 18 in das Vergussmaterial 21 wird beim folienunterstützten Spritzpressen ein Formwerkzeug verwendet. Das Formwerkzeug weist einen oberen Teil und einen unteren Teil auf. Der obere Teil und der untere Teil des Formwerkzeugs schließen eine Formkaverne ein. Der obere und der untere Teil des Formwerkzeugs weisen eine Innenwandung auf. Am oberen Teil des Formwerkzeugs ist an der Innenwandung eine erste Folie angeordnet. Am unteren Teil des Formwerkzeugs ist an der Innenwandung eine zweite Folie angeordnet. Die erste und die zweite Folie können beispielsweise Teflonfolien sein. Das Vergussmaterial 21 wird innerhalb der Formkaverne angeordnet. Damit die Oberseite 31 des Opferkörpers 18 frei von dem Vergussmaterial 21 bleibt, wird die Oberseite 31 des Opferkörpers 18 beim Anordnen des Vergussmaterials 21 an die erste Folie gepresst. Eine Unterseite 32 des Trägers 4 wird beim folienunterstützten Spritzpressen an die zweite Folie gepresst.
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3 zeigt eine schematische Darstellung des fertigen optoelektronischen Bauelements 1 gemäß der ersten Ausführungsform in einer seitlichen Schnittansicht.
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Der Opferkörper wurde entfernt, wodurch die Strahlungsemissionsfläche 14 freigelegt wurde. Je nachdem welches Material der Opferkörper aufweist, kann der Opferkörper auf verschiedene Art und Weisen entfernt werden. Weist der Opferkörper etwa einen Fotolack auf, so kann dieser wasserlöslich sein und mittels Wasser aufgelöst werden. Alternativ kann ein Fotolack auch mit Natronlauge oder N-Methyl-2-pyrrolidon aufgelöst werden. Weist der Opferkörper ein Salz auf, so kann das Salz ebenfalls mit Wasser aufgelöst werden. Weist der Opferkörper einen Kunststoff auf, so kann er beispielsweise mittels Aceton entfernt werden. Alternativ zum Auflösen des Opferkörpers mittels eines Lösemittels, kann das Entfernen des Opferkörpers auch mittels Plasmaveraschung erfolgen. Die Methode der Plasmaveraschung kann verwendet werden, wenn der Opferkörper einen Fotolack aufweist. Bei der Plasmaveraschung wird ein mikrowellenangeregtes Sauerstoffplasma verwendet, um den Fotolack zu zersetzen und/oder zu oxidieren, wobei gasförmige Reaktionsprodukte entstehen.
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Die Strahlungsemissionsfläche 14 ist in Bezug auf die Oberseite 5 des Trägers 4 unterhalb der Oberfläche 22 des Vergussmaterials 21 ausgebildet. Im Betrieb der optoelektronischen Anordnung 6 kann ein Teil der an der Strahlungsemissionsfläche 14 abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung in das Vergussmaterial 21 dringen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die optoelektronische Anordnung 6 das wellenlängenkonvertierende Material 11 aufweist. Dadurch dass ein Teil der elektromagnetischen Strahlung durch das Vergussmaterial 21 propagieren muss, kann ein Teil der durch das Vergussmaterial 21 propagierenden elektromagnetischen Strahlung absorbiert werden. Dadurch kann lediglich ein Teil der in das Vergussmaterial 21 eingedrungenen elektromagnetischen Strahlung an der Oberfläche 22 aus dem Vergussmaterial 21 treten. Auf diese Weise kann es gelingen, dass ein Helligkeitskontrast zwischen der Strahlungsemissionsfläche 14 und der die Strahlungsemissionsfläche 14 umgebenden Oberfläche 22 des Vergussmaterials 21 verbessert wird.
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Alternativ kann der Helligkeitskontrast weiterhin optimiert werden, indem das Vergussmaterial 21 eingebettete reflektierende Partikel aufweist. Die reflektierenden Partikel können beispielsweise Siliziumdioxid oder Titandioxid aufweisen. Durch die in das Vergussmaterial 21 eingebetteten reflektierenden Partikel kann elektromagnetische Strahlung, die an der Strahlungsemissionsfläche 14 emittiert wird, an einer senkrecht zur Oberfläche 22 des Vergussmaterials 21 ausgebildeten Wandung 33 des Vergussmaterials 21 reflektiert werden. Dadurch kann es gelingen, dass die elektromagnetische Strahlung im Wesentlichen oberhalb der Strahlungsemissionsfläche 14 abgestrahlt wird.
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4 bis 6 zeigen verschiedene Bearbeitungszustände beim Herstellen eines optoelektronischen Bauelements 2 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Das optoelektronische Bauelement 2 gemäß der zweiten Ausführungsform weist eine große Ähnlichkeit zum optoelektronischen Bauelement 1 gemäß der ersten Ausführungsform auf. In der nachfolgenden Beschreibung werden lediglich die Unterschiede des optoelektronischen Bauelements 2 zum optoelektronischen Bauelement 1 erläutert.
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4 zeigt einen ersten Bearbeitungszustand beim Herstellen des optoelektronischen Bauelements 2 gemäß der zweiten Ausführungsform.
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Der Opferkörper 18 wurde derart angeordnet, dass ein Teil des Opferkörpers 18 die Strahlungsemissionsfläche 14 lateral umgibt. Im dargestellten Beispiel der 4 wurde ein erstes Opfermaterial 19 des Opferkörpers 18 ausschließlich über der Strahlungsemissionsfläche 14 angeordnet, während ein zweites Opfermaterial 20 des Opferkörpers 18 derart angeordnet wurde, dass das zweite Opfermaterial 20 die Strahlungsemissionsfläche 14 lateral umgibt. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Es ist auch möglich, dass der Opferkörper 18 lediglich ein Opfermaterial aufweist. In diesem Fall ist ein zusammenhängender Opferkörper 18 derart angeordnet worden, dass ein Teil des Opferkörpers 18 oberhalb der Strahlungsemissionsfläche 14 angeordnet ist und ein Teil des Opferkörpers 18 die Strahlungsemissionsfläche 14 lateral umgibt.
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Das erste Opfermaterial 19 kann beispielsweise ein Plättchen aus einem Fotolack sein. Das zweite Opfermaterial 20 kann beispielsweise ein flüssiger Fotolack sein. In diesem Fall wird vor dem Anordnen des ersten Opfermaterials 19 über der Strahlungsemissionsfläche 14 das zweite Opfermaterial 20 über der Strahlungsemissionsfläche 14 angeordnet. Beim oder nach dem Anordnen des ersten Opfermaterials 19 über der Strahlungsemissionsfläche 14 und dem zweiten Opfermaterial 20 wird ein Druck auf das erste Opfermaterial 19 ausgeübt, wodurch ein Teil des zweiten Opfermaterials 20 lateral über die Strahlungsemissionsfläche 14 hinaustritt und zur Oberseite 5 des Trägers 4 hinfließt, sodass das zweite Opfermaterial 20 die Strahlungsemissionsfläche 14 lateral umgibt.
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5 zeigt einen der 4 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungszustand beim Herstellen des optoelektronischen Bauelements 2 gemäß der zweiten Ausführungsform.
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Wie beim Herstellen des optoelektronischen Bauelements 1 gemäß der ersten Ausführungsform wurden die optoelektronische Anordnung 6 und der Opferkörper 18 in das Vergussmaterial 21 eingebettet. Das Anordnen des Vergussmaterials 21 kann auch in diesem Fall beispielsweise mittels folienunterstütztem Spritzpressen erfolgen.
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6 zeigt das optoelektronische Bauelement 2 gemäß der zweiten Ausführungsform in einer schematischen und seitlichen Schnittansicht.
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Das erste Opfermaterial 19 und das zweite Opfermaterial 20 des Opferkörpers 18 wurden entfernt. Dadurch, dass das zweite Opfermaterial 20 die Strahlungsemissionsfläche 14 lateral umgeben hat, wurde durch das Entfernen des zweiten Opfermaterials 20 ein Hohlraum 23 zwischen der Strahlungsemissionsfläche 14 und dem Vergussmaterial 21 erzeugt. Verglichen mit der ersten Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements 1 liegt beim optoelektronischen Bauelement 2 gemäß der zweiten Ausführungsform hinsichtlich eines Eintritts von elektromagnetischer Strahlung in das Vergussmaterial 21 eine größere Brechzahldifferenz vor. Statt dass die elektromagnetische Strahlung aus dem wellenlängenkonvertierenden Material 11 in das Vergussmaterial 21 tritt, liegt nun die Situation vor, dass die elektromagnetische Strahlung aus dem Hohlraum 23, der mit Luft befüllt ist, in das Vergussmaterial 21 treten muss. Durch die größere Brechzahldifferenz kann das optoelektronische Bauelement 2 einen verbesserten Helligkeitskontrast aufweisen.
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7 bis 13 zeigen verschiedene Bearbeitungszustände beim Herstellen eines optoelektronischen Bauelements 3 gemäß einer dritten Ausführungsform.
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7 zeigt einen ersten Bearbeitungszustand beim Herstellen des optoelektronischen Bauelements 3 gemäß der dritten Ausführungsform.
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Über der Oberseite 5 des Trägers 4 wurde die optoelektronische Anordnung 6 angeordnet. Neben der optoelektronischen Anordnung 6 wurde ein Damm 24 über der Oberseite 5 des Trägers 4 angeordnet. Der Damm 24 wurde derart angeordnet, dass er die optoelektronische Anordnung 6 lateral umgibt. Der Damm 24 kann einen Kunststoff, beispielsweise ein Silikon oder ein Epoxid, aufweisen.
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8 zeigt einen der 7 nachfolgenden Bearbeitungszustand beim Herstellen des optoelektronischen Bauelements 3 gemäß der dritten Ausführungsform.
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Ein Fotolack 25 wurde über der Oberseite 5 des Trägers 4 derart angeordnet, dass die optoelektronische Anordnung 6 in den Fotolack 25 eingebettet ist. Der Fotolack 25 wurde dabei innerhalb des Damms 24 angeordnet. Der Fotolack 25 wurde dabei bis zu einer Oberkante 35 des Damms 24 angeordnet. Dies ist nicht zwingend erforderlich. Erforderlich ist jedoch, dass der Fotolack 25 derart angeordnet wird, dass eine Oberfläche 34 des Fotolacks 25 in Bezug auf die Oberseite 5 des Trägers 4 oberhalb der Strahlungsemissionsfläche 14 ausgebildet ist.
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9 zeigt einen der 8 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsschritt beim Herstellen des optoelektronischen Bauelements 3 gemäß der dritten Ausführungsform.
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Eine Schattenmaske 29 wird dazu verwendet, den Fotolack 25 mit elektromagnetischer Strahlung 28 zu belichten. Die Schattenmaske 29 weist eine Öffnung 30 auf, durch die die elektromagnetische Strahlung 28 auf den Fotolack 25 treffen kann. Die Schattenmaske 29 wird derart über dem Fotolack 25 positioniert, dass die Öffnung 30 ausschließlich oberhalb der Strahlungsemissionsfläche 14 angeordnet ist. Auf diese Weise trifft die elektromagnetische Strahlung 28 lediglich auf einen Abschnitt des Fotolacks 25, der oberhalb der Strahlungsemissionsfläche 14 ausgebildet ist. Die elektromagnetische Strahlung 28 kann beispielsweise UV-Strahlung sein. Durch die Belichtung des Fotolacks 25 oberhalb der Strahlungsemissionsfläche 14 kann der Fotolack 25 polymerisieren. Beim Fotolack 25 handelt es sich also um einen Negativlack.
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10 zeigt das Ergebnis der Belichtung des Fotolacks 25 in einer schematischen seitlichen Schnittansicht.
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Durch die Belichtung des Fotolacks 25 oberhalb der Strahlungsemissionsfläche 14 ist ein belichteter Abschnitt 26 des Fotolacks 25 polymerisiert. Ein unbelichteter Abschnitt 27 des Fotolacks 25 ist hingegen nicht polymerisiert. Der belichtete Abschnitt 26 des Fotolacks 25 ist dazu vorgesehen, den Opferkörper 18 zu bilden.
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11 zeigt einen der 10 nachfolgenden Bearbeitungszustand beim Herstellen des optoelektronischen Bauelements 3 gemäß der dritten Ausführungsform.
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Der unbelichtete Abschnitt 27 des Fotolacks 25 wurde entfernt. Dadurch verbleibt lediglich der belichtete Abschnitt 26 des Fotolacks 25 oberhalb der Strahlungsemissionsfläche 14. Der belichtete Abschnitt 26 des Fotolacks 25 ist polymerisiert und bildet den Opferkörper 18.
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12 zeigt einen der 11 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungszustand beim Herstellen des optoelektronischen Bauelements 3 gemäß der dritten Ausführungsform.
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Das Vergussmaterial 21 wurde über der Oberseite 5 des Trägers 4 und innerhalb des Damms 24 angeordnet und bettet die optoelektronische Anordnung 6 und den Opferkörper 18 ein. Es kann sein, dass der Damm 24 beim Entfernen des unbelichteten Abschnitts 27 des Fotolacks 25 ebenfalls entfernt wird. In diesem Fall kann ein weiterer Damm auf dem Träger 4 angeordnet werden, bevor das Vergussmaterial 21 angeordnet wird.
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13 zeigt das fertige optoelektronische Bauelement 3 gemäß der dritten Ausführungsform in einer schematischen seitlichen Schnittansicht.
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Der Opferkörper 18, der durch Belichtung des Fotolacks 25 erzeugt wurde, wurde entfernt. Dadurch wurde die Strahlungsemissionsfläche 14 freigelegt. Die Strahlungsemissionsfläche 14 ist in Bezug auf die Oberseite 5 des Trägers 4 unterhalb der Oberfläche 22 des Vergussmaterials 21 ausgebildet.
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Die optoelektronischen Bauelemente 1, 2, 3 gemäß der ersten, zweiten und dritten Ausführungsform weisen jeweils lediglich eine optoelektronische Anordnung 6 auf. Dies ist nicht zwingend erforderlich. Die optoelektronischen Bauelemente 1, 2, 3 können auch eine Mehrzahl von optoelektronischen Anordnungen 6 aufweisen. Wird eine Mehrzahl von optoelektronischen Anordnungen 6 verwendet, so ist es möglich, die in das Vergussmaterial 21 eingebetteten optoelektronischen Anordnungen 6 zu vereinzeln. Die Vereinzelung kann beispielsweise mittels eines Sägeprozesses erfolgen. Dadurch können individuelle Einheiten mit zumindest einer optoelektronischen Anordnung 6 erzeugt werden.
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Die vorliegende Erfindung wurde anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben. Dennoch ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Beispiele beschränkt. Vielmehr können hieraus andere Variationen vom Fachmann abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- optoelektronisches Bauelement gemäß der ersten Ausführungsform
- 2
- optoelektronisches Bauelement gemäß der zweiten Ausführungsform
- 3
- optoelektronisches Bauelement gemäß der dritten Ausführungsform
- 4
- Träger
- 5
- Oberseite des Trägers
- 6
- optoelektronische Anordnung
- 7
- optoelektronischer Halbleiterchip der optoelektronischen Anordnung
- 8
- Oberseite des optoelektronischen Halbleiterchips
- 9
- Unterseite des optoelektronischen Halbleiterchips
- 10
- Seitenflächen des optoelektronischen Halbleiterchips
- 11
- wellenlängenkonvertierendes Material der optoelektronischen Anordnung
- 12
- Oberfläche des wellenlängenkonvertierenden Materials
- 13
- Seitenflächen des wellenlängenkonvertierenden Materials
- 14
- Strahlungsemissionsfläche der optoelektronischen Anordnung
- 15
- Bonddraht
- 16
- erstes Kontaktelement
- 17
- zweites Kontaktelement
- 18
- Opferkörper
- 19
- erstes Opfermaterial des Opferkörpers
- 20
- zweites Opfermaterial des Opferkörpers
- 21
- Vergussmaterial
- 22
- Oberfläche des Vergussmaterials
- 23
- Hohlraum zwischen Strahlungsemissionsfläche und Vergussmaterial
- 24
- Damm
- 25
- Fotolack
- 26
- belichteter Abschnitt des Fotolacks
- 27
- unbelichteter Abschnitt des Fotolacks
- 28
- elektromagnetische Strahlung
- 29
- Schattenmaske
- 30
- Öffnung der Schattenmaske
- 31
- Oberfläche des Opferkörpers
- 32
- Unterseite des Trägers
- 33
- Wandung des Vergussmaterials
- 34
- Oberfläche des Fotolacks
- 35
- Oberkante des Damms
