DE102018124121A1 - Optoelectronic device and connecting element - Google Patents

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Abstract

Eine optoelektronische Vorrichtung umfasst:einen Träger für wenigstens ein optoelektronisches Halbleiterbauteil,das wenigstens eine optoelektronische Halbleiterbauteil, undwenigstens ein Verbindungselement zur Herstellung wenigstens einer elektrischen Verbindung zwischen dem Träger und dem wenigstens einen optoelektronischen Halbleiterbauteil,wobei das Verbindungselement einen Basiskörper aufweist, undwobei das Verbindungselement wenigstens eine elektrische Leitung aufweist, die sich von einer Unterseite des Basiskörpers bis zu einer Oberseite des Basiskörpers erstreckt.An optoelectronic device comprises: a carrier for at least one optoelectronic semiconductor component, the at least one optoelectronic semiconductor component, and at least one connecting element for producing at least one electrical connection between the carrier and the at least one optoelectronic semiconductor component, the connecting element having a base body, and the connecting element having at least one has electrical line, which extends from a bottom of the base body to an upper side of the base body.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine optoelektronische Vorrichtung, ein Verbindungselement zur Herstellung wenigstens einer elektrischen Verbindung zwischen einem Träger und einem optoelektronischen Halbleiterbauteil einer optoelektronischen Vorrichtung, einen Satz von mehreren Verbindungselementen, und ein Verfahren zur Herstellung einer optoelektronischen Vorrichtung.The present invention relates to an optoelectronic device, a connecting element for producing at least one electrical connection between a carrier and an optoelectronic semiconductor component of an optoelectronic device, a set of a plurality of connecting elements, and a method for producing an optoelectronic device.

Optoelektronische Vorrichtungen, die ein optoelektronisches Halbleiterbauteil, wie etwa eine LED, einen Halbleiterlaser und/oder eine Fotodiode, aufweisen, sind bekannt. Auch ist es bekannt, das optoelektronische Halbleiterbauteil auf einem Träger, der auch als Leadframe bezeichnet wird, anzuordnen. Die elektrischen Anschlüsse des optoelektronischen Halbleiterbauteils können dabei nicht direkt an Leiterbahnen auf dem Träger angeschlossen sein. Vielmehr kann zur Herstellung von elektrischen Verbindungen zwischen dem Halbleiterbauteil und dem Träger ein Verbindungselement vorgesehen sein, das auch als Interposer bezeichnet wird. Über das Verbindungselement können insbesondere elektrische Leitungen auf dem Träger mit zugeordneten elektrischen Leitungen des Halbleiterbauteils verbunden werden.Optoelectronic devices which have an optoelectronic semiconductor component, such as an LED, a semiconductor laser and / or a photodiode, are known. It is also known to arrange the optoelectronic semiconductor component on a carrier, which is also referred to as a leadframe. The electrical connections of the optoelectronic semiconductor component cannot be connected directly to conductor tracks on the carrier. Rather, a connecting element, which is also referred to as an interposer, can be provided for establishing electrical connections between the semiconductor component and the carrier. In particular, electrical lines on the carrier can be connected to associated electrical lines of the semiconductor component via the connecting element.

Der vorliegenden Erfindung liegt unter anderem die Aufgabe zugrunde, eine optoelektronische Vorrichtung mit einem verbesserten Verbindungselement bereitzustellen.One of the objects of the present invention is to provide an optoelectronic device with an improved connecting element.

Die Aufgabe wird durch eine optoelektronische Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.The object is achieved by an optoelectronic device with the features of claim 1. Preferred embodiments and developments of the invention are specified in the dependent claims.

Eine erfindungsgemäße optoelektronische Vorrichtung umfasst einen Träger für wenigstens ein optoelektronisches Halbleiterbauteil, das wenigstens eine optoelektronische Halbleiterbauteil und wenigstens ein Verbindungselement zur Herstellung wenigstens einer elektrischen Verbindung zwischen dem Träger und dem wenigstens einen optoelektronischen Halbleiterbauteil, wobei das Verbindungselement einen elektrisch nichtleitenden Basiskörper aufweist, und wobei das Verbindungselement wenigstens eine elektrische Leitung aufweist, die sich von einer Unterseite des Basiskörpers bis zu einer Oberseite des Basiskörpers erstreckt.An optoelectronic device according to the invention comprises a carrier for at least one optoelectronic semiconductor component, the at least one optoelectronic semiconductor component and at least one connecting element for establishing at least one electrical connection between the carrier and the at least one optoelectronic semiconductor component, the connecting element having an electrically nonconductive base body, and wherein Connecting element has at least one electrical line, which extends from an underside of the base body to an upper side of the base body.

Bei der erfindungsgemäßen optoelektronischen Vorrichtung kann das Verbindungselement in einfacher und kostengünstiger Weise hergestellt werden. Der Basiskörper kann als ein Kunststoffbauteil, insbesondere als ein spritzgegossenes Kunststoffbauteil, ausgestaltet sein. Die Herstellung des Basiskörpers ist daher auf besonders einfache und kostengünstige Weise möglich.In the optoelectronic device according to the invention, the connecting element can be produced in a simple and inexpensive manner. The base body can be designed as a plastic component, in particular as an injection molded plastic component. The production of the base body is therefore possible in a particularly simple and inexpensive manner.

Der Basiskörper kann wenigstens eines der folgenden Materialien umfassen oder daraus bestehen:

  • - Duroplast,
  • - einen keramischen Werkstoff,
  • - einen Verbundwerkstoff, insbesondere auf Polymerba sis,
  • - ein Material, insbesondere ein spritzgegossenes Material, mit Füllpartikeln, wobei die Füllpartikel vorzugsweise ein Glasfasermaterial oder ein Polymer aufweisen.
The base body can comprise or consist of at least one of the following materials:
  • - thermoset,
  • - a ceramic material,
  • a composite material, in particular based on polymer,
  • - A material, in particular an injection molded material, with filler particles, the filler particles preferably having a glass fiber material or a polymer.

Das Verbindungselement kann dadurch ebenfalls einfach, kostengünstig und, z.B. bei Verwendung eines Verbundwerkstoffs, mit verbesserten thermischen und/oder mechanischen Eigenschaften hergestellt werden.The connecting element can also be simple, inexpensive and, e.g. when using a composite material with improved thermal and / or mechanical properties.

Bei der Ausgestaltung des Basiskörpers in Form eines spritzgegossenen Kunststoffbauteils können, bedingt durch den Herstellungsprozess, die Außenabmessungen des Verbindungselements nur geringe Toleranzen in Bezug auf vorgegebene Nennmaße zeigen. Die Außenabmessungen eines Kunststoffbauteils bzw. deren Toleranzen werden insbesondere durch das Spritzgießwerkzeug bestimmt und können bei Außenabmessungen im Millimeterbereich ca. +/- 0,03 mm betragen. Die Verbindungselemente lassen sich somit in großer Zahl mit geringen Schwankungen in den Außenabmessungen realisieren.When designing the base body in the form of an injection-molded plastic component, the outer dimensions of the connecting element can show only slight tolerances with respect to the specified nominal dimensions due to the manufacturing process. The external dimensions of a plastic component or their tolerances are determined in particular by the injection mold and can be approximately +/- 0.03 mm in the case of external dimensions in the millimeter range. The connecting elements can thus be implemented in large numbers with slight fluctuations in the outer dimensions.

Außerdem lassen sich auf einem, insbesondere spritzgegossenen, Kunststoffbauteil besonders einfach eine oder mehrere elektrische Leitungen, insbesondere in Form von Leiterbahnen, anordnen bzw. ausbilden. Diese elektrischen Leitungen können eine geringe Induktivität, zum Beispiel im Bereich von ca. 0,1 Nano-Henry, aufweisen. Dadurch kann der Beitrag des Verbindungselements zur Induktivität der optoelektronischen Vorrichtung zumindest im Wesentlichen vernachlässigt werden.In addition, one or more electrical lines, in particular in the form of conductor tracks, can be arranged or formed particularly easily on a, in particular injection-molded, plastic component. These electrical lines can have a low inductance, for example in the range of approximately 0.1 nano-Henry. As a result, the contribution of the connecting element to the inductance of the optoelectronic device can be at least essentially neglected.

Bei Verwendung eines spritzgegossenen Kunststoffbauteils als Basiskörper des Verbindungselements kann das Verbindungselement auch als ein MID-basierter Interposer (MID für Molded Interconnect Device) angesehen werden, auf welchem die elektrischen Leitungen mit geringer Induktivität ausgebildet werden können.When using an injection molded plastic component as the base body of the connecting element, the connecting element can also be regarded as a MID-based interposer (MID for Molded Interconnect Device), on which the electrical lines with low inductance can be formed.

Die wenigstens eine elektrische Leitung kann an der Unterseite des Basiskörpers mit einer Leiterbahn des Trägers, bei dem es sich insbesondere um einen Leiterrahmen bzw. Leadframe handelt, verbunden werden. Die wenigstens eine elektrische Leitung kann an der Oberseite des Basiskörpers mit einer elektrischen Leitung des Halbleiterbauteils verbunden werden.The at least one electrical line can be connected on the underside of the base body to a conductor track of the carrier, which is in particular a lead frame or lead frame, get connected. The at least one electrical line can be connected at the top of the base body to an electrical line of the semiconductor component.

Vorzugsweise ist die Unterseite des Basiskörpers auf der Oberseite des Trägers angeordnet. Das Halbleiterbauteil kann auf der Oberseite des Basiskörpers angeordnet sein. Alternativ kann das Halbleiterbauteil auf der Oberseite des Trägers angeordnet sein und es kann nur ein jeweiliger elektrischer Anschluss des Halbleierbauteils zur Oberseite des Basiskörpers geführt sein, um den elektrischen Anschluss mit der elektrischen Leitung auf der Oberseite des Basiskörpers zu verbinden.The lower side of the base body is preferably arranged on the upper side of the carrier. The semiconductor component can be arranged on the top of the base body. Alternatively, the semiconductor component can be arranged on the top side of the carrier and only one respective electrical connection of the semi-egg component can be led to the top side of the base body in order to connect the electrical connection to the electrical line on the top side of the base body.

Die wenigstens eine elektrische Leitung des Verbindungselements ist vorzugsweise auf der Oberfläche des Basiskörpers angeordnet oder ausgebildet. Zur Aufbringung der wenigstens einen elektrischen Leitung auf die Oberfläche des Basiskörpers und/oder eventuell auch von schirmenden Flächen kann ein Zwei-Komponenten-Spritzgussverfahren, ein Heißprägen, ein Maskenbelichtungsverfahren, ein Laserstrukturierungsverfahren und/oder ein Folienhinterspritzverfahren eingesetzt werden.The at least one electrical line of the connecting element is preferably arranged or formed on the surface of the base body. A two-component injection molding process, hot stamping, a mask exposure process, a laser structuring process and / or a film back injection process can be used to apply the at least one electrical line to the surface of the base body and / or possibly also to shielding surfaces.

Die wenigstens eine elektrische Leitung des Verbindungselements ist insbesondere ausschließlich auf der Oberfläche des Basiskörpers angeordnet oder ausgebildet. Insbesondere verläuft kein Abschnitt der elektrischen Leitung des Verbindungselements durch den Basiskörper hindurch. Die Herstellung des Basiskörpers, z.B. als Quader, und der wenigstens einen elektrischen Leitung wird dadurch vereinfacht.The at least one electrical line of the connecting element is in particular arranged or formed exclusively on the surface of the base body. In particular, no section of the electrical line of the connecting element runs through the base body. The manufacture of the base body, e.g. as a cuboid, and the at least one electrical line is simplified.

Bevorzugt weist die wenigstens eine elektrische Leitung einen ersten Leitungsabschnitt auf, der an der Unterseite des Basiskörpers angeordnet ist, einen zweiten Leitungsabschnitt, der an der Oberseite des Basiskörpers angeordnet ist, und einen dritten Leitungsabschnitt, der an einer seitlichen Außenseite des Basiskörpers angeordnet ist. Die elektrische Leitung verläuft somit auf der Oberfläche des Basiskörpers und verbindet den ersten Leitungsabschnitt an der Unterseite mit dem zweiten Leitungsabschnitt an der Oberseite über den dritten Leitungsabschnitt. The at least one electrical line preferably has a first line section which is arranged on the underside of the base body, a second line section which is arranged on the top side of the base body, and a third line section which is arranged on a lateral outside of the base body. The electrical line thus runs on the surface of the base body and connects the first line section on the underside to the second line section on the top side via the third line section.

Die seitliche Außenseite verbindet die Oberseite mit der Unterseite. Insbesondere kann die seitliche Außenseite senkrecht zur Oberfläche des Trägers verlaufen.The side outside connects the top with the bottom. In particular, the lateral outside can run perpendicular to the surface of the carrier.

Der erste Leitungsabschnitt kann eine Kontaktfläche an der Unterseite des Basiskörpers aufweisen, über die eine Kontaktierung mit einer Kontaktfläche auf der Trägeroberfläche erfolgen kann. In der entsprechenden Weise kann der zweite Leitungsabschnitt an der Oberseite des Basiskörpers eine Kontaktfläche aufweisen, an welcher eine Kontaktierung mit einem elektrischen Kontakt des optoelektronischen Halbleiterbauteil erfolgen kann.The first line section can have a contact area on the underside of the base body, via which contact can be made with a contact area on the carrier surface. In a corresponding manner, the second line section on the upper side of the base body can have a contact surface on which contact can be made with an electrical contact of the optoelectronic semiconductor component.

Die Leitungsabschnitte können als Leiterbahnen ausgebildet sein. Die Leitungsabschnitte, insbesondere der an einer seitlichen Außenseite liegende dritte Leitungsabschnitt, sind bevorzugt als geradlinig verlaufende Leitungsabschnitte ausgestaltet. Dadurch kann die Induktivität der elektrischen Leitung gering gehalten werden.The line sections can be designed as conductor tracks. The line sections, in particular the third line section lying on a lateral outer side, are preferably designed as straight line sections. As a result, the inductance of the electrical line can be kept low.

Wenigstens eine elektrische Leitung kann einen Leitungsabschnitt auf der Oberseite des Basiskörpers und einen weiteren Leitungsabschnitt auf der Unterseite des Basiskörpers aufweisen. Außerdem kann ein seitlicher Leitungsabschnitt an einer seitlichen Außenseite des Basiskörpers angeordnet sein und zusätzlich kann noch ein weiterer seitlicher Leitungsabschnitt an einer weiteren seitlichen Außenseite angeordnet sein. Es kann somit an zwei Außenseiten eine Stromführung zwischen einem oberseitigen und einem unterseitigen Leitungsabschnitt vorgesehen sein.At least one electrical line can have a line section on the top of the base body and a further line section on the bottom of the base body. In addition, a lateral line section can be arranged on a lateral outer side of the base body and, in addition, a further lateral line section can be arranged on a further lateral outer side. It can thus be provided on two outer sides of a current conduction between an upper-side and a lower-side line section.

Bei mehreren elektrischen Leitungen können die elektrischen Leitungen voneinander elektrisch getrennt sein. Die elektrischen Leitungen können beispielsweise in einem bestimmten Abstand zueinander auf der Oberfläche des Basiskörpers angeordnet oder ausgebildet sein.If there are several electrical lines, the electrical lines can be electrically separated from one another. The electrical lines can, for example, be arranged or formed at a certain distance from one another on the surface of the base body.

Vorzugsweise können bei mehreren elektrischen Leitungen die elektrischen Leitungen zumindest abschnittsweise parallel zueinander verlaufen. Die Induktivität kann dadurch geringgehalten werden.In the case of a plurality of electrical lines, the electrical lines can preferably run parallel to one another at least in sections. The inductance can thereby be kept low.

Bei mehreren elektrischen Leitungen können alle Leitungen auf derselben seitlichen Außenseite des Basiskörpers einen Leitungsabschnitt aufweisen, welcher einen auf der Oberseite des Basiskörpers verlaufenden Leitungsabschnitt mit einem auf der Unterseite des Basiskörpers verlaufenden Abschnitt der jeweiligen Leitung verbindet. Somit können sämtliche Leitungen auf einer einzigen, seitlichen Außenseite des Basiskörpers von der Oberseite des Basiskörpers zur Unterseite des Basiskörpers geführt sein.In the case of a plurality of electrical lines, all lines can have a line section on the same lateral outside of the base body, which connects a line section running on the top side of the base body to a section of the respective line running on the underside of the base body. All lines can thus be routed on a single, lateral outer side of the base body from the top of the base body to the underside of the base body.

Alternativ kann es auch vorgesehen sein, dass wenigstens zwei elektrische Leitungen auf dem Basiskörper unterschiedliche seitliche Außenseiten des Basiskörpers verwenden, um ihren jeweiligen auf der Oberseite liegenden Leitungsabschnitt mit dem jeweiligen auf der Unterseite des Basiskörpers liegenden Leitungsabschnitt zu verbinden.Alternatively, it can also be provided that at least two electrical lines on the base body use different lateral outer sides of the base body in order to connect their respective line section lying on the top side to the respective line section lying on the bottom side of the base body.

Bevorzugt weist der Basiskörper eine Quader- oder Würfelform auf. Dadurch kann der Basiskörper auf einfache Weise mittels eines Spritzgießvorganges hergestellt werden. Auch beliebige andere Formen für den Basiskörper sind möglich.The base body preferably has a cuboid or cube shape. As a result, the base body can be easily removed using a Injection molding process are made. Any other shapes for the base body are also possible.

Der Basiskörper kann aus einem, insbesondere rezyklierbaren, Thermoplast ausgebildet sein. Der Basiskörper lässt sich einfach entsorgen, insbesondere im Vergleich zu konventionellen Leiterplatten.The base body can be formed from a, in particular recyclable, thermoplastic. The base body is easy to dispose of, especially when compared to conventional circuit boards.

In einer Ebene parallel zur Trägeroberseite gesehen kann der Basiskörper, insbesondere das Kunststoffbauteil, eine Länge von 4 mm oder weniger und eine Breite von 3 mm oder weniger aufweisen. Der Basiskörper kann in einer Richtung senkrecht zur Trägeroberseite gesehen eine Höhe von 2 mm oder weniger aufweisen. Der Basiskörper kann daher kompakt ausgestaltet werden.Seen in a plane parallel to the top of the carrier, the base body, in particular the plastic component, can have a length of 4 mm or less and a width of 3 mm or less. The base body can have a height of 2 mm or less when viewed in a direction perpendicular to the upper side of the carrier. The base body can therefore be made compact.

Die wenigstens eine elektrische Leitung kann eine Induktivität von höchstens 0,5 Nano-Henry, bevorzugt von höchstens 0,25 Nano-Henry, weiter bevorzugt im Bereich von 0,1 Nano-Henry, aufweisen. Die Induktivität des Verbindungselements kann dadurch gering gehalten werden. Damit kann es im Hinblick auf die Induktivität der optoelektronischen Vorrichtung als vernachlässigbar angesehen werden.The at least one electrical line can have an inductance of at most 0.5 nano-Henry, preferably at most 0.25 nano-Henry, more preferably in the range of 0.1 nano-Henry. The inductance of the connecting element can thereby be kept low. It can therefore be regarded as negligible with regard to the inductance of the optoelectronic device.

Die Erfindung betrifft auch ein Verbindungselement zur Herstellung wenigstens einer elektrischen Verbindung zwischen einem Träger und einem optoelektronischen Halbleiterbauteil einer optoelektronischen Vorrichtung, insbesondere einer erfindungsgemäßen optoelektronischen Vorrichtung. Dabei weist das Verbindungselement einen elektrisch nichtleitenden Basiskörper, insbesondere ein spritzgegossenes, elektrisch nicht leitendes Kunststoffbauteil, auf, wobei an dem Basiskörper wenigstens eine elektrische Leitung angeordnet ist und die wenigstens eine elektrische Leitung verläuft auf dem Basiskörper von einer Unterseite des Basiskörpers zu einer Oberseite des Basiskörpers. Das Verbindungselement kann - bezogen auf seine Außenabmessungen - mit verhältnismäßig geringen Toleranzen hergestellt werden. Außerdem kann das Verbindungselement mit einer geringen, insbesondere vernachlässigbaren, Induktivität hergestellt werden.The invention also relates to a connecting element for producing at least one electrical connection between a carrier and an optoelectronic semiconductor component of an optoelectronic device, in particular an optoelectronic device according to the invention. The connecting element has an electrically non-conductive base body, in particular an injection-molded, electrically non-conductive plastic component, at least one electrical line being arranged on the base body and the at least one electrical line running on the base body from an underside of the base body to an upper side of the base body . The connecting element can be produced with relatively small tolerances in relation to its outer dimensions. In addition, the connecting element can be produced with a low, in particular negligible, inductance.

Die hierin im Zusammenhang mit der optoelektronischen Vorrichtung erwähnten, sich auf den Basiskörper, die elektrischen Leitungen und/oder das Verbindungselement beziehenden Merkmale können auch bei dem erfindungsgemäßen Verbindungselement realisiert sein.The features mentioned herein in connection with the optoelectronic device and relating to the base body, the electrical lines and / or the connecting element can also be implemented in the connecting element according to the invention.

Die Erfindung betrifft auch einen Satz von mehreren erfindungsgemäßen Verbindungselementen, bei welchen die Verbindungselemente in den Außenabmessungen Toleranzen, insbesondere in Bezug auf für die Außenabmessungen vorgegebene Nennmaße, von +/-0,05 mm oder geringer aufweisen. Der Satz von mehreren Verbindungselementen kann dabei eine Vielzahl von Verbindungselementen, wie etwa mehr als 1.000 Verbindungselemente, mehr als 10.000 Verbindungselemente oder mehr als 100.000 Verbindungselemente, umfassen.The invention also relates to a set of several connecting elements according to the invention, in which the connecting elements have tolerances in the outer dimensions, in particular with respect to nominal dimensions predetermined for the outer dimensions, of +/- 0.05 mm or less. The set of several connection elements can comprise a plurality of connection elements, such as more than 1,000 connection elements, more than 10,000 connection elements or more than 100,000 connection elements.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen optoelektronischen Vorrichtung bzw. eines erfindungsgemäßen Verbindungselements, wobei der Basiskörper mittels wenigstens eines Spritzgussvorganges hergestellt wird.The invention also relates to a method for producing an optoelectronic device or a connecting element according to the invention, the base body being produced by means of at least one injection molding process.

Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen, jeweils schematisch,

  • 1 eine Draufsicht auf eine Oberseite eines Verbindungselements,
  • 2 eine perspektivische Ansicht des Verbindungselements von 1,
  • 3 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Verbindungselements,
  • 4 eine weitere perspektivische Ansicht des Verbindungselements von 3, wobei der Basiskörper des Verbindungselements teilweise transparent dargestellt ist,
  • 5 eine Draufsicht auf eine Oberseite eines weiteren Verbindungselements,
  • 6 eine perspektivische Ansicht des Verbindungselements von 5,
  • 7 eine Draufsicht auf eine Oberseite von noch einem weiteren Verbindungselement,
  • 8 eine perspektivische Ansicht des Verbindungselements von 7.
Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to the attached drawings. Each shows schematically
  • 1 a plan view of an upper side of a connecting element,
  • 2nd a perspective view of the connecting element of 1 ,
  • 3rd a perspective view of a further connecting element,
  • 4th another perspective view of the connecting element of 3rd , wherein the base body of the connecting element is shown partially transparent,
  • 5 a plan view of an upper side of a further connecting element,
  • 6 a perspective view of the connecting element of 5 ,
  • 7 a plan view of an upper side of yet another connecting element,
  • 8th a perspective view of the connecting element of 7 .

Das in den 1 und 2 dargestellte Verbindungselement 11 weist einen Basiskörper 13 auf, der bei dem dargestellten Beispiel von einem spritzgegossenen, elektrisch nicht leitenden Kunststoffbauteil 13 gebildet wird. Im Folgenden wird daher der Basiskörper 13 auch als Kunststoffbauteil bezeichnet.That in the 1 and 2nd connecting element shown 11 has a base body 13 on, in the illustrated example of an injection molded, electrically non-conductive plastic component 13 is formed. The following is therefore the basic body 13 also referred to as a plastic component.

Allerdings sind auch andere Materialien einsetzbar. Der Basiskörper 13 kann beispielsweise aus einem keramischen Werkstoff, aus einem Verbundwerkstoff, z.B. auf Polymerbasis, oder aus einem spritzgegossenen Material mit Füllpartikeln, die z.B. aus einer Glasfaser oder aus Polymer gebildet sind, bestehen oder zumindest eines der genannten Materialien aufweisen.However, other materials can also be used. The base body 13 can consist, for example, of a ceramic material, of a composite material, for example on a polymer basis, or of an injection-molded material with filler particles which are formed, for example, of a glass fiber or of polymer, or have at least one of the materials mentioned.

Auf dem Basiskörper bzw. dem Kunststoffbauteil 13 sind mehrere elektrische Leitungen, insbesondere in Form von Leiterbahnen, angeordnet, die sich von einer Oberseite 15 des Kunststoffbauteils 13 bis zu einer Unterseite 17 des Kunststoffbauteils 13 erstrecken.On the base body or the plastic component 13 are several electrical lines, in particular in the form of conductor tracks, arranged yourself from a top 15 of the plastic component 13 down to a bottom 17th of the plastic component 13 extend.

Eine erste elektrische Leitung 19 weist dabei einen ersten Leitungsabschnitt 19a auf, der an der Unterseite 17 des Kunststoffbauteils 13 angeordnet ist. Ein zweiter Leitungsabschnitt 19b der elektrischen Leitung 19 ist an der Oberseite 15 des Kunststoffbauteils 13 angeordnet. Ein dritter Leitungsabschnitt 19c verläuft an einer seitlichen Außenseite 21 des Kunststoffbauteils 13 und verbindet den ersten und zweiten Leitungsabschnitt 19a, 19b miteinander. Der dritte Leitungsabschnitt 19c kann an der Oberseite 15 eine Kontaktfläche ausbilden, über welche zum Beispiel ein elektrischer Kontakt einer Fotodiode mit Elektrizität versorgt werden kann. Entsprechend kann der erste Leitungsabschnitt 19a auf der Unterseite 17 eine Kontaktfläche aufweisen, über die ein elektrischer Kontakt mit einer Leiterbahn eines Trägers einer optoelektronischen Einrichtung (nicht dargestellt) hergestellt werden kann.A first electrical line 19th has a first line section 19a on that at the bottom 17th of the plastic component 13 is arranged. A second line section 19b the electrical line 19th is at the top 15 of the plastic component 13 arranged. A third line section 19c runs on a side outside 21 of the plastic component 13 and connects the first and second line sections 19a , 19b together. The third line section 19c can at the top 15 form a contact surface via which, for example, an electrical contact of a photodiode can be supplied with electricity. The first line section can accordingly 19a on the bottom 17th have a contact surface, via which an electrical contact with a conductor track of a carrier of an optoelectronic device (not shown) can be established.

Das Kunststoffbauteil 13 kann außerdem eine zweite elektrische Leitung 23 und eine dritte elektrische Leitung 25 aufweisen. Die zweite elektrische Leitung 23 kann einen Leitungsabschnitt 23a auf der Oberseite 15, einen weiteren Leitungsabschnitt 23b auf einer weiteren, zweiten seitlichen Außenseite 27 aufweisen, der den oberseitigen Leitungsabschnitt 23a mit einem weiteren Leitungsabschnitt auf der Unterseite 17 verbindet. Die zweite Außenseite 27 liegt dabei in Bezug auf die erste Außenseite 21 auf der gegenüberliegenden Außenseite.The plastic component 13 can also have a second electrical line 23 and a third electrical line 25th exhibit. The second electrical line 23 can be a line section 23a on the top 15 , another line section 23b on another, second side outside 27 have the top line section 23a with another line section on the bottom 17th connects. The second outside 27 lies in relation to the first outside 21 on the opposite outside.

Die dritte elektrische Leitung 25 weist einen Leitungsabschnitt 25a auf der Oberseite 15 auf, einen weiteren Leitungsabschnitt 25b auf der zweiten Außenseite 27 und einen nicht gezeigten, weiteren Leitungsabschnitt auf der Unterseite 17, wobei der Leitungsabschnitt 25b auf der zweiten Außenseite 27 den oberseitigen Leitungsabschnitt 25a mit dem unterseitigen, nicht dargestellten Leitungsabschnitt verbindet. Die beiden Leitungen 23, 25 können zum Beispiel zur Versorgung eines optoelektronischen Lasers, wie beispielsweise eines VCSEL (von Vertical Cavity Surface Emitting Laser) verwendet werden. Dabei kann eine der elektrischen Leitungen zur Versorgung der Kathode des Lasers eingesetzt werden, während die andere elektrische Leitung zur Versorgung der Anode des Lasers mit Elektrizität eingesetzt werden kann.The third electrical line 25th has a line section 25a on the top 15 on, another line section 25b on the second outside 27 and a further line section, not shown, on the underside 17th , the line section 25b on the second outside 27 the top line section 25a connects to the underside, not shown line section. The two lines 23 , 25th can be used, for example, to supply an optoelectronic laser, such as a VCSEL (from Vertical Cavity Surface Emitting Laser). One of the electrical lines can be used to supply the cathode of the laser, while the other electrical line can be used to supply the anode of the laser with electricity.

Wie insbesondere aus der 1 ersichtlich ist, kann jede der elektrischen Leitungen 23, 25 auch einen weiteren Leitungsabschnitt 23c, 25c, aufweisen, über den auf der ersten Außenseite 21 ebenfalls eine elektrische Verbindung zwischen dem jeweiligen oberseitigen Leitungsabschnitt 23a, 25a und dem jeweiligen unterseitigen Leitungsabschnitt erfolgt. Zur Versorgung der Anode und der Kathode eines optoelektronischen Halbleiterbauteils kann somit auch eine zweiseitige Zuführung von einem unterseitigen Leitungsabschnitt zu einem oberseitigen Leitungsabschnitt erfolgen. Eine derartige, zweiseitige Zuführung ist jedoch nur als Option zu sehen.As especially from the 1 can be seen, each of the electrical lines 23 , 25th also another line section 23c , 25c , have, over the on the first outside 21 also an electrical connection between the respective top line section 23a , 25a and the respective lower line section. To supply the anode and the cathode of an optoelectronic semiconductor component, a two-sided supply from a lower-side line section to an upper-side line section can thus also take place. Such a two-sided feed is only to be seen as an option.

Das Kunststoffbauteil 13 kann, in einer zur Oberseite 15 bzw. zur Unterseite 17 parallel verlaufenden Ebene gesehen, eine Länge von etwa 3 mm und eine Breite von etwa 2 mm aufweisen. Ferner kann das Kunststoffbauteil, in einer Richtung senkrecht zur Oberseite 15 bzw. zur Unterseite 17 gesehen, eine Höhe von ca. 1,7 mm aufweisen. Das Kunststoffbauteil 13 kann somit kompakt ausgestaltet sein.The plastic component 13 can, in one to the top 15 or to the bottom 17th seen parallel plane, have a length of about 3 mm and a width of about 2 mm. Furthermore, the plastic component, in a direction perpendicular to the top 15 or to the bottom 17th seen, have a height of about 1.7 mm. The plastic component 13 can thus be made compact.

Die elektrischen Leitungen 19, 23 und 25 können ferner eine Induktivität im Bereich von 0,1 Nano-Henry aufweisen. Das Verbindungselement 11 kann dadurch einerseits kompakt und andererseits mit einer geringen Induktivität ausgebildet werden. Durch die geringe Induktivität ist der Beitrag des Verbindungselements 11 zu einer optoelektronischen Vorrichtung im Hinblick auf die Induktivität vernachlässigbar.The electrical lines 19th , 23 and 25th can also have an inductance in the range of 0.1 nano-Henry. The connecting element 11 can be made compact on the one hand and on the other hand with a low inductance. The contribution of the connecting element is due to the low inductance 11 to an optoelectronic device negligible in terms of inductance.

Das in den 3 und 4 dargestellte Verbindungselement 29 weist wiederum ein Kunststoffbauteil 13 mit einer Oberseite 15 und einer Unterseite 17 auf. Das Verbindungselement umfasst drei elektrische Leitungen 31, 33 und 35, die elektrisch voneinander getrennt sind. Außerdem weist jede der elektrischen Leitungen 31 bis 35 einen jeweiligen Leitungsabschnitt 31a, 33a, 35a auf, der sich an einer der jeweiligen Außenseiten 21, 27 erstreckt. That in the 3rd and 4th connecting element shown 29 again has a plastic component 13 with a top 15 and a bottom 17th on. The connecting element comprises three electrical lines 31 , 33 and 35 that are electrically isolated from each other. In addition, each of the electrical leads 31 to 35 a respective line section 31a , 33a , 35a on one of the respective outsides 21 , 27 extends.

Jede elektrische Leitung 31 bis 35 weist also nur auf einer der Außenseiten einen Leitungsabschnitt auf.Any electrical line 31 to 35 thus has a line section only on one of the outer sides.

Die elektrischen Leitungen 31 bis 35 können wiederum zur Versorgung von einem oder mehreren optoelektronischen Halbleiterbauteilen mit Elektrizität eingesetzt werden, wobei deren elektrische Kontakte mit den elektrischen Leitungen 31 bis 35 auf der Oberseite 15 in Kontakt gebracht werden.The electrical lines 31 to 35 can in turn be used to supply one or more optoelectronic semiconductor components with electricity, their electrical contacts with the electrical lines 31 to 35 on the top 15 be brought into contact.

Das in den 5 und 6 dargestellte Verbindungselement 37 weist wiederum drei elektrische Leitungen 39 auf, die auf einem Kunststoffbauteil 13 angeordnet sind. Sämtliche, an einer seitlichen Außenseite 21 liegende Leitungsabschnitte der elektrischen Leitungen 39 bis 43 verlaufen, insbesondere geradlinig, entlang der ersten Außenseite 21 und verbinden dabei einen jeweiligen, auf der Oberseite 15 des Kunststoffbauteils 13 liegenden Leitungsabschnitt, mit einem jeweiligen, auf der Unterseite 17 des Kunststoffbauteils 13 liegenden Leitungsabschnitt.That in the 5 and 6 connecting element shown 37 again has three electrical lines 39 on that on a plastic component 13 are arranged. All, on one side outside 21 horizontal line sections of the electrical lines 39 to 43 run, in particular in a straight line, along the first outer side 21 and connect a respective one on the top 15 of the plastic component 13 lying line section, with a respective, on the bottom 17th of the plastic component 13 lying line section.

Die elektrische Leitung 39 kann beispielsweise eine Kontaktfläche 45 auf der Oberfläche 15 aufweisen, an die zum Beispiel eine Fotodiode (nicht gezeigt) angeschlossen werden kann.The electrical line 39 can for example be a contact surface 45 on the surface 15 to which, for example, a photodiode (not shown) can be connected.

Die elektrische Leitung 41 kann auf der Oberseite 15 eine Kontaktfläche 47 aufweisen, an die die Anode eines Halbleiterlasers, wie zum Beispiel eines VCSEL, angeschlossen werden kann. Ferner kann die elektrische Leitung 43 eine Kontaktfläche 49 auf der Oberseite 15 ausbilden, an die eine Kathode des Halbleiterlasers angeschlossen werden kann (nicht dargestellt). Die elektrischen Leitungen 39 bis 43 sind elektrisch voneinander getrennt. Sie können, insbesondere im Bereich der Außenseite 21, parallel zueinander verlaufen und dabei beispielsweise einen vorgegebenen Abstand A zueinander aufweisen.The electrical line 41 can on top 15 a contact area 47 to which the anode of a semiconductor laser, such as a VCSEL, can be connected. Furthermore, the electrical line 43 a contact area 49 on the top 15 form, to which a cathode of the semiconductor laser can be connected (not shown). The electrical lines 39 to 43 are electrically separated from each other. You can, especially in the outside area 21 , run parallel to each other and, for example, a predetermined distance A to each other.

Das Verbindungselement 51 gemäß den 7 und 8 ist ähnlich aufgebaut wie das Verbindungselement 29 der 5 und 6. Allerdings weisen die elektrischen Leitungen 39 bis 43 eine andere Kontur auf im Vergleich zu den entsprechenden elektrischen Leitungen des Verbindungselements 29 der 5 und 6.The connecting element 51 according to the 7 and 8th is constructed similarly to the connecting element 29 of the 5 and 6 . However, the electrical lines point 39 to 43 a different contour compared to the corresponding electrical lines of the connecting element 29 of the 5 and 6 .

Die dargestellten Verbindungselemente können insbesondere in einer optoelektronischen Vorrichtung vorgesehen werden, um wenigstens ein optoelektronisches Halbleiterbauteil elektrisch mit einem Träger, beispielsweise einem Leiterrahmen, zu verbinden. Das jeweilige dargestellte Verbindungselement 11, 29, 37 und 51 umfasst dabei ein spritzgegossenes, elektrisch nicht leitendes Kunststoffbauteil 13. Dabei kann eine Unterseite 17 des Kunststoffbauteils auf einer Oberseite des Trägers angeordnet sein und das wenigstens eine optoelektronische Halbleiterbauteil oder zumindest ein elektrischer Kontakt des wenigstens einen optoelektronischen Halbleiterbauteils kann auf der Oberseite 15 des Kunststoffbauteils 13 angeordnet sein. Zur Herstellung wenigstens einer elektrischen Verbindung zwischen dem Träger und dem wenigstens einen optoelektronischen Halbleiterbauteil umfasst das Verbindungselement wenigstens eine elektrische Leitung, die sich von der Unterseite 17 des Kunststoffbauteils 13 bis zu der Oberseite 15 des Kunststoffbauteils 13 erstreckt. Das Verbindungselement 11, 29, 37 und 51 kann dabei kompakt und mit geringer Induktivität ausgestaltet werden.The connecting elements shown can in particular be provided in an optoelectronic device in order to electrically connect at least one optoelectronic semiconductor component to a carrier, for example a lead frame. The respective connecting element shown 11 , 29 , 37 and 51 includes an injection molded, electrically non-conductive plastic component 13 . It can be a bottom 17th of the plastic component can be arranged on an upper side of the carrier and the at least one optoelectronic semiconductor component or at least one electrical contact of the at least one optoelectronic semiconductor component can be on the upper side 15 of the plastic component 13 be arranged. To establish at least one electrical connection between the carrier and the at least one optoelectronic semiconductor component, the connecting element comprises at least one electrical line that extends from the underside 17th of the plastic component 13 up to the top 15 of the plastic component 13 extends. The connecting element 11 , 29 , 37 and 51 can be made compact and with low inductance.

BezugszeichenlisteReference list

1111
VerbindungselementFastener
1313
Basiskörper, KunststoffbauteilBase body, plastic component
1515
OberseiteTop
1717th
Unterseitebottom
1919th
erste elektrische Leitungfirst electrical line
19a19a
erster Leitungsabschnittfirst line section
19b19b
zweiter Leitungsabschnittsecond line section
19c19c
dritter Leitungsabschnittthird line section
2121
erste Außenseitefirst outside
2323
zweite elektrische Leitungsecond electrical line
23a23a
LeitungsabschnittLine section
23b23b
LeitungsabschnittLine section
23c23c
LeitungsabschnittLine section
2525th
dritte elektrische Leitungthird electrical line
25a25a
LeitungsabschnittLine section
25b25b
LeitungsabschnittLine section
2727
zweite Außenseitesecond outside
2929
VerbindungselementFastener
3131
elektrische Leitungelectrical line
31a31a
LeitungsabschnittLine section
3333
elektrische Leitungelectrical line
33a33a
LeitungsabschnittLine section
3535
elektrische Leitungelectrical line
35a35a
LeitungsabschnittLine section
3737
VerbindungselementFastener
3939
elektrische Leitungelectrical line
4141
elektrische Leitungelectrical line
4343
elektrische Leitungelectrical line
4545
KontaktflächeContact area
4747
KontaktflächeContact area
4949
KontaktflächeContact area
5151
VerbindungselementFastener
AA
Abstanddistance

Claims (12)

Optoelektronische Vorrichtung umfassend: einen Träger für wenigstens ein optoelektronisches Halbleiterbauteil, das wenigstens eine optoelektronische Halbleiterbauteil, und wenigstens ein Verbindungselement zur Herstellung wenigstens einer elektrischen Verbindung zwischen dem Träger und dem wenigstens einen optoelektronischen Halbleiterbauteil, wobei das Verbindungselement einen elektrisch nichtleitenden Basiskörper aufweist, und wobei das Verbindungselement wenigstens eine elektrische Leitung aufweist, die sich von einer Unterseite des Basiskörpers bis zu einer Oberseite des Basiskörpers erstreckt.An optoelectronic device comprising: a carrier for at least one optoelectronic semiconductor component, the at least one optoelectronic semiconductor component, and at least one connecting element for establishing at least one electrical connection between the carrier and the at least one optoelectronic semiconductor component, wherein the connecting element has an electrically non-conductive base body, and wherein the connecting element has at least one electrical line which extends from an underside of the base body to an upper side of the base body. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Basiskörper ein Kunststoffbauteil, insbesondere ein spritzgegossenes Kunststoffbauteil, ist, und/oder dass der Basiskörper wenigstens eines der folgenden Materialien umfasst oder daraus besteht: - Duroplast, - einen keramischen Werkstoff, - einen Verbundwerkstoff, insbesondere auf Polymerbasis, - ein Material, insbesondere ein spritzgegossenes Material, mit Füllpartikeln, wobei die Füllpartikel vorzugsweise ein Glasfasermaterial oder ein Polymer aufweisen. Optoelectronic device according to Claim 1 , characterized in that the base body is a plastic component, in particular an injection molded plastic component, and / or that the base body comprises or consists of at least one of the following materials: - thermoset, - a ceramic material, - a composite material, in particular based on polymer, - a material, in particular an injection-molded material, with filler particles, the filler particles preferably having a glass fiber material or a polymer. Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine elektrische Leitung auf der Oberfläche des Basiskörpers angeordnet oder ausgebildet ist, wobei, bevorzugt, die wenigstens eine elektrische Leitung vollständig auf der Oberfläche des Basiskörpers verläuft und insbesondere nicht durch den Basiskörpers hindurch verläuft.Optoelectronic device according to Claim 1 or 2nd , characterized in that the at least one electrical line is arranged or formed on the surface of the base body, wherein, preferably, the at least one electrical line runs completely on the surface of the base body and in particular does not pass through the base body. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine elektrische Leitung einen ersten Leitungsabschnitt aufweist, der an der Unterseite des Basiskörpers angeordnet ist, einen zweiten Leitungsabschnitt aufweist, der an der Oberseite des Basiskörpers angeordnet ist, und einen dritten Leitungsabschnitt aufweist, der an einer seitlichen Außenseite des Basiskörpers angeordnet ist, wobei die seitliche Außenseite die Oberseite mit der Unterseite verbindet und wobei der dritte Leitungsabschnitt den ersten und zweiten Leitungsabschnitt miteinander verbindet.Optoelectronic device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one electrical line has a first line section which is arranged on the underside of the base body, a second line section which is arranged on the top side of the base body, and has a third line section , which is arranged on a lateral outer side of the base body, the lateral outer side connecting the upper side to the lower side and wherein the third line section connects the first and second line sections to one another. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehreren elektrischen Leitungen: die elektrischen Leitungen voneinander elektrisch getrennt sind und/oder wenigstens zwei elektrische Leitungen zumindest abschnittsweise parallel zueinander verlaufen und/oder alle Leitungen auf derselben seitlichen Außenseite des Basiskörpers einen Leitungsabschnitt aufweisen, welcher einen auf der Oberseite des Basiskörpers verlaufenden Leitungsabschnitt mit einem auf der Unterseite des Basiskörpers verlaufenden Leitungsabschnitt der jeweiligen Leitung verbindet.Optoelectronic device according to one of the preceding claims, characterized in that in the case of a plurality of electrical lines: the electrical lines are electrically separated from one another and / or at least two electrical lines run at least in sections parallel to one another and / or all lines have a line section on the same lateral outer side of the base body which connects a line section running on the upper side of the base body to a line section of the respective line running on the underside of the base body. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Basiskörper eine Quader- oder Würfelform aufweist, und/oder als Hohlkörper oder als massiver Körper ausgestaltet ist.Optoelectronic device according to one of the preceding claims, characterized in that the base body has a cuboid or cube shape, and / or is designed as a hollow body or as a solid body. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Basiskörper aus einem, insbesondere rezyklierbaren, Thermoplast ausgebildet ist.Optoelectronic device according to one of the preceding claims, characterized in that the base body is formed from a, in particular recyclable, thermoplastic. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Basiskörper in einer Ebene parallel zur Trägeroberseite gesehen eine Länge von 4 mm oder niedriger und eine Breite von 3 mm oder niedriger aufweist, und wobei der Basiskörper in einer Richtung senkrecht zur Trägeroberseite gesehen eine Höhe von 2 mm oder niedriger aufweist.Optoelectronic device according to one of the preceding claims, characterized in that the base body has a length of 4 mm or less and a width of 3 mm or less when viewed in a plane parallel to the top of the carrier, and wherein the base body is seen in a direction perpendicular to the top of the carrier Has a height of 2 mm or less. Optoelektronische Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine elektrische Leitung eine Induktivität von höchstens 0,5 Nano-Henry, bevorzugt von höchstens 0,25 Nano-Henry, weiter bevorzugt von zumindest annähernd 0,1 Nano-Henry aufweist.Optoelectronic device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one electrical line has an inductance of at most 0.5 nano-Henry, preferably of at most 0.25 nano-Henry, more preferably of at least approximately 0.1 nano-Henry . Verbindungselement zur Herstellung wenigstens einer elektrischen Verbindung zwischen einem Träger und einem optoelektronischen Halbleiterbauteil einer optoelektronischen Vorrichtung, insbesondere eine Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verbindungselement einen Basiskörper aufweist, auf dessen Oberfläche wenigstens eine elektrische Leitung angeordnet ist, und wobei die wenigstens eine elektrische Leitung auf der Oberfläche des Basiskörpers von einer Unterseite des Basiskörpers bis zu einer Oberseite des Basiskörpers verläuft.Connection element for establishing at least one electrical connection between a carrier and an optoelectronic semiconductor component of an optoelectronic device, in particular a device according to one of the preceding claims, wherein the connecting element has a base body, on the surface of which at least one electrical line is arranged, and wherein the at least one electrical line on the surface of the base body extends from a bottom of the base body to an upper side of the base body. Satz von mehreren Verbindungselementen nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente in den Außenabmessungen Toleranzen von +/- 0,05 mm oder geringer aufweisen.Set of several fasteners after Claim 10 , characterized in that the connecting elements have tolerances of +/- 0.05 mm or less in the outer dimensions. Verfahren zur Herstellung einer optoelektronische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 oder einem Verbindungselement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Basiskörper mittels wenigstens eines Spritzgussvorgangs hergestellt wird.Method for producing an optoelectronic device according to one of the Claims 1 to 9 or a connecting element Claim 10 , characterized in that the base body is produced by means of at least one injection molding process.
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