DE102018125632A1 - Optoelektronisches bauelement mit einer markierung und verfahren zum herstellen von optoelektronischen bauelementen - Google Patents

Optoelektronisches bauelement mit einer markierung und verfahren zum herstellen von optoelektronischen bauelementen Download PDF

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Abstract

Ein Verfahren zum Herstellen von optoelektronischen Bauelementen (100) umfasst folgende Schritte: Bereitstellen von mehreren optoelektronischen Halbleiterchips (12), die in eine Trägerschicht (20) eingebettet sind, wobei eine Konversionsschicht (21) auf den optoelektronischen Halbleiterchips (12) und der Trägerschicht (20) aufgebracht ist, Erzeugen von Markierungen (25) in und/oder auf der Konversionsschicht (21), und Durchtrennen der Trägerschicht (20), um optoelektronische Bauelemente (100) zu erhalten, wobei die optoelektronischen Bauelemente (100) jeweils mindestens eine der Markierungen (25) aufweisen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelement mit einer Markierung und ein Verfahren zum Herstellen von optoelektronischen Bauelementen.
  • Markierung auf einer Oberfläche von optoelektronischen Bauelementen können die Polarität bzw. die Orientierung eines in dem optoelektronischen Bauelement enthaltenen Halbleiterchips, beispielsweise eines LED (englisch: light emitting diode)-Halbleiterchips, angeben. Eine derartige Markierung ist wichtig für die Prozesskontrolle bei der Montage von optoelektronischen Bauelementen in Endprodukten. Darüber hinaus ist die genannte Polaritätsmarkierung auch bei der LED-Herstellung und der Prozesskontrolle bei der Verpackung von optoelektronischen Bauelementen in einem Verpackungsgurt mit einem transparenten Abdeckband von Vorteil.
  • Optoelektronische Bauelemente weisen häufig eine Konversionsschicht auf. Deren Eigenschaften sollten durch die Markierung wenn überhaupt nur in geringem Umfang beeinträchtigt werden.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt unter anderem die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstiges Verfahren zum Herstellen von optoelektronischen Bauelementen anzugeben, wobei Markierungen auf die optoelektronischen Bauelemente aufgebracht werden sollen. Eine weitere Aufgabe besteht darin, die Markierungen derart aufzubringen, dass die Eigenschaften einer Konversionsschicht des optoelektronischen Bauelements nicht oder nur in geringem Umfang beeinträchtigt werden. Weiterhin sollen ein optoelektronisches Bauelement mit einer Markierung und ein Blitzlicht mit einem derartigen optoelektronischen Bauelement geschaffen werden.
  • Eine Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen von optoelektronischen Bauelementen mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Eine Aufgabe der Erfindung wird ferner gelöst durch ein optoelektronisches Bauelement mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 11 und ein Blitzlicht mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 17. Bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen von optoelektronischen Bauelementen umfasst, dass mehrere optoelektronische Halbleiterchips bereitgestellt werden, die in eine Trägerschicht eingebettet sind. Ferner befindet sich eine Konversionsschicht auf den optoelektronischen Halbleiterchips und der Trägerschicht. Anschließend werden in und/oder auf der Konversionsschicht Markierungen erzeugt. Nach der Erzeugung der Markierungen werden die Trägerschicht und, falls notwendig, weitere Schichten, wie beispielswiese die Konversionsschicht, durchtrennt, um vereinzelte optoelektronische Bauelemente zu erhalten. Die optoelektronischen Bauelemente weisen jeweils mindestens eine der Markierungen auf.
  • Der Körper bzw. das Modul, das die in die Trägerschicht eingebetteten optoelektronischen Halbleiterchips sowie die darauf aufgebrachte Konversionsschicht enthält, kann auch als Panel bezeichnet werden. Der Begriff „Panel“ ist dem englischen Begriff „panel“ entlehnt, der wörtlich mit „Tafel“ übersetzt werden kann und im Deutschen ein für den Fachmann gebräuchlicher Fachbegriff ist, um ein Zwischenprodukt bei der Herstellung von Bauelementen zu beschreiben, das mehrere in ein Trägermaterial eingebettete Halbleiterchips aufweist.
  • In dem Panel befinden sich die optoelektronischen Halbleiterchips nicht mehr in einem Halbleiterwaferverbund, sondern sind bereits, beispielsweise durch Sägen, vereinzelt worden. Die optoelektronischen Halbleiterchips können jeweils eine erste Hauptoberfläche, eine der ersten Hauptoberfläche gegenüberliegende zweite Hauptoberfläche sowie mehrere, insbesondere vier Seitenflächen aufweisen, durch welche die erste und die zweite Hauptoberfläche miteinander verbunden werden. Die optoelektronischen Halbleiterchips können mit einem vorgegebenen Abstand in dem Panel angeordnet sein und derart in die Trägerschicht eingebettet sein, dass die Seitenflächen der optoelektronischen Halbleiterchips von dem Material der Trägerschicht bedeckt sind. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die erste Hauptoberfläche und/oder die zweite Hauptoberfläche der optoelektronischen Halbleiterchips nicht von der Trägerschicht bedeckt sind.
  • Die Konversionsschicht kann durchgehend ausgebildet sein und sich über die optoelektronischen Halbleiterchips und die Trägerschicht erstrecken. Die Hauptoberflächen der optoelektronischen Halbleiterchips und die Oberfläche der Trägerschicht, auf denen gemeinsam die Konversionsschicht aufgebracht ist, können bündig sein.
  • Die optoelektronischen Halbleiterchips können beispielsweise vom Flip-Chip-Typ sein. Bei einem Halbleiterchip vom Flip-Chip-Typ befinden sich alle elektrischen Kontaktflächen auf einer Seite des Halbleiterchips. Die optoelektronischen Halbleiterchips vom Flip-Chip-Typ können in dem Panel derart angeordnet sein, dass diejenigen Hauptoberflächen der optoelektronischen Halbleiterchips, auf denen die elektrischen Kontaktflächen angeordnet sind, von der Konversionsschicht abgewandt sind.
  • Weiterhin kann auf der von der Konversionsschicht abgewandten Seite des Panels eine Umverdrahtungsschicht (englisch: redistribution layer, RDL) angeordnet sein. Die Umverdrahtungsschicht enthält Leiterbahnen, die elektrische Kontaktflächen der optoelektronischen Halbleiterchips mit externen Kontaktelementen verbinden, welche lateral versetzt zu den elektrischen Kontaktflächen der optoelektronischen Halbleiterchips angeordnet sind und sich beispielsweise auch im Bereich der Trägerschicht befinden können.
  • Die optoelektronischen Halbleiterchips können Licht im sichtbaren Bereich, beispielsweise blaues oder grünes Licht, Ultraviolett (UV)-Licht und/oder Infrarot (IR)-Licht emittiert.
  • Beispielsweise können die optoelektronischen Halbleiterchips als Licht emittierende Dioden (englisch: light emitting diodes, LEDs), als organische Licht emittierende Dioden (englisch: organic light emitting diode, OLEDs), als Licht emittierende Transistoren oder als organische Licht emittierende Transistoren ausgebildet sein. Weiterhin können die optoelektronischen Halbleiterchips als Laser ausgebildet sein. Außerdem können sie Bestandteile von integrierten Schaltungen sein.
  • Die optoelektronischen Halbleiterchips können Oberflächenemitter sein, bei denen das Licht nur an einer Hauptoberfläche austritt, sie können aber auch Volumenemitter sein, bei denen das Licht an einer Hauptoberfläche und zusätzlich an angrenzenden Seitenflächen austritt.
  • Die Konversionsschicht, auch Konverterschicht oder Leuchtstoffschicht genannt, ist dazu ausgebildet, das von den optoelektronischen Halbleiterchips emittierte Licht in Licht mit anderer Wellenlänge umzuwandeln bzw. zu konvertieren. Mit anderen Worten ist die Konversionsschicht zur Konversion einer von den optoelektronischen Halbleiterchips erzeugten Primärstrahlung ausgebildet. Primärstrahlung, die in die jeweilige Konversionsschicht eintritt, wird in der Konversionsschicht zumindest teilweise in eine Sekundärstrahlung umgewandelt. Dabei umfasst die Sekundärstrahlung Wellenlängen, die sich von den Wellenlängen der Primärstrahlung unterscheiden, d. h., die größer oder kleiner als die Wellenlängen der Primärstrahlung sind.
  • Die Konversionsschicht kann Konversionspartikel enthalten, welche die Konversion des von den optoelektronischen Halbleiterchips emittierten Lichts bewirken. Beispielsweise können Phosphorpartikel als Konversionspartikel in der Konversionsschicht enthalten sein. Phosphor kann als Konverter für blaues Licht eingesetzt werden, um aus dem blauen Licht weißes Licht zu erzeugen.
  • Weiterhin kann die Konversionsschicht zur Konversion des von den optoelektronischen Halbleiterchips emittierten Lichts Quantenpunkte (englisch: quantum dot, QD) enthalten. Quantenpunkte sind nanoskopische Materialstrukturen, meist aus einem Halbleitermaterial, beispielsweise aus InGaAs, CdSe oder GaInP/InP. Ladungsträger in einem Quantenpunkt sind in ihrer Beweglichkeit in alle Raumrichtungen so weit eingeschränkt, dass ihre Energie nicht mehr kontinuierliche, sondern nur noch diskrete Werte annehmen kann. Quantenpunkte verhalten sich also ähnlich wie Atome, jedoch kann ihre Form, Größe oder die Anzahl von Elektronen in ihnen beeinflusst werden. Dadurch lassen sich elektronische und optische Eigenschaften von Quantenpunkten maßschneidern.
  • Innerhalb der Konversionsschicht können die Konversionspartikel bzw. Quantenpunkte in ein Material bzw. eine Matrix, beispielsweise aus einem Polymer, wie beispielsweise Epoxy, Silikon oder Polysiloxan, oder einer Keramik oder Glas eingebettet sein.
  • Die Trägerschicht, in welche die optoelektronischen Halbleiterchips eingebettet sind, kann Licht reflektierend sein und insbesondere für einen Betrachter weiß erscheinen. Die Lichtreflexion kann durch reflektierende Partikel bewirkt werden, die in der Trägerschicht enthalten sind. Beispielsweise können die reflektierenden Partikel aus Titandioxid, TiO2, bestehen.
  • Reflektierend bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die reflektierenden Partikel zumindest für einen Teil des von den optoelektronischen Halbleiterchips emittierten Lichts oder zumindest für Licht in einem bestimmten Wellenlängenbereich im Wesentlichen reflektierend sind.
  • Die reflektierenden Partikel können in ein Material bzw. eine Matrix, beispielsweise aus einem Kunststoff, einem Epoxidharz oder einem Silikon, eingebettet sein. Die Trägerschicht kann auf die vereinzelten optoelektronischen Halbleiterchips beispielsweise mittels eines Mold- oder Dispensverfahrens aufgebracht werden.
  • Die Konversionsschicht kann nach dem Einbetten der optoelektronischen Halbleiterchips in die Trägerschicht auf die Trägerschicht sowie die optoelektronischen Halbleiterchips aufgebracht werden.
  • Das Panel mit den in die Trägerschicht eingebetteten optoelektronischen Halbleiterchips sowie der Konversionsschicht kann durch Sägen durchtrennt werden, um die einzelnen optoelektronischen Bauelemente zu erhalten.
  • Jedes optoelektronische Bauelement kann beispielsweise genau einen optoelektronischen Halbleiterchip, der in das Material der Trägerschicht eingebettet ist, enthalten. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass ein optoelektronisches Bauelement weitere Halbleiterchips und/oder andere Komponenten umfasst. Das Trägermaterial kann ein Gehäuse bzw. Package für den optoelektronischen Halbleiterchip bilden.
  • Die optoelektronischen Bauelemente können Chip-Scale-Packages (CSP), auch Chip-Scaled-Packages genannt, sein. Der Begriff „Chip-Scale-Package“ ist ein für den Fachmann gebräuchlicher Fachbegriff und bezeichnet ein Gehäuse für einen Halbleiterchip in der Größenordnung des Halbleiterchips. Ein Chip-Scale-Package kann beispielsweise derart definiert werden, das eine Hauptoberfläche des Chip-Scale-Package maximal 20% größer ist als eine Hauptoberfläche des in dem Chip-Scale-Package enthaltenen Halbleiterchips.
  • Die Markierungen in und/oder auf der Konversionsschicht können jede geeignete Form aufweisen. Beispielsweise können die Markierungen länglich oder punktförmig sein, aus einem oder mehreren Streifen bestehen oder in einer Ecke oder an einer Seitenkante des optoelektronischen Bauelements angeordnet sein.
  • Die Markierungen können beispielsweise jeweils eine vorgegebene Hauptoberfläche und/oder eine vorgegebene Polarität und/oder eine vorgegebene Orientierung des optoelektronischen Halbleiterchips anzeigen.
  • Durch das Aufbringen der Markierungen auf die Konversionsschicht kann auf einen zusätzlichen Rahmen, der die Markierungen trägt, verzichtet werden. Dadurch können die optoelektronischen Bauelemente kostengünstiger und kompakter hergestellt werden. Ferner wird durch die Markierungen die Lebensdauer und Zuverlässigkeit der optoelektronischen Bauelemente nicht reduziert.
  • Weiterhin können die Markierungen lateral versetzt zu Licht emittierenden Bereichen der optoelektronischen Halbleiterchips erzeugt werden. Insbesondere können die Markierungen nicht direkt oberhalb der Licht emittierenden Bereiche der optoelektronischen Halbleiterchips oder nicht direkt oberhalb der optoelektronischen Halbleiterchips, sondern oberhalb der Trägerschicht erzeugt werden. Dies bedeutet, dass auch kein Überlapp zwischen den Markierungen und den Licht emittierenden Bereichen der optoelektronischen Halbleiterchips besteht. In anderen Worten sind die Markierungen vollständig außerhalb der Umrisse der Licht emittierenden Bereiche der optoelektronischen Halbleiterchips angeordnet. Dies verhindert, dass die Eigenschaften der Konversionsschichten der optoelektronischen Bauelemente durch die Markierungen beeinträchtigt werden.
  • Die in der vorliegenden Anmeldung beschriebenen optoelektronischen Bauelemente können insbesondere in Blitzlichter, d. h. Beleuchtungsvorrichtungen für Fotografien, eingebaut werden. Aufgrund der kompakten Größe der optoelektronischen Bauelemente eignen sich diese in besonderer Weise für Blitzlichter in mobilen Geräten, insbesondere Mobilfunktelefonen bzw. Smartphones. Weiterhin ist es denkbar, die optoelektronischen Bauelemente auch in anderen Geräten einzusetzen, beispielsweise in Beleuchtungsvorrichtungen. Die optoelektronischen Bauelemente können beispielsweise in Fahrzeugaußenbeleuchtungen, wie zum Beispiel Scheinwerfern, aber auch in Fahrzeuginnenbeleuchtungen, zum Beispiel Ambientebeleuchtungen, zum Einsatz kommen.
  • Gemäß einer Ausgestaltung werden die Markierungen auf die Konversionsschicht gedruckt, beispielsweise mittels eines Tintenstrahldruckers oder Ink-Jet-Druckers.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird zum Erzeugen der Markierungen Material der Konversionsschicht entfernt. Dadurch können Aussparungen in der Konversionsschicht geschaffen werden. Diese Aussparungen können beispielsweise durch die Konversionsschicht bis zu der Trägerschicht reichen. Falls die Trägerschicht eine andere Farbe als die Konversionsschicht hat, hebt sich die Markierung für einen Betrachter oder einen optischen Sensor durch einen Farbkontrast von der Konversionsschicht ab. Es kann aber auch nur so viel Material von der Konversionsschicht entfernt werden, dass die Trägerschicht durch die verbleibende Konversionsschicht durchscheint.
  • Weiterhin ist es zumindest denkbar, dass die beiden vorstehenden Ausgestaltungen miteinander kombiniert werden, d. h., es werden Markierungen durch Drucken und andere Markierungen durch Entfernen von Konversionsmaterial auf ein- und demselben Panel erzeugt.
  • Beim Entfernen von Konversionsmaterial kann das Material mechanisch entfernt werden. Insbesondere kann das Material durch Sägen mittels eines Sägeblatts entfernt werden.
  • Es ist auch denkbar, Markierungen in bzw. auf der Konversionsschicht mittels eines Laserstrahls zu erzeugen. Der Laserstrahl schädigt jedoch möglicherweise die Konversionsschicht, was Auswirkungen auf Zuverlässigkeit, Konversionseffizienz und die optischen Eigenschaften der Konversionsschicht, insbesondere die Homogenität hinsichtlich Helligkeit und Farbe, haben kann. Im Vergleich zu der Laserstrahlbehandlung verursachen die übrigen in dieser Anmeldung beschriebenen Verfahren zur Erzeugung der Markierungen in und/oder auf der Konversionsschicht keine Schädigungen der Konversionsschicht, insbesondere des Leuchtstoffs, und bieten außerdem eine höhere Konversionseffizienz.
  • Die Konversionsschicht kann eine aushärtbare Materialkomponente, beispielsweise Silikon, aufweisen, die beim Bereitstellen des Panels nicht oder zumindest nicht vollständig ausgehärtet ist. Die aushärtbare Materialkomponente wird mit Ausnahme der Bereiche, an denen die Markierungen erzeugt werden sollen, ausgehärtet. Anschließend kann das nicht ausgehärtete Material der Konversionsschicht entfernt werden, um die Markierungen in Form von Aussparungen in der Konversionsschicht zu erzeugen.
  • Falls die aushärtbare Materialkomponente mittels Licht einer bestimmten Wellenlänge, beispielsweise UV-Licht, aushärtbar ist, kann die Konversionsschicht mit Ausnahme der Bereiche, an denen die Markierungen erzeugt werden sollen, mit Licht einer geeigneten Wellenlänge oder eines geeigneten Wellenlängenbereichs belichtet werden. Die Belichtung kann durch eine Maske erfolgen. Die Bereiche der Konversionsschicht, die durch die Maske abgedeckt sind, werden nicht ausgehärtet. Das nicht ausgehärtete Konversionsmaterial kann anschließend entfernt werden, um die gewünschten Aussparungen in der Konversionsschicht zu erzeugen.
  • Weiterhin kann vorgesehen sein, dass vor dem Aufbringen der Konversionsschicht auf das Trägermaterial und die in das Trägermaterial eingebetteten optoelektronischen Halbleiterchips ein Katalysatormaterial an den Stellen, an denen später die Markierungen erzeugt werden sollen, auf die Trägerschicht und/oder die optoelektronischen Halbleiterchips aufgebracht wird. Anschließend wird die Konversionsschicht auf die Trägerschicht, die optoelektronischen Halbleiterchips und das Katalysatormaterial aufgebracht und ausgehärtet. Das Katalysatormaterial ist derart ausgebildet, dass es ein Aushärten der aushärtbaren Materialkomponente der Konversionsschicht inhibiert. Beispielsweise können Schwefelverbindungen als Katalysatormaterial das Aushärten von Silikon in der Konversionsschicht inhibieren. Anschließend kann das nicht ausgehärtete Konversionsmaterial entfernt werden.
  • Ein optoelektronisches Bauelement gemäß einer Ausführungsform umfasst einen optoelektronischen Halbleiterchip, der in eine Trägerschicht eingebettet ist, eine Konversionsschicht, die auf dem optoelektronischen Halbleiterchip und der Trägerschicht aufgebracht ist, und mindestens eine Markierung in und/oder auf der Konversionsschicht.
  • Das optoelektronische Bauelement kann die oben im Zusammenhang mit dem Verfahren zum Herstellen von optoelektronischen Bauelementen beschriebenen Ausgestaltungen aufweisen.
  • Ein Blitzlicht gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst ein oder mehrere der in der vorliegenden Anmeldung beschriebene optoelektronischen Bauelemente. Das Blitzlicht kann insbesondere in mobile Geräte, insbesondere Mobilfunktelefone bzw. Smartphones, eingebaut werden.
  • Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. In diesen zeigen schematisch:
    • 1A bis 1E Darstellungen eines Ausführungsbeispiels eines Verfahren zum Herstellen von optoelektronischen Bauelementen mit Markierungen in Form von gesägten Aussparungen in der Konversionsschicht;
    • 2A bis 2E Darstellungen eines Ausführungsbeispiels eines Verfahren zum Herstellen von optoelektronischen Bauelementen mit auf die Konversionsschicht gedruckten Markierungen;
    • 3A bis 3E Darstellungen eines Ausführungsbeispiels eines Verfahren zum Herstellen von optoelektronischen Bauelementen mit durch maskierte UV-Belichtung erzeugten Markierungen in der Konversionsschicht; und
    • 4A bis 4F Darstellungen eines Ausführungsbeispiels eines Verfahren zum Herstellen von optoelektronischen Bauelementen mit durch Katalysatoren erzeugten Markierungen in der Konversionsschicht.
  • In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil dieser Beschreibung bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsbeispiele gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. Da Komponenten von Ausführungsbeispielen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsbeispiele benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen. In den Figuren sind identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
  • 1A bis 1E zeigen schematisch ein Verfahren zum Herstellen von optoelektronischen Bauelementen. Ein mit dem Verfahren hergestelltes optoelektronisches Bauelement 100 ist schematisch in 1D und 1E dargestellt.
  • In 1A ist in einer Querschnittsdarstellung ein bereitgestelltes Panel 10 gezeigt, das auf einer Sägefolie 11 platziert ist. Das Panel 10 enthält mehrere optoelektronische Halbleiterchips in der Form von LED-Halbleiterchips 12. In 1A sind beispielhaft drei LED-Halbleiterchips 12 gezeigt, das Panel 10 kann jedoch auch eine andere Anzahl von LED-Halbleiterchips 12 enthalten.
  • Die LED-Halbleiterchips 12 weisen jeweils eine erste Hauptoberfläche 13 und eine der ersten Hauptoberfläche 13 gegenüberliegende zweite Hauptoberfläche 14 sowie mehrere Seitenflächen 15 auf, durch welche die erste und die zweite Hauptoberfläche 13, 14 miteinander verbunden werden. Die ersten Hauptoberflächen 14 der LED-Halbleiterchips 12 sind der Sägefolie 11 zugewandt.
  • Die LED-Halbleiterchips 12 sind vom Flip-Chip-Typ. Alle elektrischen Kontaktflächen 16 der LED-Halbleiterchips 12 befinden sich auf der ersten Hauptoberfläche 14.
  • Die LED-Halbleiterchips 12 sind aus dem Halbleiterwaferverbund vereinzelt und voneinander bestandet in einem Array angeordnet.
  • Die LED-Halbleiterchips 12 sind derart in eine Trägerschicht 20 eingebettet, dass die Seitenflächen 15 der LED-Halbleiterchips 12 von der Trägerschicht 20 bedeckt sind, jedoch die ersten und zweiten Hauptoberflächen 13, 14 nicht von der Trägerschicht 20 bedeckt sind. Die Trägerschicht 20 hat Licht reflektierende Eigenschaften und kann beispielsweise mittels eines Mold- oder Dispensverfahrens auf die LED-Halbleiterchips 12 aufgebracht worden sein.
  • Die ersten Hauptoberflächen 13 der LED-Halbleiterchips 12 sind bündig mit der angrenzenden Oberfläche der Trägerschicht 20 ausgebildet. Auf dieser von der Trägerschicht 20 und den ersten Hauptoberflächen 13 der LED-Halbleiterchips 12 gebildeten Oberfläche ist eine Konversionsschicht 21 abgeschieden.
  • In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel emittieren die LED-Halbleiterchips 12 blaues Licht und die Konversionsschicht 21 enthält Phosphorpartikel, die das von den LED-Halbleiterchips 12 emittierte Licht in weißes Licht umwandeln. Die LED-Halbleiterchips 12 können Oberflächenemitter sein, die Licht nur an der ersten Hauptoberfläche 13 emittieren. Alternativ können die LED-Halbleiterchips 12 Volumenemitter sein, die Licht zusätzlich an den Seitenflächen 15 emittieren.
  • In 1B wird ein Teil der Konversionsschicht 21 durch Sägen entfernt, um Aussparungen 22 in der Konversionsschicht 21 zu bilden. Die Aussparungen 22 erstrecken sich in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in vertikaler Richtung, d. h. in einer Richtung senkrecht zu einer Hauptoberfläche der Konversionsschicht 21, vollständig durch die Konversionsschicht 21. Folglich ist im Bereich der Aussparungen 22 die Oberfläche der Trägerschicht 20 freigelegt.
  • Die Aussparungen 22 sind lateral versetzt zu Licht emittierenden Bereichen, d. h. optisch aktiven Bereichen, der LED-Halbleiterchips 12. Folglich befinden sich die Aussparungen 22 nicht oberhalb von optisch aktiven Bereichen und überlappen derartige Bereiche auch nicht. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel befinden sich die Aussparungen 22 vollständig oberhalb der Trägerschicht 20 und befinden sich außerhalb der Umrisse der optoelektronischen Halbleiterchips 12, die in 1B durch gestrichelte Linien gekennzeichnet sind.
  • In 1C werden die optoelektronischen Bauelemente 100 vereinzelt. Dazu werden die Trägerschicht 20 und die Konversionsschicht 21 an geeigneten Stellen mittels eines Sägeblatts durchtrennt. Ferner wird die Trägerschicht 20 im Bereich der Aussparungen 22 durchtrennt. Das zum Vereinzeln der optoelektronischen Bauelemente 100 verwendete Sägeblatt ist dünner als das zum Erzeugen der Aussparungen 22 eingesetzte Sägeblatt. Dies hat zur Folge, dass jedes der optoelektronischen Bauelemente 100 eine Markierung 25 aufweist, welche aus einer der Aussparungen 22 hervorgegangen ist.
  • Nach dem Vereinzeln werden die optoelektronischen Bauelemente 100 von der Sägefolie 11 genommen und können in geeignete Geräte, beispielsweise Blitzlichter, eingebaut werden. Beispielhaft ist eines der optoelektronischen Bauelemente 100 in 1D im Querschnitt und in 1E in einer Draufsicht von oben gezeigt.
  • Das optoelektronische Bauelement 100 enthält genau einen LED-Halbleiterchip 12. Alle oder zumindest zwei der Seitenflächen 15 des LED-Halbleiterchips 12 sind von der Trägerschicht 20 bedeckt.
  • Ferner ist das optoelektronische Bauelement 100 ein Chip-Scale-Package. Die beiden Hauptoberflächen des optoelektronischen Bauelements 100 haben jeweils einen Flächeninhalt, der maximal 20% größer ist als eine der beiden Hauptoberflächen 13, 14 des LED-Halbleiterchips 12.
  • Wie sich 1E entnehmen lässt, erstreckt sich die Markierung 25 entlang einer Seitenkante des optoelektronischen Bauelements 100. Die durch die Markierung 25 freigelegte weiße Oberfläche der Trägerschicht 20 hebt sich farblich von der gelben Konversionsschicht 21 ab. Durch die Markierung 25 kann eine Polarität bzw. Orientierung des in dem optoelektronischen Bauelement 100 enthaltenen LED-Halbleiterchips 12 gekennzeichnet werden. Beispielsweise kann die Markierung 25 auf der Seite des LED-Halbleiterchips 12 angeordnet sein, auf der sich die Anode oder die Kathode des LED-Halbleiterchips 12 befindet.
  • 2A bis 2E zeigen schematisch ein weiteres Verfahren zum Herstellen von optoelektronischen Bauelementen. Ein mit dem Verfahren hergestelltes optoelektronisches Bauelement 200 ist schematisch in 2D im Querschnitt und in 2E in einer Draufsicht von oben dargestellt.
  • Das in 2A bis 2E dargestellte Verfahren ist in vielen Teilen ähnlich zu dem in 1A bis 1E dargestellten Verfahren. Im Folgenden werden daher nur die Unterschiede der beiden Verfahren beschrieben.
  • Das in 2A dargestellte Panel 10 entspricht dem Panel 10 aus 1A. In 2B wird anders als in 1B nicht Material von der Konversionsschicht 21 entfernt, sondern es werden Markierungen 25 auf die Oberseite der Konversionsschicht 20 mittels einer geeigneten Tinte und eines Ink-Jet-Druckers gedruckt. Die Markierungen 25 können beispielsweise länglich oder punktförmig sein oder eine andere Form aufweisen.
  • Die Markierungen 25 werden lateral versetzt zu Licht emittierenden Bereichen der optoelektronischen Halbleiterchips 12 auf die Konversionsschicht 21 gedruckt und überlappen derartige Bereiche auch nicht bzw. befinden sich vollständig außerhalb der Umrisse derartiger Bereiche.
  • Wie in 2C gezeigt ist, werden die optoelektronischen Bauelemente 200 anschließend vereinzelt.
  • Das in 2D und 2E dargestellte optoelektronische Bauelement 200 unterscheidet sich von dem in 1D und 1E dargestellten Bauelement 100 lediglich durch die Markierung 25, insbesondere ihre Form und Platzierung. 2E zeigt, dass die auf die Konversionsschicht 21 gedruckte Markierung 25 punktförmig ist und in einer Ecke des optoelektronischen Bauelements 200 angeordnet ist. Die Markierung 25 kann alternativ eine andere geeignete Form aufweisen und an einer anderen Stelle auf das optoelektronische Bauelement 200 gedruckt werden. Die Markierung 25 hebt sich durch ihre Farbe, beispielsweise schwarz, weiß oder silber, von der gelben Konversionsschicht 21 ab.
  • 3A bis 2E zeigen schematisch ein weiteres Verfahren zum Herstellen von optoelektronischen Bauelementen. Ein mit dem Verfahren hergestelltes optoelektronisches Bauelement 300 ist schematisch in 3D im Querschnitt und in 3E in einer Draufsicht von oben dargestellt.
  • Das in 3A bis 3E dargestellte Verfahren ist in vielen Teilen ähnlich zu dem in 1A bis 1E dargestellten Verfahren. Im Folgenden werden daher nur die Unterschiede der beiden Verfahren beschrieben.
  • Das in 3A dargestellte Panel 10 entspricht dem Panel 10 aus 1A. Allerdings besteht die Konversionsschicht 21 in 3A aus einer UV-härtenden Silikonfolie. Zum Aushärten wird die Silikonfolie durch eine Maske 30 mit UV-Licht 31 belichtet. Die Bereiche der Silikonfolie, die durch die Maske 30 verdeckt sind, werden nicht mit dem UV-Licht 31 belichtet, so dass diese Bereiche nicht aushärten und das Konversionsmaterial dort entfernt werden kann. Dadurch entstehen Aussparungen 22 in der Konversionsschicht 21, die den Aussparungen 22 von 1B entsprechen und nicht oberhalb der LED-Halbleiterchips 12, sondern oberhalb der Trägerschicht 20 angeordnet sind.
  • In 3C werden die optoelektronischen Bauelemente 300 durch Sägen analog zu 1C vereinzelt. 3E zeigt, dass die Markierung 25 in Form einer Aussparung an einer Seite des optoelektronischen Bauelements 300 angeordnet ist, sich jedoch im Unterschied zu dem in 1E dargestellten optoelektronischen Bauelements 100 nicht entlang der ganzen Seite erstreckt. Eine gewünschte Form und Anordnung der Markierung 25 kann durch eine entsprechend ausgebildete Maske 30 erzielt werden.
  • 4A bis 4F zeigen schematisch ein weiteres Verfahren zum Herstellen von optoelektronischen Bauelementen. Ein mit dem Verfahren hergestelltes optoelektronisches Bauelement 400 ist schematisch in 4E im Querschnitt und in 4F in einer Draufsicht von oben dargestellt.
  • Das optoelektronische Bauelement 400 ist in seinem grundsätzlichen Aufbau identisch mit dem in 3D und 3E gezeigten optoelektronischen Bauelement 300. Lediglich die Herstellungsverfahren unterscheiden sich. Im Folgenden werden die Unterschiede der beiden Verfahren beschrieben.
  • In 4A werden die in die Trägerschicht 20 eingebetteten LED-Halbleiterchips 12 bereitgestellt. Die Konversionsschicht 21 ist zu diesem Zeitpunkt noch nicht auf die Trägerschicht 20 und die LED-Halbleiterchips 12 aufgebracht. Jedoch wird an den Stellen der Trägerschicht 20, an denen später die Aussparungen 22 erzeugt werden sollen, ein Katalysatormaterial 40 auf die Trägerschicht 20 aufgebracht. Das Katalysatormaterial 40 besteht aus einer geeigneten Schwefelverbindung.
  • Anschließend wird in 4B die Konversionsschicht 21 aufgebracht, die aus einer Silikonfolie besteht. Die Silikonfolie härtet jedoch nur an den Stellen aus, an denen sie nicht in Kontakt mit dem Katalysatormaterial 40 steht, da das Katalysatormaterial 40 das Aushärten der Silikonfolie inhibiert. Das nicht ausgehärtete Silikon kann entfernt werden und es werden dadurch die in 4C gezeigten Aussparungen 22 erzeugt, die den in 3B gezeigten Aussparungen 22 entsprechen.
  • Die in 4D und 4E durchgeführten Verfahrensschritte sind identisch mit den in 3C und 3D gezeigten Verfahrensschritten.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Panel
    11
    Sägefolie
    12
    LED-Halbleiterchip
    13
    erste Hauptoberfläche
    14
    zweite Hauptoberfläche
    15
    Seitenfläche
    16
    Kontaktfläche
    20
    Trägerschicht
    21
    Konversionsschicht
    22
    Aussparung
    25
    Markierung
    30
    Maske
    31
    UV-Licht
    40
    Katalysatormaterial
    100
    optoelektronisches Bauelement
    200
    optoelektronisches Bauelement
    300
    optoelektronisches Bauelement
    400
    optoelektronisches Bauelement

Claims (17)

  1. Verfahren zum Herstellen von optoelektronischen Bauelementen (100-400), mit folgenden Schritten: Bereitstellen von mehreren optoelektronischen Halbleiterchips (12), die in eine Trägerschicht (20) eingebettet sind, wobei eine Konversionsschicht (21) auf den optoelektronischen Halbleiterchips (12) und der Trägerschicht (20) aufgebracht ist, Erzeugen von Markierungen (25) in und/oder auf der Konversionsschicht (21), und Durchtrennen der Trägerschicht (20), um optoelektronische Bauelemente (100-400) zu erhalten, wobei die optoelektronischen Bauelemente (100-400) jeweils mindestens eine der Markierungen (25) aufweisen.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Markierungen (25) lateral versetzt zu Licht emittierenden Bereichen der optoelektronischen Halbleiterchips (12) erzeugt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Markierungen (25) auf die Konversionsschicht (21) gedruckt werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei zum Erzeugen der Markierungen (25) Material der Konversionsschicht (21) entfernt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Material der Konversionsschicht (21) mechanisch entfernt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Konversionsschicht (21) eine aushärtbare Materialkomponente aufweist und die aushärtbare Materialkomponente mit Ausnahme der Bereiche, an denen die Markierungen (25) erzeugt werden, ausgehärtet wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei zum Aushärten der aushärtbaren Materialkomponente die Konversionsschicht (21) mit Ausnahme der Bereiche, an denen die Markierungen erzeugt werden, belichtet wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 6, wobei vor dem Aufbringen der Konversionsschicht (21) an den Bereichen, an denen die Markierungen erzeugt werden, ein Katalysatormaterial (40) auf die Trägerschicht (20) und/oder die optoelektronischen Halbleiterchips (12) aufgebracht wird und anschließend die Konversionsschicht (21) auf die optoelektronischen Halbleiterchips (12), die Trägerschicht (20) und das Katalysatormaterial (40) aufgebracht wird, wobei das Katalysatormaterial (40) derart ausgestaltet ist, dass es ein Aushärten der aushärtbaren Materialkomponente der Konversionsschicht (21) inhibiert.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Trägerschicht (20) reflektierend ist.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die optoelektronischen Bauelemente (100-400) Chip-Scale-Packages sind.
  11. Optoelektronisches Bauelement (100-400), mit einem optoelektronischen Halbleiterchip (12), der in eine Trägerschicht (20) eingebettet ist, einer Konversionsschicht (21), die auf dem optoelektronischen Halbleiterchip (12) und der Trägerschicht (20) aufgebracht ist, und mindestens einer Markierung (25) in und/oder auf der Konversionsschicht (21).
  12. Optoelektronisches Bauelement (100-400) nach Anspruch 11, wobei die mindestens eine Markierung (25) lateral versetzt zu einem Licht emittierenden Bereich des optoelektronischen Halbleiterchips (12) ist.
  13. Optoelektronisches Bauelement (200) nach Anspruch 11 oder 12, wobei die mindestens eine Markierung (25) auf die Konversionsschicht (21) gedruckt ist.
  14. Optoelektronisches Bauelement (100, 300, 400) nach Anspruch 11 oder 12, wobei die mindestens eine Markierung (25) mindestens eine Aussparung in der Konversionsschicht (21) ist.
  15. Optoelektronisches Bauelement (100-400) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei die Trägerschicht (20) reflektierend ist.
  16. Optoelektronisches Bauelement (100-400) nach einem der Ansprüche 11 bis 15, wobei das optoelektronische Bauelement (100-400) ein Chip-Scale-Package ist.
  17. Blitzlicht mit mindestens einem optoelektronischen Bauelement (100-400) nach einem der Ansprüche 11 bis 16.
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