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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Licht emittierendes Bauelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
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HINTERGRUND
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Bei der Herstellung von QFN basierten seitenemittierenden Laserdioden oder Laserdiodenarrays für z.B. den Einsatz in LIDAR Systemen (Light detection and ranging), werden derzeit die aufgebondeten und kontaktierten Dioden über einen Compression Molding Prozess mit einer Hülle aus Klarsilikon verkapselt.
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Ein Problem hierbei ist die hohe Anforderung an die optische Austrittsfläche, um einerseits die hohe Lichtleistung, vor allem aber auch eine gute Strahlqualität zu erreichen. Dieses Austrittsfenster wird durch die Abformung im Moldingtool erzeugt. Da beim Compression Molding eine sog. Releasefolie (Formtrennfolie) eingesetzt wird, ist die Oberflächenqualität und Formtreue des Austrittsfensters durch die begrenzte Deformation der Releasefolie eingeschränkt. Zusätzlich müssen Abstriche im Packagedesign und in der Produktionsausbeute in Kauf genommen werden. Die wesentlichen Probleme sind:
- - Negativer Einfluss auf die Strahlqualität des Laserstrahls (Leistungsverlust, Streulicht, Einschränkungen in der Strahlformung durch benötigten Mindestabstand zwischen Gehäusewand und Laserfacette. Moldtoleranzen (Toleranzen beim Spritzgießen) resultieren in schwankender Materialdicke vor der Laserfacette und müssen deshalb vorgehalten werden.
- - Ausbeuteverlust in der Produktion durch Folienabdrücke, Folienfalten während des Tiefziehens der Releasefolie auf die Werkzeugoberfläche.
- - Keine genauen Konturen des Auskoppelfensters möglich, auf Grund der minimalen Foliendicke von 50µm, woraus ein kleinster Radius beim Biegen der Releasefolie bei 50-100µm resultiert.
- - Bisher wird das Bauteil über z.B. einen Compression Molding Prozess mit klarem Silikon verkapselt.
- -Das Problem einer unerwünschten Deformation der Releasefolie konnte bisher nicht gelöst werden. Es müssen daher höhere Ausbeuteverluste und eingeschränkte Bauteilperformance in Kauf genommen werden.
- - Bei der Montage der Packages besteht bisher die Gefahr eines Kriechens von Lot oder von Flussmittel zwischen die Silikonverkapselung und einen Träger/Leadframe, auf dem die vergossenen Dioden aufgebondet sind. Dies kann zu einem Ablösen der Verkapselung oder der Dioden führen.
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Ein der Erfindung zu Grunde liegendes Problem ist es, die zuvor genannten Nachteile zu vermeiden.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFIDUNG
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Dieses Problem wird durch ein Licht emittierendes Bauelement nach Anspruch 1 sowie ein Herstellungsverfahren nach Anspruch 20 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen, Ausgestaltungen oder Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Das oben genannte Problem wird insbesondere gelöst durch ein Licht emittierendes Bauelement mit zumindest einem Licht emittierenden Halbleiterelement, das an einem Träger angeordnet und zumindest teilweise von einer Kappe mit einer Lichtaustrittsfläche umgeben ist, wobei die Kappe durch ein Vacuum Injection Molding Verfahren hergestellt und zwischen der Lichtaustrittsfläche (10) und einer Abstrahlfläche des Licht emittierenden Halbleiterelement ein Abstand von weniger als 200µm, insbesondere von weniger als 100µm vorgesehen ist.
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Dadurch kann eine erheblich bessere Oberflächengüte des Austrittsfensters bzw. der Austrittsfläche erreicht werden. Zudem können sehr kleine Radien bei Flächenübergängen an der Austrittsfläche erreicht werden, sodass die Geometrie des Bauteils gegenüber dem Stand der Technik freier gestaltet werden kann. Ein weiterer Vorteil ist eine verbesserte Strahlqualität des Laserstrahls durch bessere Oberflächenqualität des Austrittsfensters, da keine Foliendeformationen möglich ist, sowie eine verbesserte Parallelität des Fensters, da keine Abbildung der Folienrauheit auf der Oberfläche geschieht. Es besteht keine Gefahr von Silikonflash auf der Bauteilrückseite durch den nunmehr drucklosen Verkapselungsprozess. Zudem ist eine genauere Positionierung der Leadframes im Tool möglich und somit eine optimierte Positionierung des Austrittsfensters vor der Laserfacette. Durch die verbesserte Positionierung des Fensters kann der Abstand zwischen Fenster und Laserfacette reduziert werden. Damit können nachgeschaltete Optiken noch näher an den Emitter rücken, wodurch eine höhere Leistungsdichte und verbesserte Auflösung des LIDAR Systems erreicht werden kann.
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Die Kappe ist in einer Ausführungsform der Erfindung zumindest teilweise aus Silikon hergestellt, wobei das Silikon vorzugsweise durchsichtig ist. Es können auch Zuschlagsstoffe, die eine Wellenlängenkonversion des durch das oder die Halbleiterelement(e) ausgestrahlte Lichtes bewirken eingebracht sein.
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Das Halbleiterelement umfasst in einer Ausführungsform der Erfindung eine Laserfacette, wobei die Vorderseite der Laserfacette unmittelbar an die Lichtaustrittsfläche angrenzt. Dadurch kann die Größe des Bauelementes verringert werden, Strahlverluste werden verringert und die Lichtqualität verbessert.
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Die Lichtaustrittsfläche ist in einer Ausführungsform der Erfindung im Wesentlichen senkrecht zu einer Grundfläche des Trägers angeordnet. Dadurch, dass beim Gießen der Kappe Flächen, die im Wesentlichen parallel zur Ausformungsrichtung beim Ausformen sind, erzeugt werden sollen, tritt wie bei allen Gießvorgängen das Problem auf, dass Flächen des Formwerkzeuges und geformte Flächen parallel aneinander vorbeigeführt werden müssten. In der Regel sind daher leicht schräge Flächen vorzusehen, um eine Beschädigung oder zumindest Aufrauhung der geformten Oberflächen zu vermeiden. Durch den erfindungsgemäßen Verzicht auf eine Releasefolie kann dieser Winkel aber nahezu rechtwinklig ausgeführt werden
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Eine Oberseite des Trägers ist in einer Ausführungsform der Erfindung eben. Es wird dabei auf einen an der Lichtauskopplungsfläche angeordneten geätzten Graben zur Erzeugung eines L-förmigen Abschlussprofils verzichtet.
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Die Lichtaustrittsfläche grenzt in einer Ausführungsform der Erfindung in einem rechten Winkel an den Träger. Der Übergang zwischen Beiden ist dabei mit einem sehr kleinen Radius realisiert.
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Mehrere Licht emittierende Halbleiterelemente sind in einer Ausführungsform der Erfindung an einem gemeinsamen Submount oder Substrat auf dem Träger angeordnet, alternativ sind mehrere Licht emittierende Halbleiterelemente jeweils an einzelnen Submounts oder -Substraten auf dem Träger angeordnet.
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Die mehreren Licht emittierenden Halbleiterelemente weisen in einer Ausführungsform der Erfindung unterschiedliche Farben auf und können in einer Ausführungsform der Erfindung so genannte „multi channel“ Halbleiterelemente sein.
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Die Vorrichtung umfasst in einer Ausführungsform der Erfindung eine integrierte Treiberelektronik. Dies ermöglicht eine weitere Verkleinerung und leichtere Anschaltbarkeit der Bauelemente.
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Die Lichtaustrittsfläche der Kappe ist in einer Ausführungsform der Erfindung zumindest bereichsweise konvex oder konkav geformt. Auf diese Weise kann eine einfach zu realisierende Strahlformung bewirkt werden. Die Lichtaustrittsfläche der Kappe weist dazu in einer Ausführungsform der Erfindung eine angeformte Linse auf.
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An der Kappe ist in einer Ausführungsform der Erfindung ein Linseneinsatz angeordnet, wobei dieser zumindest ein Teil der Lichtaustrittsfläche ist. Der Linseneinsatz ist in einer Ausführungsform der Erfindung aus einem zu dem Material der Kappe unterschiedlichem Material, vorzugsweise aus Glas gefertigt.
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In der Kappe ist in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ein Strahlkombinierer angeordnet, der in einer Ausführungsform aus Glas gefertigt ist.
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Das eingangs genannte Problem wird auch gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl von emittierenden Bauelementen jeweils mit zumindest einem Licht emittierenden Halbleiterelement, umfassend die Schritte
- a) Bereitstellen eines Leiterplattensubstrats;
- b) Umgießen eines Teils des Leiterplattensubstrats mit einem aushärtbaren Kunststoff zur Erzeugung einer Umhüllung;
- c) Anordnen, Befestigen und Verdrahten mehrerer Halbleiterelemente auf dem Leiterplattensubstrat;
- d) Einlegen des Leiterplattensubstrats mit den Halbleiterelementen in ein unteres Formwerkzeug;
- e) Platzieren eines oberen Formwerkzeugs an dem unteren Formwerkzeug, so dass das Leiterplattensubstrat in einem abgeschlossenen Hohlraum aufgenommen ist;
- f) Erzeugen eines Unterdrucks in dem Hohlraum des Formwerkzeugs;
- g) Umgießen der Halbleiterelemente mit einem aushärtbaren Kunststoff;
- h) Ausformen des Substrats mit den in Kunstsoff eingebetteten Licht emittierenden Bauelementen;
- i) Vereinzeln der Bauelementen.
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In einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Formwerkzeug mindestens einen Schieber umfasst, der in Verfahrensschritt g) in eine erste Stellung gebracht ist und in einem zwischen den verfahrensschritten g) und h) erfolgenden Verfahrensschritt g-1) in eine zweite Stellung gebracht wird.
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In einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Schieber eine konkave Ausnehmung zur Erzeugung einer konvexen Linse, oder der Schieber eine konvexe Ausnehmung zur Erzeugung einer konkaven Linse aufweist.
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In einer Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass vor oder nach Verfahrensschritt d) eine Einlage in das Formwerkzeug eingebracht wird.
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Figurenliste
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Weitere Aspekte und Ausführungsformen nach dem vorgeschlagenen Prinzip werden sich in Bezug auf die verschiedenen Ausführungsformen und Beispiele offenbaren, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen ausführlich beschrieben werden. So zeigen:
- 1 eine erste Ausführung einer Anordnung einer Vielzahl erfindungsgemäßer Licht emittierender Bauelemente auf einem Leadframe in einer räumlichen Ansicht nach einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips;
- 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus 1 zur Erläuterung weiterer Aspekte;
- 3 eine weitere Ausführung eines Licht emittierenden Bauelements in einer räumlichen Ansicht nach einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips;
- 4 einen Schnitt durch das Bauelement der 3 in einer räumlichen Darstellung;
- 5 schematisch einen Schnitt durch zwei beiderseits einer der Trennfugen angeordnete Bauelemente;
- 6 und 7 schematische Darstellungen des Bauelementes wie in den 3 und 4 gezeigt;
- 8 und 9 schematische Darstellungen eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Bauelementes in Schnitt bzw. Draufsicht nach einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips;
- 10 bis 13 weitere Ausführungsbeispiele von Bauelemente jeweils in einer Draufsicht gemäß einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips;
- 14 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Bauelementes in einer Schnittansicht gemäß einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips;
- 15 eine Skizze zum Herstellungsverfahren für das Ausführungsbeispiel der 14;
- 16 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Bauelementes nach dem vorgeschlagenen Prinzip in einer Schnittansicht;
- 17 und 18 schematische Darstellungen eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Bauelementes im Schnitt bzw. nach dem vorgeschlagenen Prinzip in der Draufsicht.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Die folgenden Ausführungsformen und Beispiele zeigen verschiedene Aspekte und ihre Kombinationen nach dem vorgeschlagenen Prinzip. Die Ausführungsformen und Beispiele sind nicht immer maßstabsgetreu. Ebenso können verschiedene Elemente vergrößert oder verkleinert dargestellt werden, um einzelne Aspekte hervorzuheben. Es versteht sich von selbst, dass die einzelnen Aspekte und Merkmale der in den Abbildungen gezeigten Ausführungsformen und Beispiele ohne weiteres miteinander kombiniert werden können, ohne dass dadurch das erfindungsgemäße Prinzip beeinträchtigt wird. Einige Aspekte weisen eine regelmäßige Struktur oder Form auf. Es ist zu beachten, dass in der Praxis geringfügige Abweichungen von der idealen Form auftreten können, ohne jedoch der erfinderischen Idee zu widersprechen.
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1 zeigt die Anordnung einer Vielzahl seitenemittierender Laser als Licht emittierende Bauelemente 1 auf einem Leadframe 2 vor der Vereinzelung der Bauelemente 1. Ein einzelnes Bauelement 1 ist in 3 in räumlicher Darstellung und in 4 in einem räumlichen Schnitt gezeigt. Jedes Bauelement 1 umfasst einen Träger 3, der vor der Vereinzelung der Bauteile 1 Teil des Leadframes 2 ist und beispielsweise aus Metall wie Kupfer gefertigt ist, auf dem eine Laserdiode 4 angeordnet und mit Drähten 5 elektrisch mit Kontakten, von denen in 3 nur ein Kontakt 6 zu sehen ist, verbunden. Die Laserdiode 4 ist in einer Kavität 7 in einer Umhüllung 8 beispielsweise aus einem mit reflektierendem Mittel versetztem duroplastischen Material wie beispielsweise Epoxy, oder einem weiß eingefärbtem Silikon umgeben. Über der Umhüllung und in der Kavität 7 ist eine Kappe 9 aus durchsichtigem Silikon angeordnet. Die Kavität 7 ist zu einer Lichtaustrittsfläche 10 hin offen, sodass die Lichtaustrittsfläche 10 durch die Kappe 9 gebildet wird. Der Träger 3 weist an der Seite der Lichtaustrittsfläche 10 eine Stufe 11 auf, sodass der Träger 3 an der Seite der Lichtaustrittsfläche 10 in der Seitenansicht eine L-förmige Kontur aufweist. Das Material der Kappe 9 bedeckt sowohl eine Oberseite 29 der Umhüllung 8 als auch eine Frontseite 12 der Stufe 11. Die Lichtaustrittsfläche 10 ist praktisch senkrecht zu einer Grundfläche 13 des Bauelements 1. Die Laserdiode 4 ist im Wesentlichen quaderförmig, sodass deren frontale Laserfacette, im Folgenden allgemeiner als Austrittsfläche 14 bezeichnet ebenfalls senkrecht zu der Grundfläche 13 des Bauelements 1 ist und Austrittsfläche 14 sowie Lichtaustrittsfläche 10 dadurch praktisch parallel sind, soweit dies das nachfolgend dargestellte Verfahren zum Gießen der Kappe 9 zulässt.
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Die Bauelemente 1 sind zur Fertigung jeweils nebeneinander in Reihen 15 angeordnet. In einer Reihe 15 sind, wie insbesondere in 2 zu sehen ist, abgesehen von den am Rand angeordneten Reihen 15, jeweils zwei Bauelemente 1a und 1b so in Längsrichtung, diese ist durch einen Doppelpfeil 16 gekennzeichnet, nebeneinander angeordnet, dass die jeweiligen Lichtaustrittsflächen 10 einer Trennfuge 17 zugewandt sind.
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Zur Fertigung einzelner Bauelemente 1 wird in einem Fertigungsschritt a) ein Leiterplattensubstrat 2 bereitgestellt und in einem Fertigungsschritt b) wird die Umhüllung 8 gegossen. In einem Fertigungsschritt c) werden die Laserdioden 4 auf dem Leiterplattensubstrat 2 angeordnet, befestigt und verdrahtet. Dieser Schritt kann auch vor dem Gießen der Umhüllungen 8 erfolgen. Sodann wird das Leiterplattensubstrat 2 mit den Halbleiterelementen in einem Fertigungsschritt d) in ein unteres Formwerkzeug eingelegt und in einem Fertigungsschritt e) ein oberes Formwerkzeug 18 an dem unteren Formwerkzeug so platziert, dass das Leiterplattensubstrat 2 in einem abgeschlossenen Hohlraum aufgenommen ist, in dem Hohlräume für die zu gießenden Kappen sind.
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5 zeigt schematisch einen Schnitt durch zwei beiderseits einer der Trennfugen 17 angeordneten Bauelemente 1c und 1d. Die Trennfuge 17 wird durch eine Leiste 19 des oberen Formwerkzeugs 18 erzeugt. In einem nächsten Fertigungsschritt f) wird in dem in 5 schraffiert dargestellten Hohlräumen des Formwerkzeugs für die Kappen 9 ein Unterdruck erzeugt. In die Hohlräume wird in einem Fertigungsschritt g) Kunststoff eingespritzt (so genanntes Vacuum Injection Molding), sodass ein Umgießen der Halbleiterelemente mit einem aushärtbaren Kunststoff erfolgt. Danach erfolgt in einem Fertigungsschritt h) das Ausformen des Substrats mit den in Kunstsoff eingebetteten Halbleiterelementen und in einem Fertigungsschritt i) das Vereinzeln der Halbleiterelemente. Auf diese Weise sind die einzelnen Kanten deutlich enger und der Kurvenradius um die Kante ist gegenüber einer Herstellung mit Folie reduziert.
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Die Lichtaustrittsfläche 10, siehe 4, geht mit einem Radius R1 in eine im Wesentlichen parallel zur Grundfläche 13 verlaufende Kante 20 über. Der Radius R1 kann durch das oben beschriebene Vacuum Injection Molding wesentlich kleiner als im Stand der Technik ausgeführt werden und weist Radien kleiner als 100 µm auf.
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Die 6 und 7 zeigen schematische Darstellungen des erfindungsgemäßen Bauelementes wie in den 3 und 4 gezeigt. 6 ist ein Längsschnitt, 7 eine Draufsicht. Die 8 und 9 zeigen schematische Darstellungen eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Bauelementes 1 in Schnitt bzw. Draufsicht. Bei dem Ausführungsbeispiel der 8 und 9 wird auf die Stufe 11 verzichtet. Dies ist möglich durch das oben beschriebene Vacuum Injection Molding zum Gießen der Kappe 9, da durch den Wegfall einer Trennfolie die Leiste 19 des oberen Formwerkzeugs 18 praktisch bis auf die Oberfläche des Leiterplattensubstrats 2 zugestellt werden kann und dadurch auf einen Radius R1, wie anhand der 4 beschrieben, verzichtet werden kann.
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Dabei erlaubt das vorgeschlagenen Verfahren zudem auch den Leadframe 3 unterschiedlich und insbesondere mit einer Untersetzung wie in der Seitenansicht der 8 dargestellt auszugestalten. Die Untersetzung befindet sich am rechten unteren Rand und ist mit Material der Umhüllung 8 gefüllt. In den jeweiligen Draufsichten ist zudem die leichte Rückführung des transparenten Materials der Kappe 9 dargestellt, die in der Draufsicht der 10 und 11 noch deutlicher zu erkennen ist. Diese Ausbuchtungen, bei denen das Material der Leiterplatte 3 freiliegt umfasst eine Längsseite -korrespondierend zu der Austrittsfläche der Kappe, die im Wesentlichen parallel zur den Laserfacetten verläuft und zwei daran angeschlossene Seitenflächen die sich unter einem flachen Winkel hin öffnen, beispielsweise im Bereich von 45° bis 75°. Dadurch wird bei der Herstellung mögliche Verspannungen reduziert und eine glatte Oberfläche geschaffen.
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Die 10 und 11 zeigen zwei weitere Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Bauelemente 1 in einer Draufsicht. Beim Ausführungsbeispiel der 10 sind Laserdioden 4a, 4b, 4c unterschiedlicher Farben auf einem gemeinsamen Substrat 21 angeordnet, bei dem Ausführungsbeispiel der 11 sind Laserdioden unterschiedlicher Farben auf jeweils eigenen Substraten 22a, 22b, 22c angeordnet. In diesem Fall ist die Austrittsfläche der Kappe 9 parallel zu allen drei Laserfacetten angeordnet. Durch das Injektion Molding kann die Oberfläche recht nah an die Laserfacetten geführt werden, so dass der Abstand zwischen Oberfläche der Kappe und den Laserfacetten im Bereich weniger 100 um eventuell bis zu wenigen 10µm liegt. Dies kann unter anderem dadurch bedingen, dass durch das Injektion Molding bisher auftretender großer Krümmungsradien im Bereich der Austrittsfläche der Kappe wegfallen.
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Ein weiterer Vorteil kann sich dadurch ergeben, dass durch das Wegfallen der bisher auftretenden großen Krümmungsradien im Bereich der Austrittsfläche der Kappe, auch ein größerer Abstand zwischen der Lichtaustrittsfläche und der Laserfacette ermöglicht ist. In bisherigen Bauelementen kann es vorkommen, dass Krümmungen der Lichtaustrittsfläche in den Lichtkegel der Laserdioden hineinragen und diesen negativ beeinflussen. Ein Vorteil bei größerem Abstand kann sein, dass der Lichtkegel vom Laser bereits größer ist. Dadurch kann zum einen die Strahlstärke des Lasers verringert sein, und zum anderen erhitzen sich Staubpartikel oder ähnliche Verunreinigungen auf der Lichtaustrittsfläche geringer. Die Lebensdauer der optischen Oberfläche bzw. Lichtaustrittsfläche kann so erhöht werden.
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Die 12 und 13 zeigen zwei weitere Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Bauelemente 1 in einer Draufsicht. Bei diesen ist eine Treiberelektronik 23 in der Umhüllung 8 angeordnet.
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14 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bauelementes 1 in einer Schnittansicht. Die Lichtaustrittsöffnung 10 ist hier konvex als Linse ausgeführt, wobei diese aber nicht über das Material des Trägers bzw. Leadframes 3 hinausragt. Dadurch kann die Linse beispielsweise vor Beschädigungen geschützt sein. Ebenfalls in dieser Schnittansicht zu erkennen ist das Moldmaterial, welches sich auf der rückseitigen Wandung des Trägers 3 im Bereich der Kanten befindet. Dort erfolgt in der Fertigung die Trennung, so dass ein Einsatz von gut trennbarem Moldmaterial an diesen Positionen zweckmäßig ist.
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15 verdeutlicht deren Fertigung. Beim Gießen der Kappe 9 wird ein Schieber 24 des unteren oder oberen Formwerkzeuges zunächst in eine erste, vordere Stellung wie in 15 gezeigt gebracht. Der Schieber 24 umfasst eine konkave Ausnehmung 25 zur Erzeugung der konvexen Linse der Lichtaustrittsöffnung 10 Zum Ausformen wird der Schieber 24 in Richtung des Pfeiles 26 in eine zweite, hintere Stellung gebracht, sodass dieser die Linse freigibt und ausgeformt werden kann.
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16 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bauelementes 1 in einer Schnittansicht. Die Lichtaustrittsöffnung 10 umfasst hier eine als Linse ausgeführte Einlage 27 aus Glas, beispielsweise ein „Fast-Axis-Kollimator“-Linse (FAC) . Die Einlage 27 wird in einem nach Fertigungsschritt d), dem Einlegen des Leiterplattensubstrats 2 in das untere Formwerkzeug, angeordneten Fertigungsschritt d-2) an entsprechender Stelle des unteren Formwerkzeuges oder des oberes Formwerkzeuges 18 platziert und mit eingegossen. In dieser Ausgestaltung sollte das Formwerkzeug im Bereich der Linse elastisch geformt sein, um eine Beschädigung oder Zerstörung zu vermeiden. Beispielsweise kann das Formwerkezug Polydimethylsiloxan (PDMS) umfassen oder aus diesem gebildet sein, um die Einlage 27 nicht zu beschädigen. Ferner kann es wie in der Figur dargestellt vorgesehen sein, dass die Einlage 27 an deren Lichtaustrittsseite das Formwerkzeug nicht berührt, um eine Beschädigung der Lichtaustrittsseite zu verhindern. Das Formwerkzeug kann ferner derart ausgebildet sein, dass es den zu vergießenden Bereich um die Linse abdichtet, sodass die Kappe 9 an der gewünschten Position und in der gewünschten Form und Größe ausgeformt werden kann.
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Die 17 und 18 zeigen schematische Darstellungen eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Bauelementes 1 im Schnitt bzw. in der Draufsicht. Bei dem Ausführungsbeispiel der 17 und 18 sind Laserdioden 4a, 4b, 4c unterschiedlicher Farben mit einem Strahlkombinierer 28 versehen, der zwischen den Laserdioden 4a, 4b, 4c und der Lichtaustrittsöffnung 10 angeordnet ist. Dieser kann auf dem Leadframe in einem ersten Fertigungsschritt aufgebracht werden. Anschließend wird er von der transparenten Kappe 9 vollständig umgeben. Der Strahlkombinierer 28 kann insbesondere dazu ausgebildet sein, dass von den Laserdioden 4a, 4b, 4c emittierte Licht zu kombinieren und wie im dargestellten Fall um ca. 90° umlenken. Dazu kann der Strahlkombinierer 28 beispielsweise Spiegel oder reflektierende Elemente umfassen, die die einzelnen Lichtstrahlen umlenken.
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Der kombinierte Lichtstrahl kann entsprechend beispielsweise nicht entlang der Hauptemissionsrichtung der Laserdioden 4a, 4b, 4c bzw. aus der eingangs erwähnten Lichtaustrittsöffnung aus dem Bauelement austreten, sondern kann wie im dargestellten Fall beispielsweise entlang der gestrichelten Linie aus dem Bauelement austreten.
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Es ist jedoch auch denkbar, dass das kombinierte Licht in eine nicht dargestellte Richtung umgelenkt wird und/oder der Strahlkombinierer 28 kann beispielsweise auch mehrere Spiegel oder reflektierende Elemente umfassen, die das kombinierte Licht mehrmals umlenken.
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Ebenso wäre auch eine Kombination aus einer wie in den 14, 15 und 16 dargestellten Linsen, beispielsweise eine „Fast-Axis-Kollimator“-Linse, und einem wie in den 17 und 18 dargestelltem Strahlkombinierer möglich. Daraus ergibt sich der Vorteil, dass ggf. unterschiedliche Divergenzen der Einzelemitter mittels der Linse aufeinander angepasst werden, bevor deren Strahlen mittels dem Strahlkombinierer kombiniert werden. Dadurch kann sich insbesondere eine verbesserte Konvergenz der einzelnen Farben der Einzelemitter ergeben.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Licht emittierendes Bauelement
- 2
- Leadframe
- 3
- Träger
- 4
- Laserdiode
- 5
- Draht
- 6
- Kontakt
- 7
- Kavität
- 8
- Umhüllung
- 9
- Kappe
- 10
- Lichtaustrittsfläche
- 11
- Stufe
- 12
- Frontseite
- 13
- Grundfläche
- 14
- Austrittsfläche
- 15
- Reihe
- 16
- Doppelpfeil
- 17
- Trennfuge
- 18
- oberes Formwerkzeug
- 19
- Leiste
- 20
- Kante
- 21
- gemeinsames Substrat
- 22a, b, c
- Substrate
- 23
- Treiberelektronik
- 24
- Schieber
- 25
- konkave Ausnehmung
- 26
- Pfeil
- 27
- Einlage
- 28
- Strahlkombinierer
- 29
- Oberseite
- R1
- Radius
