DE102021118443A1 - OPTOELECTRONIC DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING OPTOELECTRONIC DEVICE - Google Patents
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Abstract
Ein optoelektronisches Bauelement umfasst ein Substrat (3), ein lichtemitterendes Element (1) und ein Gehäuse (6). Das lichtemitterende Element ist auf dem Substrat angeordnet und weist eine dem Substrat abgewandte obere Austrittsoberfläche (4) und wenigstens eine weitere seitliche Austrittsoberfläche (5) auf. Das lichtemitterende Element ist eingerichtet, Licht durch die obere Austrittsoberfläche und die wenigstens eine weitere seitliche Austrittsoberfläche zu emittieren. Das Gehäuse weist ein Abformmaterial auf und ist wenigstens teilweise von der oberen Austrittsoberfläche und der seitlichen Austrittsoberfläche beabstandet, so dass besagte Austrittsoberflächen frei von Abformmaterial sind.An optoelectronic component comprises a substrate (3), a light-emitting element (1) and a housing (6). The light-emitting element is arranged on the substrate and has an upper exit surface (4) facing away from the substrate and at least one further lateral exit surface (5). The light emitting element is configured to emit light through the top exit surface and the at least one other side exit surface. The housing includes a molding material and is at least partially spaced from the top exit surface and the side exit surface such that said exit surfaces are free of molding material.
Description
Die folgende Beschreibung betrifft ein optoelektronisches Bauelement und ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements.The following description relates to an optoelectronic component and a method for producing an optoelectronic component.
Beispielsweise betrifft die Beschreibung ein reflektives Verkapseln von volumenemittierenden LED-Chips mit Freihaltung einer oder mehrerer Chipseitenflächen.For example, the description relates to a reflective encapsulation of volume-emitting LED chips with one or more side surfaces of the chips being kept free.
Einleitungintroduction
Bei der Nutzung von volumenemittierenden LED-Chips besteht oftmals das Problem, dass die seitlich austretende Strahlung nur eingeschränkt genutzt werden kann. Die bisherigen zur Lösung des Problems angewendeten Verfahren sind in der Regel aufwändig. Eine Möglichkeit zur Nutzung des seitlich austretenden Lichts ist die Applikation einer transparenten Schicht auf der Chipseitenfläche, die beispielsweise mit einem Klebstoff aufgetragen werden kann (vgl. englisch „Layer Attach“ Prozess und „Squeeze out“). Eine weitere Möglichkeit besteht darin, vorgefertigte Reflektorgehäuse zu verwenden (englisch: premolded Quad Flat No-Lead, QFN), die nach dem Molding-Prozess mit Chips bestückt werden.When using volume-emitting LED chips, there is often the problem that the radiation emitted at the side can only be used to a limited extent. The methods used to date to solve the problem are usually complex. One way of using the light emitted from the side is to apply a transparent layer to the side of the chip, which can be applied with an adhesive, for example (cf. “layer attach” process and “squeeze out”). Another possibility is to use prefabricated reflector housings (English: premolded quad flat no-lead, QFN), which are equipped with chips after the molding process.
Es ist Aufgabe der vorgelegten Beschreibung, ein optoelektronisches Bauelement und ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements vorzuschlagen, welche aus dem Bauteil austretende Strahlung besser nutzbar machen.It is the object of the present description to propose an optoelectronic component and a method for producing an optoelectronic component which make it possible to use radiation emerging from the component more effectively.
Diese Aufgaben werden durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche erreicht. Weitere Entwicklungen und Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.These objects are achieved by the subject matter of the independent claims. Further developments and embodiments are described in the dependent claims.
Dem Folgenden wird zugrunde gelegt, dass jedes in Bezug auf eine beliebige Ausführungsform beschriebene Merkmal allein oder in Kombination mit anderen im Weiteren beschriebenen Merkmalen verwendet werden kann und auch in Kombination mit einem oder mehreren Merkmalen einer beliebigen anderen Ausführungsform oder einer beliebigen Kombination einer anderen Ausführungsform verwendet werden kann, sofern dies nicht als Alternative beschrieben ist. Darüber hinaus können auch Äquivalente und Modifikationen, die nachstehend nicht beschrieben sind, verwendet werden, ohne vom Anwendungsbereich des vorgeschlagenen optoelektronischen Bauelements und des Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements abzuweichen, die in den begleitenden Ansprüchen definiert sind.In the following, it is assumed that each feature described in relation to any embodiment can be used alone or in combination with other features described below and also used in combination with one or more features of any other embodiment or any combination of another embodiment unless this is described as an alternative. Furthermore, equivalents and modifications not described below can also be used without departing from the scope of the proposed optoelectronic device and the method for manufacturing an optoelectronic device defined in the accompanying claims.
Zusammenfassungsummary
Im Folgenden wird ein verbessertes Konzept auf dem Gebiet optischer Bauteile, beispielsweise volumenemittierender LED-Chips, vorgestellt. Ein Aspekt betrifft die Erkenntnis, dass durch den Einsatz eines geeignet geformten Formwerkzeuges (englisch: Moldtool) ein vorab gesetztes lichtemitterendes Element (beispielsweise als Chip oder eine Konversionsschicht umfassend) während eines Abform- oder Moldvorgangs an Lichtaustrittsflächen (beispielsweise vier Seitenflächen und eine obere Austrittsfläche) frei von Abformmaterial (englisch: Moldcompound) gehalten werden kann. Durch die Verschiebung der Abdichtung der Abformkomponente weg von einer oder mehrerer Austrittsoberflächen, beispielsweise der Konversionsschicht, entgegengesetzt zur Richtung des Abformflusses kann die mit der Abdichtung im Zusammenhang stehende mechanische Belastung vermieden werden. Durch die Struktur des Formwerkzeuges können die Seitenflächen des Chips/Konversionsschicht freigehalten werden, während die dem Chip abgewandte Struktur des Formwerkzeuges gleichzeitig das Gehäuse, beispielsweise mit einem Reflektor, formt.An improved concept in the field of optical components, for example volume-emitting LED chips, is presented below. One aspect relates to the finding that through the use of a suitably shaped molding tool (English: mold tool) a previously set light-emitting element (e.g. as a chip or comprising a conversion layer) during a molding or molding process on light exit surfaces (e.g. four side surfaces and an upper exit surface) can be kept free of mold compound. By shifting the sealing of the molding component away from one or more exit surfaces, for example the conversion layer, opposite to the direction of the molding flow, the mechanical stress associated with the sealing can be avoided. Due to the structure of the molding tool, the side surfaces of the chip/conversion layer can be kept free, while the structure of the molding tool facing away from the chip simultaneously shapes the housing, for example with a reflector.
In einer Ausführungsform umfasst ein optoelektronisches Bauelement ein Substrat, ein lichtemittierendes Element und ein Gehäuse.In one embodiment, an optoelectronic device includes a substrate, a light-emitting element, and a housing.
Das lichtemittierende Element ist auf dem Substrat angeordnet und weist eine dem Substrat abgewandte obere Austrittsoberfläche und wenigstens eine weitere seitliche Austrittsoberfläche auf. Das lichtemittierende Element ist eingerichtet, Licht durch die obere Austrittsoberfläche und die wenigstens eine weitere seitliche Austrittsoberfläche zu emittieren.The light-emitting element is arranged on the substrate and has an upper exit surface facing away from the substrate and at least one further lateral exit surface. The light emitting element is configured to emit light through the top exit surface and the at least one other side exit surface.
Das Gehäuse weist ein Abformmaterial auf und ist wenigstens teilweise von der oberen Austrittsoberfläche und der seitlichen Austrittsoberfläche beabstandet. Die besagten Austrittsoberflächen sind dabei frei von Abformmaterial.The housing includes a molding material and is at least partially spaced from the exit top surface and the exit side surface. Said exit surfaces are free of molding material.
Durch die Verschiebung bzw. Beabstandung von Gehäuse und der Austrittsoberfläche weg vom lichtemittierenden Element wird die Funktion der Abdichtung mittels des Gehäuses von Höhe und der Lage des lichtemittierenden Elements entkoppelt. Dies erlaubt eine höhere Effizienz, denn durch die Freihaltung der Seitenflächen des lichtemittierenden Elements steigt die Effizienz der Gesamtanordnung, weil das emittierte Licht mittels des Gehäuses ausgekoppelt werden kann.By shifting or spacing the housing and the exit surface away from the light-emitting element, the function of the seal by means of the housing is decoupled from the height and the position of the light-emitting element. This allows for greater efficiency, because keeping the side surfaces of the light-emitting element free increases the efficiency of the overall arrangement because the emitted light can be coupled out by means of the housing.
Im Folgenden bezeichnet der Begriff „Abformung“ einen Moldprozess. Entsprechend sind die Begriffe „Formwerkzeug“ und „Abformmaterial“ als Moldtool und Moldmaterial zu übersetzen. Das Substrat kann ferner dazu dienen, dem optoelektronischen Bauelement einen Bezugsrahmen zu definieren. Das Substrat weist beispielsweise eine Oberfläche auf, in die oder auf der das lichtemittierende Element angeordnet, montiert oder geeignet integriert ist. Diese Oberfläche kann mit einer Flächennormale beschrieben werden. Entlang dieser Flächennormalen, vom Substrat wegzeigend, sei die Oberseite des Bauelements. Diese Richtung fällt beispielsweise mit einer Hauptabstrahlrichtung der oberen Austrittsoberfläche zusammen. Jedoch kann mittels seitlicher Austrittsoberflächen (seitlich in Bezug auf das Substrat bzw. der Flächennormalen), ebenfalls Licht aus dem lichtemittierenden Element austreten.In the following, the term "molding" refers to a molding process. Accordingly, the terms “mold tool” and “impression material” should be translated as mold tool and mold material. the sub strat can also serve to define a frame of reference for the optoelectronic component. The substrate has, for example, a surface in or on which the light-emitting element is arranged, mounted or suitably integrated. This surface can be described with a surface normal. The upper side of the component is along this surface normal, pointing away from the substrate. This direction coincides, for example, with a main emission direction of the upper exit surface. However, light can also emerge from the light-emitting element by means of lateral exit surfaces (laterally in relation to the substrate or the surface normal).
Gemäß einer Ausführungsform weist das lichtemittierende Element ein Konversionselement auf. Das Konversionselement ist dazu eingerichtet, eine Emissionswellenlänge von Licht, welches von dem lichtemittierenden Element emittiert wird, zu verändern.According to one embodiment, the light-emitting element has a conversion element. The conversion element is set up to change an emission wavelength of light which is emitted by the light-emitting element.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das lichtemittierende Element zumindest eine volumenemittierende Leuchtdiode.According to one embodiment, the light-emitting element comprises at least one volume-emitting light-emitting diode.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Gehäuse Seitenwände auf. Die Seitenwände sind wenigstens teilweise von der oberen Austrittsfläche und der seitlichen Austrittsoberfläche beabstandet. Wenigstens eine der seitlichen Austrittsoberflächen ist von dem lichtemittierenden Element weg geneigt.According to one embodiment, the housing has side walls. The sidewalls are at least partially spaced from the exit top surface and the exit side surface. At least one of the exit side surfaces is inclined away from the light-emitting element.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Seitenwänden so angeordnet, dass sie das lichtemittierende Element verkapseln. Ferner bilden die Seitenwände einen oder mehrere Gräben zum lichtemittierenden Element.According to one embodiment, the sidewalls are arranged to encapsulate the light-emitting element. Furthermore, the side walls form one or more trenches to the light-emitting element.
Gemäß einer Ausführungsform ist zumindest ein Graben mit einem Reflektor versehen.According to one embodiment, at least one trench is provided with a reflector.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der Reflektor ein reflektierendes Material, insbesondere TiO2.According to one embodiment, the reflector comprises a reflective material, in particular TiO 2 .
Gemäß einer Ausführungsform ist zumindest ein Graben durch das Konversionselement und/oder durch einen Klarverguss angefüllt.According to one embodiment, at least one trench is filled with the conversion element and/or with a clear encapsulation.
Gemäß einer Ausführungsform weist das lichtemittierende Element die dem Substrat abgewandte obere Austrittsoberfläche und vier weitere seitliche Austrittsoberflächen auf. Alle Austrittsoberflächen sind derart vom Gehäuse beabstandet, das besagte Austrittsoberflächen zumindest teilweise frei von Abformmaterial sind.According to one embodiment, the light-emitting element has the upper exit surface facing away from the substrate and four further lateral exit surfaces. All exit surfaces are spaced from the housing such that said exit surfaces are at least partially free of molding material.
Gemäß einer Ausführungsform ist das lichtemittierende Element in einer flip-chip Konfiguration oder mittels eines Bonddrahtes elektrisch mit dem Substrat verbunden.According to one embodiment, the light-emitting element is electrically connected to the substrate in a flip-chip configuration or by means of a bond wire.
In einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Elements die folgenden Schritte. Zunächst wird ein optoelektronisches Bauelement auf einem Substrat angeordnet. In der Folge wird ein Formwerkzeug auf das optoelektronische Bauelement aufgesetzt und ein Gehäuse mittels eines Abformmaterials und des Formwerkzeuges abgeformt. Dabei weist das optoelektronische Bauelement eine dem Substrat abgewandte obere Austrittsoberfläche und wenigstens eine weitere seitliche Austrittsoberfläche auf. Das Formwerkzeug ist derart geformt, dass beim Abformen die obere Austrittsoberfläche und die seitliche Austrittsoberfläche wenigstens teilweise frei von Abformmaterial verbleiben.In one embodiment, a method for manufacturing an optoelectronic element includes the following steps. First, an optoelectronic component is arranged on a substrate. A mold is then placed on the optoelectronic component and a housing is molded using a mold material and the mold. In this case, the optoelectronic component has an upper exit surface facing away from the substrate and at least one further lateral exit surface. The molding tool is shaped in such a way that during molding the upper exit surface and the lateral exit surface remain at least partially free of molding material.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Formwerkzeug derart geformt, dass beim Abformen Seitenwände gebildet werden. Die Seitenwände sind wenigstens teilweise von der oberen Austrittsoberfläche und der seitlichen Austrittsoberfläche beabstandet und von dem lichtemittierenden Element weg geneigt.According to one embodiment, the molding tool is shaped in such a way that side walls are formed during molding. The sidewalls are at least partially spaced from the exit top surface and the exit side surface and slope away from the light emitting element.
Gemäß einer Ausführungsform werden die Seitenwände so gebildet, dass sie das lichtemittierende Element verkapseln und einen oder mehrere Gräben zwischen den Seitenwänden und dem lichtemittierenden Element bilden.According to one embodiment, the sidewalls are formed to encapsulate the light-emitting element and form one or more trenches between the sidewalls and the light-emitting element.
Gemäß einer Ausführungsform wird zumindest ein Graben mit einem Reflektor versehen, der ein reflektierendes Material insbesondere TiO2 aufweist.According to one embodiment, at least one trench is provided with a reflector that has a reflective material, in particular TiO 2 .
Gemäß einer Ausführungsform wird zumindest ein Graben durch ein Konversionselement und/oder durch einen Klarverguss angefüllt. Ein Graben unter oder neben dem lichtemittierenden Element kann durch ein reflektives Material auf. oder angefüllt sein.According to one embodiment, at least one trench is filled with a conversion element and/or with clear encapsulation. A trench under or next to the light-emitting element can be formed by a reflective material. or be filled.
Die vorgestellten Ausführungsformen haben einen oder mehrere der nachfolgend zusammengefassten Vorteile. Durch die Verschiebung der Abdichtfläche des Gehäuses weg vom Konversionselement, wird die Funktion der Abdichtung von der Höhe und der Lage des lichtemitterenden Elements oder Konversionselements entkoppelt. Höhere Effizienz: Durch die Freihaltung der Seitenflächen des lichtemitterenden Elements oder Konversionselements (beispielsweise als VolumenemitterChips) steigt die Effizienz der Gesamtanordnung, weil das Licht durch geeignet geneigte Flächen auf Wänden des Gehäuses nach oben ausgekoppelt werden kann. Vereinfachte Prozessführung: Ein Volumenemitter-Chip kann durch einen einzelnen Abform-Schritt mit einem nah an den Seitenflächen positionierten Reflektor realisiert werden. Dadurch können die Bauteilkosten sinken. Reduzierte Bauteilgröße im Vergleich zu Gehäusen mit vergleichbarer Funktionalität: Es muss kein Mindestabstand zwischen Chipkante und Kavitäteninnenkante für „Die Attach“-, „Wire Bond“- und „TiO2-Casting“-Prozesse vorgehalten werden. Lediglich die Breite der Dichtstruktur (etwa durch Foliendicke und/or Formwerkzeugbreite) ist als zusätzliche Platzbedarf einzuplanen. Verbesserte Prozessstabilität/Yield, erhöhte Toleranz des Prozesses in Bezug auf Eingangsmaterialschwankungen (z. B. Chipdicke, Layerdicke, BLT): Es besteht die Möglichkeit, den Fluss der Vergussmasse an einer Stelle zu stoppen, die eine hohe Andruckkraft (Abdichtung) erlaubt, z. B. auf der Oberfläche des Substrats. Dadurch kann die Abdichtung und Belastung beispielsweise des Konversionselements oder des Chips reduziert werden oder entfallen. Durch das Bonden und ggfs. Drahtbonden des Chips vor dem Abform-Prozess muss keine besondere Anforderung an die Flashfreiheit des Moldprozesses gestellt.The presented embodiments have one or more of the advantages summarized below. By shifting the sealing surface of the housing away from the conversion element, the sealing function is decoupled from the height and the position of the light-emitting element or conversion element. Greater efficiency: Keeping the side surfaces of the light-emitting element or conversion element free (for example as volume emitter chips) increases the efficiency of the overall arrangement because the light is coupled out upwards through suitably inclined surfaces on the walls of the housing can. Simplified process management: A volume emitter chip can be realized in a single molding step with a reflector positioned close to the side surfaces. This can reduce component costs. Reduced component size compared to housings with comparable functionality: There is no minimum distance between the chip edge and the inner edge of the cavity for "Die Attach", "Wire Bond" and "TiO2 Casting" processes. Only the width of the sealing structure (e.g. due to the film thickness and/or mold width) should be planned as an additional space requirement. Improved process stability/yield, increased tolerance of the process with regard to input material fluctuations (e.g. chip thickness, layer thickness, BLT): It is possible to stop the flow of the potting compound at a point that allows a high pressing force (sealing), e.g . B. on the surface of the substrate. As a result, the sealing and loading of, for example, the conversion element or the chip can be reduced or eliminated. Due to the bonding and, if necessary, wire bonding of the chip before the molding process, there are no special requirements for the molding process to be flash-free.
Die folgende Beschreibung der Figuren von Ausführungsbeispielen dient dazu, Aspekte des verbesserten Konzepts weiter zu veranschaulichen und zu erklären. Komponenten und Teile mit gleichem Aufbau bzw. gleicher Wirkung erscheinen mit entsprechenden Bezugszeichen. Soweit Komponenten und Teile in verschiedenen Figuren in ihrer Funktion übereinstimmen, wird deren Beschreibung nicht unbedingt für jede der folgenden Figuren wiederholt.The following description of the figures of exemplary embodiments serves to further illustrate and explain aspects of the improved concept. Components and parts with the same structure or the same effect appear with corresponding reference symbols. Insofar as components and parts in different figures have the same function, their description is not necessarily repeated for each of the following figures.
Figurenlistecharacter list
Es zeigen:
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1 eine beispielhafte Ausführungsform eines optoelektronischen Elements, -
2 eine weitere beispielhafte Ausführungsform eines optoelektronischen Elements, -
3 eine weitere beispielhafte Ausführungsform eines optoelektronischen Elements, -
4 eine weitere beispielhafte Ausführungsform eines optoelektronischen Elements, -
5 eine weitere beispielhafte Ausführungsform eines optoelektronischen Elements, und -
6 eine weitere beispielhafte Ausführungsform eines optoelektronischen Elements.
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1 an exemplary embodiment of an optoelectronic element, -
2 a further exemplary embodiment of an optoelectronic element, -
3 a further exemplary embodiment of an optoelectronic element, -
4 a further exemplary embodiment of an optoelectronic element, -
5 a further exemplary embodiment of an optoelectronic element, and -
6 a further exemplary embodiment of an optoelectronic element.
Detaillierte BeschreibungDetailed description
Der Chip bzw. die Leuchtdiode weist eine obere Austrittsoberfläche 4 und vier seitliche Austrittsoberflächen 5 auf. Durch die Austrittsoberflächen kann im Betrieb des optoelektronischen Bauelements Licht emittiert werden. Dabei ist eine Hauptabstrahlung typischerweise durch die obere Austrittsoberfläche vorgesehen. Dennoch kann bauartbedingt auch durch die seitlichen Austrittsoberflächen Licht emittiert werden.The chip or the light-emitting diode has an
In einem weiteren Schritt wird das lichtemittierende Element 1 mit einem Gehäuse verkapselt bzw. von Abformmaterial abgedichtet. Dies erfolgt auf dem Substrat 2, beispielsweise einem Leadframe, einer Keramik oder PCB. Das Gehäuse 6 wird durch Abformen eines Abformmaterials mittels eines Formwerkzeuges 7 durchgeführt. Die Struktur des Formwerkzeuges bestimmt dabei die Form des Gehäuses. Das Formwerkzeug (englisch: Moldtool) umfasst einen Formkörper 8, der mit einem Abdichtmedium 9 versehen werden kann. Das Abdichtmedium (englisch: release foil) wird über eine strukturierte Seite 10 des Formwerkzeugs tiefgezogen. Das Abdichtmedium dient dazu, dass das Abformmaterial nicht im Laufe der Verkapselung am Formwerkzeug haften bleibt. Es kann im Laufe der Verkapselung entfernt werden.In a further step, the light-emitting
Die strukturierte Seite 10 des Formkörpers weist in diesem Beispiel zumindest eine Aussparung 11 auf. Die Aussparung bildet eine Kavität, wenn das Formwerkzeug beispielsweise auf das Substrat aufgesetzt wird. In einer oder mehrerer Ausführungsformen umfasst die strukturierte Seite des Formkörpers eine Vielzahl von Aussparungen (hier nicht dargestellt), die in Draufsicht nebeneinander angeordnet sind. Auf diese Weise lassen sich auf einem Wafer mehrere Bauteile nebeneinander herstellen, die in einem letzten Schritt in separate Bauteile vereinzelt werden (englisch: dicing).The structured
Die Aussparung 11 des Formkörpers wird durch Wände 12 begrenzt, die von einer ersten Oberfläche 13 des Formkörpers abstehen. Die Wände begrenzen die Aussparung bzw. umlaufen diese. Die Wände umfassen so eine zweite, innere Oberfläche 14 des Formkörpers. Die Wände stehen ebenfalls von der zweite Oberfläche ab. Beim Aufsetzen des Formkörpers 8 auf das Substrat 2 berühren die Wände 12 des Formwerkzeugs eine Oberfläche 15 des Substrats. Die erste und zweite Oberfläche sind dann zur Oberfläche des Substrats beabstandet und berühren diese nicht. Die zweite Oberfläche kann einen anderen Abstand zur Oberfläche des Substrats aufweisen, als die erste Oberfläche. Auf diese Weise können unterschiedliche Bauhöhen von Gehäuse 6 und lichtemittierendem Element 1 berücksichtigt werden.The recess 11 of the shaped body is delimited by
Die Wände 12 des Formwerkzeugs können zudem geneigt sein. In diesem Beispiel haben die Wände eine erste und zweite Seitenfläche 16, 17, wobei die erste Seitenfläche 16 von der Aussparung 11 fort- und die zweite Seitenfläche 17 zur der Aussparung hinzeigt bzw. orientiert ist. Die Wände zeigen beispielsweise keilförmig von der ersten bzw. zweiten Oberfläche des Formwerkzeugs weg. Mit anderen Worten laufen die zwei Seitenflächen unter einem spitzen Winkel zusammen. Die Wände sind durch eine Auflagefläche 18 begrenzt, an der die erste und zweite Seitenfläche zusammenlaufen. Die zwei Seitenflächen können in unterschiedlichem Winkel (beispielsweise bezogen auf eine Flächennormale des Formkörpers) aufeinander zulaufen. Auf diese Weise können die Wände unterschiedlich geneigt sein.The
Die Wände 12 sind zudem relativ zueinander beabstandet, um die Aussparung 11 zu bilden. Insbesondere sind die Wände in diesem Beispiel so beabstandet, dass sie das lichtemittierende Element 1 und eventuelle elektrische Verbindungen zum Substrat 2 umfassen. So passt das lichtemittierende Element vollständig in eine Aussparung hinein.The
Um das Gehäuse 6 herzustellen, wird zunächst das Formwerkzeug 7 auf das Substrat 2 aufgesetzt. Dies erfolgt derart, dass das lichtemittierende Element 1 unterhalb einer Aussparung 11 bzw. in einer so geformten Kavität 19 zu liegen kommt. Werden mehrere Bauteile parallel auf einem Substrat hergestellt, so kommen entsprechend mehrere Bauteile unterhalb einer Aussparung bzw. in den so geformten Kavitäten zu liegen. Ist das Formwerkzeug platziert, wird das Gehäuse mittels eines Abformmaterials und des Formwerkzeuges abgeformt. Beispielsweise wird dazu ein flüssiger Kunststoff verwendet, der in einem folgenden Schritt ausgehärtet wird.In order to produce the
Durch die Struktur des Formwerkzeugs verbleiben beim Abformen die obere Austrittsoberfläche 4 und die seitlichen Austrittsoberfläche 5 frei von Abformmaterial. Die Zeichnung oben rechts zeigt, wie durch das Abformen das lichtemitterende Element 1 von Gräben 20 umschlossen ist, in denen sich kein Abformmaterial. Diese Gräben können sowohl für einen Chip, der mittels Bonddraht oder in Flip-Chip Konfiguration mit dem Substrat 2 elektrisch verbunden ist, hergestellt werden. Als Resultat weist das Gehäuse 6 Seitenwände 23 auf, die von der oberen Austrittsoberfläche 4 und den seitlichen Austrittsoberflächen 5 beabstandet sind und die von dem lichtemitterenden Element 1 weg geneigt sind. Auf diese Weise kann seitlich emittiertes Licht durch das Gehäuse und beispielsweise in Richtung der Hauptabstrahlrichtung des lichtemitterenden Elements gelenkt werden. Ferner können die Gehäuseseitenwände in einem weiteren Prozessschritt mit einem Reflektor bzw. reflektierenden Material versehen werden, um die Lichtlenkung noch weiter zu verbessern. Das Material des Gehäuses bzw. der Gehäuseseitenwände kann jedoch selbst schon als Reflektor dienen. Zum Beispiel kann für das Gehäuse hochgefülltes weißes Epoxy oder Silikonmaterial verwendet werden.Due to the structure of the molding tool, the
In einem weiteren Schritt wird ein Konversionselement 21 aufgebracht. Dies kann beispielsweise durch einen nachfolgend durchgeführten Volumen-Casting Prozess realisiert werden. Das Konversionselement verkapselt in diesem Beispiel das lichtemitterende Element 1. Eine durch das Formwerkzeug 7 abgeformte und durch die Gehäusewände 23 begrenzte Aussparung kann beispielsweise durch das Konversionselement aufgefüllt sein, so dass zusammen mit einer Gehäuseoberseite 22 ein gleiches Niveaus entsteht. Das Konversionselement ist dazu eingerichtet, eine Emissionswellenlänge von Licht zu verändern, welches von dem lichtemittierenden Element emittiert wird, zu verändern. Zum Beispiel weist das Konversionselement eine Konversionsschicht mit einem Leuchtstoff auf, der durch das von lichtemitterenden Element emittiertes Licht angeregt werden kann und in der Folge Licht mit einer anderen Wellenlänge emittiert. Der Leuchtstoff kann auch Licht aus einem kontinuierlichen Spektrum, beispielsweise im gelb/grünen Spektralbereich abstrahlen. Auf diese Weise kann in Kombination mit einem blauen Licht des lichtemittierenden Elements ein weißer Farbeindruck entstehen.In a further step, a
Der auf dem Substrat aufgesetzte Volumenemitter-Chip kann mit einem Reflektor oder einer Reflektorschicht versehen sein, der oder die einen Abstand zu den Chipseitenflächen (Austrittsflächen) einhält. Dies kann beispielsweise durch einen nachfolgend durchgeführten Volumen-Casting Prozess realisiert werden. Der Abstand zu den Chipseitenflächen kann beispielsweise entsprechend einer Anforderung (mit Drahtbond oder ohne) gewählt werden. Für einen Oberflächenemitter-Chip kann die Absorption von Licht an den Chipseitenflächen minimiert werden, wenn vor dem Volumen-Casting-Prozess ein Reflektor, wie ein Ti02-Silikon-Reflektor, realisiert wird.The volume emitter chip placed on the substrate can be provided with a reflector or a reflector layer which maintains a distance from the chip side surfaces (exit surfaces). This can be realized, for example, by a volume casting process that is carried out subsequently. The distance to the chip side faces chen can be selected according to a requirement (with wire bond or without). For a surface emitter chip, the absorption of light at the chip side faces can be minimized if a reflector, such as a
Im Folgenden werden weitere Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen des mit Bezug auf
Die durch das Formwerkzeug 7 abgeformte und durch die Gehäusewände 23 begrenzte Aussparung 11 kann auch mit einem Klarverguss aufgefüllt werden. Der Reflektor kann beispielsweise vorher auf die Gehäusewände aufgebracht und so mit dem Klarverguss kombiniert werden. Als mögliche Alternative kann der Reflektor komplett oder bis zu einer bestimmten Höhe (beispielsweise bis auf Höhe des Konversionselements 21) aufgefüllt werden.The recess 11 formed by the
Durch das Abformen mit dem Abformmaterial berührt das Gehäuse 6 teilweise die seitlichen Abstrahlflächen. Das Gehäuse schließt beispielsweise auf Höhe des lichtemittierenden Elements 1 ab und weist dort entsprechend der kürzeren Wände des Formwerkzeugs einen Graben 20 um das Konversionselement 21 auf, der ohne Abformmaterial verbleibt. Der Graben kann in einem weiteren Schritt mit dem Reflektor, oder mit klarem Silikon oder TiO2-Silikon, aufgefüllt werden (casting). Die Seitenflächen des Oberflächenemitter-Chip sind so hochreflektiv und mechanisch stabil eingebettet. Die Seitenflächen des Konversionselements können mit klarem Silikon oder TiO2-Silikon aufgefüllt werden, um Luftspalte zu vermeiden.Due to the molding with the molding material, the
Die vorstehende Beschreibung erläutert viele Merkmale in konkreten Einzelheiten. Diese sollen nicht als Beschränkungen des Umfangs des verbesserten Konzepts oder dessen, was beansprucht werden kann, ausgelegt werden, sondern vielmehr als beispielhafte Beschreibungen von Merkmalen, die lediglich für bestimmte Ausführungsformen des verbesserten Konzepts spezifisch sind. Bestimmte Merkmale, die in dieser Beschreibung im Zusammenhang mit einzelnen Ausführungsformen beschrieben werden, können auch in Kombination in einer einzigen Ausführungsform realisiert werden. Umgekehrt können verschiedene Merkmale, die im Zusammenhang mit einer einzelnen Ausführungsform beschrieben sind, auch in mehreren Ausführungsformen separat oder in jeder geeigneten Unterkombination implementiert werden. Darüber hinaus können, obwohl Merkmale oben als in bestimmten Kombinationen als zusammen wirkend beschrieben und sogar ursprünglich als solche beansprucht werden, ein oder mehrere Merkmale aus einer beanspruchten Kombination in einigen Fällen aus der Kombination herausgenommen werden, und die beanspruchte Kombination kann auf eine Unterkombination oder Variation einer Unterkombination gerichtet sein.The foregoing description explains many features in specific detail. These are not to be construed as limitations on the scope of the improved concept or what can be claimed, but rather as example descriptions of features that are only specific to certain embodiments of the improved concept. Certain features that are described in this description in connection with individual embodiments can also be implemented in combination in a single embodiment. Conversely, various features that are described in the context of a single embodiment may also be implemented in multiple embodiments separately or in any suitable sub-combination. Furthermore, although features are described above as working together in certain combinations and are even originally claimed as such, one or more features from a claimed combination may in some cases be taken out of the combination and the claimed combination may be reduced to a sub-combination or variation be directed to a sub-combination.
Auch wenn in den Zeichnungen Vorgänge in einer bestimmten Reihenfolge dargestellt sind, ist dies nicht so zu verstehen, dass diese Vorgänge in der gezeigten Reihenfolge oder in sequenzieller Reihenfolge ausgeführt werden müssen, oder dass alle dargestellten Vorgänge ausgeführt werden müssen, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen. Unter bestimmten Umständen können abweichende Reihenfolgen oder eine Parallelverarbeitung vorteilhaft sein.Although the drawings show acts in a particular order, it is not to be understood that those acts must be performed in the order shown or in the sequential order, or that all acts shown must be performed in order to obtain desired results . Under certain circumstances, different orders or parallel processing can be advantageous.
Es wurde eine Reihe von Implementierungen beschrieben. Nichtsdestotrotz können verschiedene Modifikationen vorgenommen werden, ohne von Geist und Umfang des verbesserten Konzepts abzuweichen. Dementsprechend fallen auch andere Implementierungen in den Anwendungsbereich der Ansprüche.A number of implementations have been described. Nevertheless, various modifications can be made without departing from the spirit and scope of the improved concept. Accordingly, other implementations also fall within the scope of the claims.
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- lichtemittierendes Elementlight emitting element
- 22
- Substratsubstrate
- 33
- Bonddrahtbonding wire
- 44
- obere Austrittsoberflächeupper exit surface
- 55
- seitliche Austrittsoberflächenlateral exit surfaces
- 66
- GehäuseHousing
- 77
- Formwerkzeugmolding tool
- 88th
- Formkörpermolding
- 99
- Abdichtmediumsealing medium
- 1010
- strukturierte Seite des Formwerkzeugstextured side of the mold
- 1111
- Aussparungrecess
- 1212
- WandWall
- 1313
- erste Oberfläche des Formkörpersfirst surface of the molding
- 1414
- zweite, innere Oberfläche des Formkörperssecond, inner surface of the shaped body
- 1515
- Oberfläche des Substratsurface of the substrate
- 1616
- Seitenflächeside face
- 1717
- Seitenflächeside face
- 1818
- Auflageflächebearing surface
- 1919
- Kavitätcavity
- 2020
- Grabendig
- 2121
- Konversionselementconversion element
- 2222
- Gehäuseoberseitecase top
- 2323
- Gehäusewandhousing wall
- 2525
- Spaltgap
- 2626
- Gussmaterialcasting material
- 2727
- TiO2-SilikonTiO2 silicone
Claims (15)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021118443.6A DE102021118443A1 (en) | 2021-07-16 | 2021-07-16 | OPTOELECTRONIC DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING OPTOELECTRONIC DEVICE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102021118443.6A DE102021118443A1 (en) | 2021-07-16 | 2021-07-16 | OPTOELECTRONIC DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING OPTOELECTRONIC DEVICE |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102021118443A1 true DE102021118443A1 (en) | 2023-01-19 |
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ID=84546650
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102021118443.6A Withdrawn DE102021118443A1 (en) | 2021-07-16 | 2021-07-16 | OPTOELECTRONIC DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING OPTOELECTRONIC DEVICE |
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102018122571A1 (en) | 2018-09-14 | 2020-03-19 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | DEVICE FOR TEMPORARY LIMITATION OF A FLOWABLE MATERIAL ON AN OPTOELECTRONIC LIGHTING DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING AN OPTOELECTRONIC LIGHTING DEVICE |
-
2021
- 2021-07-16 DE DE102021118443.6A patent/DE102021118443A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102018122571A1 (en) | 2018-09-14 | 2020-03-19 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | DEVICE FOR TEMPORARY LIMITATION OF A FLOWABLE MATERIAL ON AN OPTOELECTRONIC LIGHTING DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING AN OPTOELECTRONIC LIGHTING DEVICE |
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