DE102021200044A1

DE102021200044A1 - Anschlussträger, optoelektronische vorrichtung und verfahren zum herstellen eines anschlussträgers

Info

Publication number: DE102021200044A1
Application number: DE102021200044.4A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Wittmann; Andreas Dobner
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2021-01-05
Filing date: 2021-01-05
Publication date: 2022-07-07
Also published as: DE112021006761A5; CN116783999A; US20240049383A1; WO2022148594A1

Abstract

Es wird ein Anschlussträger (1) mit zumindest einer Kontaktbahn (2), die mit einer Kontaktfläche (4) für eine elektrische Kontaktierung eines Halbleiterbauelements (9) elektrisch leitend verbunden ist, angegeben, wobei die Kontaktbahn (2) zumindest stellenweise eine Netzstruktur (3) aufweist.Weiterhin wird ein Verfahren zum Herstellen eines Anschlussträgers (1) mit Kontaktbahnen (2) angegeben.

Description

Die vorliegende Anmeldung betrifft einen Anschlussträger, eine optoelektronische Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen eines Anschlussträgers.
Für verschiedene Anwendungen sind Lichtquellen in beziehungsweise hinter oder auf transparenten Elementen wie Glasscheiben gewünscht, beispielsweise zur Darstellung von statischen oder bewegten Bildern. Es hat sich jedoch gezeigt, dass eine konventionelle elektrische Kontaktierung der einzelnen Lichtquellen durch Kupferleiterbahnen vom Betrachter als störend wahrgenommen wird, insbesondere auch im ausgeschalteten Zustand. Alternativ zu Kupfer können auch transparente leitfähige Oxide Anwendung finden. Damit können zwar Transparenzkriterien erfüllt werden, aufgrund der im Vergleich zu Kupfer deutlich geringeren elektrischen Leitfähigkeit können jedoch hohe Anforderungen an die Auflösung nicht ohne weiteres gleichzeitig erfüllt werden.
Eine Aufgabe ist es, eine zuverlässige Art der elektrischen Kontaktierung anzugeben, die vom menschlichen Auge nicht als störend wahrgenommen wird.
Diese Aufgabe wird unter anderem durch einen Anschlussträger, eine optoelektronische Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen eines Anschlussträgers gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Weitere Ausgestaltungen und Zweckmäßigkeiten sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
Es wird ein Anschlussträger mit zumindest einer Kontaktbahn angegeben. Typischerweise weist der Anschlussträger eine Vielzahl solcher Kontaktbahnen auf.
Beispielsweise ist die Kontaktbahn auf einem Substrat des Anschlussträgers angeordnet.
Das Substrat enthält beispielsweise ein Glas oder einen Kunststoff. Das Substrat kann mechanisch flexibel oder starr sein. Beispielsweise weist das Substrat selbst, also ohne die Kontaktbahn, im sichtbaren Spektralbereich eine Transmission von mindestens 90% auf.
Die Kontaktbahn ist beispielsweise metallisch. Zum Beispiel enthält die Kontaktbahn Kupfer oder ein anderes Metall mit einer hohen elektrischen Leitfähigkeit.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Anschlussträgers ist die Kontaktbahn mit einer Kontaktfläche für eine elektrische Kontaktierung eines Halbleiterbauelements elektrisch leitend verbunden. Die Kontaktfläche ist eine Fläche, an der die elektrische Kontaktierung zu dem beispielsweise optoelektronischen Halbleiterbauelement herstellbar ist.
Zum Beispiel weist der Anschlussträger für eine externe elektrische Kontaktierung einen Anschlussbereich mit einer Mehrzahl von Anschlussflächen auf. Zum Beispiel ist jede Kontaktfläche direkt oder indirekt über eine Kontaktbahn mit einer Anschlussfläche elektrisch leitend verbunden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Anschlussträgers weist die Kontaktbahn zumindest stellenweise eine Netzstruktur auf. Die Kontaktbahn ist also in sich strukturiert. Innerhalb der Netzstruktur befinden sich beispielsweise Öffnungen, in denen das Substrat frei von der Kontaktbahn ist. Zum Beispiel sind zumindest einige der Öffnungen in einer Draufsicht auf den Anschlussträger vollständig von Material der Kontaktbahn umschlossen. Beispielsweise ist die Netzstruktur durch Netzbahnen gebildet, die sich stellenweise überkreuzen und schräg oder senkrecht zueinander verlaufen.
In mindestens einer Ausführungsform des Anschlussträgers weist der Anschlussträger zumindest eine Kontaktbahn, die mit einer Kontaktfläche für eine elektrische Kontaktierung eines Halbleiterbauelements elektrische leitend verbunden ist, auf, wobei die Kontaktbahn zumindest stellenweise eine Netzstruktur mit einer Mehrzahl von Netzbahnen aufweist.
Mittels der Netzstruktur kann die Breite der Kontaktbahn, also ihre Querausdehnung senkrecht zu einer Längserstreckungsachse im Vergleich zu einer konventionellen Leiterbahn verbreitert werden, wobei die Kontaktbahn für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar ist oder zumindest die Wahrnehmbarkeit signifikant reduziert wird. Beispielsweise beträgt eine Transmission des Anschlussträgers im Bereich der Kontaktbahn mindestens 70% oder mindestens 80% oder mindestens 85%. Es kann also eine Verteilung der Kontaktbahn auf eine größere Fläche erfolgen, wodurch ein homogener Gesamteindruck der Fläche erzielbar ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Anschlussträgers ist die Netzstruktur durch Netzbahnen gebildet, wobei die Netzbahnen eine Breite zwischen einschließlich 2 µm und einschließlich 20 µm aufweisen. Beispielsweise beträgt eine Breite zwischen einschließlich 5 µm und einschließlich 15 µm. Je größer die Breite ist, desto größer ist die Stromtragfähigkeit einer einzelnen Netzbahn der Netzstruktur bei gleicher Höhe der Netzbahn. Bei einer zu großen Breite könnten die Netzbahnen jedoch von dem menschlichen Auge wahrgenommen werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Anschlussträgers weisen die Netzbahnen eine Höhe zwischen einschließlich 1 µm und einschließlich 8 µm auf. Je größer die Höhe der Netzbahnen ist, desto größer ist die Stromtragfähigkeit einer einzelnen Netzbahn bei gleicher Breite der Netzbahn. Beispielsweise beträgt die Höhe zwischen einschließlich 2 µm und einschließlich 4 µm. Je größer die Höhe ist, desto höher ist jedoch auch die Gefahr, dass sich die Netzbahnen aufgrund von Verspannungen von dem Substrat ablösen.
Beispielsweise beträgt für die Netzbahnen ein Aspektverhältnis, also ein Höhe zu Breite Verhältnis, zwischen einschließlich 0,2 und einschließlich 1,5. Je höher das Aspektverhältnis ist, desto höher kann die Stromtragfähigkeit der Netzbahnen bei gleicher Flächenbelegung. Allerdings kann sich mit zunehmendem Aspektverhältnis auch die Gefahr einer Ablösung der Netzbahnen vom Substrat erhöhen, beispielsweise aufgrund von Verspannungen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Anschlussträgers ist die Netzstruktur zumindest stellenweise durch parallel zueinander verlaufende erste Netzbahnen und parallel zueinander verlaufende zweite Netzbahnen gebildet, wobei die ersten Netzbahnen und die zweiten Netzbahnen schräg oder senkrecht zueinander verlaufen. Beispielsweise befinden sich die ersten Netzbahnen und die zweiten Netzbahnen in einem Winkel von zwischen einschließlich 30° und einschließlich 90° zueinander.
Ein Mittenabstand zwischen benachbarten ersten Netzbahnen und/oder benachbarten zweiten Netzbahnen beträgt beispielsweise mindestens 10 µm oder mindestens 20 µm und/oder höchstens 2 mm oder höchstens 1 mm, zum Beispiel zwischen einschließlich 50 µm und einschließlich 800 µm.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Anschlussträgers verläuft eine Längserstreckungsachse der Kontaktbahn zumindest stellenweise schräg zu den ersten Netzbahnen und schräg zu den zweiten Netzbahnen. Die Längserstreckungsachse der Kontaktbahn selbst kann stellenweise gekrümmt oder geknickt verlaufen. Beispielsweise beträgt ein Winkel zu den ersten Netzbahnen und zu den zweiten Netzbahnen jeweils mindestens 20% oder mindestens 30°.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Anschlussträgers ist die Kontaktfläche ein flächiger elektrisch leitfähiger Bereich. Flächig bedeutet in diesem Zusammenhang beispielsweise, dass eine maximale Ausdehnung der Kontaktfläche in Draufsicht auf den Anschlussträger in zwei zueinander senkrecht verlaufenden Richtungen größer ist als die Breite der einzelnen Netzbahnen, beispielsweise um mindestens einen Faktor 1,5 oder um mindestens einen Faktor 3.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Anschlussträgers überlappt die Kontaktfläche mit mindestens zwei Netzbahnen der Netzstruktur. Die Kontaktfläche kann beispielsweise einen Fortsatz aufweisen, der sich von der Kontaktfläche weg erstreckt. Der Fortsatz weist vorzugsweise eine größere Breite auf als die Netzbahnen in der Umgebung. Dadurch kann die Zuverlässigkeit der elektrischen Kontaktierung erhöht werden. Beispielsweise ist eine Länge des Fortsatzes mindestens so groß wie ein Abstand zwischen den ersten Netzbahnen und/oder ein Abstand zwischen den zweiten Netzbahnen. Die Zuverlässigkeit der elektrischen Anbindung der Kontaktfläche an die Netzstruktur kann so erhöht werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Anschlussträgers bildet die Netzstruktur entlang der Kontaktbahn zumindest zwei gesonderte Strompfade innerhalb der Kontaktbahn. Gesonderte Strompfade bedeutet in diesem Zusammenhang insbesondere, dass die Strompfade jeweils einzeln eine elektrisch leitende Verbindung entlang der Kontaktbahn bilden können, auch wenn ein anderer Strompfad unterbrochen ist. Vorzugsweise gilt dies an jeder Stelle entlang der Längserstreckungsachse der Kontaktbahn. Die gesonderten Strompfade nutzen also unterschiedliche Teilbereiche der Netzstruktur innerhalb derselben Kontaktbahn und sind elektrisch leitend miteinander verbunden. Dadurch kann für die Stromzuführung eine Redundanz erzielt werden. Die Gefahr, dass ein Defekt einer Netzbahn, beispielsweise bedingt durch kleine Partikel während der Herstellung zum Versagen der gesamten Kontaktbahn führen kann, ist dadurch eliminiert oder zumindest vermindert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Anschlussträgers weist die Kontaktbahn zumindest stellenweise eine reflexionsmindernde Beschichtung auf. Insbesondere weist die Netzstruktur die reflexionsmindernde Beschichtung auf. Die reflexionsmindernde Beschichtung ist insbesondere dafür vorgesehen, eine spekulare Reflexion an der Kontaktbahn zu vermindern. Beispielsweise ist die Kontaktbahn durch die reflexionsmindernde Beschichtung geschwärzt oder zumindest abgedunkelt. Die Wahrnehmbarkeit der Kontaktbahn durch das menschliche Auge ist so weitergehend reduzierbar.
Beispielsweise enthält die reflexionsmindernde Beschichtung Palladium oder Molybdän.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Anschlussträgers ist die Kontaktbahn an einem gedachten Kreuzungspunkt mit einer weiteren Kontaktbahn in zwei Teilbereiche unterteilt, wobei die Teilbereiche über eine elektrisch leitfähige Brücke, die von der weiteren Kontaktbahn elektrisch isoliert ist, miteinander verbunden sind. In einer Draufsicht auf den Anschlussträger überlappt die elektrisch leitfähige Brücke mit der weiteren Kontaktbahn, ist jedoch beispielsweise durch einen Isolator von der weiteren Kontaktbahn elektrisch isoliert. Eine solche elektrisch leitfähige Brücke kann beispielsweise durch ein additives Verfahren hergestellt werden, zum Beispiel durch ein Druckverfahren, ein Jetting-Verfahren, ein Verfahren zur Herstellung einer planaren Kontaktierung oder durch ein Transferverfahren, etwa ein laserinduziertes Transferverfahren (laser induced forward transfer, LIFT).
Mittels solcher elektrisch leitfähiger Brücken können sich kreuzende elektrische Kontaktierungen, wie sie bei einer konventionellen Leiterplatte mit mehreren Leiterebenen herstellbar sind, unter Verwendung von nur einer Ebene für die Netzstruktur erzielt werden.
Weiterhin wird eine optoelektronische Vorrichtung mit einem vorstehend beschriebenen Anschlussträger angegeben. Die optoelektronische Vorrichtung weist ferner zumindest ein optoelektronisches Halbleiterbauelement auf, wobei das optoelektronische Halbleiterbauelement mit zumindest zwei Kontaktflächen elektrisch leitend verbunden ist.
Beispielsweise weist die optoelektronische Vorrichtung einen Anschlussbereich, etwa an einem Rand der optoelektronischen Vorrichtung, auf, an dem die optoelektronische Vorrichtung extern elektrisch kontaktierbar ist. Zum Beispiel ist jede Kontaktfläche unmittelbar oder zumindest mittelbar über eine Kontaktbahn mit mindestens einer Anschlussfläche des Anschlussbereichs elektrisch leitend verbunden.
Das optoelektronische Halbleiterbauelement ist beispielsweise eine Lumineszenzdiode, etwa eine Leuchtdiode, oder ein Sensor.
Typischerweise weist die optoelektronische Vorrichtung eine Vielzahl von optoelektronischen Halbleiterbauelementen auf, beispielsweise mindestens 100 optoelektronische Halbleiterbauelemente oder mindestens 1000 optoelektronische Halbleiterbauelemente. Zusätzlich können weitere Bauelemente vorgesehen sein, beispielsweise passive elektronische Bauelemente wie Widerstände, Sensoren oder Kondensatoren oder aktive elektronische Bauelemente wie integrierte Schaltkreise. Die optoelektronischen Halbleiterbauelemente können einzeln oder in Gruppen über eine Anschlussfläche des Anschlussbereichs extern elektrisch kontaktierbar sein. Beispielsweise sind zumindest einige der optoelektronischen Halbleiterbauelemente mittels der Kontaktbahnen elektrisch in Serie oder elektrisch parallel zueinander verschaltet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung sind elektrische Anschlüsse des optoelektronischen Halbleiterbauelements auf einer dem Anschlussträger zugewandten Seite angeordnet. Beispielsweise überlappen die Kontaktflächen des Anschlussträgers mit dem zugehörigen optoelektronischen Halbleiterbauelement. Beispielsweise ist das optoelektronische Halbleiterbauelement als ein Flipchip-Bauelement ausgebildet, bei dem die für die elektrische Kontaktierung erforderlichen elektrischen Anschlüsse auf der dem Anschlussträger zugewandten Seite angeordnet sind.
Die elektrische Kontaktierung der elektrischen Anschlüsse mit den zugehörigen Anschlussflächen kann beispielsweise über eine Verbindungsschicht, etwa eine elektrisch leitfähige Klebeschicht oder eine Lotschicht erfolgen.
Das optoelektronische Halbleiterbauelement kann auch mehr als zwei elektrische Anschlüsse aufweisen, beispielsweise für die elektrische Ansteuerung voneinander getrennter aktive Bereiche. Zum Beispiel können die aktiven Bereiche Strahlung in voneinander verschiedenen Spektralbereichen erzeugen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform der optoelektronischen Vorrichtung ist zumindest ein elektrischer Anschluss des optoelektronischen Halbleiterbauelements auf einer dem Anschlussträger abgewandten Seite angeordnet und über einen Kontaktleiter mit der Kontaktfläche elektrisch leitend verbunden. Es können auch alle elektrischen Anschlüsse des optoelektronischen Halbleiterbauelements jeweils über einen Kontaktleiter mit der zugeordneten Kontaktfläche elektrisch leitend verbunden sein. Ein solcher Kontaktleiter kann über ein additives Verfahren aufgebracht werden, beispielsweise durch ein Druckverfahren, ein Jetting-Verfahren, ein Verfahren zur Herstellung einer planaren Kontaktierung oder durch ein Transferverfahren, etwa ein laserinduziertes Transferverfahren.
In diesem Fall kann die elektrische Kontaktierung des optoelektronischen Halbleiterbauelements bei der Herstellung der optoelektronischen Vorrichtung auch erst erfolgen, nachdem das optoelektronische Halbleiterbauelement bereits an dem Anschlussträger befestigt ist. Eine derartige elektrische Kontaktierung der optoelektronischen Halbleiterbauelemente kann während der Herstellung der optoelektronischen Vorrichtung auch genutzt werden, um nicht funktionsfähige optoelektronische Halbleiterbauelemente während der Herstellung der optoelektronischen Vorrichtung, beispielsweise nach einem Testschritt, zu ersetzen.
Weiterhin wird ein Verfahren zum Herstellen eines Anschlussträgers mit Kontaktbahnen angegeben. Das Verfahren ist für die Herstellung eines vorstehend beschriebenen Anschlussträgers besonders geeignet. In Zusammenhang mit dem Anschlussträger angegebene Merkmale können daher auch für das Verfahren herangezogen werden und umgekehrt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird ein Substrat bereitgestellt und Kontaktbahnen, die zumindest stellenweise eine Netzstruktur aufweisen, werden ausgebildet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens ist vor dem Ausbilden der Kontaktbahnen eine durchgängige Netzstruktur auf dem Substrat ausgebildet und die Netzstruktur wird beim Ausbilden der Kontaktbahnen in die Kontaktbahnen strukturiert. Die zunächst bereitgestellte Netzstruktur hat also noch keine für die konkrete Ausgestaltung der Kontaktbahnen spezifische Form.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden die Netzstruktur und die Kontaktbahnen in eine gemeinsamen Verfahrensschritt ausgebildet. In diesem Fall kann die Netzstruktur bereits spezifisch an den konkreten Verlauf der herzustellenden Kontaktbahnen angepasst sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden Kontaktflächen ausgebildet, die jeweils mit einer Kontaktbahn elektrisch leitend verbunden sind.
Das Ausbilden der Kontaktflächen kann vor oder nach dem Strukturieren der Netzstruktur in die Kontaktbahnen erfolgen. Beispielsweise können die Kontaktflächen mittels eines lithographischen Strukturierungsverfahrens in strukturierter Form aufgebracht werden.
Zur Herstellung einer vorstehend beschriebenen optoelektronischen Vorrichtung kann der so hergestellte Anschlussträger mit optoelektronischen Halbleiterbauelementen bestückt werden.
Weitere Ausgestaltungen und Zweckmäßigkeiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Figuren.
Es zeigen:

1A ein Ausführungsbeispiel für einen Anschlussträger in einer schematischen Draufsicht;
1B eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts der 1A;
1C eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts des Anschlussträgers der 1A in schematischer Schnittansicht;
die 2, 3 und 4 jeweils ein Ausführungsbeispiel für einen Anschlussträger in schematischer Draufsicht;
die 5A und 5B jeweils ein Ausführungsbeispiel für einen Anschlussträger in schematischer Draufsicht;
die 6 und 7 jeweils ein Ausführungsbeispiel für eine optoelektronische Vorrichtung in Draufsicht; und
die 8A, 8B, 8C und 8D ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur Herstellung eines Anschlussträgers anhand von jeweils schematisch in Draufsicht dargestellten Zwischenschritten.

Gleiche, gleichartige oder gleichwirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Die Figuren sind jeweils schematische Darstellungen und daher nicht unbedingt maßstabsgetreu. Vielmehr können einzelne Elemente und insbesondere Schichtdicken zur verbesserten Darstellung und/oder zum verbesserten Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
Das in 1A dargestellte Ausführungsbeispiel weist einen Anschlussträger 1 mit Kontaktbahnen 2 auf, wobei die Kontaktbahnen 2 jeweils mit einer Kontaktfläche 4 für eine elektrische Kontaktierung eines Halbleiterbauelements elektrisch leitend verbunden ist. Die Kontaktbahnen 2 weisen jeweils stellenweise eine Netzstruktur 3 auf. Die Kontaktbahnen 2 sind auf einem Substrat 10 des Anschlussträgers 1 angeordnet.
Beispielsweise verbinden die Kontaktbahnen 2 jeweils mindestens eine Kontaktfläche 4 mit einer Anschlussfläche 81 eines Anschlussbereichs 8 des Anschlussträgers 1.
Der Anschlussbereich 8 befindet sich beispielsweise an einem Randbereich des Anschlussträgers 1 und dient der externen elektrischen Kontaktierung des Anschlussträgers. Die Netzstruktur 3 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel durch erste Netzbahnen 31 und zweite Netzbahnen 32 gebildet, wobei die ersten Netzbahnen 31 jeweils parallel zueinander verlaufen und die zweiten Netzbahnen 32 jeweils parallel zueinander verlaufen. Die ersten Netzbahnen 31 und die zweiten Netzbahnen 32 verlaufen schräg oder senkrecht zueinander, in dem gezeigten Ausführungsbeispiel senkrecht. Es kann jedoch auch ein anderer Winkel Anwendung finden. Zwischen den Netzbahnen 31, 32 sind Öffnungen 30 gebildet, in denen das Substrat 10 frei von Material für die Kontaktbahn ist.
Der Anschlussträger 1 weist lediglich zur vereinfachten Darstellung nur zwei Kontaktbahnen 2 mit jeweils einer Kontaktfläche 4 auf, wobei die Kontaktflächen 4 für die elektrische Kontaktierung eines Halbleiterbauelements, beispielsweise eines optoelektronischen Halbleiterbauelements ausgebildet sind. Typischerweise weist der Anschlussträger 1 eine Vielzahl solcher Kontaktbahnen 2 auf, wobei die Kontaktbahnen 2 beispielsweise für die elektrische Kontaktierung von 100 oder mehr Halbleiterbauelementen vorgesehen sind.
Die Kontaktbahnen 2 sind durch einen Zwischenraum 5 elektrisch voneinander isoliert. Im Vergleich zu einer konventionell hergestellten Kontaktbahn in Form einer durchgängigen massiven Leiterbahn können die Kontaktbahnen 2 senkrecht zu ihrer Längserstreckungsachse 20 eine vergleichsweise große Querausdehnung in Draufsicht auf den Anschlussträger 1 aufweisen, ohne dass die Kontaktbahnen 2 vom menschlichen Auge wahrgenommen werden können. Die elektrische Kontaktierung über die Kontaktbahnen 2 kann also über eine vergleichsweise große Fläche verteilt werden, so dass sich für das menschliche Auge ein homogener Gesamteindruck ergibt.
Insbesondere können auch die Zwischenräume 5 so schmal ausgebildet werden, dass diese nicht wahrnehmbar sind.
Die Längserstreckungsachse 20 der Kontaktbahn 2 verläuft zumindest stellenweise schräg zu den ersten Netzbahnen 31 und schräg zu den zweiten Netzbahnen 32, beispielsweise in einem Winkel von jeweils 45° zu diesen Netzbahnen 31, 32. Beispielsweise weisen die Netzbahnen 31, 32 eine Breite w1 zwischen einschließlich 2 µm und einschließlich 20 µm, zum Beispiel zwischen einschließlich 5 µm und einschließlich 15 µm, auf.
Senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene des Anschlussträgers 1 weisen die Netzbahnen beispielsweise eine Höhe h1 zwischen einschließlich 1 µm und einschließlich 8 µm, zum Beispiel zwischen einschließlich 2 µm und einschließlich 4 µm auf. Ein Aspektverhältnis der Netzbahnen beträgt beispielsweise zwischen einschließlich 0,2 und einschließlich 1,5.
Ein Mittenabstand d1 zwischen benachbarten ersten Netzbahnen 31 und/oder zwischen benachbarten zweiten Netzbahnen 32 beträgt beispielsweise zwischen einschließlich 50 µm und einschließlich 800 µm.
Die Kontaktflächen 4 sind jeweils flächige elektrisch leitfähige Bereiche mit einer maximalen Ausdehnung entlang zwei zueinander senkrecht verlaufender Richtungen, die jeweils größer ist als die Breite w1 einer einzelnen Netzbahn.
Weiterhin können auch die Anschlussflächen 81 im Anschlussbereich 8 durch flächige elektrisch leitfähige Bereiche gebildet sein. Dies kann die externe elektrische Kontaktierbarkeit des Anschlussträgers 1 erleichtern.
Für das Substrat 10 eignet sich beispielsweise ein mechanisch starres Substrat, etwa in Form einer Scheibe oder Platte oder ein mechanisch flexibles Substrat, beispielsweise in Form einer Folie. Das Substrat 10 ist elektrisch isolierend. Beispielsweise ist das Substrat 10 im sichtbaren Spektralbereich transparent. Beispielsweise enthält das Substrat 10 ein Glas oder einen Kunststoff etwa Polyethylen, Polyimid, Polyethylentherephtalat, Polyethylennaphtalat oder Polyacryl.
Die Kontaktbahnen 2 sind beispielsweise metallisch ausgebildet. Zum Beispiel enthalten die Kontaktbahnen 2 Kupfer oder ein anderes Metall mit hoher elektrischer Leitfähigkeit. Zur Vermeidung oder zumindest Reduzierung von spekularer Reflexion kann die Kontaktbahn 2 eine reflexionsmindernde Beschichtung 25 aufweisen. Dies ist in der Schnittansicht der 1C schematisch dargestellt. Beispielsweise können kupferbasierte Kontaktbahnen durch Molybdän oder Palladium geschwärzt werden, insbesondere im Bereich der Netzstruktur 3 mit den Netzbahnen 31, 32.
Die in den 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiele entsprechen im Wesentlichen dem in Zusammenhang mit den 1A bis 1C beschriebenen Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu weist die Kontaktfläche 4 einen Fortsatz 41 auf. Entlang einer Richtung ist eine maximale Ausdehnung des Fortsatzes 41 größer als der Mittenabstand d1 zwischen den Netzbahnen 31, 32. Mit einem solchen Fortsatz 41 kann die Zuverlässigkeit der elektrischen Kontaktierung der Kontaktfläche 4 mit der Netzstruktur 3 der Kontaktbahn 2 gesteigert werden, da ein elektrisch leitender Kontakt zwischen der Kontaktfläche 4 und der Netzstruktur 3 an mehreren Stellen besteht.
Bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Fortsatz 41 an einer Seitenfläche der Kontaktfläche 4 von der Kontaktfläche 4 weg. Der Fortsatz 41 ist an einer Seitenfläche der Kontaktfläche 4 ausgebildet, die von der nächstgelegenen Kontaktfläche 4 einer weiteren Kontaktbahn 2 abgewandt ist.
Bei dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Fortsatz 41 an zwei gegenüberliegenden Seitenflächen der Kontaktfläche 4 über die Kontaktfläche 4 hinaus.
Selbstverständlich kann die Form oder die Anzahl der Fortsätze 41 in weiten Grenzen variiert werden. Ein solcher Fortsatz ist insbesondere zweckmäßig, wenn die Größe der Kontaktfläche 4 zumindest entlang einer Richtung kleiner oder gleich dem Mittenabstand d1 der Netzbahnen 31, 32 ist.
Das in 4 dargestellte Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in Zusammenhang mit den 1A bis 1C beschriebenen Ausführungsbeispiel. Im Unterschied hierzu weist eine Kontaktbahn 2 an einem gedachten Kreuzungspunkt 29 mit einer weiteren Kontaktbahn 2 eine Unterteilung in zwei Teilbereiche 21 auf. Die Teilbereiche 21 sind über eine elektrisch leitende Brücke 6 miteinander verbunden. In Draufsicht auf den Anschlussträger 1 überlappt die Brücke 6 mit der weiteren Kontaktbahn 2, ist von dieser jedoch mittels eines Isolators 65 elektrisch isoliert. Durch solche mittels additiver Fertigung aufgebrachter Brücken können sich kreuzende Kontaktbahnen 2 mit einer Netzstruktur 3 in nur einer Ebene realisiert werden.
Die 5A und 5B veranschaulichen den Stromfluss innerhalb der Kontaktbahnen 2.
In 5A ist der Extremfall gezeigt, dass die Kontaktbahnen 2 so schmal sind, dass sich entlang der Längserstreckungsachse 20 der Kontaktbahnen 2 jeweils nur ein durchgängiger Strompfad 27 ergibt, was durch die dargestellte Zickzackkurve veranschaulicht ist. Dies ist zwar grundsätzlich möglich, birgt jedoch die Gefahr eines Ausfalls, wenn die Netzstruktur 3 entlang dieses Strompfads 27 einen Defekt aufweist. Vorzugsweise sind die Kontaktbahnen 2, wie in 5B dargestellt, jeweils so ausgebildet, dass entlang der Kontaktbahnen 2 mittels der Netzstruktur 3 zumindest zwei gesonderte Strompfade 27 innerhalb der jeweiligen Kontaktbahn 2 gebildet sind. Bei einer Unterbrechung eines der Strompfade 27 besteht noch eine elektrisch leitende Verbindung über den anderen Strompfad 27. Vorzugsweise besteht eine solche Redundanz an jeder Stelle entlang der Längserstreckungsachse 20 der Kontaktbahn 2 von der Kontaktfläche 4 zur zugeordneten Anschlussfläche 81.
In 6 ist ein Ausführungsbeispiel für eine optoelektronische Vorrichtung 100 gezeigt, wobei der Anschlussträger 1 wie in Zusammenhang mit den 1A bis 1C beschrieben ausgebildet ist.
Die optoelektronische Vorrichtung 100 weist ein optoelektronisches Halbleiterbauelement 9 auf, wobei das optoelektronische Halbleiterbauelement 9 mit zumindest zwei Kontaktflächen 4 elektrisch leitend verbunden ist. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist das optoelektronische Halbleiterbauelement 9 elektrische Anschlüsse 91 auf einer dem Anschlussträger 1 zugewandten Seite auf. Beispielsweise ist das optoelektronische Halbleiterbauelement 9 eine Leuchtdiode in Flip Chip-Geometrie. In Draufsicht auf die optoelektronische Vorrichtung 100 überlappt das optoelektronische Halbleiterbauelement 9 mit den zugeordneten Kontaktflächen 4 des Anschlussträgers 1. Die optoelektronische Vorrichtung 100 kann eine Vielzahl von optoelektronischen Halbleiterbauelementen, beispielsweise Leuchtdioden oder Detektoren und gegebenenfalls weitere elektronische Komponenten aufweisen, die mit zugeordneten Kontaktflächen 4 des Anschlussträgers 1 elektrisch leitend verbunden sind.
Eine solche optoelektronische Vorrichtung 100 kann beispielsweise auf eine Glasscheibe aufgebracht oder zwischen zwei Glasscheiben eingebettet werden. Die Glasscheibe kann beispielsweise für ein Gebäude oder ein Kraftfahrzeug vorgesehen sein. Ebenso ist eine Platzierung hinter einem transparenten oder teiltransparenten Kunststoffträger denkbar, um diesen zu durchleuchten.
Das in 7 dargestellte Ausführungsbeispiel einer optoelektronischen Vorrichtung entspricht im Wesentlichen der in Zusammenhang mit 6 beschriebenen optoelektronischen Vorrichtung 100. Im Unterschied hierzu weist das optoelektronische Halbleiterbauelement 9 elektrische Anschlüsse 91 auf einer dem Anschlussträger 1 abgewandten Seite auf. Die elektrischen Anschlüsse 91 sind jeweils über einen Kontaktleiter 7 mit den Kontaktflächen 4 elektrisch leitend verbunden. In diesem Fall kann die Kontaktfläche 4 auch durch die Netzstruktur 3 der Kontaktbahn 2 gebildet sein. Bei der Herstellung der optoelektronischen Vorrichtung 100 können die Kontaktleiter 7 durch ein additives Verfahren aufgebracht werden, nachdem die optoelektronischen Halbleiterbauelemente 9 an dem Anschlussträger 1 befestigt sind.
Selbstverständlich sind Halbleiterbauelemente in den in Zusammenhang mit den 6 und 7 beschriebenen Geometrien und die zugeordnete Art der elektrischen Kontaktierung auch innerhalb einer optoelektronischen Vorrichtung 100 miteinander kombinierbar.
Ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zum Herstellen eines Anschlussträgers ist in den 8A bis 8D schematisch veranschaulicht. Wie in 8A dargestellt, wird ein Substrat 10 bereitgestellt. Auf dem Substrat 10 wird eine Netzstruktur 3 ausgebildet (8B). Die Netzstruktur 3 kann sich gleichmäßig über einen Großteil des Substrats 10 oder auch über das gesamte Substrat 10 hinweg erstrecken. Das Material für die Netzstruktur 3 kann beispielsweise durch Sputtern oder Aufdampfen und falls nötig zusätzlich durch galvanisches Verstärken auf das Substrat 10 aufgebracht werden.
Nachfolgend werden Kontaktbahnen 2 ausgebildet, die zumindest stellenweise die Netzstruktur 3 aufweisen. Hierfür kann die Netzstruktur 3 stellenweise entfernt werden, sodass zwischen den Kontaktbahnen 2 Zwischenräume 5 bestehen. Dies kann beispielsweise durch Laserablation oder durch einen chemischen Materialabtrag erfolgen.
Wie in 8D dargestellt, werden Kontaktflächen 4 auf dem Substrat 10 ausgebildet. Die Kontaktflächen 4 überlappen jeweils mit der Netzstruktur der zugehörigen Kontaktbahn 2. Selbstverständlich können die Kontaktflächen 4 auch ausgebildet werden, bevor die Strukturierung in Kontaktbahnen 2 erfolgt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Netzstruktur 3 zunächst weitgehend unabhängig von der herzustellenden Form der Kontaktbahnen 2 ausgebildet, bevor eine Strukturierung in Kontaktbahnen 2 erfolgt. Davon abweichend kann die Netzstruktur 3 bereits in strukturierter Form für die Kontaktbahnen 2 ausgebildet werden. In diesem Fall kann die Netzstruktur 3 auch spezifisch an die Form der herzustellenden Kontaktbahnen angepasst werden.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder den Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Bezugszeichenliste

1: Anschlussträger
10: Substrat
100: optoelektronische Vorrichtung
2: Kontaktbahn
20: Längserstreckungsachse
21: Teilbereich
25: reflexionsmindernde Beschichtung
27: Strompfad
29: gedachter Kreuzungspunkt
3: Netzstruktur
30: Öffnung
31: erste Netzbahnen
32: zweite Netzbahnen
4: Kontaktfläche
41: Fortsatz
5: Zwischenraum
6: Brücke
65: Isolator
7: Kontaktleiter
8: Anschlussbereich
81: Anschlussfläche
9: Halbleiterbauelement
91: Anschluss
d1: Mittenabstand
w1: Breite
h1: Höhe

Claims

Anschlussträger (1) mit zumindest einer Kontaktbahn (2), die mit einer Kontaktfläche (4) für eine elektrische Kontaktierung eines Halbleiterbauelements (9) elektrisch leitend verbunden ist, wobei die Kontaktbahn (2) zumindest stellenweise eine Netzstruktur (3) mit einer Mehrzahl von Netzbahnen (31, 32) aufweist.
Anschlussträger nach Anspruch 1, wobei die Netzbahnen (31, 32) eine Breite (w1) zwischen einschließlich 2 µm und einschließlich 20 µm aufweisen.
Anschlussträger nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Netzbahnen (31, 32) eine Höhe (h1) zwischen einschließlich 1 µm und einschließlich 8 µm aufweisen.
Anschlussträger nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Netzstruktur (3) zumindest stellenweise durch parallel zueinander verlaufende erste Netzbahnen (31) und parallel zueinander verlaufende zweite Netzbahnen (32) gebildet ist, wobei die ersten Netzbahnen (31) und die zweiten Netzbahnen (32) schräg oder senkrecht zueinander verlaufen.
Anschlussträger nach Anspruch 4, wobei eine Längserstreckungsachse (20) der Kontaktbahn (2) zumindest stellenweise schräg zu den ersten Netzbahnen (31) und schräg zu den zweiten Netzbahnen verläuft (32).
Anschlussträger nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Kontaktfläche (4) ein flächiger elektrisch leitfähiger Bereich ist.
Anschlussträger nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Kontaktfläche (4) mit mindestens zwei Netzbahnen (31, 32) der Netzstruktur (3) überlappt.
Anschlussträger nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Netzstruktur (3) entlang der Kontaktbahn (2) zumindest zwei gesonderte Strompfade (27) innerhalb der Kontaktbahn (2) bildet.
Anschlussträger nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Kontaktbahn (2) zumindest stellenweise eine reflexionsmindernde Beschichtung (25) aufweist.
Anschlussträger nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Kontaktbahn (2) an einem gedachten Kreuzungspunkt (29) mit einer weiteren Kontaktbahn (2) in zwei Teilbereiche (21) unterteilt ist, wobei die Teilbereiche (21) über eine elektrisch leitfähige Brücke (6), die von der weiteren Kontaktbahn (2) elektrisch isoliert ist, miteinander verbunden sind.
Optoelektronische Vorrichtung (100) mit einem Anschlussträger (1) nach einem der vorherigen Ansprüche und mit einem optoelektronischen Halbleiterbauelement (9), wobei das optoelektronische Halbleiterbauelement (9) mit zumindest zwei Kontaktflächen (4) elektrisch leitend verbunden ist.
Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei elektrische Anschlüsse (91) des optoelektronischen Halbleiterbauelements (9) auf einer dem Anschlussträger (1) zugewandten Seite angeordnet sind.
Optoelektronische Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei zumindest ein elektrischer Anschluss (91) des optoelektronischen Halbleiterbauelements (9) auf einer dem Anschlussträger (1) abgewandten Seite angeordnet über einen Kontaktleiter (7) mit den Kontaktflächen (4) elektrisch leitend verbunden ist.
Verfahren zum Herstellen eines Anschlussträgers (1) mit Kontaktbahnen (2) mit den Schritten: a) Bereitstellen eines Substrats (10); und b) Ausbilden von Kontaktbahnen (2), die zumindest stellenweise eine Netzstruktur (3) aufweisen, auf dem Substrat (10).
Verfahren nach Anspruch 14, wobei vor Schritt b) eine durchgängige Netzstruktur (3) auf dem Substrat (10) angeordnet ist und die Netzstruktur (3) in Schritt b) in die Kontaktbahnen (2) strukturiert wird.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Netzstruktur (3) und die Kontaktbahnen (2) in einem gemeinsamen Verfahrensschritt ausgebildet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei Kontaktflächen (4) ausgebildet werden, die jeweils mit einer Kontaktbahn (2) elektrisch leitend verbunden sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, mit dem ein Anschlussträger (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 hergestellt wird.