DE102022102493A1

DE102022102493A1 - Optoelektronisches bauelementgehäuse und verfahren

Info

Publication number: DE102022102493A1
Application number: DE102022102493.8A
Authority: DE
Inventors: Gunnar Petersen; Daniel Richter; Andreas Reith
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2022-02-02
Filing date: 2022-02-02
Publication date: 2023-08-03

Abstract

Die Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelementgehäuse, welches einen Grundkörper mit wenigstens zwei flächigen Kontaktbereichen zur Montage eines optoelektronischen Bauelements umfasst, wobei ein jeder der zwei flächigen Kontaktbereichen mit einem Anschlussbereich elektrisch verbunden ist. Ein Gehäusematerial auf Basis eines Fluorpolymers umgibt der Grundkörper und die wenigstens zwei flächigen Kontaktbereiche unter Bildung einer Kavität, wobei jeder Anschlussbereich von dem Gehäusematerial ausgespart ist. Weiterhin ist ein optoelektronisches Bauelement in der Kavität auf den wenigstens zwei flächigen Kontaktbereichen angeordnet und ausgebildet, Licht in einem ultravioletten Bereich des Spektrums zu erzeugen. Nach dem vorgeschlagenen Prinzip öffnen sich die von dem optoelektronischen Bauelement beabstandete Seitenwände des Packagematerials zu einer Lichtaustrittsseite hin.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelementgehäuse und ein Verfahren zum Prozessieren eines optoelektronischen Bauelements.
HINTERGRUND
Optoelektronische Bauelemente, die Licht in einem ultravioletten Teil des elektromagnetischen Spektrums erzeugen, sogenannte UVC-Bauteile sehen sich mit der Herausforderung konfrontiert, einerseits die geforderten Helligkeiten bei gleichzeitig ausreichender Lebensdauer zu erreichen.
Derzeit werden Packages zur Erzeugung von ultraviolettem Licht häufig auf einem Keramiksubstrat realisiert. Hierzu wird das optoelektronische Bauelement in einer Multilayerkeramik mit einer Kavität montiert, wobei die Seitenwände üblicherweise senkrecht ausgestaltet sind. Zum Schutz des optoelektronischen Bauelements erfolgt oftmals zusätzlich eine Glasabdeckung, welche für den ultravioletten Teil des Spektrums transparent ist.
Nachteilig hat sich bei diesem Konzept herausgestellt, dass ein wesentlicher Anteil des Lichts durch die Kavität absorbiert und somit die optische Leistung des Gesamtpackages reduziert wird. Hintergrund ist vor allem die Tatsache, dass die optoelektronischen Bauelemente nicht als Oberflächenemitter, sondern als Volumenemitter ausgebildet sind und somit Licht zu allen Seiten abgeben. Alternativ besteht deswegen die Möglichkeit, in die Kavität ein zusätzliches Linsenmaterial einzubringen, umso das von dem Bauelement abgegebene Licht umzulenken, zu kollimieren und in eine gewünschte Richtung abzustrahlen.
Dennoch besteht das Bedürfnis, derartige Bauelemente zur Lichterzeugung in einem ultravioletten Teil des elektromagnetischen Spektrums effizienter zu gestalten, ohne das Design und die Herstellung technisch komplexer und damit zu verteuern.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Diesem Bedürfnis wird mit den Gegenständen der unabhängigen Patentansprüche Rechnung getragen. Weiterbildungen und Ausgestaltungsformen des vorgeschlagenen Prinzips sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfinder schlagen hierzu vor, ein Bauelementgehäuse vorzusehen, welches einem Gehäusematerial auf der Basis eines Fluorpolymer basiert. Hierzu kommt vor allem Fluortetrapolyethylen oder auch Polychlortrifluorethylen als Gehäusematerial in Betracht. Dieses Material hat die Eigenschaft, zum einen die energiereiche ultraviolette Strahlung des optoelektronischen Bauelements ohne größere Beschädigungen zu überstehen, wodurch die Lebensdauer eines derartigen Bauelementgehäuse signifikant erhöht wird. Zum anderen besitzt ein Fluorpolymer eine für diesen Spektralbereich hohe Reflektivität, sodass Licht an den Seitenwänden der Kavität zurückreflektiert wird. Durch eine entsprechende Anpassung der Seitenwände der Kavität im Bauelementgehäuse kann somit eine Abstrahlung in Richtung der Emissionsebene erreicht werden. Dadurch wird die optische Leistung des Bauelementgehäuses gegenüber konventionellen Anordnungen signifikant verbessert.
Die Grundidee ist somit eine Kombination von speziellen Materialien und Prozessen zur Herstellung eines Bauelementgehäuses und insbesondere eines QFN Package, bei dem durch die spezielle Ausgestaltung der Kavität und die Verwendung des geeigneten Materials ein QFN Package mit hoher Effektivität im UV-C Bereich und einer hohen Lebensdauer realisiert wird. Durch eine geeignete Prozessreihenfolge während der Herstellung eines derartigen Bauelementgehäuses lassen sich Hochtemperaturschritte, die zu einer möglichen Schädigung des optoelektronischen Bauelementes führen können, vor der Bestückung mit dem Bauelement ausführen.
In einem Aspekt umfasst ein optoelektronisches Bauelementgehäuse somit ein Grundkörper mit wenigstens zwei flächigen Kontaktbereichen zur Montage eines optoelektronischen Bauelements. Ein jeder der 2 flächigen Kontaktbereiche ist dabei mit einem Anschlussbereich des Grundkörpers elektrisch verbunden. Anschlussbereiche und flächige Kontaktbereiche sind in einem Ausführungsbeispiel auf unterschiedlichen Seiten des Grundkörpers angeordnet.
Der Grundkörper kann aus Kupfer oder einem anderen geeigneten Material bestehen oder dieses umfassen und wird während des Herstellungsverfahrens ausgestanzt, ausgeschnitten oder anderweitig mechanisch geformt. Das optoelektronische Bauelementgehäuse umfasst weiterhin ein Gehäusematerial auf Basis eines Fluorpolymers, insbesondere von Tetrafluorpolyethylen oder Polychlortrifluorethylen. Beide Materialien gehören zu den Polyhalogenolefinen, die sich durch eine hohe chemische Reaktionsträgheit und gleichzeitig einer hohen Stabilität gegen Licht im UV-C Bereich des Spektrums auszeichnen.
Nach dem vorgeschlagenen Prinzip umgibt das Gehäusematerial auf Basis des Fluorpolymer der Grundkörper wenigstens teilweise, wobei die wenigstens zwei flächigen Kontaktbereiche unter Bildung einer Kavität ausgespart sind. Ebenso sind auch die Anschlussbereiche frei von dem Packagematerial. Innerhalb der Kavität ist ein optoelektronisches Bauelement auf den wenigstens zwei flächigen Kontaktbereichen angeordnet und ausgebildet, Licht in einem ultravioletten Bereich des Spektrums zu erzeugen. Die von dem optoelektronischen Bauelement beabstandeten Seitenwände der Kavität öffnen sich zu einer Lichtaustrittsseite hin.
Auf diese Weise wird eine Kavität geschaffen, deren umgebendes hochreflektierendes Material, das von dem optoelektronischen Bauelement erzeugte Licht in Richtung auf die Lichtaustrittsseite umlenkt. Dabei kann die Kavität mit einem Gas wie beispielsweise Luft, aber auch mit einem transparenten festen Material gefüllt sein. In einigen Aspekten ist diesbezüglich ein Material verfüllt, welches ein zusätzliches über der Lichtaustrittsseite vorhandenes optisches Element, beispielsweise eine Linse zur weiteren Formung des von dem Bauelement abgegebenen Lichts bildet.
In einigen Aspekten ist dabei vorgesehen, dass eine von den zwei flächigen Kontaktbereichen abgewandte Oberseite des optoelektronischen Bauelements mit einer Oberseite der Kavität im Wesentlichen bündig abschließt. Mit anderen Worten liegt in diesem Ausführungsbeispiel eine Oberseite der Kavität im Wesentlichen auf der gleichen Höhe wie die Oberseite und damit die Lichtaustrittsseite des optoelektronischen Bauelements. Sofern die Oberseite des optoelektronischen Bauelementes besonders geschützt werden muss, kann es in einigen Aspekten zweckmäßig sein, diese unterhalb der Oberseite der Kavität anzuordnen, sodass das Bauelement damit vollständig innerhalb der Kavität vorhanden ist. Die Oberseite kann dann wie bereits oben erwähnt mit einem zusätzlichen transparenten Material zum weiteren Schutz vor möglichen Beschädigungen aber auch zur Lichtkollimierung verfüllt sein.
In einer alternativen Ausgestaltung, bei der die Kavität mit einem im wesentlichen transparenten Linsenmaterial verfüllt ist, ist in einigen Aspekten vorgesehen, dass die Oberseite des optoelektronischen Bauelements über einer Oberseite der Kavität liegt. In diesem Fall wird zwar teilweise Licht auch nach außen abgegeben, aber ein durch das Bauelement rückwärts abgestrahltes Licht, d. h. rückwärts in die Kavität abgestrahltes Licht wird durch die hochreflektiven abgeschrägten Seitenwände wieder in Richtung auf die Lichtaustrittsfläche und damit nach oben abgelenkt.
Einige Aspekte beschäftigen sich mit dem Gehäusematerial auf Basis eines Fluorpolymer. In einigen Aspekten besteht dieses Fluorpolymer im Wesentlichen aus Polytetrafluorethylen. Alternativ lassen sich einzelne Fluorbestandteile im Polymer auch durch Chlor oder andere Halogenide ersetzen. Derartige Polymere zeichnen sich neben ihrer Hochtemperatur- und Chemikalienbeständigkeit auch durch einen nicht vorhandenen Schmelzpunkt aus, d. h. sie zersetzen sich, anstatt zu schmelzen. Aus diesem Grund ist in einigen Aspekten vorgesehen, dass optoelektronische Bauelementgehäuse mit dem Gehäusematerial auf Basis eines Fluorpolymers zu sintern bzw. durch Kompressionspressen herzustellen.
Ebenso umfasst in einigen Aspekten der Grundkörper ein oder mehrere Verankerungsstrukturen, die von dem Gehäusematerial umgeben sind. Die Verankerungsstrukturen des Grundkörpers erlauben eine bessere mechanische Verankerung zwischen dem Gehäusematerial und Leadframe und damit eine stabilere Ausgestaltung. In einigen Aspekten umfasst der Grundkörper des optoelektronischen Bauelementgehäuses einen ersten Grundkörperbereich mit einem ersten der wenigstens zwei flächigen Kontaktbereiche sowie einen davon beabstandeten und elektrisch isolierten zweiten Grundkörperbereich, der den zweiten der wenigstens zwei flächigen Kontaktbereiche aufweist. Die beiden Grundkörperbereiche können durch einen durchgängigen Steg von Gehäusematerial voneinander getrennt sein.
Die Verankerungsstrukturen des Grundkörpers sind vollständig von Gehäusematerial umgeben und erstrecken sich in einigen Aspekten zumindest teilweise in den die Kavität umgebenden Bereich des Packagematerials. Dadurch wird eine verbesserte Haftung des Packagematerials an dem Grundkörper erreicht. In einigen weiteren Aspekten sind Verankerungsstrukturen zumindest teilweise auf einer den 2 flächigen Kontaktbereichen abgewandten Seite des Grundkörpers angeordnet.
In einigen Aspekten umfasst das optoelektronische Bauelementgehäuse eine Goldschicht auf den wenigstens 2 flächigen Kontaktbereichen, an denen das optoelektronische Bauelement befestigt ist. Diese Goldschicht kann beispielsweise durch ein Lot, aber auch durch einen Bondverfahren aufgebracht und das optoelektronische Bauelement daran befestigt werden.
Üblicherweise sind die Kontakte des optoelektronischen Bauelements im Verhältnis zu den zwei flächigen Kontaktbereichen eher klein ausgeführt. Dies erlaubt es, das optoelektronische Bauelement mit einem geringen Versatz bzw. mit einer höheren Toleranz auf die zwei flächigen Kontaktbereiche innerhalb der Kavität aufsetzen zu können. In einem weiteren Aspekt umfasst jeder Anschlussbereich eine größere Fläche als der mit ihm verbundene Kontaktbereich. Auf diese Weise lässt sich das optoelektronische Bauelementgehäuse mit einer noch größeren Toleranz auf ein PCB Board oder einen anderen Träger befestigen. Die deutlich größere Fläche erlaubt zudem einen geeigneten Wärmeabtransport im Betrieb des optoelektronischen Bauelements, was insgesamt der Lebensdauer des Bauelementgehäuses zuträglich ist.
Weitere Aspekte beschäftigen sich mit den unterschiedlichen Ausgestaltungsmöglichkeiten eines derartigen Grundkörpers. In einigen Ausgestaltungen umfasst das Bauelementgehäuse eine Form aus Gehäusematerial auf Basis eines Fluorpolymer mit wenigstens zwei, mit einem elektrisch leitenden Material verfüllten Durchkontaktierungen. Die Durchkontaktierung sind im Bereich der Kavität angeordnet, und weisen auf einer der Kavität zugewandten Seite die wenigstens zwei flächigen Kontaktbereiche auf, auf der der Kavität abgewandten Seite die jeweiligen Anschlussbereiche. Mit anderen Worten ist ein Bauelementgehäuse geschaffen, dessen Form im Wesentlichen durch das Gehäusematerial vorgegeben ist. Der Formkörper aus dem Gehäusematerial umfasst die Durchkontaktierung, die jeweils die wenigstens zwei flächigen Kontaktbereiche auf der Seite der Kavität mit den Anschlussbereichen verbinden. Das elektrische leitende Material ist dabei unter anderem ein Metall, beispielsweise Gold oder eine goldhaltige Verbindung.
In einigen weiteren Ausgestaltungen umfasst der Grundkörper ein strukturiertes Kupferlaminat mit einem isolierenden Kern. Dieser umfasst wenigstens zwei mit einem elektrisch leitenden Material, insbesondere einem Metall verfüllte Durchkontaktierungen. Die Durchkontaktierungen befinden sich dabei im Bereich der Kavität und verbinden jeweils einen der wenigstens zwei flächigen Kontaktbereiche mit einem Anschlussbereich. Je nach Ausgestaltung umfasst der isolierende Kern des Grundkörpers ebenfalls ein Fluorpolymer, kann jedoch auch aus anderen Materialien, wie beispielsweise FR4 oder eine Mischung aus Polytetrafluorethylen und Glaspartikeln bestehen oder diese aufweisen. In einigen Aspekten ist auf der Oberfläche eine klebende Verbundfolie angeordnet. Auf dieser Verbundfolie ist dann das die Kavität bildende Gehäusematerial aufgebracht. In diesem Zusammenhang kann die Verbundfolie somit eine Klebefolie darstellen.
Ein weiterer Aspekt betrifft ein Verfahren zum Prozessieren eines optoelektronischen Bauelements. Dabei werden in einem ersten Schritt ein Grundkörper mit wenigstens zwei flächigen Kontaktbereichen zur Montage eines optoelektronischen Bauelements bereitgestellt. Ein jeder der zwei flächigen Kontaktbereiche ist hierzu mit einem Anschlussbereich elektrisch verbunden. Dabei kann insbesondere der Anschlussbereich den flächigen Kontaktbereichen abgewandt sein. Der Grundkörper wird in ein Mold Tool eingebracht und zumindest teilweise mit einem Gehäusematerial auf Basis eines Fluorpolymer, insbesondere Polytetrafluorethylen umgeben. Dabei werden jedoch die wenigstens zwei flächigen Kontaktbereiche unter Bildung einer Kavität von dem Gehäusematerial ausgespart. Die Seitenwände der Kavität sind derart gestaltet, dass sie sich zu einer Lichtaustrittsseite hin öffnen.
Die Verfahrensschritte erlauben es, das Gehäusematerial zu prozessieren und weiteren zusätzlichen Prozessschritten zu unterwerfen, bevor ein optoelektronisches Bauelement auf den Kontaktbereichen befestigt wird. Erst nach einem vollständigen Prozessieren des Halbzeugs aus dem Gehäusematerial wird das optoelektronische Bauelement in der Kavität angeordnet und auf den wenigstens 2 flächigen Kontaktbereichen befestigt. Die Seitenwände der Kavität sind dabei von den Seitenwänden des optoelektronischen Bauelements beabstandet.
Nach dem erfindungsgemäßen Prinzip des Verfahrens zur Herstellung eines Bauelementgehäuse wird damit in einem ersten Schritt eine vorstrukturiertes Fluorpolymerhalbzeug hergestellt. Als mögliches Leadframesubstrat kann ein beidseitig halbgeätztes Kupferleadframe inklusive Plating verwendet werden. Die Oberfläche des Grundkörpers ist generell vorbehandelt, um eine möglichst raue Struktur aufzuweisen, so dass das Gehäusematerial daran mechanisch gut haften kann. Zur Haftungsverbesserung kann optional der Grundkörper mit einem zusätzlichen Plasmaschritt behandelt werden, so dass die Oberfläche des Grundkörpers aufgeraut wird und das Fluorpolymermaterial besser daran haftet.
In dem Schritt des zumindest teilweisen Umgebens des Grundkörpers mit dem Gehäusematerial erfolgt ein Kompressionsmoldingschritt, indem das Material als Pulver in die gewünschte Reflektorform gepresst wird. In einem weiteren Aspekt wird nun das in dem formgepressten Zwischenraum eingebrachte Gehäusematerial gesintert, sodass sich ein mechanisch stabiler und zusammenhängender Fluorpolymerreflektor ergibt. Die Sintertemperatur liegt dabei unterhalb von 450 °C und insbesondere unterhalb von 400 °C bzw. auch 350 °C. Nach dem Sinterprozess erfolgt zusätzlich ein Deflashing des Packagematerials im Bereich der Kavität und insbesondere auf den wenigstens 2 flächigen Kontaktbereichen. Auf diese Weise werden die Rückstände auf den Kontaktbereichen entfernt. Hierzu gibt es eine Vielzahl an mechanischen und auch chemischen Möglichkeiten, beispielsweise Hochdruckwasserstrahlen, Sandstrahlen, Plasma Deflashing, Laser Deflashing oder auch elektrolytische Methoden.
In einem weiteren Aspekt umfasst das Verfahren anschließend den Schritt eines Aufbringens eines Lots bzw. eines Befestigungsmaterials auf den flächigen Kontaktbereichen. Dieses Aufbringen kann sowohl vor dem Schritt des Einbringens des Grundkörpers in das Mold Tool, d. h. vor dem Umgeben mit Gehäusematerial aber auch nach dem Umgeben mit dem Gehäusematerial und dem anschließenden Deflashing erfolgen. In einigen Aspekten wird das Lot- bzw. das Befestigungsmaterial als Goldbumps geformt. Alternativ kann der Grundkörper auch fotolithografisch im Vorfeld entsprechend behandelt werden. Ebenso ist es möglich, das Lot- bzw. Befestigungsmaterial nicht auf dem Grundkörper, sondern auf den Kontakten des optoelektronischen Bauelements vorzusehen. Ein Befestigen des optoelektronischen Bauelements an den Kontaktbereichen erfolgt beispielsweise mittels eines Gold-Gold Interconnect Verfahrens, d. h. mittels Reibschweißen oder ähnlicher Verfahren.
In einem weiteren Aspekt umfasst das Verfahren anschließend ein Ausformen eines transparenten Linsenmaterials in der Kavität, welches eine den flächigen Kontaktbereichen abgewandten Oberseite des optoelektronischen Bauelements überragt. Das Linsenmaterial lässt sich in der gewünschten Art und Weise formen, sodass eine zusätzliche Kollimierung, Fokussierung oder auch Streuung möglich ist. Die Seitenwände der Kavität wirken dabei als Stoppkante für den Dispensprozess.
Ein anderer Aspekt beschäftigt sich mit den unterschiedlichen Ausgestaltungen des Grundkörpers. In einigen Aspekten umfasst der Grundkörper ein Bereitstellen eines strukturierten Kupferlaminats auf einem isolierenden Kern, wobei der Kern aus einem Fluorpolymer oder auch FR4 oder eine Mischung aus einem Fluorpolymer und Glaspartikeln gebildet sein kann. Um in diesem Zusammenhang das die Kavität ausbildende Gehäusematerial auf dem PCB sicher zu befestigen, ist in einigen Aspekten eine zusätzliche Verbundfolie vorgesehen, die flächig auf dem Grundkörper aufgebracht ist und klebrige Eigenschaften aufweist. Die Verbundfolie dient dazu das die Kavität ausbildende Gehäusematerial innig mit dem Grundkörper zu verbinden.
In einem anderen Aspekt umfasst ein Verfahren zum Prozessieren eines optoelektronischen Bauelements ein Erzeugen eines Trägers aus dem Gehäusematerial auf Basis des Fluorpolymer. Dabei wird dieses Fluorpolymer unter Ausbildung einer Kavität geformt und anschließend gesintert, sodass es eine möglichst stabile Struktur aufweist. In dem so erzeugten Träger werden wenigstens 2 Durchführungen ausgebildet, die mit einem elektrisch leitfähigen Material verfüllt werden. Auf einer Oberfläche in der Kavität werden die 2 flächigen Kontaktbereiche ausgebildet, die mit dem elektrisch leitfähigen Material in Kontakt stehen. Auf einer der Kavität abgewandten Seite sind zudem Anschlussflächen vorgesehen, sodass die Durchkontaktierungen die flächigen Kontaktbereiche mit den Anschluss Flächen elektrisch verbinden.
In die Kavität wird wenigstens ein optoelektronisches Bauelement eingebracht und mit den beiden flächigen Kontaktbereichen verbunden. Das Bauelement ist hierbei ausgeführt, Licht in einem ultravioletten Teil des Spektrums abzugeben.
In einem weiteren Aspekt kann zudem ein im wesentlichen transparentes Material in die Kavität unter Bildung eines optischen Elementes eingefüllt werden. Hierbei sind insbesondere Linsen zu nennen, die sich über die Oberfläche des optoelektronischen Bauelementes hinweg erstrecken und zur Kollimierung und weiteren Lichtformung des von dem Bauelement abgegebenen Lichts dienen.
Figurenliste
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.

1 zeigt eine erste Ausgestaltung eines optoelektronischen Bauelementgehäuses mit einigen Aspekten nach dem vorgeschlagenen Prinzip;
2 stellt eine Draufsicht auf die Ausführung nach 1 dar;
3A bis 3F zeigen eine Ausgestaltung eines Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelementgehäuses mit einigen Aspekten nach dem vorgeschlagenen Prinzip;
4 zeigt eine zweite Ausgestaltung eines optoelektronischen Bauelementgehäuses mit einigen Aspekten nach dem vorgeschlagenen Prinzip;
5 ist eine dritte Ausgestaltung eines optoelektronischen Bauelementgehäuses mit einigen Aspekten nach dem vorgeschlagenen Prinzip;
6A bis 6F zeigen eine weitere Ausgestaltung eines Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelementgehäuses mit einigen Aspekten nach dem vorgeschlagenen Prinzip;
7 stellt eine vierte Ausgestaltung eines optoelektronischen Bauelementgehäuses mit einigen Aspekten nach dem vorgeschlagenen Prinzip dar;
8 ist eine fünfte Ausgestaltung eines optoelektronischen Bauelementgehäuses mit einigen Aspekten nach dem vorgeschlagenen Prinzip;
9A bis 9D zeigen eine weitere Ausgestaltung eines Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelementgehäuses mit einigen Aspekten nach dem vorgeschlagenen Prinzip;
10 zeigt eine 6te Ausgestaltung eines optoelektronischen Bauelementgehäuses mit einigen Aspekten nach dem vorgeschlagenen Prinzip;
11 ist eine siebte Ausgestaltung eines optoelektronischen Bauelementgehäuses mit einigen Aspekten nach dem vorgeschlagenen Prinzip;
12 stellt eine achte Ausgestaltung eines optoelektronischen Bauelementgehäuses mit einigen Aspekten nach dem vorgeschlagenen Prinzip dar;
13 zeigt eine neunte Ausgestaltung eines optoelektronischen Bauelementgehäuses mit einigen Aspekten nach dem vorgeschlagenen Prinzip.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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.
Außerdem sind die einzelnen Figuren, Merkmale und Aspekte nicht unbedingt in der richtigen Größe dargestellt, und auch die Proportionen zwischen den einzelnen Elementen müssen nicht grundsätzlich richtig sein. Einige Aspekte und Merkmale werden hervorgehoben, indem sie vergrößert dargestellt werden. Begriffe wie „oben“, „oberhalb“, „unten“, „unterhalb“, „größer“, „kleiner“ und dergleichen werden jedoch in Bezug auf die Elemente in den Figuren korrekt dargestellt. So ist es möglich, solche Beziehungen zwischen den Elementen anhand der Abbildungen abzuleiten. Ein Aspekt der vorliegenden Anmeldung besteht in der Ausbildung eines Formkörpers mit einem Material auf Basis eines Fluorpolymers. Dies sollen in diesem Zusammenhang Polymere wie Beispielsweise Ethylen, Propen, Propylen und andere sein, bei denen der Wasserstoff zumindest teilweise durch ein Fluor oder ein anderes Halogenid ersetzt worden ist. Bespiele hierfür wären Tetrafluorpolyethylen oder auch Chlortrifluorpolyethylen.
1 zeigt zwei Darstellungen eines optoelektronischen Bauelementgehäuses nach dem vorgeschlagenen Prinzip. In der oberen Seitendarstellung umfasst das Bauelementgehäuse 1 ein Grundkörper 6, welches in einem Gehäusematerial 3 bzw. einem Formkörper eingeschlossen ist. Das Gehäusematerial 3 besteht aus einem Fluorpolymer beispielsweise Tetrafluorpolyethylen. Es umfasst eine Kavität mit abgeschrägten Seitenwänden 31, in der ein optoelektronisches Bauelement 2 angeordnet ist. Die Oberseite des optoelektronischen Bauelements und des Halbleiterkörpers 20 schließt dabei bündig mit der entsprechenden Oberseite der Kavität des Packagematerials 3 ab. Auf der der Oberseite abgewandten Seite des Halbleiterkörpers 2 sind zwei Anschlusskontakte 21 und 22 angeordnet, die über Goldbumps 41 bzw. 42 mit flächigen Kontaktbereichen 63 und 64 verbunden sind. Die flächigen Kontaktbereiche liegen auf dem Boden der Kavität und werden durch Erhebungen 62 des Grundkörpers 6 gebildet.
Auf der der Kavität abgewandten Seite sind zudem Anschlussbereiche 66 im Grundkörper vorgesehen, die jeweils elektrisch leitend mit einem der flächigen Kontaktbereich 63 bzw. 64 verbunden sind.
Das Fluorpolymer, welches als Material für das elektronische Bauelementgehäuse verwendet wird, besitzt nur eine geringe Haftung an andere Materialien. Aus diesem Grund ist die Oberfläche des Grundkörpers 6 grundsätzlich aufgeraut, und darüber hinaus sind mehrere Verankerungsstrukturen 65 und 32 vorgesehen. Die Verankerungsstrukturen 65 reichen beispielsweise in die Seitenwände der Kavität hinein, sodass eine größere Oberfläche für eine verbesserte Haftung erreicht wird. Weitere Verankerungsstrukturen befinden sich auf der der Kavität abgewandten Seite 32 wie im unteren Teilbild der 1 dargestellt, sodass der Grundkörper im vorliegenden Ausführungsbeispiel bis auf die Anschlussflächen 66 und die seitlichen Begrenzungselemente vollständig von dem Gehäusematerial umschlossen ist.
Wie in dem unteren Teilbild der 1 darüber hinaus zu erkennen, erreichen die Verankerungsstrukturen 65 in etwa die Höhe der oberen flächigen Kontaktbereiche 63 und 64. Diese Höhe kann jedoch je nach Bedürfnis unterschiedliche gewählt sein, so dass die Verankerungsstrukturen deutlich tiefer in die Seitenwände der Kavität 3 hineinreichen. Zudem ist im oberen Teilbild der 1 gezeigt, dass das Gehäusematerial 3 von einer Seite gängig durch das Bauelementgehäuse reicht. Dieser Aspekt ist auch in 2 dargestellt, welche das optoelektronische Bauelementgehäuse nach 1 in einer Draufsicht zeigt.
In der ausgebildeten Kavität 5 ist der Halbleiterkörper des optoelektronischen Bauelements angeordnet. Das Bauelementgehäuse selbst ist durch mehrere Halterungsstrukturen 65 und 32 mit dem Grundkörper mechanisch stabil gekoppelt. Letztere reichen bis an den Rand des Packages.
Durch die Verwendung eines reflektierenden Flurpolymer wird erreicht, dass das von dem optoelektronischen Bauelement abgegebene Licht im ultravioletten Spektrum von den Seitenwänden nach oben hin reflektiert und damit aus der Lichtaustrittebene hinaus gelenkt wird. Die Benutzung von einem Fluorpolymer besitzt darüber hinaus den Vorteil, dass Licht im ultravioletten Bereich nur geringe Alterungsprozesse hervorruft und so die Lebensdauer des Packages deutlich erhöht wird.
3A bis 3F zeigen schematisch eine Ausführungsform eines Herstellungsverfahrens für ein optoelektronisches Bauelementgehäuse nach dem vorgeschlagenen Prinzip. In 3A wird ein Grundkörper 6 bereitgestellt, welches vorliegend aus einem Kupfersubstrat einschließlich eines Platings besteht. Hierzu wird ein Kupfer Leadframe bereitgestellt und dieses durch Ausstanzen und anschließendes Aufrauen der Oberfläche vorprozessiert, sodass sich das in der 3 dargestellte Halbzeug ergibt. Das so hergestellte Kupfersubstrat umfasst Kontakterhöhungen 62, deren Oberseiten die beiden flächigen Kontaktbereiche 63 und 64 bilden. Weitere Strukturen bilden die späteren Verankerungsstrukturen 65 und 32. In dieser Ausführungsform ist lediglich ein Grundkörper für die Erstellung eines optoelektronischen Bauelementgehäuse dargestellt, es versteht sich jedoch, dass der Grundkörper als Endlosband aus einem Kupfersubstrat herstellbar ist.
Das vorbereitete Kupfersubstrat wird in ein Mold Tool 3' eingebracht. Dieses weist eine Vertiefung für die Erzeugung der späteren Kavität auf und bildet ein der Grundkörper 6 umgebenen Zwischenraum.
In einem nachfolgenden Schritt dargestellt in 3B wird ein pulverförmiges Fluorpolymer in den Zwischenraum eingebracht, sodass dieses der Grundkörper bis auf die Anschlussbereiche 63 und 64 sowie den Anschlussbereich 66 vollständig umgibt. Anschließend erfolgt ein Verpressen unter Druck und auch erhöhter Temperatur (in Form eines Formpressens), bei dem das Flurpolymer sich mechanisch mit der Oberfläche des Grundkörpers verbindet. Zur weiteren Haftverbesserung kann vor diesem Prozessschritt der Grundkörper zusätzlich mittels Plasmaätzen oder anderen Verfahren zusätzlich aufgeraut werden, um die Haftung zu verbessern.
In Schritt 3C wird der so durch Kompressionspressen hergestellte Formkörper zusätzlich gesintert, sodass sich das Gehäusematerial mit den Verankerungsstrukturen 65 mechanisch stabil verbindet. Auf diese Weise wird ein mechanisch stabiler und zusammenhängender Fluorpolymerreflektor gebildet. Der Schritt des Sinterns kann auch während des Formpressens erfolgen, so dass Druck und erhöhte Temperatur die mechanische Verbindung und Stabilität erzeugen.
Während des Kompressionschrittes gelangt jedoch oftmals zusätzliches Material auf die Oberseite und damit die flächigen Kontaktbereiche 63 und 64 und auch auf die Anschlussbereiche 66. Daher erfolgt in einem darauffolgenden Schritt, dargestellt in 3D, ein sogenanntes Deflashing, bei der die Rückstände auf den Kontaktflächen entfernt werden. Hierzu werden die Oberflächen der Kontaktbereiche 63 und 64 mechanisch oder auch chemisch-mechanisch gereinigt.
Bei dem Verfahren wird im Ergebnis ein Halbzeug bereitgestellt, bei dem die Hochtemperaturschritte insbesondere der Sinterprozess und Pressformprozess vor dem Aufbringen des optoelektronischen Bauelementes bereits vorgenommen wurden. Mögliche Beschädigungen durch Hochtemperaturprozessschritte an dem optoelektronischen Bauelement werden auf diese Weise vermieden. In 3E werden Goldbumps auf die flächigen Kontaktbereiche 63 und 64 aufgebracht und anschließend in 3F das optoelektronische Bauelement mit seinem Halbleiterkörper 20 daran befestigt. Diese beiden letzten Schritte können auch in einer alternativen Ausführungsform anders implementiert werden, indem beispielsweise das Lotmaterial oder auch die verwendeten Goldbumps nicht auf den flächigen Kontaktbereichen 63 und 64, sondern auf den Anschlusskontakten des Halbleiterkörpers direkt erzeugt werden.
4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines optoelektronischen Bauelementgehäuses nach dem vorgeschlagenen Prinzip. Bei diesem ist der Grundkörper 6' durch eine Kupferlaminatstruktur mit einem inneren Kern 69 ausgeführt. Die Kupferlaminatstruktur besitzt eine obere Schicht 63' und 64', die gleichzeitig auch die flächigen Kontaktbereiche für das optoelektronische Bauelement 2 und den Halbleiterkörper 20 bilden. Der innere Kern 69 umfasst Tetrafluorpolyethylen oder auch ein anderes geeignetes isolierendes Material wie FR4 und besitzt mehrere Durchführungen 68. Die Durchführungen 68 verbinden die flächigen Kontaktbereiche 63 und 64' der Kupferlaminatstruktur mit den Anschlussbereichen 66 auf der Kavität abgewandten Seite des Grundkörpers 6'. Diese Ausgestaltungsform hat den Vorteil, dass die Laminatstruktur 6' bereits als vorgefertigter Grundkörper zur Verfügung steht und der Formkörper aus dem Fluorpolymer mit der Kavität in einem separaten Schritt gefertigt und aufgebracht werden kann. Um eine gute Verbindung zu gewährleisten, umfasst die Anordnung zudem eine Verbundfolie 70, die auf den Strukturen 63 und 64 um die Kavität herum angeordnet ist. Die Verbundfolie 70 ist klebrig ausgeführt und dient dazu, das Gehäusematerial mit dem Grundkörper 6 zu verbinden. In diesem Ausführungsbeispiel umgibt das Gehäusematerial der Grundkörper nur teilweise.
5 zeigt im Gegensatz zur Darstellung der 4 zusätzlich ein weiteres Material, das in die Kavität 5 eingebracht ist und über der Lichtaustrittsseite des optoelektronischen Bauelements 2 eine linsenförmige Struktur ausbildet. Die Form der Linse kann dabei je nach Bedürfnis entsprechend gewählt werden, sodass das vom optoelektronischen Bauelement 2 im Betrieb abgegebene Licht kollimiert und als gerichteter Strahl nach oben abgestrahlt wird. Das Linsenmaterial 8 ist ebenso wie das Gehäusematerial 3 gegenüber der durch das Bauelement 2 erzeugten Strahlung beständig, sodass die Lebensdauer dadurch nicht reduziert wird. Die hochreflektiven Seitenwände 31 der Kavität 5 sind abgeschrägt und öffnen sich wie in den vorangegangenen Ausführungsformen ebenso nach außen hin, sodass zur Seite abgegebenes Licht zur Lichtaustrittsseite umgelenkt und abgestrahlt wird. Wie im vorangegangenen Ausführungsbeispiel ebenso sind die Anschlusskontakte des Halbleiterkörpers 20 mit den flächigen Kontaktbereichen 63' und 64' über Goldbumps 41 und 42 verbunden.
Die 6A bis 6F zeigen eine Ausführungsform eines Herstellungsverfahrens für ein derartiges optoelektronisches Bauelementgehäuse. Ausgangspunkt für dieses Verfahren ist hierbei ein separater Reflektor mit einer Kavität auf Basis eines Flurpolymermaterials sowie ein einzelnes Stack oder eine Multistackstruktur, wie sie beispielsweise als Printed Circuit Board bereits bekannt sind. Die Verbindung dieser beiden Elemente erfolgt dann mittels einer thermoplastischen und gegenüber der ultravioletten Strahlung stabilen Verbindungsfolie. Möglichkeiten hierzu sind Folien aus CTFE (Chlortrifluorethylen) oder FEP (Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymer) .
In 6A ist die Herstellung des Grundkörpers als Kupferlaminatstruktur skizziert. Dieses umfasst eine auf einem internen Kern, beispielsweise aus PTFE oder FR4, angeordnete strukturierte Kupferlaminatstruktur. Auf der Oberfläche des internen Kerns sind die die flächigen Kontaktbereiche 63' und 64' aufgebracht. Diese können aufgeraut, aufgeklebt oder anderweitig mit dem Laminat verbunden werden. Auf der Unterseite befinden sich die entsprechenden Anschlussbereiche 66. Das Laminat besitzt darüber hinaus verschiedene Durchführungen 68, die wie dargestellt, die flächigen Kontaktbereiche auf der Oberseite mit den Anschlussbereichen jeweils durch zwei Durchführungen verbinden. Dies ermöglicht es, die Struktur als Endlosband herzustellen und entlang der gestrichelten senkrechten Linie in einem späteren Schritt zu trennen, um das Bauelementgehäuse zu bilden.
Davon separat wird das die Kavität bildende Gehäusematerial auf Basis eines Fluorpolymers vorbereitet. Zu diesem Zweck wird in einem Mold-Tool mittels Kompressionspressen das pulverförmige Material auf Basis eines Fluorpolymers in die Zwischenräume eingebracht und zur Bildung eines Halbzeugs und Formkörpers verpresst. Zusätzlich erfolgt in einem zweiten Schritt ein Sintern, sodass die in 6B dargestellte Kavitätsstruktur ausgeformt wird. Das Gehäusematerial besitzt im Gegensatz zu den meisten Thermoplasten keinen Schmelzpunkt, d. h. er zersetzt sich bei größeren Temperaturen direkt ohne vorher flüssig zu werden. Dies verhindert zwar eine Herstellung durch Spritzpressen, erlaubt es jedoch die mit dem Sinterprozess verbundenen Temperaturschritte von den späteren Prozessschritten abzutrennen und so das Gehäusematerial getrennt herzustellen.
In einem darauffolgenden Schritt in 6C wird eine klebrige Verbundfolie 70 auf der Grundkörper und die oberen Strukturen aufgebracht. Diese zusätzliche Verbundfolie 70 dient zum späteren Befestigen des Packagematerials 3 auf dem Grundkörper. Für diesen Zweck wird das Gehäusematerial an einem temporären Träger befestigt und dieses anschließend auf die Verbundfolie 70 geklebt. Ein zusätzlicher Temperaturschritt kann notwendig sein, um eine innige Verbindung zwischen der Verbundfolie 70 auf der einen Seite und dem Grundkörper sowie dem Gehäusematerial auf der anderen Seite auszubilden.
Anschließend wird der temporäre Träger wie in 6 dargestellt abgenommen und die übrigen Bestandteile der Verbundfolie von den Kontaktbereichen entfernt. Damit liegen die flächigen Kontaktbereiche frei und können in einem darauffolgenden optionalen Schritt mit den optoelektronischen Bauelementen bestückt werden. In einem weiteren optionalen Schritt lassen sich die freiliegenden Kontaktflächen zusätzlich noch Vorprozessieren, um eine bessere elektrische und mechanische Verbindung zu den Kontakten des Bauelementes zu bewirken. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel umfassen die Bauelemente auf ihren Anschlussflächen ein entsprechendes Lot, sodass ein zusätzlicher Schritt des Aufbringens eines Materials auf die flächigen Kontaktbereiche des Grundkörpers nicht notwendig ist.
In einem abschließenden Schritt lässt sich nun die Kavität mit einem zusätzlichen transparenten Material auffüllen und dieses in eine Linsenform bringen. Dadurch wird einerseits das optoelektronische Bauelement in der Kavität geschützt und andererseits erlaubt die Linsenform eine Kollimierung bzw. -Formung des von dem Bauelement in die Kavität abgegebenen Lichts.
7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Bauelementgehäuses, welches auf zusätzliche stabilisierende Verankerungselemente verzichtet. Dies ist insbesondere dann möglich, wenn das das Bauelementgehäuse bildende Material bereits eine ausreichende mechanische Stabilität aufweist.
Das Gehäusematerial 3 bildet in diesem Ausführungsbeispiel einen Formkörper mit einer Kavität 5 aus. In dem Formkörper sind auf der Bodenseite der Kavität 5 mehrere Durchführungen eingebracht, die mit einem elektrisch leitenden Material 68' verfüllt sind. Das elektrisch leitende Material verbindet die flächigen Kontaktbereiche 63'' und 64'' auf dem Boden der Kavität mit den Anschlussflächen 66 auf der anderen Seite des Formkörpers. Die flächigen Kontaktbereiche als auch die Durchführungen umfassen ein leitfähiges Material beispielsweise Gold oder eine entsprechende Goldverbindung. Die Kontaktbereiche 63'' und 64'' und Anschlussflächen 66 sind durch Aufdampfen erzeugt.
Im Raum der Kavität 5 ist ein optoelektronisches Bauelement mit seinem Halbleiterkörper 20 eingebracht. Die Oberseite des Halbleiterkörpers 20 bildet die Emissionsseite des Bauelements. Licht, das von dem Bauelement zur Seite hin abgestrahlt wird, wird von den hochreflektierenden Seitenwänden 31 nach oben hinweg abgestrahlt. Für einen verbesserten Schutz des optoelektronischen Bauelements vor möglichen Beschädigungen ist dieses mit seiner Oberseite unterhalb der Oberseite des Formkörpers angeordnet.
8 zeigt hierzu eine ergänzende Ausführungsform, bei der die Kavität mit einem transparenten und strahlungsbeständigen Material verfüllt ist. Dieses formt auf der Lichtaustrittsseite einen Linsenkörper aus, der zu Kollimierung und Lichtformung des von dem Bauelement abgegebenen Lichts dient.
Die 9A bis 9D zeigen auch hier eine mögliche Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung eines derartigen Bauelements.
In 9A wird ein Formkörper bereitgestellt, in dem das pulverförmige Gehäusematerial eingefüllt wird. Wie in den vorangegangenen Beispielen auch basiert dieses auf einem Fluorpolymer, sodass mittels Pressformen das Gehäusematerial verfestigt wird und sich so ein formstabiler Körper ausbildet. Mit einem optionalen zusätzlichen Sinterschritt während des Formpressens oder auch danach wird der Formkörper weiter befestigt.
Anschließend wird, wie in 9B gezeigt, eine Vielzahl von Durchführungen in den Boden der Kavität eingebracht. Die Durchführungen lassen sich auf verschiedene Weisen erzeugen, beispielsweise durch mechanisches Bohren, aber auch durch Laserbohren, Wasserstrahlbohren oder ähnliches. Anschließend werden die Durchführungen mit einem elektrisch leitenden Material verfüllt, welches gleichzeitig auch auf dem Boden der Kavität abgeschieden wird. Hierzu lassen sich fotolithografische Prozesse aber auch ein Aufdampfen oder Aufsputtern in geeigneter Weise verwenden. Dadurch werden im Boden der Kavität 5 die flächigen Kontaktbereiche 63'' und 64'' ausgebildet. In gleicher Weise werden auch die Anschlussbereiche 66 auf der Rückseite des Formkörpers ausgeformt. Auch hier können durch zusätzliche Temperatur- und Druckschritte die mechanische Verbindung zwischen den Kontaktbereichen bzw. Anschlussbereichen mit der Oberfläche des Formkörpers weiter verbessern.
In 9C wird jeweils ein optoelektronisches Bauelement in den Kavitäten eingesetzt und über einen Gold-Gold Interconnect mit den flächigen Anschlusskontakten elektrisch leitend verbunden. Je nach Ausgestaltung ist es nun zusätzlich möglich, die Kavität mit einem transparenten und für UV-Licht beständigem Material auszufüllen und hier zusätzliche optische Elemente vorzusehen. Die so hergestellten Packages sind in 9D dargestellt und können in weiteren Schritten vereinzelt werden.
Die 10 und 11 zeigen eine Variation der Ausführungsbeispiele für ein optoelektronisches Bauelementgehäuse.
Beginnend bei 10 ist hier ein Package gezeigt, welches zwei optoelektronische Bauelemente innerhalb einer Kavität 5 umfasst. Hierzu sind, wie in den vorangegangenen Beispielen der 7 und 8 gezeigt, mehrere Durchbrüche 68' in dem Formkörper aus dem Fluorpolymermaterial vorgesehen. Ein zentraler Durchbruch 68' verbindet dabei einen flächigen Anschlusskontakt 63'' mit einem entsprechenden Anschlussbereich 66' auf der der Kavität abgewandten Seite des Formkörpers. Hierbei ist der flächige Kontaktbereich 63'' jedoch als gemeinsamer Kontaktbereich für die beiden optoelektronischen Bauelemente ausgeführt. Mit anderen Worten dient der flächige Kontaktbereich 63'' und der dazu korrespondierenden Anschluss 66' für die Zuführung eines gemeinsamen Potenzials an die beiden optoelektronischen Bauelemente. Auf diese Weise lässt sich ein Bauelementgehäuse realisieren, bei dem nicht nur einzelne Bauelemente in einer Kavität, sondern auch mehrere Bauelemente in einer solchen angeordnet werden kann.
Wie in den vorangegangenen Ausführungsbeispielen ebenfalls dargestellt lässt sich auch hier die Kavität mit einem zusätzlichen transparenten Material ausfüllen und ein entsprechendes optisches Element über der Lichtaustrittsseite anbringen. Diese Ausführung ist in der 10 dargestellt.
In ähnlicher Weise zeigen auch die 12 und 13 ein entsprechendes Ausführungsbeispiel, bei dem hier der Grundkörper 6' wie in den Ausführungsbeispielen 4 als strukturiertes Kupferlaminat mit einem inneren Kern auf TFPE oder FR4 ausgeführt ist. Der Formkörper mit dem Gehäusematerial ist auf einer klebenden Folie 70 aufgebracht und mit dieser befestigt. Wie im Ausführungsbeispiel der 4 ist ebenso ein gemeinsamer Durchbruch 68 vorgesehen, der den flächigen Kontaktbereich 64' als gemeinsamen Kontaktbereich für die Bauelemente mit einem entsprechenden Anschlussbereich auf der Kavität abgewandten Seite verbindet. In 12 ist auch dargestellt, dass ein transparentes Material 8 in die Kavität eingebracht und in ein lichtformendes Element ausgebildet ist.
Bei dem hier vorgeschlagenen Prinzip wird ein vorstrukturiertes auf Basis eines Fluorpolymermaterials basierender Formkörper gebildet, der in anschließenden Prozessschritten als Kavität für ein Bauelementgehäuse dient. Die separate Herstellung ermöglicht die notwendigen Prozessparameter für eine Erzeugung des Formkörpers aus dem Fluorpolymer zu optimieren. Dadurch wird eine mögliche Beschädigung eines optoelektronischen Bauelementes durch zu hohe Temperaturen oder mechanischen Stress verhindert, die bei einer gemeinsamen Herstellung aufgrund der notwendigen Prozessparameter für die Erzeugung des Formkörpers auftreten würden.
Zur Verbesserung der Haftung des Materials des Formkörpers an dem Grundkörper bzw. auch an einer weiteren Fläche ist es möglich, der Grundkörper mit zusätzlichen Prozessschritten beispielsweise einem Plasmaätzen aufzurauen und damit eine bessere mechanische Verbindung zu erreichen. Ein auf diese Weise hergestellter Formkörper dient als Reflektor und kann mit zusätzlichen lichtformenden Elementen versehen werden. Da Fluorpolymer für Licht im ultravioletten Bereich größtenteils reflektiv ist und gleichzeitig eine hohe Beständigkeit gegenüber dieser Strahlung zeigt, ist es für die Ausgestaltung von Gehäusen für ultraviolettes Licht besonders geeignet. Die Verwendung einer erhöhten Kontaktfläche optional zusätzlich gepaart mit weiteren Verankerungsstrukturen erlaubt es, das verwendete Gehäusematerial als Formkörper ausreichend stabil und fest an der Grundkörper zu koppeln.
Bezugszeichenliste

1: optoelektronisches Bauelementgehäuse
2: optoelektronisches Bauelement
3: Packagematerial
3': Mold Tool
5: Kavität
6: Grundkörper
8: Linse, Linsenmaterial
20: Halbleiterkörper
21, 21: Anschlusskontakt
31: Seitenwände
32: Verankerungsstruktur
41, 42: Goldbump
43: Goldbump
61, 62: Kontakterhöhung
63, 64: flächiger Kontaktbereich
65: Verankerungsstruktur
66: Anschlussbereich

Claims

Optoelektronischen Bauelementgehäuse, umfassend: - Ein Grundkörper, insbesondere ein Grundkörper (6) mit wenigstens zwei flächigen Kontaktbereichen (63, 64, 63', 64', 63'', 64'') zur Montage eines optoelektronischen Bauelements, wobei ein jeder der zwei flächigen Kontaktbereichen (63, 64, 63', 64', 63'', 64'') mit einem Anschlussbereich elektrisch verbunden ist; - ein wenigstens teilweise den Grundkörper (6) umgebendes Gehäusematerial (3) auf Basis eines Fluorpolymers, welches die wenigstens zwei flächigen Kontaktbereiche (63, 64, 63', 64', 63'', 64'') unter Bildung einer Kavität (5) ausspart, wobei jeder Anschlussbereich von dem Gehäusematerial (3) ausgespart ist; - ein optoelektronisches Bauelement (2), das in der Kavität (5) auf den wenigstens zwei flächigen Kontaktbereichen (63, 64, 63', 64', 63'', 64'') angeordnet und ausgebildet ist, Licht in einem ultravioletten Bereich des Spektrums zu erzeugen; - wobei sich von dem optoelektronischen Bauelement beabstandete Seitenwände (31) des Packagematerials (3) zu einer Lichtaustrittsseite hin öffnen.
Optoelektronisches Bauelementgehäuse nach Anspruch 1, bei dem eine der wenigstens zwei flächigen Kontaktbereichen (63, 64, 63', 64', 63'', 64'') abgewandte Oberseite des optoelektronischen Bauelements (2) mit einer Oberseite der Kavität (5) im Wesentlichen bündig abschließt; oder bei dem eine der wenigstens zwei flächigen Kontaktbereichen (63, 64, 63', 64', 63'', 64'') abgewandte Oberseite des optoelektronischen Bauelements unterhalb einer Oberseite der Kavität (5) liegt.
Optoelektronisches Bauelementgehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter umfassend: - ein in der Kavität (5) und über der den wenigstens zwei flächigen Kontaktbereichen (63, 64, 63', 64', 63'', 64'') abgewandte Oberseite des optoelektronischen Bauelements (2) angeordnetes transparentes Linsenmaterial (8).
Optoelektronisches Bauelementgehäuse nach Anspruch 3, bei dem die Oberseite des optoelektronischen Bauelements (2) über einer Oberseite der Kavität (5) liegt.
Optoelektronisches Bauelementgehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem Gehäusematerial (3) auf Basis eines Fluorpolymers gesintert ist.
Optoelektronisches Bauelementgehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das optoelektronische Bauelement (2) über eine Goldschicht (41, 42) an den wenigstens zwei flächigen Kontaktbereichen (63, 64, 63', 64', 63'', 64'') befestigt ist.
Optoelektronisches Bauelementgehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein erster Grundkörperbereich umfassend einen ersten der wenigstens zwei flächigen Kontaktbereichen (63, 63', 63") von einem zweiten Grundkörperbereich umfassend einen zweiten der wenigstens zwei flächigen Kontaktbereichen (64, 64', 64'') durch Gehäusematerial (3) getrennt ist.
Optoelektronisches Bauelementgehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem ein jeder Anschlussbereich (66) eine größere Fläche aufweist als der mit ihm verbundene Kontaktbereich (63, 64, 63', 64', 63", 64").
Optoelektronisches Bauelementgehäuse, bei dem der Grundkörper (6) wenigstens zwei von Gehäusematerial (3) umgebene Verankerungsstrukturen (65, 32) umfasst.
Optoelektronisches Bauelementgehäuse nach Anspruch 9, bei dem die Verankerungsstrukturen (65, 32) vollständig von Gehäusematerial (3) umgeben sind, und sich insbesondere zumindest teilweise in den die Kavität (5) umgebenden Bereich des Packagematerials (3) erstrecken.
Optoelektronisches Bauelementgehäuse nach einem der Ansprüche 9 oder 10, bei dem die Verankerungsstrukturen (65, 32) zumindest teilweise auf einer den wenigstens zwei flächigen Kontaktbereichen (63, 64, 63', 64', 63'', 64'') abgewandten Seite des Grundkörpers (6) angeordnet sind.
Optoelektronisches Bauelementgehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem das Gehäusematerial (3) wenigstens zwei mit einem elektrischen Material, insbesondere einem Metall verfüllte Durchkontaktierungen (68) aufweist, die jeweils einen der wenigstens zwei flächigen Kontaktbereichen (63, 64, 63', 64', 63'', 64'') mit einem Anschlussbereich (66) verbinden.
Optoelektronisches Bauelementgehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem der Grundkörper, insbesondere der Grundkörper (6') ein strukturiertes Kupferlaminat mit einem isolierenden Kern (69) umfasst, welche wenigstens zwei mit einem elektrischen Material, insbesondere einem Metall verfüllte Durchkontaktierungen (68) umfasst, die jeweils einen der wenigstens zwei flächigen Kontaktbereichen (63, 64, 63', 64', 63'', 64'') mit einem Anschlussbereich (66) verbinden.
Optoelektronisches Bauelementgehäuse nach Anspruch 13, weiter umfassend eine Verbundfolie (70), die auf dem Grundkörper flächig angeordnet ist und auf der das die Kavität (5) bildende Gehäusematerial aufgebracht ist.
Optoelektronisches Bauelementgehäuse nach einem der Ansprüche 13 oder 14, bei dem der isolierende Kern wenigstens eines der folgenden Materialien umfasst: - PTFE; - FR4; und - eine Mischung aus PTFE und SiO2 Partikeln.
Verfahren zum Prozessieren eines optoelektronischen Bauelements, aufweisend die Schritte: - Bereitstellen eines Grundkörpers, insbesondere eines Leadframe (6, 6') mit wenigstens zwei flächigen Kontaktbereichen (63, 64, 63', 64', 63'', 64'') zur Montage eines optoelektronischen Bauelements wobei ein jeder der zwei flächigen Kontaktbereichen (63, 64, 63', 64', 63'', 64'') mit einem Anschlussbereich (66) elektrisch verbunden ist; - Einbringen des Grundkörpers (6) in ein Mold Tool (3'); - Zumindest teilweises umgeben des Grundkörpers mit einem Gehäusematerial auf Basis eines Fluorpolymers, insbesondere Polytetrafluorethylen, so dass eine die wenigstens zwei flächigen Kontaktbereiche (63, 64, 63', 64', 63'', 64'') unter Bildung eines Grundkörpers mit einer Kavität (5) aus dem Gehäusematerial (3) freiliegen; wobei sich die Seitenwände der Kavität hin öffnen; - Anordnen und Befestigen eines optoelektronischen Bauelements (2) auf den wenigstens zwei flächigen Kontaktbereichen (63, 64, 63', 64', 63'', 64'') in der Kavität, wobei das Bauelement (2) ausgeführt ist, Licht in einem ultravioletten Teil des Spektrums abzugeben; und Seitenwände des optoelektronischen Bauelements von den Seitenwänden der Kavität beabstandet sind.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Mold Tool zum Kompressionsmolden ausgeführt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 17, wobei der Schritt des teilweisen Umgebens umfasst: - Formpressen eines Packagematerials (3) in einen den Grundkörper (6) umgebenden Zwischenraum; und/oder - Sintern des in dem Zwischenraum befindlichen Packagematerials in einem Temperaturbereich unter 450°C und insbesondere unter 400° und insbesondere unter 350°C. - Deflashing von Gehäusematerial (3) im Bereich der Kavität (5) und insbesondere auf den wenigstens zwei flächigen Kontaktbereichen (63, 64, 63', 64', 63'', 64").
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, umfassend den schritt eines - Aufbringens eines Lots oder Befestigungsmaterials (41, 42) auf den flächigen Kontaktbereichen (63, 64, 63', 64', 63'', 64'') vor dem Schritt des Einbringens des Grundkörpers (6) in ein Mold Tool; oder - Aufbringens eines Lots oder Befestigungsmaterials (41, 42) auf den flächigen Kontaktbereichen (63, 64, 63', 64', 63'', 64'') nach dem Schritt des Deflashing der wenigstens zwei flächigen Kontaktbereiche (63, 64, 63', 64', 63", 64");
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, bei dem ein Befestigen eines optoelektronischen Bauelements (2) mittels eines Gold-Gold Interconnect Prozesses erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 20, weiter umfassend ein Ausformen eines transparenten Linsenmaterials (8) in der Kavität (5), welche eine den flächigen Kontaktbereichen (63, 64, 63', 64', 63'', 64'') abgewandte Oberfläche des optoelektronischen Bauelements (2) überragt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 21, bei dem das Bereitstellen eines Grundkörpers umfasst: - Bereitstellen eines PCB, welches ein strukturiertes Kupferlaminat und einem isolierenden Kern umfasst, wobei der Kern wenigstens eines der folgenden Materialien umfasst: - PTFE; - FR4; und - eine Mischung aus PTFE und SiO2 Partikeln.
Verfahren nach Anspruch 22, bei dem das Bereitstellen eines PCB ein Aufbringen einer Verbundfolie (70) flächig auf dem Grundkörper (6, 6'), auf der im Schritt des teilweisen Umgebens das die Kavität bildende Gehäusematerial aufgebracht wird.
Verfahren zum Prozessieren eines optoelektronischen Bauelements umfassend die Schritte: - Erzeugen eines Trägers aus einem Gehäusematerial (3) auf Basis eines Fluorpolymers, insbesondere Polytetrafluorethylen, welches zumindest eine Kavität (5) aufweist; - Ausbilden von wenigstens zwei Durchführungen (69), die mit einem elektrisch leitfähigen Material verfüllt sind und wenigstens zwei flächige Kontaktbereiche (63, 64, 63', 64', 63'', 64'') in der Kavität (5) mit jeweiligen Anschlussflächen (66) auf einer der Kavität (5) abgewandten Seite des Trägers verbinden; - Einbringen wenigstens eines optoelektronischen Bauelements (2) in die Kavität (5) und Verbinden dieses mit den beiden flächigen Kontaktbereichen (63, 64, 63', 64', 63'', 64''), wobei das Bauelement (2) ausgeführt ist, Licht in einem ultravioletten Teil des Spektrums abzugeben; - Optionales Verfüllen mit einem im Wesentlichen transparenten Materials (8) welches unter Bildung eines optischen Elements (2), insbesondere einer Linse über eine den flächigen Kontaktbereichen (63, 64, 63', 64', 63'', 64'') abgewandte Oberfläche des optoelektronischen Bauelements (2) hinausragt.