DE102022114582A1 - Optoelektronisches bauelement und verfahren zum herstellen eines optoelektronischen bauelements - Google Patents

Optoelektronisches bauelement und verfahren zum herstellen eines optoelektronischen bauelements Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelement mit einem ersten Leiterrahmenabschnitt, einem zweiten Leiterrahmenabschnitt und einem optoelektronischen Halbleiterchip. Der erste Leiterrahmenabschnitt weist eine erste Oberseite und eine erste Unterseite sowie eine von der ersten Oberseite ausgehende erste Ausnehmung auf, die zumindest an einen Rand des ersten Leiterrahmenabschnitts und bis zu einer ersten Montageebene geführt. Der zweite Leiterrahmenabschnitt weist eine zweite Oberseite und eine zweite Unterseite sowie eine von der zweiten Oberseite ausgehende zweite Ausnehmung auf, die zumindest an einen Rand des zweiten Leiterrahmenabschnitts und bis zu einer zweiten Montageebene geführt ist. Die erste Ausnehmung und die zweite Ausnehmung sind einander zugewandt angeordnet. Der optoelektronische Halbleiterchip ist auf der ersten Montageebene angeordnet und mit der zweiten Montageebene elektrisch leitend verbunden. Die erste Ausnehmung und die zweite Ausnehmung sind mit einem in einem vorgegebenen Wellenlängenbereich transparenten Material verfüllt, wobei das transparente Material den optoelektronischen Halbleiterchip bedeckt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelement sowie ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements.
  • Im Stand der Technik sind optoelektronische Bauelemente bekannt, die als sogenannte Quad-Flat-No-Leads-Package (QFN) ausgestaltet sind. Eine weitere Bezeichnung für solche Bauelemente kann Mikroleiterrahmenbauelemente sein. Mikroleiterrahmenabschnitte und darauf montierte optoelektronische Halbleiterchips können dabei in einem transparenten Vergussmaterial vergossen sein. Die optoelektronischen Halbleiterchips solcher optoelektronischen Bauelemente sind dabei oberhalb der Mikroleiterrahmenabschnitte angeordnet.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes optoelektronisches Bauelement bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Herstellen des optoelektronischen Bauelements anzugeben. Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements und durch ein optoelektronisches Bauelement mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen angegeben.
  • Ein optoelektronisches Bauelement weist einen ersten Leiterrahmenabschnitt, einen zweiten Leiterrahmenabschnitt und einen optoelektronischen Halbleiterchip auf. Der erste Leiterrahmenabschnitt weist eine erste Oberseite und eine erste Unterseite auf. Ferner weist der erste Leiterrahmenabschnitt eine von der ersten Oberseite ausgehende erste Ausnehmung auf, die zumindest an einen Rand des ersten Leiterrahmenabschnitts geführt ist. Ferner ist erste Ausnehmung bis zu einer ersten Montageebene geführt. Der zweite Leiterrahmenabschnitt weist eine zweite Oberseite und eine zweite Unterseite auf. Der zweite Leiterrahmenabschnitt weist ferner eine von der zweiten Oberseite ausgehende zweite Ausnehmung auf, wobei die zweite Ausnehmung zumindest an einen Rand des zweiten Leiterrahmenabschnitts geführt ist. Die zweite Ausnehmung ist ferner bis zu einer zweiten Montageebene geführt. Die erste Ausnehmung und die zweite Ausnehmung sind einander zugewandt angeordnet. Dies kann insbesondere bedeuten, dass die Ränder des ersten Leiterrahmenabschnitts bzw. des zweiten Leiterrahmenabschnitts, an die die erste bzw. zweite Ausnehmung geführt ist, einander gegenüberliegen. Der optoelektronische Halbleiterchip ist auf der ersten Montageebene angeordnet und mit der zweiten Montageebene elektrisch leitend verbunden. Die erste Ausnehmung und die zweite Ausnehmung sind mit einem in einem vorgegebenen Wellenlängenbereich transparenten Material verfüllt, wobei das transparente Material den optoelektronischen Halbleiterchip bedeckt.
  • Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass der optoelektronische Halbleiterchip vollständig innerhalb der ersten Ausnehmung des ersten Leiterrahmenabschnitts angeordnet ist. Dadurch kann ein optoelektronisches Bauelement bereitgestellt werden, dessen Bauhöhe deutlich geringer ausfällt als diejenige der aus dem Stand der Technik bekannten optoelektronischen Bauelemente. Dadurch kann eine weitere Miniaturisierung der Optoelektronik vorangetrieben werden. Der optoelektronische Halbleiterchip kann dabei insbesondere eine Leuchtdiode und/oder eine Photodiode umfassen. Das transparente Material kann insbesondere in einem Wellenlängenbereich, in dem der als Leuchtdiode ausgestaltete optoelektronische Halbleiterchip elektromagnetische Strahlung emittiert, transparent sein. Alternativ kann das transparente Material in einem Wellenlängenbereich transparent sein, in dem mittels der Photodiode elektromagnetische Strahlung detektiert werden soll.
  • In einer Ausführungsform liegt der vorgegebene Wellenlängenbereich zwischen einer minimalen Wellenlänge von zweihundert Nanometer und einer maximalen Wellenlänge von fünftausend Nanometer. Insbesondere kann der vorgegebene Wellenlängenbereich auch einen Teilbereich zwischen der minimalen Wellenlänge und der maximalen Wellenlänge umfassen. Durch diese Wellenlängenbereiche können die gängigsten Emissionswellenlängen von optoelektronischen Halbleiterchips verwendet werden.
  • In einer Ausführungsform umfasst der vorgegebene Wellenlängenbereich Ultraviolett-Strahlung oder sichtbares Licht oder Infrarot-Strahlung. Diese genannten Strahlungsbereiche sind gängige Wellenlängenbereiche für optoelektronische emittierende Halbleiterchips/Leuchtdioden.
  • In einer Ausführungsform weist die erste Montageebene eine erste Beschichtung auf. In einer Ausführungsform weist die zweite Montageebene eine zweite Beschichtung auf. Dabei kann ferner vorgesehen sein, dass sowohl die erste Montageebene die erste Beschichtung als auch die zweite Montageebene die zweite Beschichtung aufweisen. Die erste Beschichtung kann dabei beispielsweise ein Anbringen des optoelektronischen Halbleiterchips erleichtern. Die zweite Beschichtung kann das Herstellen der elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen dem optoelektronischen Halbleiterchip und der zweiten Montageebene erleichtern.
  • In einer Ausführungsform ist der optoelektronische Halbleiterchip mit der zweiten Montageebene mittels Bonddraht verbunden. Bei der Verwendung eines Bonddrahts kann insbesondere die zweite Beschichtung der zweiten Montageebene hilfreich sein. Es kann ferner vorgesehen sein, dass der Bonddraht derart angebracht ist, dass auch der Bonddraht vollständig vom transparenten Material bedeckt wird und insbesondere der Bonddraht vollständig innerhalb der ersten Ausnehmung bzw. der zweiten Ausnehmung angeordnet ist.
  • In einer Ausführungsform liegen die erste Unterseite und die zweite Unterseite in einer ersten Ebene. Die erste Montageebene und die zweite Montageebene liegen in einer zweiten Ebene, die parallel zur ersten Ebene ist. Die erste Oberseite und die zweite Oberseite liegen in einer dritten Ebene, die ebenfalls parallel zur ersten Ebene ist. Dadurch wird ein besonders einfacher Aufbau des optoelektronischen Bauelements ermöglicht.
  • In einer Ausführungsform ist die erste Ausnehmung bis zur ersten Oberseite und die zweite Ausnehmung bis zur zweiten Oberseite mit dem transparenten Material verfüllt. Dadurch kann ein optoelektronisches Bauelement bereitgestellt werden, welches lediglich eine Höhe des ersten Leiterrahmenabschnitts bzw. des zweiten Leiterrahmenabschnitts umfasst. Ferner kann das optoelektronische Bauelement derart ausgestaltet sein, dass es sowohl über den an der ersten Unterseite freiliegenden ersten Leiterrahmenabschnitt und den an der zweiten Unterseite freiliegenden zweiten Leiterrahmenabschnitt als auch über den an der ersten Oberseite freiliegenden ersten Leiterrahmenabschnitt und den in der zweiten Oberseite freiliegenden zweiten Leiterrahmenabschnitt elektrisch kontaktiert werden kann.
  • In einer Ausführungsform beträgt ein erster Abstand zwischen der ersten Unterseite und der ersten Montageebene zwischen zwanzig und siebzig Mikrometer. Insbesondere kann der erste Abstand zwischen dreißig und sechzig Mikrometer betragen. Zwischen der zweiten Unterseite und der zweiten Montageebene kann ebenfalls der erste Abstand von zwanzig bis siebzig Mikrometer vorliegen. Dies trägt dazu bei, ein optoelektronisches Bauelement bereitzustellen, welches geringere Abmessungen aufweist als die aus dem Stand der Technik bekannten optoelektronischen Bauelemente.
  • In einer Ausführungsform beträgt ein zweiter Abstand zwischen der ersten Montageebene und der ersten Oberseite zwischen einhundertfünfzig und zweihundertfünfzig Mikrometer. Der zweite Abstand kann insbesondere zwischen einhundertachtzig und zweihundertzwanzig Mikrometer betragen. Zwischen der zweiten Montageebene und der zweiten Oberseite kann ein identischer zweiter Abstand vorliegen. Auch diese Abmessungen tragen dazu bei, eine Bauhöhe des optoelektronischen Halbleiterbauelements zu verringern, da eine Gesamthöhe aus einer Addition des ersten Abstands und des zweiten Abstands zwischen einhundertsiebzig und dreihundertzwanzig Mikrometern ist. Es kann ferner vorgesehen sein, dass eine Höhe des optoelektronischen Bauelements zwischen zweihundertzehn und zweihundertachtzig Mikrometern liegt.
  • Eine Dicke des optoelektronischen Halbleiterchips kann in etwa einhundert Mikrometer betragen, sodass der optoelektronische Halbleiterchip für die für den zweiten Abstand genannten Abmessungen vollständig innerhalb der ersten Ausnehmung angeordnet werden kann. Wird zur elektrischen Kontaktierung des optoelektronischen Halbleiterchips mit der zweiten Montageebene ein Bonddraht verwendet, kann der Bonddraht den optoelektronischen Halbleiterchip überragen, wobei eine maximale Höhe des Bonddrahtes beispielsweise zwischen zwanzig und sechzig Mikrometer oberhalb des optoelektronischen Halbleiterchips ist und damit der Bonddraht ebenfalls vollständig in der ersten Ausnehmung bzw. der zweiten Ausnehmung angeordnet werden kann. Insbesondere überragt der Bonddraht nicht die erste Oberseite bzw. die zweite Oberseite.
  • In einer Ausführungsform weist das optoelektronische Bauelement ferner eine Metallschicht oberhalb der ersten Oberseite auf. Diese Metallschicht kann mindestens einen und maximal sechzig Mikrometer dick sein und eine Bauhöhe des optoelektronischen Bauelements entsprechend erhöhen. Die Metallschicht kann beispielsweise einer elektrischen Kontaktierung des ersten Leiterrahmenabschnitts dienen. Ferner kann auf der zweiten Oberseite eine weitere Metallschicht angeordnet sein, die der Kontaktierung des zweiten Leiterrahmenabschnitts dienen kann.
  • In einer Ausführungsform weist die Metallschicht eine Öffnung oberhalb des optoelektronischen Halbleiterchips auf. Dies ermöglicht, dass vom optoelektronischen Halbleiterchip ausgehende elektromagnetische Strahlung das optoelektronische Bauteil durch die Öffnung verlassen kann oder dass durch die Öffnung einfallende elektromagnetische Strahlung den optoelektronischen Halbleiterchip erreicht.
  • In einer Ausführungsform ist im Bereich der Öffnung ein Konversionselement und/oder eine Linse angeordnet. Konversionselemente sind dabei Elemente, die elektromagnetische Strahlung ausgehend von einem optoelektronischen Halbleiterchip in einen anderen Wellenlängenbereich konvertieren können. Hierzu können bestimmte Konversionsstoffe innerhalb eines Materials angeordnet sein, die vom optoelektronischen Halbleiterchip ausgehende elektromagnetische Strahlung absorbieren und nach internen Übergängen eine Emission in einem anderen Wellenlängenbereich aufweisen. Insbesondere können diese Konversionsstoffe auch innerhalb von Linsen angeordnet sein und somit das im Bereich der Öffnung angeordnete Element eine kombinierte Linse mit Konversionsleuchtstoff, also eine kombinierte Linse und Konversionselement, sein. Das Konversionselement kann insbesondere in die Öffnung gerakelt werden. Die Linse kann insbesondere mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt oder mittels Dispensing aufgebracht werden.
  • In einer Ausführungsform ist ein weiterer optoelektronischer Halbleiterchip auf der Metallschicht angeordnet. Dadurch kann eine weitere Funktionalität des optoelektronischen Bauelements bereitgestellt werden. Beispielsweise kann der optoelektronische Halbleiterchip eine elektromagnetische Strahlung emittieren und der weitere optoelektronische Halbleiterchip eine Photodiode umfassen, oder umgekehrt. Dadurch wird ein kompakter Aufbau einer optoelektronischen Detektionsvorrichtung möglich.
  • In einer Ausführungsform ist ein Teil des optoelektronischen Halbleiterchips unterhalb der Metallschicht angeordnet. Insbesondere kann der optoelektronische Halbleiterchip beispielsweise eine lichtempfindliche oder strahlungsempfindliche Steuerschaltung aufweisen. Wird dieser Teil des optoelektronischen Halbleiterchips mit der Steuerschaltung unterhalb der Metallschicht angeordnet, ergibt sich vorteilhafterweise ein Schutz vor elektromagnetischer Strahlung dieses empfindlichen Teils des optoelektronischen Halbleiterchips.
  • In einer Ausführungsform ist ein weiterer optoelektronischer Halbleiterchip auf der zweiten Montageebene angeordnet. Der weitere optoelektronische Halbleiterchip ist mit dem ersten Leiterrahmenabschnitt elektrisch leitfähig verbunden. Dies kann ebenfalls mittels Bonddraht erfolgen. Auch mit dieser Ausgestaltung wird ein optoelektronisches Bauelement mit zwei optoelektronischen Halbleiterchips ermöglicht, wobei auch in dieser Ausgestaltung der optoelektronische Halbleiterchip ein strahlungsemittierender Halbleiterchip und der weitere optoelektronische Halbleiterchip eine Photodiode sein kann oder umgekehrt.
  • Ferner kann selbstverständlich auch in beiden Ausgestaltungen mit einem weiteren optoelektronischen Halbleiterchip vorgesehen sein, dass sowohl der optoelektronische Halbleiterchip als auch der weitere optoelektronische Halbleiterchip lichtemittierende optoelektronische Halbleiterchips oder Photodioden sind.
  • In einer Ausführungsform weist der optoelektronische Halbleiterchip eine erste Dotierung in einer dem ersten Leiterrahmenabschnitt zugewandten Schicht auf. Der weitere optoelektronische Halbleiterchip weist eine erste Dotierung in einer dem zweiten Leiterrahmenabschnitt abgewandten Schicht auf. Dadurch wird es möglich, durch Anlegen einer elektrischen Spannung am ersten Leiterrahmenabschnitt und am zweiten Leiterrahmenabschnitt sowohl den optoelektronischen Halbleiterchip als auch den weiteren optoelektronischen Halbleiterchip jeweils in Durchlassrichtung zu betreiben.
  • In einer Ausführungsform weist das optoelektronische Bauelement ein reflektierendes Element auf, mit dem vom optoelektronischen Halbleiterchip ausgehende Strahlung in einen Bereich zwischen dem ersten Leiterrahmenabschnitt und dem zweiten Leiterrahmenabschnitt reflektiert oder mit dem durch einen Bereich zwischen dem ersten Leiterrahmenabschnitt und dem zweiten Leiterrahmenabschnitt eintretende Strahlung zum optoelektronischen Halbleiterchip reflektiert wird. Ein solches Bauelement kann beispielsweise als Backlooker bezeichnet werden.
  • In einer Ausführungsform weist das optoelektronische Bauelement ferner eine erste Lötfläche auf, die mit dem ersten Leiterrahmenabschnitt elektrisch leitfähig verbunden ist. Darüber hinaus weist das optoelektronische Bauelement eine zweite Lötfläche auf, die mit dem zweiten Leiterrahmenabschnitt elektrisch leitfähig verbunden ist. Das optoelektronische Bauelement kann mittels der Lötflächen mit einem Träger verlötet werden kann. Die Lötflächen können dabei insbesondere an der ersten Unterseite und der zweiten Unterseite oder an der ersten Oberseite und der zweiten Oberseite oder an einer zwischen der ersten Unterseite und der ersten Oberseite liegenden ersten Seitenfläche und an einer zwischen der zweiten Unterseite und der zweiten Oberseite liegenden zweiten Seitenfläche angeordnet sein. Dies ermöglicht die flexible Verwendung des optoelektronischen Bauelements als Toplooker, Backlooker oder Sidelooker.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen optoelektronischen Bauelements, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Der erste Leiterrahmenabschnitt mit der ersten Ausnehmung und der zweite Leiterrahmenabschnitt mit der zweiten Ausnehmung werden geformt. In einem weiteren Verfahrensschritt wird der optoelektronische Halbleiterchip an der ersten Montageebene des ersten Leiterrahmenabschnitts montiert. In einem weiteren Verfahrensschritt wird eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem optoelektronischen Halbleiterchip und der zweiten Montageebene hergestellt. In einem weiteren Verfahrensschritt wird das transparente Material derart eingebracht, dass die erste Ausnehmung und die zweite Ausnehmung mit dem transparenten Material zumindest teilweise verfüllt sind, und derart, dass das transparente Material den optoelektronischen Halbleiterchip bedeckt.
  • In einer Ausführungsform des Verfahrens wird der erste Leiterrahmenabschnitt mit der ersten Ausnehmung und der zweite Leiterrahmenabschnitt mit der zweiten Ausnehmung vor dem Montieren des optoelektronischen Halbleiterchips geformt. Dies kann beispielsweise insbesondere dadurch erfolgen, dass eine Metallschicht bereitgestellt wird und ausgehend von einer ersten Seite, die später die Oberseite werden wird, eine Ausnehmung geformt wird. Nach Trennen der Metallschicht in zwei Abschnitte wird aus der Ausnehmung die erste Ausnehmung bzw. die zweite Ausnehmung, indem anschließend von einer gegenüberliegenden zweiten Seite, die später die Unterseite werden wird, ebenfalls eine Ausnehmung zum Trennen des ersten Leiterrahmenabschnitts vom zweiten Leiterrahmenabschnitt geformt wird. Nach der Montage des optoelektronischen Halbleiterchips und dem Herstellen der elektrischen Verbindung zur zweiten Montageebene, insbesondere mittels Bonddraht, wird dann das transparente Material eingebracht.
  • In einer alternativen Ausgestaltung des Verfahrens wird zunächst eine Metallschicht mit einer Ausnehmung geformt und anschließend der optoelektronische Halbleiterchip in der Ausnehmung montiert. Daran anschließend wird die elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem optoelektronischen Halbleiterchip und der Metallschicht hergestellt und das transparente Material in die Ausnehmung eingebracht. Erst anschließend wird die Metallschicht zur Formung des ersten Leiterrahmenabschnitts und des zweiten Leiterrahmenabschnitts unterbrochen. Die Formung des ersten Leiterrahmenabschnitts und des zweiten Leiterrahmenabschnitts mit der ersten Ausnehmung und der zweiten Ausnehmung erfolgt also in zwei Teilschritten, wobei ein erster Teilschritt zu Beginn des Herstellungsverfahrens und ein zweiter Teilschritt zum Ende des Herstellungsverfahrens durchgeführt werden.
  • Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen in jeweils schematisierter Darstellung
    • 1 einen Querschnitt durch ein optoelektronisches Bauelement;
    • 2 eine Draufsicht auf ein optoelektronisches Bauelement;
    • 3 eine Draufsicht auf ein optoelektronisches Bauelement;
    • 4 einen Querschnitt durch ein optoelektronisches Bauelement;
    • 5 eine Draufsicht auf ein optoelektronisches Bauelement;
    • 6 einen Querschnitt durch ein optoelektronisches Bauelement;
    • 7 eine Draufsicht auf ein optoelektronisches Bauelement;
    • 8 einen Querschnitt durch ein optoelektronisches Bauelement;
    • 9 einen Querschnitt durch ein optoelektronisches Bauelement;
    • 10 einen Querschnitt durch ein optoelektronisches Bauelement;
    • 11 einen Querschnitt durch ein optoelektronisches Bauelement;
    • 12 einen Querschnitt durch ein optoelektronisches Bauelement;
    • 13 einen Querschnitt durch ein optoelektronisches Bauelement;
    • 14 eine Draufsicht auf ein optoelektronisches Bauelement;
    • 15 eine Draufsicht auf ein optoelektronisches Bauelement;
    • 16 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements;
    • 17 mehrere Querschnitte durch Zwischenprodukte während eines Herstellungsverfahrens; und
    • 18 mehrere Querschnitte durch Zwischenprodukte während eines Herstellungsverfahrens.
  • 1 zeigt ein optoelektronisches Bauelement 100 mit einem ersten Leiterrahmenabschnitt 110, einem zweiten Leiterrahmenabschnitt 120 und einem optoelektronischen Halbleiterchip 130. Der erste Leiterrahmenabschnitt 110 weist eine erste Unterseite 111 und eine erste Oberseite 112 auf. Von der ersten Oberseite 112 ist eine erste Ausnehmung 114 bis zum einem ersten Rand 115 des ersten Leiterrahmenabschnitts 110 geführt, wobei die erste Ausnehmung 114 bis zu einer ersten Montageebene 113 geführt ist. Der zweite Leiterrahmenabschnitt 120 weist eine zweite Unterseite 121 und eine zweite Oberseite 122 auf. Der zweite Leiterrahmenabschnitt 120 weist ferner eine von der zweiten Oberseite 122 ausgehende zweite Ausnehmung 124 auf, die an einen zweiten Rand 125 des zweiten Leiterrahmenabschnitts 120 geführt ist. Die zweite Ausnehmung 124 ist ferner bis zu einer zweiten Montageebene 123 geführt. Die erste Ausnehmung 114 und die zweite Ausnehmung 124 sind einander zugewandt angeordnet. Dies bedeutet insbesondere, dass der erste Rand 115 und der zweite Rand 125 einander gegenüberliegen. Der optoelektronische Halbleiterchip 130 ist auf der ersten Montageebene 113 angeordnet und mit der zweiten Montageebene 123 elektrisch leitend verbunden. Dies ist durch einen optionalen Bonddraht 140 verwirklicht. Die erste Ausnehmung 114 und die zweite Ausnehmung 124 sind mit einem in einem vorgegebenen Wellenlängenbereich transparenten Material 150 verfüllt. Das transparente Material 150 bedeckt den optoelektronischen Halbleiterchip 130.
  • Im Folgenden werden weitere, optionale Merkmale des optoelektronischen Bauelements 100 beschrieben, die jedoch auch weggelassen werden können. Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass der vorgegebene Wellenlängenbereich, in dem das transparente Material 150 transparent sein soll, einer Emissionswellenlänge des optoelektronischen Halbleiterchips 130 entspricht. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass eine nominelle Emissionswellenlänge des optoelektronischen Halbleiterchips 130, wie beispielsweise sechshundertneunzig Nanometer als Emissionswellenlänge vorgesehen ist und das transparente Material 150 in einem Wellenlängenbereich um die Emissionswellenlänge von sechshundertneunzig Nanometer, beispielsweise zwischen sechshundertsechzig und siebenhundertzwanzig Nanometer, transparent ist. Dadurch kann beispielsweise ermöglicht sein, dass vom optoelektronischen Halbleiterchip 130 ausgehende elektromagnetische Strahlung vom transparenten Material 150 nicht absorbiert wird. Ein transparenter Wellenlängenbereich von in etwa dreißig Nanometer um die nominelle Emissionswellenlänge hat sich dabei als geeignet erwiesen.
  • Insgesamt kann vorgesehen sein, dass der vorgegebene Wellenlängenbereich innerhalb eines Bereichs zwischen zweihundert Nanometer und fünftausend Nanometer liegt. Insbesondere kann der vorgegebene Wellenlängenbereich dabei UV-Strahlung oder sichtbares Licht oder Infrarotstrahlung umfassen. Dies kann jeweils auf eine Emissionswellenlänge des optoelektronischen Halbleiterchips 130 angepasst sein.
  • Der optoelektronische Halbleiterchip 130 kann jedoch auch eine Photodiode umfassen, sodass einfallendes Licht, insbesondere Licht, welches den optoelektronischen Halbleiterchip 130 trifft, detektiert werden kann. Der vorgegebene Wellenlängenbereich des transparenten Materials 150 kann dann so gewählt sein, dass die für die Detektion interessanten Wellenlängen abgedeckt werden. Es kann also beispielsweise sein, dass der vorgegebene Wellenlängenbereich das gesamte sichtbare Spektrum umfasst, nicht jedoch Infrarot- bzw. Ultraviolett-Strahlung, wenn beispielsweise ausschließlich sichtbares Licht detektiert werden soll. Soll beispielsweise nur grünes Licht detektiert werden, kann vorgesehen sein, dass der vorgegebene Wellenlängenbereich lediglich grünes Licht umfasst.
  • In 1 dargestellt ist, dass der optoelektronische Halbleiterchip 130 mit der zweiten Montageebene 123 mittels Bonddraht 140 elektrisch leitfähig verbunden ist. Prinzipiell sind auch andere Möglichkeiten denkbar, den optoelektronischen Halbleiterchip 130 mit der zweiten Montageebene 123 elektrisch leitfähig zu verbinden. Der optoelektronische Halbleiterchip 130 könnte beispielsweise auch einen Flip Chip mit zwei elektrischen Kontakten auf derselben Seite umfassen und vom ersten Leiterrahmenabschnitt 110 zum zweiten Leiterrahmenabschnitt 120 geführt sein. Auch in einer solchen Ausgestaltung ist der optoelektronische Halbleiterchip 130 mit der zweiten Montageebene 123 elektrisch leitfähig verbunden.
  • Ferner kann vorgesehen sein, dass der erste Leiterrahmenabschnitt 110 an der ersten Montageebene 113 und/oder der zweite Leiterrahmenabschnitt 120 an der zweiten Montageebene 123 eine Beschichtung aufweist, wobei die Beschichtung derart ausgestaltet sein kann, dass ein Herstellen einer elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen dem ersten Leiterrahmenabschnitt 110 und dem optoelektronischen Halbleiterchip 130 bzw. zwischen dem zweiten Leiterrahmenabschnitt 120 und dem optoelektronischen Halbleiterchip 130 vereinfacht ist.
  • Durch das Anordnen des optoelektronischen Halbleiterchips 130 innerhalb der ersten Ausnehmung 114 des ersten Leiterrahmenabschnitts 110 wird ein optoelektronisches Bauelement 100 möglich, bei dem der optoelektronische Halbleiterchip 130 innerhalb eines QFN-Trägers bestehend aus den Leiterrahmenabschnitten 110, 120 und dem transparenten Material 150 angeordnet ist. Dadurch ergibt sich eine sehr kompakte Anordnung des optoelektronischen Bauelements 100.
  • Ebenfalls in 1 dargestellt ist, dass die erste Unterseite 111 und die zweite Unterseite 121 in einer ersten Ebene liegen. Die erste Montageebene 113 und die zweite Montageebene 123 liegen in einer zweiten Ebene, die parallel zur ersten Ebene ist. Die erste Oberseite 112 und die zweite Oberseite 122 liegen in einer dritten Ebene, die ebenfalls parallel zur ersten Ebene ist.
  • Ebenfalls in 1 dargestellt ist, dass das transparente Material 150 jeweils bis zur ersten Oberseite 112 bzw. zur zweiten Oberseite 122 reicht. Das bedeutet, dass die erste Ausnehmung 114 bis zur ersten Oberseite 112 und die zweite Ausnehmung 124 bis zur zweiten Oberseite 122 mit dem transparenten Material 150 verfüllt sind. Es ist jedoch ebenfalls denkbar, dass die erste Ausnehmung 114 bzw. die zwei Ausnehmung 124 nicht bis zur ersten Oberseite 112 bzw. zweiten Oberseite 122 mit dem transparenten Material 150 verfüllt ist, sondern das transparente Material 150 die erste Ausnehmung 114 und die zweite Ausnehmung 124 nur teilweise verfüllt.
  • Ebenfalls optional ist, dass ein erster Abstand 161 zwischen der ersten Unterseite 111 und der ersten Montageebene 113 zwischen zwanzig und siebzig Mikrometer, insbesondere zwischen dreißig und sechzig Mikrometer beträgt. Ebenfalls optional ist, dass ein zweiter Abstand 162 zwischen der ersten Montageebene 113 und der ersten Oberseite 112 zwischen einhundertfünfzig und zweihundertfünfzig Mikrometer, insbesondere zwischen einhundertachtzig und zweihundertzwanzig Mikrometer, beträgt. Ferner kann vorgesehen sein, dass eine Dicke des optoelektronischen Halbleiterchips 130 um die einhundert Mikrometer beträgt, sodass der optoelektronische Halbleiterchip 130 weniger dick ist als der zweite Abstand 162 und somit der optoelektronische Halbleiterchip 130 vollständig in der ersten Ausnehmung 114 angeordnet werden kann. Der Bonddraht 140 kann dabei den optoelektronischen Halbleiterchip 130 um maximal zwanzig bis sechzig Mikrometer überragen, sodass auch der Bonddraht 140 vollständig unterhalb der ersten Oberseite 112 und der zweiten Oberseite 122 angeordnet sein kann und somit auch der Bonddraht 140 vollständig in das transparente Material 150 eingebettet sein kann.
  • In den im Folgenden beschriebenen Figuren mit weiteren Ausführungsbeispielen werden identische Elemente und Merkmale mit identischen Bezugszeichen bezeichnet. Sofern bei der Beschreibung der folgenden Figuren keine expliziten Unterschiede genannt sind, können die im Zusammenhang mit der 1 erläuterten Merkmale der einzelnen Elemente auch in den folgenden Figuren vorliegen.
  • 2 zeigt eine Draufsicht auf ein optoelektronisches Bauelement 100, das dem optoelektronischen Bauelement 100 der 1 entsprechen kann. Insbesondere ist in 2 dargestellt, dass die erste Oberseite 112 und die zweite Oberseite 122 nur in äußeren Randbereichen des optoelektronischen Bauelements 100 vorliegen und die erste Ausnehmung 114 bzw. die zweite Ausnehmung 124 neben dem ersten Rand 115 und dem zweiten Rand 125 auch an weitere Ränder des ersten Leiterrahmenabschnitts 110 bzw. zweiten Leiterrahmenabschnitts 120 geführt sind. Der erste Leiterrahmenabschnitt 110 und der zweite Leiterrahmenabschnitt 120 weisen dadurch also einen im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt auf.
  • 3 zeigt eine Draufsicht auf ein weiteres optoelektronisches Bauelement 100, bei dem im Gegensatz zum optoelektronischen Bauelement 100 der 2 die erste Oberseite 112 ferner erste vordere Randbereiche 116 und die zweite Oberseite 122 zweite vordere Randbereiche 126 aufweist. Die erste Oberseite 112 bzw. die zweite Oberseite 122 weisen also eine im Wesentlichen U-förmige Ausnehmung auf, und die erste Ausnehmung 114 ist lediglich an den ersten Rand 115 und die zweite Ausnehmung 124 lediglich an den zweiten Rand 125 geführt. In dieser Ausgestaltung ist es insbesondere möglich, eine elektrische Kontaktierung des optoelektronischen Bauelements 100 auch im Bereich der vorderen Randbereiche 116, 126 vorzusehen, sodass das optoelektronische Bauelement 100 insbesondere flexibler einsetzbar ist.
  • In allen im Zusammenhang mit den 1 bis 3 beschriebenen optoelektronischen Bauelementen 100 kann vorgesehen sein, das optoelektronische Bauelement 100 mit der ersten Unterseite 111 und der zweiten Unterseite 121 auf einem Träger zu verlöten. Alternativ kann vorgesehen sein, das optoelektronische Bauelement 100 mit der ersten Oberseite 112 und der zweiten Oberseite 122 mit einem Träger zu verlöten. Dies ist insbesondere dadurch möglich, dass der erste Leiterrahmenabschnitt 110 und der zweite Leiterrahmenabschnitt 120 die vollständige Höhe des optoelektronischen Bauelements 100 bestehend aus erstem Abstand 161 plus zweitem Abstand 162 umfasst und damit auch auf den Oberseiten 112, 122 die Leiterrahmenabschnitte 110, 120 freiliegen. Im Ausführungsbeispiel der 3 kann ferner vorgesehen sein, das optoelektronische Bauelement 100 seitlich zu verlöten und insbesondere die Randbereiche 116, 126 mit einem Träger zu verlöten.
  • 4 zeigt einen Querschnitt durch ein optoelektronisches Bauelement 100, das dem optoelektronischen Bauelement 100 der 1 entspricht, sofern im Folgenden keine Unterschiede beschrieben sind. Ein weiterer optoelektronischer Halbleiterchip 133 ist auf der zweiten Montageebene 123 angeordnet und mit dem ersten Leiterrahmenabschnitt 110 und insbesondere mit der ersten Montageebene 113 elektrisch leitfähig verbunden. Dies ist in 4 ebenfalls wieder optional mit einem Bonddraht 140 ausgeführt.
  • Optional ist in 4 ferner dargestellt, dass der optoelektronische Halbleiterchip 130 eine erste Dotierung 131 in einer dem ersten Leiterrahmenabschnitt 110 zugewandten Schicht und eine zweite Dotierung 132 in einer dem ersten Leiterrahmenabschnitt 110 abgewandten Schicht aufweist. Der weitere optoelektronische Halbleiterchip 133 weist eine erste Dotierung 131 in einer dem zweiten Leiterrahmenabschnitt 120 abgewandten Schicht und eine zweite Dotierung 132 in einer dem zweiten Leiterrahmenabschnitt 120 zugewandten Schicht auf. Dadurch ist es möglich, eine elektrische Spannung am ersten Leiterrahmenabschnitt 110 und zweiten Leiterrahmenabschnitt 120 anzulegen und gleichzeitig den optoelektronischen Halbleiterchip 130 und den weiteren optoelektronischen Halbleiterchip 133 in Durchlass- bzw. Sperrrichtung zu betreiben. Dabei kann beispielsweise vorgesehen sein, dass sowohl der optoelektronische Halbleiterchip 130 als auch der weitere optoelektronische Halbleiterchip 133 lichtemittierende Halbleiterchips sind. Ferner können beide optoelektronischen Halbleiterchips 130, 133 Photodioden aufweisen. Ferner kann vorgesehen sein, dass der optoelektronische Halbleiterchip 130 ein lichtemittierender Halbleiterchip ist und der weitere optoelektronische Halbleiterchip 133 eine Photodiode umfasst.
  • 5 zeigt eine Draufsicht auf das optoelektronische Bauelement 100, das dem optoelektronischen Bauelement 100 der 4 entspricht und bei dem erste Leiterrahmenabschnitt 110 und der zweite Leiterrahmenabschnitt 120 wie in 2 dargestellt ausgestaltet sind. In einer alternativen, nicht gezeigten Darstellung, können der erste Leiterrahmenabschnitt 110 und der zweite Leiterrahmenabschnitt 120 auch wie in Zusammenhang mit 3 erläutert ausgestaltet sein. Die Bonddrähte 140 sind dabei insbesondere in verschiedenen Ebenen angeordnet, sodass eine Berührung der Bonddrähte 140 untereinander ausgeschlossen werden kann.
  • 6 zeigt einen Querschnitt durch ein weiteres optoelektronisches Bauelement 100, bei dem die Leiterrahmenabschnitte 110, 120, der optoelektronische Halbleiterchip 130, der Bonddraht 140 und das transparente Material 150 analog zu dem bereits in Zusammenhang mit 1 bis 3 dargelegten Erläuterungen ausgestaltet sein können. Das optoelektronische Bauelement 100 weist ferner eine Metallschicht 170 auf, die oberhalb der ersten Oberseite 112 und der zweiten Oberseite 122 angeordnet ist. Die Metallschicht 170 weist dabei einen ersten Metallschichtabschnitt 171 und einen zweiten Metallschichtabschnitt 172 auf, wobei der erste Metallschichtabschnitt 171 elektrisch leitfähig mit der ersten Oberseite 112 und der zweite Metallschichtabschnitt 172 mit der zweiten Oberseite 122 elektrisch leitfähig verbunden ist. Oberhalb des optoelektronischen Halbleiterchips 130 weist die Metallschicht 170 eine Öffnung 173 auf. Die Metallschicht 170 kann dabei eine Schichtdicke von beispielsweise einem bis sechzig Mikrometer aufweisen. Zusammen mit dem ersten Abstand 161, dem zweiten Abstand 162 und der Dicke der Metallschicht 170 ergibt sich dadurch eine maximale Höhe des optoelektronischen Bauelements 100 von ca. dreihundertachtzig Mikrometer. Dies stellt eine sehr kompakte Höhe für ein optoelektronisches Bauelement dar.
  • Im Bereich der Öffnung 173 ist ferner optional ein Konversionselement 181 angeordnet. Das Konversionselement 181 kann beispielsweise mittels Rakeln in der Öffnung 173 angeordnet werden. Ferner ist oberhalb der Öffnung 173 eine Linse 182 angeordnet. Die Linse 182 kann beispielsweise mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt sein. Insbesondere kann auch nur das Konversionselement 181 oder die Linse 182 vorgesehen sein. Im letzteren Fall kann vorgesehen sein, dass das Material der Linse 182 auch die Öffnung 173 ausfüllt.
  • 7 zeigt eine Draufsicht auf das optoelektronische Bauelement 100 der 6. Der erste Metallschichtabschnitt 171 und der zweite Metallschichtabschnitt 172 sind elektrisch voneinander isoliert, bedecken jedoch das optoelektronische Bauelement 100 außer im Bereich der Öffnung 173 fast vollständig. Zwei weitere freie Bereiche 174 sind an die Öffnung 173 angrenzend angeordnet und unterbrechen den ersten Metallschichtabschnitt 171 vom zweiten Metallschichtabschnitt 172. Die Metallschichtabschnitte 171, 172 können beispielsweise derart erzeugt werden, dass eine dünne Metallschicht auf die erste Oberseite 112, die zweite Oberseite 122 und das transparente Material 150 aufgedampft und anschließend mittels Galvanisierung die Metallschicht 170 erzeugt werden kann.
  • Bezugnehmend auf die Ausgestaltung der 6 und 7 kann auch vorgesehen sein, das Konversionselement 181 und die Linse 182 wegzulassen. In diesem Fall kann vorgesehen sein, das optoelektronische Bauelement 100 mit der Metallschicht 170, also insbesondere mit dem ersten Metallschichtabschnitt 171 und dem zweiten Metallschichtabschnitt 172, mit einem Träger zu verlöten. In diesem Fall kann elektromagnetische Strahlung durch die Öffnung 173 und den Träger emittiert werden oder in das optoelektronische Bauelement 100 gelangen.
  • 8 zeigt ein Querschnitt durch ein optoelektronisches Bauelement 100, das dem optoelektronischen Bauelement 100 der 1 entspricht und das zusätzlich die Metallschicht 170 mit einem ersten Metallschichtabschnitt 171 und einem zweiten Metallschichtabschnitt 172 und einer Öffnung 173 oberhalb des lichtemittierenden Halbleiterchips 130 aufweist. Der lichtemittierende Halbleiterchip 130 weist dabei wieder eine erste Dotierung 131 und eine zweite Dotierung 132 analog zu 4 auf. Ferner weist der lichtemittierende Halbleiterchip 130 optional eine Steuerschaltung 134 auf, wobei die erste Dotierung 131 und die zweite Dotierung 132 unterhalb der Öffnung 173 angeordnet sind und die Steuerschaltung 134 unterhalb des zweiten Metallschichtabschnitts 172 angeordnet ist. Dies kann dazu dienen, eine lichtempfindliche Steuerschaltung 134 durch den zweiten Metallschichtabschnitt 172 abzudecken und so einen geringeren Leichteinfall im Bereich der Steuerschaltung 134 zu erzeugen.
  • Ferner ist in 8 dargestellt, dass ein weiterer optoelektronischer Halbleiterchip 133 auf dem zweiten Metallschichtabschnitt 172 angeordnet ist und mit einem Bonddraht 140 mit dem ersten Metallschichtabschnitt 171 verbunden ist. Der weitere optoelektronische Halbleiterchip 133 kann dazu analog zu 4 die zweite Dotierung 132 angrenzend am zweiten Metallschichtabschnitt 172 und die erste Dotierung 131 abgewandt vom zweiten Metallschichtabschnitt 172 aufweisen. Dies ermöglicht eine Verschaltung der optoelektronischen Halbleiterchips 130, 133 analog zu 4. Auch in dieser Ausgestaltung können der optoelektronische Halbleiterchip 130 und der weitere optoelektronische Halbleiterchip 133 eine beliebige Kombination von lichtemittierenden Halbleiterchips und Photodioden umfassen, analog zu den bereits in Zusammenhang mit 4 erläuterten Ausgestaltungen.
  • In einem weiteren, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel ist es möglich, auch für das optoelektronische Bauelement 100 der 4 eine Metallschicht 170 analog zu den 6 bis 8 vorzusehen, wobei sowohl oberhalb des optoelektronischen Halbleiterchip 130 als auch des weiteren optoelektronischen Halbleiterchips 133 eine Öffnung 173 der Metallschicht 170 vorgesehen ist.
  • 9 zeigt einen Querschnitt durch ein optoelektronisches Bauelement 100, welches dem optoelektronischen Bauelement 100 der 8 entspricht, sofern im Folgenden keine Unterschiede beschrieben sind. Der optoelektronische Halbleiterchip 130 ist derart angeordnet, dass die Öffnung 173 der Metallschicht 170 in Flucht mit dem optoelektronischen Halbleiterchip 130 liegt. Der weitere optoelektronische Halbleiterchip 133 ist direkt an die Öffnung 173 angrenzend auf dem zweiten Metallschichtabschnitt 172 angeordnet. Vom optoelektronischen Halbleiterchip 130 bzw. vom weiteren optoelektronischen Halbleiterchip 133 ausgehende elektromagnetische Strahlung ist dabei stark überlappend, da die Grenzen der optoelektronischen Halbleiterchips 130, 133 direkt übereinander liegen.
  • Wären die optoelektronischen Halbleiterchips 130, 133 in einer Ebene angeordnet, könnten derart nah aneinander liegende Strahlprofile nicht realisiert werden.
  • 10 zeigt einen Querschnitt durch ein weiteres optoelektronisches Bauelement 100, das vom Grundsatz dem optoelektronischen Bauelement 100 der 1 bis 3 entspricht, sofern im Folgenden keine Unterschiede beschrieben sind. Ebenfalls ist eine Metallschicht 170 vorgesehen, wobei die Metallschicht 170 auf dem transparenten Material 150 angeordnet ist und eine Begrenzungsstruktur 175 für eine Linse 182 bildet. Die Linse 182 kann dabei mittels Dispensing innerhalb der Begrenzungsstruktur 175 eingebracht werden und entsteht durch Aushärten eines entsprechenden Materials. Eine Krümmung der Linse 182 ergibt sich dabei aus einer Oberflächenspannung des Linsenmaterials und eines Durchmessers der Begrenzungsstruktur 175.
  • 11 zeigt einen Querschnitt durch ein weiteres optoelektronisches Bauelement 100, bei dem analog zu 4 ebenfalls ein weiterer optoelektronischer Halbleiterchip 133 vorgesehen ist und bei dem die Metallschicht 170 jeweils zwei Begrenzungsstrukturen 175 für jeweils eine Linse 182 oberhalb der beiden optoelektronischen Halbleiterchips 130, 133 vorsieht.
  • Neben den in Zusammenhang mit den 10 und 11 erläuterten Linsen 182 ist auch das Einbringen einer Linse 182 mittels Spritzgussverfahren, mit oder ohne Begrenzungsstruktur 175, möglich. Dabei kann sowohl in diesen Ausgestaltungen als auch in der Ausgestaltung der 11 vorgesehen sein, dass eine gemeinsame Linse 182 oberhalb sowohl des optoelektronischen Halbleiterchips 130 als auch des weiteren optoelektronischen Halbleiterchips 133 angeordnet ist.
  • 12 zeigt einen Querschnitt durch ein optoelektronisches Bauelement 100, welches dem optoelektronischen Bauelement 100 der 4 entspricht, sofern im Folgenden keine Unterschiede beschrieben sind. Ebenfalls angrenzend an die erste Oberseite 112 ist ein erster Metallschichtabschnitt 171 und angrenzend an die zweite Oberseite 122 ein zweiter Metallschichtabschnitt 172 einer Metallschicht 170 analog zu 6 vorgesehen. In der Öffnung 173 ist ein reflektierendes Element 176 angeordnet, wobei entweder vom optoelektronischen Halbleiterchip 130 bzw. vom weiteren optoelektronischen Halbleiterchip 133 ausgehende elektromagnetische Strahlung in einen Bereich 101 zwischen dem ersten Leiterrahmenabschnitt 110 und dem zweiten Leiterrahmenabschnitt 120 reflektiert oder durch den Bereich 101 zwischen dem ersten Leiterrahmenabschnitt 110 und dem zweiten Leiterrahmenabschnitt 120 eintretende Strahlung mittels des reflektierenden Elements 176 zum optoelektronischen Halbleiterchip 130 bzw. zum weiteren optoelektronischen Halbleiterchip 133 reflektiert wird. Der weitere optoelektronische Halbleiterchip 133 kann dabei auch weggelassen werden. In diesem Ausführungsbeispiel ist es insbesondere vorteilhaft, wenn, entgegen der Darstellung der 12, die erste Montageebene 113 und die zweite Montageebene 123 nicht in einer Ebene, sondern verkippt zueinander angeordnet sind, wodurch auch der optoelektronische Halbleiterchip 130 und der weitere optoelektronische Halbleiterchip 133 verkippt angeordnet sind. Zusammen mit dem reflektierenden Element 176, welches oberhalb des transparenten Materials 150 angeordnet ist, kann so eine vereinfachte Strahlführung durch den Bereich 101 erreicht werden.
  • 13 zeigt einen Querschnitt durch ein optoelektronisches Bauelement 100, welches dem optoelektronischen Bauelement 100 der 1 entspricht, sofern im Folgenden keine Unterschiede beschrieben sind. Eine erste Lötfläche 191 ist mit dem ersten Leiterrahmenabschnitt 110 elektrisch leitfähig verbunden, im Ausführungsbeispiel der 13 dadurch, dass die erste Lötfläche 191 an die erste Oberseite 112 angrenzt. Eine zweite Lötfläche 192 ist mit dem zweiten Leiterrahmenabschnitt 120 elektrisch leitfähig verbunden, im Ausführungsbeispiel der 13 dadurch, dass die zweite Lötfläche 192 an der zweiten Oberseite 122 angeordnet ist. Somit lässt sich das optoelektronische Bauelement 100 mit einer der ersten Oberseite 112 bzw. der zweiten Oberseite 122 zuwandten Seite auf einen Träger löten und kann durch ein Loch im Träger elektromagnetische Strahlung emittieren oder aufnehmen. Dazu kann ferner vorgesehen sein, im Bereich 101 zwischen dem ersten Leiterrahmenabschnitt 110 und dem zweiten Leiterrahmenabschnitt 120 ein in 13 nicht gezeigtes, reflektierendes Element anzuordnen.
  • 14 zeigt eine Draufsicht auf ein weiteres optoelektronisches Bauelement 100, welches ebenfalls eine erste Lötfläche 191 und eine zweite Lötfläche 192 aufweist und ansonsten dem optoelektronischen Bauelement 100 der 2 entspricht. Die erste Lötfläche 191 und die zweite Lötfläche 192 sind dabei seitlich angeordnet und berühren den jeweiligen Leiterrahmenabschnitt 110, 120 und das transparente Material 150. Mittels der Lötflächen 191, 192 ergibt sich so die Möglichkeit, das optoelektronische Bauelement 100 seitlich auf einen Träger zu löten.
  • 15 zeigt eine Draufsicht auf ein optoelektronisches Bauelement 100, welches dem optoelektronischen Bauelement 100 der 13 entspricht, sofern im Folgenden keine Unterschiede beschrieben sind. Teile der ersten Lötfläche 191 und der zweiten Lötfläche 192 sind mit einem Lötstopplack 193 bedeckt, sodass eine Teilfläche der ersten Lötfläche 191 bzw. der zweiten Lötfläche 192 freiliegt. Dies erleichtert ein Verlöten des optoelektronischen Bauelements 100 mit einem Träger. Analog zur Darstellung der 15 können auch die Lötflächen 191, 192 der 14 mit einem Lötstopplack 193 versehen sein.
  • Die optoelektronischen Bauelemente 100 der 1 bis 15 können insbesondere derart ausgestaltet sein, dass die erste Montageebene 113 und die zweite Montageebene 123 der beiden Leiterrahmenabschnitte 110, 120 symmetrisch ausgestaltet sind. Dadurch sind insbesondere verbindungssteife optoelektronische Bauelemente möglich, die auch beim Verlöten ihre Position nicht oder nur geringfügig ändern und sich somit einfach auf Trägern bestücken lassen.
  • 16 zeigt ein Ablaufdiagramm 200 eines Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements 100, beispielsweise desjenigen der 1. In einem ersten Verfahrensschritt 201 werden der erste Leiterrahmenabschnitt 110 mit der ersten Ausnehmung 114 und der zweite Leiterrahmenabschnitt 120 mit der zweiten Ausnehmung 124 und den weiteren im Zusammenhang mit den Leiterrahmenabschnitten 110, 120 erläuterten Merkmalen geformt. In einem zweiten Verfahrensschritt 102 wird der optoelektronische Halbleiterchip 130 an der ersten Montageebene 113 des ersten Leiterrahmenabschnitts 110 montiert. Vor dem zweiten Verfahrensschritt 202 kann dabei ferner eine Beschichtung der ersten Montageebene 113 erfolgen. Die Beschichtung kann ferner auch auf der zweiten Montageebene 123 des zweiten Leiterrahmenabschnitts 120 erfolgen. In einem dritten Verfahrensschritt 203 wird eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem optoelektronischen Halbleiterchip 130 und dem zweiten Leiterrahmenabschnitt 120, insbesondere mit der zweiten Montageebene 123, hergestellt. In einem vierten Verfahrensschritt 204 wird das transparente Material 150 derart eingebracht, dass die erste Ausnehmung 114 und die zweite Ausnehmung 124 mit dem transparenten Material 150 verfüllt sind und derart, dass das transparente Material 150 den optoelektronischen Halbleiterchip 130 bedeckt.
  • 17 zeigt Querschnitte durch verschiedene Zwischenprodukte des optoelektronischen Bauelements 100 während des ersten Verfahrensschritts 201. Eine Metallschicht 210 wird zunächst auf einer Seite mit einem Fotolack 211 strukturiert bedeckt und anschließend eine Ausnehmung 212 erzeugt, beispielsweise mittels Ätzprozess. Nachdem die Ausnehmung 212 erzeugt wurde, wird ferner Fotolack 211 auf einer zweiten Seite der Metallschicht 210 aufgebracht und eine weitere Ausnehmung 213 beispielsweise mittels eines Ätzprozesses erzeugt, um den ersten Leiterrahmenabschnitt 110 vom zweiten Leiterrahmenabschnitt 120 zu trennen. Dabei kann beispielsweise der Fotolack 211, der zunächst aufgebracht wurde, wieder entfernt oder der Fotolack 211 in einem letzten Verfahrensschritt von beiden Seiten der Metallschicht 210 entfernt werden. Nach Durchlaufen dieser Verfahrensschritte ergeben sich ein erster Leiterrahmenabschnitt 110 und ein zweiter Leiterrahmenabschnitt 120 analog zur 1, wobei nun der zweite Verfahrensschritt 202, der dritte Verfahrensschritt 203 und der vierte Verfahrensschritt 204 durchgeführt werden können. In 17 ist also insbesondere der erste Verfahrensschritt 201 als eine mögliche Ausgestaltung des ersten Verfahrensschritts 201 gezeigt. Alternativ kann vorgesehen sein, zuerst die weitere Ausnehmung 213 und dann erst die Ausnehmung 212 zu erzeugen. In beiden Ausgestaltungen kann er vorgesehen sein, dass die zuerst erzeugte Ausnehmung 212, 213 vor dem Erzeugen der anderen Ausnehmung 213, 212 zunächst mit einem elektrisch isolierenden Material verfüllt wird.
  • 18 zeigt Querschnitte durch weitere Zwischenprodukte, wobei bei dieser Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens der erste Verfahrensschritt 201 nicht an einem Stück, sondern aufgeteilt in zwei Unterschritte zu Beginn und Ende des Verfahrens durchgeführt wird. Auf einer Metallschicht 210 wird zunächst auf einer Seite Fotolack 211 aufgebracht und eine Ausnehmung 212 beispielsweise mittels Ätzverfahren erzeugt. Anschließend wird der optoelektronische Halbleiterchip 130 innerhalb der Ausnehmung 212 angeordnet und mit einem Bonddraht 140 zusätzlich kontaktiert. Anschließend wird auf der gegenüberliegenden Seite der Metallschicht 210 ebenfalls Fotolack 211 aufgebracht und die Ausnehmung 212 mit dem transparenten Material 150 verfüllt. Nun kann die weitere Ausnehmung 213 beispielsweise mittels Ätzverfahren erzeugt werden, um den ersten Leiterrahmenabschnitt 110 und den zweiten Leiterrahmenabschnitt 120 zu trennen. Dies erfolgt dabei derart, dass der Bonddraht 140 nun zum zweiten Leiterrahmenabschnitt 120 geführt ist. Das Erzeugen des ersten Leiterrahmenabschnitts 110 und des zweiten Leiterrahmenabschnitts 120 erfolgt dadurch also am Beginn und am Ende des Verfahrens zum Herstellen des optoelektronischen Bauelements 100, wobei der zweite Verfahrensschritt 202, der dritte Verfahrensschritt 203 und der vierte Verfahrensschritt 204 zwischen den Unterverfahrensschritten zur Erzeugung des ersten Leiterrahmenabschnitts 110 und des zweiten Leiterrahmenabschnitts 120 durchgeführt werden.
  • Anschließend können sowohl beim in 17 wie auch beim in 18 skizzierten Verfahren die Metallschicht 170 bzw. das Konversionselement 181 oder die Linsen 182 aufgebracht werden mit den in Zusammenhang den entsprechenden Ausführungsbeispielen erläuterten Verfahren.
  • Die Erfindung wurde anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben. Dennoch ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Beispiele eingeschränkt. Vielmehr können andere Variationen vom Fachmann aus den beschriebenen Ausführungsbeispielen abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
  • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 100
    optoelektronisches Bauelement
    101
    Bereich
    110
    erster Leiterrahmenabschnitt
    111
    erste Unterseite
    112
    erste Oberseite
    113
    erste Montageebene
    114
    erste Ausnehmung
    115
    erster Rand
    116
    erster vorderer Randbereich
    120
    zweiter Leiterrahmenabschnitt
    121
    zweite Unterseite
    122
    zweite Oberseite
    123
    zweite Montageebene
    124
    zweite Ausnehmung
    125
    zweiter Rand
    126
    zweiter vorderer Randbereich
    130
    optoelektronischer Halbleiterchip
    131
    erste Dotierung
    132
    zweite Dotierung
    133
    weiterer optoelektronischer Halbleiterchip
    134
    Steuerschaltung
    140
    (optionaler) Bonddraht
    150
    transparentes Material
    161
    erster Abstand
    162
    zweiter Abstand
    170
    Metallschicht
    171
    erster Metallschichtabschnitt
    172
    zweiter Metallschichtabschnitt
    173
    Öffnung
    174
    (weiterer) freier Bereich
    175
    Begrenzungsstruktur
    176
    reflektierendes Element
    181
    Konversionselement
    182
    Linse
    191
    erste Lötfläche
    192
    zweite Lötfläche
    193
    Lötstopplack
    200
    Ablaufdiagramm
    201
    erster Verfahrensschritt
    202
    zweiter Verfahrensschritt
    203
    dritter Verfahrensschritt
    204
    vierter Verfahrensschritt
    210
    Metallschicht
    211
    Fotolack
    212
    Ausnehmung
    213
    weitere Ausnehmung

Claims (20)

  1. Optoelektronisches Bauelement (100), aufweisend einen ersten Leiterrahmenabschnitt (110), einen zweiten Leiterrahmenabschnitt (120) und einen optoelektronischen Halbleiterchip (130), wobei der erste Leiterrahmenabschnitt (110) eine erste Unterseite (111) und eine erste Oberseite (112) aufweist, wobei der erste Leiterrahmenabschnitt (110) eine von der ersten Oberseite (112) ausgehende erste Ausnehmung (114) aufweist, wobei die erste Ausnehmung (114) zumindest an einen Rand (115) des ersten Leiterrahmenabschnitts (110) geführt ist, wobei die erste Ausnehmung (114) bis zu einer ersten Montageebene (113) geführt ist, wobei der zweite Leiterrahmenabschnitt (120) eine zweite Unterseite (121) und eine zweite Oberseite (122) aufweist, wobei der zweite Leiterrahmenabschnitt (120) eine von der zweiten Oberseite (122) ausgehende zweite Ausnehmung (124) aufweist, wobei die zweite Ausnehmung (124) zumindest an einen Rand (125) des zweiten Leiterrahmenabschnitts (120) geführt ist, wobei die zweite Ausnehmung (124) bis zu einer zweiten Montageebene (123) geführt ist, wobei die erste Ausnehmung (114) und die zweite Ausnehmung (124) einander zugewandt angeordnet sind, wobei der optoelektronische Halbleiterchip (130) auf der ersten Montageebene (113) angeordnet ist und mit der zweiten Montageebene (123) elektrisch leitend verbunden ist, wobei die erste Ausnehmung (114) und die zweite Ausnehmung (124) mit einem in einem vorgegebenen Wellenlängenbereich transparenten Material (150) verfüllt sind, und wobei das transparente Material (150) den optoelektronischen Halbleiterchip (130) bedeckt.
  2. Optoelektronisches Bauelement (100) nach Anspruch 1, wobei der vorgegebene Wellenlängenbereich zwischen einer minimalen Wellenlänge von zweihundert Nanometer und einer maximalen Wellenlänge von fünftausend Nanometer liegt.
  3. Optoelektronisches Bauelement (100) nach Anspruch 2, wobei der vorgegebene Wellenlängenbereich Ultraviolett-Strahlung oder sichtbares Licht oder Infrarot-Strahlung umfasst.
  4. Optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste Montageebene (113) eine erste Beschichtung aufweist und/oder die zweite Montageebene (123) eine zweite Beschichtung aufweist.
  5. Optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Unterseite (111) und die zweite Unterseite (121) in einer ersten Ebene liegen, die erste Montageebene (113) und die zweite Montageebene (123) in einer zweiten Ebene parallel zur ersten Ebene liegen und die erste Oberseite (112) und die zweite Oberseite (122) in einer dritten Ebene parallel zur ersten Ebene liegen.
  6. Optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die erste Ausnehmung (114) bis zur ersten Oberseite (112) und die zweite Ausnehmung (124) bis zur zweiten Oberseite (122) mit dem transparenten Material (150) verfüllt sind.
  7. Optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein erster Abstand (161) zwischen der ersten Unterseite (111) und der ersten Montageebene (113) zwischen zwanzig und siebzig Mikrometer, insbesondere zwischen dreißig und sechzig Mikrometer, beträgt.
  8. Optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei ein zweiter Abstand (162) zwischen der ersten Montageebene (113) und der ersten Oberseite (112) zwischen einhundertfünfzig und zweihundertfünfzig Mikrometer, insbesondere zwischen einhundertachtzig und zweihundertzwanzig Mikrometer, beträgt.
  9. Optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner aufweisend eine Metallschicht (170) oberhalb der ersten Oberseite (112).
  10. Optoelektronisches Bauelement (100) nach Anspruch 9, wobei die Metallschicht (170) eine Öffnung (173) oberhalb des optoelektronischen Halbleiterchips (130) aufweist.
  11. Optoelektronisches Bauelement (100) nach Anspruch 10, wobei im Bereich der Öffnung (173) ein Konversionselement (181) und/oder eine Linse (182) angeordnet ist.
  12. Optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei ein weiterer optoelektronischer Halbleiterchip (133) auf der Metallschicht (170) angeordnet ist.
  13. Optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei ein Teil des optoelektronischen Halbleiterchips (130) unterhalb der Metallschicht (170) angeordnet ist.
  14. Optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei ein weiterer optoelektronischer Halbleiterchip (133) auf der zweiten Montageebene (123) angeordnet und mit dem ersten Leiterrahmenabschnitt (110) elektrisch leitfähig verbunden ist.
  15. Optoelektronisches Bauelement (100) nach Anspruch 14, wobei der optoelektronische Halbleiterchip (130) eine erste Dotierung (131) in einer dem ersten Leiterrahmenabschnitt (110) zugewandten Schicht und der weitere optoelektronische Halbleiterchip (133) eine erste Dotierung (131) in einer dem zweiten Leiterrahmenabschnitt (120) abgewandten Schicht aufweist.
  16. Optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, ferner aufweisend ein reflektierendes Element mit dem vom optoelektronischen Halbleiterchip (130) ausgehende Strahlung in einen Bereich (101) zwischen dem ersten Leiterrahmenabschnitt (110) und dem zweiten Leiterrahmenabschnitt (120) reflektiert oder durch einen Bereich (101) zwischen dem ersten Leiterrahmenabschnitt (110) und dem zweiten Leiterrahmenabschnitt (120) eintretende Strahlung zum optoelektronischen Halbleiterchip (130) reflektiert wird.
  17. Optoelektronisches Bauelement (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, ferner aufweisend eine erste Lötfläche (191), die mit dem ersten Leiterrahmenabschnitt (110) elektrisch leitfähig verbunden ist und eine zweite Lötfläche (192), die mit dem zweiten Leiterrahmenabschnitt (120) elektrisch leitfähig verbunden ist, wobei das optoelektronische Bauelement (100) mittels der Lötflächen (191, 192) mit einem Träger verlötet werden kann.
  18. Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, mit den folgenden Schritten: - Formen des ersten Leiterrahmenabschnitts (110) mit der ersten Ausnehmung (114) und des zweiten Leiterrahmenabschnitts (120) mit der zweiten Ausnehmung (124) ; - Montieren des optoelektronischen Halbleiterchips (130) an der ersten Montageebene (113) des ersten Leiterrahmenabschnitts (110); - Herstellen einer elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen dem optoelektronischen Halbleiterchip (130) und der zweiten Montageebene (123); - Einbringen des transparenten Materials (150) derart, dass die erste Ausnehmung (114) und die zweite Ausnehmung (124) mit dem transparenten Material (150) zumindest teilweise verfüllt sind, und derart, dass das transparente Material (150) den optoelektronischen Halbleiterchip (130) bedeckt.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei der erste Leiterrahmenabschnitt (110) mit der ersten Ausnehmung (114) und der zweite Leiterrahmenabschnitt (120) mit der zweiten Ausnehmung (124) vor dem Montieren des optoelektronischen Halbleiterchips (130) geformt wird.
  20. Verfahren nach Anspruch 18, wobei zunächst eine Metallschicht (210) mit einer Ausnehmung (212) geformt wird, dann der optoelektronische Halbleiterchip (130) in der Ausnehmung (212) montiert wird, die elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem optoelektronischen Halbleiterchip (130) und der Metallschicht (210) hergestellt wird und das transparente Material (150) in die Ausnehmung (212) eingebracht wird und erst anschließend die Metallschicht (210) zur Formung des ersten Leiterrahmenabschnitts (110) und des zweiten Leiterrahmenabschnitts (120) unterbrochen wird.
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