DE102022122980A1

DE102022122980A1 - Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements und optoelektronisches Bauelement

Info

Publication number: DE102022122980A1
Application number: DE102022122980.7A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Wittmann; Thomas Schwarz; Daniel Leisen; Markus Boss
Original assignee: Ams Osram International GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2022-09-09
Filing date: 2022-09-09
Publication date: 2024-03-14
Also published as: WO2024052464A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements. Zunächst wird ein Träger bereitgestellt, der eine Kavität und ein Trägermaterial aufweist, welches für eine elektromagnetische Strahlung in zumindest einem Wellenlängenbereich transparent ist. Anschließend wird ein optoelektronischer Halbleiterchip und ein optisches Element bereitgestellt. Der optoelektronische Halbleiterchip besteht aus einer Halbleiterschichtfolge und weist Kantenlängen von maximal 200 Mikrometer auf. Das optische Element wird beim Bereitstellen in der Kavität des Trägers angeordnet und besteht aus einem aushärtbaren Material. Anschließend wird das aushärtbare Materials derart teilausgehärtet, dass das optische Element im Wesentlichen formstabil ist. Anschließend wird ein Chipträger bereitgestellt und der Träger oberhalb des Chipträgers derart angeordnet, dass die Kavität dem Chipträger zugewandt ist. Anschließend wird der optoelektronische Halbleiterchip und das optische Element aus der Kavität mittels Lichtimpuls gelöst, wobei ein Licht des Lichtimpulses im transparenten Wellenlängenbereich des Trägers liegt. Anschließend wird der optoelektronische Halbleiterchip und das optische Element auf den Chipträger übertragen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen sowie ein Bauelements optoelektronisches Bauelement.
Im Stand der Technik sind optoelektronische Bauelemente bekannt, bei denen optoelektronische Halbleiterchips mit kleinen Abmessungen zum Einsatz kommen. Diese können Abmessungen im Mikrometerbereich, insbesondere mit Kantenlängen kleiner als 200 Mikrometer, aufweisen und beispielsweise als Mikro-Leuchtdioden (Mikro-LEDs) oder als Mikro-Laserdioden (Mikro-LDs) bezeichnet werden. Diese können insbesondere aus einer Halbleiterschichtfolge ohne Substrat aufgebaut sein. Solche Mikro-LEDs oder Mikro-LDs sind im Stand der Technik ohne Konversionselement ausgestaltet. Weiße Mikro-LEDs sind aus dem Stand der Technik nicht bekannt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren zum Herstellen des optoelektronischen Bauelements anzugeben, bei dem gegebenenfalls eine Mikro-LED mit einem Konversionselement kombiniert werden kann. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein solches optoelektronisches Bauelement bereitzustellen. 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 erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements, bei dem die folgenden Schritte ausgeführt werden. Zunächst wird ein Träger bereitgestellt. Der Träger weist ein Trägermaterial auf, welches für eine elektromagnetische Strahlung in zumindest einem Wellenlängenbereich transparent ist. Ferner weist der Träger zumindest eine Kavität, gegebenenfalls eine Mehrzahl an Kavitäten, auf. Anschließend wird ein optoelektronischer Halbleiterchip und ein optisches Element bereitgestellt. Der optoelektronische Halbleiterchip besteht aus einer Halbleiterschichtfolge und weist Kantenlängen von maximal 200 Mikrometer auf. Insbesondere weist der optoelektronische Halbleiterchip kein Substrat auf. Ferner kann der optoelektronische Halbleiterchip eine Mikro-LED oder eine Mikro-LD umfassen. Das optische Element wird beim Bereitstellen in der Kavität des Trägers angeordnet und besteht aus einem aushärtbaren Material. Insbesondere kann das aushärtbare Material im nicht-ausgehärteten Zustand eine Viskosität von mindestens 0,5 Millipascalsekunden (mPA s) aufweisen. Anschließend wird das aushärtbare Materials derart teilausgehärtet, dass das optische Element im Wesentlichen formstabil ist. Im Wesentlichen formstabil kann dabei bedeuten, dass das optische Element nach dem Teilaushärten in einer vorgegebenen Zeitdauer keine Formänderung erfährt beziehungsweise eine Formänderung Abmessungen des optischen Elements um maximal 2 Prozent verändert. Ferner kann eine Viskosität des optischen Elements nach dem Teilaushärten vergrößert sein und insbesondere größer als 1000 Pascalsekunden (PA s) sein. Anschließend wird ein Chipträger bereitgestellt und der Träger oberhalb des Chipträgers derart angeordnet, dass die Kavität des Trägers dem Chipträger zugewandt ist. Anschließend wird der optoelektronische Halbleiterchip und das optische Element aus der Kavität mittels Lichtimpuls gelöst, wobei ein Licht des Lichtimpulses im transparenten Wellenlängenbereich des Trägers liegt. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Lichtimpuls ein Laserimpuls ist. Ferner kann alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein, dass der Lichtimpuls auf die Kavität fokussiert ist. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn der Träger mehrere Kavitäten aufweist. Anschließend wird der optoelektronische Halbleiterchip und das optische Element auf den Chipträger übertragen.
Das optische Element kann dabei ein Konversionselement sein. Insbesondere kann das Konversionselement ein Matrixmaterial mit einem eingebetteten Konversionsleuchtstoff sein, wobei der Konversionsleuchtstoff ein vom optoelektronischen Halbleiterchip ausgesendetes Licht mit einer ersten Lichtwellenlänge absorbiert und in ein Licht mit einer zweiten Wellenlänge umwandelt, wobei die zweite Wellenlänge größer als die erste Wellenlänge ist. Durch die Bereitstellung des optischen Elements als aushärtbares Material in der Kavität und das Teilaushärten vor dem Übertragen auf den Chipträger kann ein optoelektronisches Bauelement bereitgestellt werden, bei dem der optoelektronische Halbleiterchip eine Mikro-LED oder eine Mikro-LD aufweist und bei dem ein Konversionselement vorgesehen ist.
Das Verfahren kann ferner optional beinhalten, dass der optoelektronische Halbleiterchip elektrisch kontaktiert wird, beispielsweise indem Kontaktstellen des optoelektronischen Halbleiterchips beim Übertragen auf den Chipträger auf Leiterbahnen des Chipträgers angeordnet werden oder indem nach dem Übertragen des optoelektronischen Halbleiterchips auf den Chipträger eine Kontaktierung vorgenommen wird. Ferner kann das Verfahren optional beinhalten, dass das optische Element nach dem Übertragen auf den Chipträger vollständig ausgehärtet wird.
Die Kavität kann dabei beispielsweise zwischen 15 und 25 Mikrometer tief sein und ansonsten Abmessungen im Bereich 10 auf 10 Mikrometer bis 250 auf 250 Mikrometer aufweisen.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelement, aufweisend einen Chipträger, einen optoelektronischen Halbleiterchip und ein optisches Element. Der optoelektronische Halbleiterchip ist am optischen Element angeordnet und besteht aus einer Halbleiterschichtfolge. Insbesondere weist der optoelektronische Halbleiterchip kein Substrat auf. Der optoelektronische Halbleiterchip weist Kantenlängen von maximal 200 Mikrometer auf und kann eine Mikro-LED oder eine Mikro-LD sein. Das optische Element besteht aus einem zumindest teilausgehärteten aushärtbaren Material. Ein solches optoelektronisches Bauelement kann mit dem Erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden. Das optische Element kann dabei ein Konversionselement sein. Es kann also ein optoelektronisches Bauelement bereitgestellt werden, bei dem der optoelektronische Halbleiterchip eine Mikro-LED oder eine Mikro-LD aufweist und bei dem ein Konversionselement vorgesehen ist.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Kavität mit dem aushärtbaren Material gefüllt und das aushärtbare Material anschließend gerakelt. So lässt sich eine ebene Seite des optischen Elements herstellen. Das optische Element weist also eine ebene Seite auf.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird eine Beschichtung auf eine Innenseite der Kavität aufgebracht, bevor das aushärtbare Material in der Kavität angeordnet wird. Die Beschichtung kann dazu dienen, das optische Element leichter aus der Kavität zu lösen.
In einer Ausführungsform des Verfahrens weist die Beschichtung ein hochsiedendes Lösemittel auf. Insbesondere besteht die Beschichtung aus einem hochsiedenden Lösemittel. Das Lösemittel wird durch den Lichtimpuls zumindest teilweise verdampft. Insbesondere kann das Licht des Lichtimpulses vom Lösemittel und/oder dem aushärtbaren Material absorbiert werden und dabei eine Temperatur des Lösemittels und/oder des aushärtbaren Materials erhöht werden, so dass das Lösemittel verdampft. Das Lösemittel kann beispielsweise Glycerin aufweisen.
In einer Ausführungsform des Verfahrens weist das aushärtbare Material ein Trennmittel auf. Das Trennmittel wird durch den Lichtimpuls zumindest teilweise verdampft. Das Trennmittel kann beispielsweise ein im aushärtbaren Material angeordnetes Wachs sein. Dieses wird durch den Lichtimpuls zunächst geschmolzen und anschließend verdampft, insbesondere angrenzend an Wände der Kavität. So löst sich das optische Element aus der Kavität und kann auf den Chipträger übertragen werden. Insbesondere kann anschließend ein weiterer Verfahrensschritt vorgesehen sein, bei dem überschüssiges Trennmittel aus dem optischen Element ausgetrieben wird, beispielsweise mittels Erwärmen.
In einer Ausführungsform des Verfahrens weist der Träger eine Vielzahl von Kavitäten auf. In mehreren Kavitäten wird jeweils ein optisches Element bereitgestellt. Jedem optischen Element ist ein optoelektronischer Halbleiterchip zugeordnet. Beim Übertragen des optoelektronischen Halbleiterchips und des optischen Elements auf den Chipträger wird eine Auswahl vorgenommen und die Kavität, in der sich das zu übertragende optische Element befindet, gezielt mittels des Lichtimpulses beleuchtet wird. So kann jeweils ein optoelektronischer Halbleiterchip mit einem optischen Element übertragen werden. Anschließend kann gegebenenfalls eine Position des Trägers relativ zum Chipträger verändert und ein weiterer optoelektronischer Halbleiterchip mit einem weiteren optischen Element übertragen werden.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird das aushärtbare Material innerhalb der Kavität angeordnet und wobei der optoelektronische Halbleiterchip auf dem aushärtbaren Material angeordnet. Dies ermöglicht eine Übertragung des optoelektronischen Halbleiterchips auf den Chipträger derart, dass der optoelektronische Halbleiterchip auf der dem Chipträger zugewandten Seite des optischen Elements angeordnet ist.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird der optoelektronische Halbleiterchip zumindest teilweise, insbesondere vollständig, außerhalb der Kavität angeordnet. Wird der optoelektronische Halbleiterchip vollständig außerhalb der Kavität angeordnet, kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Kavität mit dem aushärtbaren Material gefüllt und das aushärtbare Material anschließend gerakelt wird und daran anschließend der optoelektronische Halbleiterchip auf die gerakelte, ebene Fläche des aushärtbaren Materials aufgebracht wird.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird das aushärtbare Material vor dem Anordnen des optoelektronischen Halbleiterchips teilausgehärtet. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn das aushärtbare Material eine vergleichsweise kleine Viskosität im Bereich von 0,5 mPa s bis etwa 1000 Pa s aufweist.
In einer Ausführungsform des Verfahrens weist der Träger eine Trägeroberseite auf, wobei die Kavität von der Trägeroberseite ausgeht. Eine Kavitätsunterseite, die der Trägeroberseite gegenüberliegt, weist eine dreidimensionale Struktur zur Formung des optischen Elements aufweist. Die dreidimensionale Struktur kann dabei eine Auskoppelstruktur und/oder eine Linsenstruktur aufweisen.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird in die dreidimensionale Struktur ein weiteres aushärtbares Material eingebracht wird und das aushärtbare Material anschließend in die Kavität eingebracht. So kann ein optisches Element mit einer Mehrschichtstruktur erzeugt werden.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird das weitere aushärtbare Material vor dem einbringen des aushärtbaren Materials teilausgehärtet. Dies ermöglicht eine definierte Grenzfläche zwischen dem weiteren aushärtbaren Material und dem aushärtbaren Material.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird vor dem Übertragen des optoelektronischen Halbleiterchips und des optischen Elements auf den Chipträger ein Farbort des lichtemittierenden Halbleiterchips gemessen. Der Farbort kann dabei insbesondere durch ein im optischen Element angeordnetes Konversionsmaterial beeinflusst sein.
In einer Ausführungsform des Verfahrens weist der Träger eine Vielzahl von Kavitäten auf, wobei in mehreren Kavitäten jeweils ein optisches Element bereitgestellt wird und jedem optischen Element ein optoelektronischer Halbleiterchip zugeordnet ist. Mehrere optoelektronische Halbleiterchips und optische Elemente werden auf den Chipträger übertragen. Eine Auswahl der zu übertragenden optoelektronischen Halbleiterchips wird anhand des Farborts vorgenommen. Die Kavität, in der sich das zu übertragende optischen Element mit dem zugehörigen optoelektronischen Halbleiterchip befindet, wird gezielt mittels des Lichtimpulses beleuchtet.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird der optoelektronische Halbleiterchip in der Kavität angeordnet und anschließend das aushärtbare Material in die Kavität eingebracht. Dies ermöglicht eine kompaktere Bauform des optoelektronischen Bauelements.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird der optoelektronische Halbleiterchip in der Kavität mittels eines Klebstoffes befestigt. Dadurch kann ein Verrutschen des optoelektronischen Halbleiterchips während des Einbringens des aushärtbaren Materials in die Kavität vermieden werden.
In einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das aushärtbare Material ein Matrixmaterial und einen Konversionsleuchtstoff. Das Matrixmaterial kann beispielsweise ein Siloxan sein.
In einer Ausführungsform des Verfahrens werden der optoelektronische Halbleiterchip und das optische Element beim Übertragen auf den Chipträger um 180 Grad rotiert. Dies kann beispielsweise durch asymmetrische Beleuchtung der Kavität nach dem Lösen des optischen Elements aus der Kavität erfolgen.
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements grenzt der optoelektronische Halbleiterchip an den Chipträger an. In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements grenzt das optische Element an den Chipträger an.
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements ist auf dem Chipträger eine Mehrzahl von optoelektronischen Halbleiterchips mit jeweiligen optischen Elementen angeordnet. Die optoelektronischen Halbleiterchips mit jeweiligen optischen Elementen weisen einen identischen Farbort auf. Dies kann insbesondere bedeuten, dass ein durchschnittlicher Farbort der optoelektronischen Halbleiterchips mit jeweiligen optischen Elementen um maximal 5 Prozent von den jeweiligen Farborten der optoelektronischen Halbleiterchips mit jeweiligen optischen Elementen abweicht.
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements ist ein Verhältnis zwischen einer Höhe und einer Breite einer Kombination des optoelektronischen Halbleiterchips und des optischen Elements größer als 0,7, insbesondere größer als 0,8 und bevorzugt größer als 0,9. Das Verhältnis zwischen der Höhe und der Breite des optoelektronischen Halbleiterchips in Kombination mit dem optischen ELement kann auch als Aspektverhältnis bezeichnet werden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren sind insbesondere Kombinationen aus Mikro-LEDs und Mikro-LDs mit optischen Elementen und den genannten Aspektverhältnisse möglich.
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 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements;
2 Querschnitte durch mehrere Zwischenschritte eines Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements;
3 Querschnitte durch mehrere Zwischenschritte eines weiteren Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements;
4 einen Querschnitt durch einen Zwischenschritt eines weiteren Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements;
5 Querschnitte durch mehrere Zwischenschritte eines weiteren Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements;
6 einen Querschnitt durch einen Zwischenschritt eines weiteren Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements;
7 einen Querschnitt durch einen Zwischenschritt eines weiteren Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements;
8 einen Querschnitt durch einen Zwischenschritt eines weiteren Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements;
9 einen Querschnitt durch einen Zwischenschritt eines weiteren Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements;
10 einen Querschnitt durch einen Zwischenschritt eines weiteren Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements;
11 Querschnitte durch mehrere Zwischenschritte eines weiteren Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements; und
12 Querschnitte durch mehrere Zwischenschritte eines weiteren Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements.

1 zeigt ein Ablaufdiagramm 10 eines Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements. In einem ersten Verfahrensschritt 11 wird ein Träger bereitgestellt. Der Träger weist ein Trägermaterial auf, welches für eine elektromagnetische Strahlung in zumindest einem Wellenlängenbereich transparent ist. Ferner weist der Träger zumindest eine Kavität, gegebenenfalls eine Mehrzahl an Kavitäten, auf. In einem zweiten Verfahrensschritt 12 wird ein optoelektronischer Halbleiterchip und ein optisches Element bereitgestellt. Der optoelektronische Halbleiterchip besteht aus einer Halbleiterschichtfolge und weist Kantenlängen von maximal 200 Mikrometer auf. Insbesondere weist der optoelektronische Halbleiterchip kein Substrat auf. Ferner kann der optoelektronische Halbleiterchip eine Mikro-LED oder eine Mikro-LD umfassen. Das optische Element wird beim Bereitstellen in der Kavität des Trägers angeordnet und besteht aus einem aushärtbaren Material. Insbesondere kann das aushärtbare Material im nicht-ausgehärteten Zustand eine Viskosität von mindestens 0,5 Millipascalsekunden (mPA s) aufweisen. In einem dritten Verfahrensschritt 13 wird das aushärtbare Materials derart teilausgehärtet, dass das optische Element im Wesentlichen formstabil ist. Im Wesentlichen formstabil kann dabei bedeuten, dass das optische Element nach dem Teilaushärten in einer vorgegebenen Zeitdauer keine Formänderung erfährt beziehungsweise eine Formänderung Abmessungen des optischen Elements um maximal 2 Prozent verändert. Ferner kann eine Viskosität des optischen Elements nach dem Teilaushärten vergrö-ßert sein und insbesondere größer als 1000 Pascalsekunden (PA s) sein. In einem vierten Verfahrensschritt 14 wird ein Chipträger bereitgestellt und der Träger oberhalb des Chipträgers derart angeordnet, dass die Kavität des Trägers dem Chipträger zugewandt ist. In einem fünften Verfahrensschritt 15 wird der optoelektronische Halbleiterchip und das optische Element aus der Kavität mittels Lichtimpuls gelöst, wobei ein Licht des Lichtimpulses im transparenten Wellenlängenbereich des Trägers liegt. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Lichtimpuls ein Laserimpuls ist. Ferner kann alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein, dass der Lichtimpuls auf die Kavität fokussiert ist. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn der Träger mehrere Kavitäten aufweist. In einem sechsten Verfahrensschritt 16 wird der optoelektronische Halbleiterchip und das optische Element auf den Chipträger übertragen. Die Verfahrensschritte 11, 12, 13, 14, 15, 16 werden im Zusammenhang mit den 2 und 3 weiter erläutert.
2 zeigt mehrere Querschnitte durch Zwischenschritte während des im Zusammenhang mit 1 erläuterten Verfahrens. Zwischen diesen Querschnitten sind jeweils Doppelpfeile angeordnet, die den Fortgang des Verfahrens andeuten sollen. Zunächst wird ein Träger 20 bereitgestellt. Dies entspricht dem ersten Verfahrensschritt 11 der 1. Der Träger 20 weist ein Trägermaterial 21 auf, welches für eine elektromagnetische Strahlung in zumindest einem Wellenlängenbereich transparent ist. Ferner weist der Träger 20 drei Kavitäten 22 auf, wobei auch eine andere Anzahl an Kavitäten 22 vorgesehen sein kann. Insbesondere kann der Träger 20 eine Vielzahl an Kavitäten 22 aufweisen.
Anschließend werden optoelektronische Halbleiterchips 40 und optische Elemente 50 bereitgestellt. Ist nur eine Kavität 20 vorhanden, kann gegebenenfalls auch nur ein optoelektronischer Halbleiterchip 40 und ein optisches Element 50 bereitgestellt werden. Dabei ist im Ausführungsbeispiel der 2 die Ausgestaltung derart, dass die optischen Elemente 50 innerhalb der Kavitäten 22 angeordnet sind und die optoelektronischen Halbleiterchips 40 außerhalb der Kavitäten. Die optoelektronischen Halbleiterchips 40 besteht aus einer Halbleiterschichtfolge 41 und weist Kantenlängen 42 von maximal 200 Mikrometer auf. In die Bildebene hinein kann die Kantenlänge 42 identisch sein. Insbesondere weisen die optoelektronischen Halbleiterchips 40 kein Substrat auf. Die optoelektronischen Halbleiterchips 40 können als Mikro-LED oder Mikro-LD ausgestaltet sein. Das optische Element 50 wird beim Bereitstellen in der Kavität 22 des Trägers 20 angeordnet und besteht aus einem aushärtbaren Material 51. Insbesondere kann das aushärtbare Material 51 im nicht-ausgehärteten Zustand eine Viskosität von mindestens 0,5 Millipascalsekunden (mPA s) aufweisen. Der optoelektronische Halbleiterchip 40 ist dabei auf dem optischen Element 50 beziehungsweise dem aushärtbaren Material 51 angeordnet. Dies entspricht dem zweiten Verfahrensschritt 12 der 1. Ohne den Querschnitt zu verändern wird das aushärtbare Materials 51 derart teilausgehärtet, dass das optische Element 50 im Wesentlichen formstabil ist. Im Wesentlichen formstabil kann dabei bedeuten, dass das optische Element 50 nach dem Teilaushärten in einer vorgegebenen Zeitdauer keine Formänderung erfährt beziehungsweise eine Formänderung Abmessungen des optischen Elements 50 um maximal 2 Prozent verändert. Ferner kann eine Viskosität des optischen Elements 50 nach dem Teilaushärten vergrößert sein und insbesondere größer als 1000 Pascalsekunden (PA s) sein. Dies entspricht dem dritten Verfahrensschritt 13.
Nun wird ein Chipträger 70 bereitgestellt und der Träger 20 oberhalb des Chipträgers 70 derart angeordnet, dass die Kavitäten 22 des Trägers 20 dem Chipträger 70 zugewandt sind. Dies entspricht dem vierten Verfahrensschritt der 1. Anschließend wird der optoelektronische Halbleiterchip 40 und das optische Element 50 aus einer der Kavitäten 22 mittels Lichtimpuls 80 gelöst, wobei ein Licht des Lichtimpulses 80 im transparenten Wellenlängenbereich des Trägers 20 liegt. Der Lichtimpuls 80 kann also den Träger 20 durchdringen. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Lichtimpuls 80 ein Laserimpuls ist. Ferner kann alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein, dass der Lichtimpuls 80 auf die Kavität 22 fokussiert ist. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn der Träger 20, wie in 2 gezeigt, mehrere Kavitäten 22 aufweist. Dies entspricht dem fünften Verfahrensschritt 15.
Abschließend werden der optoelektronische Halbleiterchip 40 und das optische Element 50, welche im vorhergehenden Verfahrensschritt aus der Kavität 22 gelöst wurden, auf den Chipträger 70 übertragen. Dies entspricht dem sechsten Verfahrensschritt 16 und kann insbesondere mittels Gravitation beziehungsweise Schwerkraft erfolgen.
In 2 dargestellt ist, dass das optische Element 50 nach dem Aufbringen des optoelektronischen Halbleiterchips 40 zumindest teilausgehärtet wird. In einem Alternativen Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass das aushärtbare Material 51 vor dem Anordnen des optoelektronischen Halbleiterchips 40 teilausgehärtet wird.
Die optoelektronischen Halbleiterchips 40 sind in 2 vollständig außerhalb der Kavitäten 22 angeordnet, da das aushärtbare Material 51 der optischen Elemente 50 die Kavitäten 22 vollständig ausfüllt. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das aushärtbare Material 51 der optischen Elemente 50 die Kavitäten 22 nicht vollständig ausfüllt und die optoelektronischen Halbleiterchips 40 dann teilweise oder vollständig innerhalb der Kavitäten 22 angeordnet sind.
3 zeigt Querschnitte durch eine alternative Ausgestaltung des Verfahrens, bei dem nach dem Bereitstellen des Trägers 20 mit dem Trägermaterial 21 und den Kavitäten 22 die optoelektronischen Halbleiterchips 40 in den Kavitäten angeordnet werden. Dabei kann optional vorgesehen sein, einen Klebstoff 43 zwischen dem Trägermaterial 21 und den optoelektronischen Halbleiterchips 40 zu verwenden, um ein verrutschen der optoelektronischen Halbleiterchips 40 zu vermeiden oder zu verhindern. Anschließend werden die Kavitäten 22 mit dem aushärtbaren Material 51 der optischen Elemente 50 gefüllt, wobei dabei die optoelektronischen Halbleiterchips 40 gegebenenfalls in das aushärtbare Material 51 eingebettet werden. Nun erfolgt ebenfalls ein Teilaushärten des aushärtbaren Materials 50.
Nun wird wieder ein Chipträger 70 bereitgestellt und der Träger 20 oberhalb des Chipträgers 70 derart angeordnet, dass die Kavitäten 22 des Trägers 20 dem Chipträger 70 zugewandt sind. Dies entspricht dem vierten Verfahrensschritt der 1. Anschließend wird der optoelektronische Halbleiterchip 40 und das optische Element 50 aus einer der Kavitäten 22 mittels Lichtimpuls 80 gelöst, wobei ein Licht des Lichtimpulses 80 im transparenten Wellenlängenbereich des Trägers 20 liegt. Der Lichtimpuls 80 kann also den Träger 20 durchdringen. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Lichtimpuls 80 ein Laserimpuls ist. Ferner kann alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein, dass der Lichtimpuls 80 auf die Kavität 22 fokussiert ist. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn der Träger 20, wie in 2 gezeigt, mehrere Kavitäten 22 aufweist. Dies entspricht dem fünften Verfahrensschritt 15.
Abschließend werden der optoelektronische Halbleiterchip 40 und das optische Element 50, welche im vorhergehenden Verfahrensschritt aus der Kavität 22 gelöst wurden, auf den Chipträger 70 übertragen. Dies entspricht dem sechsten Verfahrensschritt 16 und kann insbesondere mittels Gravitation beziehungsweise Schwerkraft erfolgen.
Die Ausgestaltungen der 2 und 3 unterscheiden sich dadurch, dass im Ausführungsbeispiel der 2 der optoelektronische Halbleiterchip 40 direkt am Chipträger 70 angeordnet ist. Dabei kann gegebenenfalls vorgesehen sein, dass Kontaktflächen des optoelektronischen Halbleiterchips 40 direkt in Kontakt stehen mit Kontaktbereichen des Chipträgers 70. Im Ausführungsbeispiel der 3 ist das optische Element 50 zwischen dem optoelektronischen Halbleiterchip 40 und dem Chipträger 70 angeordnet. Hier kann vorgesehen sein, eine Kontaktierung, beispielsweise mittels aufgebrachten Metallschichten, zwischen Kontaktflächen des optoelektronischen Halbleiterchips 40 und Kontaktbereichen des Chipträgers 70 herzustellen.
Schlussendlich ist also ein Chipträger 70 mit darauf angeordnetem optoelektronischem Halbleiterchip 40 und optischem Element 50 entstanden, welche zusammen ein optoelektronisches Bauelement 100 bilden. Ferner kann das Verfahren optional beinhalten, dass das optische Element 50 nach dem Übertragen auf den Chipträger 70 vollständig ausgehärtet wird.
Das optische Element 50 kann dabei ein Konversionselement sein. Insbesondere kann das Konversionselement ein Matrixmaterial mit einem eingebetteten Konversionsleuchtstoff sein, wobei der Konversionsleuchtstoff ein vom optoelektronischen Halbleiterchip 40 ausgesendetes Licht mit einer ersten Lichtwellenlänge absorbiert und in ein Licht mit einer zweiten Wellenlänge umwandelt, wobei die zweite Wellenlänge größer als die erste Wellenlänge ist. Durch die Bereitstellung des optischen Elements 50 als aushärtbares Material 51 in der Kavität 22 und das Teilaushärten vor dem Übertragen auf den Chipträger 70 kann ein optoelektronisches Bauelement 100 bereitgestellt werden, bei dem der optoelektronische Halbleiterchip 40 eine Mikro-LED oder eine Mikro-LD aufweist und bei dem ein Konversionselement vorgesehen ist.
Die Kavität 22 in den 2 und 3 kann dabei beispielsweise zwischen 15 und 25 Mikrometer tief sein und ansonsten Abmessungen im Bereich 10 auf 10 Mikrometer bis 250 auf 250 Mikrometer aufweisen. Der optoelektronische Halbleiterchip 40 kann insbesondere zwischen 3 und 6 Mikrometer dick sein und die Kantenlänge 42 insbesondere zwischen 10 und 200 Mikrometer liegen. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Kavität 22 in Richtung der Kantenlänge 42 maximal 50 Mikrometer größer ist als die Kantenlänge 42 des optoelektronischen Halbleiterchips 40.
In 3 ist ferner optional gezeigt, dass das optische Element 50 auf der dem Chipträger 70 zugewandten Seite einen Klebstoff 53 aufweisen kann, mit dem eine Verbindung zwischen optischem Element 50 und Chipträger 70 verbessert werden kann.
In einem Ausführungsbeispiel weist der Träger 20 eine Vielzahl von Kavitäten 22 auf. In mehreren Kavitäten 22 wird jeweils ein optisches Element 50 bereitgestellt und jedem optischen Element 50 ist ein optoelektronischer Halbleiterchip 40 zugeordnet. Beim Übertragen des optoelektronischen Halbleiterchips 40 und des optischen Elements 50 auf den Chipträger 70 wird eine Auswahl vorgenommen und die Kavität 22, in der sich das zu übertragende optische Element 50 befindet, gezielt mittels des Lichtimpulses 80 beleuchtet wird.
4 zeigt einen Querschnitt durch einen Zwischenschritt eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements 100, bei dem die Kavitäten 22 des Trägers 20 nach dem Befüllen mit dem aushärtbaren Material 51 mit einem Rakel 53 gerakelt werden. Dies stellt eine einfache Möglichkeit dar, die optischen Elemente 50 bereitzustellen. In 4 ist gestrichelt angedeutet, dass die optoelektronischen Halbleiterchips 40 vor dem Rakeln in den Kavitäten 22 angeordnet sein können. Alternativ können die optoelektronischen Halbleiterchips 40 auch erst nach dem Rakeln auf dem (gegebenenfalls teilausgehärteten) aushärtbaren Material 51 angeordnet werden.
5 zeigt Querschnitte durch Zwischenschritte eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements 100, bei dem vor dem Einbringen des aushärtbaren Materials 51 in die Kavitäten 22 des Trägers 20 eine Beschichtung 54 auf den Innenseiten 23 der Kavitäten 22 aufgebracht wurde. Die Beschichtung 54 kann ein einfacheres Lösen des optischen Elements 50 aus den Kavitäten 22 erlauben. Die Beschichtung 54 kann beispielsweise ein hochsiedendes Lösemittel 55 aufweisen und insbesondere aus einem hochsiedenden Lösemittel 55 bestehen, und wobei das Lösemittel 55 durch den Lichtimpuls 80 zumindest teilweise verdampft wird. Insbesondere kann das Licht des Lichtimpulses 80 vom Lösemittel 55 und/oder dem aushärtbaren Material 51 absorbiert werden und dabei eine Temperatur des Lösemittels 55 und/oder des aushärtbaren Materials 51 erhöht werden, so dass das Lösemittel 55 verdampft. Das Lösemittel 55 kann beispielsweise Glycerin aufweisen. In 5 ist der optoelektronische Halbleiterchip 40 analog zu 2 auf dem optischen Element 50 angeordnet, kann aber ebenso alternativ analog zu 3 in das optische Element 50 eingebettet sein.
6 zeigt einen Querschnitt durch einen Zwischenschritt eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements 100, bei dem das aushärtbare Material 51 ein Trennmittel 56 aufweist und das Trennmittel 56 durch den Lichtimpuls 80 zumindest teilweise verdampft wird. Es bildet sich also eine an die Kavität 22 angrenzende Schicht von verdampftem Trennmittel 57, so dass das optische Element 50 aus der Kavität 22 gelöst wird. Das Trennmittel 56 kann beispielsweise ein im aushärtbaren Material 51 angeordnetes Wachs sein. Dieses wird durch den Lichtimpuls 80 zunächst geschmolzen und anschließend verdampft, insbesondere angrenzend an Wände der Kavität 22. So löst sich das optische Element 50 aus der Kavität 22 und kann auf den Chipträger 70 übertragen werden. Insbesondere kann anschließend ein weiterer Verfahrensschritt vorgesehen sein, bei dem überschüssiges Trennmittel 56 aus dem optischen Element 50 ausgetrieben wird, beispielsweise mittels Erwärmen. In 6 ist der optoelektronische Halbleiterchip 40 analog zu 2 auf dem optischen Element 50 angeordnet, kann aber ebenso alternativ analog zu 3 in das optische Element 50 eingebettet sein.
7 zeigt einen Querschnitt durch einen Zwischenschritt eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements 100. Der Träger 20 weist eine Trägeroberseite 24 auf. Die Kavitäten 22 gehen von der Trägeroberseite 24 aus. Kavitätsunterseiten 25 der Kavitäten 22, die der Trägeroberseite 24 gegenüberliegen, weisen eine dreidimensionale Struktur 26 zur Formung des optischen Elements 50 auf. Im Beispiel der 7 ist die dreidimensionale Struktur 26 derart geformt, dass das aushärtbare Material 51 dort eine Auskoppelstruktur 58 bildet. Die Auskoppelstruktur 58 kann dabei, wie in 7 gezeigt, Erhebungen aufweisen. Ferner sind auch alternative Formen denkbar.
8 zeigt einen Querschnitt durch einen Zwischenschritt eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements 100. Der Träger 20 mit den Kavitäten 22 und insbesondere den dreidimensionalen Strukturen 26 ist dabei identisch zum Ausführungsbeispiel der 7. In die dreidimensionale Struktur 26 wurde zunächst ein weiteres aushärtbares Material 59 eingebracht und das aushärtbare Material 51 erst anschließend in die Kavität 22 eingebracht. So kann beispielsweise ein optisches Element 50 erzeugt werden, bei dem die Auskoppelstruktur 58 aus einem andere Material besteht als der Rest des optischen Elements 50. Dabei kann das weitere aushärtbare Material 59 vor dem Einbringen des aushärtbaren Materials 51 teilausgehärtet werden, alternativ jedoch auch danach.
9 zeigt einen Querschnitt durch einen Zwischenschritt eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements 100. Der Träger 20 weist eine Trägeroberseite 24 auf. Die Kavitäten 22 gehen von der Trägeroberseite 24 aus. Kavitätsunterseiten 25 der Kavitäten 22, die der Trägeroberseite 24 gegenüberliegen, weisen eine dreidimensionale Struktur 26 zur Formung des optischen Elements 50 auf. Im Beispiel der 7 ist die dreidimensionale Struktur 26 derart geformt, dass das aushärtbare Material 51 dort eine Linsenstruktur 61 bildet. Die Linsenstruktur 61 ist aus dem aushärtbaren Material 51 gebildet, kann aber analog zu 8 auch aus dem weiteren aushärtbaren Material 51 gebildet werden.
In den Ausgestaltungen der 7 bis 9 kann vorgesehen sein, dass das aushärtbare Material 51 ein Konversionsmaterial ist, insbesondere bestehend aus einem Matrixmaterial und einem Konversionsleuchtstoff. Das weitere aushärtbare Material 59 kann dabei, sofern vorhanden, ebenfalls ein Konversionsmaterial sein. Ferner kann vorgesehen sein, dass das weitere aushärtbare Material 59 keinen Konversionsleuchtstoff enthält und beispielsweise nur das Matrixmaterial oder ein weiteres Matrixmaterial umfasst. Das Matrixmaterial beziehungsweise das weitere Matrixmaterial können beispielsweise ein Siloxan aufweisen.
10 zeigt einen Querschnitt durch einen Zwischenschritt eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements 100. Der Träger 20, das optische Element 50 und der optoelektronische Halbleiterchip 40 sind dabei wie im Zusammenhang mit 3 erläutert ausgestaltet. Vor dem Übertragen des optoelektronischen Halbleiterchips 40 und des optischen Elements 50 auf den Chipträger 70 wird ein Farbort des lichtemittierenden Halbleiterchips 40 gemessen. Dies kann wie in 10 beispielsweise gezeigt so erfolgen, dass der optoelektronische Halbleiterchip mittels zweier Kontaktstifte 44 elektrisch kontaktiert wird und so zum Leuchten gebracht. Ferner kann in dieser Ausgestaltung vorgesehen sein, dass das Trägermaterial 21 transparent ist für eine Emissionswellenlänge des optoelektronischen Halbleiterchips 40. Ist das optische Element 50 ein Konversionselement kann dabei vorgesehen sein, dass das Trägermaterial 21 transparent ist für eine Wellenlänge konvertierten Lichts. Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das Trägermaterial 21 transparent ist für eine Emissionswellenlänge des optoelektronischen Halbleiterchips 40.
Weist der Träger 20 eine Vielzahl von Kavitäten 22 auf, wobei in mehreren Kavitäten 22 jeweils ein optisches Element 50 bereitgestellt wird und jedem optischen Element 50 ein optoelektronischer Halbleiterchip 40 zugeordnet ist und mehrere optoelektronische Halbleiterchips 40 und optische Elemente 50 auf den Chipträger 70 übertragen werden, kann eine Auswahl der zu übertragenden optoelektronischen Halbleiterchips 40 anhand des Farborts vorgenommen werden und die Kavitäten 22, in denen sich die zu übertragenden optischen Elemente 50 mit den zugehörigen optoelektronischen Halbleiterchips 40 befindet, gezielt mittels des Lichtimpulses 80 beleuchtet werden. Insbesondere bei optoelektronischen Bauelementen 100 mit Mikro-LEDs oder Mikro-LDs kann dabei ein möglichst einheitlicher Farbort oder eine vorgegebene Farbmischung erzielt werden. Dies ermöglicht optoelektronische Bauelemente 100 mit einer Vielzahl von Mikro-LEDs oder Mikro-LDs und einer einheitlichen Emissionsfarbe.
11 zeigt Querschnitte durch Zwischenschritte eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements 100, bei dem Träger 20, optoelektronischer Halbleiterchip 40 und optisches Element 50 wie in 2 gezeigt ausgestaltet sind. Der optoelektronische Halbleiterchip 40 und das optische Element 50 werden beim Übertragen auf den Chipträger 70 um 180 Grad rotiert. Dies kann beispielsweise durch asymmetrische Beleuchtung der Kavität 22 nach dem Lösen des optischen Elements 50 aus der Kavität 22 erfolgen.
11 zeigt Querschnitte durch Zwischenschritte eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements 100, bei dem Träger 20, optoelektronischer Halbleiterchip 40 und optisches Element 50 wie in 3 gezeigt ausgestaltet sind, sofern im Folgenden keine Unterschiede beschrieben sind. Es sind jeweils vier Kavitäten 22 mit jeweils einem optischen Element50 und einem zugeordneten optoelektronischen Halbleiterchip 40 dargestellt. Es können aber auch deutlich mehr Kavitäten 22 mit jeweils einem optischen Element50 und einem zugeordneten optoelektronischen Halbleiterchip 40 vorgesehen sein. Nach dem Übertragen eines optischen Element 50 mit einem zugeordneten optoelektronischen Halbleiterchip 40 auf den Chipträger 70 werden Chipträger 70 und Träger 20 relativ zueinander bewegt und mittels eines weiteren Lichtimpulses 81 ein weiteres optisches Element 50 mit einem zugeordneten optoelektronischen Halbleiterchip 40 auf den Chipträger 70 übertragen. Dies kann insbesondere mit dem im Zusammenhang mit 10 erläuterten Verfahren kombiniert werden.
In allen Varianten des beschriebenen Verfahrens kann das Teilaushärten des aushärtbaren Materials 51 dadurch erfolgen, dass der Träger 20 mit dem eingebrachten aushärtbaren Material eine vorgegebene Zeitdauer auf eine vorgegebene Temperatur gebracht wird. Die vorgegebene Zeitdauer kann dabei vom aushärtbaren Material 51 abhängen und insbesondere zwischen zwei und fünfzehn Minuten, insbesondere zwischen acht und zehn Minuten liegen. Die vorgegebene Temperatur kann beispielsweise zwischen 160 und 220 Grad Celsius, insbesondere zwischen 180 und 200 Grad Celsiusliegen. Für die Ausgestaltungen, bei denen auch das weitere aushärtbare Material 59 eingesetzt wird, kann das teilaushärten des Weiteren aushärtbaren Materials 59 ebenfalls in diesem Temperaturbereich und ebenfalls in diesen Zeiträumen erfolgen. Ferner kann vorgesehen sein, nach dem Übertragen des optischen Elements 50 mit einem zugeordneten optoelektronischen Halbleiterchip 40 auf den Chipträger 70, das optische Element 50 final auszuhärten, beispielsweise durch eine vorgegebene Temperatur und/oder eine vorgegebene Zeitdauer bis zu einer Weiterverarbeitung.
Ein mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens erzeugtes optoelektronisches Bauelement 100 weist also einen Chipträger 70, einen optoelektronischen Halbleiterchip 40 und ein optisches Element 50 auf. Der optoelektronische Halbleiterchip 40 ist am optischen Element 50 angeordnet. Der optoelektronische Halbleiterchip 40 besteht aus einer Halbleiterschichtfolge 41 und weist Kantenlängen 42 von maximal 200 Mikrometer auf. Das optische Element 50 besteht aus einem zumindest teilausgehärteten aushärtbaren Material 51 besteht. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der optoelektronische Halbleiterchip 40 kein Substrat aufweist und gegebenenfalls eine Mikro-LED oder eine Mikro-LD ist.
In einem Ausführungsbeispiel ist auf dem Chipträger 70 eine Mehrzahl von optoelektronischen Halbleiterchips 40 mit jeweiligen optischen Elementen 50 angeordnet. Die optoelektronischen Halbleiterchips mit jeweiligen optischen Elementen weisen einen identischen Farbort auf. Ein solches optoelektronisches Bauelement 100 kann insbesondere mittels der im Zusammenhang mit 10 und 12 erläuterten Verfahren hergestellt werden.
In einem Ausführungsbeispiel ist ein Verhältnis zwischen einer Höhe und einer Breite einer Kombination des optoelektronischen Halbleiterchips 40 und des optischen Elements 50 größer als 0,7, insbesondere größer als 0,8 und bevorzugt größer als 0,9. In einem Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Bauelements 100 grenzt der optoelektronische Halbleiterchip 40 an den Chipträger 70 an. Solche Ausgestaltungen können beispielsweise den 2 sowie 5 bis 12 entnommen werden. In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements 100 grenzt das optische Element 50 an den Chipträger 70 an. Dies ist beispielsweise im Zusammenhang mit 3, 4 und 11 gezeigt.
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

10: Ablaufdiagramm
11: erster Verfahrensschritt
12: zweiter Verfahrensschritt
13: dritter Verfahrensschritt
14: vierter Verfahrensschritt
15: fünfter Verfahrensschritt
16: sechster Verfahrensschritt
20: Träger
21: Trägermaterial
22: Kavität
23: Innenseite
24: Trägeroberseite
25: Kavitätsunterseite
26: dreidimensionale Struktur
40: optoelektronischer Halbleiterchip
41: Halbleiterschichtfolge
42: Kantenlänge
43: Klebstoff
44: Kontaktstift
50: optisches Element
51: aushärtbares Material
52: Klebstoff
53: Rakel
54: Beschichtung
55: Lösemittel
56: Trennmittel
57: verdampftes Trennmittel
58: Auskoppelstruktur
59: weiteres aushärtbares Material
61: Linsenstruktur
70: Chipträger
80: Lichtimpuls
81: weiterer Lichtimpuls
100: optoelektronisches Bauelement

Claims

Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements (100), mit den folgenden Schritten: - Bereitstellen eines Trägers (20), wobei der Träger (20) ein Trägermaterial (21) aufweist, welches für eine elektromagnetische Strahlung in zumindest einem Wellenlängenbereich transparent ist, und wobei der Träger (20) zumindest eine Kavität (22) aufweist; - Bereitstellen eines optoelektronischen Halbleiterchips (40) und eines optischen Elements (50), wobei der optoelektronische Halbleiterchip (40) aus einer Halbleiterschichtfolge besteht, wobei der optoelektronische Halbleiterchip (40) Kantenlängen (42) von maximal 200 Mikrometer aufweist, und wobei das optische Element beim Bereitstellen in der Kavität (22) des Trägers (20) angeordnet wird und aus einem aushärtbaren Material (51) besteht; - Teilaushärten des aushärtbaren Materials (51) derart, dass das optische Element (50) im Wesentlichen formstabil ist; - Bereitstellen eines Chipträgers (70) und anordnen des Trägers (20) oberhalb des Chipträgers (70) derart, dass die Kavität (22) des Trägers (20) dem Chipträger (70) zugewandt ist; - Lösen des optoelektronischen Halbleiterchips (40) und des optischen Elements (50) aus der Kavität (22) mittels Lichtimpuls (80), wobei ein Licht des Lichtimpulses (80) im transparenten Wellenlängenbereich des Trägers (20) liegt; - Übertragen des optoelektronischen Halbleiterchips (40) und des optischen Elements (50) auf den Chipträger (70).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Kavität (22) mit dem aushärtbaren Material (51) gefüllt wird und das aushärtbare Material (51) anschließend gerakelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Beschichtung (54) auf eine Innenseite (23) der Kavität (22) aufgebracht wird, bevor das aushärtbare Material (51) in der Kavität (22) angeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Beschichtung (54) ein hochsiedendes Lösemittel (55) aufweist, insbesondere aus einem hochsiedenden Lösemittel (55) besteht, und wobei das Lösemittel (55) durch den Lichtimpuls (80) zumindest teilweise verdampft wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das aushärtbare Material (51) ein Trennmittel (56) aufweist, wobei das Trennmittel (56) durch den Lichtimpuls (80) zumindest teilweise verdampft wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Träger (20) eine Vielzahl von Kavitäten (22) aufweist, wobei in mehreren Kavitäten (22) jeweils ein optisches Element (50) bereitgestellt wird und jedem optischen Element (50) ein optoelektronischer Halbleiterchip (40) zugeordnet ist, wobei beim Übertragen des optoelektronischen Halbleiterchips (40) und des optischen Elements (50) auf den Chipträger (70) eine Auswahl vorgenommen wird und die Kavität (22), in der sich das zu übertragende optische Element (50) befindet, gezielt mittels des Lichtimpulses (80) beleuchtet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das aushärtbare Material (51) innerhalb der Kavität (22) angeordnet wird und wobei der optoelektronische Halbleiterchip (40) auf dem aushärtbaren Material (51) angeordnet wird.
Verfahren nach Ansprüche 7, wobei der optoelektronische Halbleiterchip (40) zumindest teilweise, insbesondere vollständig, außerhalb der Kavität (22) angeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei das aushärtbare Material (51) vor dem Anordnen des optoelektronischen Halbleiterchips (40) teilausgehärtet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei der Träger (20) eine Trägeroberseite (24) aufweist, wobei die Kavität (22) von der Trägeroberseite (24) ausgeht und wobei eine Kavitätsunterseite (25), die der Trägeroberseite (24) gegenüberliegt, eine dreidimensionale Struktur (26) zur Formung des optischen Elements (50) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei in die dreidimensionale Struktur (26) ein weiteres aushärtbares Material (59) eingebracht wird und das aushärtbare Material (51) anschließend in die Kavität (22) eingebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei vor dem Übertragen des optoelektronischen Halbleiterchips (40) und des optischen Elements (50) auf den Chipträger (70) ein Farbort des lichtemittierenden Halbleiterchips (40) gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 12, der Träger (20) eine Vielzahl von Kavitäten (22) aufweist, wobei in mehreren Kavitäten (22) jeweils ein optisches Element (50) bereitgestellt wird und jedem optischen Element (50) ein optoelektronischer Halbleiterchip (40) zugeordnet ist, wobei mehrere optoelektronische Halbleiterchips (40) und optische Elemente auf den Chipträger (70) übertragen werden, wobei eine Auswahl der zu übertragenden optoelektronischen Halbleiterchips (40) anhand des Farborts vorgenommen wird und die Kavität (22), in der sich das zu übertragende optische Element (50) mit dem zugehörigen optoelektronischen Halbleiterchip (40) befindet, gezielt mittels des Lichtimpulses (80) beleuchtet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der optoelektronische Halbleiterchip (40) in der Kavität (22) angeordnet wird und anschließend das aushärtbare Material (51) in die Kavität (22) eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der optoelektronische Halbleiterchip (40) in der Kavität (22) mittels eines Klebstoffes (43) befestigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei das aushärtbare Material (51) ein Matrixmaterial und einen Konversionsleuchtstoff umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei der optoelektronische Halbleiterchip (40) und das optische Element (50) beim Übertragen auf den Chipträger (70) um 180 Grad rotiert werden.
Optoelektronisches Bauelement (100), aufweisend einen Chipträger (70), einen optoelektronischen Halbleiterchip (40) und ein optisches Element (50), wobei der optoelektronische Halbleiterchip (40) am optischen Element (50) angeordnet ist, wobei der optoelektronische Halbleiterchip (40) aus einer Halbleiterschichtfolge (41) besteht, wobei der optoelektronische Halbleiterchip (40) Kantenlängen (42) von maximal 200 Mikrometer aufweist, wobei das optische Element (50) aus einem zumindest teilausgehärteten aushärtbaren Material (51) besteht.
Optoelektronisches Bauelement (100) nach Anspruch 18, wobei auf dem Chipträger (70) eine Mehrzahl von optoelektronischen Halbleiterchips (40) mit jeweiligen optischen Elementen (50) angeordnet ist, wobei die optoelektronischen Halbleiterchips (40) mit jeweiligen optischen Elementen (50) einen identischen Farbort aufweisen.
Optoelektronisches Bauelement (100) nach Anspruch 18 oder 19, wobei ein Verhältnis zwischen einer Höhe und einer Breite einer Kombination des optoelektronischen Halbleiterchips (40) und des optischen Elements (50) größer als 0,7, insbesondere größer als 0,8 und bevorzugt größer als 0,9 ist.