DE112018004230T5

DE112018004230T5 - Eine optoelektronische komponente

Info

Publication number: DE112018004230T5
Application number: DE112018004230.8T
Authority: DE
Inventors: Khairul Mohd Arshad; Sok Gek Beh; Mohd Fauzi Zainordin; Jun Jun Lim
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2017-09-28
Filing date: 2018-04-10
Publication date: 2020-05-14
Also published as: US11616176B2; US20200235269A1; WO2019063137A1; WO2019063084A1

Abstract

Eine optoelektronische Komponente (10) umfasst einen Gehäusekörper (100) und ein optisches Element (300). Auf einer Oberseite des Gehäusekörpers (100) ist ein Falz (200) ausgebildet, der eine Schulter (210) und eine Wange (220) aufweist. Das optische Element (300) wird im Falz (200) so aufgenommen, dass ein Randbereich (310) des optischen Elements auf der Schulter des Falzes (200) aufliegt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine optoelektronische Komponente.
Optoelektronische Komponenten mit integrierten optischen Elementen sind im Stand der Technik bekannt. Es ist bekannt, optoelektronische Komponenten mit Gehäusekörpern mit integrierten optischen Reflektoren und auf dem Gehäusekörper angeordneten optischen Elementen bereitzustellen.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der internationalen Patentanmeldung PCT/EP/2017/074673, deren Offenbarungsinhalt hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine optoelektronische Komponente bereitzustellen. Dieses Ziel wird durch eine optoelektronische Komponente mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche erreicht. In den abhängigen Ansprüchen sind verschiedene Ausführungsformen offenbart.
Eine optoelektronische Komponente umfasst einen Gehäusekörper und ein optisches Element. Auf einer Oberseite des Gehäusekörpers ist ein Falz ausgebildet, der eine Schulter und eine Wange aufweist. Das optische Element wird im Falz so aufgenommen, dass ein Randbereich des optischen Elements auf der Schulter des Falzes aufliegt.
Vorteilhafterweise schützt der Falz des Gehäusekörpers das optische Element dieser optoelektronischen Komponente vor einem versehentlichen Entfernen. Insbesondere kann der Falz das optische Element davor schützen, herausgezogen oder abgeschert zu werden. Dies verringert das Risiko einer Beschädigung der optoelektronischen Komponente.
Gemäß einer Ausführungsform der optoelektronischen Komponente unterscheidet sich eine Höhe des Falzes von einer Dicke des Randbereichs des optischen Elements um weniger als 40%, bevorzugt um weniger als 20%, bevorzugt um weniger als 10%. Vorteilhafterweise bietet der Falz des Gehäusekörpers einen besonders wirksamen Schutz des optischen Elements für den Fall, dass die Höhe des Falzes und die Dicke des Randbereichs des optischen Elements ungefähr gleich sind.
Bei einer Ausführungsform der optoelektronischen Komponente wird ein Spalt zwischen dem Randbereich des optischen Elements und der Wange des Falzes gebildet. Der Spalt weist eine Breite von unter 200 µm oder von unter 100 µm auf. Vorteilhafterweise ermöglicht ein Spalt mit einer solchen Breite sowohl eine einfache Montage des optischen Elements am Gehäusekörper als auch eine präzise Ausrichtung des optischen Elements relativ zum Gehäusekörper.
Bei einer Ausführungsform der optoelektronischen Komponente ist zwischen der Wange des Falzes und der Schulter des Falzes ein stumpfer Winkel eingeschlossen. Vorteilhafterweise vereinfacht der stumpfe Winkel die Montage des optischen Elements im Falz des Gehäusekörpers der optoelektronischen Komponente. Der stumpfe Winkel sorgt für eine automatische Zentrierung des optischen Elements im Falz des Gehäusekörpers.
Bei einer Ausführungsform der optoelektronischen Komponente ist ein Klebstoff zwischen der Schulter des Falzes und dem Randbereich des optischen Elements angeordnet. Vorteilhafterweise fixiert der Klebstoff das optische Element im Falz. Ein weiterer Vorteil des Falzes besteht darin, dass die Wange des Falzes verhindert, dass der Klebstoff aus dem Gehäusekörper heraus nach außen gedrückt wird. Darüber hinaus kann der Falz dazu dienen, die Kontaktfläche zwischen dem Gehäusekörper, dem Klebstoff und dem optischen Element zu vergrößern, wodurch die Haftung zwischen dem Gehäusekörper und dem optischen Element erhöht wird.
Bei einer Ausführungsform der optoelektronischen Komponente erstreckt sich der Klebstoff bis zu einem Bereich zwischen der Wange des Falzes und dem Randbereich des optischen Elements. Vorteilhafterweise erhöht der im Bereich zwischen der Wange des Falzes und dem Randbereich des optischen Elements angeordnete Klebstoff die Kontaktfläche zwischen dem Falz des Gehäusekörpers, dem Klebstoff und dem Randbereich des optischen Elements, wodurch die Haftung zwischen dem Gehäusekörper und dem optischen Element erhöht wird.
Bei einer Ausführungsform der optoelektronischen Komponente weist die Oberseite des Gehäusekörpers eine rechteckige Form auf. Die Schulter des Falzes ist nur in den Ecken des Falzes ausgebildet. Vorteilhafterweise ermöglicht dies eine Konstruktion des Gehäusekörpers der optoelektronischen Komponente mit sehr kleinen Außenabmessungen.
Bei einer Ausführungsform der optoelektronischen Komponente umfasst der Gehäusekörper einen Hohlraum mit einer Öffnung an der Oberseite des Gehäusekörpers. Vorteilhafterweise kann der Hohlraum des Gehäusekörpers dazu dienen, einen optoelektronischen Halbleiterchip der optoelektronischen Komponente zu beherbergen.
Bei einer Ausführungsform der optoelektronischen Komponente umgibt der Falz die Öffnung des Hohlraums. Vorteilhafterweise ermöglicht dies, dass der Falz die optischen Elemente in mehreren räumlichen Richtungen abstützen und halten kann.
Bei einer Ausführungsform der optoelektronischen Komponente deckt das optische Element die Öffnung des Hohlraums ab. Vorteilhafterweise geht im Inneren des Hohlraums emittiertes Licht durch das optische Element hindurch, bevor es von der optoelektronischen Komponente abgestrahlt wird. Ein weiterer Vorteil des optischen Elements, das die Öffnung des Hohlraums abdeckt, besteht darin, dass das optische Element Schutz für Komponenten der optoelektronischen Komponente bietet, die innerhalb des Hohlraums angeordnet sind.
Bei einer Ausführungsform der optoelektronischen Komponente bildet eine Seitenwand des Hohlraums einen Reflektor aus. Vorteilhafterweise kann der durch die Seitenwand des Hohlraums gebildete Reflektor dazu dienen, Licht zu reflektieren und zu sammeln, das von einem optoelektronischen Halbleiterchip emittiert wird, der in dem Hohlraum des Gehäusekörpers der optoelektronischen Komponente angeordnet ist.
Bei einer Ausführungsform der optoelektronischen Komponente umfasst der Reflektor eine Goldbeschichtung. Vorteilhafterweise weist der Reflektor ein hohes Reflexionsvermögen auf und ist unempfindlich gegen Alterung.
Bei einer Ausführungsform der optoelektronischen Komponente deckt der Klebstoff den Reflektor teilweise ab. Vorteilhafterweise kann der Klebstoff, der Teile des Reflektors abdeckt, dazu dienen, die Homogenität des von der optoelektronischen Komponente abgestrahlten Lichts zu verbessern.
Bei einer Ausführungsform der optoelektronischen Komponente umfasst das optische Element eine optische Linse. Vorteilhafterweise kann die optische Linse dazu dienen, Licht auszubilden, das von der optoelektronischen Komponente abgestrahlt wird.
Bei einer Ausführungsform der optoelektronischen Komponente ist die optische Linse auf einer Unterseite des optischen Elements angeordnet. Die optische Linse erstreckt sich in den Hohlraum hinein. Dies ermöglicht vorteilhafterweise eine besonders kompakte Konstruktion der optoelektronischen Komponente. Dadurch, dass die optische Linse auf der Unterseite des optischen Elements und innerhalb des Hohlraums angeordnet ist, kann die Außenseite des optischen Elements flach sein, wodurch sich ein gleichförmiges und unempfindliches äußeres Erscheinungsbild der optoelektronischen Komponente ergibt.
Bei einer Ausführungsform der optoelektronischen Komponente ist die Linse asymmetrisch. Vorteilhafterweise ermöglicht es eine asymmetrische optische Linse, Licht in eine ausgewählte Richtung abzulenken, so dass die optoelektronische Komponente einen gekippten Sichtwinkel aufweist.
Bei einer Ausführungsform der optoelektronischen Komponente umfasst die optoelektronische Komponente einen Träger mit einem auf einer Oberseite des Trägers angeordneten Die-Anbringfeld und einem auf einer Unterseite des Trägers angeordneten Lötfeld. Der Gehäusekörper ist auf der Oberseite des Trägers angeordnet. Vorteilhafterweise kann der Träger der optoelektronischen Komponente dazu dienen, einen oder mehrere optoelektronische Halbleiterchips und andere Komponenten der optoelektronischen Komponente zu tragen. Der Träger kann auch dazu dienen, elektrische Komponenten der optoelektronischen Komponente elektrisch zu verbinden.
Bei einer Ausführungsform der optoelektronischen Komponente erstreckt sich mindestens eine Durchkontaktierung (Via) durch den Träger zwischen dem Die-Anbringfeld und dem Lötfeld. Vorteilhafterweise kann die Durchkontaktierung dazu dienen, Wärme abzuleiten, die von einem optoelektronischen Halbleiterchip erzeugt wird, der auf dem Die-Anbringfeld des Trägers angeordnet ist.
Bei einer Ausführungsform der optoelektronischen Komponente umfasst eine Unterseite des Gehäusekörpers einen Ausschnitt. Ein optoelektronischer Halbleiterchip ist auf dem Die-Anbringfeld des Trägers in dem Ausschnitt des Gehäusekörpers angeordnet. Vorteilhafterweise kann der optoelektronische Halbleiterchip dazu dienen, elektromagnetische Strahlung zu emittieren. Der optoelektronische Halbleiterchip kann beispielsweise ein LED-Chip sein. Der optoelektronische Halbleiterchip kann so designt sein, dass er beispielsweise Licht im sichtbaren Bereich oder im IR-Bereich emittiert.
Eine weitere optoelektronische Komponente umfasst einen Gehäusekörper mit einem Hohlraum und umfasst ein optisches Element mit einer Außenfläche. Das optische Element ist so am Gehäusekörper angeordnet, dass die Außenfläche einer Seitenwand des Hohlraums zugewandt ist. Vorteilhafterweise weist diese optoelektronische Komponente kompakte Außenabmessungen auf. Das optische Element dieser optoelektronischen Komponente kann dazu dienen, von einem optoelektronischen Halbleiterchip dieser optoelektronischen Komponente emittiertes Licht zu einzusammeln. Zu diesem Zweck kann die äußere Oberfläche des optischen Elements als eine reflektierende Oberfläche dienen, an der Licht durch Totalreflexion reflektiert wird. Vorteilhafterweise kann dies die Notwendigkeit eines zusätzlichen Reflektorelements beseitigen.
Bei einer Ausführungsform der optoelektronischen Komponente umfasst das optische Element eine optische Linse. Die optische Linse erstreckt sich in den Hohlraum hinein. Die optische Linse umfasst die äußere Oberfläche. Vorteilhafterweise ermöglicht die optische Linse des optischen Elements, die in dem Hohlraum des Gehäusekörpers der optoelektronischen Komponente angeordnet ist, ein kompaktes Design der optoelektronischen Komponente.
Bei einer Ausführungsform der optoelektronischen Komponente ist die optische Linse asymmetrisch. Vorteilhafterweise ermöglicht es eine asymmetrische optische Linse, Licht in eine ausgewählte Richtung abzulenken, so dass die optoelektronische Komponente einen gekippten Sichtwinkel aufweist.
Bei einer Ausführungsform der optoelektronischen Komponente ist die optische Linse eine TR-Linse. Vorteilhafterweise ermöglicht dies ein kompaktes Design der optischen Linse. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die als TR-Linse designte optische Linse einen zentralen Trichter aufweist, der es ermöglicht, dass unter einem großen Winkel emittiertes Licht in die optische Linse eintreten kann. Dieses Licht kann dann die äußere Oberfläche des optischen Elements erreichen und durch Totalreflexion an der äußeren Oberfläche des optischen Elements reflektiert werden, so dass das unter einem großen Winkel emittierte Licht eingesammelt und konzentriert wird.
Bei einer Ausführungsform der optoelektronischen Komponente ist ein optoelektronischer Halbleiterchip in dem Hohlraum angeordnet. Vom optoelektronischen Halbleiterchip emittiertes Licht wird zumindest teilweise in das optische Element eingekoppelt und wird zumindest teilweise durch Totalreflexion an der äußeren Oberfläche reflektiert. Vorteilhafterweise dient das optische Element dieser optoelektronischen Komponente dazu, das vom optoelektronischen Halbleiterchip emittierte Licht einzusammeln und zu konzentrieren. Dies kann es ermöglichen, die optoelektronische Komponente ohne weitere Reflektoren zu designen.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung und die Art und Weise, wie sie erreicht werden, werden in Verbindung mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die in Verbindung mit den Zeichnungen ausführlicher erläutert werden, klarer und klarer verständlich, in welchen in schematischer Darstellung:

1 eine perspektivische Ansicht eines Gehäusekörpers einer optoelektronischen Komponente zeigt;
2 eine perspektivische Ansicht eines Trägers einer optoelektronischen Komponente zeigt;
3 eine perspektivische Ansicht eines optischen Elements einer optoelektronischen Komponente zeigt;
4 eine Bodenseite des optischen Elements zeigt, die eine optische Linse umfasst;
5 eine Draufsicht auf den Gehäusekörper, den Träger und einen optoelektronischen Halbleiterchip zeigt;
6 eine Schnittansicht einer optoelektronischen Komponente zeigt, die den Träger, den Gehäusekörper, den optoelektronischen Halbleiterchip und das optische Element umfasst;
7 eine teilweise transparente perspektivische Ansicht der optoelektronischen Komponente zeigt;
8 eine weitere perspektivische Ansicht der optoelektronischen Komponente zeigt; und
9 eine Schnittansicht einer weiteren optoelektronischen Komponente zeigt, die einen Gehäusekörper, einen optoelektronischen Halbleiterchip und ein optisches Element umfasst.

1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Gehäusekörpers 100 in schematischer Darstellung. Der Gehäusekörper 100 ist derart designt, dass er Teil eines Gehäuses einer optoelektronischen Komponente, beispielsweise einer Leuchtdiodenkomponente, ist.
Der Gehäusekörper 100 umfasst eine annähernd würfelförmige Gestalt mit einer Oberseite 101 und einer Unterseite 102 gegenüber der Oberseite 101.
Der Gehäusekörper 100 weist einen Hohlraum 110 auf. Der Hohlraum 110 weist eine Öffnung 120 an der Oberseite 101 des Gehäusekörpers 100 auf. An der Unterseite 102 des Gehäusekörpers 100 bildet der Hohlraum 110 einen Ausschnitt 130. Zusammen bildet der Hohlraum 110 einen Tunnel, der sich durch den Gehäusekörper 100 zwischen der Öffnung 120 an der Oberseite 101 des Gehäusekörpers und dem Ausschnitt 130 an der Unterseite 102 des Gehäusekörpers 100 erstreckt.
Die Öffnung 120 an der Oberseite 101 des Gehäusekörpers 100 weist eine größere Fläche als der Ausschnitt 130 an der Unterseite 102 des Gehäusekörpers 100 auf. Zwischen dem Ausschnitt 130 und der Öffnung 120 erweitert sich der Hohlraum 110 derart, dass eine Seitenwand 140 des Hohlraums 110 konvex ist.
Die Seitenwand 140 des Hohlraums 110 bildet einen Reflektor 150 aus. Zu diesem Zweck kann die Seitenwand 140 des Reflektors 150 eine Goldbeschichtung 160 aufweisen. Allerdings kann die Goldbeschichtung 160 auch weggelassen werden.
Der Gehäusekörper 100 kann ein Kunststoffmaterial umfassen, beispielsweise ein schwarzes Polyphthalamid (PPA). Der Gehäusekörper 100 kann beispielsweise durch Formen hergestellt werden.
Der Gehäusekörper 100 umfasst einen Falz 200, der an der Oberseite 101 des Gehäuses 100 angeordnet ist. Der Falz 200 weist eine rechteckige Form auf und erstreckt sich entlang der Außenkanten der Oberseite 101 des Gehäusekörpers 100. Folglich umgibt der Falz 200 die Öffnung 120 des Hohlraums 110. Der Falz 200 kann auch als ein Rahmen bezeichnet werden.
Der Falz 200 umfasst eine Schulter 210 und eine Wange 220. Die Schulter 210 ist parallel zur Oberseite 101 des Gehäusekörpers 100 orientiert und gegenüber der Oberseite 101 des Gehäusekörpers 100 versetzt. Die Wange 220 des Falzes 200 ist nach oben orientiert und umgibt die Schulter 210 des Falzes 200. Die Wange 220 weist eine Höhe 211 auf, die in einer Richtung senkrecht zur Oberseite 101 des Gehäusekörpers 100 gemessen wird, so dass die Schulter 210 des Falzes 200 bezüglich der Oberseite 101 um die Höhe 211 versetzt ist.
Die Wange 220 des Falzes 200 kann senkrecht zur Schulter 210 des Falzes orientiert sein. Es ist auch möglich, dass ein stumpfer Winkel 230, größer als 90° zwischen der Wange 220 des Falzes 200 und der Schulter 210 des Falzes 200 eingeschlossen ist. Die Figur zeigt eine Ausführungsform, bei der der Winkel 230 mit mehr als 90° stumpf ist.
In der Nähe der Ecken 240 des rechteckigen Falzes 200 weist die Schulter 210 des Falzes 200 eine ausgedehnte Fläche auf, wohingegen sich in den Mittelpunkten der Kanten der Oberseite 101 des Gehäusekörpers 100 die Öffnung 120 des Hohlraums 110 bis zur Wange 220 des Falzes 200 erstreckt, so dass die Breite der Schulter 210 zu null verschwindet. Folglich ist die Schulter 210 des Falzes 200 nur in den Ecken 240 des Falzes 200 ausgebildet.
2 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Trägers 400. Der Träger 400 kann beispielsweise eine Leiterplatte (PCB) sein. Der Träger 400 weist eine flache Form mit einer Oberseite 401 und einer der Oberseite 401 entgegengesetzten Unterseite 402 auf.
Ein Die-Anbringfeld 410 und ein Draht-Anbringfeld 420 sind an der Oberseite 401 des Trägers 400 angeordnet.
3 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines optischen Elements 300. 4 zeigt eine schematische Untersicht des optischen Elements 300. Das optische Element 300 umfasst ein optisch transparentes Material und ist zum Ausbilden von Licht designt, das durch das optische Element 300 hindurchgeht. Das optische Element 300 kann beispielsweise ein Epoxidharz umfassen. Das optische Element 300 kann beispielsweise durch Formen hergestellt werden.
Das optische Element 300 umfasst eine rechteckige Platte 305 mit einer Oberseite 301 und einer der Oberseite 301 entgegengesetzten Unterseite 302. Die Platte 305 weist eine Dicke 311 auf, die zwischen der Oberseite 301 und der Unterseite 302 gemessen wird.
Die Oberseite 301 der Platte 305 des optischen Elements 300 ist flach. Bei anderen Ausführungsformen kann die Oberseite 301 der Platte 305 des optischen Elements 300 allerdings strukturiert sein.
An der Unterseite 302 der Platine 305 weist das optische Element 300 eine optische Linse 330 auf. Die optische Linse 330 ist an der Unterseite 302 der Platte 305 angebracht und deckt nur einen zentralen Teil der Unterseite 302 der Platte 305 ab, so dass die vorspringenden Teile der Platte 305 einen Randbereich 310 ausbilden. Die Teile der Unterseite 302 der Platte 305, die nicht von der optischen Linse 330 abgedeckt sind, bilden Auflageflächen 320 aus. Die Auflageflächen 320 sind die Teile der Unterseite 302 der Teile der Platte 305, die den Randbereich 310 ausbilden.
Die optische Linse 330 ist eine Sammellinse und ist in dem in 3 und 4 dargestellten Beispiel als TR-Linse (Totalreflexionslinse) mit einem Außenabschnitt 350 und einem Innenabschnitt 360 designt. Die optische Linse 330 kann allerdings auch anders designt sein, beispielsweise als eine sphärische Konvexlinse.
Die optische Linse 330 des optischen Elements 300, die als TR-Linse designt ist, bedeutet, dass der Innenabschnitt 360 der optischen Linse 330 gegenüber dem Außenabschnitt 350 so versetzt ist, dass eine äußere Oberfläche 380 der optischen Linse 330 an der Unterseite 302 des optischen Elements 300 eine Diskontinuität am Übergang zwischen dem Außenabschnitt 350 und dem Innenabschnitt 360 der optischen Linse 330 aufweist. Der Innenabschnitt 360 ist relativ zum Außenabschnitt 350 der optischen Linse 330 versetzt, so dass an der Unterseite 302 des optischen Elements 300 ein Trichter 390 ausgebildet ist. Der Trichter 390 umfasst eine Trichterwand 395, die die äußere Oberfläche 380 des Außenabschnitts 350 der optischen Linse 330 mit der äußeren Oberfläche 380 des Innenabschnitts 360 der optischen Linse 330 verbindet.
In dem in den 3 und 4 abgebildeten Beispiel ist die optische Linse 330 asymmetrisch. Eine optische Achse 340 der optischen Linse 330 des optischen Elements 300 ist nicht senkrecht zur Oberseite 301 und zur Unterseite 302 der Platte 305 des optischen Elements 300 orientiert, sondern in Bezug auf eine Richtung senkrecht zur Unterseite 302 der Platte 305 des optischen Elements 300 geneigt. Bei anderen Ausführungsformen kann die optische Linse 330 allerdings symmetrisch sein.
5 zeigt eine schematische Draufsicht auf den Gehäusekörper 100 von 1 und den Träger 400 von 2 in einem teilweise zusammengebauten Zustand.
Ein optoelektronischer Halbleiterchip 500 wurde auf dem Die-Anbringfeld 410 auf der Oberseite 401 des Trägers 400 angeordnet. Der optoelektronische Halbleiterchip 500 wurde elektrisch mit dem Draht-Anbringfeld 420 auf der Oberseite 401 des Trägers 400 mit einem Bonddraht 510 verbunden. Der optoelektronische Halbleiterchip 500 ist zum Emittieren elektromagnetischer Strahlung, beispielsweise von sichtbarem Licht, designt. Der optoelektronische Halbleiterchip 500 kann beispielsweise ein Leuchtdiodenchip (LED-Chip) sein. Der optoelektronische Halbleiterchip 500 kann so designt sein, dass er beispielsweise Licht im sichtbaren Bereich oder im IR-Bereich emittiert.
Der Gehäusekörper 100 wurde über der Oberseite 401 des Trägers 400 so angeordnet, dass die Unterseite 102 des Gehäusekörpers 100 der Oberseite 401 des Trägers 400 zugewandt ist. Der optoelektronische Halbleiterchip 500 und der Bonddraht 510 sind in dem Ausschnitt 130 des Hohlraums 110 des Gehäusekörpers 100 so angeordnet, dass der optoelektronische Halbleiterchip 500 innerhalb des Hohlraums 110 des Gehäusekörpers 100 angeordnet ist.
Es ist möglich, den Gehäusekörper 100 über der Oberseite 401 des Trägers 400 vor oder nach dem Anordnen des optoelektronischen Halbleiterchips 500 auf dem Die-Anbringfeld 410 an der Oberseite 401 des Trägers 400 anzuordnen.
Ein Klebstoff 260 wurde in den Ecken 240 des Falzes 200 auf der Schulter 210 des Falzes 200 des Gehäusekörpers 100 angeordnet. Der Klebstoff 260 kann beispielsweise durch Stempelung aufgebracht worden sein. Es ist möglich, den Klebstoff 260 so auf die Schulter 210 aufzutragen, dass zunächst nur Teile der Schulter 210 von dem Klebstoff 260 bedeckt sind. Danach kann sich der Klebstoff 260 ausbreiten, um den größten Teil oder die gesamte Oberfläche der Schulter 210 des Falzes 200 zu bedecken.
6 zeigt eine schematische Schnittansicht des Gehäusekörpers 100, des Trägers 400 und des optoelektronischen Halbleiterchips 500 nach dem Zusammenbau des optischen Elements 300, um die Herstellung einer optoelektronischen Komponente 10 abzuschließen. 7 zeigt eine schematische und teilweise transparente Perspektivansicht der optoelektronischen Komponente 10. 8 zeigt eine weitere schematische Perspektivansicht der optoelektronischen Komponente 10.
Das optische Element 300 wurde auf der Oberseite 101 des Gehäusekörpers 100 so angeordnet, dass das optische Element 300 in dem Falz 200 aufgenommen ist. Die Unterseite 302 des optischen Elements 300 ist zum Gehäusekörper 100 und dem Träger 400 orientiert. Die Auflageflächen 320 des Randbereichs 310 des optischen Elements 300 ruhen auf der Schulter 210 des Falzes 200.
Der zuvor auf der Schulter 210 des Falzes 200 angeordnete Klebstoff 260 hält das optische Element 300 im Falz 200. Der Klebstoff 260 ist zwischen der Schulter 210 des Falzes 200 und den Auflageflächen 320 des Randbereichs 310 des optischen Elements 300 angeordnet. Eine gewisse Menge des Klebstoffs kann in einen Bereich zwischen der Wange 220 des Falzes 200 und den Randbereich 310 des optischen Elements 300 gedrückt worden sein. Etwas des Klebstoffs 260 kann in den Hohlraum 110 geflossen sein und einen Teil der Seitenwand 140 des Hohlraums 110 bedecken, die den Reflektor 150 bildet.
Es ist zweckmäßig, dass die Höhe 211 der Schulter 210 des Falzes 200 des Gehäusekörpers 100 ungefähr gleich der Dicke 311 des Randbereichs 310 des optischen Elements 300 ist. Die Höhe 211 der Schulter 210 des Falzes 200 kann sich von der Dicke 311 des Randbereichs 310 des optischen Elements 300 um nicht mehr als 10% oder nicht mehr als 20% oder nicht mehr als 40% oder beispielsweise um nicht mehr als 50 µm unterscheiden.
Es ist zweckmäßig, dass die Größe der Platte 305 des optischen Elements 300 etwas kleiner ist als die Fläche des Falzes 200 des Gehäusekörpers 100. Dies ermöglicht es, dass ein kleiner Spalt 250 zwischen dem Randbereich 310 des optischen Elements 300 und der Wange 220 des Falzes 200 gebildet wird, wenn das optische Element 300 in dem Falz 200 aufgenommen wird. Der Spalt 250 kann eine Breite 251 aufweisen, die nahe der Schulter 210 des Falzes 200 gemessen wird und beispielsweise unter 200 µm oder unter 100 µm liegt.
Das in dem Falz 200 aufgenommene optische Element 300 deckt die Öffnung 120 des Hohlraums 110 des Gehäusekörpers 100 ab.
Die optische Linse 330 des optischen Elements 300 erstreckt sich in den Hohlraum 110 des Gehäusekörpers 100 hinein. Die äußere Oberfläche des Außenabschnitts 350 der optischen Linse 330 kann der Gestalt der Seitenwand 140 des Hohlraums 110 eng folgen. Wenn die optische Linse 330 asymmetrisch ist, kann der Hohlraum 110 des Gehäusekörpers 100 eine entsprechende Asymmetrie aufweisen.
Der vertiefte Innenabschnitt 360 der optischen Linse 330 lässt genügend Platz für den optoelektronischen Halbleiterchip 500, der auf der Oberseite 401 des Trägers 400 angeordnet ist. Die optische Linse 330 des optischen Elements 300 kann eine Einkerbung 370 zum Aufnehmen des Bonddrahts 510 aufweisen.
Ein Lötfeld 430 ist an der Unterseite 402 des Trägers 400 angeordnet. Das Lötfeld 430 ist dem auf der Oberseite 401 des Trägers 400 angeordneten Die-Anbringfeld 410 entgegengesetzt angeordnet. Das Die-Anbringfeld 410 und das Lötfeld 430 sind durch mehrere Via-Durchkontaktierungen 440, die sich durch den Träger 400 erstrecken, elektrisch miteinander verbunden. Das Lötfeld 430 stellt somit eine elektrische Verbindung zu dem optoelektronischen Halbleiterchip 500 der optoelektronischen Komponente 10 her. Das Lötfeld 430 ermöglicht das elektrische Verbinden der optoelektronischen Komponente 10 mittels einer Oberflächenmontagetechnologie, beispielsweise durch Reflow-Löten.
Die Via-Durchkontaktierungen 440 können nicht nur eine elektrische Verbindung zwischen dem Die-Anbringfeld 410 und dem Lötfeld 430 herstellen, sondern können auch einen guten wärmetechnischen Kontakt bereitstellen. Wärme, die durch den optoelektronischen Halbleiterchip 500 während des Betriebs der optoelektronischen Komponente 10 erzeugt wird, kann durch das Die-Anbringfeld 410, die Via-Durchkontaktierungen 440 und das Lötfeld 430 abgeführt werden.
9 zeigt eine schematische Schnittansicht einer optoelektronischen Komponente 20. Die in 9 gezeigte optoelektronische Komponente 20 ist der in den 6 bis 8 veranschaulichten optoelektronischen Komponente 10 ähnlich, so dass die obige Beschreibung der optoelektronischen Komponente 10 auch für die optoelektronische Komponente 20 von 9 gilt, mit Ausnahme der im Folgenden erläuterten Unterschiede. Für Elemente der optoelektronischen Komponente 20, die ähnlichen oder gleichen Elementen der optoelektronischen Komponente 10 entsprechen, wurden in 9 die gleichen Bezugszahlen wie in den 6 bis 8 verwendet.
Genau wie die optoelektronische Komponente 10, die in den 6 bis 8 gezeigt ist, umfasst die in 9 gezeigte optoelektronische Komponente 20 einen Gehäusekörper 100 mit einem Hohlraum 110 mit einer Seitenwand 140. Die optoelektronische Komponente 20 umfasst auch das optische Element 300 mit der äußeren Oberfläche 380. Das optische Element 300 ist derart auf dem Gehäusekörper 100 angeordnet, dass die äußere Oberfläche 380 der Seitenwand 140 des Hohlraums 110 des Gehäusekörpers 100 zugewandt ist. Insbesondere ist das optische Element 300 auf dem Gehäusekörper 100 so angeordnet, dass sich die optische Linse 330 des optischen Elements 300 in den Hohlraum 110 des Gehäusekörpers 100 hinein erstreckt. Die äußere Oberfläche 380 der optischen Linse 330 ist der Seitenwand 140 des Hohlraums 110 zugewandt. Dies ist die gleiche Anordnung wie bei der in den 6 bis 8 gezeigten optoelektronischen Komponente 10. Insbesondere ist das optische Element 300 der optoelektronischen Komponente 20 identisch mit dem optischen Element 300 der optoelektronischen Komponente 10.
In der optoelektronischen Komponente 20 von 9 weist die Seitenwand 140 des Hohlraums 110 des Gehäusekörpers 100 keine Goldbeschichtung auf. Vom optoelektronischen Halbleiterchip 500 emittiertes Licht 520 wird in den Trichter 390 an der Unterseite 302 des optischen Elements 300 abgestrahlt. Licht 520, das in Bezug auf eine Richtung senkrecht zur Oberseite des optoelektronischen Halbleiterchips 500 unter einem kleinen Winkel emittiert wird, tritt in den Innenabschnitt 360 der optischen Linse 330 des optischen Elements 300 ein und wird durch den Innenabschnitt 360 der optischen Linse 330 des optischen Elements 300 abgelenkt und konzentriert. Licht, das in Bezug auf eine Richtung senkrecht zur Oberseite des optoelektronischen Halbleiterchips 500 unter einem großen Winkel emittiert wird, tritt durch die Trichterwand 395 des Trichters 390 an der Unterseite 302 des optischen Elements 300 in den Außenabschnitt 350 der optischen Linse 330 des optischen Elements 300 ein. Dieses Licht pflanzt sich innerhalb des Außenabschnitts 350 der optischen Linse 330 des optischen Elements 300 fort, bis es die äußere Oberfläche 380 des Außenabschnitts 350 der optischen Linse 330 erreicht. An der äußeren Oberfläche 380 wird das Licht durch Totalreflexion reflektiert. Das an der äußeren Oberfläche 380 des Außenabschnitts 350 der optischen Linse 330 reflektierte Licht wird somit auch von der optischen Linse 330 des optischen Elements 300 konzentriert und kann an der Oberseite 301 des optischen Elements 300 aus dem optischen Element 300 extrahiert werden. Da das von dem optoelektronischen Halbleiterchip 500 unter einem großen Winkel emittierte Licht durch Totalreflexion von der äußeren Oberfläche 380 der optischen Linse 330 eingesammelt wird, ist es nicht erforderlich, dass die Seitenwand 140 des Hohlraums 110 des Gehäusekörpers 100 eine Beschichtung zur Erhöhung des Reflexionsvermögens der Seitenwand 140 des Hohlraums 110 aufweist.
Der Gehäusekörper 100 der in 9 gezeigten optoelektronischen Komponente 20 unterscheidet sich geringfügig von dem Gehäusekörper 100 der in den 6 bis 8 gezeigten optoelektronischen Komponente 10. Der Gehäusekörper 100 der optoelektronischen Komponente 20 weist keinen Ausschnitt an der Unterseite 102 des Gehäusekörpers 100 auf. Stattdessen ist der Hohlraum 110 des Gehäusekörpers 100 der optoelektronischen Komponente 20 am Boden geschlossen. Die optoelektronische Komponente 20 weist keinen vom Gehäusekörper 100 getrennten Träger auf. Stattdessen umfasst der Gehäusekörper 100 der optoelektronischen Komponente 20 einen ersten Leiterrahmenabschnitt 450 und einen zweiten Leiterrahmenabschnitt 460, die in den Gehäusekörper 100 an der Unterseite 102 des Gehäusekörpers 100 eingebettet sind. Der erste Leiterrahmenabschnitt 450 bildet das Die-Anbringfeld 410 am Boden des Hohlraums 110 und ein Lötfeld 430 an der Unterseite 102 des Gehäusekörpers 100 aus. Der zweite Leiterrahmenabschnitt 460 bildet das Draht-Anbringfeld 420 am Boden des Hohlraums 110 und ein weiteres Lötfeld 430 an der Unterseite 102 des Gehäusekörpers 100 aus. Der Gehäusekörper 100 der in 9 gezeigten optoelektronischen Komponente 20 kann beispielsweise eine Epoxidformungsverbindung umfassen.
In der in 9 gezeigten optoelektronischen Komponente 20 umfasst der Gehäusekörper 100 den Falz 200 mit der Schulter 210 und der Wange 220 an der Oberseite 101 des Gehäusekörpers 100, genau wie der Gehäusekörper 100 der in 6 bis 8 gezeigten optoelektronischen Komponente 10. Das optische Element 300 der optoelektronischen Komponente 20 ist mit dem optischen Element 300 der optoelektronischen Komponente 10 identisch und umfasst die Platte 305, wobei der Randbereich 310 die Auflagefläche 320 ausbildet. Es ist allerdings möglich, den Gehäusekörper 100 und das optische Element 300 der optoelektronischen Komponente 20 derart unterschiedlich zu designen, dass das optische Element 300 der optoelektronischen Komponente 20 nicht in einem Falz 200 des Gehäusekörpers 100 aufgenommen wird. Beispielsweise kann das optische Element 300 auf einer ebenen Fläche an der Oberseite 101 des Gehäusekörpers 100 aufliegen.
Die Erfindung wurde auf der Basis der bevorzugten Ausführungsbeispiele speziell detaillierter veranschaulicht und beschrieben. Nichtsdestotrotz ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Beispiele beschränkt. Vielmehr können vom Fachmann andere Variationen daraus abgeleitet werden, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.
Bezugszeichenliste

10: optoelektronische Komponente
20: optoelektronische Komponente
100: Gehäusekörper
101: Oberseite
102: Unterseite
110: Hohlraum
120: Öffnung
130: Ausschnitt
140: Seitenwand
150: Reflektor
160: Goldbeschichtung
200: Falz
210: Schulter
211: Höhe
220: Wange
230: stumpfer Winkel
240: Ecke
250: Spalt
251: Breite
260: Klebstoff
300: optisches Element
301: Oberseite
302: Unterseite
305: Platte
310: Randbereich
311: Dicke
320: Auflagefläche
330: optische Linse
340: optische Achse
350: Außenabschnitt
360: Innenabschnitt
370: Einkerbung
380: äußere Oberfläche
390: Trichter
395: Trichterwand
400: Träger
401: Oberseite
402: Unterseite
410: Die-Anbringfeld
420: Draht-Anbringfeld
430: Lötfeld
440: Via-Kontakt
450: erster Leiterrahmenabschnitt
460: zweiter Leiterrahmenabschnitt
500: optoelektronischer Halbleiterchip
510: Bonddraht
520: Licht

Claims

Optoelektronische Komponente (10, 20), die einen Gehäusekörper (100) und ein optisches Element (300) umfasst, wobei ein Falz (200), der eine Schulter (210) und eine Wange (220) aufweist, auf einer Oberseite (101) des Gehäusekörpers (100) ausgebildet ist, wobei das optische Element (300) so im Falz (200) aufgenommen ist, dass ein Randbereich (310) des optischen Elements (300) auf der Schulter (210) des Falzes (200) aufliegt.
Optoelektronische Komponente (10, 20) nach Anspruch 1, wobei sich eine Höhe (211) des Falzes (200) von einer Dicke (311) des Randbereichs (310) des optischen Elements (300) um weniger als 40%, vorzugsweise um weniger als 20%, vorzugsweise um weniger als 10% unterscheidet.
Optoelektronische Komponente (10, 20) nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei ein Spalt (250) zwischen dem Randbereich (310) des optischen Elements (300) und der Wange (220) des Falzes (200) ausgebildet ist, wobei der Spalt (250) eine Breite (251) von unter 200 µm oder von unter 100 µm aufweist.
Optoelektronische Komponente (10, 20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein stumpfer Winkel (230) zwischen der Wange (220) des Falzes (200) und der Schulter (210) des Falzes (200) eingeschlossen ist.
Optoelektronische Komponente (10, 20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Klebstoff (260) zwischen der Schulter (210) des Falzes (200) und dem Randbereich (310) des optischen Elements (300) angeordnet ist.
Optoelektronische Komponente (10, 20) nach Anspruch 5, wobei sich der Klebstoff (260) zu einem Gebiet zwischen der Wange (220) des Falzes (200) und dem Randbereich (310) des optischen Elements (300) erstreckt.
Optoelektronische Komponente (10, 20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Oberseite (101) des Gehäusekörpers (100) eine rechteckige Gestalt aufweist, wobei die Schulter (210) des Falzes (200) nur in den Ecken (240) des Falzes (200) ausgebildet ist.
Optoelektronische Komponente (10, 20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Gehäusekörper (100) einen Hohlraum (110) umfasst, der eine Öffnung (120) an der Oberseite (101) des Gehäusekörpers (100) aufweist.
Optoelektronische Komponente (10, 20) nach Anspruch 8, wobei der Falz (200) die Öffnung (120) des Hohlraums (110) umgibt.
Optoelektronische Komponente (10, 20) nach einem der Ansprüche 8 und 9, wobei das optische Element (300) die Öffnung (120) des Hohlraums (110) abdeckt.
Optoelektronische Komponente (10) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei eine Seitenwand (140) des Hohlraums (110) einen Reflektor (150) ausbildet.
Optoelektronische Komponente (10) nach Anspruch 11, wobei der Reflektor (150) eine Goldbeschichtung (160) aufweist.
Optoelektronische Komponente (10) nach einem der Ansprüche 11 und 12 und einem der Ansprüche 5 und 6, wobei der Klebstoff (260) den Reflektor (150) teilweise abdeckt.
Optoelektronische Komponente (10, 20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das optische Element (300) eine optische Linse (330) umfasst.
Optoelektronische Komponente (10, 20) nach Anspruch 14, wobei die optische Linse (330) auf einer Unterseite (302) des optischen Elements (300) angeordnet ist, wobei sich die optische Linse (330) in den Hohlraum (110) hinein erstreckt.
Optoelektronische Komponente (10, 20) nach einem der Ansprüche 14 und 15, wobei die optische Linse (330) asymmetrisch ist.
Optoelektronische Komponente (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die optoelektronische Komponente (10) einen Träger (400) umfasst, der ein auf einer Oberseite (401) des Trägers (400) angeordnetes Die-Anbringfeld (410) und ein auf einer Unterseite (402) des Trägers (400) angeordnetes Lötfeld (430) aufweist, wobei der Gehäusekörper (100) auf der Oberseite (401) des Trägers (400) angeordnet ist.
Optoelektronische Komponente (10) nach Anspruch 17, wobei sich mindestens eine Via-Durchkontaktierung (440) durch den Träger (400) zwischen dem Die-Anbringfeld (410) und dem Lötfeld (430) erstreckt.
Optoelektronische Komponente (10) nach einem der Ansprüche 17 und 18, wobei eine Unterseite (102) des Gehäusekörpers (100) einen Ausschnitt (130) aufweist, wobei ein optoelektronischer Halbleiterchip (500) auf dem Die-Anbringfeld (410) des Trägers (400) in dem Ausschnitt (130) des Gehäusekörpers (100) angeordnet ist.
Optoelektronische Komponente (10, 20), die einen Gehäusekörper (100) mit einem Hohlraum (110) umfasst, und ein optisches Element (300) mit einer äußeren Oberfläche (380) umfasst, wobei das optische Element (300) derart auf dem Gehäusekörper (100) angeordnet ist, dass die äußere Oberfläche (380) einer Seitenwand (140) des Hohlraums (110) zugewandt ist.
Optoelektronische Komponente (10, 20) nach Anspruch 20, wobei das optische Element (300) eine optische Linse (330) umfasst, wobei sich die optische Linse (330) in den Hohlraum (110) hinein erstreckt, wobei die optische Linse (330) die äußere Oberfläche (380) umfasst.
Optoelektronische Komponente (10, 20) nach einem der Ansprüche 20 und 21, wobei die optische Linse (330) asymmetrisch ist.
Optoelektronische Komponente (10, 20) nach einem der Ansprüche 20 bis 22, wobei ein optoelektronischer Halbleiterchip (500) in dem Hohlraum (110) angeordnet ist. wobei vom optoelektronischen Halbleiterchip (500) emittiertes Licht zumindest teilweise in das optische Element (300) eingekoppelt wird und zumindest teilweise durch Totalreflexion an der äußeren Oberfläche (380) reflektiert wird.