EP2513985A1 - Verfahren zur herstellung eines gehäuses für ein optoelektronisches halbleiterbauteil, gehäuse und optoelektronisches halbleiterbauteil - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines gehäuses für ein optoelektronisches halbleiterbauteil, gehäuse und optoelektronisches halbleiterbauteil

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EP2513985A1
EP2513985A1 EP10788034A EP10788034A EP2513985A1 EP 2513985 A1 EP2513985 A1 EP 2513985A1 EP 10788034 A EP10788034 A EP 10788034A EP 10788034 A EP10788034 A EP 10788034A EP 2513985 A1 EP2513985 A1 EP 2513985A1
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EP
European Patent Office
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housing
reflector part
plastic material
reflector
electromagnetic radiation
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10788034A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Gertrud KRÄUTER
Bernd Barchmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ams Osram International GmbH
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Osram Opto Semiconductors GmbH filed Critical Osram Opto Semiconductors GmbH
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Withdrawn legal-status Critical Current

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Definitions

  • a method for producing a housing for an optoelectronic semiconductor component is specified.
  • the optoelectronic semiconductor device is
  • a light emitting diode for example, a light emitting diode, a semiconductor laser or a photodetector.
  • the method comprises a method step in which a
  • Reflector part of the housing is provided. That is, the reflector part is prefabricated and is not produced together with other components of the housing.
  • the reflector part is provided for, in the semiconductor device generated electromagnetic radiation or from
  • Semiconductor device received electromagnetic radiation to reflect. That is, in the operation of the semiconductor device, the reflector part reflects on a surface of the semiconductor device
  • the Reflector part incident electromagnetic radiation.
  • the Reflector part has for this purpose at least one inner surface which is suitable for the reflection of electromagnetic radiation.
  • the electromagnetic radiation is then, for example, electromagnetic radiation having a wavelength from the spectral range of UV radiation to the spectral range of infrared radiation.
  • the reflector part is formed annularly, for example, in cross section. "Ring-like" does not mean that the reflector part must be formed in cross-section as a circular ring, but rather it is possible that the reflector part has a circular, oval or rectangular basic shape. Im finished
  • the reflector part surrounds, for example, an optoelectronic semiconductor component of the semiconductor device - such as a light-emitting diode chip - like a frame.
  • the reflector part has at least one inner surface, which faces the opening of the annular reflector part.
  • At least one inner surface for example one
  • the method comprises a method step in which the
  • Reflector part is wrapped with a housing material.
  • the reflector part is preferably enveloped only in places, so that, for example, parts of the at least one inner surface or the entire inner surface of the reflector part remain free from the housing material.
  • wrapping the housing material is placed in places in direct contact with the reflector part, which is a mechanically fixed Forming connection between the reflector part and the housing material. A separation of the reflector part and housing material is then no longer possible nondestructive, that is, only by destroying one or both components, the connection between the reflector part and housing material can be separated again.
  • the reflector part is provided before wrapping. This means in particular that it is in the
  • Reflector part is a prefabricated component of the housing, which is made separately in upstream manufacturing steps.
  • the reflector part is therefore a self-supporting, mechanically stable component of the housing.
  • the reflector part is in the form of a film which after the production of a housing base body of the housing material on the
  • Housing base is pressed.
  • the wrapping of the reflector part with the housing material is produced by means of an injection molding process. That is, the reflector part made separately from the rest of the housing is inserted into an injection mold and overmolded with the housing material.
  • the inner surface of the reflector part preferably remains free at least in places of housing material.
  • the reflector part is formed with a first plastic material and the housing material is with a second
  • the reflector part consists of the first plastic material or, the first plastic material serves as matrix material for further admixtures and fillers. That too
  • Housing material may consist of the second plastic material or serve as a matrix material for further admixtures and fillers.
  • Plastic material differ from each other, wherein the first and the second plastic material preferably with respect to at least one of the following
  • the plastic material with the higher temperature resistance is characterized in particular by the fact that it is only from a higher limit temperature than the plastic material with the lower
  • thermoelectric resistance discolored, deformed or destroyed.
  • the higher temperature resistant plastic material may withstand a longer time of deformation, discoloration or deterioration at a given temperature than the lower temperature resistant material.
  • electromagnetic radiation resistance is understood to mean the material having the higher resistance to electromagnetic radiation deforms or discolors later than the plastic material having the lower resistance
  • the electromagnetic radiation is, for example to electromagnetic radiation from the wavelength range of UV radiation or blue light.
  • one of the electromagnetic radiation is, for example to electromagnetic radiation from the wavelength range of UV radiation or blue light.
  • Discoloration of the plastic material with greater resistance to electromagnetic radiation then occurs delayed as compared to a material with less
  • the method comprises the following steps:
  • Electromagnetic radiation is suitable, B. In places wrapping the reflector part with a
  • the wrapping takes place by means of a
  • the inner surface of the reflector part remains free at least in places of the housing material, the reflector part is with a first plastic material
  • the housing material is a second
  • Plastic material is formed, the first plastic material is different from the second plastic material and the first plastic material and the second plastic material
  • the method is based on the finding that cost-effective base materials are often subjected to aging in optoelectronic semiconductor components caused by the stress of the material due to heat and / or electromagnetic radiation is justified.
  • the housing may be manufactured by a method described herein. That is, all features disclosed for the method are also disclosed for the housing and vice versa.
  • the housing comprises a reflector part which has at least one inner surface which is suitable for the reflection of electromagnetic radiation.
  • the housing comprises a housing material, at least in places in direct contact with the
  • the reflector part and the housing material are mechanically connected to each other without connecting means. That is, the case material is not connected to the reflector portion by an adhesive or a macroscopic mechanical connection such as a press fit, but the case material is in direct
  • the housing material can be mechanically by means of an injection molding process with the reflector part
  • injection molding is an objective feature, as bonding by means of an injection molding process from others
  • Joining techniques by typical for the process traces such as a potting seam or the demolition of an injection nozzle on the finished component is detectable. That is, the component has traces of an injection molding process.
  • the inner surface of the reflector part is at least locally free of housing material.
  • the inner surface of the reflector part is the optically acting component of the reflector part, which impinging electromagnetic radiation
  • the entire inner surface of the reflector part is free of housing material.
  • the reflector part is formed with a first plastic material and the housing material is provided with a second
  • Plastic material is different from the second plastic material and the first plastic material and the second
  • Plastic material differ from each other with regard to at least one of the following material properties: Temperature resistance, resistance to
  • the housing for an optoelectronic semiconductor component, comprises a reflector part which has at least one inner surface which is suitable for the reflection of electromagnetic radiation, the housing further comprises a housing material which at least in places is in direct contact with the surface of the reflector part.
  • the reflector part and the housing material are mechanically connected to one another free of connecting means, the inner surface of the reflector part is at least locally free of housing material, the reflector part is formed with a first plastic material and the
  • Housing material is formed with a second plastic material, wherein the first plastic material is different from the second plastic material and the first
  • Plastic material and the second plastic material with respect to at least one of the following
  • the reflector part is exclusively via an injection molding with the
  • housing material and reflector part have a particularly large contact surface with each other.
  • the reflector part made by machining. Machining or machining here refers to a process in which a material is brought into a desired shape in which superfluous material is removed in the form of chips. machining
  • Machining is also an objective feature that is distinguishable on the finished article of other manufacturing processes such as injection molding. Particularly well suited for the machining
  • Fluoropolymer such as polytetrafluoroethylene (PTFE) is.
  • the reflector part is produced by film peeling. This is the case when the reflector part is a foil.
  • the reflector part is produced by an injection molding process prior to its provision.
  • a first plastic material at least one of the following
  • the first plastic material is selected from a group comprising at least one of the following materials: polyester,
  • Fluoropolymer Fluoropolymer, polyether ketones, polyetherimide, high temperature polyamides, polyether ketones, liquid crystal polymer, silicone.
  • Plastic material selected from a group comprising at least one of the following materials: polyamides,
  • Polyphenylsulfide Polyetherimide, polyphenylsulfone.
  • the first plastic material is then more resistant to electromagnetic radiation than the second plastic material.
  • the first plastic material can also be any material.
  • the optoelectronic component is provided, for example, for mounting by means of a soldering method, however, it is preferable for the second plastic material with which the optoelectronic component is provided, for example, for mounting by means of a soldering method, however, it is preferable for the second plastic material with which the optoelectronic component is provided, for example, for mounting by means of a soldering method, however, it is preferable for the second plastic material with which the
  • Housing material is formed, particularly selected temperature resistant, so that the second plastic material may have a higher temperature resistance than the first plastic material.
  • the wrapping of the reflector part with the housing material is at least except for at least Parts of the inner surface covers the entire surface of the reflector part with the housing material. That is, the interface between the reflector part and
  • Housing material is preferably chosen to be particularly large, without affecting the optical properties of the reflector part negative. This allows a particularly good adhesion between reflector part and housing material.
  • the reflector part can additionally also at least one
  • the housing material and the reflector part differ with regard to their optical properties.
  • the reflector part is reflective for electromagnetic radiation that is in the
  • Spectral range between UV radiation and infrared radiation is formed.
  • the reflector part can then for at least one wavelength from this spectral range a
  • the housing material can be radiopaque, for example, colored,
  • housing material and reflector part can be achieved by appropriate admixtures in the first and the second plastic material. According to at least one embodiment, this includes
  • the white pigment is for example at least one of the following materials: titanium oxide,
  • Lithophones barium sulfate, zinc oxide, zinc sulfide,
  • the first plastic material may contain other fillers, such as glass fibers, which increase the mechanical stability of the reflector part.
  • the optoelectronic component comprises a housing, as described here. That means all for the case
  • the optoelectronic device includes the optoelectronic
  • Component at least one optoelectronic device such as a radiation-emitting semiconductor chip.
  • the radiation-emitting semiconductor chip may be, for example, a light-emitting diode chip or a laser diode chip.
  • the at least one optoelectronic component is introduced into the housing in such a way that it is laterally surrounded by the at least one inner surface of the reflector part. That is, by the reflector part is in the housing a
  • Formed recess which is bounded laterally by the at least one inner surface of the reflector part.
  • the optoelectronic component is introduced.
  • electromagnetic radiation can strike the at least one inner surface of the reflector part and is affected by this depending on the design of the inner surface - directed or diffusely reflected.
  • FIGS. 1A and 1B show schematic views of a reflector part for an exemplary embodiment of a housing described here.
  • FIGS 2A, 2B and 3 show schematically
  • FIG. 1A shows in a schematic
  • the reflector part is in plan view in FIG. 1B
  • the reflector part 1 is annular.
  • the reflector part 1 has a surface 11, which the
  • Inner surface 12 includes. The inner surface 12 is for
  • the reflector part 1 is formed from a first plastic material described here, in which white pigments are introduced in order to improve the radiation-reflecting properties of the reflector part 1.
  • the reflector part 1 is for example by cutting
  • the reflector part 1 is a rigid, mechanically self-supporting component of the housing, mechanically fixed with a manufacturing method described here with the other components of the housing
  • FIG. 2A shows a first exemplary embodiment of an optoelectronic semiconductor component described here with a housing 100 described here in a schematic
  • the housing 100 comprises a reflector part 1, as it is
  • the reflector part 1 is in places at its surface 11 in direct contact with the housing material. 2
  • the housing material 2 is molded by means of an injection molding process to the reflector part 1 and therefore stands
  • Housing material 2 is connected without a connection with the reflector part 1.
  • the entire inner surface 12 of the reflector part 1 is free or substantially free of the housing material 2.
  • Essentially free of Housing material 2 may mean, for example
  • Inner surface 12 of the reflector part 1 at most to one
  • Housing material 2 is covered.
  • the material for the reflector part 1 is selected, for example, such that its melting point is lower than that
  • the melting point of the reflector part 1 is between at least 5 ° C and at most 30 ° C below the melting point of the housing material 2. This can ensure that the reflector part 1 briefly softened during encapsulation and then good on
  • Reflector part 1 is equal to or greater than the melting point of the housing material 2.
  • Reflector part 1 is formed rough or porous, so that the housing material 2 in the molten state in the
  • the reflector part 1 forms a recess in the housing 100, in which an optoelectronic semiconductor component 3, for
  • the inner surface 12 of the reflector part 1 surrounds the component 3 like a frame.
  • the housing 100 further includes first and second
  • connection points 6a, 6b The semiconductor device 3 is electrically connected via a connection means, for example one
  • junctions 6a, 6b are preferably in the same
  • Encapsulated housing material 2 and thereby mechanically connected thereto.
  • the housing material 2 is provided with a second
  • plastic material having, for example, at least one of the following plastics: polyamides,
  • Polyphenylene sulfide Polyetherimide, polyphenylsulfone.
  • Adjustment of optical properties and mechanical stability such as carbon black, pigments and / or glass fibers may be introduced.
  • the surface 11 of the reflector part 1 is free of the housing material 2 at its upper side facing away from the connection points 6a, 6b.
  • Housing material 2 is covered and is in direct contact with this. That is, in this embodiment, only the inner surface 12 of the reflector part 1 is free from the housing material 2.
  • the reflector part 1 is mechanically particularly good adhesion with the housing material 2 connected.
  • the outer surface of the reflector part 1, which is in direct contact with the housing material 2 is roughened and / or porous and the
  • the invention is not limited by the description based on the embodiments of these. Rather, the invention encompasses every new feature as well as every combination of features, which in particular includes any combination of features in the patent claims, even if this feature or combination itself is not explicitly described in the claims

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  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses (100) für ein optoelektronisches Halbleiterbauteil (3) angegeben, bei dem ein vorgefertigtes Reflektorteil (1) mit einem Gehäusematerial (2) stellenweise umhüllt wird. Ferner werden ein Gehäuse (100) und ein optoelektronisches Halbleiterbauteil angegeben.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses für ein
optoelektronisches Halbleiterbauteil, Gehäuse und
optoelektronisches Halbleiterbauteil
Die Druckschrift US 6,624,491 beschreibt ein Gehäuses für ein optoelektronisches Halbleiterbauteil . Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses für ein optoelektronisches
Halbleiterbauteil anzugeben, das in einem besonders
alterungsstabilen Gehäuse für ein optoelektronisches
Halbleiterbauteil resultiert.
Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses für ein optoelektronisches Halbleiterbauteil angegeben. Bei dem optoelektronischen Halbleiterbauteil handelt es sich
beispielsweise um eine Leuchtdiode, einen Halbleiterlaser oder einen Fotodetektor.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren einen Verfahrensschritt, bei dem ein
Reflektorteil des Gehäuses bereitgestellt wird. Das heißt, das Reflektorteil ist vorgefertigt und wird nicht zusammen mit anderen Komponenten des Gehäuses erzeugt.
Das Reflektorteil ist dazu vorgesehen, im Halbleiterbauteil erzeugte elektromagnetische Strahlung oder vom
Halbleiterbauteil empfangene elektromagnetische Strahlung zu reflektieren. Das heißt, im Betrieb des Halbleiterbauteils reflektiert das Reflektorteil auf eine Oberfläche des
Reflektorteils auftreffende elektromagnetische Strahlung. Das Reflektorteil weist dazu zumindest eine Innenfläche auf, die zur Reflexion von elektromagnetischer Strahlung geeignet ist. Bei der elektromagnetischen Strahlung handelt es sich dann beispielsweise um elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge aus dem Spektralbereich von UV-Strahlung bis zum Spektralbereich von Infrarotstrahlung. Das Reflektorteil ist beispielsweise im Querschnitt ringartig gebildet. "Ringartig" heißt dabei nicht, dass das Reflektorteil im Querschnitt als kreisförmiger Ring ausgebildet sein muss, vielmehr ist es möglich, dass das Reflektorteil eine kreisförmige, ovale oder rechteckige Grundform aufweist. Im fertigen
optoelektronischen Halbleiterbauteil umgibt das Reflektorteil beispielsweise ein optoelektronisches Halbleiterbauelement des Halbleiterbauteils - wie etwa einem Leuchtdiodenchip - rahmenartig.
Das Reflektorteil weist zumindest eine Innenfläche auf, die der Öffnung des ringartigen Reflektorteils zugewandt ist. Im fertigen optoelektronischen Halbleiterbauteil ist die
zumindest eine Innenfläche beispielsweise einem
optoelektronischen Halbleiterbauelement des
Halbleiterbauteils - wie etwa einem Leuchtdiodenchip - zugewandt . Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren einen Verfahrensschritt, bei dem das
Reflektorteil mit einem Gehäusematerial umhüllt wird. Das Reflektorteil wird dabei vorzugsweise nur stellenweise umhüllt, so dass beispielsweise Teile der zumindest einen Innenfläche oder die gesamte Innenfläche des Reflektorteils frei vom Gehäusematerial bleiben. Bei dem Umhüllen wird das Gehäusematerial stellenweise in direktem Kontakt mit dem Reflektorteil gebracht, wobei sich eine mechanisch feste Verbindung zwischen dem Reflektorteil und dem Gehäusematerial ausbildet. Ein Trennen von Reflektorteil und Gehäusematerial ist dann zerstörungsfrei nicht mehr möglich, das heißt, nur durch Zerstören einer der oder beider Komponenten kann die Verbindung zwischen Reflektorteil und Gehäusematerial wieder getrennt werden.
Das Reflektorteil wird dabei vor dem Umhüllen bereitgestellt. Dies bedeutet insbesondere, dass es sich bei dem
Reflektorteil um eine vorgefertigte Komponente des Gehäuses handelt, die in vorgelagerten Herstellungsschritten gesondert hergestellt wird. Bei dem Reflektorteil handelt es sich daher um eine selbsttragende, mechanisch stabile Komponente des Gehäuses .
Alternativ ist es auch möglich, dass das Reflektorteil in Form einer Folie vorliegt, die nach der Herstellung eines Gehäusegrundkörpers aus dem Gehäusematerial auf den
Gehäusegrundkörper aufgepresst wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird das Umhüllen des Reflektorteils mit dem Gehäusematerial mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt. Das heißt, das vom übrigen Gehäuse getrennt gefertigte Reflektorteil wird in ein Spritzgusswerkzeug eingelegt und mit dem Gehäusematerial umspritzt. Dabei bleibt die Innenfläche des Reflektorteils vorzugsweise zumindest stellenweise frei von Gehäusematerial.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens ist das Reflektorteil mit einem ersten Kunststoffmaterial gebildet und das Gehäusematerial ist mit einem zweiten
Kunststoffmaterial gebildet. Dabei ist es möglich, dass das Reflektorteil aus dem ersten Kunststoffmaterial besteht oder, dass das erste Kunststoffmaterial als Matrixmaterial für weitere Beimischungen und Füllstoffe dient. Auch das
Gehäusematerial kann aus dem zweiten Kunststoffmaterial bestehen oder als Matrixmaterial für weitere Beimischungen und Füllstoffe dienen. Das erste und das zweite
Kunststoffmaterial unterscheiden sich dabei voneinander, wobei sich das erste und das zweite Kunststoffmaterial vorzugsweise hinsichtlich zumindest einer der folgenden
Materialeigenschaften voneinander unterscheiden:
Temperaturbeständigkeit, Beständigkeit gegenüber
elektromagnetischer Strahlung.
Unter Temperaturbeständigkeit wird dabei insbesondere
Folgendes verstanden: Das Kunststoffmaterial mit der höheren Temperaturbeständigkeit zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass es erst ab einer höheren Grenztemperatur als das Kunststoffmaterial mit der niedrigeren
Temperaturbeständigkeit verfärbt, verformt oder zerstört wird. Alternativ oder zusätzlich kann das Kunststoffmaterial mit der höheren Temperaturbeständigkeit einer längeren Zeit einer Verformung, Verfärbung oder Zerstörung bei einer gegebenen Temperatur widerstehen als das Material mit der niedrigeren Temperaturbeständigkeit . Unter Beständigkeit gegenüber elektromagnetischer Strahlung wird insbesondere Folgendes verstanden: Das Material mit der höheren Beständigkeit gegenüber elektromagnetischer Strahlung verformt oder verfärbt sich später als das Kunststoffmaterial mit der niedrigeren Beständigkeit gegenüber
elektromagnetischer Strahlung, wenn beide
Kunststoffmaterialien der gleichen Bestrahlung durch
elektromagnetische Strahlung ausgesetzt werden. Bei der elektromagnetischen Strahlung handelt es sich beispielsweise um elektromagnetische Strahlung aus dem Wellenlängenbereich von UV-Strahlung oder blauem Licht. Insbesondere eine
Verfärbung des Kunststoffmaterials mit größerer Beständigkeit gegenüber elektromagnetischer Strahlung tritt dann verzögert ein im Vergleich zu einem Material mit geringerer
Beständigkeit gegenüber elektromagnetischer Strahlung.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren die folgenden Schritte:
A. Bereitstellen eines Reflektorteils, das zumindest eine Innenfläche aufweist, die zur Reflexion von
elektromagnetischer Strahlung geeignet ist, B. Stellenweises Umhüllen des Reflektorteils mit einem
Gehäusematerial .
Dabei erfolgt das Umhüllen mittels eines
Spritzgussverfahrens, die Innenfläche des Reflektorteils bleibt zumindest stellenweise frei vom Gehäusematerial, das Reflektorteil ist mit einem ersten Kunststoffmaterial
gebildet, das Gehäusematerial ist mit einem zweiten
Kunststoffmaterial gebildet, das erste Kunststoffmaterial ist vom zweiten Kunststoffmaterial verschieden und das erste Kunststoffmaterial und das zweite Kunststoffmaterial
unterscheiden sich in zumindest einer der folgenden Material- Eigenschaften voneinander: Temperaturbeständigkeit,
Beständigkeit gegenüber elektromagnetischer Strahlung. Dem Verfahren liegt dabei unter anderem die Erkenntnis zugrunde, dass kostengünstige Grundstoffe oft einer Alterung in optoelektronischen Halbleiterbauteilen unterworfen sind, die durch die Beanspruchung des Materials durch Wärme und/oder elektromagnetische Strahlung begründet ist.
Insbesondere bei einer Alterung von optischen Komponenten des Gehäuses - wie beispielsweise einem Reflektorteil - kann dies die Lebensdauer des optoelektronischen Halbleiterbauteils stark verkürzen. Vorliegend werden nun Reflektorteil und
Gehäusematerial getrennt voneinander gefertigt, wodurch sich die Materialauswahl für die Komponenten des Gehäuses
vereinfacht und Kunststoffmaterialien miteinander kombiniert werden können, die zur alleinigen Bildung des gesamten
Gehäuses zu teuer wären oder die Anforderungen an
Temperaturbeständigkeit und/oder Beständigkeit gegenüber elektromagnetischer Strahlung nicht erfüllen.
Es wird weiter ein Gehäuse für ein optoelektronisches
Halbleiterbauteil angegeben. Das Gehäuse kann mittels eines hier beschriebenen Verfahrens hergestellt werden. Das heißt, sämtliche für das Verfahren offenbarten Merkmale sind auch für das Gehäuse offenbart und umgekehrt. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Gehäuses umfasst das Gehäuse ein Reflektorteil, das zumindest eine Innenfläche aufweist, die zur Reflexion von elektromagnetischer Strahlung geeignet ist. Ferner umfasst das Gehäuse ein Gehäusematerial, das zumindest stellenweise in direktem Kontakt mit der
Oberfläche des Reflektorteils steht, wobei Reflektorteil und Gehäusematerial verbindungsmittelfrei mechanisch miteinander verbunden sind. Das heißt, das Gehäusematerial ist nicht durch einen Klebstoff oder eine makroskopische mechanische Verbindung wie etwa eine Presspassung mit dem Reflektorteil verbunden, sondern das Gehäusematerial steht in direktem
Kontakt mit der Oberfläche des Reflektorteils und geht eine innige Verbindung mit dem Material des Reflektorteils ein. Beispielsweise kann das Gehäusematerial dabei mittels eines Spritzgussverfahrens mechanisch mit dem Reflektorteil
verbunden sein. Bei dem Merkmal "Spritzgussverfahren" handelt es sich um ein gegenständliches Merkmal, da das Verbinden mittels eines Spritzgussverfahrens von anderen
Verbindungstechniken durch für das Verfahren typische Spuren wie eine Verguss-Naht oder den Abriss einer Spritzgussdüse am fertigen Bauteil nachweisbar ist. Das heißt, das Bauteil weist Spuren eines Spritzgussverfahrens auf.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Gehäuses ist die Innenfläche des Reflektorteils dabei zumindest stellenweise frei von Gehäusematerial. Die Innenfläche des Reflektorteils ist die optisch wirkende Komponente des Reflektorteils, welche auf sie treffende elektromagnetische Strahlung
reflektiert. Beispielsweise ist es möglich, dass die gesamte Innenfläche des Reflektorteils frei von Gehäusematerial ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Gehäuses ist das Reflektorteil mit einem ersten Kunststoffmaterial gebildet und das Gehäusematerial ist mit einem zweiten
Kunststoffmaterial gebildet, wobei das erste
Kunststoffmaterial vom zweiten Kunststoffmaterial verschieden ist und das erste Kunststoffmaterial und das zweite
Kunststoffmaterial sich hinsichtlich zumindest einer der folgenden Materialeigenschaften voneinander unterscheiden: Temperaturbeständigkeit, Beständigkeit gegenüber
elektromagnetischer Strahlung. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Gehäuses für ein optoelektronisches Halbleiterbauteil umfasst das Gehäuse ein Reflektorteil, das zumindest eine Innenfläche aufweist, die zur Reflexion von elektromagnetischer Strahlung geeignet ist, das Gehäuse umfasst weiter ein Gehäusematerial, das zumindest stellenweise in direktem Kontakt mit der Oberfläche des Reflektorteils steht. Dabei sind das Reflektorteil und das Gehäusematerial verbindungsmittelfrei mechanisch miteinander verbunden, die Innenfläche des Reflektorteils ist zumindest stellenweise frei von Gehäusematerial, das Reflektorteil ist mit einem ersten Kunststoffmaterial gebildet und das
Gehäusematerial ist mit einem zweiten Kunststoffmaterial gebildet, wobei das erste Kunststoffmaterial vom zweiten Kunststoffmaterial verschieden ist und das erste
Kunststoffmaterial und das zweite Kunststoffmaterial sich hinsichtlich zumindest einer der folgenden
Materialeigenschaften voneinander unterscheiden:
Temperaturbeständigkeit, Beständigkeit gegenüber
elektromagnetischer Strahlung.
Im Folgenden werden Ausführungsformen des Gehäuses sowie des Verfahrens zur Herstellung des Gehäuses beschrieben, die sich jeweils sowohl auf das Verfahren als auch auf das Gehäuse beziehen .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform schließt das
Gehäusematerial an einer Oberseite des Gehäuses bündig mit dem Reflektorteil ab oder das das Gehäusematerial überragt an der Oberseite des Gehäuses das Reflektorteil. Insbesondere wird das Gehäusematerial dann nicht vom Reflektorteil überragt .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Reflektorteil ausschließlich über ein Spritzgussverfahren mit dem
Gehäusematerial mechanisch verbunden. Reflektorteil und
Gehäusematerial grenzen dabei direkt aneinander. Insbesondere ist es möglich, dass das Reflektorteil
ausschließlich mit dem Gehäusematerial in direktem Kontakt steht. Das Reflektorteil berührt dann andere Komponenten des Gehäuses wie etwa eine Bodenplatte oder Anschlussstellen nicht. Auf diese Weise ist es möglich, dass Gehäusematerial und Reflektorteil eine besonders große Berührungsfläche miteinander aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird vor dem
Bereitstellen des Reflektorteils das Reflektorteil durch spanende Bearbeitung hergestellt. Spanende Bearbeitung oder Spanen bezeichnet dabei ein Verfahren, bei dem ein Material in eine gewünschte Form gebracht wird, in dem überflüssiges Material in Form von Spänen abgetragen wird. Spanende
Bearbeitung ist dabei auch ein gegenständliches Merkmal, das am fertigen Gegenstand von anderen Herstellungsverfahren wie beispielsweise Spritzgießen, unterscheidbar ist. Besonders gut eignet sich für die spanende Bearbeitung ein
Reflektorteil, dessen erstes Kunststoffmaterial ein
Fluorpolymer wie beispielsweise Polytetrafluorethylen (PTFE) ist .
Alternativ ist es möglich, dass das Reflektorteil durch Folienschälen hergestellt wird. Dies ist dann der Fall, wenn es sich bei dem Reflektorteil um eine Folie handelt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird das Reflektorteil vor seiner Bereitstellung durch ein Spritzgussverfahren hergestellt. Besonders gut eignet sich dafür ein erstes Kunststoffmaterial , das zumindest einen der folgenden
Kunststoffe enthält oder aus einem der folgenden Kunststoffe besteht: Polybutylenterephthalat (PBT) ,
Polyethylenterephthalat (PET), Polycyclohexylendimethylenterephthalat (PCT) , Polyetherimid (PEI), Flüssigkristallpolymer (LCP) , Hochtemperatur- Polyamide (HT-PA) , Polyetherketone (PEEK) , Silikon. Das heißt, gemäß einer ersten Ausführungsform ist das erste Kunststoffmaterial aus einer Gruppe ausgewählt, die zumindest eines der folgenden Materialien umfasst: Polyester,
Fluorpolymer, Polyetherketone, Polyetherimid, Hochtemperatur- Polyamide, Polyetherketone, Flüssigkristallpolymer, Silikon.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das zweite
Kunststoffmaterial aus einer Gruppe ausgewählt, die zumindest eines der folgenden Materialien umfasst: Polyamide,
Polyphenylsulfid, Polyetherimid, Polyphenylsulfon .
Das erste Kunststoffmaterial zeichnet sich dabei insbesondere durch eine Beständigkeit gegenüber elektromagnetischer
Strahlung aus. Insbesondere ist das erste Kunststoffmaterial dann beständiger gegenüber elektromagnetischer Strahlung als das zweite Kunststoffmaterial .
Das erste Kunststoffmaterial kann dabei auch
temperaturbeständiger als das zweite Kunststoffmaterial sein. Ist das optoelektronische Bauteil beispielsweise für die Montage durch ein Lötverfahren vorgesehen, wird vorzugsweise jedoch das zweite Kunststoffmaterial , mit dem das
Gehäusematerial gebildet ist, besonders temperaturbeständig gewählt, so dass das zweite Kunststoffmaterial eine höhere Temperaturbeständigkeit als das erste Kunststoffmaterial aufweisen kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird beim Umhüllen des Reflektorteils mit dem Gehäusematerial bis auf zumindest Teile der Innenfläche die gesamte Oberfläche des Reflektorteils mit dem Gehäusematerial bedeckt. Das heißt, die Verbindungsfläche zwischen Reflektorteil und
Gehäusematerial wird vorzugsweise besonders groß gewählt, ohne die optischen Eigenschaften des Reflektorteils negativ zu beeinflussen. Dies ermöglicht eine besonders gute Haftung zwischen Reflektorteil und Gehäusematerial.
Das Reflektorteil kann zusätzlich auch zumindest eine
mechanische Verankerungsstruktur wie beispielsweise eine
Hinterschneidung aufweisen, die einem möglichen Ablösen des Reflektorteils vom Gehäusematerial entgegenwirkt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform unterscheiden sich das Gehäusematerial und das Reflektorteil hinsichtlich ihrer optischen Eigenschaften. Beispielsweise ist das Reflektorteil reflektierend für elektromagnetische Strahlung, die im
Spektralbereich zwischen UV-Strahlung und Infrarotstrahlung liegt, ausgebildet. Das Reflektorteil kann dann für zumindest eine Wellenlänge aus diesem Spektralbereich eine
Reflektivität von wenigstens 80 %, vorzugsweise von
wenigstens 90 % aufweisen. Das Gehäusematerial hingegen kann strahlungsundurchlässig, zum Beispiel farbig,
Strahlungsabsorbierend, schwarz oder weniger stark
reflektierend wie das Reflektorteil ausgebildet sein. Die optischen Eigenschaften von Gehäusematerial und Reflektorteil können dabei durch entsprechende Beimischungen in das erste beziehungsweise das zweite Kunststoffmaterial erreicht sein. Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das
Reflektorteil das erste Kunststoffmaterial und ein
Weißpigment, das in das Kunststoffmaterial eingebracht ist. Bei dem Weißpigment handelt es sich beispielsweise um zumindest eines der folgenden Materialien: Titanoxid,
Lithophone, Bariumsulfat, Zinkoxid, Zinksulfid,
Zirkoniumdioxid, Kreide. Zusätzlich zum Weißpigment kann das erste Kunststoffmaterial weitere Füllstoffe enthalten, wie beispielsweise Glasfasern, die die mechanische Stabilität des Reflektorteils erhöhen.
Insgesamt kann also ein Gehäuse realisiert sein, bei dem die mechanischen, die optischen und die photochemischen
Eigenschaften der Komponenten des Gehäuses auf einfache Weise an die jeweiligen Einsatzbedingungen angepasst sind.
Es wird weiter ein optoelektronisches Bauteil angegeben. Das optoelektronische Bauteil umfasst ein Gehäuse, wie es hier beschrieben ist. Das heißt sämtliche für das Gehäuse
offenbarten Merkmale sind auch für das optoelektronische Bauteil offenbart. Ferner umfasst das optoelektronische
Bauteil zumindest ein optoelektronisches Bauelement wie beispielsweise einen strahlungsemittierenden Halbleiterchip. Bei dem strahlungsemittierenden Halbleiterchip kann es sich etwa um einen Leuchtdiodenchip oder einen Laserdiodenchip handeln .
Das zumindest eine optoelektronische Bauelement ist dabei derart in das Gehäuse eingebracht, dass es seitlich durch die zumindest eine Innenfläche des Reflektorteils umgeben ist. Das heißt, durch das Reflektorteil ist im Gehäuse eine
Ausnehmung gebildet, die durch die zumindest eine Innenfläche des Reflektorteils seitlich begrenzt ist. In die Ausnehmung ist das optoelektronische Bauelement eingebracht. Vom
optoelektronischen Bauelement im Betrieb erzeugte
elektromagnetische Strahlung kann auf die zumindest eine Innenfläche des Reflektorteils treffen und wird von dieser - je nach Ausbildung der Innenfläche - gerichtet oder diffus reflektiert .
Im Folgenden werden das hier beschriebene Verfahren, das hier beschriebene Gehäuse sowie das hier beschriebene Bauteil anhand von Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen
Figuren näher erläutert.
Die Figuren 1A und 1B zeigen anhand schematischer Ansichten ein Reflektorteil für ein Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen Gehäuses.
Die Figuren 2A, 2B und 3 zeigen anhand schematischer
Ansichten Ausführungsbeispiele von hier
beschriebenen Bauteilen mit Ausführungsbeispielen von hier beschriebenen Gehäusen.
Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu
betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.
Die Figur 1A zeigt in einer schematischen
Perspektivdarstellung ein Reflektorteil für ein
Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen Gehäuses. Das Reflektorteil ist in der Figur 1B in der Draufsicht
dargestellt. Das Reflektorteil 1 ist ringförmig ausgebildet. Das Reflektorteil 1 hat eine Oberfläche 11, welche die
Innenfläche 12 umfasst. Die Innenfläche 12 ist für
elektromagnetische Strahlung reflektierend ausgebildet. Das Reflektorteil 1 ist aus einem hier beschriebenen ersten Kunststoffmaterial gebildet, in das Weißpigmente eingebracht sind, um die Strahlungsreflektierenden Eigenschaften des Reflektorteils 1 zu verbessern.
Das Reflektorteil 1 ist beispielsweise durch spanende
Bearbeitung oder mittels eines Spritzgussverfahrens separat vom übrigen Gehäuse hergestellt. Das Reflektorteil 1 ist eine starre, mechanisch selbsttragende Komponente des Gehäuses, die mit einem hier beschriebenen Herstellungsverfahren mit den übrigen Komponenten des Gehäuses mechanisch fest
verbunden wird. Die Figur 2A zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauteils mit einem hier beschriebenen Gehäuse 100 in einer schematischen
Schnittdarstellung, die Figur 2B zeigt die dazugehörige
Draufsicht .
Das Gehäuse 100 umfasst ein Reflektorteil 1, wie es
beispielsweise in Verbindung mit den Figuren 1A und 1B näher erläutert ist. Das Reflektorteil 1 ist an seiner Oberfläche 11 stellenweise in direktem Kontakt mit dem Gehäusematerial 2.
Das Gehäusematerial 2 ist mittels eines Spritzgussverfahrens an das Reflektorteil 1 angespritzt und steht daher
stellenweise in direktem Kontakt mit dem Reflektorteil 1. Das heißt, das Gehäusematerial 2 ist verbindungsmittelfrei mit dem Reflektorteil 1 verbunden. Vorliegend ist die gesamte Innenfläche 12 des Reflektorteils 1 frei oder im Wesentlichen frei vom Gehäusematerial 2. Im Wesentlichen frei vom Gehäusematerial 2 kann beispielsweise bedeuten, dass
Innenfläche 12 des Reflektorteils 1 höchstens zu einem
Flächenanteil von 10 %, insbesondere höchstens 5 % mit
Gehäusematerial 2 bedeckt ist.
Das Material für das Reflektorteil 1 wird zum Beispiel derart gewählt, dass sein Schmelzpunkt niedriger ist als der
Schmelzpunkt des Gehäusematerials 2. Zum Beispiel liegt der Schmelzpunkt des Reflektorteils 1 zwischen wenigstens 5°C und höchstens 30°C unter dem Schmelzpunkt des Gehäusematerials 2. Dadurch kann gewährleistet sein, dass sich das Reflektorteil 1 bei Umspritzen kurzzeitig erweicht und dann gut am
Gehäusematerial 2 haftet. Es ist aber auch möglich, dass der Schmelzpunkt des
Reflektorteils 1 gleich oder größer ist als der Schmelzpunkt des Gehäusematerials 2. Insbesondere in diesem Fall ist die dem Gehäusematerial 2 zugewandte Außenfläche des
Reflektorteils 1 rau oder porös ausgebildet, so dass sich das Gehäusematerial 2 im angeschmolzenen Zustand in den
Aufrauungen oder Poren des Reflektorteils 1 verhaken kann.
Das Reflektorteil 1 bildet im Gehäuse 100 eine Ausnehmung, in der ein optoelektronisches Halbleiterbauelement 3, zum
Beispiel ein strahlungsemittierender Halbleiterchip,
angeordnet ist. Die Innenfläche 12 des Reflektorteils 1 umgibt das Bauelement 3 rahmenartig.
Das Gehäuse 100 umfasst ferner erste und zweite
Anschlussstellen 6a, 6b. Das Halbleiterbauelement 3 ist über ein Verbindungsmittel, zum Beispiel einen elektrisch
leitfähigen Klebstoff oder ein Lotmaterial, mit der ersten Anschlussstelle 6a verbunden. Über einen Kontaktdraht 5 ist das Halbleiterbauelement 3 elektrisch leitend mit der zweiten Anschlussstelle 6b verbunden. Erste und zweite
Anschlussstellen 6a, 6b werden vorzugsweise im gleichen
Spritzgussprozess wie das Reflektorteil 1 mit dem
Gehäusematerial 2 umspritzt und dadurch mechanisch mit diesem verbunden .
Das Gehäusematerial 2 ist mit einem zweiten
Kunststoffmaterial gebildet, das beispielsweise zumindest einen der folgenden Kunststoffe aufweist: Polyamide,
Polyphenylensulfid, Polyetherimid, Polyphenylsulfon .
In das zweite Kunststoffmaterial können Füllstoffe zur
Einstellung der optischen Eigenschaften und der mechanischen Stabilität wie Ruß, Pigmente und/oder Glasfasern eingebracht sein .
Im Ausführungsbeispiel der Figuren 2A, 2B ist die Oberfläche 11 des Reflektorteils 1 an ihrer den Anschlussstellen 6a, 6b abgewandten Oberseite frei vom Gehäusematerial 2.
Im Unterschied dazu ist im Ausführungsbeispiel der Figur 3 das Reflektorteil 1 auch an dieser Oberfläche mit dem
Gehäusematerial 2 bedeckt und befindet sich mit diesem in direktem Kontakt. Das heißt, in diesem Ausführungsbeispiel ist lediglich die Innenfläche 12 des Reflektorteils 1 frei vom Gehäusematerial 2. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Reflektorteil 1 mechanisch besonders gut haftend mit dem Gehäusematerial 2 verbunden. Zum Beispiel ist die Außenfläche des Reflektorteils 1, die mit dem Gehäusematerial 2 in direktem Kontakt steht aufgeraut und/oder porös und die
Aufrauungen und/oder Poren des Reflektorteils 1 sind
zumindest stellenweise mit dem Gehäusematerial 2 befüllt. Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den
Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 102009058421.8, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses (100) für ein optoelektronisches Halbleiterbauteil mit den folgenden
5 Schritten:
a) Bereitstellen eines Reflektorteils (1), das zumindest eine Innenfläche (12) aufweist, die zur Reflektion von
elektromagnetischer Strahlung geeignet ist,
b) stellenweises Umhüllen des Reflektorteils (1) mit einem .0 Gehäusematerial (2), wobei
das Umhüllen mittels eines Spritzgussverfahrens erfolgt, die Innenfläche (12) des Reflektorteils (1) zumindest stellenweise frei vom Gehäusematerial (2) bleibt,
das Reflektorteil (1) mit einem ersten Kunststoffmaterial .5 gebildet ist,
das Gehäusematerial (2) mit einem zweiten
Kunststoffmaterial gebildet ist,
das erste Kunststoffmaterial vom zweiten
Kunststoffmaterial verschieden ist, und
!0 - das erste Kunststoffmaterial und das zweite
Kunststoffmaterial sich hinsichtlich zumindest einer der folgenden Material-Eigenschaften voneinander unterscheiden: Temperaturbeständigkeit, Beständigkeit gegenüber
elektromagnetischer Strahlung.
!5
2. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch,
wobei
vor dem Bereitstellen des Reflektorteils (1) das Reflektorteil (1) durch spanende Bearbeitung hergestellt wird.
50
3. Verfahren nach Anspruch 1,
wobei vor dem Bereitstellen des Reflektorteils (1) das Reflektorteil (1) durch ein Spritzgussverfahren hergestellt wird .
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei
beim Umhüllen des Reflektorteils (1) mit dem
Gehäusematerial (2) bis auf zumindest Teile der Innenfläche (12) die gesamte Oberfläche (11) des Reflektorteils (1) mit dem Gehäusematerial (2) bedeckt wird.
5. Gehäuses für ein optoelektronisches Halbleiterbauteil mit einem Reflektorteil (1), das zumindest eine Innenfläche (12) aufweist, die zur Reflektion von elektromagnetischer Strahlung geeignet ist,
einem Gehäusematerial (2), das zumindest stellenweise in direktem Kontakt mit der Oberfläche (11) des Reflektorteils (1) steht, wobei
Reflektorteil (1) und Gehäusematerial (2)
verbindungsmittelfrei mechanisch miteinander verbunden sind, die Innenfläche (12) des Reflektorteils (1) zumindest stellenweise oder vollständig frei vom Gehäusematerial (2) ist,
das Reflektorteil (1) mit einem ersten Kunststoffmaterial gebildet ist,
das Gehäusematerial (2) mit einem zweiten
Kunststoffmaterial gebildet ist,
das erste Kunststoffmaterial vom zweiten
Kunststoffmaterial verschieden ist, und
- das erste Kunststoffmaterial und das zweite
Kunststoffmaterial sich hinsichtlich zumindest einer der folgenden Material-Eigenschaften voneinander unterscheiden: Temperaturbeständigkeit, Beständigkeit gegenüber
elektromagnetischer Strahlung.
6. Gehäuse nach dem vorherigen Anspruch,
5 bei dem
- das Reflektorteil (1) und das Gehäusematerial (2) durch ein Spritzgussverfahren mechanisch miteinander verbunden sind.
7. Gehäuse nach einem der vorherigen Ansprüche,
.0 bei dem
das Gehäusematerial (2) und das Reflektorteil (1) sich hinsichtlich ihrer optischen Eigenschaften voneinander unterscheiden .
.5 8. Gehäuse nach einem der vorherigen Ansprüche,
bei dem
das Reflektorteil (1) für eine UV-Strahlung und/oder eine sichtbare Strahlung und/oder eine Infrarotstrahlung eine Reflektivität von wenigstens 80 % aufweist.
!0
9. Gehäuse nach einem der vorherigen Ansprüche,
bei dem
das Reflektorteil (1) das zweite Kunststoffmaterial und ein Weißpigment umfasst.
!5
10. Gehäuse nach dem vorherigen Anspruch,
bei dem
das Weißpigment zumindest eines der folgenden Materialien umfasst: Titandioxid, Lithopone, Bariumsulfat, Zinkoxid, 50 Zinksulfid, Zirkoniumdioxid, Kreide.
11. Gehäuse nach einem der vorherigen Ansprüche,
bei dem das erste Kunststoffmaterial aus einer Gruppe ausgewählt ist, die zumindest eines der folgenden Materialien umfasst: Polyester, Fluorpolymer, Polyetherketone, Polyetherimid, Hochtemperatur-Polyamide, Polyetherketone,
Flüssigkristallpolymer, Silikon.
12. Gehäuse nach einem der vorherigen Ansprüche,
bei dem
das zweite Kunststoffmaterial aus einer Gruppe ausgewählt ist, die zumindest eines der folgenden Materialien umfasst: Polyamide, Polyphenylensulfid, Polyetherimid,
Polyphenylsulfon .
13. Gehäuse nach einem der vorherigen Ansprüche,
bei dem
das erste Kunststoffmaterial einen niedrigeren
Schmelzpunkt als das zweite Kunststoffmaterial aufweist.
14. Gehäuse nach einem der vorherigen Ansprüche,
bei dem
eine Außenfläche des Reflektorteils (1), die mit dem Gehäusematerial (2) in direktem Kontakt steht, aufgeraut und/oder porös ist und die Aufrauungen und/oder Poren des Reflektorteils (1) zumindest stellenweise mit dem
Gehäusematerial (2) befüllt sind.
15. Optoelektronischen Bauteil mit
einem Gehäuse (100) nach einem der vorherigen Ansprüche, und
zumindest einem optoelektronischen Bauelement (3) , insbesondere einem strahlungsemittierenden Halbleiterchip, wobei das zumindest eine optoelektronische Bauelement seitlich durch die zumindest eine Innenfläche des Reflektorteils umgeben ist.
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