WO2013010765A1 - Optoelektronisches bauelement und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen bauelements - Google Patents

Optoelektronisches bauelement und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen bauelements Download PDF

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WO2013010765A1
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optoelectronic component
medium
substrate
component according
semiconductor chip
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PCT/EP2012/062465
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Michael Bestele
Erik Heinemann
Simon Jerebic
Jan Marfeld
Markus Pindl
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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Definitions

  • the present invention relates to an optoelectronic device, and a method for producing such a device.
  • Optoelectronic components have a semiconductor chip which can emit electromagnetic radiation.
  • the semiconductor chip may be disposed on a light absorbing substrate. To the reflective
  • the semiconductor chip is through the
  • Wettable medium wettable.
  • the side surfaces of the semiconductor chip are wettable.
  • the side surfaces of the semiconductor chip pull up the medium due to the surface tension. This can lead to an uneven layer thickness of the medium above the substrate, with the thickness of the medium decreasing as the distance from the semiconductor chip increases.
  • a small thickness of the medium may be disadvantageous, since the reflective properties and consequently the efficiency of the optoelectronic component deteriorate as the thickness of the pigment-filled medium decreases.
  • An object of the invention is an optoelectronic component and a method for producing a indicate that provides the pigment-filled medium in a sufficient thickness over the substrate, so that the reflective properties and consequently the efficiency of the optoelectronic device of a sufficient quality are.
  • Opto-electronic device with a semiconductor chip, which is arranged on a substrate.
  • Substrate is a wettable attractor element
  • a pigmented medium covers the exposed area of the substrate, which is not covered by the semiconductor chip and not by the attractor element, at least in regions.
  • the medium at least partially wets the semiconductor chip and the attractor element. The thickness of the medium above the
  • Substrate is enlarged by the use of the attractor element. As a result, the reflective properties of the optoelectronic component are compared
  • a substrate As a substrate, a ceramic substrate, a
  • Metal core board a leadframe or a
  • Plastic laminate can be used.
  • the plastic laminate consists of glass fiber reinforced plastic with a metallization. All of the above types of substrates absorb light at least partially.
  • the semiconductor chip is wettable by the pigment-containing medium.
  • the medium is pulled up to the side surfaces of the semiconductor chip.
  • the light-emitting surface of the semiconductor chip facing away from the substrate must not be wetted by the medium in this case.
  • the semiconductor chip has at least one active zone which emits electromagnetic radiation.
  • the active zones may have pn junctions,
  • Double heterostructure multiple quantum well structure (MQW), single quantum well structure (SQW).
  • Quantum well structure means: quantum wells (3-dim),
  • Semiconductor chip may be formed as a surface emitter, in particular as a so-called thin-film chip.
  • Thin-film chip for example, from the
  • the medium comprises silicone. Silicone has a low
  • Silicone is transparent
  • the bonding material comprises soft silicone.
  • Soft silicone has a hardness of about Shore 20 to about Shore 60.
  • Soft silicone has a high
  • the medium can also
  • Epoxy resin or hybrid materials Epoxy resin or hybrid materials.
  • Pigment filled medium a minimum thickness above the
  • Substrate have. This is advantageous, since thereby the reflectivity of the pigment-filled medium is sufficiently high. In other words, the negative influence of the substrate on the reflectivity of the
  • the potted medium has the shape of a meniscus.
  • the attractor element may be completely covered by the medium.
  • the attractive effect of the side surfaces of the attractor element on the liquid medium is less than in the previous embodiment. There is also a risk that the light radiating
  • Pigments having medium the homogeneity of the color impression can be increased.
  • the layer thickness determines the proportion of the light reflected from the pigments to the proportion of the light reflected from the substrate.
  • the substrate can with a
  • Precious metal such as gold or silver, be coated.
  • Silver a high reflectivity for electromagnetic radiation in the entire visible spectral range
  • the coating of the substrate with a Precious metal can additionally be used to increase the layer thickness of the pigment-filled medium.
  • the attractor element has a height above the substrate of from 10% to 300%, preferably from 80% to 120%, of the height of the substrate
  • the height of the optoelectronic semiconductor chip may be between about 40 ym and about 1000 ym, preferably between 80 ym and 200 ym. This height range for the wettable attractor element is particularly advantageous, since on the one hand a
  • Component is not adversely affected.
  • optoelectronic component at least one further semiconductor chip.
  • Such multi-chip arrangements are particularly advantageous since they have a high light output.
  • Optoelectronic device on at least one other attractor element Optoelectronic device on at least one other attractor element.
  • a plurality of attractor elements may be advantageous, as a result
  • an attractor element should be be located between 2/3 and 3/2 of the distance of two adjacent semiconductor chips from the nearest semiconductor chip.
  • the at least one attractor element may surround the at least one
  • the attractor element comprises a bonding wire.
  • the bonding wire may have gold. The majority of the bond wire is wetted by the pigment containing medium. Only the tip of the bond wire sticks out of the liquid surface. This is particularly advantageous because only a minimal portion of the reflectivity of the reflective medium is lost.
  • the bonding wire can be attached to the substrate particularly easily by welding.
  • the entire bonding wire, including the tip is covered by the medium. This is particularly advantageous, as this results in the reflectivity compared to the previous
  • the attractor element comprises a blocky element, in particular of silicon, gallium arsenide, germanium, plastic, glass, sapphire or metal, such as copper or gold.
  • the blocky element may have the shape of a cuboid.
  • Element is particularly advantageous because a high layer thickness of the pigment filled medium and thus a high reflectivity of the layer can be achieved.
  • the blocky element are particularly easily attached by gluing or soldering on the substrate.
  • the blocky element is preferably fixed to the substrate by the same method as the semiconductor chips. This ensures a particularly simple production of the optoelectronic component.
  • the attractor element has a limiting element.
  • Limiting element may comprise polybutylene terephthalate (PBT).
  • PBT polybutylene terephthalate
  • Polybutylene terephthalate can be white or
  • the limiting element can be arranged around the at least one semiconductor chip.
  • the delimiting element is particularly advantageous, since thereby arrangements of semiconductor chips to different
  • Boundaries of the optoelectronic component can be adjusted.
  • the attractor element has a delimiting element with an internal structure.
  • the limiting element and the inner structure are integrally formed.
  • Optoelectronic device can be adjusted and at the same time an attractor structure between the
  • Semiconductor chips can be placed.
  • the attractor Element can be applied in a single process step.
  • the integral combination of constraining element and internal structure comprises polybutylene terephthalate (PBT).
  • PBT polybutylene terephthalate
  • the medium comprises white pigments.
  • the white pigments serve to reflect electromagnetic radiation from the entire visible spectral range. In other words, white pigments are broadly reflective. The goal is to reflect as much white light as possible.
  • Pigments of titanium dioxide (TiO 2 ) and / or of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and / or of zirconium oxide (ZrO) can be used as white pigments. The dependence of
  • Layer thickness of the pigment-filled medium is not linear. At layer thicknesses between about 1 ym and 20 ym, the reflectivity increases sharply. At layer thicknesses between 50 ym and 100 ym, the reflectivity increases only insignificantly. Preferably, the minimum layer thickness should be at least about 20 ⁇ m. For a 200 ym thick semiconductor chip this would be 10% of the height of the semiconductor chip.
  • the medium has black pigments.
  • the black pigments may be soot particles or graphite particles.
  • the reflectivity of the medium can fall to vanishing values. This is particularly advantageous since a high contrast can be achieved between the semiconductor chip and the substrate surface surrounding the semiconductor chip.
  • a large thickness of the medium filled with black pigments between and around the semiconductor chips and between and around the attractor elements enhances the black impression.
  • the medium has colorful pigments.
  • the colored pigments may have reddish iron oxide pigments.
  • Pigments only reflect certain wavelengths of visible light. If white light falls on the medium, which is filled with red pigments, mainly red light is reflected. It is particularly advantageous on a sufficiently thick medium with colored pigments that high color homogeneity can be achieved.
  • the pigments are present in the medium in a concentration of up to 70%, preferably from 25% to 35% by weight.
  • concentration of white pigments the higher the reflectivity of the medium for white light.
  • concentration of colored pigments the more intense the color impression of the medium.
  • a layer comprising phosphor particles is applied on the surface of the semiconductor chip facing away from the substrate, on the surface of the attractor element facing away from the substrate, and on the medium.
  • the phosphor particle-containing layer may comprise silicone as the matrix material.
  • the phosphor particles may have phosphors.
  • Phosphors can be lanthanum doped yttria (Y 2 O 3 - La 2 Ü 3 ), yttrium aluminum garnet (Y 3 Al 5 O 12 -YAG),
  • Dysprosium oxide (DV2O3), aluminum oxynitride (Al23O27N5) or aluminum nitride (A1N) in a concentration of about 5 to about 15 weight percent.
  • yttrium aluminum garnet converts blue light into longer rippled light from the yellow-green
  • a layer having diffuser particles is applied on the surface of the semiconductor chip facing away from the substrate, on the surface of the attractor element facing away from the substrate, and on the medium.
  • the diffuser particles scatter light without affecting its wavelength and provide for the mixture of light.
  • the diffuser particles can
  • Alumina Al 2 O 3 .
  • Diffuser particles and phosphor particles interact with the light emitted by the semiconductor chip and scatter some of that light back into the pigment filled medium.
  • Pigments, the backscattered light is reflected by the white pigments and can be at least partially decoupled from the optoelectronic device.
  • a layer comprising phosphor particles is applied on the surface of the semiconductor chip facing away from the substrate, on the surface of the attractor element facing away from the substrate, and on the medium.
  • phosphor particles On the phosphor particles
  • having layer is a diffuser particles
  • a layer is applied on the surface of the semiconductor chip facing away from the substrate, on the surface of the attractor element facing away from the substrate, and on the medium, which has both phosphor particles and diffuser particles.
  • a converter plate is applied to the light-emitting surface of the semiconductor chip facing away from the substrate.
  • the converter plate may consist of a ceramic matrix material into which
  • Converter plate on the surface facing away from the substrate surface of the attractor element and on the medium may be applied to a diffuser particles having layer.
  • Various embodiments have a method for producing an optoelectronic component. First, a substrate is provided on which a semiconductor chip is arranged. Next will be on the
  • Substrate arranged a wettable attractor element. Thereafter, at least partially, a pigment
  • Liquid medium applied to the exposed area of the substrate, which is not covered by the semiconductor chip and the attractor element. Subsequently, the liquid medium is cured.
  • the liquid medium is applied to the substrate by dispensing, in particular by jetting.
  • Substrate remote surface of the attractor element and applied to the cured medium Substrate remote surface of the attractor element and applied to the cured medium.
  • Substrate remote surface of the semiconductor chip applied to the surface facing away from the substrate of the attractor element and on the cured medium.
  • Embodiment is first applied after curing of the pigment having medium having a phosphor particle layer on the side facing away from the substrate surfaces of the semiconductor chip and the attractor element and on the cured medium.
  • Embodiment is after curing of the pigment having medium on the side facing away from the substrate surfaces of the semiconductor chip and the attractor element and on the cured medium, a layer
  • Embodiment is first applied after curing of the pigment having medium a converter plate on the semiconductor chip. Subsequently, on the converter plate, facing away from the substrate Surface of the attractor element and applied to the outgoing medium having a diffuser particles layer.
  • Figure la shows an embodiment of a known optoelectronic device in plan view
  • Figure 2a shows an embodiment of a
  • FIG. 2b shows the exemplary embodiment of FIG
  • FIG. 3 a shows an embodiment of a
  • FIG. 3b 3c and 3d show exemplary embodiments of the invention
  • FIG. 4b shows the exemplary embodiment of FIG
  • Figure 5a shows an embodiment of a
  • FIG. 5b shows the exemplary embodiment of FIG
  • Figure 6a shows an embodiment of a
  • Figure 6b shows the embodiment of the
  • Figure 7a shows an embodiment of a
  • FIG. 7b shows the exemplary embodiment of FIG
  • Figure 8a shows an embodiment of a
  • FIG. 8b shows the exemplary embodiment of FIG
  • Figure 9a shows an embodiment of a
  • FIG. 9b shows the exemplary embodiment of FIG.
  • FIG. 10 a shows an embodiment of a
  • FIG. 10b shows an embodiment of a
  • FIG. 10c shows an exemplary embodiment of a
  • FIG. 1 a shows an exemplary embodiment of a known optoelectronic component 100 in plan view. On a not visible in plan view substrate four semiconductor chips 104 are arranged regularly. Of the
  • the medium 108 may comprise silicone.
  • the pigments 110 may be white pigments of titanium dioxide.
  • Component has a defined edge 118.
  • a sectional axis 120 is shown along which the sectional view of the optoelectronic component 100 in FIG. 1b is shown.
  • FIG. 1b shows the exemplary embodiment of the known optoelectronic component from FIG. 1b
  • Recognizable semiconductor chips 104 which are arranged on a substrate 102.
  • the substrate 102 may comprise ceramic.
  • the ceramic substrate 102 absorbs electromagnetic radiation in the visible spectral range.
  • a medium 108 is applied to the substrate 102 containing pigments 110 contains.
  • the pigments 110 may be white
  • the medium 110 having the pigment 110 wets the side surfaces of the semiconductor chips 104
  • the medium 108 is arranged in the form of a Untervergusses in meniscus form.
  • the distance between the semiconductor chips 104 is so large that the medium 108 at its thinnest
  • Medium 108 are applied.
  • a phosphor 114 having layer 114 is directly on the
  • Pigment filled medium 108 applied.
  • Phosphors such as yttrium aluminum garnet (YAG) are used as phosphors, which convert the blue primary radiation emitted by the semiconductor chips 104 into longer-wave yellow-green ones
  • Diffuser particle 122 uses alumina (Al 2 O 3 ).
  • the diffuser particles interact with the blue primary radiation and the yellow secondary radiation without changing their wavelength.
  • the diffuser particles 122 having layer 116 is used for mixing
  • Phosphor particles 124 and the diffuser particles 122 emit light in all spatial directions. Therefore, part of the blue primary radiation and part of the yellow secondary radiation strike that with pigments 110
  • FIGS. 2a, 2b, 3a, 3b, 3c, 3d, 4a, 4b, 5a, 5b, 6a, 6b, 7a, 7c, 8a, 8b, 9a and 9b no phosphor particles 124 or
  • FIGS. 10a, 10b, 10c and 10d are shown in FIGS. 10a, 10b, 10c and 10d.
  • Figure 2a shows an embodiment of a
  • Optoelectronic component has a square or at least a rectangular shape with a linear
  • Boundary 118 on. Not on a top view
  • a wettable attractor element 106a is arranged centrally on the substrate. The attractor element 106a is thus between the
  • Semiconductor chips 104 arranged.
  • the attractor element has to each of the four semiconductor chips 104 in about the
  • the attractor element (106a) is a bonding wire.
  • the bonding wire is made of gold.
  • the optoelectronic component has a defined edge 118.
  • the exposed area of the substrate between and around the four semiconductor chips 104 is
  • the medium 108 may comprise silicone.
  • the medium 108 may comprise epoxy resin or a hybrid material.
  • the pigments 110 may be white pigments.
  • the white pigments may comprise titanium dioxide (TiO 2 ) and / or aluminum oxide (Al 2 O 3 ) and / or zirconium oxide (ZrO).
  • the pigments 110 may include black pigments, in particular
  • the pigments 110 may be colored pigments, especially iron oxide pigments.
  • FIG. 2b shows the exemplary embodiment of FIG
  • the substrate 102 may be a ceramic substrate, a metal core board, a leadframe or a
  • the pigment 110 having
  • the medium 108 having the pigment 110 has a minimum thickness 112 above the substrate 102 of FIG at least 10% of the lesser height of attractor element 106a and semiconductor die 104 over substrate 102.
  • the bonding wire 106 a has approximately the same height as the adjacent semiconductor chips 104. In the present FIG
  • Minimum thickness 112 about 60% of the height of the adjacent
  • the pigments 110 are present in a concentration of up to 70%, preferably from 25% to 35%.
  • the minimum thickness 112 of the pigment 110 having medium 108 is
  • Optoelectronic component has an approximately uniform reflectivity. In the case of white pigments, this leads to a site-independent, homogeneous
  • FIG. 3 a shows an embodiment of a
  • Attractor element 106b is a blocky element.
  • the blocky attractor element 106b may be silicon, gallium
  • the attractor element 106b is arranged centrally between the four semiconductor chips 104.
  • FIG. 3b shows the exemplary embodiment of FIG
  • the blocky element 106b has the same height above the substrate 102 as the
  • the minimum thickness 112 is about 60% of the height of the blocky element 106b or the height of the semiconductor chips 104.
  • the side surfaces of the blocky attractor element 106b are completely wetted by the medium 108. Otherwise this corresponds to
  • FIG. 3c shows a further exemplary embodiment of the optoelectronic component from FIG. 3a in FIG
  • the attractor element 106b has a height above the substrate 102 of approximately 130% of the height of the semiconductor chip 104.
  • the minimum thickness 112 of the pigment 110 filled medium 108 is greater than the minimum thickness 112 in the embodiment shown in FIG. 3b. Due to the greater thickness of the pigment 110 filled medium 108, the influence of the substrate on the reflective
  • FIG. 3d shows a further exemplary embodiment of the optoelectronic component from FIG. 3a in FIG.
  • the attractor element 106b has a height above the substrate 102 of about 60% of the height of the semiconductor chip 104.
  • the minimum thickness 112 of the pigment 110 filled medium 108 is smaller than that
  • Component are influenced by the substrate 102 only slightly.
  • the height of the attractor element between 10% to 300
  • the height of the semiconductor chip 104 have.
  • Figure 4a shows an embodiment of a
  • the light-emitting semiconductor chip 104 is centered on the
  • FIG. 4b shows the exemplary embodiment of FIG
  • Figure 5a shows an embodiment of a
  • a plurality of attractor elements 106a is in
  • FIG. 5b shows the exemplary embodiment of FIG
  • the minimum thickness 112 of the medium 108 is about 60% of the height of the
  • Figure 6a shows an embodiment of a
  • Boundary 118 of the optoelectronic component is round. At the center, a plurality of semiconductor chips 104 are arranged in a rectangular shape. To the
  • Semiconductor chips 104 are a field of bond wires 106a at regular intervals from each other and to the
  • semiconductor chips 104 arranged.
  • the embodiment shows the adaptation of a rectangular arrangement of semiconductor chips 104 to a round edge 118 in optoelectronic components. Otherwise, the exemplary embodiment corresponds to that shown in FIG. 2a
  • Figure 6b shows the embodiment of the
  • Figure 7a shows an embodiment of a
  • Optoelectronic device in plan view This embodiment is an alternative to the embodiment of Figure 6a embodiment.
  • the boundary 118 of the optoelectronic component is round. This embodiment serves to adapt rectangular chip arrangements to round boundaries.
  • a plurality of semiconductor chips 104 are arranged in a rectangular shape.
  • the attractor element 106c is a
  • Limiting element and is arranged around the rectangular array of semiconductor chips 104.
  • the limiting element 106c encloses the field of semiconductor chips 104
  • the restriction member 106c is made of polybutylene terephthalate (PBT).
  • FIG. 7b shows the exemplary embodiment of FIG
  • the limiting element 106c has a
  • Semiconductor chips 104 has.
  • Limiting element 106c is enclosed by a raised peripheral edge 118.
  • Figure 8a shows an embodiment of a
  • Optoelectronic device in plan view.
  • An irregular array of semiconductor chips 104 is shown on a substrate having a round rim 118.
  • the limiting element 106 c has an angled shape toward the semiconductor chips 104. This form
  • Semiconductor chips 104 and the attractor element 106c for each semiconductor chip 104 is approximately equal. Incidentally, the embodiment corresponds to the embodiment shown in Figure 7a.
  • FIG. 8b shows the exemplary embodiment of FIG
  • Limiting element 106c is achieved that the
  • Semiconductor chips 104 and the limiting element 106c is approximately equal. This ensures uniform
  • Figure 9a shows an embodiment of a
  • the Boundary 118 of the optoelectronic component is round. This embodiment serves to adapt rectangular chip arrangements to round boundaries.
  • the integrally formed attractor element 106d has a delimiting element 106d.l and a lattice-shaped one
  • Delimiter element 106d.l is arranged around the rectangular field of semiconductor chips 104.
  • PBT polybutylene terephthalate
  • Figure 9b shows the embodiment of Figure 9a in a sectional view.
  • three semiconductor chips 104 are arranged in the recesses of the attractor element 106d.
  • the limiting element 106d.l has a base which has approximately the same height as the semiconductor chips 104.
  • the peripheral pedestal of the restriction member 106d.l is bordered by a raised peripheral edge 118.
  • an inner structure 106d.2 is arranged such that the distance between the semiconductor chips 104 to the limiting element 106d.l and the inner structure 106d.2 is approximately uniform. Due to these uniform distances, it is achieved that the minimum thickness 112 of the medium 108 between the semiconductor chips 104 and the attractor element 106d.l, 106d.2 is approximately the same at all locations.
  • FIG. 10 a shows an embodiment of a
  • Embodiment in Figure 10a is a development of the embodiment shown in Figure 3b.
  • the pigments 110 are white pigments.
  • Above the medium 108, above the semiconductor chips 104 and above the blocky attractor element 106b is a
  • the phosphor particles can be yttrium
  • Aluminum Garnet have.
  • the semiconductor chips 104 emit blue primary light. A portion of the primary light is converted by the phosphor particles 124 into secondary light from the yellow-green spectral range. A part of the blue primary light and the yellow-green
  • the white pigments 110 reflect primary and
  • the reflected primary and secondary light can be from the optoelectronic
  • the light output of the optoelectronic component can be reduced by using the medium 108 filled with white pigments 110 with a minimum thickness 112 of 10% of the height of the adjacent one
  • Semiconductor chips 104 or the adjacent attractor element 106b are significantly increased.
  • FIG. 10b shows an embodiment of a
  • FIG. 10b is a development of the embodiment in Figure 10a.
  • a diffuser particles 122 having layer 116 is applied on the phosphor particles 124 having layer 114.
  • the diffuser particles 122 include alumina (Al 2 O 3 ).
  • the diffuser particles 122 scatter both primary and secondary light without changing the wavelength of the light.
  • the layer 116 serves for better mixing of primary and Secondary light. In the case of blue primary and yellow secondary light, the optoelectronic component radiates homogeneous white light homogeneously over the entire
  • FIG. 10c shows an exemplary embodiment of a
  • FIG. 10c shows one of those in FIGS. 10a and 10b
  • Converter plate 126 applied directly to the side facing away from the substrate surface of the semiconductor chip 104.
  • the converter plates 126 are formed as converter-filled silicone platelets. Serve as a converter
  • the phosphor may be embedded in the silicon wafer.
  • the plate may be formed as a sintered ceramic plate, wherein the phosphor is embedded in the ceramic plate.
  • the phosphor particles have
  • the phosphorescent materials may be yttrium aluminum garnet or
  • chip-near conversion is advantageous because the conversion of the electromagnetic radiation takes place in a focus plane with the chip.
  • the diffuser particles 122 having layer 116 is directly on the
  • Converter plate 126 on the attractor element 106b and on the pigment 110 filled medium 108 applied.
  • This layer 116 mixes the blue primary light and the yellow-green secondary light. It turns out homogeneous white light, which is emitted homogeneously over the surface of the optoelectronic component.
  • FIG. 10d shows an alternative to the exemplary embodiments illustrated in FIGS. 10a, 10b and 10c
  • Embodiment instead of two separate layers 114 and 116, a single layer 115 is provided which has both phosphor particles 124 and diffuser particles 122.
  • Diffuser particles 122 are mixed in layer 115 and approximately homogeneously distributed.
  • Attractor element as a blocky element

Abstract

Ein optoelektronisches Bauelement (100) weist ein Substrat (102) auf, auf dem ein Halbleiterchip (104) und ein benetzbares Attraktor-Element (106a, 106b, 106c, 6d) angeordnet sind. Ein Pigmente (110) aufweisenden Medium (108) bedeckt den freiliegenden Bereich des 10 Substrats (102), der nicht von dem Halbleiterchip (104) und dem Attraktor-Element (106a, 106b, 106c, 106d) abgedeckt ist, zumindest bereichsweise. Das Pigmente (110) aufweisende Medium (108) benetzt den Halbleiterchip (104) und das Attraktor-Element (106a, 106b, 106c, 106d) zumindest teilweise.

Description

OPTOELEKTRONISCHES BAUELEMENT UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES OPTOELEKTRONISCHEN BAUELEMENTS
BESCHREIBUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelement, und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Bauelements.
Optoelektronische Bauelemente weisen einen Halbleiterchip auf, der elektromagnetische Strahlung emittieren kann. Der Halbleiterchip kann auf einem Licht absorbierenden Substrat angeordnet sein. Um die reflektiven
Eigenschaften des Substrats zu verbessern bzw. zu
verändern, können die freiliegenden Bereiche des
Substrats mit einem Medium bedeckt sein, in das Pigmente eingebracht sind. Der Halbleiterchip ist durch das
Pigmente aufweisende Medium benetzbar. Insbesondere sind die Seitenflächen des Halbleiterchips benetzbar. Bei der Benetzung ziehen die Seitenflächen des Halbleiterchips auf Grund der Oberflächenspannung das Medium hoch. Dies kann zu einer ungleichmäßigen Schichtdicke des Mediums über dem Substrat führen, wobei mit steigendem Abstand vom Halbleiterchip die Dicke des Mediums abnimmt. Eine geringe Dicke des Mediums kann nachteilig sein, da sich mit abnehmender Dicke des Pigmentgefüllten Mediums die reflektiven Eigenschaften und in der Folge die Effizienz des optoelektronischen Bauelements verschlechtern.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein optoelektronisches Bauelement sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen anzugeben, das das pigmentgefüllte Medium in einer ausreichenden Dicke über dem Substrat bereitstellt, so dass die reflektiven Eigenschaften und in der Folge die Effizienz des optoelektronischen Bauelements von einer ausreichenden Güte sind.
Diese Aufgabe wird durch ein optoelektronisches
Bauelement gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 und durch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen
optoelektronischen Bauelements gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 20 gelöst.
Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen des optoelektronischen Bauelements und des Verfahrens zur Herstellung des optoelektronischen Bauelements sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Beispielhafte Ausführungsformen
Verschiedene Ausführungsformen weisen ein
optoelektronisches Bauelement mit einem Halbleiterchip auf, der auf einem Substrat angeordnet ist. Auf dem
Substrat ist ein benetzbares Attraktor-Element
angeordnet. Ein Pigmente aufweisendes Medium bedeckt den freiliegenden Bereich des Substrats, der nicht von dem Halbleiterchip und nicht von dem Attraktor-Element abgedeckt ist, zumindest bereichsweise. Das Medium benetzt den Halbleiterchip und das Attraktor-Element zumindest teilweise. Die Dicke des Mediums über dem
Substrat wird durch den Einsatz des Attraktor-Elements vergrößert. Dadurch werden die reflektiven Eigenschaften des optoelektronischen Bauelements gegenüber
Ausführungsformen ohne Attraktor-Element verbessert. In der Folge wird die Effizienz des optoelektronischen Bauelements erhöht. Mit anderen Worten wird der negative Einfluss des Substrats auf die optischen Eigenschaften des optoelektronischen Bauelements reduziert.
Als Substrat kann ein Keramiksubstrat, eine
Metallkernplatine, ein Leadframe oder ein
Kunststofflaminat verwendet werden. Das Kunststofflaminat besteht aus glasfaserverstärktem Kunststoff mit einer Metallisierung. Alle obigen Substrattypen absorbieren Licht zumindest teilweise.
Der Halbleiterchip ist wie das Attraktor-Element durch das pigmentaufweisende Medium benetzbar. Durch die
Oberflächenspannung des flüssigen Mediums wird das Medium an den Seitenflächen des Halbleiterchips hochgezogen. Die vom Substrat abgewandte, Licht abstrahlende Oberfläche des Halbleiterchips darf hierbei nicht vom Medium benetzt werden .
In einer bevorzugten Ausführungsform basiert der
Halbleiterchip auf einem III-V-
Verbindungshalbleitermaterial , insbesondere auf
Galliumnitrid (GaN) . Der Halbleiterchip weist mindestens eine aktive Zone auf, die elektromagnetische Strahlung emittiert. Die aktiven Zonen können pn-Übergänge,
Doppelheterostruktur, Mehrfach-Quantentopfstruktur (MQW) , Einfach-Quantentopfstruktur (SQW) sein.
Quantentopfstruktur bedeutet: Quantentöpfe (3-dim) ,
Quantendrähte (2-dim) und Quantenpunkte (1-dim).
In einer bevorzugten Ausführungsform kann der
Halbleiterchip als Oberflächenemitter, insbesondere als sogenannter Dünnfilmchip, ausgebildet sein. Der Dünnfilmchip ist beispielsweise aus der
Offenlegungsschrift WO2005081319A1 bekannt.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Medium Silikon auf. Silikon weist eine niedrige
Oberflächenspannung auf. Deshalb weist Silikon eine gute Benetzbarkeit auf. Silikon ist transparent,
strahlungsstabil und temperaturstabil. Besonders
bevorzugt weist das Verbindungsmaterial weiches Silikon auf. Weiches Silikon weist eine Härte von etwa Shore 20 bis etwa Shore 60 auf. Weiches Silikon weist eine hohe
Temperaturstabilität, eine hohe Strahlungsstabilität und eine hohe Reißdehnung auf wodurch die Gefahr von
Rissbildung im Silikon minimiert wird.
Alternativ oder zusätzlich kann das Medium auch
Epoxydharz oder Hybridmaterialien aufweisen.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann das
Pigmentgefüllte Medium eine Mindestdicke über dem
Substrat von wenigstens 10% der geringeren Höhe von
Attraktor-Element und von Halbleiterchip über dem
Substrat aufweisen. Dies ist vorteilhaft, da dadurch die Reflektivität des Pigmentgefüllten Mediums ausreichend hoch ist. Mit anderen Worten ist der negative Einfluss des Substrats auf die Reflektivität des
opotoelektronischen Bauelements vernachlässigbar. In einer bevorzugten Ausführungsform sind nur die
Seitenflächen des Attraktor-Elements durch das Medium benetzt. Das flüssige Medium zieht sich auf Grund der Oberflächenspannung an den Seitenflächen des Attraktor- Elements hoch. Dadurch wird der Flüssigkeitsfilm, genauer die Oberfläche der Flüssigkeit, angehoben. Dies ist vorteilhaft, da dadurch die Höhe des Mediums über dem Substrat in der Umgebung des Attraktor-Elements
vergrößert wird. Die Deckfläche des Attraktor-Elements ist nicht vom Medium bedeckt. Mit anderen Worten erfolgt kein Überverguss. Vorteilhaft ist ein leichter
Unterverguss des Mediums zwischen dem Halbleiterchip und dem Attraktor-Element . Bei einem leichten Unterverguss weist das vergossene Medium die Form eines Meniskus auf.
In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform kann das Attraktor-Element vollständig durch das Medium bedeckt sein. Der attraktive Effekt der Seitenflächen des Attraktor-Elements auf das flüssige Medium ist hierbei zwar geringer als in der vorigen Ausführungsform. Auch besteht die Gefahr, dass die Licht abstrahlende
Oberfläche des Halbleiterchips zumindest teilweise vom Medium bedeckt ist. Allerdings kann die vollständige Bedeckung des Attraktor-Elemets durch das Medium
prozesstechnische Vorteile aufweisen.
Durch eine näherungsweise homogene Schichtdicke des
Pigmente aufweisenden Mediums kann die Homogenität des Farbeindrucks erhöht werden. Die Schichtdicke bestimmt den Anteil des von den Pigmenten reflektierten Lichtes zum Anteil des vom Substrat reflektierten Lichtes.
Um die Reflektivität des optoelektronischen Bauelements weiter zu erhöhen, kann das Substrat mit einem
Edelmetall, wie Gold oder Silber, beschichtet sein.
Besonders vorteilhaft sind Silberbeschichtungen, da
Silber eine hohe Reflektivität für elektromagnetische Strahlung im gesamten sichtbaren Spektralbereich
aufweist. Die Beschichtung des Substrats mit einem Edelmetall kann zusätzlich zur Erhöhung der Schichtdicke des Pigmentgefüllten Mediums erfolgen.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Attraktor- Element eine Höhe über dem Substrat von 10% bis 300%, vorzugsweise von 80% bis 120%, der Höhe des
Halbleiterchips auf. Die Höhe des optoelektronischen Halbleiterchips kann zwischen etwa 40 ym und etwa 1000 ym, vorzugsweise zwischen 80 ym und 200 ym liegen. Dieser Höhenbereich für das benetzbare Attraktor-Element ist besonders vorteilhaft, da dadurch einerseits eine
ausreichende Höhe des Mediums erreicht wird und
andererseits die Bauhöhe des optoelektronischen
Bauelements nicht negativ beeinflusst wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das
optoelektronische Bauelement mindestens einen weiteren Halbleiterchip auf. Solche Multichipanordnungen sind besonders vorteilhaft, da sie eine hohe Lichtleistung aufweisen .
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das
optoelektronische Bauelement mindestens ein weiteres Attraktor-Element auf. Eine Mehrzahl von Attraktor- Elementen kann vorteilhaft sein, da dadurch eine
notwendige minimale Dicke des Mediums auch zwischen relativ weit von einander entfernten Halbleiterchips eingehalten werden kann. Besonders vorteilhaft ist es, näherungsweise einheitliche Abstände zwischen sämtlichen Elementen, also zwischen benachbarten Halbleiterchips, benachbarten Attraktor-Elementen und zwischen
benachbarten Halbleiterchips und Attraktor-Elementen einzuhalten. Beispielsweise sollte ein Attraktor-Element zwischen 2/3 und 3/2 des Abstandes von zwei benachbarten Halbleiterchips vom nächstliegenden Halbleiterchip entfernt sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann das mindestens eine Attraktor-Element um den mindestens einen
Halbleiterchip angeordnet sein. Dadurch lassen sich beliebig geformte Chipanordnungen an beliebig geformte Berandungen von optoelektronischen Bauelementen anpassen.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Attraktor- Element einen Bonddraht auf. Der Bonddraht kann Gold aufweisen. Der Großteil des Bonddrahts wird durch das Pigmente aufweisende Medium benetzt. Nur die Spitze des Bonddrahts ragt aus der Flüssigkeitsoberfläche heraus. Dies ist besonders vorteilhaft, da nur ein minimaler Anteil der Reflektivität des reflektierenden Mediums verloren geht. Zudem kann der Bondraht besonders einfach durch Schweißen auf dem Substrat befestigt werden.
In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform ist der gesamte Bonddraht inklusive der Spitze von dem Medium bedeckt. Dies ist besonders vorteilhaft, da sich dadurch die Reflektivität im Vergleich zur vorigen
Ausführungsform nochmals erhöht.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Attraktor- Element ein blockiges Element, insbesondere aus Silizium, Gallium Arsenid, Germanium, Kunststoff, Glas, Saphir oder Metall, wie Kupfer oder Gold, auf. Das blockige Element kann die Form eines Quaders aufweisen. Das blockige
Element ist besonders vorteilhaft, da dadurch eine hohe Schichtdicke des Pigment gefüllten Mediums und damit eine hohe Reflektivität der Schicht erreichbar ist. Zudem kann das blockige Element besonders einfach durch Kleben oder Löten auf dem Substrat befestigt werden. Das blockige Element wird vorzugsweise mit der gleichen Methode auf dem Substrat befestigt wie die Halbleiterchips. Dies gewährleistet eine besonders einfache Herstellung des optoelektronischen Bauelements.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Attraktor- Element ein Begrenzungselement auf. Das
Begrenzungselement kann Polybutylenterephthalat (PBT) , aufweisen. Polybutylenterephthalat kann weiß oder
eingefärbt sein. Es ist durch ein Medium wie Silikon benetzbar, elektrisch isolierend, weist eine hohe
Reflektivität für elektromagnetische Strahlung im
gesamten sichtbaren Spektralbereich auf und ist
hitzebeständig. Das Begrenzungselement kann um den mindestens einen Halbleiterchip angeordnet sein. Das Begrenzungselement ist besonders vorteilhaft, da dadurch Anordnungen von Halbleiterchips an verschiedene
Berandungen des optoelektronischen Bauelements angepasst werden können.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Attraktor- Element ein Begrenzungselement mit einer Innenstruktur auf. Das Begrenzungselement und die Innenstruktur sind einstückig ausgebildet. Die Kombination von
Begrenzungselement und Innenstruktur in einem Attraktor- Element ist besonders vorteilhaft, da eine Anordnung von Halbleiterchips an beliebige Berandungen des
optoelektronischen Bauelements angepasst werden können und zugleich eine Attraktor-Struktur zwischen den
Halbleiterchips platziert werden kann. Das Attraktor- Element kann in einem einzigen Prozessschritt aufgebracht werden .
Die einstückige Kombination von Begrenzungselement und Innenstruktur weist Polybutylenterephthalat (PBT) auf. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die
Innenstruktur des Attraktor-Elements die Form eines Gitters auf. Diese regelmäßige Struktur ist besonders vorteilhaft, da die Abstände von den Halbleiterchips zum Attraktor-Element näherungsweise einheitlich sind. In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Medium weiße Pigmente auf. Die weißen Pigmente dienen dazu, elektromagnetische Strahlung aus dem gesamten sichtbaren Spektralbereich zu reflektieren. Mit anderen Worten sind weiße Pigmente breitbandig hoch reflektiv. Ziel ist es, möglichst viel weißes Licht zu reflektieren. Als weiße Pigmente können Pigmente aus Titandioxid (Ti02) und/oder aus Aluminiumoxid (AI2O3) und/oder aus Zirkoniumoxid (ZrO) verwendet werden. Die Abhängigkeit der
Reflektivität des Pigmentgefüllten Mediums von der
Schichtdicke des Pigmentgefüllten Mediums ist nicht linear. Bei Schichtdicken zwischen etwa 1 ym und 20 ym steigt die Reflektivität stark an. Bei Schichtdicken zwischen 50 ym und 100 ym nimmt die Reflektivität nur noch unwesentlich zu. Vorzugsweise sollte die minimale Schichtdicke bei mindestens etwa 20 ym liegen. Für einen 200 ym dicken Halbleiterchip wären dies 10% der Höhe des Halbleiterchips .
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Medium schwarze Pigmente auf. Die schwarzen Pigmente können Russpartikel oder Graphitpartikel sein. Die Reflektivität des Mediums kann auf verschwindende Werte abfallen. Dies ist besonders vorteilhaft, da dadurch ein hoher Kontrast zwischen dem Halbleiterchip und der den Halbleiterchip umgebenden Substratfläche erreichbar ist. Eine große Dicke des mit schwarzen Pigmenten gefüllten Mediums zwischen und um die Halbleiterchips und zwischen und um die Attraktor-Elemente verstärkt den Schwarzeindruck.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Medium bunte Pigmente auf. Die bunten Pigmente können rötliche Eisenoxidpigmente aufweisen. Durch den Einsatz bunter
Pigmente werden nur bestimmte Wellenlängen des sichtbaren Lichtes reflektiert. Fällt weißes Licht auf das Medium, das mit roten Pigmenten gefüllt ist, wird vorwiegend rotes Licht reflektiert. Besonders vorteilhaft an einem ausreichend dicken Medium mit bunten Pigmenten ist es, dass eine hohe Farbhomogenität erreicht werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform liegen die Pigmente in einer Konzentration von bis zu 70% vorzugsweise von 25% bis 35% Gewichtsprozent, in dem Medium vor. Je höher die Konzentration von weißen Pigmenten, desto höher ist die Reflektivität des Mediums für weißes Licht. Je höher die Konzentration von bunten Pigmenten, desto intensiver ist der Farbeindruck des Mediums.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist auf der vom Substrat abgewandten Fläche des Halbleiterchips, auf der vom Substrat abgewandten Fläche des Attraktor-Elements und auf dem Medium eine Leuchtstoffpartikel aufweisende Schicht aufgebracht. Die Leuchtstoffpartikel aufweisende Schicht kann als Matrixmaterial Silikon aufweisen. Die Leuchtstoffpartikel können Phosphore aufweisen. Als Phosphore können Lanthan dotiertes Yttriumoxid (Y2O3- La2Ü3) , Yttrium Aluminium Granat ( Y3AI5O12-YAG) ,
Dysprosiumoxid ( DV2O3 ) , Aluminium Oxynitrid ( AI 23O27N5 ) oder Aluminium Nitrid (A1N) in einer Konzentration von etwa 5 bis etwa 15 Gewichtsprozent vorliegen. Yttrium Aluminium Granat beispielsweise wandelt blaues Licht in länger welliges Licht aus dem gelb-grünen
Spektralbereich .
In einer bevorzugten Ausführungsform ist auf der vom Substrat abgewandten Fläche des Halbleiterchips, auf der vom Substrat abgewandten Fläche des Attraktor-Elements und auf dem Medium eine Diffusorpartikel aufweisende Schicht aufgebracht. Die Diffusorpartikel streuen Licht ohne seine Wellenlänge zu beeinflussen und sorgen für die Mischung des Lichtes. Die Diffusorpartikel können
Aluminiumoxid (AI2O3) aufweisen.
Diffusorpartikel und Leuchtstoffpartikel wechselwirken mit dem vom Halbleiterchip emittiertem Licht und streuen einen Teil dieses Lichts in das mit Pigmenten gefüllte Medium zurück. Im Falle eines Mediums mit weißen
Pigmenten wird das zurück gestreute Licht von den weißen Pigmenten reflektiert und kann zumindest teilweise aus dem optoelektronischen Bauelement ausgekoppelt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist auf der vom Substrat abgewandten Fläche des Halbleiterchips, auf der vom Substrat abgewandten Fläche des Attraktor-Elements und auf dem Medium eine Leuchtstoffpartikel aufweisende Schicht aufgebracht. Auf der Leuchtstoffpartikel
aufweisenden Schicht ist eine Diffusorpartikel
aufweisende Schicht aufgebracht. In einer bevorzugten Ausführungsform ist auf der vom Substrat abgewandten Fläche des Halbleiterchips, auf der vom Substrat abgewandten Fläche des Attraktor-Elements und auf dem Medium eine Schicht aufgebracht, die sowohl Leuchtstoffpartikel als auch Diffusorpartikel aufweist.
In einer alternativen, bevorzugten Ausführungsform ist auf der vom Substrat abgewandten, Licht abstrahlenden Oberfläche des Halbleiterchips ein Konverterplättchen aufgebracht. Das Konverterplättchen kann aus einem keramischen Matrixmaterial bestehen, in das
Leuchtstoffpartikel eingebracht sind. Auf das
Konverterplättchen, auf die vom Substrat abgewandte Fläche des Attraktor-Elements und auf das Medium kann eine Diffusorpartikel aufweisende Schicht aufgebracht sein.
Verschiedene Ausführungsformen weisen ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements auf. Zunächst wird ein Substrat bereitgestellt auf dem ein Halbleiterchip angeordnet ist. Weiter wird auf dem
Substrat ein benetzbares Attraktor-Element angeordnet. Danach wird zumindest bereichsweise ein Pigmente
aufweisendes, flüssiges Medium auf den freiliegenden Bereich des Substrats aufgebracht, der nicht von dem Halbleiterchip und dem Attraktor-Element abgedeckt ist. Anschließend wird das flüssige Medium ausgehärtet.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das flüssige Medium durch Dispensen, insbesondere durch Jetten, auf das Substrat aufgebracht.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird nach dem
Aushärten des Pigmente aufweisenden Mediums eine Diffusorpartikel aufweisende Schicht auf die vom Substrat abgewandte Fläche des Halbleiterchips, auf die vom
Substrat abgewandte Fläche des Attraktor-Elements und auf das ausgehärtete Medium aufgebracht.
In einer alternativen, bevorzugten Ausführungsform wird nach dem Aushärten des Pigmente aufweisenden Mediums eine Leuchtstoffpartikel aufweisende Schicht auf die vom
Substrat abgewandte Fläche des Halbleiterchips, auf die vom Substrat abgewandte Fläche des Attraktor-Elements und auf das ausgehärtete Medium aufgebracht.
In einer weiteren, alternativen, bevorzugten
Ausführungsform wird nach dem Aushärten des Pigmente aufweisenden Mediums zunächst eine Leuchtstoffpartikel aufweisende Schicht auf die vom Substrat abgewandten Flächen des Halbleiterchips und des Attraktor-Elements sowie auf das ausgehärtet Medium aufgebracht.
Anschließend wird eine Diffusorpartikel aufweisende
Schicht aufgebracht.
In einer weiteren, alternativen, bevorzugten
Ausführungsform wird nach dem Aushärten des Pigmente aufweisenden Mediums auf die vom Substrat abgewandten Flächen des Halbleiterchips und des Attraktor-Elements sowie auf das ausgehärtet Medium eine Schicht
aufgebracht, die sowohl Leuchtstoffpartikel als auch Diffusorpartikel aufweist.
In einer weiteren, alternativen, bevorzugten
Ausführungsform wird nach dem Aushärten des Pigmente aufweisenden Mediums zunächst ein Konverterplättchen auf den Halbleiterchip aufgebracht. Anschließend wird auf das Konverterplättchen, auf die vom Substrat abgewandte Fläche des Attraktor-Elements sowie auf das ausgeh Medium eine Diffusorpartikel aufweisende Schicht aufgebracht .
K U RZ E B E SC H R E I B U N G D E R Z E I C H N U N G E N
Verschiedene Ausführungsbeispiele werden im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. 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 zum besseren Verständnis übertrieben groß oder verkleinert dargestellt sein .
Figur la zeigt ein Ausführungsbeispiel eines bekannten optoelektronischen Bauelements in Draufsicht;
Figur lb zeigt das Ausführungsbeispiel des bekannten
optoelektronischen Bauelements aus Figur la in Schnittansieht ;
Figur 2a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines
optoelektronischen Bauelements in Draufsicht;
Figur 2b zeigt das Ausführungsbeispiel des
optoelektronischen Bauelements aus Figur 2a in Schnittansieht ;
Figur 3a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines
optoelektronischen Bauelements in Draufsicht;
Figur 3b 3c und 3d zeigen Ausführungsbeispiele des
optoelektronischen Bauelements aus Figur 3a in Schnittansieht ; Figur 4a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines
optoelektronischen Bauelements in Draufsicht;
Figur 4b zeigt das Ausführungsbeispiel des
optoelektronischen Bauelements aus Figur4a in Schnittansicht;
Figur 5a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines
optoelektronischen Bauelements in Draufsicht;
Figur 5b zeigt das Ausführungsbeispiel des
optoelektronischen Bauelements aus Figur 5a in Schnittansicht;
Figur 6a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines
optoelektronischen Bauelements in Draufsicht;
Figur 6b zeigt das Ausführungsbeispiel des
optoelektronischen Bauelements aus Figur 6a in Schnittansicht;
Figur 7a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines
optoelektronischen Bauelements in Draufsicht;
Figur 7b zeigt das Ausführungsbeispiel des
optoelektronischen Bauelements aus Figur 7a in Schnittansicht;
Figur 8a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines
optoelektronischen Bauelements in Draufsicht;
Figur 8b zeigt das Ausführungsbeispiel des
optoelektronischen Bauelements aus Figur 8a in Schnittansicht; Figur 9a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines
optoelektronischen Bauelements in Draufsicht;
Figur 9b zeigt das Ausführungsbeispiel des
optoelektronischen Bauelements aus Figur 9a in Schnittansicht;
Figur 10a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines
optoelektronischen Bauelements in
Schnittansieht ;
Figur 10b zeigt ein Ausführungsbeispiel eines
optoelektronischen Bauelements in
Schnittansieht ;
Figur 10c zeigt ein Ausführungsbeispiel eines
optoelektronischen Bauelements in
Schnittansieht ; Figur lOd zeigt ein Ausführungsbeispiel eines
optoelektronischen Bauelements in
Schnittansicht .
AU S F Ü H R U N G S B E I S P I E L E
Figur la zeigt ein Ausführungsbeispiel eines bekannten optoelektronischen Bauelements 100 in Draufsicht. Auf einem in Draufsicht nicht sichtbaren Substrat sind vier Halbleiterchips 104 regelmäßig angeordnet. Der
freiliegende Bereich des Substrats zwischen und um die vier Halbleiterchips 104 ist vollständig mit einem Medium 108 bedeckt, das Pigmente 110 aufweist. Das Medium 108 kann Silikon aufweisen. Die Pigmente 110 können weiße Pigmente aus Titandioxid sein. Das optoelektronische
Bauelement weist einen definierten Rand 118 auf. Auf dem Pigmente 110 aufweisenden Medium 108 können Schichten aufgebracht sein, die Leuchtstoffpartikel und/oder
Diffusorpartikel aufweisen. Der Übersichtlichkeit halber sind diese Schichten in Figur la nicht dargestellt. Es ist eine Schnittachse 120 eingezeichnet entlang derer die Schnittansicht des optoelektronischen Bauelements 100 in Figur lb dargestellt ist.
Figur lb zeigt das Ausführungsbeispiel des bekannten optoelektronischen Bauelements aus Figur la in
Schnittansicht. In der Schnittansicht sind zwei
Halbleiterchips 104 erkennbar, die auf einem Substrat 102 angeordnet sind. Das Substrat 102 kann Keramik aufweisen. Das Keramiksubstrat 102 absorbiert elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Spektralbereich. Um die
reflektiven Eigenschaften des Substrats 102 zu verändern, ist auf dem Substrat 102 ein Medium 108 aufgebracht das Pigmente 110 enthält. Die Pigmente 110 können weiße
Pigmente sein. Das Pigmente 110 aufweisende Medium 108 benetzt die Seitenflächen der Halbleiterchips 104
vollständig; zwischen den Halbleiterchips 104 und
zwischen dem Halbleiterchips 104 und dem Rand 118 ist das Medium 108 in Form eines Untervergusses in Meniskusform angeordnet. Der Abstand zwischen den Halbleiterchips 104 ist so groß, dass das Medium 108 an seiner dünnsten
Stelle 112, in der Mitte zwischen den beiden
Halbleiterchips 104, eine Höhe über dem Substrat 102 von weniger als 10 % der Höhe der Halbleiterchips 104
aufweist. Dies hat zur Folge, dass das Keramiksubstrat 102 zwischen den Halbleiterchips durch das Medium
durchscheint. Mit anderen Worten ist die Reflektivität des Mediums 108 reduziert. Auf das Medium 108
auftreffende elektromagnetische Strahlung aus dem
sichtbaren Spektralbereich wird vermehrt vom Substrat absorbiert und kann damit nicht mehr aus dem
optoelektronischen Bauelement ausgekoppelt werden. Die Effizienz des optoelektronischen Bauelements nimmt ab. Diese auftreffende Strahlung ist rück gestreutes Licht aus Schichten 114, 116, die auf dem Pigmentgefüllten
Medium 108 aufgebracht sind. Eine Leuchtstoffpartikel 124 aufweisende Schicht 114 ist unmittelbar auf dem
Pigmentgefüllten Medium 108 aufgebracht. Als Leuchtstoffe kommen Phosphore wie Yttrium Aluminium Granat (YAG) zum Einsatz, die die von den Halbleiterchips 104 emittierte blaue Primärstrahlung in länger wellige gelb-grüne
Sekundärstrahlung wandeln. Auf der Leuchtstoffpartikel 124 aufweisenden Schicht 114 ist eine Diffusorpartikel 122 aufweisende Schicht 116 aufgebracht. Als
Diffusorpartikel 122 kommt Aluminiumoxid (AI2O3) zum Einsatz. Die Diffusorpartikel wechselwirken mit der blauen Primärstrahlung und der gelben Sekundärstrahlung ohne deren Wellenlänge zu verändern. Die Diffusorpartikel 122 aufweisende Schicht 116 dient zur Mischung von
Primärstrahlung und Sekundärstrahlung. Die
Leuchtstoffpartikel 124 und die Diffusorpartikel 122 strahlen Licht in alle Raumrichtungen ab. Deshalb trifft ein Teil der blauen Primärstrahlung und ein Teil der gelben Sekundärstrahlung auf das mit Pigmente 110
gefüllte Medium 108. Da das vergossene, Pigmente 110 aufweisende, Medium 108 zwischen den Halbleiterchips 104 sehr dünn ist, passiert ein Teil der rückgestreuten
Primär- und Sekundärstrahlung das Medium ohne von einem weißen Pigment 110 reflektiert zu werden. Dieser Anteil kann vom Substrat 102 absorbiert werden.
Der Übersichtlichkeit halber sind in den Figuren 2a, 2b, 3a, 3b, 3c, 3d, 4a, 4b, 5a, 5b, 6a, 6b, 7a, 7c, 8a, 8b, 9a und 9b keine Leuchtstoffpartikel 124 oder
Diffusorpartikel 122 aufweisenden Schichten 114, 116 dargestellt. Das Zusammenwirken von Leuchtstoffpartikel 124 und/oder Diffusorpartikel 122 aufweisenden Schichten 114, 115, 116 mit dem Pigmente 110 aufweisendem Medium
108 ist in den Figuren 10a, 10b, 10c und lOd dargestellt.
Figur 2a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines
optoelektronischen Bauelements in Draufsicht. Das
optoelektronische Bauelement weist eine quadratische oder zumindest eine rechteckige Form mit einer linearen
Berandung 118 auf. Auf einem in Draufsicht nicht
sichtbaren Substrat sind vier Halbleiterchips 104
regelmäßig angeordnet. Zudem ist mittig ein benetzbares Attraktor-Element 106a auf dem Substrat angeordnet. Das Attraktor-Element 106a ist also zwischen den
Halbleiterchips 104 angeordnet. Das Attraktor-Element hat zu jedem der vier Halbleiterchips 104 in etwa den
gleichen Abstand. Das Attraktor-Element (106a) ist ein Bonddraht. Der Bonddraht ist aus Gold.
Das optoelektronische Bauelement weist einen definierten Rand 118 auf. Der freiliegende Bereich des Substrats zwischen und um die vier Halbleiterchips 104 ist
vollständig mit einem Medium 108 bedeckt, das Pigmente 110 aufweist. Das Medium 108 kann Silikon aufweisen.
Alternativ oder zusätzlich kann das Medium 108 Epoxydharz oder ein Hybridmaterial aufweisen. Die Pigmente 110 können weiße Pigmente sein. Die weißen Pigmente können Titandioxid (Ti02) und/oder Aluminiumoxid (AI2O3) und/oder Zirkoniumoxid (ZrO) aufweisen. Alternativ können die Pigmente 110 schwarzen Pigmente, insbesondere
Russpartikeln oder Graphitpartikeln, sein. Alternativ können die Pigmente 110 bunte Pigmente, insbesondere Eisenoxidpigmente, sein.
Figur 2b zeigt das Ausführungsbeispiel des
optoelektronischen Bauelements aus Figur 2a in
Schnittansicht entlang einer Schnittachse 120. Zwischen den beiden Halbleiterchips 104 ist der Bonddraht als das benetzbare Attraktor-Element 106 auf dem Substrat 102 angeordnet. Das Substrat 102 kann ein Keramiksubstrat, eine Metallkernplatine, ein Leadframe oder ein
Kunststofflaminat sein. Das Pigmente 110 aufweisende
Medium 108 benetzt den Bonddraht 106a nahezu vollständig. Nur die Spitze des Bonddrahtes 106a ragt geringfügig aus dem Medium 108 heraus. Deshalb ist der Einfluss des
Bonddrahts 106a auf die reflektiven Eigenschaften des Mediums 108 minimal. Das Pigmente 110 aufweisende Medium 108 weist eine Mindestdicke 112 über dem Substrat 102 von wenigstens 10% der geringeren Höhe von Attraktor-Element 106a und von Halbleiterchip 104 über dem Substrat 102 auf. In Figur 2b weist der Bonddraht 106a in etwa die gleiche Höhe auf wie die benachbarten Halbleiterchips 104. In der vorliegenden Figur 2b beträgt die
Mindestdicke 112 etwa 60% der Höhe der benachbarten
Halbleiterchips 104. Diese große Dicke des Mediums 108 gewährleistet, dass die reflektiven Eigenschaften des optoelektronischen Bauelements durch das darunterliegende Substrat 102 nicht oder kaum beeinflusst werden. Im Falle von weißen Pigmenten 110 wird ein Großteil, der auf das Medium einfallenden elektromagnetischen Strahlung
reflektiert. Die Verluste durch Absorption der
elektromagnetischen Strahlung durch das Substrat sind minimiert. Die Pigmente 110 liegen in einer Konzentration von bis zu 70% vorzugsweise von 25% bis 35%
Gewichtsprozent, in dem Medium 108 vor. Die Mindestdicke 112 des Pigmente 110 aufweisenden Mediums 108 ist
zwischen dem Bondraht 106a und den Halbleiterchips 104 und zwischen den Halbleiterchips 104 und dem Rand 118 des optoelektronischen Bauelements in etwa gleich groß. Dies gewährleistet, dass die gesamte Fläche des
optoelektronischen Bauelements eine in etwa einheitliche Reflektivität aufweist. Dies führt im Fall von weißen Pigmenten zu einer Orts unabhängigen, homogenen
Helligkeit des optoelektronischen Bauelements.
Figur 3a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines
optoelektronischen Bauelements in Draufsicht. Das
Attraktor-Element 106b ist ein blockiges Element. Das blockige Attraktor-Element 106b kann Silizium, Gallium
Arsenid, Germanium, Kunststoff, Glas, Saphir oder Metall, wie Kupfer oder Gold, aufweisen. Das Attraktor-Element 106b ist mittig zwischen den vier Halbleiterchips 104 angeordnet .
Figur 3b zeigt das Ausführungsbeispiel des
optoelektronischen Bauelements aus Figur 3a in
Schnittansicht. Das blockige Element 106b weist die gleiche Höhe über dem Substrat 102 auf wie die
Halbleiterchips 104. Die Mindestdicke 112 beträgt etwa 60% der Höhe des blockigen Elements 106b bzw. der Höhe der Halbleiterchips 104. Die Seitenflächen des blockigen Attraktor-Elements 106b sind durch das Medium 108 vollständig benetzt. Im Übrigen entspricht das
Ausführungsbeispiel dem in Figur 2b dargestellten
Ausführungsbeispiel . Figur 3c zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Bauelements aus Figur 3a in
Schnittansicht. Das Attraktor-Element 106b weist eine Höhe über dem Substrat 102 von etwa 130% der Höhe des Halbleiterchips 104 auf. Die Mindestdicke 112 des Pigment 110 gefüllten Mediums 108 ist größer als die Mindestdicke 112 im in Figur 3b gezeigten Ausführungsbeispiel. Durch die größere Dicke des Pigment 110 gefüllten Mediums 108 wird der Einfluss des Substrats auf die reflektiven
Eigenschaften des optoelektronischen Bauelements
gegenüber dem Ausführungsbeispiel von Figur 3b weiter reduziert. Im Falle von weißen Pigmenten 110 wird die auf das Medium 108 einfallende elektromagnetische Strahlung nahezu vollständig reflektiert. Die Verluste durch
Absorption der Strahlung durch das Substrat 102 werden minimiert. Figur 3d zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Bauelements aus Figur 3a in
Schnittansicht. Das Attraktor-Element 106b weist eine Höhe über dem Substrat 102 von etwa 60% der Höhe des Halbleiterchips 104 auf. Die Mindestdicke 112 des Pigment 110 gefüllten Mediums 108 ist kleiner als die
Mindestdicke 112 bei den in Figur 3b und 3c gezeigten Ausführungsbeispielen. Jedoch ist die Dicke des Mediums 108 ausreichend, um zu gewährleisten, dass die
reflektiven Eigenschaften des optoelektronischen
Bauelements vom Substrat 102 nur wenig beeinflusst werden .
In nicht gezeigten Ausführungsbeispielen kann die Höhe des Attraktorelements zwischen 10% bis 300
von 80% bis 120%, der Höhe des Halbleiterchips 104 aufweisen .
Figur 4a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines
optoelektronischen Bauelements in Draufsicht. Der Licht emittierende Halbleiterchip 104 ist mittig auf dem
Substrat des optoelektronischen Bauelements angeordnet. Vier blockige Attraktor-Elemente 106b sind in
regelmäßigen Abständen um den Halbleiterchip angeordnet. Im Übrigen entspricht das Ausführungsbeispiel dem in Figur 3a gezeigten Ausführungsbeispiel. Figur 4b zeigt das Ausführungsbeispiel des
optoelektronischen Bauelements aus Figur 4a in
Schnittansicht. Der Halbleiterchip 104 ist mittig
zwischen den blockigen Attraktor-Elementen 106b auf dem Substrat 102 angeordnet. Im Übrigen entspricht das Ausführungsbeispiel dem in Figur 3b gezeigten
Ausführungsbeispiel .
Figur 5a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines
optoelektronischen Bauelements in Draufsicht. Die
Halbleiterchips sind auf dem Substrat jeweils in der Nähe der Ecken des optoelektronischen Bauelements angeordnet. Eine Vielzahl von Attraktor-Elementen 106a ist in
regelmäßiger Weise auf dem Substrat zwischen den
Halbleiterchips 104 angeordnet. Es ergibt sich ein Feld von Bonddrähten 106a. Im Übrigen entspricht das
Ausführungsbeispiel dem in Figur 2a gezeigten
Ausführungsbeispiel .
Figur 5b zeigt das Ausführungsbeispiel des
optoelektronischen Bauelements aus Figur 5a in
Schnittansicht. Entlang der Schnittachse 120 sind vier Bonddrähte 106a in etwa äquidistant zwischen zwei
Halbleiterchips 104 angeordnet. Die Mindestdicke 112 des Mediums 108 liegt bei etwa 60% der Höhe des
nächstliegenden Halbleiterchips 104 bzw. des
nächstliegenden Bonddrahtes 106a. Im Übrigen entspricht das Ausführungsbeispiel dem in Figur 2b gezeigten
Ausführungsbeispiel .
Figur 6a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines
optoelektronischen Bauelements in Draufsicht. Die
Berandung 118 des optoelektronischen Bauelements ist rund. Im Zentrum ist eine Vielzahl von Halbleiterchips 104 in einer rechteckigen Form angeordnet. Um die
Halbleiterchips 104 ist ein Feld von Bonddrähten 106a in regelmäßigen Abständen zueinander und zu den
Halbleiterchips 104 angeordnet. Das Ausführungsbeispiel zeigt die Anpassung einer rechteckigen Anordnung von Halbleiterchips 104 an eine runde Berandung 118 bei optoelektronischen Bauelementen. Im Übrigen entspricht das Ausführungsbeispiel dem in Figur 2a gezeigten
Ausführungsbeispiel.
Figur 6b zeigt das Ausführungsbeispiel des
optoelektronischen Bauelements aus Figur 6a in
Schnittansicht. Entlang der Schnittachse 120 sind drei Halbleiterchips 104 näherungsweise äquidistant zwischen zwei Bonddrähten 106a angeordnet. Im Übrigen entspricht das Ausführungsbeispiel dem in Figur 2b gezeigten
Ausführungsbeispiel .
Figur 7a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines
optoelektronischen Bauelements in Draufsicht. Dieses Ausführungsbeispiel ist ein zum Ausführungsbeispiel von Figur 6a alternatives Ausführungsbeispiel. Die Berandung 118 des optoelektronischen Bauelements ist rund. Dieses Ausführungsbeispiel dient zur Anpassung rechteckiger Chipanordnungen an runde Berandungen. Im Zentrum ist eine Vielzahl von Halbleiterchips 104 in einer rechteckigen Form angeordnet. Das Attraktor-Element 106c ist ein
Begrenzungselement und ist um das rechteckige Feld aus Halbleiterchips 104 angeordnet. Das Begrenzungselement 106c umschließt das Feld aus Halbleiterchips 104
vollständig. Das Begrenzungselement 106c besteht aus Polybutylenterephthalat (PBT) .
Figur 7b zeigt das Ausführungsbeispiel des
optoelektronischen Bauelements aus Figur 7a in
Schnittansicht. Entlang der Schnittachse 120 sind drei Halbleiterchips 104 näherungsweise äquidistant zueinander in der Aussparung des Begrenzungselements 106c
angeordnet. Das Begrenzungselement 106c weist einen
Sockel auf, der in etwa die gleiche Höhe wie die
Halbleiterchips 104 hat. Der umlaufende Sockel des
Begrenzungselements 106c wird durch einen erhabenen, umlaufenden Rand 118 eingefasst.
Figur 8a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines
optoelektronischen Bauelements in Draufsicht. Es ist eine unregelmäßige Anordnung von Halbleiterchips 104 auf einem Substrat gezeigt, das eine runde Berandung 118 aufweist. Das Begrenzungselement 106c weist zu den Halbleiterchips 104 hin eine gewinkelte Form auf. Diese Form
gewährleistet, dass der Abstand zwischen den
Halbleiterchips 104 und dem Attraktor-Element 106c für jeden Halbleiterchip 104 in etwa gleich ist. Im Übrigen entspricht das Ausführungsbeispiel dem in Figur 7a gezeigten Ausführungsbeispiel.
Figur 8b zeigt das Ausführungsbeispiel des
optoelektronischen Bauelements aus Figur 8a in
Schnittansicht. Durch das ungleichmäßig geformte
Begrenzungselement 106c wird erreicht, dass die
Mindestdicke 112 des Mediums 108 zwischen allen
Halbleiterchips 104 und dem Begrenzungselement 106c in etwa gleich ist. Dies gewährleistet einheitliche
reflektive Eigenschaften über die gesamte Erstreckung des optoelektronischen Bauelements. Im Übrigen entspricht das Ausführungsbeispiel dem in Figur 7b gezeigten
Ausführungsbeispiel .
Figur 9a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines
optoelektronischen Bauelements in Draufsicht. Die Berandung 118 des optoelektronischen Bauelements ist rund. Dieses Ausführungsbeispiel dient zur Anpassung rechteckiger Chipanordnungen an runde Berandungen. Das einstückig ausgebildete Attraktor-Element 106d weist ein Begrenzungselement 106d.l und eine gittertörmige
Innenstruktur 106d.2 auf. Durch die gitterförmige
Innenstruktur 106d.2 werden zwischen den Halbleiterchips 104 regelmäßig angeordnete Stege ausgebildet. Das
Begrenzungselement 106d.l ist um das rechteckige Feld aus Halbleiterchips 104 angeordnet. Das Begrenzungselement 106d.l und die gitterförmige Innenstruktur 106d.2
bestehen aus Polybutylenterephthalat (PBT) .
Figur 9b zeigt das Ausführungsbeispiel aus Figur 9a in Schnittansicht. Entlang der Schnittachse 120 sind drei Halbleiterchips 104 in den Aussparungen des Attraktor- Elements 106d angeordnet. Das Begrenzungselement 106d.l weist einen Sockel auf, der in etwa die gleiche Höhe wie die Halbleiterchips 104 hat. Der umlaufende Sockel des Begrenzungselements 106d.l wird durch einen erhabenen, umlaufenden Rand 118 eingefasst. Zwischen den
Halbleiterchips 104 ist eine Innenstruktur 106d.2 derart angeordnet, dass der Abstand der Halbleiterchips 104 zum Begrenzungselement 106d.l und zur Innenstruktur 106d.2 in etwa einheitlich ist. Durch diese einheitlichen Abstände wird erreicht, dass die Mindestdicke 112 des Mediums 108 zwischen den Halbleiterchips 104 und dem Attraktor- Element 106d.l, 106d.2 an allen Orten in etwa gleich groß ist .
Figur 10a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines
optoelektronischen Bauelements in Schnittansicht. Das
Ausführungsbeispiel in Figur 10a ist eine Weiterbildung des in Figur 3b gezeigten Ausführungsbeispiels. Bei den Pigmenten 110 handelt es sich um weiße Pigmente. Über dem Medium 108, über den Halbleiterchips 104 und über dem blockigen Attraktor-Element 106b ist eine
Leuchtstoffpartikel 124 aufweisende Schicht 114
aufgebracht. Die Leuchtstoffpartikel können Yttrium
Aluminium Granat (YAG) aufweisen. Die Halbleiterchips 104 emittieren blaues Primärlicht. Ein Teil des Primärlichtes wird durch die Leuchtstoffpartikel 124 in Sekundärlicht aus dem gelb-grünen Spektralbereich gewandelt. Ein Teil des blauen Primärlichtes und des gelb-grünen
Sekundärlichtes wird auf das Medium 108 zurückgestreut. Die weißen Pigmente 110 reflektieren Primär- und
Sekundärlicht Gleichermaßen. Das reflektierte Primär- und Sekundär-licht können aus dem optoelektronischen
Bauelement ausgekoppelt werden. Die Lichtleistung des optoelektronischen Bauelements kann durch den Einsatz des mit weißen Pigmenten 110 gefüllten Mediums 108 mit einer Mindestdicke 112 von 10% der Höhe des benachbarten
Halbleiterchips 104 oder des benachbarten Attraktor- Elements 106b deutlich erhöht werden.
Figur 10b zeigt ein Ausführungsbeispiel eines
optoelektronischen Bauelements in Schnittansicht. Figur 10b ist eine Weiterbildung des Ausführungsbeispiels in Figur 10a. Auf die Leuchtstoffpartikel 124 aufweisende Schicht 114 ist eine Diffusorpartikel 122 aufweisende Schicht 116 aufgebracht. Die Diffusorpartikel 122 weisen Aluminiumoxid (AI2O3) auf. Die Diffusorpartikel 122 streuen sowohl Primär- als auch Sekundärlicht ohne die Wellenlänge des Lichtes zu verändern. Die Schicht 116 dient zur besseren Mischung von Primär- und Sekundärlicht. Im Falle von blauem Primär- und gelbem Sekundärlicht strahlt das optoelektronische Bauelement homogenes weißes Licht homogen über die gesamte
Oberfläche des optoelektronischen Bauelements ab. Figur 10c zeigt ein Ausführungsbeispiel eines
optoelektronischen Bauelements in Schnittansicht. Figur 10c zeigt eine zu den in den Figuren 10a und 10b
dargestellten Ausführungsbeispielen alternative
Ausführungsform. Hierbei ist jeweils ein
Konverterplättchen 126 unmittelbar auf die vom Substrat abgewandte Fläche der Halbleiterchips 104 aufgebracht. Die Konverterplättchen 126 sind als konvertergefüllte Silikonplättchen ausgebildet. Als Konverter dienen
Leuchtstoffpartikel 114. Der Leuchtstoff kann in das Silikonplättchen eingebettet sein. Alternativ kann das Plättchen als gesintertes Keramikplättchen ausgebildet sein, bei dem der Leuchtstoff in das Keramikplättchen eingebettet ist. Die Leuchtstoffteilchen weisen
phosphoreszente Materialien auf. Die phosphoreszenten Materialien können Yttrium Aluminium Granat oder
Orthosilikate aufweisen. Der sogenannte Layertransfer ist exemplarisch in WO2010017831 beschrieben. Diese
sogenannte chipnahe Konversion ist vorteilhaft, da die Konversion der elektromagnetischen Strahlung in einer Fokus-Ebene mit dem Chip erfolgt. Die Diffusorpartikel 122 aufweisende Schicht 116 ist unmittelbar auf die
Konverterplättchen 126, auf das Attraktor-Element 106b und auf das Pigment 110 gefüllte Medium 108 aufgebracht. Diese Schicht 116 mischt das blaue Primärlicht und das gelb-grüne Sekundärlicht. Es ergibt sich wiederum homogenes weißes Licht, das homogen über die Fläche des optoelektronischen Bauelements abgestrahlt wird.
Figur lOd zeigt ein Ausführungsbeispiel eines
optoelektronischen Bauelements in Schnittansicht. Figur lOd zeigt eine zu den in den Figuren 10a, 10b und 10c dargestellten Ausführungsbeispielen alternative
Ausführungsform. Statt zweier separater Schichten 114 und 116 ist eine einzige Schicht 115 vorgesehen, die sowohl Leuchtstoffpartikel 124 als auch Diffusorpartikel 122 aufweist. Die Leuchtstoffpartikel 124 und die
Diffusorpartikel 122 sind in der Schicht 115 durchmischt und näherungsweise homogen verteilt.
Bezugs zeichenliste
100 optoelektronisches Bauelement
102 Substrat
104 Halbleiterchip 106a Attraktor-Element als Bonddraht
106b Attraktor-Element als blockiges Element
106c Attraktor-Element als Begrenzungselement
106d Attraktorelement als Begrenzungselement mit Innenstruktur 106d.l Begrenzungselement des Attraktor-Elements 106d
106d.2 Innenstruktur des Attraktor-Elements 106d
108 Medium
110 Pigmente im Medium
112 Mindestdicke des Mediums 114 Leuchtstoffpartikel 124 aufweisende Schicht
115 Leuchtstoffpartikel 124 und Diffusorpartikel
122 aufweisende Schicht
116 Diffusorpartikel 122 aufweisende Schicht 118 Rand des optoelektronischen Bauelements 120 Schnittachse
122 Diffusorpartikel Leuchtstoff partikel Konverterplättchen

Claims

PAT E N TAN S P R Ü C H E
1. Optoelektronisches Bauelement (100) mit:
- einem Substrat (102),
- einem auf dem Substrat (102) angeordneten
Halbleiterchip (104),
- einem auf dem Substrat (102) angeordneten benetzbaren Attraktor-Element (106a, 106b, 106c, 106d),
- einem Pigmente (110) aufweisenden Medium (108), das den freiliegenden Bereich des Substrats (102), der nicht von dem Halbleiterchip (104) und dem Attraktor-Element (106a, 106b, 106c, 106d) abgedeckt ist, zumindest bereichsweise bedeckt und das den Halbleiterchip (104) und das
Attraktor-Element (106a, 106b, 106c, 106d) zumindest teilweise benetzt.
2. Optoelektronisches Bauelement gemäß Anspruch 1, wobei das Pigmente (110) aufweisende Medium (108) eine Mindestdicke (112) über dem Substrat (102) von wenigstens 10% der geringeren Höhe von Attraktor-Element (106a, 106b, 106c, 106d) und von Halbleiterchip (104) über dem Substrat (102) aufweist.
3. Optoelektronisches Bauelement gemäß Anspruch 1 oder
2, wobei mindestens eine Seitenfläche des Attraktor- Elements (106a, 106b, 106c, 106d) durch das Medium (108) benetzt ist.
4. Optoelektronisches Bauelement gemäß einem der vorigen Ansprüche, wobei das Attraktor-Element (106a, 106b, 106c, 106d) eine Höhe über dem Substrat (102) von 10% bis 300%, vorzugsweise von 80% bis 120%, der Höhe des Halbleiterchips (104) aufweist.
5. Optoelektronisches Bauelement gemäß einem der vorigen Ansprüche mit mindestens einem weiteren
Halbleiterchip (104) und /oder mindestens einem weiteren Attraktor-Element (106a, 106b, 106c, 106d) .
6. Optoelektronisches Bauelement gemäß Anspruch 5, wobei das mindestens eine Attraktor-Element (106a, 106b, 106c, 106d), zwischen den Halbleiterchips (104)
angeordnet ist.
7. Optoelektronisches Bauelement gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei das mindestens eine Attraktor-Element (106a, 106b, 106c, 106d) um den mindestens einen Halbleiterchip (104) angeordnet ist.
8. Optoelektronisches Bauelement gemäß einem der vorigen Ansprüche, wobei das Attraktor-Element (106a) einen Bonddraht, insbesondere aus Gold, aufweist.
9. Optoelektronisches Bauelement gemäß einem der vorigen Ansprüche, wobei das Attraktor-Element (106b) als blockiges Element ausgebildet ist, das wenigstens eines der folgenden Materialien aufweist:
- Silizium,
- Gallium Arsenid,
- Germanium,
- Kunststoff,
- Glas,
- Saphir oder
- Metall, insbesondere Kupfer oder Gold.
10. Optoelektronisches Bauelement gemäß einem der vorigen Ansprüche, wobei das Attraktor-Element (106c) ein Begrenzungselement, insbesondere aus
Polybutylenterephthalat (PBT) , aufweist.
11. Optoelektronisches Bauelement gemäß einem der vorigen Ansprüche, wobei das Attraktor-Element (106d) ein
Begrenzungselement (106d.l) mit einer Innenstruktur
(106d.2) , insbesondere aus Polybutylenterephthalat
(PBT), aufweist.
12. Optoelektronisches Bauelement gemäß Anspruch 11, wobei die Innenstruktur (106d.2) die Form eines Gitters aufweist .
13. Optoelektronisches Bauelement gemäß einem der vorigen Ansprüche, wobei das Medium (108) wenigstens eines der folgenden Materialien aufweist:
- Silikon,
- Epoxydharz oder
- Hybridmaterialien.
14. Optoelektronisches Bauelement gemäß einem der vorigen Ansprüche, wobei das Medium (108) mit weißen Pigmenten
(110), aus wenigstens einem der folgenden Materialien gefüllt ist:
- Titandioxid (Ti02) ,
- Aluminiumoxid (AI2O3) oder
- Zirkoniumoxid (ZrO) .
15. Optoelektronisches Bauelement gemäß einem der
Ansprüche 1 bis 13, wobei das Medium (108) mit schwarzen Pigmenten (110), aus wenigstens einem der folgenden
Materialien gefüllt ist: - Russpartikel oder
- Graphitpartikel.
16. Optoelektronisches Bauelement gemäß einem der
Ansprüche 1 bis 13, wobei das Medium (108) mit bunten Pigmenten (110), insbesondere Eisenoxidpigmenten, gefüllt ist .
17. Optoelektronisches Bauelement gemäß einem der vorigen Ansprüche, wobei die Pigmente (110) in einer Konzentration von bis zu 70% vorzugsweise von 25% bis 35% Gewichtsprozent, in dem Medium (108) vorliegen.
18. Optoelektronisches Bauelement gemäß einem der vorigen Ansprüche, wobei das Substrat (102) eines der folgenden Elemente aufweist:
- ein Keramiksubstrat,
- eine Metallkernplatine,
- einen Leadframe oder
- ein Kunststofflaminat .
19. Optoelektronisches Bauelement gemäß einem der vorigen Ansprüche, wobei auf der vom Substrat (102) abgewandten Fläche des Halbleiterchips (104), auf der vom Substrat (102) abgewandten Fläche des Attraktor-Elements (106a, 106b, 106c, 106d) und auf dem Medium (108) eine Leuchtstoffpartikel (124) aufweisende Schicht (114) und/oder eine Diffusorpartikel (122) aufweisende Schicht (116) aufgebracht sind/ist.
20. Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements (100) mit den folgenden Schritten:
- Bereitstellen eines Substrates (102) mit einem darauf angeordneten Halbleiterchip (104); - Anordnen eines benetzbaren Attraktor-Elements (106a, 106b, 106c, 106d) auf dem Substrat (102);
- zumindest bereichsweises Aufbringen eines Pigmente (110) aufweisenden flüssigen Mediums (108) auf den freiliegenden Bereich des Substrats (102), der nicht von dem Halbleiterchip (104) und dem Attraktor-Element (106a, 106b, 106c, 106d) abgedeckt ist, wobei der Halbleiterchip (104) und das Attraktor-Element (106a, 106b, 106c, 106d) zumindest teilweise benetzt werden;
- Aushärten des flüssigen Mediums (108) .
21. Verfahren gemäß Patentanspruch 20, wobei das
Aufbringen des flüssigen Mediums (108) durch Dispensen, insbesondere durch Jetten, erfolgt.
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