WO2013167399A1 - Optoelektronisches bauelement und verfahren zum herstellen eines optoelektronischen bauelements - Google Patents

Optoelektronisches bauelement und verfahren zum herstellen eines optoelektronischen bauelements Download PDF

Info

Publication number
WO2013167399A1
WO2013167399A1 PCT/EP2013/058744 EP2013058744W WO2013167399A1 WO 2013167399 A1 WO2013167399 A1 WO 2013167399A1 EP 2013058744 W EP2013058744 W EP 2013058744W WO 2013167399 A1 WO2013167399 A1 WO 2013167399A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
frame
optoelectronic component
semiconductor chip
converter layer
radiation
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/058744
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Frank Singer
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram Opto Semiconductors Gmbh filed Critical Osram Opto Semiconductors Gmbh
Priority to US14/399,967 priority Critical patent/US9515242B2/en
Publication of WO2013167399A1 publication Critical patent/WO2013167399A1/de

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/64—Heat extraction or cooling elements
    • H01L33/644—Heat extraction or cooling elements in intimate contact or integrated with parts of the device other than the semiconductor body
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/60—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
    • F21K9/64—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction using wavelength conversion means distinct or spaced from the light-generating element, e.g. a remote phosphor layer
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V13/00—Producing particular characteristics or distribution of the light emitted by means of a combination of elements specified in two or more of main groups F21V1/00 - F21V11/00
    • F21V13/02—Combinations of only two kinds of elements
    • F21V13/08—Combinations of only two kinds of elements the elements being filters or photoluminescent elements and reflectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/70—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/30—Elements containing photoluminescent material distinct from or spaced from the light source
    • F21V9/32—Elements containing photoluminescent material distinct from or spaced from the light source characterised by the arrangement of the photoluminescent material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005—Processes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/483—Containers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/507—Wavelength conversion elements the elements being in intimate contact with parts other than the semiconductor body or integrated with parts other than the semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2105/00—Planar light sources
    • F21Y2105/10—Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H01L25/0753—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/0041—Processes relating to semiconductor body packages relating to wavelength conversion elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/0075—Processes relating to semiconductor body packages relating to heat extraction or cooling elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/483—Containers
    • H01L33/486—Containers adapted for surface mounting

Definitions

  • the present invention relates to an optoelectronic component and to a method for producing a
  • the present invention relates to a
  • Optoelectronic component having a spaced apart from the semiconductor chip converter layer.
  • LEDs are becoming increasingly important.
  • these include backlights for, for example, LC screens or monitors, or applications in the automotive sector, for example in interior lighting or as headlights.
  • backlights for, for example, LC screens or monitors, or applications in the automotive sector, for example in interior lighting or as headlights.
  • optoelectronic component an element that in one
  • Operation with a supply of electrical energy emits light in the visible, infrared and / or UV range.
  • these include organic light-emitting diodes, combinations of organic and inorganic compounds suitable for light emission, lasers and other light-emitting components.
  • a non-exhaustive example of an optoelectronic component has an electrically contacted semiconductor chip for emitting electromagnetic radiation and a converter element applied to the semiconductor chip.
  • Semiconductor chip emits during operation a primary radiation and in the converter element is a part of the primary radiation in converts a secondary radiation of different wavelengths.
  • Semiconductor component results from the superposition of the primary radiation transmitted by the converter element and the generated secondary radiation.
  • the present invention is therefore based on the object to improve the known prior art.
  • the present invention relates to an optoelectronic component having a carrier element with a heat sink, at least one mounted on the carrier element and
  • Converter layer a circulating around the at least one semiconductor chip frame of thermally conductive material, which is in direct contact with the converter layer, and at least one connecting element for thermal connection of the frame with the heat sink.
  • the efficiency of the converter layer is very strong
  • Chip temperature (English junction temperature) heated. In the case of partial conversion or full conversion, additional heating occurs in the converter layer, which additionally negatively influences the efficiency. This heat is usually dissipated via the semiconductor chip, which in turn increases the temperature in the light-generating layer of the semiconductor chip. Overall, therefore, in known optoelectronic
  • the cooling is difficult and thus reduces the efficiency of the converter layer.
  • the converter layer is thermally decoupled from the semiconductor chip and thermally well bonded to the heat sink.
  • the distance between Converter layer and semiconductor chip thus the heat transfer between the semiconductor chip and converter layer is prevented or substantially reduced.
  • it is in direct contact with the converter layer
  • the present invention thus provides a more efficient optoelectronic device.
  • Imaging optics is more necessary to scatter or mix the emitted radiation such that the gaps between the semiconductor chips are no longer visible.
  • the gaps between the semiconductor chips are no longer visible.
  • Imaging optics are relatively complex compensated.
  • the present invention thus becomes a construction
  • the optoelectronic component according to the present invention has the advantage that it can be adapted more easily to different types and numbers of semiconductor chips and is thus more flexible. Over time, for example, semiconductor chips are becoming brighter and more efficient. In some systems, however, upper limits for brightness are defined. If the structure of the
  • Optoelectronic device replaces the semiconductor chips over time with brighter semiconductor chips, these are
  • At least one semiconductor chip spaced converter layer a full-surface coverage of the semiconductor chip array is achieved and type and number of semiconductor chips can be easily changed without the structure of the rest
  • the converter surface may first be illuminated with 5 pieces of 1 mm 2 chips, and later, if sufficiently efficient semiconductor chips are present, this may be possible by 4 pieces of 1 mm 2 chips or by 7 pieces of 750 ⁇ 2 chips, for example.
  • the present invention thus becomes an opto-electronic
  • the converter layer is applied to the side of the radiation-transmissive cover facing the at least one semiconductor chip. This has the advantage that the converter layer is protected against external influences, for example mechanical loads, and thus has an increased service life.
  • Component further comprises a photoconductive layer between the at least one semiconductor chip and the converter layer.
  • Semiconductor chip can be reduced or completely compensated.
  • the decoupling from the at least one semiconductor chip and, on the other hand, the coupling into the converter layer are improved by the optical waveguide.
  • radiation-permeable cover comprises or consists of a plastic material, glass and / or ceramic material, preferably a monolithic glass.
  • Materials are characterized by simple and cost-effective production as well as by robustness and thus a long service life. Furthermore, by the use of said materials, a low absorption and / or
  • the cover has a high transmittance in particular over 80%, preferably more than 90% for the electromagnetic radiation emitted by the at least one semiconductor chip and / or the converter layer.
  • the frame consists of silicon, aluminum, boron nitride, zinc oxide and / or aluminum nitride. These materials have a high thermal conductivity, so that optimum heat dissipation from the converter layer
  • Silicon also has the advantage that it is particularly cost-effective and easy in the
  • the said materials also have the advantage that they are radiopaque, i. that of the at least one semiconductor chip and / or the
  • Converter layer emitted electromagnetic radiation is not transmitted from the frame.
  • An aperture is thus provided by the frame, so that depending on the size and configuration of the frame, the emission characteristic of the optoelectronic component can be influenced.
  • a certain beam cone can be set in this way.
  • the frame forms a marginal edge.
  • Marginal edge i. a defined light-dark transition
  • the optoelectronic device can be used in applications in which the representation of a peripheral edge is necessary, for example, as a headlight in the car area. Especially for the dimming function in car headlamps a marginal edge is necessary.
  • the frame is close to the light source
  • the angle is between a surface of the frame facing the at least one semiconductor chip and the main extension direction of the cover an acute angle, preferably 55 ° ⁇ 2 °.
  • the frame serves as a diaphragm and at the same time a sharp edge is displayed, hereduch a sharp light-dark transition is achieved.
  • a sharp edge is displayed, hereduch a sharp light-dark transition is achieved.
  • Shutter edge, remote phosphor and flexible number of semiconductor chips are provided.
  • gold and palladium are extremely resistant to corrosion and therefore resistant to aging.
  • Insulating layer is advantageously kept so thin that the thermal conductivity between solder balls and frame is not or only slightly affected.
  • the at least connecting element has a thermally conductive adhesive.
  • Carrier element are connected. An additional mechanical fastening can be omitted.
  • the carrier element has electrically conductive contact pads for electrically contacting the at least one semiconductor chip, and the at least one connecting element is arranged along contact pads with the same electrical potential. This can be a
  • Short circuit can be prevented. This also eliminates any electrically conductive layer between the frame and connecting element or the like, whereby the heat dissipation can proceed optimally.
  • the carrier element has electrically conductive contact pads for electrical
  • Contacting the at least one semiconductor chip, and the at least one connecting element is arranged along one or more potential-free contact pads. This can prevent a short circuit. This can also be a possibly electrically conductive layer between frame and connecting element or the like omitted, whereby the heat dissipation can proceed optimally.
  • the present invention further relates to a method for producing an optoelectronic component
  • the inventive manufacturing method can optoelectronic in a simple and efficient way and manner
  • the optoelectronic components are characterized by a compact design, improved heat dissipation and
  • Manufacturing process provides for the production of several
  • the method is particularly cost-effective and efficient.
  • a cover preferably a monolithic
  • Glass windows such as a BF33 wafer, and a thermally conductive layer, preferably a monolithic silicon layer, for example in the form of 6 "or 8" wafers or wafers of other sizes, and then cavities cavities arise relatively large benefits, in whole or in part in one step rational with the
  • Converter layer on the inside of the cavity can be coated. If necessary, subsequently
  • the step of applying the converter layer comprises depositing the converter layer by means of sedimentation. Sedimentation has the advantage that the converter layer can be applied directly to the cover. This results in an optimal connection of the
  • the step of applying the converter layer comprises applying a
  • Fig. La is a schematic representation of a cross section
  • Fig. Lb is a schematic representation of a cross section
  • 3a to 3e is a schematic representation of different views of a first essay for the
  • 4a to 4g is a schematic representation of a cross section of a second attachment for the optoelectronic device according to the invention during various process steps of the invention
  • FIG. 6 shows a schematic representation of a plan view of an optoelectronic component according to the invention in accordance with a second exemplary embodiment
  • Fig. 7 is a schematic representation of a plan view of an inventive optoelectronic device according to a third embodiment.
  • FIG. 1 a shows a schematic representation of a cross section of a preliminary stage of an optoelectronic component according to the invention according to a first exemplary embodiment
  • FIG. 1 b shows a schematic illustration of a cross section of an optoelectronic component according to the invention according to the first exemplary embodiment.
  • a carrier element 101 On a carrier element 101, six semiconductor chips 102 of a two by three matrix arrangement are mounted. Corresponding only three semiconductor chips 102 can be seen in the cross-sectional illustration. However, the present invention is not limited to the illustrated number and arrangement of semiconductor chips 102. Rather, the present invention includes any optoelectronic device having at least one
  • Semiconductor chip 102 any arrangement of semiconductor chips 102 on the support member 101 is conceivable. In other words, an LED array of one or more semiconductor chips 102 is arranged on the carrier element 101.
  • Semiconductor chips 102 can in this case also from each other
  • the semiconductor chips 102 are
  • the semiconductor chips 102 may be formed on a semiconductor substrate, for example, by a layer sequence generated in a semiconductor process.
  • the semiconductor chips 102 may also be made by a thin film process.
  • the semiconductor chips 102 may also be substrateless. They have a contact side 104, with which they are applied to the carrier element 101 by means of known methods (LED attach), and over which they have at least one electrical contact. It is conceivable that a further electrical contact via the contact side 104 is connected to the support member 101. However, any other type of contacting of the semiconductor chips 102 is conceivable.
  • the carrier element 101 may be a leadframe or a substrate, depending on the type of optoelectronic component to be produced. It is used for example for mechanical stabilization of the optoelectronic component and / or for the electrical connection of the semiconductor chips 102 with external electrical contacts.
  • the support member 101 may be, for example, a ceramic support, a metal core board or a semiconductor substrate. At the top of the
  • Carrier element 102 i. on the side to which the
  • the support member 101 serves as a heat sink at the same time.
  • the carrier element 101 thus consists entirely of a thermally conductive material.
  • a heat sink can also be integrated into the carrier element 101 as separate components.
  • the carrier element 101 can be or comprise an aluminum nitride A1N or aluminum oxide A10 substrate.
  • the heat sink is configured so that the semiconductor chips 102 to be applied can be applied directly to the heat sink and thus to those of the semiconductor chips 102
  • a corresponding cooling device such as cooling fins or the like
  • the semiconductor chips 102 On the side opposite the contact side 104, the semiconductor chips 102 have a radiation emission side 108. About the radiation emission side 108 is in the
  • the carrier element 101 may have a reflective surface, for example a silver coating in the region of the contact side 104.
  • the optoelectronic component 100 further has an attachment 200, which likewise acts on the carrier element 101 mounted and mechanically connected to it.
  • attachment 200 which likewise acts on the carrier element 101 mounted and mechanically connected to it.
  • Fig. La here is the article 200 before mounting on the
  • Fig. Lb the finished optoelectronic device 100 according to the invention according to the first embodiment after the application of the attachment 200 is shown on the support member 101.
  • the attachment 200 has a radiation-permeable cover 201 which, as shown in Fig. Lb of the
  • Semiconductor chips 102 is arranged spaced.
  • the cover 201 comprises or consists of a plastic material, glass and / or ceramic material.
  • the cover 201 is a monolithic glass cover or, in other words, a monolithic glass window.
  • the cover 201 may also be formed as an optical element, for example for use in a motor vehicle headlight. For this purpose, a part of the outer surface of the pig thrower or of the motor vehicle can be formed by the cover 201.
  • On the radiation-transmissive cover 201 is a
  • the converter layer 202 is also spaced from the semiconductor chips 102.
  • the distance D between the semiconductor chips 102 and the converter layer is
  • the converter layer 202 is thermally decoupled from the semiconductor chips 102 and the heat generated in the converter layer 102 is not dissipated to the semiconductor chips 102. Likewise, the converter layer 202 does not pass through the in the
  • converter layer 202 may be applied to the side of cover 201 facing away from semiconductor chips 102.
  • the converter layer 202 comprises in particular one or more luminescent substances for partial or complete luminescence
  • the converter layer 202 may consist entirely of phosphors or, alternatively, of a base material in which the phosphors are introduced, for example, in particle form.
  • the cover 101 is permeable to radiation for the radiation emitted by the semiconductor chips 102 and / or for those emitted by the converter layer 202
  • the full-area connection of the converter layer 202 to the cover 201 results in an improved transition of the refractive indices from the converter layer 202 to the air. In other words, this reduces the refractive index jump and thereby reduces Fresnel losses.
  • the attachment 200 further includes a
  • the frame 204 is hereby spaced apart from the semiconductor chips 202.
  • the frame 204 forms in particular a cavity 205 for the
  • the frame 204 is in direct contact with the converter layer 202. If the converter layer 202 is applied to the side of the cover 201 facing the semiconductor chips 102, then the frame 204 is
  • the cover 201 and support member 101 arranged between the cover 201 and support member 101 and includes laterally flush with the cover 201 from.
  • Converter layer 202 is hereby applied to the area of the cover 201 bounded by the frame 204.
  • the present invention also includes the case that the converter layer 202 is applied on the side of the cover 201 facing away from the semiconductor chip 102,
  • the configuration of the attachment 200, in particular the frame 204 is changed and adapted accordingly.
  • the frame 204 is preferably radiopaque, i. Impermeable to electromagnetic radiation in the visible, UV and / or IR range, in particular for those of the
  • the frame 204 serves as a radiation cone boundary for the radiation emitted by the optoelectronic component 100, so that a predefined beam is emitted through the frame 204
  • Luminance gradient is achieved for a light distribution.
  • the frame 204 may be a Randkate (English
  • Shutter edge i. a light-dark transition, so that a predetermined emission of the
  • a predetermined beam cone for the radiation emitted by the semiconductor chips 102 can be defined by means of the peripheral edge.
  • the frame 204 has an inner surface 207, i. a surface 207 facing the semiconductor chips 102 or, in other words, a surface 205 defining the cavity 205.
  • the surface 207 includes an angle with the main extension direction of the cover 201, which is an acute angle
  • the frame 204 thus has an undercut in the optoelectronic component 100.
  • the angle is equal to 54.7 ° since this corresponds to the (111) plane of silicon.
  • the frame 204 is thus etched along a certain plane within the solid, resulting in a defined acute angle between the surface 207 and main extension direction of the cover 201. Due to this configuration, the marginal edge is also at
  • the internal converter layer 202 is still sharp when viewed from the outside.
  • the lower layer in the frame 204, the converter layer 202 viewed from the outside sharply limited at the edges, so that the
  • the frame 204 is made of thermally conductive material. Being in direct contact with the converter layer 202, it is thus capable of dissipating heat from the converter layer 202. Further, as described above, as the frame 204 is spaced from the semiconductor chips 102, the frame 204 does not derive any or only a negligible portion of the heat of the semiconductor chips 102, but only the heat generated by the converter layer 202. The system of frame 204 and converter layer 202, on the one hand, is largely thermally decoupled from the semiconductor chips 102, on the other hand.
  • the frame 204 preferably comprises one or more of the following materials: silicon, aluminum, boron nitride, zinc oxide and aluminum nitride.
  • the frame can also be made entirely of one of the materials mentioned or of a mixture of said materials.
  • the frame 204 has a thermal conductivity of at least 50 W / mK, preferably at least 100 W / mK.
  • the height H of the frame 204 i. the embedding of the frame along a direction perpendicular to the main extension direction of the support member 101 is particularly chosen so that the cover 201 and the converter layer 202 of the
  • Converter layer 202 is thus predominantly delivered to the frame and not as in known components to the semiconductor chip 102.
  • the etendue may be somewhat degraded compared to devices in which the converter is applied directly to the semiconductor chip, but this degradation, if any, is compensated by the converter layer 202 sharply defined at the edges by means of the frame 204.
  • the Etendue can be further improved by applying a
  • the photoconductive layer may for example consist of a pasty silicone layer.
  • connecting elements 210 are provided, by means of which the frame 204 can be thermally connected to the heat sink.
  • the connectors 210 may also provide additional thermal coupling for mechanically connecting the frame 204 and thus the entire attachment
  • Sealant 208 may be provided for optical sealing.
  • the connecting elements 210 are preferably solder balls (English bumps). These consist of a thermally conductive material, preferably a metal or alloy,
  • solder balls can be used as a connecting element 210 and a thermally conductive adhesive.
  • the attachment 200 is placed on the carrier element 101 as shown in FIG. 1a by means of the arrows B and mounted thereon.
  • solder balls In case of using solder balls as
  • Thermocompression bonding process can be applied.
  • the connecting elements 210 on solder balls the connecting elements 210 on solder balls.
  • conductive adhesive can this by known methods, such as thermal or by UV irradiation,
  • Component 100 according to the first embodiment
  • the attachment 200 is in this case mounted on the carrier element 101 and with this either alone on the
  • Fig. 2 shows a plan view of the optoelectronic
  • the frame 204 is hereby shown transparent for better illustration, so that the position of the connecting elements 210 can be seen.
  • the semiconductor chips 204 lie completely within the frame 204. As already explained, the frame 204 is to the
  • the frame 204 has a constant circumferential distance A from the outer edges of the group of semiconductor chips 102. As a result, a uniform illumination of the edge regions is achieved within the beam cone defined by the frame 204.
  • the connecting elements 210 are in this case not attached to the entire frame 204, but only at selective positions.
  • the number and position of the connecting elements 210 is intended to ensure thermal coupling of the frame 204 to the heat sink of the carrier element 101, with an increased number of connecting elements 210 also allowing improved heat connection.
  • the position of the connecting elements 210 is thus provided on the heat sink or at a position of the
  • Carrier element 101 which allows optimal thermal coupling with the heat sink.
  • the connecting elements 210 are potential-free
  • connection pads applied or on contact pads or metal tracks (interconnects) with the same potential so that a short circuit on the connecting elements 210 and the frame 204 can be avoided. Due to the direct connection of the frame 205 via the connecting elements 210 with the contact pads, a particularly good heat connection to the heat sink is ensured.
  • an insulating layer for electrical insulation for example of SiO or SiN.
  • Insulation layer is preferably not thicker than 0.5 ⁇ , so that further a good thermal connection of the
  • Connecting elements 210 is ensured to the frame 204. Through the insulation layer can be arbitrarily poled
  • Connecting elements 210 are used. Depending on whether the connecting elements 210 should also ensure a mechanical connection of the frame 204 to the carrier element 101 via the function of the thermal coupling, further connecting elements 210 may also be provided.
  • 3a to 3g show a schematic representation
  • the first essay 200 corresponds to this the attachment 200, as used for the described in Fig la, lb and 2 optoelectronic device 100 according to the first embodiment.
  • attachments 200 can be produced in the composite and subsequently separated.
  • FIG. 3 a shows the radiation-permeable cover 201 with a heat-conductive layer 204 a applied thereon.
  • the thermally conductive layer 204a is selectively etched away in a following step except for the cover 201, for example with buffered hydrofluoric acid.
  • the cover 201 for example with buffered hydrofluoric acid.
  • thermally conductive layer 204a is etched away in predefined regions so that cover 201 is exposed, and in other predefined regions heat-conductive layer 204a is left.
  • the etched and left regions form a defined, preferably a repeating pattern.
  • Semiconductor chips 102 can be introduced.
  • the cavities 205 on the semiconductor chips 102 can be introduced.
  • the cavity 205 is thus removed from the etched-off region of the cover 201 with converter layer 202 applied thereto on one side, from the carrier element 101 on the other side and laterally from the thermally conductive layer 204a which forms the frame 204, limited.
  • FIG. 3c shows a bottom view of the intermediate product of Fig. 3b, that is, a view of the cavity 205.
  • a composite of a total of four towers 200 is made, but this is to be understood only as an example, but rather the present invention includes any type of composite with any number of dies to be made
  • the cavities 205 are selectively etched into the heat-conductive layer 204 a, so that each cavity 205 is surrounded by a peripheral frame 204 of thermally conductive material.
  • the individual attachments may then travel along the dividing lines T, i. along the respective center of the frame 204 separated from each other and thus
  • thermally conductive layer 204a between each two cavities 205 are thus preferably mirror-symmetrical to the
  • Dividing lines so that after separation around the cavities similar frames 204 are formed.
  • any angle between the cavity 205 facing surface 207 of the frame and the main extension direction of the cover 201 can be achieved during the etching. Both obtuse angles and acute angles are possible here. Preferably, however, the angle is an acute angle, whereby the imaging of a sharp
  • the orientation of the surface 207 may be selected to correspond to a plane of the surface
  • Crystal lattice of the thermally conductive layer 204a corresponds.
  • silicon as a thermally conductive
  • Layer 204a is thus etched along the (111) plane and the angle corresponds to 54.7 °.
  • the converter layer 202 then becomes the freely etched areas of the cover 201 in a subsequent step
  • the converter layer is preferably only on the region of the cover 201, which within the
  • Cavity 205 or within the frame 204 is applied.
  • the converter layer 202 extends over a negligible portion of the surface 205 facing the cavity 205.
  • the converter layer 202 may also be applied along the entire surface 207 of the frame 204. Only the bottom of the frame 204, i. the side which is later to be placed on the carrier element 101 must be free of the converter layer 202, since otherwise a reliable thermal and / or mechanical connection of the attachment 200 to the carrier element 101 is not guaranteed.
  • the application of the converter layer 202 can be effected, for example, by means of sedimentation.
  • the connecting elements 210 are applied to the frame 204.
  • Cavities 205 each two connecting elements 210 and two sets or rows of connecting elements 210 are provided. As a result, the individual articles 200 can be separated along the dividing line T and at the same time are on
  • connection elements 210 are provided.
  • the connecting elements 210 are provided on a frame 204 between two adjacent cavities 205.
  • Carrier element 101 different types and / or arrangements of fasteners may be necessary. These can already be found in the
  • Dividing lines each in the middle of the frame 204 between two adjacent cavities 205 extend.
  • each attachment 200 comprises a cavity 205, which is surrounded by the peripheral frame 204.
  • the connecting elements 210 are provided.
  • six connecting elements 210 are shown for each attachment 200 by way of example, however, the present invention is not limited to the number and arrangement shown
  • Invention comprises.
  • the attachments 200 shown in FIGS. 3f and 3g can then be used to produce the optoelectronic according to the invention
  • the attachment 200 is placed on the carrier element 101 such that the semiconductor chip 102 lie within the cavity 205 formed by cover 201 with converter layer 202 and frame 204. Subsequently, the article by means of the connecting elements 210 with the
  • 4a to 4g show a schematic representation of a cross section of a second attachment 220 for a
  • FIG. 4 a shows, analogously to FIG. 3 a, the radiation-permeable cover 201 with a thermally conductive layer 204 a.
  • cavities 205 are formed around which the thermally conductive layer circulates as a frame 204.
  • an electrically conductive layer 206 on the entire surface that is applied to both the free-etched cover 201 and on the frame 204.
  • the electrically conductive Layer 206 is a layer of indium tin oxide (ITO for short for indium tin oxides), but also any other electrically conductive material can be used.
  • ITO indium tin oxide
  • the electrically conductive layer 206 is in this case applied to all surfaces along the entire composite, although parts of the surface can also be omitted.
  • Converter layer 202 applied. In contrast to the first described with reference to FIGS. 3a to 3g attachment 200, takes place in this second embodiment of the
  • the application of the converter layer 202 not by sedimentation, but by electrophoresis, for which the electrically conductive
  • the converter layer 202 is in this case applied to the entire electrically conductive layer 206, thus, in the case of a total area
  • Fasteners 210 mounted on the support member 101 are covered by the electrically conductive layer 206 and the converter layer 202.
  • the frame 204 is freed from the electrically conductive layer 206 and the converter layer 202 at these points by means of grinding or other material removal processes. Subsequently, the connecting elements 210 are applied to the frame 204 at the free-ground locations, as shown in FIG. 4f. If the electrically conductive layer 206 has not been applied to the surfaces of the frame 204, on which the connecting elements 210 are placed, then the Step of grinding omitted.
  • the arrangement and type of the connecting elements 210 corresponds to the statements made with reference to FIGS. 3e to 3g.
  • FIG. 4 f the separation line T is again shown in FIG. 4 f, along which the composite is separated into individual attachments 220.
  • Fig. 4g shows the completed second attachments 220 for use in a present invention
  • step S2 at least one semiconductor chip 102 mounted on the carrier element 101, 111, 121 and electrically contacted is provided for emitting electromagnetic radiation.
  • an attachment 200, 220 is provided for the carrier element 101, 111, 121.
  • the provision of the attachment 200, 220 comprises in particular the im
  • Radiation-permeable cover 201 with one on it applied to heat-conductive layer 204a.
  • the connection between the radiation-permeable cover 201 and the heat-conductive layer 204a takes place, for example, by anodic bonding.
  • the connection between the radiation-permeable cover 201 and the heat-conductive layer 204a takes place, for example, by anodic bonding.
  • the connection between the radiation-permeable cover 201 and the heat-conductive layer 204a takes place, for example, by anodic bonding.
  • the connection between the radiation-permeable cover 201 and the heat-conductive layer 204a takes place, for example, by anodic bonding.
  • the connection between the radiation-permeable cover 201 and the heat-conductive layer 204a takes place, for example, by anodic bonding.
  • transmissive cover 201 made of glass and it can be used a BF33 wafer on which a
  • monolithic 6 "or 8" silicon wafer is applied by means of anodic bonding.
  • the thermally conductive layer 204a is etched, so that the cover 201 is selectively exposed, as already described above.
  • the etching is carried out in particular in such a way that cavities 205 are formed which pass through the cover 201 and a frame 204
  • radiation-transparent material 204a are formed.
  • the converter layer is applied, and this can be done in two ways.
  • Embodiment is shown in the branch with the step S5.
  • the converter layer 202 is applied by means of sedimentation.
  • the application is preferably carried out only the etched portions of the cover 201 and the frame 204 remains substantially free of the converter layer 202.
  • Embodiment is shown in the branch with the steps S6 to S8.
  • the converter layer 202 is applied by electrophoresis.
  • step S8 may also be omitted if the electrically conductive layer 206 and the converter layer 202 are not applied to the top of the frame 204.
  • Connecting element 210 is applied to the frame 204.
  • the composite produced from articles 200, 220 is then singulated into individual articles 200, 220.
  • the attachment 200, 220 is applied in the following step Sil on the carrier element 101, 111, 121 such that the at least one semiconductor chip 102 is arranged within the cavity 205 and the frame 204 is arranged around the at least one semiconductor chip 102 rotates.
  • step S12 the thermal connection of the frame 204 to the heat sink of the carrier element 101, 111, 121 takes place by means of the at least one connecting element 210.
  • step S13 the finished optoelectronic component 100, 110, 120 according to the present invention.
  • FIG. 6 shows a schematic representation of a plan view of an optoelectronic component 110 according to the invention in accordance with a second exemplary embodiment.
  • the optoelectronic component 110 according to the second
  • Embodiment comprises a support member 111 on which three semiconductor chips 102 are applied in the present example. However, it is also possible to provide a different number and / or arrangement of semiconductor chips 102.
  • Carrier element 111 has on its upper side contact pads 112, via which the semiconductor chips 102 electrically
  • contact pads 112 should be understood to mean any type of electrically conductive surface, for example metallization surface.
  • the contacting can be done by means of a bonding wire 103, but other types of
  • the contact pads 112 are electrically insulated from one another by means of insulating regions 113. Since the tantslemente 210 and the frame 204 may be electrically conductive depending on the material, in particular when using a frame made of silicon and fasteners made of silver, gold or other electrically conductive materials are in the optoelectronic device 110 according to the second
  • FIG. 7 shows a schematic representation of a plan view of an optoelectronic component 120 according to the invention in accordance with a third exemplary embodiment.
  • the optoelectronic component 120 according to the third
  • Embodiment comprises a support member 121 on which six semiconductor chips 102 are applied in a three by two matrix in the present example. However, it is also possible to provide a different number and / or arrangement of semiconductor chips 102.
  • the support member 121 has at its
  • Semiconductor chips 102 are electrically contacted.
  • the contacting can be done by means of a bonding wire 103, but other types of
  • the contact pads 112 are electrically insulated from one another by means of insulating regions 113. Since the tantslemente 210 and the frame 204 may be electrically conductive depending on the material, in particular when using a frame made of silicon and fasteners made of silver, gold or other electrically conductive materials are in the optoelectronic device 120 according to the third
  • the connecting elements 210 provided on one or more potential-free contact pads 114.
  • the optoelectronic semiconductor device and the method for producing an optoelectronic semiconductor device have been described to illustrate the underlying idea based on some embodiments.
  • the Embodiments are not limited to specific feature combinations. Although some features and configurations have been described only in connection with a particular embodiment or individual embodiments, they may each be combined with other features from other embodiments. It is also possible to omit or add in individual embodiments illustrated features or particular embodiments, as far as the general technical teaching

Abstract

Die vorliegenden Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelement aufweisend ein Trägerelement (101, 111, 121) mit einer Wärmesenke, zumindest einen auf dem Trägerelement (101, 111, 121) montierten und elektrisch kontaktierten Halbleiterchip (102) zur Emission elektromagnetischer Strahlung, eine dem zumindest einen Halbleiterchip (102) nachgeordnete strahlungsdurchlässige Abdeckung (201), eine auf der strahlungsdurchlässigen Abdeckung (201) aufgebrachte und von dem zumindest einen Halbleiterchip (102) beabstandete Konverterschicht (202), ein um den zumindest einen Halbleiterchip (102) umlaufender Rahmen (204) aus wärmeleitfähigem Material, welcher in unmittelbarem Kontakt zu der Konverterschicht (202) steht, und zumindest ein Verbindungselement (210) zur thermischen Verbindung des Rahmens (204) mit der Wärmesenke. Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements.

Description

Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements
Die vorliegende Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelement sowie ein Verfahren zum Herstellen eines
optoelektronischen Bauelements.
Insbesondere betrifft die vorliegenden Erfindung ein
optoelektronisches Bauelement mit einer vom Halbleiterchip beabstandet angeordneten Konverterschicht.
Anwendungen mit optoelektronischen Bauelementen,
beispielsweise LEDs, gewinnen zunehmend an Bedeutung. Hierzu gehören neben Leuchtmitteln wie beispielsweise Lampen auch Hintergrundbeleuchtungen für beispielsweise LC-Bildschirme oder Monitore, oder Anwendungen im KFZ-Bereich, beispielsweise bei der Innenbeleuchtung oder als Scheinwerfer. In der
vorliegenden Anmeldung bezeichnet der Begriff
optoelektronisches Bauelement ein Element, das in einem
Betrieb bei einer Versorgung mit elektrischer Energie Licht im sichtbaren, infraroten und/oder UV-Bereich emittiert. Hierzu gehören neben Leuchtdioden auf Halbleiterbasis auch organische Leuchtdioden, Kombinationen aus organischen und anorganischen zur Lichtemission geeigneten Verbindungen, Laser und andere lichtemittierende Bauelemente.
Ein nicht abschließendes Beispiel für ein optoelektronisches Bauelement weist einen elektrisch kontaktierten Halbleiterchip zur Emission elektromagnetischer Strahlung und ein auf dem Halbleiterchip aufgebrachtes Konverterelement auf. Der
Halbleiterchip sendet im Betrieb eine Primärstrahlung aus und in dem Konverterelement wird ein Teil der Primärstrahlung in eine Sekundärstrahlung anderer Wellenlänge konvertiert. Die resultierende Strahlung des optoelektronischen
Halbleiterbauteils ergibt sich aus der Überlagerung der vom Konverterelement transmittierten Primärstrahlung und der erzeugten Sekundärstrahlung. So lassen sich insbesondere Lichtquellen bereitstellen, die ein weißes Licht abstrahlen. Da sich die Effizienz des Konverterelements mit steigender Temperatur verringert, wird die im Konverterelement
entstehende Wärme über den Chip abgeführt.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, den bekannten Stand der Technik zu verbessern.
Des Weiteren ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein optoelektronisches Bauelement sowie ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements
bereitzustellen, bei welchem unter anderem die Entwärmung der Konverterschicht verbessert ist.
Diese Aufgabe wird durch ein optoelektronisches Bauelement gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 gelöst.
Diese Aufgabe wird des Weiteren durch ein Verfahren zum
Herstellen eines optoelektronischen Bauelements gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 14 gelöst.
Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindun sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. BEISPIELHAFTE AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelement aufweisend ein Trägerelement mit einer Wärmesenke, zumindest einen auf dem Trägerelement montierten und
elektrisch kontaktierten Halbleiterchip zur Emission
elektromagnetischer Strahlung, eine dem zumindest einen
Halbleiterchip nachgeordnete strahlungsdurchlässige Abdeckung, eine auf der strahlungsdurchlässigen Abdeckung aufgebrachte und von dem zumindest einen Halbleiterchip beabstandete
Konverterschicht, ein um den zumindest einen Halbleiterchip umlaufender Rahmen aus wärmeleitfähigem Material, welcher in unmittelbarem Kontakt zu der Konverterschicht steht, und zumindest ein Verbindungselement zur thermischen Verbindung des Rahmens mit der Wärmesenke.
Die Effizienz der Konverterschicht ist stark von der
Temperatur abhängig. Durch die bislang verwendete bekannte Montage direkt auf den Halbleiterchip wird die
Konverterschicht durch den Halbleiterchip auf die
Chiptemperatur (englisch junction temperature) aufgeheizt. Bei Teilkonversion oder Vollkonversion tritt eine zusätzliche Erwärmung in der Konverterschicht auf, die die Effizienz zusätzlich negativ beeinflusst. Diese Wärme wird üblicherweise über den Halbleiterchip abgeführt, was die Temperatur in der lichterzeugenden Schicht des Halbleiterchips wiederum erhöht. Insgesamt ist somit bei bekannten optoelektronischen
Bauelementen die Entwärmung schwierig und die Effizienz der Konverterschicht somit verringert.
Durch die vorliegende Erfindung wird die Konverterschicht thermisch von dem Halbleiterchip entkoppelt und thermisch gut an die Wärmesenke angebunden. Durch den Abstand zwischen Konverterschicht und Halbleiterchip wird somit der Wärmeübertrag zwischen Halbleiterchip und Konverterschicht verhindert bzw. wesentlich verringert. Gleichzeitig ist durch den mit der Konverterschicht in unmittelbarem Kontakt
stehenden wärmeleitfähigen Rahmen, der wiederum mittels der Verbindungselemente thermisch an die Wärmesenke angebunden ist, eine optimale Wärmeabfuhr der in der Konverterschicht erzeugten Wärme gewährleistet. Die Konverterschicht wird somit thermisch von den Halbleiterchips entkoppelt und es findet keine Rückkopplung der Wärmeverluste der Konverterschicht auf die Halbleiterchips statt und umgekehrt. Das gesamte System wird somit besser entwärmt und damit effizienter, da die
Konverterschicht nicht mehr ganz die hohe Temperatur der
Halbleiterchips hat und gleichzeitig die Halbleiterchips nicht mehr zusätzlich eine Wärmeeintrag durch den Stokes-Shift aus der Konverterschicht erfährt. Durch die vorliegende Erfindung wird somit ein effizienteres optoelektronisches Bauelement bereitgestellt .
Durch die beabstandete Konverterschicht im Sinne eines so genannten „Remote Phosphor" verschmieren im Falle mehrerer Halbleiterchips die Lücken zwischen den einzelnen
Halbleiterchips vollständig oder zumindest annähernd
vollständig, so dass keine aufwendige nachgeordnete
Abbildungsoptik mehr notwenig ist, um die emittierte Strahlung derart zu streuen oder zu vermischen, dass die Lücken zwischen den Halbleiterchips nicht mehr sichtbar sind. Beispielsweise in Projektionsanwendungen wie beispielsweise KFZ Scheinwerfer oder bei Mini LED Beamern müssen die Lücken zwischen den
Halbleiterchip häufig durch geeignete Maßnahmen in der
Abbildungsoptik relativ aufwendig kompensiert werden. Durch die vorliegende Erfindung wird somit ein im Aufbau
vereinfachtes und damit kostengünstigeres und einfacher herzustellendes optoelektronisches Bauelement bereitgestellt. Des Weiteren hat das optoelektronische Bauelement gemäß der vorliegenden Erfindung den Vorteil, dass es einfacher an verschiedene Arten und Anzahl von Halbleiterchips angepasst werden kann und somit flexibler ist. Im Laufe der Zeit werden beispielsweise Halbleiterchips immer heller und effizienter. In einigen Systemen sind jedoch Obergrenzen für die Helligkeit definiert. Werden bei unverändertem Aufbau des
optoelektronischen Bauelements die Halbleiterchips mit der Zeit durch hellere Halbleiterchips ersetzt, werden diese
Obergrenzen überschritten. Um diese Obergrenzen nicht zu überschreiten, kann bei Multichipmodulen wie beispielsweise in Projektionsanwendungen oder Scheinwerferanwendungen die Anzahl der Halbleiterchips reduziert werden. Dies bedeutet bei bekannten optoelektronischen Bauelementen aber einen Eingriff in das optische Abbildungssystem und somit sind für jede
Änderung von Art und/oder Anzahl von Halbleiterchips
weitgehende Veränderungen nötig. Dieses Problem wird durch die vorliegende Erfindung reduziert, da durch die von dem
zumindest einen Halbleiterchip beabstandete Konverterschicht eine vollflächige Abdeckung des Halbleiterchip-Arrays erreicht wird und Art und Anzahl der Halbleiterchips können leicht verändert werden ohne den Aufbau des restlichen
optoelektronischen Bauelements anpassen zu müssen. Hierdurch sind verschiedene Chip Anordnungen mit gleicher optischer Charakteristik möglich ohne das übrige Abbildungssystem anpassen zu müssen. Beispielsweise kann die Konverterfläche zunächst mit 5 Stück 1 mm2 Chips angestrahlt werden und später, wenn ausreichend effiziente Halbleiterchips vorhanden sind, ist dies eventuell durch 4 Stück 1 mm2 Chips möglich oder beispielsweise durch 7 Stück 750 μη2 Chips. Durch die
vorliegende Erfindung wird somit ein optoelektronisches
Bauelement bereitgestellt, das einfach und flexibel anpassbar ist auf veränderte Anzahl und/oder Arten von Halbleiterchips. Gemäß einer Ausführungsform ist die Konverterschicht auf der dem zumindest einen Halbleiterchip zugewandten Seite der strahlungsdurchlässigen Abdeckung aufgebracht. Dies hat den Vorteil, dass die Konverterschicht vor äußeren Einwirkungen, beispielsweise mechanische Belastungen, geschützt ist und somit eine erhöhte Lebensdauer aufweist.
Gemäß einer Ausführungsform weist das optoelektronische
Bauelement Weiteren eine lichtleitende Schicht zwischen dem zumindest einen Halbleiterchip und der Konverterschicht auf. Durch diesen Lichtleiter können eventuelle Koppelverluste auf Grund des Abstandes zwischen Konverterschicht und
Halbleiterchip verringert oder ganz kompensiert werden. Durch den Lichtleiter wird insbesondere zum einen die Auskopplung aus dem zumindest einen Halbleiterchip und zum Anderen die Einkopplung in die Konverterschicht verbessert.
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die
strahlungsdurchlässige Abdeckung ein Kunststoffmaterial , Glas und/oder keramisches Material umfasst oder aus diesem besteht, vorzugsweise ein monolithisches Glas ist. Die genannten
Materialien zeichnen sich durch einfache und kostengünstige Herstellung aus sowie durch Robustheit und damit eine lange Lebensdauer. Des Weiteren kann durch die Verwendung der genannten Materialien eine geringe Absorption und/oder
Reflexion für elektromagnetischen Strahlung gewährleistet werden, so dass die Abdeckung eine hohe Transmittivität insbesondere über 80%, vorzugsweise über 90% für die von dem zumindest einen Halbleiterchip und/oder der Konverterschicht emittierten elektromagnetischen Strahlung aufweist. Somit wird die Effektivität des optoelektronischen Bauelements erhöht. Gemäß einer Ausführungsform besteht der Rahmen aus Silizium, Aluminium, Bornitrid, Zinkoxid und/oder Aluminiumnitrid. Diese Materialien weisen eine hohe Wärmeleitfähigkeit auf, so dass eine optimale Wärmeableitung von der Konverterschicht
gewährleistet ist. Silizium hat des Weiteren den Vorteil, dass es besonders kostengünstig ist und einfach in der
Verarbeitung. Die genannten Materialien haben des Weiteren den Vorteil, dass sie im strahlungsundurchlässig sind, d.h. die von dem zumindest einen Halbleiterchip und/oder der
Konverterschicht emittierte elektromagnetische Strahlung wird von dem Rahmen nicht transmittiert . Durch den Rahmen wird somit eine Blende bereitgestellt, so dass je nach Größe und Konfiguration des Rahmens die Abstrahlcharakteristik des optoelektronischen Bauelements beeinflusst werden kann.
Beispielsweise kann auf diese Art ein bestimmter Strahlkegel eingestellt werden.
Gemäß einer Ausführungsform bildet der Rahmen eine Randkante. Durch die Konfiguration des Rahmens derart, dass eine
Randkante, d.h. ein definierter Hell-Dunkel-Übergang
festgelegt werden kann, kann das optoelektronische Bauelement in Anwendungen eingesetzt werden, bei welchen die Darstellung einer Randkante notwendig ist, beispielsweise als Scheinwerfer im KFZ-Bereich. Insbesondere für die Abblendfunktion in KFZ- Scheinwerfern ist eine Randkante notwendig. Insbesondere dadurch, dass sich der Rahmen nahe an der Lichtquelle
befindet, kann ein scharfer Hell-Dunkel-Übergang erreicht werden .
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Winkel zwischen einer dem zumindest einen Halbleiterchip zugewandten Fläche des Rahmens und der Haupterstreckungsrichtung der Abdeckung ein spitzer Winkel, vorzugsweise beträgt er 55° ± 2°.
Hierdurch dient der Rahmen als Blende und gleichzeitig wird eine scharfe Kante abgebildet, hierduch wird ein scharfer Hell-Dunkel-Übergang erreicht. Insbesondere dadurch, dass sich der Rahmen nahe an der Lichtquelle befindet, werden
Lichtverluste so gering wie möglicht gehalten und gleichzeitig wird eine scharfe Kante abgebildet, wie es beispielsweise bei KFZ-Scheinwerfern, insbesondere bei der Abblendfunktion von KFZ-Scheinwerfern notwendig ist. Das optoelektronische
Bauelement bietet somit einen kompakten Aufbau sowie die scharfe und nahe Darstellung einer Shutterkante . Insgesamt wird somit eine kompakte Bauform des optoelektronischen
Bauelements mit Shutterkante, Remote Phosphor und flexibler Anzahl an Halbleiterchips bereitgestellt.
In einer Ausführungsform weist das zumindest eine
Verbindungselement ein Lötkügelchen auf. Durch die Verwendung eines Lötkügelchens kann eine einfache und materialsparende Verbindung erreicht werden, da der Rahmen nicht vollflächig, sondern selektiv und soweit notwenig an das Trägerelement angebunden wird.
Bevorzugt ist das Lötkügelchen aus Gold, Silber oder
Palladium. Da diese Materialien eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweisen, ist eine optimale Wärmeableitung der Wärme aus dem Rahmen zu der Wärmesenke im Trägerelement gewährleistet bei gleichzeitiger Materialersparnis, wie bereits zuvor
beschrieben. Insbesondere Gold und Palladium sind äußerst korrosionsbeständig und somit alterungsstabil.
In einer Ausführungsform ist eine elektrisch isolierende
Schicht zwischen dem Rahmen und dem Lötkügelchen vorgesehen, vorzugsweise mit einer Dicke von maximal 0,5 μιη. Hierdurch können die Lötkügelchen auf beliebig gepolte Oberflächen des Trägerelements, d.h. auch auf Kontaktpads mit
unterschiedlichem Potential aufgesetzt werden. Dies ermöglicht mehr Flexibilität in der Ausgestaltung des Trägerelements und der Positionierung der Lötkügelchen. Die elektrisch
isolierende Schicht wird dabei vorteilhafterweise so dünn gehalten, dass die Wärmeleitfähigkeit zwischen Lötkügelchen und Rahmen nicht oder nur unwesentlich beeinträchtigt wird.
In einer alternativen Ausführungsform weist das zumindest Verbindungselement einen wärmeleitfähigen Klebstoff auf.
Hierdurch kann der Rahmen sehr zuverlässig mit dem
Trägerelement verbunden werden. Eine darüber hinaus gehen mechanische Befestigung kann entfallen.
In einer Ausführungsform weist das Trägerelement elektrisch leitfähige Kontaktpads zur elektrischen Kontaktierung des zumindest einen Halbleiterchips auf, und das zumindest eine Verbindungselement ist entlang von Kontaktpads mit gleichem elektrischen Potential angeordnet. Hierdurch kann ein
Kurzschluss verhindert werden. Auch kann hierdurch eine eventuell elektrisch leitfähige Schicht zwischen Rahmen und Verbindungselement oder dergleichen entfallen, wodurch die Wärmeableitung optimal ablaufen kann.
In einer alternative Ausführungsform weist das Trägerelement elektrisch leitfähige Kontaktpads zur elektrischen
Kontaktierung des zumindest einen Halbleiterchips auf, und das zumindest eine Verbindungselement ist entlang von einem oder mehreren potentialfreien Kontaktpads angeordnet. Hierdurch kann ein Kurzschluss verhindert werden. Auch kann hierdurch eine eventuell elektrisch leitfähige Schicht zwischen Rahmen und Verbindungselement oder dergleichen entfallen, wodurch die Wärmeableitung optimal ablaufen kann.
Die vorliegende Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements,
Bereitstellen eines Trägerelements mit einer Wärmesenke, Vorsehen zumindest eines auf dem Trägerelement montierten und elektrisch kontaktierten Halbleiterchips zur Emission
elektromagnetischer Strahlung, Vorsehen eines Aufsatzes für das Trägerelement, wobei der Schritt des Vorsehens des
Aufsatzes folgende Teilschritte umfasst,
- Bereitstellen einer strahlungsdurchlässigen Abdeckung mit einer darauf aufgebrachten wärmeleitfähigen Schicht,
- Ätzen der wärmeleitfähigen Schicht zum selektiven
Freilegen der strahlungsdurchlässigen Abdeckung derart, dass Kavitäten gebildet werden, die durch die Abdeckung und einen Rahmen aus dem strahlungsdurchlässigen Material begrenzt sind,
- Aufbringen einer Konverterschicht zumindest auf die
freigeätzten Bereiche des strahlungsdurchlässigen
Materials ,
- Aufbringen von zumindest einem Verbindungselement an dem Rahmen, und
- Vereinzeln des Verbundes in einzelne Aufsätze entlang des Rahmens ,
Aufbringen des Aufsatzes auf dem Trägerelement derart, dass der zumindest eine Halbleiterchip innerhalb der Kavität angeordnet ist und der Rahmen um den zumindest einen
Halbleiterchip umläuft, und Thermisches Verbinden des Rahmens mit der Wärmesenke mittels der Verbindungselemente. Durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren können auf einfache und effiziente Arte und Weise optoelektronische
Bauelemente gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt werden. Die optoelektronischen Bauelemente zeichnen sich durch eine kompakte Bauform, verbesserte Wärmeableitung und
flexibler Anzahl an Halbleiterchips aus. Das
Herstellungsverfahren sieht das Herstellen von mehreren
Aufsätzen im Verbund vor, wodurch das Verfahren besonders kostengünstig und effizient ist. Insbesondere durch Verwendung einer Abdeckung, vorzugsweise eines monolithischen
Glasfensters wie beispielsweise eines BF33 Wafer, und einer wärmeleitfähigen Schicht, vorzugsweise einer monolithischen Siliziumschicht beispielsweise in Form von 6" oder 8" Wafern oder Wafern anderer Größe, und anschließendes Herausätzen von Kavitäten entstehen relativ große Nutzen, die im Ganzen oder auch teilweise in einem Schritt rationell mit der
Konverterschicht auf der Kavitäteninnenseite beschichtet werden können. Gegebenenfalls können anschließend
Montageflächen von der Konverterschicht durch entsprechende Verfahren ebenfalls im Verbund befreit werden. Erst im
Anschluss an das Aufbringen der Verbindungselemente kommt der Vereinzelungsschritt. Durch das Herstellungsverfahren können somit größere Mengen an Aufsätzen und damit an
optoelektronischen Bauelementen einfach hergestellt werden.
In einer Ausführungsform umfasst der Schritt des Aufbringens der Konverterschicht das Aufbringen der Konverterschicht mittels Sedimentation. Sedimentation hat den Vorteil, dass die Konverterschicht direkt auf die Abdeckung aufgebracht werden kann. Hierdurch erfolgt eine optimale Anbindung der
Konverterschicht an die Abdeckung, so wird der
Brechungsindexsprung vermindert. In einer alternative Ausführungsform umfasst der Schritt des Aufbringens der Konverterschicht das Aufbringen einer
elektrisch leitfähigen Schicht und das anschließende
Aufbringen der Konverterschicht mittels Elektrophorese. Durch die Elektrophorese ist ein schnelles Aufbringen der
Konverterschicht möglicht, da, anders als bei der
Sedimentation, keine Sedimentationszeiten abgewartet werden müssen .
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Verschiedene Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Lösung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Figuren geben die erste (n) Ziffer (n) eines Bezugszeichens die Figur an, in denen das Bezugzeichen zuerst verwendet wird. Die gleichen Bezugszeichen werden für gleichartige oder gleich wirkende Elemente bzw. Eigenschaften in allen Figuren
verwendet .
Es zeigen
Fig. la eine schematische Darstellung eines Querschnitts
einer Vorstufe eines erfindungsgemäßen
optoelektronischen Bauelements gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels ,
Fig. lb eine schematische Darstellung eines Querschnitts
eines erfindungsgemäßen optoelektronischen Bauelements gemäß des ersten Ausführungsbeispiels,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf das erfindungsgemäße optoelektronische Bauelement gemäß des ersten Ausführungsbeispiels, Fig. 3a bis 3e eine schematische Darstellung verschiedener Ansichten eines ersten Aufsatzes für das
erfindungsgemäße optoelektronische Bauelement während verschiedener Prozessschritte des
erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels,
Fig. 4a bis 4g eine schematische Darstellung eines Querschnitts eines zweiten Aufsatzes für das erfindungsgemäße optoelektronische Bauelement während verschiedener Prozessschritte des erfindungsgemäßen
Herstellungsverfahrens gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels ,
Fig. 5 ein Flussdiagramm mit den Verfahrensschritten des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens ,
Fig. 6 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes optoelektronisches Bauelement gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels, und
Fig. 7 eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes optoelektronisches Bauelement gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Fig. la zeigt eine schematische Darstellung eines Querschnitts einer Vorstufe eines erfindungsgemäßen optoelektronischen Bauelements gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels und Fig. lb zeigt eine schematische Darstellung eines Querschnitts eines erfindungsgemäßen optoelektronischen Bauelements gemäß des ersten Ausführungsbeispiels.
Auf einem Trägerelement 101 sind sechs Halbleiterchips 102 einer zwei mal drei Matrix-Anordnung montiert. Entsprechend sind in der Querschnitts-Darstellung nur drei Halbleiterchips 102 zu sehen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf die dargestellte Zahl und Anordnung von Halbleiterchips 102 beschränkt. Vielmehr umfasst die vorliegende Erfindung jedes optoelektronische Bauelement mit zumindest einem
Halbleiterchip 102. Ebenso ist jede beliebige Anordnung von Halbleiterchips 102 auf dem Trägerelement 101 denkbar. Mit anderen Worten ist auf dem Trägerelement 101 ein LED Array aus einem oder mehreren Halbleiterchips 102 angeordnet. Die
Halbleiterchips 102 können hierbei auch voneinander
verschieden sein, beispielsweise in Aufbau und
Emissionsspektrum.
Bei den Halbleiterchips 102 handelt es sich um
optoelektronische Halbleiterchips 102, beispielsweise um
Leuchtdioden, OLEDs oder um andere optoelektronische Elemente, die elektromagnetische Strahlung emittieren oder absorbieren. Die Halbleiterchips 102 können beispielsweise durch eine in einem Halbleiterprozess erzeugte Schichtenabfolge auf einem Halbleitersubstrat gebildet sein. Die Halbleiterchips 102 können ebenso durch ein Dünnschichtverfahren hergestellt worden sein. Die Halbleiterchips 102 können auch substratlos sein. Sie weisen eine Kontaktseite 104 auf, mit der sie auf dem Trägerelement 101 mittels bekannter Verfahren (LED die attach) aufgebracht sind, und über die sie zumindest einen elektrischen Kontakt aufweisen. Dabei ist denkbar, dass auch ein weiterer elektrischer Kontakt über die Kontaktseite 104 an das Trägerelement 101 angeschlossen ist. Allerdings ist auch jede andere Art der Kontaktierung der Halbleiterchips 102 denkbar.
Das Trägerelement 101 kann je nach Typ des herzustellenden optoelektronischen Bauelements ein Leiterrahmen (englisch: leadframe) oder ein Substrat sein. Es dient beispielsweise zur mechanischen Stabilisierung des optoelektronischen Bauelements und/oder zur elektrischen Verbindung der Halbleiterchips 102 mit äußeren elektrischen Kontakten. Das Trägerelement 101 kann beispielsweise ein keramischer Träger, eine Metallkernplatine oder ein Halbleiterträger sein. An der Oberseite des
Trägerelements 102, d.h. an der Seite, auf welche die
Halbleiterchips 102 aufgebracht werden, sind elektrische
Kontakte beispielsweise in Form von Leiterbahnen oder
Kontaktpads vorgesehen zur elektrischen Kontaktierung der Halbleiterchips 102. Gemäß Fig. la dient das Trägerelement 101 gleichzeitig als Wärmesenke. Das Trägerelement 101 besteht somit vollständig aus einem wärmeleitfähigen Material.
Alternativ kann eine Wärmesenke auch als eigene Komponenten in das Trägerelement 101 integriert sein. Insbesondere kann das Trägerelement 101 ein Aluminiumnitrid A1N oder Aluminiumoxid A10 Substrat sein oder ein solches aufweisen. Die Wärmesenke ist insbesondere so konfiguriert, dass die aufzubringenden Halbleiterchips 102 direkt auf der Wärmesenke aufgebracht werden können und so die von den Halbleiterchips 102
abzuführende Wärme über die Wärmesenke an eine entsprechende Kühlvorrichtung, beispielsweise Kühlrippen oder dergleichen, abgegeben werden kann.
Auf der der Kontaktseite 104 gegenüberliegenden Seite weisen die Halbleiterchips 102 eine Strahlungsemissionsseite 108 auf. Über die Strahlungsemissionsseite 108 wird eine in den
Halbleiterchips 102 erzeugte Strahlung ausgekoppelt. Um eine möglichst effiziente Auskopplung der erzeugten Strahlung zu erreichen, kann das Trägerelement 101 eine reflektierende Oberfläche beispielsweise eine Silberbeschichtung im Bereich der Kontaktseite 104 aufweisen.
Das optoelektronische Bauelement 100 weist des Weiteren einen Aufsatz 200 auf, welcher ebenfalls auf das Trägerelement 101 montiert und mit diesem mechanisch verbunden wird. In Fig. la ist hierbei der Aufsatz 200 vor der Montage auf das
Trägerelement 101 und vom Trägerelement 101 und den
Halbleiterchips 102 getrennt dargestellt. In Fig. lb ist das fertig gestellte erfindungsgemäße optoelektronische Bauelement 100 gemäß des ersten Ausführungsbeispiels nach dem Aufbringen des Aufsatzes 200 auf das Trägerelement 101 dargestellt.
Der Aufsatz 200 weist eine strahlungsdurchlässige Abdeckung 201 auf, welche wie in Fig. lb dargestellt von den
Halbleiterchips 102 beabstandet angeordnet ist.
Strahlungsdurchlässig im Sinne der vorliegenden Anmeldung soll dahingehende verstanden werden, dass die Abdeckung zu 80%, bevorzugt zu mehr als 90% durchlässig ist für
elektromagnetische Strahlung, insbesondere für
elektromagnetische Strahlung im sichtbaren, UV- und/oder IR- Bereich. Alternativ kann in die Abdeckung 201 aber auch ein Filter integriert sein, welcher vorbestimmte Strahlungsanteile ausfiltert und nicht transmittiert . Die Abdeckung 201 umfasst oder besteht aus einem Kunststoffmaterial , Glas und/oder keramischen Material. Vorzugsweise ist die Abdeckung 201 eine monolithische Glasabdeckung oder mit anderen Worten ein monolithisches Glasfenster. Die Abdeckung 201 kann darüber hinaus als optisches Element ausgebildet sein, beispielsweise zur Anwendung in einem KFZ-Scheinwerfer . Hierfür kann durch die Abdeckung 201 ein Teil der Außenfläche des Schweinwerfers bzw. des KFZ gebildet sein.
Auf der strahlungsdurchlässigen Abdeckung 201 ist eine
Konverterschicht 202 aufgebracht. Insbesondere ist die
Konverterschicht 202 auf der den Halbleiterchips 102
zugewandten Seite der Abdeckung 201 aufgebracht. Dies hat den Vorteil, dass die Konverterschicht 202 durch die Abdeckung 201 vor äußeren Einflüssen, insbesondere mechanischen Einwirkungen geschützt ist. Die Konverterschicht 202 ist ebenfalls von den Halbleiterchips 102 beabstandet. Der Abstand D zwischen den Halbleiterchips 102 und der Konverterschicht beträgt
vorzugsweise einige Zehntel Millimeter, insbesondere 0,1 mm bis 0,9 mm, vorzugsweise 0,3 mm bis 0,7mm. Hierdurch ist die Konverterschicht 202 thermisch von den Halbleiterchips 102 entkoppelt und die in der Konverterschicht 102 erzeugte Wärme wird nicht an die Halbleiterchips 102 abgegeben. Ebenso wird die Konverterschicht 202 nicht durch die in den
Halbleiterchips 102 erzeugte Wärme erwärmt. Die
Konverterschicht 202 kann jedoch auf der den Halbleiterchips 102 abgewandten Seite der Abdeckung 201 aufgebracht sein.
Die Konverterschicht 202 umfasst insbesondere einen oder mehrere Leuchtstoffe zur teilweisen oder vollständigen
Umwandlung der von den Halbleiterchips 102 emittierten
Primärstrahlung in eine oder mehrere Sekundärstrahlungen. Die Konverterschicht 202 kann vollständig aus Leuchtstoffen bestehen oder alternativ aus einem Grundmaterial, in welches die Leuchtstoffe beispielsweise in Partikelform eingebracht sind. Die Abdeckung 101 ist insbesondere strahlungsdurchlässig für die von den Halbleiterchips 102 emittierte Strahlung und/oder für die von der Konverterschicht 202 emittierte
Strahlung .
Durch die vollflächige Anbindung der Konverterschicht 202 an die Abdeckung 201 kommt es zu einem verbesserten Übergang der Brechungsindizes von der Konverterschicht 202 zur Luft. Mit anderen Worten werden hierdurch der Brechungsindexsprung vermindert und hierdurch Fresnelverluste reduziert.
Beispielsweise bei Verwendung eines YAG Leuchtstoffs und eines Glasfensters als Abdeckung kommt es zu einem verbesserten Übergang der Brechungsindizes von den A10 Partikeln der
Konverterschicht 202 hin zur angrenzenden Luftschicht. Der Aufsatz 200 weist des Weiteren einen um die
Halbleiterchips 102 umlaufenden Rahmen 204 auf. Der Rahmen 204 ist hierbei zu den Halbleiterchips 202 beabstandet. Der Rahmen 204 bildet insbesondere eine Kavität 205 für die
Halbleiterchips 102. Der Rahmen 204 steht in unmittelbarem Kontakt zur Konverterschicht 202. Falls die Konverterschicht 202 auf der den Halbleiterchips 102 zugewandten Seite der Abdeckung 201 aufgebracht ist, dann ist der Rahmen 204
zwischen Abdeckung 201 und Trägerelement 101 angeordnet und schließt seitlich bündig mit der Abdeckung 201 ab. Die
Konverterschicht 202 ist hierbei auf den von dem Rahmen 204 begrenzten Bereich der Abdeckung 201 aufgebracht. Die
vorliegende Erfindung umfasst jedoch auch den Fall, dass die Konverterschicht 202 auf der von den Halbleiterchip 102 abgewandten Seite der Abdeckung 201 aufgebracht ist,
entsprechend ist dann auch die Konfiguration des Aufsatzes 200, insbesondere des Rahmens 204 entsprechend verändert und angepasst .
Der Rahmen 204 ist vorzugsweise strahlungsundurchlässig, d.h. undurchlässig für elektromagnetische Strahlung im sichtbaren, UV- und/oder IR-Bereich, insbesondere für die von den
Halbleiterchips 102 emittierte Strahlung und/oder die von der Konverterschicht 202 emittierte Strahlung. Hierdurch dient der Rahmen 204 als Strahlungskegelbegrenzung für die von dem optoelektronischen Bauelement 100 emittierte Strahlung, so dass durch den Rahmen 204 ein vorgegebener
Leuchtdichtegradient für eine Lichtverteilung erreicht wird. Insbesondere kann der Rahmen 204 eine Randkate (englisch
Shutter-Kante) bilden, d.h. einen Hell-Dunkel-Übergang, so dass eine vorgegebene Abstrahlcharakteristik des
optoelektronischen Bauelements 100 erreicht wird. Insbesondere im Falle der Verwendung des optoelektronischen Bauelements 100 als KFZ-Scheinwerfer kann mittels der Randkante ein vorgegebener Strahlkegel für die von den Halbleiterchips 102 emittierte Strahlung definiert werden.
Der Rahmen 204 weist eine innenliegende Fläche 207 auf, d.h. eine den Halbleiterchips 102 zugewandte Fläche 207 oder mit anderen Worten eine die Kavität 205 begrenzende Fläche 207. Zur einfachen Realisierung einer Randkante schließt die Fläche 207 mit der Haupterstreckungsrichtung der Abdeckung 201 einen Winkel ein, welcher ein spitzer Winkel ist, welcher
vorzugsweise 55°± 5° entspricht. Der Rahmen 204 weist somit im optoelektronischen Bauelement 100 einen Unterschnitt auf. Im Fall der Verwendung von Silizium für den Rahmen 204, ist der Winkel gleich 54,7°, da dies der (111) Ebene von Silizium entspricht. Durch ein Ätzverfahren, welches später noch genauer beschrieben wird, wird der Rahmen 204 somit entlang einer bestimmten Ebene innerhalb des Festkörpers geätzt, wodurch sich ein definierter spitzer Winkel zwischen Fläche 207 und Haupterstreckungsrichtung der Abdeckung 201 ergibt. Durch diese Konfiguration ist die Randkante auch bei
innenliegender Konverterschicht 202 von außen gesehen immer noch scharf ausgebildet. Mit anderen Worten wird durch den Unterschnitt im Rahmen 204 die Konverterschicht 202 von außen betrachtet an den Kanten scharf begrenzt, so dass die
Randkante und damit eine definierte Abstrahlcharakteristik erreicht werden kann.
Der Rahmen 204 besteht aus wärmeleitfähigem Material. Da er in unmittelbarem Kontakt zur Konverterschicht 202 steht ist er somit dazu geeignet, Wärme von der Konverterschicht 202 abzuleiten. Da der Rahmen 204 des Weiteren, wie bereits beschrieben, zu den Halbleiterchips 102 beabstandet ist, leitet der Rahmen 204 keine oder nur einen vernachlässigbaren Teil der Wärme der Halbleiterchips 102 ab, sondern lediglich die von der Konverterschicht 202 erzeugte Wärme. Das System aus Rahmen 204 und Konverterschicht 202 einerseits ist von den Halbleiterchips 102 andererseits thermisch weitestgehend entkoppelt .
Der Rahmen 204 weist vorzugsweise eines oder mehrere der folgenden Materialien auf: Silizium, Aluminium, Bornitrid, Zinkoxid und Aluminiumnitrid. Der Rahmen kann auch vollständig aus einem der genannten Materialien oder aus einer Mischung der genannten Materialien bestehen. Insbesondere hat der Rahmen 204 eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 50 W/mK, vorzugsweise von mindestens 100 W/mK.
Die Höhe H des Rahmens 204, d.h. die Ersteckung des Rahmens entlang einer Richtung senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung des Trägerelements 101 ist insbesondere so gewählt, dass die Abdeckung 201 und die Konverterschicht 202 von den
Halbleiterchips 102 beabstandet sind, d.h. mit diesen nicht in Kontakt stehen. Dies hat wie bereits beschrieben den Vorteil, dass die Konverterschicht 202 thermisch von den
Halbleiterchips 102 entkoppelt ist. Die Wärme der
Konverterschicht 202 wird somit vorwiegend an den Rahmen abgegeben und nicht wie bei bekannten Bauelementen an die Halbleiterchips 102. Durch den Abstand zwischen
Konverterschicht 202 und Halbleiterchips 102 kann die Etendue zwar etwas verschlechtert werden gegenüber Bauelementen, bei denen der Konverter direkt auf dem Halbleiterchip aufgebracht ist, allerdings wird diese Verschlechterung, falls vorhanden, durch die an den Kanten mittels des Rahmens 204 scharf begrenzte Konverterschicht 202 kompensiert. Weiter verbessert werden kann die Etendue durch das Aufbringen einer
lichtleitenden Schicht (in den Figuren nicht dargestellt) in die Kavität 205 auf die Halbleiterchips 102, welche sich mit der Konverterschicht 202 verbindet. Auf diese Art wird ein Lichtleiter geschaffen, der einerseits die Auskopplung der Strahlung aus den Halbleiterchips 102 und andererseits die Einkopplung der Strahlung in die Konverterschicht 202
verbessert. Die lichtleitende Schicht kann beispielsweise aus einer pastösen Silikonschicht bestehen.
An der Unterseite des Rahmens 204, d.h. an der dem
Trägerelement 101 zugewandten Seite des Rahmens 204, sind Verbindungselemente 210 vorgesehen, mittels welcher der Rahmen 204 thermisch mit der Wärmesenke verbunden werden kann.
Zusätzlich können weitere Befestigungsmittel zur mechanischen Verbindung des Rahmens 204 mit dem Trägerelement 101
vorgesehen sein. Die Verbindungselemente 210 können alternativ auch zusätzliche zur thermischen Kopplung für eine mechanische Verbindung des Rahmens 204 und damit des gesamten Aufsatzes
200 mit dem Trägerelement 101 geeignet sein, so dass eine über die Verbindungselemente 210 hinausgehende Befestigung des Aufsatzes 200 auf dem Trägerelement 101 nicht nötig ist. Um den Rahmen 204 umlaufend kann an der Verbindungsstelle
zwischen Rahmen 204 und Trägerelement 101 noch eine
Abdichtmasse 208 zum optischen Abdichten vorgesehen sein.
Die Verbindungselemente 210 sind vorzugsweise Lötkügelchen (englisch bumps) . Diese bestehen aus einem wärmeleitfähigen Material, vorzugsweise einem Metall oder Legierung,
beispielsweise Gold, Silber, Palladium oder einer Mischung hieraus. Statt der Lötkügelchen kann als Verbindungselement 210 auch ein wärmeleitfähiger Kleber verwendet werden.
Der Aufsatz 200 wird wie in Fig. la mittels der Pfeile B gezeigt auf das Trägerelement 101 aufgesetzt und auf diesem montiert. Im Falle der Verwendung von Lötkügelchen als
Verbindungselemente 210 können die Lötkügelchen mit dem Trägerelement 101 durch ein ultraschallgestütztes
Thermokompressionsbondverfahren aufgebracht werden. Im Falle von Lötkügelchen werden die Verbindungselemente 210 auf
Kontaktpads bzw. Metallisierungsflächen des Trägerelements 101 aufgebracht. Im Falle der Verwendung eines thermisch
leitfähigen Klebers kann dieser durch bekannte Verfahren, beispielsweise thermisch oder durch UV-Bestrahlung,
ausgehärtet bzw. vernetzt werden. Hierfür werden die
Leiterzüge bzw. Kontaktpads auf dem Trägerelement 101 mit einer thermisch gut leitenden Isolationsschicht abgedeckt, so dass der Kleber auf das Trägerelement 101 geklebt werden kann.
In Fig. lb ist das fertig gestellte optoelektronische
Bauelement 100 gemäß des ersten Ausführungsbeispiels
dargestellt. Der Aufsatz 200 ist hierbei auf dem Trägerelement 101 montiert und mit diesem entweder allein über die
Verbindungselement 210 oder mittels weitergehender
Befestigungsvorrichtungen mechanisch verbunden.
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf das optoelektronische
Bauelement 100 aus Fig. lb. Der Rahmen 204 ist hierbei zur besseren Veranschaulichung durchsichtig dargestellt, so dass die Position der Verbindungselemente 210 erkennbar ist. Die Halbleiterchips 204 liegen vollständig innerhalb des Rahmens 204. Wie bereits erläutert, ist der Rahmen 204 zu den
Halbleiterchips 102 beabstandet. Vorzugsweise weist der Rahmen 204 einen konstanten umlaufenden Abstand A zu den äußeren Kanten der Gruppe der Halbleiterchips 102 auf. Hierdurch wird innerhalb des von dem Rahmen 204 definierten Strahlkegels eine gleichmäßige Ausleuchtung der Randbereiche erreicht.
Die Verbindungselemente 210 sind hierbei nicht an dem gesamten Rahmen 204, sondern nur an selektiven Positionen angebracht. Die Zahl und Position der Verbindungselemente 210 soll eine thermische Kopplung des Rahmens 204 an die Wärmesenke des Trägerelements 101 gewährleisten, wobei eine erhöhte Zahl an Verbindungselementen 210 auch eine verbesserte Wärmeanbindung ermöglicht. Die Position der Verbindungselemente 210 ist somit auf der Wärmesenke vorgesehen bzw. an einer Position des
Trägerelements 101, welche eine optimale thermische Kopplung mit der Wärmesenke ermöglicht. Je nach Art des Trägerelements 101 sind die Verbindungselemente 210 auf potentialfreien
Kontaktpads aufgebracht oder auf Kontaktpads bzw. Metallbahnen (Leiterbahnen) mit gleichem Potential, so dass ein Kurzschluss über die Verbindungselemente 210 und den Rahmen 204 vermieden werden kann. Durch die direkte Anbindung des Rahmens 205 über die Verbindungselemente 210 mit den Kontaktpads ist eine besonders gute Wärmeanbindung an die Wärmesenke gewährleistet. Alternativ kann zwischen den Verbindungselementen 210 und dem Rahmen 204 eine Isolationsschicht zur elektrischen Isolierung vorgesehen sein, beispielsweise aus SiO oder SiN. Diese
Isolationsschicht ist vorzugsweise nicht dicker als 0,5 μιτι, so dass weiterhin eine gute thermische Anbindung der
Verbindungselemente 210 an den Rahmen 204 gewährleistet ist. Durch die Isolationsschicht können beliebig gepolte
Verbindungselemente 210 verwendet werden. Je nachdem, ob die Verbindungselemente 210 über die Funktion der thermischen Ankopplung hinaus auch eine mechanische Verbindung des Rahmens 204 mit dem Trägerelement 101 gewährleisten sollen, können auch weitere Verbindungselemente 210 vorgesehen sein.
Fig. 3a bis 3g zeigen eine schematische Darstellung
verschiedener Ansichten eines ersten Aufsatzes 200 für das erfindungsgemäße optoelektronische Bauelement 100 während verschiedener Prozessschritte des erfindungsgemäßen
Herstellungsverfahrens gemäß eines ersten
Ausführungsbeispiels. Der erste Aufsatz 200 entspricht hierbei dem Aufsatz 200, wie er für das in Fig. la, lb und 2 beschriebene optoelektronische Bauelement 100 gemäß des ersten Ausführungsbeispiels verwendet wird.
In dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren können hierbei mehrere Aufsätze 200 im Verbund hergestellt und anschließend vereinzelt werden.
Fig. 3a zeigt die strahlungsdurchlässige Abdeckung 201 mit einer darauf aufgebrachten wärmeleitfähigen Schicht 204a. Die wärmeleitfähige Schicht 204a wird in einem folgenden Schritt selektiv bis auf die Abdeckung 201 weggeätzt, beispielsweise mit gepufferter Flußsäure. Mit anderen Worten wird die
wärmeleitfähige Schicht 204a in vordefinierten Bereichen weggeätzt, so dass die Abdeckung 201 freigelegt wird, und in anderen vordefinierten Bereichen wird die wärmeleitfähige Schicht 204a belassen. Insbesondere bilden die geätzten und belassenen Bereiche ein definiertes, vorzugsweise ein sich wiederholendes Muster. Hierdurch entstehen wie in Fig. 3b gezeigt mehrere Kavitäten 205, in welche später die
Halbleiterchips 102 eingebracht werden können. Es werden die Kavitäten 205 auf der den Halbleiterchips 102
gegenüberliegenden Seite von der Abdeckung 201 begrenzt und an den Seiten von dem um die Kavität 205 vollständig umlaufenden Rahmen 204, welcher durch den Ätzschritt entstanden ist. Im fertigen optoelektronischen Bauelement 100 wird die Kavität 205 somit von dem freigeätzten Bereich der Abdeckung 201 mit darauf aufgebrachter Konverterschicht 202 auf der einen Seite, von dem Trägerelement 101 auf der anderen Seite und seitlich von der stehengelassenen wärmeleitfähigen Schicht 204a, welche den Rahmen 204 bildet, begrenzt. Diese Konfiguration wird in Fig. 3c nochmals veranschaulicht. Fig. 3c zeigt eine Untenansicht des Zwischenprodukts aus Fig. 3b, d.h. eine Sicht auf die Kavität 205. Im vorliegenden
Beispiel wird ein Verbund aus insgesamt vier Aufsätzen 200 hergestellt, aber dies ist nur exemplarisch zu verstehen, vielmehr umfasst die vorliegende Erfindung jegliche Art von Verbund mit einer beliebigen Anzahl von herzustellenden
Aufsätzen 200 in beliebiger Anordnung. Wie in Fig. 3c zu sehen, sind in die wärmeleitfähige Schicht 204a die Kavitäten 205 selektiv eingeätzt, so dass jede Kavität 205 von einem umlaufenden Rahmen 204 aus wärmeleitfähigem Material umgeben ist. Nach der Fertigstellung können die einzelnen Aufsätze dann entlang der Trennlinien T, d.h. entlang der jeweiligen Mitte des Rahmens 204 voneinander getrennt und somit
vereinzelt werden. Die nicht weggeätzten Bereiche der
wärmeleitfähigen Schicht 204a zwischen jeweils zwei Kavitäten 205 sind somit vorzugsweise spiegelsymmetrisch zu den
Trennlinien, so dass nach dem Trennen um die Kavitäten jeweils gleichartige Rahmen 204 gebildet werden.
Wie bereits erläutert, kann beim Ätzen jeder beliebige Winkel zwischen der der Kavität 205 zugewandten Fläche 207 des Rahmens und der Haupterstreckungsrichtung der Abdeckung 201 erzielt werden. Hierbei sind sowohl stumpfe Winkel als auch spitze Winkel möglich. Vorzugsweise ist der Winkel jedoch ein spitzer Winkel, wodurch das Abbilden einer scharfen
Randkante möglich wird. Um den Ätzprozess zu vereinfachen und eine ebene Fläche 207 zu erhalten, kann die Ausrichtung der Fläche 207 so gewählt werden, dass sie einer Ebene des
Kristallgitters der wärmeleitfähigen Schicht 204a entspricht. Im Falle der Verwendung von Silizium als wärmeleitfähige
Schicht 204a wird somit entlang der (111) Ebene geätzt und der Winkel entspricht 54,7°. Ausgehen von dem in Fig. 3b dargestellten Zwischenprodukt wird dann in einem nachfolgenden Schritt auf die frei geätzten Bereiche der Abdeckung 201 die Konverterschicht 202
aufgebracht, wie in dem Zwischenprodukt in Fig. 3d
dargestellt. Die Konverterschicht ist dabei vorzugsweise nur auf dem Bereich der Abdeckung 201, welcher innerhalb der
Kavität 205 bzw. innerhalb des Rahmens 204 liegt, aufgebracht. Hierbei erstreckt sich die Konverterschicht 202 über einen vernachlässigbar kleinen Teil der der Kavität 205 zugewandten Fläche 207. Alternativ kann die Konverterschicht 202 aber auch entlang der gesamten Fläche 207 des Rahmens 204 aufgebracht werden. Lediglich die Unterseite des Rahmens 204, d.h. die Seite, welche später auf das Trägerelement 101 aufgesetzt werden soll, muss frei von der Konverterschicht 202 sein, da ansonsten eine zuverlässige thermische und/oder mechanische Anbindung des Aufsatzes 200 an das Trägerelement 101 nicht gewährleistet ist. Das Aufbringen der Konverterschicht 202 kann beispielsweise mittels Sedimentation erfolgen.
In einem folgenden Schritt werden wie in Fig. 3e gezeigt die Verbindungselemente 210 auf den Rahmen 204 aufgebracht.
Hierbei wird am Rand der Kavität 205 jeweils nur ein
Verbindungselement 210 bzw. nur ein Satz oder eine Reihe von Verbindungselementen 210 auf den Rahmen 204 aufgebracht, wohingegen auf dem Rahmen 204 zwischen zwei benachbarten
Kavitäten 205 jeweils zwei Verbindungselemente 210 bzw. zwei Sätze oder Reihen von Verbindungselementen 210 vorgesehen sind. Hierdurch können die einzelnen Aufsätze 200 entlang der Trennlinie T getrennt werden und gleichzeitig sind am
vereinzelten Aufsatz 200 dann auf dem Rahmen 204 die
entsprechenden Verbindungselemente 210 vorgesehen. Mit anderen Worten sind vorzugsweise auf einem Rahmen 204 zwischen zwei benachbarten Kavitäten 205 die Verbindungselemente 210
spiegelsymmetrisch bezüglich der Trennlinie T. Durch diese einheitliche Vorgehensweise wird der Herstellungsprozess vereinfacht. Allerdings ist auch jede andere Anordnung
möglich. Insbesondere können je nach Konfiguration des
Trägerelements 101 verschiedene Arten und/oder Anordnungen von Verbindungselementen nötig sein. Diese können bereits im
Verbund realisiert werden.
Im nachfolgenden Schritt werden die Aufsätze 200 aus dem
Verbund heraus vereinzelt, indem das Zwischenprodukt aus Fig. 3e entlang der Trennlinien T getrennt wird, wobei die
Trennlinien jeweils in der Mitte des Rahmens 204 zwischen zwei benachbarten Kavitäten 205 verlaufen.
Fig. 3g zeigt entsprechend zu Fig. 3c eine Untenansicht der fertigen Aufsätze 200, welche aus dem in Fig. 3c gezeigten Verbund mittels Vereinzelung gewonnen wurden. Entsprechend umfasst jeder Aufsatz 200 eine Kavität 205, welche von dem umlaufenden Rahmen 204 umgeben ist. An der Unterseite des Rahmens 204 sind die Verbindungselemente 210 vorgesehen. In Fig. 3g sind beispielhaft sechs Verbindungselemente 210 für jeden Aufsatz 200 gezeigt, allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht auf die gezeigte Zahl und Anordnung der
Verbindungselemente beschränkt, vielmehr ist, wie oben
beschrieben, je nach Funktion der Verbindungselemente 210 und/oder Konfiguration des Trägerelements 101 jede Anzahl und Anordnung von Verbindungselementen von der vorliegenden
Erfindung mit umfasst.
Die in Fig. 3f und 3g gezeigten Aufsätze 200 können dann zur Herstellung des erfindungsgemäßen optoelektronischen
Bauelements 100 gemäß der ersten Ausführungsbeispiels
verwendet werden. Hierzu wird der Aufsatz 200 derart auf des Trägerelement 101 aufgesetzt, dass die Halbleiterchip 102 innerhalb der von Abdeckung 201 mit Konverterschicht 202 und Rahmen 204 gebildeten Kavität 205 liegen. Anschließend wird der Aufsatz mittels der Verbindungselemente 210 mit dem
Trägerelement 101 verbunden. So wird der Rahmen 204 und damit die Konverterschicht 202 thermisch mit der Wärmesenke des
Trägerelements 101 verbunden. Ein solches optoelektronisches Bauelement 100 gemäß des ersten Ausführungsbeispiels wurde bereits in Bezug auf Fig. la, lb und 2 beschrieben.
Fig. 4a bis 4g zeigen eine schematische Darstellung eines Querschnitts eines zweiten Aufsatzes 220 für ein
erfindungsgemäßes optoelektronische Bauelement während
verschiedenerer Prozessschritte des erfindungsgemäßen
Herstellungsverfahrens gemäß eines zweiten
Ausführungsbeispiels. Sofern nicht anders beschrieben, entsprechen die Komponenten und Prozessschritte den mit Bezug auf Fig. 3a bis 3g beschriebenen Komponenten und
Prozessschritten. Alle in Bezug auf die Fig. 3a bis 3g
gemachten Ausführungen gelten somit auch für die Fig. 4a bis 4g, sofern nicht explizit anders beschrieben.
Fig. 4a zeigt analog zu Fig. 3a die strahlungsdurchlässige Abdeckung 201 mit einer wärmeleitfähigen Schicht 204a. Nach dem selektiven Ätzen der wärmeleitfähigen Schicht 204a sind wie in Fig. 4b dargsetellt analog zu Fig. 3b Kavitäten 205 gebildet, um die die wärmeleitfähige Schicht als Rahmen 204 umläuft .
Anders als bei der mit Bezug auf Fig. 3d beschriebenen
Sedimentation, wird wie in Fig. 4c gezeigt eine elektrisch leitfähige Schicht 206 auf die gesamte Oberfläche, d.h. sowohl auf die frei geätzte Abdeckung 201 als auch auf den Rahmen 204 aufgebracht. Vorzugsweise ist die elektrisch leitfähige Schicht 206 eine Schicht aus Indiumzinnoxid (englisch ITO als Abkürzung für Indium Tin Oxide), aber auch jedes andere elektrisch leitfähige Material kann verwendet werden. Zur Vereinfachung des Prozesses wird die elektrisch leitfähige Schicht 206 hierbei auf alle Oberflächen entlang des gesamten Verbundes aufgebracht, es können allerdings auch Teile der Oberfläche ausgelassen werden.
Wie in Fig. 4d dargestellt, wird anschließend die
Konverterschicht 202 aufgebracht. Im Gegensatz zum ersten mit Bezug auf die Fig. 3a bis 3g beschriebenen Aufsatz 200, erfolgt in diesem zweitem Ausführungsbeispiels des
erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren das Aufbringen der Konverterschicht 202 nicht mittels Sedimentation, sondern mittels Elektrophorese, wofür die elektrisch leitfähige
Schicht 206 notwendig ist. Die Konverterschicht 202 wird hierbei auf der gesamten elektrisch leitfähigen Schicht 206 aufgebracht, somit sind im Falle einer gesamtflächig
aufgebrachten elektrisch leitfähigen Schicht 206 auch die Flächen des Rahmens 204, welche später mittels der
Verbindungselemente 210 auf das Trägerelement 101 montiert werden von der elektrisch leitfähigen Schicht 206 und der Konverterschicht 202 bedeckt.
Um eine zuverlässige Verbindung des Rahmens 204 mit dem
Trägerelement 101 zu gewährleisten wird wie in Fig. 4e gezeigt der Rahmen 204 an diesen Stellen mittels Schleifens oder anderer Prozesse zur Materialentfernung von der elektrisch leitfähigen Schicht 206 und der Konverterschicht 202 befreit. Anschließend werden an den frei geschliffenen Stellen auf den Rahmen 204 die Verbindungselemente 210 aufgebracht wie in Fig. 4f gezeigt. Falls die elektrisch leitfähige Schicht 206 nicht auf die Flächen des Rahmens 204 aufgebracht wurde, auf welche die Verbindungselemente 210 aufgesetzt werden, dann kann der Schritt des Schleifens entfallen. Die Anordnung und Art der Verbindungselemente 210 entspricht dabei den in Bezug auf Fig. 3e bis 3g gemachten Ausführungen.
In Entsprechung zu den Ausführungen zu den Fig. 3a bis 3g ist in Fig. 4f ebenfalls wieder die Trennlinie T dargestellt, entlang derer der Verbund in einzelne Aufsätze 220 vereinzelt wird. Fig. 4g zeigt schließlich die fertig gestellten zweiten Aufsätze 220 zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen
optoelektronischen Bauelement.
Bezugnehmend auf Fig. 5 wird nun das erfindungsgemäße
Herstellungsverfahren an Hand der einzelnen Prozessschritte beschrieben. Mittels des beschriebenen Verfahrens kann somit ein beschriebenes optoelektronisches Bauelement hergestellt werden. Das heißt, dass sämtliche für das optoelektronische Bauelement beschriebenen Merkmale auch für das Verfahren offenbart sind und umgekehrt.
In einem ersten Schritt Sl wird ein Trägerelement 101, 111,
121 mit einer Wärmesenke bereitgestellt. Im folgenden Schritt S2 wird zumindest ein auf dem Trägerelement 101, 111, 121 montierter und elektrisch kontaktierter Halbleiterchip 102 zur Emission elektromagnetischer Strahlung vorgesehen.
In den folgenden Schritten S3 bis S8 wird ein Aufsatz 200, 220 für das Trägerelement 101, 111, 121 vorgesehen. Das Vorsehen des Aufsatzes 200, 220 umfasst dabei insbesondere die im
Folgenden Beschrieben Teilschritte.
In einem ersten Teilschritt S3 wird eine
strahlungsdurchlässige Abdeckung 201 mit einer darauf aufgebrachten wärmeleitfähigen Schicht 204a bereitgestellt. Die Verbindung zwischen strahlungsdurchlässiger Abdeckung 201 und wärmeleitfähiger Schicht 204a erfolgt beispielsweise durch anodisches Verbonden. Beispielsweise kann die
strahlungsdurchlässige Abdeckung 201 aus Glas sein und es kann ein BF33 Wafer verwendet werden, auf welchen ein
monolithischer 6" oder 8" Siliziumwafer aufgebracht wird mittels anodischem Verbonden.
Im folgenden Teilschritt S4 wird die wärmeleitfähige Schicht 204a geätzt, so dass die Abdeckung 201 selektiv freigelegt wird, wie bereits zuvor beschrieben. Das Ätzen erfolgt insbesondere derart, dass Kavitäten 205 gebildet werden, die durch die Abdeckung 201 und einen Rahmen 204 aus
strahlungsdurchlässigem Material 204a gebildet sind.
Nachfolgend wird die Konverterschicht aufgebracht, wobei dies auf zwei Arten erfolgen kann. Das erfindungsgemäße
Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung
unterscheidet sich somit insbesondere im Aufbringen der
Konverterschicht.
Das Herstellungsverfahren gemäß des ersten
Ausführungsbeispiels ist in dem Ast mit dem Schritt S5 dargestellt. Hierbei wird die Konverterschicht 202 mittels Sedimentation aufgebracht. Das Aufbringen erfolgt vorzugsweise nur die freigeätzten Bereiche der Abdeckung 201 und der Rahmen 204 bleibt im Wesentlichen frei von der Konverterschicht 202.
Das Herstellungsverfahren gemäß des zweiten
Ausführungsbeispiels ist in dem Ast mit den Schritten S6 bis S8 dargestellt. Hier wird die Konverterschicht 202 mittels Elektrophorese aufgebracht. Hierfür wird im ersten Schritt S6 eine elektrisch leitfähige Schicht 206 auf zumindest die Abdeckung 202, vorzugsweise auf die gesamte Oberfläche, d.h. auf die Abdeckung 202 und alle Flächen des Rahmens 204 aufgebracht. Anschließende erfolgt in Schritt S7 das
Aufbringen der Konverterschicht 202 mittels Elektrophorese. Im nachfolgenden Schritt S8 werden die Flächen des Rahmens 204, welche später dem Trägerelement 101, 111, 121 zugewandt sind, von Konverterschicht 202 und elektrisch leitfähiger Schicht 206 befreit, um das Anbringen der Verbindungselemente 210 und das Anbringen auf dem Trägerelement 101, 111, 121 zu
ermöglichen. Dies kann beispielsweise mittels Schleifens erfolgen. Der Schritt S8 kann auch entfallen, falls die elektrisch leitfähige Schicht 206 und die Konverterschicht 202 nicht auf die Oberseite des Rahmens 204 aufgebracht werden.
Im nachfolgenden Teilschritt S9 wird das zumindest eine
Verbindungselement 210 auf den Rahmen 204 aufgebracht. Im letzten Teilschritt S10 wird der so hergestellte Verbund aus Aufsätzen 200, 220 dann zu einzelnen Aufsätzen 200, 220 vereinzelt .
Nach Abschluss der Teilschritte zum Vorsehen des Aufsatzes 200, 220 wird der Aufsatz 200, 220 im folgenden Schritt Sil auf dem Trägerelement 101, 111, 121 derart aufgebracht, dass der zumindest eine Halbleiterchip 102 innerhalb der Kavität 205 angeordnet ist und der Rahmen 204 um den zumindest einen Halbleiterchip 102 umläuft.
Im nächsten Schritt S12 erfolgt das thermische Verbinden des Rahmens 204 mit der Wärmesenke des Trägerelements 101, 111, 121 mittels des zumindest einen Verbindungselements 210. Das Herstellungsverfahren endet im Schritt S13 mit dem fertig gestellten optoelektronischen Bauelement 100, 110, 120 gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes optoelektronisches Bauelement 110 gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels. Zur besseren
Darstellung und der Klarheit halber ist in der Figur der umlaufende Rahmen nicht dargestellt.
Das optoelektronische Bauelement 110 gemäß des zweiten
Ausführungsbeispiels weist ein Trägerelement 111 auf, auf welchem in vorliegenden Beispiels drei Halbleiterchips 102 aufgebracht sind. Es kann aber auch eine andere Zahl und/oder Anordnung von Halbleiterchips 102 vorgesehen sein. Das
Trägerelement 111 weist an seiner Oberseite Kontaktpads 112 auf, über welche die Halbleiterchips 102 elektrisch
kontaktiert werden. Unter Kontaktpads 112 soll im vorliegenden Fall jede Art von elektrisch leitfähiger Oberfläche verstanden werden, beispielsweise Metallisierungsfläche,
Metallisierungsinseln, Leiterbahnen oder dergleichen.
Insbesondere kann die Kontaktierung mittels eines Bonddrahtes 103 erfolgen, allerdings sind auch andere Arten der
Kontaktierung möglich. Die Kontaktpads 112 sind mittels isolierender Bereiche 113 voneinander elektrisch isoliert. Da die Verbindungslemente 210 und der Rahmen 204 je nach Material elektrisch leitfähig sein können, insbesondere bei Verwendung eines Rahmens aus Silizium und Verbindungselemente aus Silber, Gold oder anderen elektrisch leitfähigen Materialien, sind in dem optoelektronischen Bauelement 110 gemäß des zweiten
Ausführungsbeispiels die Verbindungselemente 210 auf einem oder mehreren Kontaktpads 112 mit gleichem Potential
vorgesehen. Hierdurch wird ein Kurzschluss verhindert. Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes optoelektronisches Bauelement 120 gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels. Zur besseren
Darstellung und der Klarheit halber ist in der Figur wieder der umlaufende Rahmen nicht dargestellt.
Das optoelektronische Bauelement 120 gemäß des dritten
Ausführungsbeispiels weist ein Trägerelement 121 auf, auf welchem in vorliegenden Beispiels sechs Halbleiterchips 102 in einer drei mal zwei Matrix aufgebracht sind. Es kann aber auch eine andere Zahl und/oder Anordnung von Halbleiterchips 102 vorgesehen sein. Das Trägerelement 121 weist an seiner
Oberseite wiederum Kontaktpads 112 auf, über welche die
Halbleiterchips 102 elektrisch kontaktiert werden.
Insbesondere kann die Kontaktierung mittels eines Bonddrahtes 103 erfolgen, allerdings sind auch andere Arten der
Kontaktierung möglich. Die Kontaktpads 112 sind mittels isolierender Bereiche 113 voneinander elektrisch isoliert. Da die Verbindungslemente 210 und der Rahmen 204 je nach Material elektrisch leitfähig sein können, insbesondere bei Verwendung eines Rahmens aus Silizium und Verbindungselemente aus Silber, Gold oder anderen elektrisch leitfähigen Materialien, sind in dem optoelektronischen Bauelement 120 gemäß des dritten
Ausführungsbeispiels die Verbindungselemente 210 auf einem oder mehreren potentialfreien Kontaktpads 114 vorgesehen.
Hierdurch wird ein Kurzschluss verhindert.
ABSCHLIESSENDE FESTSTELLUNG
Das optoelektronische Halbleiterbauteil und das Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Halbleiterbauteils wurden zur Veranschaulichung des zugrundeliegenden Gedankens anhand einiger Ausführungsbeispiele beschrieben. Die Ausführungsbeispiele sind dabei nicht auf bestimmte Merkmalskombinationen beschränkt. Auch wenn einige Merkmale und Ausgestaltungen nur im Zusammenhang mit einem besonderen Ausführungsbeispiel oder einzelnen Ausführungsbeispielen beschrieben wurden, können sie jeweils mit anderen Merkmalen aus anderen Ausführungsbeispielen kombiniert werden. Es ist ebenso möglich, in Ausführungsbeispielen einzelne dargestellte Merkmale oder besondere Ausgestaltungen wegzulassen oder hinzuzufügen, soweit die allgemeine technische Lehre
realisiert bleibt.
Insbesondere können alle beschrieben Aufsätze mit allen beschriebenen Typen von Trägerelementen kombiniert werden und die von der vorliegenden Erfindung umfassten
optoelektronischen Bauelemente sind nicht auf die
dargestellten Kombinationen aus Aufsätzen und Trägerelementen beschränkt .
Auch wenn die Schritte des Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Halbleiterbauteils in einer bestimmten Reihenfolge beschrieben sind, so ist es selbstverständlich, dass jedes der in dieser Offenbarung beschriebenen Verfahren in jeder anderen, sinnvollen Reihenfolge durchgeführt werden kann, wobei auch Verfahrensschritte ausgelassen oder
hinzugefügt werden können, soweit nicht von dem Grundgedanken der beschriebenen technischen Lehre abgewichen wird.
BEZUGSZEICHENLISTE
100 optoelektronisches Bauelement gemäß des ersten Ausführungsbeispiels
101 Trägerelement zu 100
102 Halbleiterchip 103 Bonddraht
104 Kontaktseite
108 Strahlungsemissionsseite
110 optoelektronisches Bauelement gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels 111 Trägerelement zu 110
112 Kontaktpad
113 isolierender Bereich
114 potentialfreies Kontaktpad
120 optoelektronisches Bauelement gemäß des zweiten Ausführungsbeispiels
121 Trägerelement zu 120
200 erster Aufsatz
201 strahlungsdurchlässige Abdeckung
202 Konverterschicht
204 Rahmen
204a wärmeleitfähige Schicht
205 Kavität
206 elektrisch leitfähige Schicht
207 der Kavität 205 zugewandte Fläche des Rahmens 204 208 Abdichtmasse
210 Verbindungselement
220 zweiter Aufsatz

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Optoelektronisches Bauelement aufweisend ein Trägerelement (101, 111, 121) mit einer Wärmesenke, zumindest einen auf dem Trägerelement (101, 111, 121)
montierten und elektrisch kontaktierten Halbleiterchip (102) zur Emission elektromagnetischer Strahlung, eine dem zumindest einen Halbleiterchip (102) nachgeordnete strahlungsdurchlässige Abdeckung (201),
eine auf der strahlungsdurchlässigen Abdeckung (201)
aufgebrachte und von dem zumindest einen Halbleiterchip (102) beabstandete Konverterschicht (202),
ein um den zumindest einen Halbleiterchip (102) umlaufender Rahmen (204) aus wärmeleitfähigem Material, welcher in
unmittelbarem Kontakt zu der Konverterschicht (202) steht, und zumindest ein Verbindungselement (210) zur thermischen
Verbindung des Rahmens (204) mit der Wärmesenke.
2. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 1, wobei die Konverterschicht (202) auf der dem zumindest einen Halbleiterchip (102) zugewandten Seite der
strahlungsdurchlässigen Abdeckung (201) aufgebracht ist.
3. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 2, des weiteren aufweisend eine lichtleitende Schicht zwischen dem zumindest einen Halbleiterchip (102) und der Konverterschicht (202).
4. Optoelektronisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die strahlungsdurchlässige Abdeckung (201) ein Kunststoffmaterial , Glas und/oder keramisches Material umfasst oder aus diesem besteht, vorzugsweise ein monolithisches Glas ist .
5. Optoelektronisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der Rahmen (204) aus Silizium, Aluminium, Bornitrid, Zinkoxid und/oder Aluminiumnitrid besteht.
6. Optoelektronisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Rahmen (204) eine Randkante bildet.
7. Optoelektronisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche ,
wobei der Winkel ( ) zwischen einer dem zumindest einen
Halbleiterchip (102) zugewandten Fläche (207) des Rahmens (204) und der Haupterstreckungsrichtung der Abdeckung (201) ein spitzer Winkel ist, vorzugsweise 55° ± 2° beträgt.
8. Optoelektronisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zumindest eine Verbindungselement (210) ein
Lötkügelchen aufweist.
9. Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch
Lötkügelchen aus Gold, Silber oder Palladium is
10. Optoelektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 8 oder 9, des Weiteren aufweisend
eine elektrisch isolierende Schicht zwischen dem Rahmen (204) und dem Lötkügelchen, vorzugsweise mit einer Dicke von maximal 0,5 μιη .
11. Optoelektronisches Bauelement nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei das zumindest eine Verbindungselement (210) einen wärmeleitfähigen Klebstoff aufweist.
12. Optoelektronisches Bauelement nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei das Trägerelement (101, 111) elektrisch leitfähige
Kontaktpads (112) zur elektrischen Kontaktierung des zumindest einen Halbleiterchips (102) aufweist, und wobei das zumindest eine Verbindungselement (210) entlang von Kontaktpads (112) mit gleichem elektrischen Potential
angeordnet ist.
13. Optoelektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Trägerelement (101, 121) elektrisch leitfähige
Kontaktpads (112, 114) zur elektrischen Kontaktierung des zumindest einen Halbleiterchips (102) aufweist, und wobei das zumindest eine Verbindungselement (210) entlang von einem oder mehreren potentialfreien Kontaktpads (114)
angeordnet ist.
14. Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen
Bauelements , Bereitstellen (Sl) eines Trägerelements (101, 111, 121) mit einer Wärmesenke,
Vorsehen (S2) zumindest eines auf dem Trägerelement (101, 111, 121) montierten und elektrisch kontaktierten Halbleiterchips (102) zur Emission elektromagnetischer Strahlung,
Vorsehen (S3, S4, S5, S6, S7, S8) eines Aufsatzes (200, 220) für das Trägerelement (101, 111, 121), wobei der Schritt des Vorsehens (S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9) des Aufsatzes (200, 220) folgende Teilschritte umfasst,
- Bereitstellen (S3) einer strahlungsdurchlässigen
Abdeckung (201) mit einer darauf aufgebrachten
wärmeleitfähigen Schicht (204a) ,
- Ätzen (S4) der wärmeleitfähigen Schicht (204a) zum
selektiven Freilegen der strahlungsdurchlässigen
Abdeckung (201) derart, dass Kavitäten (205) gebildet werden, die durch die Abdeckung (201) und einen Rahmen (204) aus dem strahlungsdurchlässigen Material (204a) begrenzt sind,
- Aufbringen (S5, S6, S7, S8) einer Konverterschicht (202) zumindest auf die freigeätzten Bereiche der
strahlungsdurchlässigen Abdeckung (201),
- Aufbringen (S9) von zumindest einem Verbindungselement (210) an dem Rahmen (204), und
- Vereinzeln (S10) des Verbundes in einzelne Aufsätze (200, 220) entlang des Rahmens (204),
Aufbringen (Sil) eines Aufsatzes (200, 220) auf dem
Trägerelement (101, 111, 121) derart, dass der zumindest eine Halbleiterchip (102) innerhalb der Kavität (205) angeordnet ist und der Rahmen (204) um den zumindest einen Halbleiterchip (102) umläuft und dass die Konverterschicht (202) von dem zumindest einen Halbleiterchip (102) beabstandet ist, und Thermisches Verbinden (S12) des Rahmens (204) mit der Wärmesenke mittels der Verbindungselemente (210).
15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Schritt des Aufbringens der Konverterschicht (202) das Aufbringen (S5) der Konverterschicht (202) mittels
Sedimentation umfasst.
16. Verfahren nach Anspruch 14, wobei der Schritt des Aufbringens der Konverterschicht (202) das Aufbringen (S6) einer elektrisch leitfähigen Schicht (206) und das anschließende Aufbringen (S7) der Konverterschicht (202) mittels Elektrophorese umfasst.
PCT/EP2013/058744 2012-05-11 2013-04-26 Optoelektronisches bauelement und verfahren zum herstellen eines optoelektronischen bauelements WO2013167399A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/399,967 US9515242B2 (en) 2012-05-11 2013-04-26 Optoelectronic component and method for producing an optoelectronic component

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012207854.1 2012-05-11
DE201210207854 DE102012207854A1 (de) 2012-05-11 2012-05-11 Optoelektronisches bauelement undverfahren zum herstellen eines optoelektronischen bauelements

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013167399A1 true WO2013167399A1 (de) 2013-11-14

Family

ID=48289124

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2013/058744 WO2013167399A1 (de) 2012-05-11 2013-04-26 Optoelektronisches bauelement und verfahren zum herstellen eines optoelektronischen bauelements

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9515242B2 (de)
DE (1) DE102012207854A1 (de)
WO (1) WO2013167399A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023057312A1 (de) * 2021-10-08 2023-04-13 Ams-Osram International Gmbh Optoelektronisches konverterelement, optoelektronisches halbleiterbauelement und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen bauelements

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3028315A1 (de) * 2013-07-30 2016-06-08 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronische vorrichtung
DE102013217410A1 (de) * 2013-09-02 2015-03-19 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Modul und Verfahren zu seiner Herstellung
EP3117267B1 (de) * 2014-03-11 2018-05-02 Osram Sylvania Inc. Lichtwandleranordnungen mit erhöhter wärmeableitung
DE102015101330A1 (de) 2015-01-29 2016-08-04 Osram Opto Semiconductors Gmbh Vorrichtung zur Konversion der Wellenlänge einer elektromagnetischen Strahlung
DE102015109788A1 (de) * 2015-06-18 2016-12-22 Osram Opto Semiconductors Gmbh Anordnung
JP2017050080A (ja) * 2015-08-31 2017-03-09 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 Ｌｅｄモジュール及びそれを備えた照明器具
CN110931622A (zh) * 2016-03-14 2020-03-27 光宝光电(常州)有限公司 发光二极管封装结构
TWI686966B (zh) * 2016-06-06 2020-03-01 行政院原子能委員會核能研究所 紫外線發光二極體元件之封裝結構
JP7333781B2 (ja) * 2018-02-20 2023-08-25 ルミレッズ ホールディング ベーフェー 閉じ込め式光変換器を含む光変換装置
US11398399B2 (en) * 2019-03-08 2022-07-26 X Display Company Technology Limited Components with backside adhesive layers
JP7470571B2 (ja) 2020-05-28 2024-04-18 スタンレー電気株式会社 発光装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030098651A1 (en) * 2001-11-29 2003-05-29 Ming-Der Lin Light-emitting device with improved reliability
EP1804304A2 (de) * 2005-12-28 2007-07-04 Shinko Electric Industries Co., Ltd. Lichtemissionsvorrichtung und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102006005299A1 (de) * 2006-02-06 2007-08-09 Osram Opto Semiconductors Gmbh Gehäuse für ein Lumineszenzdioden-Bauelement und Lumineszenzdioden-Bauelement
US20100025656A1 (en) * 2008-08-04 2010-02-04 Soraa, Inc. White light devices using non-polar or semipolar gallium containing materials and phosphors
US20100133556A1 (en) * 2009-06-18 2010-06-03 Bridgelux, Inc. Led array package covered with a highly thermal conductive plate
US20110175114A1 (en) * 2010-01-15 2011-07-21 Pei-Ling Liao Film-covered led device
US20120001214A1 (en) * 2010-06-30 2012-01-05 Nitto Denko Corporation Phosphor ceramic and light-emitting device
WO2012053386A1 (ja) * 2010-10-21 2012-04-26 シーシーエス株式会社 発光装置の製造方法及び発光装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006026481A1 (de) * 2006-06-07 2007-12-13 Siemens Ag Verfahren zum Anordnen einer Pulverschicht auf einem Substrat sowie Schichtaufbau mit mindestens einer Pulverschicht auf einem Substrat
JP5327601B2 (ja) * 2008-12-12 2013-10-30 東芝ライテック株式会社 発光モジュールおよび照明装置
US8399267B2 (en) * 2009-12-26 2013-03-19 Achrolux Inc Methods for packaging light emitting devices and related microelectronic devices
JP2012053386A (ja) * 2010-09-03 2012-03-15 Ricoh Co Ltd 現像装置及び画像形成装置
US8461752B2 (en) * 2011-03-18 2013-06-11 Abl Ip Holding Llc White light lamp using semiconductor light emitter(s) and remotely deployed phosphor(s)

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030098651A1 (en) * 2001-11-29 2003-05-29 Ming-Der Lin Light-emitting device with improved reliability
EP1804304A2 (de) * 2005-12-28 2007-07-04 Shinko Electric Industries Co., Ltd. Lichtemissionsvorrichtung und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102006005299A1 (de) * 2006-02-06 2007-08-09 Osram Opto Semiconductors Gmbh Gehäuse für ein Lumineszenzdioden-Bauelement und Lumineszenzdioden-Bauelement
US20100025656A1 (en) * 2008-08-04 2010-02-04 Soraa, Inc. White light devices using non-polar or semipolar gallium containing materials and phosphors
US20100133556A1 (en) * 2009-06-18 2010-06-03 Bridgelux, Inc. Led array package covered with a highly thermal conductive plate
US20110175114A1 (en) * 2010-01-15 2011-07-21 Pei-Ling Liao Film-covered led device
US20120001214A1 (en) * 2010-06-30 2012-01-05 Nitto Denko Corporation Phosphor ceramic and light-emitting device
WO2012053386A1 (ja) * 2010-10-21 2012-04-26 シーシーエス株式会社 発光装置の製造方法及び発光装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023057312A1 (de) * 2021-10-08 2023-04-13 Ams-Osram International Gmbh Optoelektronisches konverterelement, optoelektronisches halbleiterbauelement und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen bauelements

Also Published As

Publication number Publication date
US20150115304A1 (en) 2015-04-30
US9515242B2 (en) 2016-12-06
DE102012207854A1 (de) 2013-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2013167399A1 (de) Optoelektronisches bauelement und verfahren zum herstellen eines optoelektronischen bauelements
EP1914814B9 (de) Beleuchtungseinrichtung mit optoelektronischem Bauelement mit drahtloser Kontaktierung
DE102005030128B4 (de) Lichtemittierende Vorrichtung und Beleuchtungsvorrichtung
EP2002176B1 (de) Optoelektronischer frontscheinwerfer
EP1771891B1 (de) Lichtemittierendes bauelement und leuchtmodul
EP2281315B1 (de) Halbleiteranordnung
DE102013207308B4 (de) Verfahren zum Herstellen einer optoelektronischen Baugruppe und optoelektronische Baugruppe
DE102012002605B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauteils und optoelektronisches Halbleiterbauteil
EP2583319B1 (de) Optoelektronisches bauteil
DE102015114849A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Leuchtdiodenfilamenten und Leuchtdiodenfilament
DE102010055265A1 (de) Optoelektronisches Halbleiterbauteil
DE112005003083T5 (de) Befestigungssubstrate für lichtemittierende Halbleitervorrichtungen und Verpackungen mit Kavitäten und Abdeckplatten und Verfahren zum Verpacken derselben
WO2012160107A2 (de) Optisches element, optoelektronisches bauelement und verfahren zur herstellung dieser
DE102016109308B4 (de) Strahlungsemittierendes bauelement
EP2856523A1 (de) Optoelektronisches modul und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen moduls
DE102008019902A1 (de) Optoelektronisches Bauelement und Herstellungsverfahren für ein optoelektronisches Bauelement
WO2009132618A1 (de) Oberflächenmontierbares leuchtdioden-modul und verfahren zur herstellung eines oberflächenmontierbaren leuchtdioden-moduls
DE102007017113A1 (de) Halbleiterbauelement mit einer optisch aktiven Schicht, Anordnung mit einer Vielzahl von optisch aktiven Schichten und Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements
WO2014048830A1 (de) Optoelektronisches bauelement
DE102013103416A1 (de) Elektromagnetische Strahlung emittierende Baugruppe und Verfahren zum Herstellen einer elektromagnetische Strahlung emittierenden Baugruppe
WO2013110540A1 (de) Leuchte und verfahren zur herstellung einer leuchte
EP2486604B1 (de) Kontaktierung eines optoelektronischen halbleiterbauteils durch konversionselement
WO2017121815A1 (de) Verfahren zum herstellen einer optoelektronischen leuchtvorrichtung und optoelektronische leuchtvorrichtung
DE102014105734A1 (de) Optoelektronisches Halbleiterbauteil und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauteils
DE102017102619B4 (de) LED-Einheit und LED-Modul

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13720337

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14399967

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13720337

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1