WO2014049033A1 - Optoelektronische baugruppe und verfahren zum betreiben einer optoelektronischen baugruppe - Google Patents

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WO2014049033A1
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photosensitive
electromagnetic radiation
radiation
optoelectronic assembly
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PCT/EP2013/070034
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Luca HAIBERGER
Yanqi Wang
Markus Wicke
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to an optoelectronic assembly and a method for operating an optoelectronic
  • Electromagnetic radiation emitting devices such as LEDs or OLEDs or lasers, depending on their design generate electromagnetic radiation
  • Components are selected whose light intensity and / or wavelength range, for example, the color, is suitable for the corresponding field of application.
  • the electromagnetic radiation emitting devices may age, resulting in, for example, a decrease in efficiency and / or the
  • the electromagnetic radiation emitting components can be temperature sensitive be such that, for example, an increase in temperature, a decrease in the efficiency and / or the light intensity or
  • Light intensity, and thus the perceived brightness can cause and / or a shift of
  • control circuit may for example comprise a photosensor, which detects the electromagnetic radiation.
  • a photosensor which detects the electromagnetic radiation.
  • Energy supply such as a voltage and / or
  • control circuits are relatively expensive and expensive to manufacture.
  • optoelectronic assembly which makes it possible to provide electromagnetic radiation which is subject to no or at least only slight changes over a long period of operation of the optoelectronic assembly and / or over a wide temperature range, and / or is formed easily and / or cost.
  • a method for operating an optoelectronic assembly is provided, which allows the optoelectronic assembly over a long period of operation and / or at different To operate temperatures in a cost effective manner such that the electromagnetic radiation is subject to no or at least only slight changes.
  • a method for operating an optoelectronic assembly is provided, which allows the optoelectronic assembly over a long period of operation and / or at different To operate temperatures in a cost effective manner such that the electromagnetic radiation is subject to no or at least only slight changes.
  • Optoelectronic assembly provided, the at least one first device for emitting first
  • the Component has.
  • the first photosensitive component is electrically connected in parallel with the first component.
  • the first photosensitive device has a first radiation-sensitive region, which in a
  • An electrical resistance of the first photosensitive device depends on the first
  • the first photosensitive device may also be referred to as a first photoresistor.
  • the first photosensitive component When the optoelectronic assembly is put into operation, the first photosensitive component is initially not irradiated and thus has a very high electrical resistance. This results in that an electrical current, for example a total current flowing through the optoelectronic assembly, flows essentially as a useful current across the first component, which flows into the first component
  • the reduction in the electrical resistance of the first photosensitive device causes a portion of the total current flowing through the opto-electronic assembly to flow as a reservoir current across the first
  • Photosensitive device flows, so that less useful current flows through the first device. This change behavior may settle after a short period of time, for example after a few milliseconds, so that a constant useful current across the first component and a constant one
  • Component causes the electromagnetic radiation has a substantially constant beam intensity and / or is in a constant wavelength range.
  • the first component can age in such a way and / or the first component can become one
  • Temperature change subject such that it generates electromagnetic radiation with a lower light intensity and / or light intensity or in a shifted wavelength range at a constant useful current. This can cause the electrical resistance of the first
  • Photosensitive device increases, which in turn causes a greater part of the total current flows as a useful current across the first device.
  • the increased useful current via the first component in turn causes an increase in the
  • the first photosensitive device connected in parallel with the first device effects a
  • the first photosensitive component connected in parallel with the first component constitutes an automatic regulation of the first component and / or an internal automatic regulation of the electronic assembly.
  • the first photosensitive component can be produced simply and inexpensively and can be manufactured in the
  • Optoelectronic assembly with the first component can be easily coupled.
  • electromagnetic radiation without or with at least only a small change in the electromagnetic radiation over a particularly long service life and / or temperature changes.
  • Electromagnetic radiation for example, an electromagnetic radiation emitting
  • the first photosensitive component may be any semiconductor device, for example, an LED or an OLED.
  • the first photosensitive component may be any semiconductor device, for example, an LED or an OLED.
  • the photosensitive device may, for example, a cadmium sulfide or cadmium selenide layer on a substrate, for example a
  • Optoelectronic assembly at least a second component for emitting second electromagnetic radiation.
  • Photosensitive device is not arranged in a beam path of the second electromagnetic radiation.
  • the first radiation-sensitive region of the first photosensitive component is outside the
  • the second component and the first photosensitive component are arranged such that the second electromagnetic radiation is the first
  • the second component may, for example, the second
  • Wavelength range generate as the first component, the first electromagnetic radiation.
  • the first component can generate light of a different color than the second component.
  • Components may be arranged together in an optoelectronic assembly, so that mix the first and the second electromagnetic radiation to produce selectively by means of a color mixing electromagnetic radiation having a predetermined color.
  • Components for emitting electromagnetic radiation in different wavelength ranges can accordingly age at different rates and / or react differently to temperature changes. For example, that can first component aging relatively quickly and / or react relatively strongly to temperature changes and the second component, for example, age relatively slowly
  • the coupling of the first photosensitive device to the first device can then not only contribute to the first electromagnetic radiation without or with at least relatively small changes in aging and / or
  • the electromagnetic radiation generated by a mixture of the first and second electromagnetic radiation without or with at least relatively small changes in aging and / or to produce temperature changes.
  • the first and second electromagnetic radiation without or with at least relatively small changes in aging and / or to produce temperature changes.
  • Optoelectronic assembly on a second photosensitive component which is connected in parallel with the second electrical component and a second
  • radiation-sensitive area is arranged in a beam path of the second electromagnetic radiation.
  • the first photosensitive device is for controlling the first device
  • the second photosensitive device is for controlling the second device.
  • Photosensitive component may be formed, for example as a second photoresistor and / or as a second
  • Photoresistor be designated.
  • the two components may be different in their behavior in aging and / or temperature change and the first and second, respectively
  • Photosensitive components can be adapted accordingly to this different behavior.
  • the first device may age relatively quickly and / or react relatively strongly to temperature change
  • the second device may age relatively slowly and / or react relatively little to temperature change
  • the photosensitive devices may be selected, for example, such that the first reservoir current for the first device and the second reservoir current for the second device is adapted to the respective change of the device.
  • the photosensitive devices may be selected, for example, such that the first reservoir current for the first device and the second reservoir current for the second device is adapted to the respective change of the device.
  • Optoelectronic assembly at least the second device for emitting second electromagnetic radiation and the second photosensitive device.
  • Photosensitive device is electrically connected in parallel with the second component and has a second radiation-sensitive area, which in a
  • the first photosensitive device may be connected to the second device
  • the second photosensitive component to the first component for example, be arranged such that the second electromagnetic radiation to the first
  • Radiation hits the second radiation-sensitive region of the second photosensitive component.
  • photosensitive components may, for example, be chosen so that the first photosensitive component in Essentially reacts only to the first electromagnetic radiation and the second photosensitive device in the
  • Wavelength range has as the second
  • Wavelength range of the first electromagnetic radiation is sensitive and the second photosensitive component substantially in the wavelength range of the second
  • electromagnetic radiation is sensitive.
  • the first one is
  • corresponding beam path of the second electromagnetic radiation is a first beam filter between the second component and the first photosensitive component
  • the first photosensitive component can be achieved for example by suitable choice of the material of the first photosensitive component. This may contribute to the second electromagnetic radiation having no or only a negligible influence on the first photosensitive component.
  • Beam filter may be, for example, a wavelength-selective filter that does not read at least the second electromagnetic radiation and the first electromagnetic radiation Oberläset.
  • the second is
  • corresponding beam path of the first electromagnetic radiation is a second beam filter between the first component and the second photosensitive component
  • the second beam filter may be formed, for example, according to the first beam filter, wherein the second
  • Beam filter in contrast to the first electromagnetic radiation is not Wegläset and the second electromagnetic radiation orientalläset.
  • the first one is
  • Beam filter arranged on the first radiation-sensitive region and / or the second beam filter is disposed on the second radiation-sensitive region.
  • At least one of the beam filters may be formed by a coating on the radiation-sensitive region of the corresponding photosensitive component.
  • the radiation sensitive area may be
  • the beam filter can be over one or more, for example, over all radiation-sensitive areas of the corresponding photosensitive device extend.
  • Component be encapsulated by the jet filter material.
  • the optoelectronic assembly has a first housing, in which the first component and the first photosensitive
  • the first carrier may be a leadframe, a leadframe portion of the leadframe, or a printed circuit board.
  • the housing may be formed, for example, by means of a molding material.
  • Optoelectronic assembly can be referred to in this context, for example as an LED package.
  • the second device is on the first carrier and / or in the first case
  • both components are arranged on a carrier, namely the first carrier, and / or in a housing, namely the first housing. This can contribute to the optoelectronic assembly with two
  • the second is
  • Photosensitive device disposed on the first carrier and / or in the first housing. This contributes in a simple way to regulate the second component in the first housing and / or on the first carrier.
  • the photosensitive device disposed on the first carrier and / or in the first housing. This contributes in a simple way to regulate the second component in the first housing and / or on the first carrier.
  • the optoelectronic assembly has a second housing in which the second component and the second photosensitive component are arranged. This can for example contribute to preventing the second electromagnetic radiation from the first photosensitive component and / or the first electromagnetic radiation from the second
  • the housings are designed such that the first and / or the second housing prevent the first electromagnetic radiation from hitting the second photosensitive component and / or from the second electromagnetic radiation striking the first photosensitive component.
  • the first device and the first photosensitive device are in a single
  • Integrated semiconductor chip For example, the
  • Photosensitive device integrated in a die integrated in a die.
  • a method for operating an optoelectronic assembly is provided.
  • an electric voltage is applied to the first device for emitting the first electromagnetic radiation and the first photosensitive device associated with the first component is connected in parallel, created.
  • Photosensitive devices depend on an electrical resistance of the first device and on an electrical resistance of the first photosensitive device.
  • Nutzstrom generates the first electromagnetic radiation.
  • the electrical resistance of the first photosensitive component is reduced.
  • the electrolytic solution with a decrease in efficiency of the first device, the electrolytic
  • Resistance of the first photosensitive device increases, whereby the reservoir current is reduced and the useful current is increased. This causes a gain of the groove zstroms and thus an increased generation of the first
  • the efficiency may decrease, for example due to aging and / or a change in temperature.
  • Fig. 1 is a functional principle of a sketch
  • Fig. 2 is a functional principle of a sketch
  • Fig. 3 is a functional principle of a sketch
  • FIG. 5 is a side view of the electronic assembly of FIG. 4; FIG.
  • FIG. 6 is a plan view of an embodiment of an electronic assembly
  • FIG. 7 is a side view of the electronic assembly of FIG. 6
  • FIG. 6 is a plan view of an embodiment of an electronic assembly
  • Fig. 8 is a plan view of an embodiment of an electronic assembly
  • FIG. 9 is a side view of the electronic assembly of FIG. 8;
  • FIG. 10 is a plan view of an embodiment of an electronic assembly;
  • electromagnetic radiation emitting semiconductor device and / or as an electromagnetic
  • the radiation may, for example, be light in the visible range, UV light and / or infrared light.
  • the electromagnetic radiation may, for example, be light in the visible range, UV light and / or infrared light. In this context, the electromagnetic radiation
  • emissive component for example, as a light-emitting diode (light emitting diode, LED) as an organic light emitting diode (organic light emitting diode, OLED), as a light emitting transistor or as an organic light emitting transistor.
  • LED light-emitting diode
  • OLED organic light emitting diode
  • emitting device can be in different
  • Embodiments be part of an integrated circuit. Furthermore, a plurality of light-emitting
  • Fig. 1 shows a functional principle of a sketch
  • Embodiment of an electronic assembly 10 has at least a first
  • Component 12 the first electromagnetic radiation
  • the first component 12 may also be referred to as the first element 12 emitting electromagnetic radiation.
  • the first component 12 and the first photosensitive component 14 are electrically connected in parallel.
  • Photosensitive components 14 are arranged relative to one another such that at least a portion of the first electromagnetic radiation impinges on the first photosensitive component 14, for example on a first one
  • a first resistor 16 may be connected in series with the first photosensitive device 14 and the first device 12.
  • the electronic assembly 10 is connected to a power supply, such as a
  • Voltage and / or current source connected, for example, a first electrical contact 18 and / or a
  • the first photosensitive component 14 may, for example, be a phototransistor or a photodiode and / or comprise a semiconductor material.
  • the photosensitive device 14 may, for example, a cadmium sulfide or
  • Cadmiumselenid layer on a substrate such as a ceramic substrate have.
  • the first photosensitive member 14 may be resin-coated or embedded therein or may have a glass cover.
  • the photosensitive device may be whole or
  • An electrical resistance of the photosensitive device 14 depends on the electromagnetic radiation incident on the first radiation-sensitive region of the first
  • Photosensitive device 14 meets, for example, from the first electromagnetic radiation. With increasing light intensity or light intensity of the first electromagnetic radiation,
  • the first photosensitive component 14 may be, for example, an insulator.
  • the electronic module 10 when the electronic module 10 is switched on, a total current through the electronic module 10 is almost instantaneous
  • the first device 12 In response to the useful current, the first device 12 generates the first electromagnetic radiation.
  • the first electromagnetic radiation hits the
  • Radiation reduces the electrical resistance of the first photosensitive device 14. This causes a reservoir current through the first photosensitive member 14 and accordingly less useful current over the first
  • Device 12 flows, provided that the total current remains constant. This causes a decrease in the light intensity and / or light intensity of the first electromagnetic radiation, which in turn causes an increase in the electrical resistance of the first photosensitive component 14. These mutually opposite processes cause within a few milliseconds, for example, a constant flow of current across the first device 12 and a constant current flow over the first photosensitive
  • the first device 12 may age and / or the temperature of the first device 12 may increase, for example
  • Light intensity of the first electromagnetic radiation causes.
  • the reduced light intensity or light intensity of the first electromagnetic radiation causes an increase in the electrical resistance of the first photoelement 14, which in turn causes an amplification of the useful current.
  • Fig. 2 shows a functional principle of a sketch
  • Embodiment of an electronic module 10 can largely correspond to the above-explained electronic module 10.
  • the electronic assembly 10 may include a second device 22 that generates second electromagnetic radiation.
  • the second component 22 may be a component emitting electromagnetic radiation.
  • the second component 22 may, for example, be connected in series with a second electrical resistance 26.
  • the second component 22 may, for example, be designed essentially in accordance with the first component 12.
  • one wavelength range of the second Electromagnetic radiation correspond to a wavelength range of the first electromagnetic radiation.
  • the wavelength range of the second electromagnetic radiation may deviate from the wavelength range of the first electromagnetic radiation.
  • the first device 12 may generate red light and the second device 22 may generate green, blue, or white light.
  • the first and the second electromagnetic radiation may be superposed with a predetermined color to produce light.
  • the second component 22 may age more slowly and / or react less to a temperature change than the first component 12. With increasing operating time and thus increasing aging and / or in the case of
  • Photosensitive device 14 due to the change in light intensity and / or light intensity and / or the
  • Photosensitive device 14 prevents or reduces the change in light intensity and / or
  • the first and second components 12, 22 may be in the same housing or in different housings
  • the first photosensitive component 14 may, for example, be designed so that it only for the first electromagnetic radiation and not for the first second electromagnetic radiation is sensitive. Alternatively or additionally, for example, a first beam filter in the beam path between the first photosensitive
  • Component 14 and the second component 22 may be arranged.
  • the first beam filter can, for example, in a deposition in the
  • the jet filter material of the jet filter may, for example, one or more
  • Layers for example, alternating layers, 1O 2 and / or S1O 2 have.
  • the housing or the housing may be formed so that the second
  • electromagnetic radiation is not on the
  • Components are designed and / or arranged with or without corresponding photosensitive components.
  • the electronic assembly 10 may be an RGB light source, such as an RGB LED.
  • the RGB light source can be one, two or three photosensitive
  • the first photosensitive material for example, the first photosensitive material
  • Component 14 which are associated with the corresponding light-emitting components, for example, the first and the second component 12, 22, and by a light intensity and / or a color location of the light generated by the RGB light source over a long period of operation and / or remain largely constant with temperature fluctuations or change at least only slightly.
  • a red light emitting device may be operated at 15 mA
  • a blue light emitting device may be operated at 15 mA
  • / or a green light emitting device may be operated at 20 mA.
  • Components that emit in the blue or in the green are Components that emit in the blue or in the green.
  • an indium-gallium-aluminum-phosphite-based semiconductor substrate has a relatively high temperature dependence.
  • Fig. 3 shows a functional principle of a sketch
  • Embodiment of an electronic assembly 10 for example, largely one of the above
  • the electronic assembly 10 may include a second photosensitive device 24 that is electrically parallel to the second device 22. Basically, the operation of the second photosensitive component 24 in conjunction with the second component 22 of the operation of the first
  • Photosensitive device 14 in conjunction with the first device 12 correspond.
  • the second photosensitive component 24 may be adapted to the second electromagnetic radiation.
  • the second photosensitive component may be designed so that it is only for the second electromagnetic radiation and not for the first electromagnetic
  • Radiation is sensitive.
  • a second beam filter may be arranged, which is the first electromagnetic radiation blocks off and the second
  • Electromagnetic radiation through For example, the second beam filter on the second
  • the radiation-sensitive region of the second photosensitive component 24 may be arranged.
  • the second photosensitive device 24 may be connected to the
  • the second beam filter may be formed as a filter layer on the second photosensitive device 24.
  • the second photosensitive component 24 can be adapted accordingly, for example.
  • the first component 12 age relatively quickly and / or relatively strong
  • Temperature change react and the second component 22 may age relatively slowly and / or relatively little
  • Components 14, 24 may for example be selected so that the first reservoir current for the first component 12 and the second reservoir current for the second component 22 is adapted to the respective change of the corresponding component 12, 22.
  • the first component 12 and the first photosensitive component 14, as well as the second component 22 and the second photosensitive component 24 may be arranged, for example, in a common housing or in two separate housings. Furthermore, the
  • FIG. 4 shows a plan view of an exemplary embodiment of an electronic assembly 10, for example
  • the electronic assembly 10 has a first housing 30, which may have, for example, a first carrier 32.
  • the first housing 30 may, for example, comprise or be formed from a molding material.
  • the first housing 30 epoxy, silicone and / or a hybrid
  • the first carrier 32 may, for example, as a substrate
  • the first carrier 32 may include an insulator, a semiconductor substrate including, for example, germanium, silicon, and / or sapphire
  • Ceramic substrate for example a
  • Leadframe such as a QFN (Quad Fiat No leads) leadframe, and / or a printed circuit board.
  • the lead frame can for example comprise or be formed from an electrically conductive material.
  • the electrically conductive material comprises, for example, a metal,
  • copper for example copper, for example CuW or CuMo,
  • the printed circuit board can be, for example, an FR1, FR2, FR3, FR4, FR5, CEM1, CEM2, CEM3, CEM4 or CEM5 printed circuit board, for example a plated-through FR-4 printed circuit board.
  • a thickness of the first housing 30 may
  • the first carrier 32 may be, for example, 100 pm to 500 pm, for example 150 pm to 300 pm.
  • the first carrier 32 for example, a first
  • Contact region 34 is formed, which may for example be formed as a layer on the first support 32 and / or may for example comprise an electrically conductive material or may be formed therefrom. Electrically isolated from the first contact region 34, a second contact region 36 may be formed on the carrier 32, which, for example, may basically be formed according to the first contact region 34. On the second contact region 36, a first electromagnetic radiation emitting device, for example, the first explained above
  • Component 12 be arranged.
  • Photosensitive device 14 be arranged. The first
  • Component 12 may, for example, via a first contact pad 42 and a first bonding wire 38 with the first
  • the first photosensitive component 14 may, for example, be electrically coupled to the first contact region 34 via a second contact pad 44 and a second bonding wire 40.
  • a second electrical contact of the first component 12 may, for example, be arranged on the underside, which is not shown in FIG. 4, of the first component 12 and / or be in physical contact with the second contact region 36.
  • the first contact region 34 may
  • first electrical contact 18 and / or the second contact region 36 may be electrically coupled, for example, to the ground contact 20.
  • Component 14 can be applied, for example, in a layered construction on the carrier 32.
  • the first photosensitive component 14 may be fixed and / or electrically contacted on the second contact region 36, for example by means of an adhesive, for example a solder or an adhesive.
  • the first component 12 may, for example, by means of an adhesive,
  • solder for example, a solder or an adhesive fixed on the second contact region 36 and / or electrically
  • the first electromagnetic radiation can go directly to the first photosensitive component 14.
  • the first photosensitive component 14 can be contacted.
  • the first electromagnetic radiation can go directly to the first photosensitive component 14.
  • the first photosensitive component 14 can be contacted.
  • FIG. 5 shows a side view of the electronic assembly 10 according to FIG. 4.
  • the first housing 30 is not shown for the sake of representability.
  • Fig. 6 shows a plan view of an electronic assembly 10, for example, largely one of the in
  • the electronic assembly 10 has a chip, for example a semiconductor chip, which has, for example, the first component 12 and the first photosensitive component 14.
  • the first component 12 has, for example, a carrier layer 39 and a
  • the carrier layer 39 may, for example, comprise a substrate.
  • the carrier layer 39 may be formed, for example, electrically conductive.
  • the first photosensitive component 14 can be arranged, for example, on the first component 12.
  • a first electrical contact of the first component 12 and a first electrical contact of the first photosensitive component 14 may be electrically coupled, for example, by means of the first contact pad 42.
  • the first contact pad 42 may, for example, be electrically coupled to the first contact region 34 by means of the first bonding wire 38.
  • a second electrical contact of the first component 12 may, for example, at a in Fig. 6, not shown
  • Bottom of the first device 12 may be arranged and physically coupled to the second contact region 36.
  • a second electrical contact of the first photosensitive component 14 may, for example, with the electrically conductive support layer 39 of the first
  • Component 12 to be physically connected and above
  • FIG. 7 shows a side view of the electronic assembly 10 according to FIG. 6.
  • the first housing 30 is made
  • FIG. 8 shows a plan view of an electronic assembly 10, for example, largely one of the in
  • the electronic assembly 10 has a chip, for example a semiconductor chip, which has, for example, the first component 12 and the first photosensitive component 14.
  • the first component 12 has, for example, the carrier layer 39 and the
  • the carrier layer 39 may, for example, comprise the substrate.
  • the carrier layer 39 may be formed, for example, electrically insulating.
  • the first photosensitive component 14 can be arranged, for example, on the first component 12.
  • the first electrical contact of the first device 12 may
  • first contact pad 42 and the first bonding wire 38 may, for example, be electrically coupled by means of the first contact pad 42 and the first bonding wire 38 with the first contact region 34.
  • the first electrical contact of the first photosensitive component 14 may, for example, be electrically coupled to the first contact region 34 by means of the second contact pad 44 and the second bonding wire 40.
  • the second electrical contact of the first photosensitive component 14 may, for example, be electrically coupled to the first contact region 34 by means of the second contact pad 44 and the second bonding wire 40.
  • Photosensitive device 14 may be electrically coupled to the second contact region 36, for example, by means of a third contact pad 50 and a third bonding wire 54.
  • the second electrical contact of the first component 12 may, for example, be connected to the second contact region 36 by means of a fourth contact pad 52 and a fourth bonding wire 48 be electrically coupled.
  • the first device 12 and the first photosensitive device 14 are electrically connected in parallel.
  • FIG. 9 shows a side view of the electronic assembly 10 according to FIG. 8. In FIG. 9, the first housing 30 is made
  • Fig. 10 shows a plan view of an electronic
  • FIG. 11 shows a side view of the electronic assembly 10 according to FIG.
  • Photosensitive component 14 may be integrated in the first component 12 and / or in the carrier layer 39.
  • the first photosensitive component 14 may be integrated in the first component 12 and / or in the carrier layer 39.
  • Carrier layer 39 may be integrated in a chip.
  • FIG. 12 shows a flow diagram of an embodiment of a method for operating an electronic system
  • a voltage is applied to the electronic module 10, for example, the voltage between the first electrical contact 18 and the ground terminal 20 is applied.
  • a step S4 becomes electromagnetic radiation
  • a constant useful current can be set via the first or second component 12, 22.
  • the useful current may have a value in a range of about 1 mA to about 10 A, for example in a range of about 10 mA to about 1 A, for example in a range of about 100 mA to about 500 mA.
  • a constant reservoir current may be established across the first and second photosensitive devices 14, 24, respectively, the reservoir current having a value in a range of about 0.1 mA to about 5 mA, for example, in a range of about 0.5 mA to about 1.5 mA, for example about 1 mA.
  • the radiant intensity of the first and / or second electromagnetic radiation may decrease and / or the wavelength range of the
  • Photosensitive device 14, 24 The increase in the electrical resistance of the first and / or second
  • Photosensitive device 14, 24 causes a
  • Nutzstroms whereby the reduction of the efficiency of the first and second device 12, 22 is fully or at least partially compensated. For example, 30% to 70%,
  • Embodiments limited. For example, the embodiments may be combined.
  • FIGS. 1 to 3 can be transferred to the electronic assemblies according to FIGS. 4 to 9.
  • FIGS. 4 to 9 can be transferred to the electronic assemblies according to FIGS. 4 to 9.

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Abstract

In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird eine optoelektronische Baugruppe (10) bereitgestellt. Die optoelektronische Baugruppe (10) weist mindestens ein erstes Bauelement (12) zum Emittieren erster elektromagnetischer Strahlung und mindestens ein erstes fotoempfindliches Bauelement (14) zum Regeln des ersten Bauelements (12) auf. Das erste fotoempfindliche Bauelement (14) ist mit dem ersten Bauelement (12) elektrisch parallel geschaltet und weist einen ersten strahlungsempfindlichen Bereich auf, der in einem Strahlengang der ersten elektromagnetischen Strahlung angeordnet ist.

Description

Besehreibung
Optoelektronische Baugruppe und Verfahren zum Betreiben einer optoelektronischen Baugruppe
Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Baugruppe und ein Verfahren zum Betreiben einer optoelektronischen
Baugruppe Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 10 2012 109 216.8, deren
Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelemente, wie beispielsweise LEDs oder OLEDS oder Laser, erzeugen abhängig von ihrer Bauart elektromagnetische Strahlung mit
unterschiedlicher Strahlstärke und/oder in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen, beispielsweise Licht unterschiedlicher Farbe. Somit können für unterschiedliche Anwendungen
bestimmte elektromagnetische Strahlung emittierende
Bauelemente ausgewählt werden, deren Lichtstärke und/oder Wellenlängenbereich, beispielsweise die Farbe, für den entsprechenden Anwendungsbereich geeignet ist. Mit zunehmender Betriebsdauer können die elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelemente jedoch altern, was beispielsweise eine Abnahme der Effizienz und/oder der
Lichtstärke, und damit der wahrgenommenen Helligkeit, bewirken kann und/oder was eine Verschiebung des
Wellenlängenbereichs der erzeugten elektromagnetischen
Strahlung, und damit der wahrgenommenen Farbe bewirken kann.
Alternativ oder zusätzlich können die elektromagnetische Strahlung emittierenden Bauelemente temperaturempfindlich sein, so dass beispielsweise eine Temperaturzunähme eine Abnahme der Effizienz und/oder der Lichtstärke bzw.
LichtIntensität , und damit der wahrgenommenen Helligkeit, bewirken kann und/oder eine Verschiebung des
Wellenlängenbereichs der erzeugten elektromagnetischen
Strahlung, und damit der wahrgenommenen Farbe, bewirken kann.
Diese Veränderungen der elektromagnetischen Strahlung können beispielsweise kompensiert werden, indem die entsprechenden Bauelemente, die die elektromagnetische Strahlung erzeugen, mittels eines Regelkreises betrieben werden. Ein derartiger Regelkreis kann beispielsweise einen Fotosensor aufweisen, der die elektromagnetische Strahlung erfasst. Abhängig von der erfassten elektromagnetischen Strahlung kann eine
Energiezufuhr, beispielsweise eine Spannungs- und/oder
Stromzufuhr, in das entsprechende Bauelement derart
eingestellt werden, dass die Alterungs- oder
temperaturbedingten Änderungen ganz oder teilweise
kompensiert werden. Derartige Regelkreise sind jedoch relativ kostspielig und aufwendig in der Herstellung.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird eine
optoelektronische Baugruppe bereitgestellt, die ermöglicht, elektromagnetische Strahlung bereitzustellen, die über eine lange Betriebsdauer der optoelektronischen Baugruppe und/oder über einen großen Temperaturbereich hinweg keinen oder zumindest nur geringen Veränderungen unterliegt, und/oder die einfach und/oder kostengünstig ausgebildet ist. In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Verfahren zum Betreiben einer optoelektronischen Baugruppe bereitgestellt, das ermöglicht, die optoelektronische Baugruppe über eine lange Betriebsdauer und/oder bei unterschiedlichen Temperaturen auf kostengünstige Weise derart zu betreiben, dass die elektromagnetische Strahlung keinen oder zumindest lediglich geringen Veränderungen unterliegt. In verschiedenen Ausführungsformen wird eine
optoelektronische Baugruppe bereitgestellt, die mindestens ein erstes Bauelement zum Emittieren erster
elektromagnetischer Strahlung und ein erstes
fotoempfindliches Bauelement zum Regeln des ersten
Bauelements aufweist. Das erste fotoempfindliche Bauelement ist mit dem ersten Bauelement elektrisch parallel geschaltet. Das erste fotoempfindliche Bauelement weist einen ersten strahlungsempfindlichen Bereich auf, der in einem
Strahlengang der ersten elektromagnetischen Strahlung
angeordnet ist.
Ein elektrischer Widerstand des ersten fotoempfindlichen Bauelements hängt von der auf den ersten
strahlungsempfindlichen Bereich einfallenden
elektromagnetischen Strahlung ab. Das erste fotoempfindliche Bauelement kann auch als erster Fotowiderstand bezeichnet werden. Wird die optoelektronische Baugruppe in Betrieb genommen, so wird das erste fotoempfindliche Bauelement zunächst nicht bestrahlt und weist somit einen sehr hohen elektrischen Widerstand auf. Dies führt dazu, dass ein elektrischer Strom, beispielsweise ein Gesamtstrom, der durch die optoelektronische Baugruppe fließt, im Wesentlichen als Nutzstrom über das erste Bauelement fließt, welches in
Reaktion auf den Nutzstrom die erste elektromagnetische
Strahlung emittiert. Zumindest ein Anteil der ersten
elektromagnetischen Strahlung trifft auf den ersten
strahlungsempfindlichen Bereich des ersten fotoempfindlichen Bauelements, was eine Verringerung des elektrischen Widerstandes des ersten fotoempfindlichen Bauelements bewirkt. Die Verringerung des elektrischen Widerstandes des ersten fotoempfindlichen Bauelements bewirkt, dass ein Teil des Gesamtstroms der durch die optoelektronische Baugruppe fließt, nun als Reservoirstrom über das erste
fotoempfindliche Bauelement fließt, so dass weniger Nutzstrom über das erste Bauelement fließt. Dieses Wechselverhalten kann es sich nach einer kurzen Zeitdauer, beispielsweise nach wenigen Millisekunden, einpendeln, so dass ein konstanter Nutzstrom über das erste Bauelement und ein konstanter
Reservoirstrom über das erste fotoempfindliche Bauelement fließt, vorausgesetzt, dass der Gesamtstrom im Wesentlichen konstant ist. Der konstante Nutzstrom über das erste
Bauelement bewirkt, dass die elektromagnetische Strahlung eine im Wesentlichen konstante Strahlstärke hat und/oder in einem konstant bleibenden Wellenlängenbereich liegt.
Nach einer langen Betriebsdauer kann das erste Bauelement derart altern und/oder das erste Bauelement kann einer
Temperaturveränderung derart unterliegen, dass es bei gleichbleibendem Nutzstrom elektromagnetische Strahlung mit einer geringeren LichtIntensität und/oder Lichtstärke oder in einem verschobenen Wellenlängenbereich erzeugt. Dies kann bewirken, dass der elektrische Widerstand des ersten
fotoempfindlichen Bauelements zunimmt, was wiederum bewirkt, dass ein größerer Teil des Gesamtstroms als Nutzstrom über das erste Bauelement fließt. Der erhöhte Nutzstrom über das erste Bauelement bewirkt wiederum eine Erhöhung der
Lichtstärke und/oder LichtIntensität und/oder eine
Rückverschiebung des Farbortbereichs und damit eine
Kompensation der alterungs- bzw. temperaturbedingten
Veränderung . Somit bewirkt das mit dem ersten Bauelement parallel geschaltete erste fotoempfindliche Bauelement eine
automatische Regelung, beispielsweise eine interne
automatische Regelung, der optoelektronischen Baugruppe ohne dass dazu ein eigener Regelschaltkreis vorgesehen werden muss. In anderen Worten stellt das mit dem ersten Bauelement parallel geschaltete erste fotoempfindliche Bauelement eine automatische Regelung des ersten Bauelements und/oder eine interne automatische Regelung der elektronischen Baugruppe dar. Das erste fotoempfindliche Bauelement kann einfach und kostengünstig hergestellt werden und in der
optoelektronischen Baugruppe mit dem ersten Bauelement einfach eingekoppelt werden. Somit ermöglicht die
optoelektronische Baugruppe das Bereitstellen
elektromagnetischer Strahlung ohne oder mit zumindest lediglich einer geringen Veränderung der elektromagnetischen Strahlung über eine besonders lange Betriebsdauer und/über Temperaturänderungen hinweg.
Das erste Bauelement zum Emittieren erster
elektromagnetischer Strahlung kann beispielsweise ein elektromagnetische Strahlung emittierendes
Halbleiterbauelement, beispielsweise eine LED oder eine OLED sein. Das erste fotoempfindliche Bauelement kann
beispielsweise ein Fotowiderstand und/oder Fototransistor und/oder eine Fotodiode und/oder eine andere Arten von
Halbleiterbauteil sein. Das fotoempfindliche Bauelement kann beispielsweise eine Cadmiumsulfid- oder Cadmiumselenid- Schicht auf einem Substrat, beispielsweise einem
Keramiksubstrat, oder ein anderes Halbleitermaterial, beispielsweise Si, GaN, GaAs, etc., aufweisen. Ferner kann das fotoempfindliche Bauelement mit Kunstharz beschichtet oder darin eingebettet sein oder eine Glasabdeckung
aufweisen .
Bei verschiedenen Ausführungsformen weist die
optoelektronische Baugruppe mindestens ein zweites Bauelement zum Emittieren zweiter elektromagnetischer Strahlung auf. Der erste strahlungsempfindliche Bereich des ersten
fotoempfindlichen Bauelements ist nicht in einem Strahlengang der zweiten elektromagnetischen Strahlung angeordnet.
Beispielsweise ist der erste strahlungsempfindliche Bereich des ersten fotoempfindlichen Bauelements außerhalb des
Strahlengangs der zweiten elektromagnetischen Strahlung angeordnet. In anderen Worten sind das zweite Bauelement und das erste fotoempfindliche Bauelement so angeordnet, dass die zweite elektromagnetische Strahlung das erste
fotoempfindliche Bauelement nicht beeinflusst.
Das zweite Bauelement kann beispielsweise die zweite
elektromagnetische Strahlung in einem anderen
Wellenlängenbereich erzeugen wie das erste Bauelement die erste elektromagnetische Strahlung. Beispielsweise kann das erste Bauelement Licht einer anderen Farbe erzeugen wie das zweite Bauelement. Beispielsweise können die beiden
Bauelemente zusammen in einer optoelektronischen Baugruppe angeordnet sein, so dass sich die erste und die zweite elektromagnetische Strahlung mischen, um gezielt mittels einer Farbmischung elektromagnetische Strahlung mit einer vorgegebenen Farbe zu erzeugen.
Bauelemente zum Emittieren elektromagnetischer Strahlung in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen können entsprechend unterschiedlich schnell altern und/oder unterschiedlich auf Temperaturveränderungen reagieren. Beispielsweise kann das erste Bauelement relativ schnell altern und/oder relativ stark auf Temperaturveränderungen reagieren und das zweite Bauelement kann beispielsweise relativ langsam altern
und/oder relativ wenig auf Temperaturveränderungen reagieren. Die Kopplung des ersten fotoempfindlichen Bauelements mit dem ersten Bauelement kann dann nicht nur dazu beitragen, die erste elektromagnetische Strahlung ohne oder mit zumindest relativ geringen Veränderungen bei Alterung und/oder
Temperaturveränderungen zu erzeugen, sondern auch die
elektromagnetische Strahlung, die durch eine Mischung der ersten und zweiten elektromagnetischen Strahlung erzeugt wird, ohne oder mit zumindest relativ geringen Veränderungen bei Alterung und/oder Temperaturveränderungen zu erzeugen. Bei verschiedenen Ausführungsformen weist die
optoelektronische Baugruppe ein zweites fotoempfindliches Bauelement auf, der mit dem zweiten Bauelement elektrische parallel geschaltet ist und der einen zweiten
strahlungsempfindlichen Bereich aufweist. Der zweite
strahlungsempfindliche Bereich ist in einem Strahlengang der zweiten elektromagnetischen Strahlung angeordnet.
Beispielsweise kann das zweite Bauelement dem ersten
Bauelement entsprechend ausgebildet sein und/oder das zweite fotoempfindliche Bauelement kann dem ersten fotoempfindlichen Bauelement entsprechend ausgebildet sein. In diesem Fall dient das erste fotoempfindliche Bauelement zum Regeln des ersten Bauelements und das zweite fotoempfindliche Bauelement dient zum Regeln des zweiten Bauelements. Das zweite
fotoempfindliche Bauelement kann beispielsweise als zweiter Fotowiderstand ausgebildet sein und/oder als zweiter
Fotowiderstand bezeichnet werden. Alternativ dazu können die beiden Bauelemente bezüglich ihres Verhaltens beim Altern und/oder einer Temperaturveränderung unterschiedlich sein und das erste bzw. zweite
fotoempfindliche Bauelement können diesem unterschiedlichen Verhalten entsprechend angepasst sein. Beispielsweise kann das erste Bauelement relativ schnell altern und/oder relativ stark auf Temperaturveränderung reagieren und das zweite Bauelement kann relativ langsam altern und/oder relativ wenig auf Temperaturveränderung reagieren und die fotoempfindlichen Bauelemente können beispielsweise so gewählt werden, dass der erste Reservoirstrom für das erste Bauelement und der zweite Reservoirstrom für das zweite Bauelement auf die jeweilige Veränderung des Bauelements angepasst ist. Bei verschiedenen Ausführungsformen weist die
optoelektronische Baugruppe mindestens das zweite Bauelement zum Emittieren zweiter elektromagnetischer Strahlung und das zweite fotoempfindliche Bauelement auf. Das zweite
fotoempfindliche Bauelement ist mit dem zweiten Bauelement elektrisch parallel geschaltet und weist einen zweiten strahlungsempfindlichen Bereich auf, der in einem
Strahlengang der zweiten elektromagnetischen Strahlung angeordnet ist. Bei diesen Ausführungsformen können das erste fotoempfindliche Bauelement zu dem zweiten Bauelement
und/oder das zweite fotoempfindliche Bauelement zu dem ersten Bauelement beispielsweise derart angeordnet sein, dass die zweite elektromagnetische Strahlung auf den ersten
strahlungsempfindlichen Bereich des ersten fotoempfindlichen Bauelements trifft bzw. die erste elektromagnetische
Strahlung auf den zweiten strahlungsempfindlichen Bereich des zweiten fotoempfindlichen Bauelements trifft. Die
fotoempfindlichen Bauelemente können jedoch beispielsweise so gewählt sein, dass das erste fotoempfindliche Bauelement im Wesentlichen nur auf die erste elektromagnetische Strahlung reagiert und das zweite fotoempfindliche Bauelement im
Wesentlichen nur auf die zweite elektromagnetische Strahlung reagiert. Dies kann beispielsweise realisiert werden, indem die erste elektromagnetische Strahlung einen anderen
Wellenlängenbereich aufweist als die zweite
elektromagnetische Strahlung und indem das erste
fotoempfindliche Bauelement im Wesentlichen in dem
Wellenlängenbereich der ersten elektromagnetischen Strahlung sensitiv ist und das zweite fotoempfindliche Bauelement im Wesentlichen im Wellenlängenbereich der zweiten
elektromagnetischen Strahlung sensitiv ist.
Bei verschiedenen Ausführungsformen ist der erste
strahlungsempfindliche Bereich des ersten fotoempfindlichen Bauelements in einem Strahlengang der zweiten
elektromagnetischen Strahlung angeordnet und in dem
entsprechenden Strahlengang der zweiten elektromagnetischen Strahlung ist zwischen dem zweiten Bauelement und dem ersten fotoempfindlichen Bauelement ein erster Strahlfilter
angeordnet, der die zweite elektromagnetische Strahlung abblockt. Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise das erste fotoempfindliche Bauelement auf die erste
elektromagnetische Strahlung abgestimmt sein, was
beispielsweise durch geeignete Wahl des Materials des ersten fotoempfindlichen Bauelements erreicht werden kann. Dies kann dazu beitragen, dass die zweite elektromagnetische Strahlung keinen oder lediglich einen vernachlässigbaren Einfluss auf das erste fotoempfindliche Bauelement hat. Der erste
Strahlfilter kann beispielsweise ein Wellenlängen-selektiver Filter sein, der zumindest die zweite elektromagnetische Strahlung nicht durchläset und die erste elektromagnetische Strahlung durchläset. Bei verschiedenen Ausführungsformen ist der zweite
strahlungsempfindliche Bereich des zweiten fotoempfindlichen Bauelements in einem Strahlengang der ersten
elektromagnetischen Strahlung angeordnet. In dem
entsprechenden Strahlengang der ersten elektromagnetischen Strahlung ist zwischen dem ersten Bauelement und dem zweiten fotoempfindlichen Bauelement ein zweiter Strahlfilter
angeordnet, der die erste elektromagnetische Strahlung abblockt. Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise das zweite fotoempfindliche Bauelement auf die zweite
elektromagnetische Strahlung abgestimmt sein, was
beispielsweise durch geeignete Wahl des Materials des zweiten fotoempfindlichen Bauelements erreicht werden kann. Der zweite Strahlfilter kann beispielsweise entsprechend dem ersten Strahlfilter ausgebildet sein, wobei der zweite
Strahlfilter im Unterschied dazu die erste elektromagnetische Strahlung nicht durchläset und die zweite elektromagnetische Strahlung durchläset.
Bei verschiedenen Ausführungsformen ist der erste
Strahlfilter auf dem ersten strahlungsempfindlichen Bereich angeordnet und/oder der zweite Strahlfilter ist auf dem zweiten Strahlungsempfindlichen Bereich angeordnet.
Beispielsweise kann mindestens einer der Strahlfilter von einer Beschichtung auf dem strahlungsempfindlichen Bereich des entsprechenden fotoempfindlichen Bauelements gebildet sein. Der strahlungsempfindliche Bereich kann sich
beispielsweise über eine oder über mehrere Oberflächen des entsprechenden fotoempfindlichen Bauelements erstrecken.
Beispielsweise kann sich der Strahlfilter über eine oder mehrere, beispielsweise über alle strahlungsempfindlichen Bereiche des entsprechenden fotoempfindlichen Bauelements erstrecken. Beispielsweise kann das fotoempfindliche
Bauelement mittels des Strahlfiltermaterials verkapselt sein.
Bei verschiedenen Ausführungsformen weist die
optoelektronische Baugruppe einen ersten Träger auf, auf dem das erste Bauelement und das erste fotoempfindliche
Bauelement angeordnet sind. Alternativ oder zusätzlich weist die optoelektronische Baugruppe ein erstes Gehäuse auf, in dem das erste Bauelement und das erste fotoempfindliche
Bauelement und gegebenenfalls der erste Träger angeordnet sind. Beispielsweise kann der erste Träger ein Leiterrahmen (Leadframe) , ein Leiterrahmenabschnitt des Leiterrahmens oder eine Leiterplatte sein. Das Gehäuse kann beispielsweise mittels eines Formwerkstoffs gebildet sein. Die
optoelektronische Baugruppe kann in diesem Zusammenhang beispielsweise als LED-Package bezeichnet werden.
Bei verschiedenen Ausführungsformen ist das zweite Bauelement auf dem ersten Träger und/oder in dem ersten Gehäuse
angeordnet. In andern Worten sind beide Bauelemente auf einem Träger, nämlich dem ersten Träger, und/oder in einem Gehäuse, nämlich dem ersten Gehäuse, angeordnet. Dies kann dazu beitragen, die optoelektronischen Baugruppe mit zwei
Bauelementen zum Erzeugen der elektromagnetischen Strahlung kompakt auszubilden.
Bei verschiedenen Ausführungsformen ist das zweite
fotoempfindliche Bauelement auf dem ersten Träger und/oder in dem ersten Gehäuse angeordnet. Dies trägt auf einfache Weise dazu bei das zweite Bauelement in dem ersten Gehäuse und/oder auf dem ersten Träger zu regeln. Bei verschiedenen Ausführungsformen weist die
optoelektronische Baugruppe einen zweiten Träger auf, auf dem das zweite Bauelement und das zweite fotoempfindliche
Bauelement angeordnet sind. Alternativ oder zusätzlich weist die optoelektronische Baugruppe ein zweites Gehäuse auf, in dem das zweite Bauelement und das zweite fotoempfindliche Bauelement angeordnet sind. Dies kann beispielsweise dazu beitragen, zu verhindern, dass die zweite elektromagnetische Strahlung das erste fotoempfindliche Bauelement und/oder die erste elektromagnetische Strahlung das zweite
fotoempfindliche Bauelement beeinflussen. Beispielsweise sind die Gehäuse so ausgebildet, dass das erste und/oder das zweite Gehäuse verhindern, dass die erste elektromagnetische Strahlung auf das zweite fotoempfindliche Bauelement trifft und/oder die zweite elektromagnetische Strahlung auf das erste fotoempfindliche Bauelement trifft.
Bei verschiedenen Ausführungsformen weist die
optoelektronische Baugruppe einen Halbleiterchip auf, der das erste Bauelement und das erste fotoempfindliche Bauelement aufweist. In anderen Worten sind das erste Bauelement und das erste fotoempfindliche Bauelement in einem einzigen
Halbleiterchip integriert. Beispielsweise kann der
Halbleiterchip einen LED-Chip aufweisen, auf den das Material des fotoempfindlichen Bauelements aufgebracht ist. In anderen Worten können das erste Bauelement und das erste
fotoempfindliche Bauelement in einem Die integriert sein.
In verschiedenen Ausführungsformen wird ein Verfahren zum Betreiben einer optoelektronischen Baugruppe bereitgestellt. Bei dem Verfahren wird eine elektrische Spannung an das erste Bauelement zum Emittieren der ersten elektromagnetischen Strahlung und das erste fotoempfindliche Bauelement, das mit dem ersten Bauelement parallel geschaltet ist, angelegt. Ein durch die angelegte Spannung hervorgerufener Nutzstrom durch das erste Bauelement und ein durch die angelegte Spannung hervorgerufener Reservoirstrom durch das erste
fotoempfindliche Bauelement hängen von einem elektrischen Widerstand des ersten Bauelements und von einem elektrischen Widerstand des ersten fotoempfindlichen Bauelements ab.
Mittels des ersten Bauelements wird abhängig von dem
Nutzstrom die erste elektromagnetische Strahlung erzeugt. Abhängig von der ersten elektromagnetischen Strahlung wird der elektrische Widerstand des ersten fotoempfindlichen Bauelements verringert. Abhängig von der Verringerung des elektrischen Widerstands des ersten fotoempfindlichen
Bauelements wird der Nutzstrom verringert und der
Reservoirstrom erhöht.
Bei verschiedenen Ausführungsformen wird mit einer Abnahme einer Effizienz des ersten Bauelements der elektrisehe
Widerstand des ersten fotoempfindlichen Bauelements erhöht, wodurch der Reservoirstrom verringert wird und der Nutzstrom erhöht wird. Dies bewirkt eine Verstärkung des Nut zstroms und damit eine verstärkte Erzeugung der ersten
elektromagnetischen Strahlung. Diese Verstärkung wirkt der Abnahme der Effizienz des ersten Bauelements entgegen. Die Effizienz kann beispielsweise aufgrund von Altern und/oder einer Temperaturveränderung abnehmen.
Bei verschiedenen Ausführungsformen wird mittels des
elektrisch parallel geschalteten ersten fotoempfindlichen Bauelementes das erste Bauelement geregelt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine Funktionsprinzipskizze eines
Ausführungsbeispiels einer elektronischen
Baugruppe ;
Fig. 2 eine Funktionsprinzipskizze eines
Ausführungsbeispiels einer elektronischen
Baugruppe;
Fig. 3 eine Funktionsprinzipskizze eines
Ausführungsbeispiels einer elektronischen
Baugruppe ;
Fig. 4 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer elektronischen Baugruppe;
Fig. 5 eine Seitenansicht der elektronischen Baugruppe gemäß Fig. 4;
Fig. 6 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer elektronischen Baugruppe; Fig. 7 eine Seitenansicht der elektronischen Baugruppe gemäß Fig. 6;
Fig. 8 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer elektronischen Baugruppe;
Fig. 9 eine Seitenansicht der elektronischen Baugruppe gemäß Fig. 8; Fig. 10 Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer elektronischen Baugruppe;
Fig. 11 Seitenansicht der elektronischen Baugruppe
gemäß Fig. 10;
Fig. 12 ein Ablaufdiagram eines Ausführungsbeispiels eines
Verfahrens zum Betreiben einer elektronischen
Baugruppe .
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser
Beschreibung bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsbeispiele gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird
Richtungsterminologie wie etwa „oben", „unten", „vorne", „hinten", „vorderes", „hinteres", usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur (en) verwendet. Da
Komponenten von Ausführungsbeispielen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsbeispiele benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert . Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe "verbunden", "angeschlossen" sowie "gekoppelt" verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
Ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen ein
elektromagnetische Strahlung emittierendes Halbleiter- Bauelement sein und/oder als eine elektromagnetische
Strahlung emittierende Diode oder als eine organische
elektromagnetische Strahlung emittierende Diode ausgebildet sein. Die Strahlung kann beispielsweise Licht im sichtbaren Bereich, UV-Licht und/oder Infrarot-Licht sein. In diesem Zusammenhang kann das elektromagnetische Strahlung
emittierende Bauelement beispielsweise als Licht emittierende Diode (light emitting diode, LED) als organische Licht emittierende Diode (organic light emitting diode, OLED) , als Licht emittierender Transistor oder als organischer Licht emittierender Transistor ausgebildet sein. Das Licht
emittierende Bauelement kann in verschiedenen
Ausführungsbeispielen Teil einer integrierten Schaltung sein. Weiterhin kann eine Mehrzahl von Licht emittierenden
Bauelementen vorgesehen sein, beispielsweise untergebracht in einem gemeinsamen Gehäuse.
Fig. 1 zeigt eine Funktionsprinzipskizze eines
Ausführungsbeispiels einer elektronischen Baugruppe 10. Die elektronische Baugruppe 10 weist mindestens ein erstes
Bauelement 12, das erste elektromagnetische Strahlung
emittiert, und mindestens ein erstes fotoempfindliches Bauelement 14 auf. Das erste Bauelement 12 kann auch als erstes elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement 12 bezeichnet werden. Das erste Bauelement 12 und das erste fotoempfindliche Bauelement 14 sind elektrisch parallel geschaltet. Das erste Bauelement 12 und das erste
fotoempfindliche Bauelement 14 sind so zueinander angeordnet, dass zumindest ein Anteil der ersten elektromagnetischen Strahlung auf das erste fotoempfindliche Bauelement 14 trifft, beispielsweise auf einen ersten
strahlungsempfindlichen Bereich des ersten fotoempfindlichen Bauelements 14.
Ferner kann beispielsweise ein erster Widerstand 16 in Reihe mit dem ersten fotoempfindlichen Bauelement 14 und dem ersten Bauelement 12 geschaltet sein. Die elektronische Baugruppe 10 ist mit einer Energieversorgung, beispielsweise einer
Spannungs- und/oder Stromquelle verbunden, die beispielsweise einen ersten elektrischen Kontakt 18 und/oder einen
Massekontakt 20 aufweisen kann.
Das erste fotoempfindliche Bauelement 14 kann beispielsweise ein Fototransistor oder eine Fotodiode sein und/oder ein Halbleitermaterial aufweisen. Das fotoempfindliche Bauelement 14 kann beispielsweise eine Cadmiumsulfid- oder
Cadmiumselenid-Schicht auf einem Substrat, beispielsweise einem Keramiksubstrat, aufweisen. Ferner kann das erste fotoempfindliche Bauelement 14 mit Kunstharz beschichtet oder darin eingebettet sein oder eine Glasabdeckung aufweisen. Ferner kann das fotoempfindliche Bauelement ganz oder
teilweise mit einem Strahlfiltermaterial beschichtet sein, wie im Folgenden näher erläutert. Ein elektrischer Widerstand des fotoempfindlichen Bauelements 14 hängt von der elektromagnetischen Strahlung ab, die auf den ersten strahlungsempfindlichen Bereich des ersten
fotoempfindlichen Bauelements 14 trifft, beispielsweise von der ersten elektromagnetischen Strahlung. Mit zunehmender LichtIntensität oder Lichtstärke der ersten
elektromagnetischen Strahlung nimmt der elektrische
Widerstand des ersten fotoempfindlichen Bauelements 14 ab. Im Dunkeln kann das erste fotoempfindliche Bauelement 14 beispielsweise ein Isolator sein. Beispielsweise kann beim Einschalten der elektronischen Baugruppe 10 zunächst ein Gesamtstrom durch die elektronische Baugruppe 10 fast
ausschließlich als Nutzstrom über das erste Bauelement 12 fließen. In Reaktion auf den Nutzstrom erzeugt das erste Bauelement 12 die erste elektromagnetische Strahlung. Die erste elektromagnetische Strahlung trifft auf den
strahlungsempfindlichen Bereich des ersten fotoempfindlichen Bauelements 14. Aufgrund der ersten elektromagnetischen
Strahlung verringert sich der elektrische Widerstand des ersten fotoempfindlichen Bauelements 14. Dies bewirkt, dass ein Reservoirstrom über das erste fotoempfindliche Bauelement 14 und dementsprechend weniger Nutzstrom über das erste
Bauelement 12 fließt, vorausgesetzt, der Gesamtstrom bleibt konstant. Dies bewirkt eine Abnahme der Lichtstärke und/oder LichtIntensität der ersten elektromagnetischen Strahlung, was wiederum eine Erhöhung des elektrischen Widerstands des ersten fotoempfindlichen Bauelements 14 bewirkt. Diese einander entgegengesetzten Vorgänge bewirken, dass sich innerhalb von beispielsweise wenigen Millisekunden ein konstanter Stromfluss über das erste Bauelement 12 und ein konstanter Stromfluss über das erste fotoempfindliche
Bauelement 14 einstellen. Beispielsweise können bei einem Gesamtstrom von beispielsweise 20 mA nach dem Einpendeln der Nutzstrom beispielsweise 19 mA betragen und der
Reservoirstrom 1 mA betragen.
Mit zunehmender Betriebsdauer kann das erste Bauelement 12 beispielsweise altern und/oder die Temperatur des ersten Bauelements 12 kann beispielsweise zunehmen, was bei
konstantem Nutzstrom eine geringere Lichtstärke bzw.
LichtIntensität der ersten elektromagnetischen Strahlung bewirkt. Die verringerte Lichtstärke bzw. LichtIntensität der ersten elektromagnetischen Strahlung bewirkt eine Erhöhung des elektrischen Widerstands des ersten Fotoelements 14, was wiederum eine Verstärkung des Nutzstroms bewirkt. Der
verstärkte Nutzstrom führt zu einer Verstärkung der
Lichtstärke bzw. LichtIntensität der ersten
elektromagnetischen Strahlung, wodurch die alterungs- und/oder temperaturbedingte Abnahme der Lichtstärke bzw.
LichtIntensität ganz oder zumindest teilweise kompensiert wird . Fig. 2 zeigt eine Funktionsprinzipskizze eines
Ausführungsbeispiels einer elektronischen Baugruppe 10, die beispielsweise weitgehend der im Vorhergehenden erläuterten elektronischen Baugruppe 10 entsprechen kann. Beispielsweise kann die elektronische Baugruppe 10 ein zweites Bauelement 22, das zweite elektromagnetische Strahlung erzeugt,
aufweisen. Beispielsweise kann das zweite Bauelement 22 ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement sein. Das zweite Bauelement 22 kann beispielsweise mit einem zweiten elektrischen Widerstand 26 in Reihe geschaltet sein.
Das zweite Bauelement 22 kann beispielsweise im Wesentlichen gemäß dem ersten Bauelement 12 ausgebildet sein.
Beispielsweise kann ein Wellenlängenbereich der zweiten elektromagnetischen Strahlung einem Wellenlängenbereich der ersten elektromagnetischen Strahlungen entsprechen.
Alternativ dazu kann der Wellenlängenbereich der zweiten elektromagnetischen Strahlung von dem Wellenlängenbereich der ersten elektromagnetischen Strahlung abweichen.
Beispielsweise kann das erste Bauelement 12 rotes Licht erzeugen und das zweite Bauelement 22 kann grünes, blaues oder weißes Licht erzeugen. Beispielsweise können die erste und die zweite elektromagnetische Strahlung zum Erzeugen von Licht mit einer vorgegebenen Farbe überlagert werden.
Beispielsweise kann das zweite Bauelement 22 langsamer altern und/oder weniger auf eine Temperaturveränderung reagieren als das erste Bauelement 12. Mit zunehmender Betriebsdauer und damit zunehmendem Altern und/oder bei der
Temperaturveränderung würde dies ohne das erste
fotoempfindliche Bauelement 14 aufgrund der Änderung der Lichtstärke und/oder LichtIntensität und/oder des
Wellenlängenbereichs der ersten elektromagnetischen Strahlung zu einer Farbverschiebung der überlagerten
elektromagnetischen Strahlung führen. Das erste
fotoempfindliche Bauelement 14 verhindert oder verringert jedoch die Veränderung der Lichtstärke und/oder
LichtIntensität und/oder die Verschiebung der
Wellenlängenbereiche der ersten elektromagnetischen Strahlung und verhindert bzw. verringert somit auch die Veränderung der Farbe der überlagerten elektromagnetischen Strahlung.
Das erste und das zweite Bauelement 12, 22 können in dem gleichen Gehäuse oder in unterschiedlichen Gehäusen
angeordnet sein. Das erste fotoempfindliche Bauelement 14 kann beispielsweise so ausgebildet sein, dass er lediglich für die erste elektromagnetische Strahlung und nicht für die zweite elektromagnetische Strahlung sensitiv ist. Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise ein erster Strahlfilter im Strahlengang zwischen dem ersten fotoempfindlichen
Bauelement 14 und dem zweiten Bauelement 22 angeordnet sein. Beispielsweise kann der erste Strahlfilter auf dem
strahlungsempfindlichen Bereich des ersten fotoempfindlichen Bauelements 14 angeordnet sein. Der erste Strahlfilter kann beispielsweise in einem Abscheideverfahren in dem
strahlungsempfindlichen Bereich des ersten fotoempfindlichen Bauelements aufgebracht werden. Das Strahlfiltermaterial des Strahlfilters kann beispielsweise eine oder mehrere
Schichten, beispielsweise alternierende Schichten, 1O2 und/oder S1O2 aufweisen. Alternativ dazu können das bzw. die Gehäuse so ausgebildet sein, dass die zweite
elektromagnetische Strahlung nicht auf den
strahlungsempfindlichen Bereich des ersten fotoempfindlichen Bauelements 14 trifft. Ferner können noch ein, zwei oder mehr weitere elektromagnetische Strahlungen emittierende
Bauelemente mit oder ohne entsprechenden fotoempfindlichen Bauelementen ausgebildet und/oder angeordnet sein.
Beispielsweise kann die elektronische Baugruppe 10 eine RGB- Lichtquelle, beispielsweise eine RGB-LED, sein. Die RGB- Lichtquelle kann ein, zwei oder drei fotoempfindliche
Bauelemente, beispielsweise das erste fotoempfindliche
Bauelement 14, aufweisen, die den entsprechenden Licht emittierenden Bauelementen, beispielsweise dem ersten und dem zweiten Bauelement 12, 22, zugeordnet sind und durch die eine Lichtstärke und/oder ein Farbort des von der RGB-Lichtquelle erzeugten Lichts über eine lange Betriebsdauer und/oder bei Temperaturschwankungen weitgehend konstant bleiben oder sich zumindest nur geringfügig verändern. Beispielsweise kann ein rotes Licht emittierendes Bauelement mit 15 mA betrieben werden, ein blaues Licht emittierendes Bauelement mit 15 mA betrieben werden und/oder ein grünes Licht emittierendes Bauelement mit 20 mA betrieben werden. Beispielsweise ist eine Temperaturabhängigkeit von
Bauelementen, die im Roten emittieren, größer als bei
Bauelementen die im Blauen oder im Grünen emittieren.
Beispielsweise weist ein auf Indium-Gallium-Aluminium- Phosphit basierendes Halbleitersubstrat eine relativ starke Temperaturabhängigkeit auf.
Fig. 3 zeigt eine Funktionsprinzipskizze eines
Ausführungsbeispiels einer elektronischen Baugruppe 10, die beispielsweise weitgehend einer der im Vorhergehenden
erläuterten elektronischen Baugruppen 10 entsprechen kann. Beispielsweise kann die elektronische Baugruppe 10 ein zweites fotoempfindliches Bauelement 24 aufweisen, der elektrisch parallel zu dem zweiten Bauelement 22 angeordnet ist. Grundsätzlich kann die Funktionsweise des zweiten fotoempfindlichen Bauelements 24 in Verbindung mit dem zweiten Bauelement 22 der Funktionsweise des ersten
fotoempfindlichen Bauelements 14 in Verbindung mit dem ersten Bauelement 12 entsprechen. Das zweite fotoempfindliche Bauelement 24 kann auf die zweite elektromagnetische Strahlung angepasst sein. Beispielsweise kann das zweite fotoempfindliche Bauelement so ausgebildet sein, dass es lediglich für die zweite elektromagnetische Strahlung und nicht für die erste elektromagnetische
Strahlung sensitiv ist. Alternativ oder zusätzlich kann beispielsweise im Strahlengang zwischen dem ersten Bauelement 12 und dem zweiten fotoempfindlichen Bauelement 14 ein zweiter Strahlfilter angeordnet sein, der die erste elektromagnetische Strahlung abblockt und die zweite
elektromagnetische Strahlung durchläset. Beispielsweise kann der zweite Strahlfilter auf dem zweiten
strahlungsempfindlichen Bereich des zweiten fotoempfindlichen Bauelements 24 angeordnet sein. Beispielsweise kann das zweite fotoempfindliche Bauelement 24 mit dem
Strahlfiltermaterial des zweiten Strahlfilters beschichtet sein. In anderen Worten kann der zweite Strahlfilter als Filterschicht auf dem zweiten fotoempfindlichen Bauelement 24 ausgebildet sein.
Falls das zweite Bauelement 22 ein anderes Alterungsverhalten zeigt und/oder anders auf eine Temperaturveränderung reagiert als das erste Bauelement 12, so kann beispielsweise das zweite fotoempfindliche Bauelement 24 entsprechend angepasst sein. Beispielsweise kann das erste Bauelement 12 relativ schnell altern und/oder relativ stark auf
Temperaturveränderung reagieren und das zweite Bauelement 22 kann relativ langsam altern und/oder relativ wenig auf
Temperaturveränderung reagieren und die fotoempfindlichen
Bauelemente 14, 24 können beispielsweise so gewählt werden, dass der erste Reservoirstrom für das erste Bauelement 12 und der zweite Reservoirstrom für das zweite Bauelement 22 auf die jeweilige Veränderung des entsprechenden Bauelements 12, 22 angepasst ist. Das erste Bauelement 12 und das erste fotoempfindliche Bauelement 14, sowie das zweite Bauelement 22 und das zweite fotoempfindliche Bauelement 24 können beispielsweise in einem gemeinsamen Gehäuse oder in zwei getrennten Gehäusen angeordnet sein. Ferner kann die
elektronische Baugruppe 10 weitere elektromagnetische
Strahlung emittierende Bauelemente und/oder weitere den
Bauelementen zugeordnete fotoempfindliche Bauelemente
aufweisen . Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel einer elektronischen Baugruppe 10, die beispielsweise
bezüglich ihrer Funktion gemäß den im Vorhergehenden
erläuterten elektronischen Baugruppen 10 ausgebildet sein kann. Die elektronische Baugruppe 10 weist ein erstes Gehäuse 30 auf, das beispielsweise einen ersten Träger 32 aufweisen kann . Das erste Gehäuse 30 kann beispielsweise einen Formwerkstoff aufweisen oder daraus gebildet sein. Beispielsweise kann das erste Gehäuse 30 Epoxid, Silikon und/oder ein Hybrid
aufweisen, der beispielsweise Epoxid oder Silikon aufweist. Der erste Träger 32 kann beispielsweise als Substrat
bezeichnet werden. Der erste Träger 32 kann beispielsweise ein Isolator, ein Halbleitersubstrat, das beispielsweise Germanium, Silizium und/oder Saphir aufweist, ein
Keramiksubstrat, ein Metallsubstrat, beispielsweise ein
Leiterrahmen (Leadframe) , beispielsweise ein QFN (Quad Fiat No leads) -Leiterrahmen, und/oder eine Leiterplatte sein. Der Leiterrahmen kann beispielsweise ein elektrisch leitfähiges Material aufweisen oder daraus gebildet sein. Das elektrisch leitfähige Material weist beispielsweise ein Metall,
beispielsweise Kupfer, beispielsweise CuW oder CuMo,
Kupferlegierungen, Messing, Nickel und/oder Eisen,
beispielsweise FeNi, auf und/oder ist daraus gebildet. Die Leiterplatte kann beispielsweise eine FR1-, FR2-, FR3- , FR4- , FR5-, CEM1-, CEM2-, CEM3-, CEM4- oder CEM5-Leiterplatte sein, beispielsweise eine durchkontaktierte FR-4- Leiterplatte. Eine Dicke des ersten Gehäuses 30 kann
beispielsweise 100 pm bis 1 mm, beispielsweise 200 pm bis 500 pm, beispielsweise 250 pm bis 300 pm betragen. Eine Dicke des ersten Trägers 32 kann beispielsweise 100 pm bis 500 pm, beispielsweise 150 pm bis 300 pm betragen.
Auf dem ersten Träger 32 kann beispielsweise ein erster
Kontaktbereich 34 ausgebildet, der beispielsweise als Schicht auf dem ersten Träger 32 ausgebildet sein kann und/oder beispielsweise eine elektrisch leitfähiges Material aufweisen kann oder daraus gebildet sein kann. Elektrisch isoliert von dem ersten Kontaktbereich 34 kann ein zweiter Kontaktbereich 36 auf dem Träger 32 ausgebildet sein, der beispielsweise grundsätzlich gemäß dem ersten Kontaktbereich 34 ausgebildet sein kann. Auf dem zweiten Kontaktbereich 36 kann ein erstes elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement, beispielsweise das im Vorhergehenden erläuterte erste
Bauelement 12, angeordnet sein.
Des Weiteren kann beispielsweise auf dem zweiten
Kontaktbereich 36 ein erstes fotoempfindliches Bauelement, beispielsweise das im Vorgehenden erläuterte erste
fotoempfindliche Bauelement 14, angeordnet sein. Das erste
Bauelement 12 kann beispielsweise über ein erstes Kontaktpad 42 und einen ersten Bonddraht 38 mit dem ersten
Kontaktbereich 34 elektrisch gekoppelt sein. Das erste fotoempfindliche Bauelement 14 kann beispielsweise über ein zweites Kontaktpad 44 und einem zweiten Bonddraht 40 mit dem ersten Kontaktbereich 34 elektrisch gekoppelt sein. Ein zweiter elektrischer Kontakt des ersten Bauelements 12 kann beispielsweise an der Unterseite, die in Fig. 4 nicht gezeigt ist, des ersten Bauelements 12 angeordnet sein und/oder in körperlichem Kontakt mit dem zweiten Kontaktbereich 36 sein. Gleichermaßen kann die von dem zweiten Kontaktpad 44
abgewandte Seite des ersten fotoempfindlichen Bauelements 14 in direktem körperlichen Kontakt mit dem zweiten Kontaktbereich 36 sein. Somit sind das erste Bauelement 12 und das erste fotoempfindliche Bauelement 14 elektrisch parallel geschaltet. Der erste Kontaktbereich 34 kann
beispielsweise mit dem ersten elektrischen Kontakt 18 gekoppelt sein und/oder der zweite Kontaktbereich 36 kann beispielsweise mit dem Massekontakt 20 elektrisch gekoppelt sein. Der erste Kontaktbereich 34 und/oder der zweite
Kontaktbereich 36 und/oder das erste fotoempfindliche
Bauelement 14 können beispielsweise in einer Schichtbauweise auf dem Träger 32 aufgebracht werden. Alternativ dazu kann das erste fotoempfindliche Bauelement 14 beispielsweise mittels eines Haftmittels, beispielsweise eines Lots oder eines Klebstoffes, auf dem zweiten Kontaktbereich 36 fixiert und/oder elektrisch kontaktiert werden. Das erste Bauelement 12 kann beispielsweise mittels eines Haftmittels,
beispielsweise eines Lots oder eines Klebstoffes auf dem zweiten Kontaktbereich 36 fixiert und/oder elektrisch
kontaktiert werden. Die erste elektromagnetische Strahlung kann beispielsweise direkt hin zu dem ersten fotoempfindlichen Bauelement 14 gelangen. Alternativ oder zusätzlich kann die erste
elektromagnetische Strahlung durch Reflexion, beispielsweise an dem ersten Gehäuse 30, hin zu dem ersten fotoempfindlichen Bauelement 14 gelangen.
Fig. 5 zeigt eine Seitenansicht der elektronischen Baugruppe 10 gemäß Fig. 4. In Fig. 5 ist das erste Gehäuse 30 aus Gründen der Darstellbarkeit nicht dargestellt.
Fig. 6 zeigt eine Draufsicht auf eine elektronische Baugruppe 10, die beispielsweise weitgehend einer der im
vorgehergehenden erläuterten elektronischen Baugruppen 10 entsprechen kann. Beispielsweise weist die elektronische Baugruppe 10 einen Chip, beispielsweise einen Halbleiterchip auf, der beispielsweise das erste Bauelement 12 und das erste fotoempfindliche Bauelement 14 aufweist. Das erste Bauelement 12 weist beispielsweise eine Trägerschicht 39 und eine
Funktionsschicht 41 auf, die auf der Trägerschicht 39 aufgebracht ist. Die Trägerschicht 39 kann beispielsweise ein Substrat aufweisen. Die Trägerschicht 39 kann beispielsweise elektrisch leitfähig ausgebildet sein.
Das erste fotoempfindliche Bauelement 14 kann beispielsweise auf dem ersten Bauelement 12 angeordnet sein. Ein erster elektrischer Kontakt des ersten Bauelements 12 und ein erster elektrischer Kontakt des ersten fotoempfindlichen Bauelements 14 können beispielsweise mittels des ersten Kontaktpads 42 elektrisch gekoppelt sein. Das erste Kontaktpad 42 kann beispielsweise mittels des ersten Bonddrahts 38 mit dem ersten Kontaktbereich 34 elektrisch gekoppelt sein. Ein zweiter elektrischer Kontakt des ersten Bauelements 12 kann beispielsweise an einer in Fig. 6 nicht dargestellten
Unterseite des ersten Bauelements 12 angeordnet sein und körperlich mit dem zweiten Kontaktbereich 36 elektrisch gekoppelt sein. Ein zweiter elektrischer Kontakt des ersten fotoempfindlichen Bauelements 14 kann beispielsweise mit der elektrisch leitfähigen Trägerschicht 39 des ersten
Bauelements 12 körperlich verbunden sein und darüber
elektrisch mit dem zweiten Kontaktbereich 36 gekoppelt sein.
Zwischen dem ersten Bauelement 12 und dem ersten
fotoempfindlichen Bauelement 14 und zwischen dem ersten
Kontaktpad 42 und der Trägerschicht 39 kann beispielsweise ein Isolator 46 ausgebildet sein. Fig. 7 zeigt eine Seitenansicht der elektronischen Baugruppe 10 gemäß Fig. 6. In Fig. 7 ist das erste Gehäuse 30 aus
Gründen der Darstellbarkeit nicht dargestellt. Fig. 8 zeigt eine Draufsicht auf eine elektronische Baugruppe 10, die beispielsweise weitgehend einer der im
vorgehergehenden erläuterten elektronischen Baugruppen 10 entsprechen kann. Beispielsweise weist die elektronische Baugruppe 10 einen Chip, beispielsweise einen Halbleiterchip auf, der beispielsweise das erste Bauelement 12 und das erste fotoempfindliche Bauelement 14 aufweist. Das erste Bauelement 12 weist beispielsweise die Trägerschicht 39 und die
Funktionsschicht 41 auf, die auf der Trägerschicht 39 aufgebracht ist. Die Trägerschicht 39 kann beispielsweise das Substrat aufweisen. Die Trägerschicht 39 kann beispielsweise elektrisch isolierend ausgebildet sein.
Das erste fotoempfindliche Bauelement 14 kann beispielsweise auf dem ersten Bauelement 12 angeordnet sein. Der erste elektrische Kontakt des ersten Bauelements 12 kann
beispielsweise mittels des ersten Kontaktpads 42 und des ersten Bonddrahts 38 mit dem ersten Kontaktbereich 34 elektrisch gekoppelt sein. Der erste elektrische Kontakt des ersten fotoempfindlichen Bauelements 14 kann beispielsweise mittels des zweiten Kontaktpads 44 und des zweiten Bonddrahts 40 mit dem ersten Kontaktbereich 34 elektrisch gekoppelt sein. Der zweite elektrische Kontakt des ersten
fotoempfindlichen Bauelements 14 kann beispielsweise mittels eines dritten Kontaktpads 50 und eines dritten Bonddrahts 54 mit dem zweiten Kontaktbereich 36 elektrisch gekoppelt sein. Der zweite elektrische Kontakt des ersten Bauelements 12 kann beispielsweise mittels eines vierten Kontaktpads 52 und eines vierten Bonddrahts 48 mit dem zweiten Kontaktbereich 36 elektrisch gekoppelt sein. Somit sind das erste Bauelement 12 und das erste fotoempfindliche Bauelement 14 elektrisch parallel geschaltet. Fig. 9 zeigt eine Seitenansicht der elektronischen Baugruppe 10 gemäß Fig. 8. In Fig. 9 ist das erste Gehäuse 30 aus
Gründen der Darstellbarkeit nicht dargestellt.
Fig. 10 zeigt eine Draufsicht auf eine elektronische
Baugruppe 10, die beispielsweise weitgehend einer der im vorgehergehenden erläuterten elektronischen Baugruppen 10 entsprechen kann, beispielsweise weitgehend der
elektronischen Baugruppe 10 gemäß Figur 6. Fig. 11 zeigt eine Seitenansicht der elektronischen Baugruppe 10 gemäß Figur 10. Beispielsweise kann das erste
fotoempfindliche Bauelement 14 in dem ersten Bauelement 12 und/oder in der Trägerschicht 39 integriert sein. In anderen Worten können beispielsweise das erste fotoempfindliche
Bauelement 14 und das erste Bauelement 12 und/oder die
Trägerschicht 39 in einem Chip integriert sein.
Fig. 12 zeigt ein Ablaufdiagram eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Betreiben einer elektronischen
Baugruppe, beispielsweise einer der im Vorhergehenden
erläuterten elektronischen Baugruppen 10.
In einem Schritt S2 wird beispielsweise eine Spannung an die elektronische Baugruppe 10 angelegt, beispielsweise wird die Spannung zwischen dem ersten elektrischen Kontakt 18 und dem Masseanschluss 20 angelegt. In einem Schritt S4 wird elektromagnetische Strahlung
erzeugt, beispielsweise die erste und/oder zweite
elektromagnetische Strahlung, in Reaktion auf einen
Nutzstrom, der beispielsweise durch das erste Bauelement 12 bzw. das zweite Bauelement 22 fließt.
In einem Schritt S6 wird eine Verringerung des elektrischen Widerstands des ersten Bauelements 14 aufgrund der ersten elektromagnetischen Strahlung und/oder eine Verringerung des elektrischen Widerstands des zweiten fotoempfindlichen
Bauelements 24 aufgrund der zweiten elektromagnetischen
Strahlung bewirkt. Nach einer kurzen Einschwingdauer kann sich beispielsweise ein konstanter Nutzstrom über das erste bzw. zweite Bauelement 12, 22 einstellen. Der Nutzstrom kann beispielsweise einen Wert aufweisen in einem Bereich von ungefähr 1 mA bis ungefähr 10 A, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 10 mA bis ungefähr 1 A, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 100 mA bis ungefähr 500 mA. Ferner kann sich über das erste bzw. zweite fotoempfindliche Bauelement 14, 24 ein konstanter Reservoirstrom einstellen, wobei der Reservoirstrom beispielsweise einen Wert in einem Bereich von ungefähr 0,1 mA bis ungefähr 5 mA, beispielsweise in einem Bereich von ungefähr 0,5 mA bis ungefähr 1,5 mA, beispielsweise ungefähr 1 mA aufweisen kann.
In einem Schritt S8 können beispielsweise die Strahlstärke der ersten und/oder zweiten elektromagnetischen Strahlung abnehmen und/oder sich der Wellenlängenbereich der
entsprechenden elektromagnetischen Strahlung verschieben, beispielsweise aufgrund zunehmender Alterung des ersten bzw. zweiten Bauelements 12, 22. Beispielsweise kann die Effizienz des ersten bzw. zweiten Bauelements 12, 22 abnehmen. Die Abnahme der Strahlstärke der ersten und/oder zweiten elektromagnetischen Strahlung bewirken eine Erhöhung des elektrischen Widerstandes des ersten und/oder zweiten
fotoempfindlichen Bauelements 14, 24. Die Erhöhung des elektrischen Widerstandes des ersten und/oder zweiten
fotoempfindlichen Bauelements 14, 24 bewirkt eine
Verringerung des Reservoirstroms und eine Erhöhung des
Nutzstroms wodurch die Verringerung der Effizienz des ersten bzw. zweiten Bauelements 12, 22 ganz oder zumindest teilweise kompensiert wird. Beispielsweise können 30% bis 70%,
beispielsweise ungefähr 50% der Abnahme der Effizienz kompensiert werden.
Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen
Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise können die Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden.
Beispielsweise können die in den Figuren 1 bis 3 gezeigten Funktionsprinzipskizzen auf die elektronischen Baugruppen gemäß Figuren 4 bis 9 übertragen werden. Beispielsweise können zusätzlich zu den in Figuren 4 bis 9 gezeigten
Bauelementen und fotoempfindlichen Bauelementen entsprechend den Funktionsprinzipskizzen der Figuren 1 bis 3 weitere fotoempfindliche Bauelemente und/oder Bauelemente in dem Gehäuse 30 und/oder auf den Träger 32 gemäß den Figuren 4 bis 9 angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich können weitere Gehäuse oder weitere Träger mit den entsprechenden weiteren Bauelementen bzw. fotoempfindlichen Bauelementen angeordnet sein .

Claims

Patentansprüche
1. Optoelektronische Baugruppe (10), aufweisend:
- mindestens ein erstes Bauelement (12) zum Emittieren erster elektromagnetischer Strahlung,
- ein erstes fotoempfindliches Bauelement (14) zum Regeln des ersten Bauelements (12), der mit dem ersten
Bauelement (12) elektrisch parallel geschaltet ist und der einen ersten strahlungsempfindlichen Bereich aufweist, wobei der erste strahlungsempfindliche Bereich in einem
Strahlengang der ersten elektromagnetischen Strahlung angeordnet ist.
2. Optoelektronische Baugruppe (10) nach Anspruch 1, mit mindestens einem zweiten Bauelement (22) zum Emittieren zweiter elektromagnetischer Strahlung, wobei der erste strahlungsempfindliche Bereich des ersten fotoempfindlichen Bauelements (14) außerhalb eines Strahlengangs der zweiten elektromagnetischen Strahlung angeordnet ist.
3. Optoelektronische Baugruppe (10) nach Anspruch 2, mit einem zweiten fotoempfindlichen Bauelement (24), das mit dem zweiten Bauelement (22) elektrisch parallel geschaltet ist und das einen zweiten strahlungsempfindlichen Bereich aufweist, wobei der zweite strahlungsempfindliche Bereich in einem Strahlengang der zweiten elektromagnetischen Strahlung angeordnet ist.
4. Optoelektronische Baugruppe (10) nach Anspruch 1, mit mindestens einem zweiten Bauelement (22) zum Emittieren zweiter elektromagnetischer Strahlung und mit einem zweiten fotoempfindlichen Bauelement (24), das mit dem zweiten
Bauelement (22) elektrisch parallel geschaltet ist und das einen zweiten strahlungsempfindlichen Bereich aufweist, wobei der zweite strahlungsempfindliche Bereich in einem
Strahlengang der zweiten elektromagnetischen Strahlung angeordnet ist.
5. Optoelektronische Baugruppe (10) nach Anspruch 4, bei der der erste strahlungsempfindliche Bereich des ersten fotoempfindlichen Bauelements (14) in einem Strahlengang der zweiten elektromagnetischen Strahlung angeordnet ist und bei der in dem entsprechenden Strahlengang der zweiten
elektromagnetischen Strahlung zwischen dem zweiten Bauelement (22) und dem ersten fotoempfindlichen Bauelement (14) ein erster Strahlfilter angeordnet ist, der die zweite
elektromagnetische Strahlung abblockt, und/oder bei der das erste fotoempfindliche Bauelement (14) auf die erste
elektromagnetische Strahlung abgestimmt ist.
6. Optoelektronische Baugruppe (10) nach einem der
Ansprüche 4 oder 5, bei der der zweite strahlungsempfindliche Bereich des zweiten fotoempfindlichen Bauelements (24) in einem Strahlengang der ersten elektromagnetischen Strahlung angeordnet ist und bei der in dem entsprechenden Strahlengang zwischen dem ersten Bauelement (12) und dem zweiten
fotoempfindlichen Bauelement (24) ein zweiter Strahlfilter angeordnet ist, der die erste elektromagnetische Strahlung abblockt, und/oder bei der das zweite fotoempfindliche
Bauelement (24) auf die zweite elektromagnetische Strahlung abgestimmt ist.
7. Optoelektronische Baugruppe (10) nach einem der
Ansprüche 5 oder 6, bei der der erste Strahlfilter auf dem ersten strahlungsempfindlichen Bereich angeordnet ist und/oder bei der der zweite Strahlfilter auf dem zweiten strahlungsempfindlichen Bereich angeordnet ist.
8. Optoelektronische Baugruppe (10) nach einem der
vorstehenden Ansprüche, die einen ersten Träger (32) aufweist, auf dem das erste Bauelement (12) und das erste fotoempfindliche Bauelement (14) angeordnet sind, und/oder die ein erstes Gehäuse (30) aufweist, in dem das erste
Bauelement (12) und das erste fotoempfindliche Bauelement (14) angeordnet sind.
9. Optoelektronische Baugruppe (10) nach Anspruch 8, bei der das zweite Bauelement (22) auf dem ersten Träger (32) und/oder in dem ersten Gehäuse (30) angeordnet ist.
10. Optoelektronische Baugruppe (10) nach Anspruch 9, bei der das zweite fotoempfindliche Bauelement (24) auf dem ersten Träger (32) und/oder in dem ersten Gehäuse (30) angeordnet ist.
11. Optoelektronische Baugruppe (10) nach Anspruch 8, die einen zweiten Träger aufweist, auf dem das zweite Bauelement (22) und das zweite fotoempfindliche Bauelement (24) angeordnet sind, und/oder die ein zweites Gehäuse aufweist, in dem das zweite Bauelement (22) und das zweite
fotoempfindliche Bauelement (24) angeordnet sind.
12. Optoelektronische Baugruppe (10) nach einem der
vorstehenden Ansprüche, die einen Halbleiter-Chip aufweist, der das erste Bauelement (12) und das erste fotoempfindliche Bauelement (14) aufweist.
13. Verfahren zum Betreiben einer optoelektronischen
Baugruppe (10), bei dem
- eine elektrische Spannung an ein erstes Bauelement (12) zum Emittieren elektromagnetischer Strahlung und ein erstes fotoempfindliches Bauelement (14), der mit dem ersten Bauelement (12) parallel geschaltet ist, angelegt wird, wobei ein durch die angelegte Spannung hervorgerufener Nutzstrom durch das erste Bauelement (12) und ein durch die angelegte Spannung hervorgerufener Reservoirstrom durch das erste fotoempfindliche Bauelement (14) erzeugt werden und von einem elektrischen Widerstand des ersten Bauelement (12) und des fotoempfindlichen Bauelements (14) abhängen,
- mittels des ersten Bauelements (12) abhängig von dem Nutzstrom die elektromagnetische Strahlung erzeugt wird,
- abhängig von der elektromagnetischen Strahlung der elektrische Widerstand des ersten fotoempfindlichen
Bauelements (14) verringert wird,
- abhängig von der Verringerung des elektrischen
Widerstands des ersten fotoempfindlichen Bauelements (14) der Nutzstrom verringert wird und der Reservoirstrom erhöht wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem mit einer Abnahme einer Effizienz des ersten Bauelements (12) der elektrische Widerstand des ersten fotoempfindlichen Bauelements (14) erhöht wird, wodurch der Nutzstrom erhöht wird und die
Abnahme der Effizienz zumindest teilweise kompensiert wird und der Reservoirstrom verringert wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 oder 14, bei dem mittels des elektrisch parallel geschalteten ersten
fotoempfindlichen Bauelements (14) das erste Bauelement (12) geregelt wird.
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