WO2014173670A1 - Beleuchtungsvorrichtung mit optoelektronischem bauelement - Google Patents

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WO2014173670A1
WO2014173670A1 PCT/EP2014/056925 EP2014056925W WO2014173670A1 WO 2014173670 A1 WO2014173670 A1 WO 2014173670A1 EP 2014056925 W EP2014056925 W EP 2014056925W WO 2014173670 A1 WO2014173670 A1 WO 2014173670A1
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lighting device
contacting
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enveloping body
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Ralph Wirth
Axel Kaltenbacher
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Osram Gmbh
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Definitions

  • the present invention relates to avacanciessvorrlehtung with an optoelectronic device and a method for producing the same.
  • illumination device refers in the context of this disclosure is directed to a packaged optoelectronic construction ⁇ element, that is a module that can be mounted, for example, together with other components on a circuit board.
  • the optoelectronic component is a light emitting device from approximately a semiconducting Materi al (also abbreviated as "LED” in the context of this disclosure), for example, an inorganic or generally also organic light emitting diode.
  • a LED is from the prior art known to grip the component with, for example, a sub ⁇ pressure tool, and arrange on a mostly previously encapsulated with molding compound conduction path (pre-molded lead frame). After the device is electrically connected to the leadframe via bonding wires, it is surrounded with silicone; The silicone fills a limited laterally from the molding compound cavity in which the construction element was placed at the beginning.
  • the present invention is based on the technical object of specifying a housing of an optoelectronic component which is advantageous over the prior art and a corresponding method of the housing. Presentation of the invention
  • this object solves aumpssvorrich ⁇ tion with an optoelectronic device having a designed as a light exit surface top and one of the electrical contacting of the device serving connection element on the opposite bottom, with an enveloping body which surrounds the component at least partially, but the underside of the device leaves free, and with ei ⁇ nem with the connection element electrically conductively connected, planar first contact element which extends below the component and protrudes laterally beyond the component in this underside Warre-, the ers ⁇ te contacting element is plated directly on the connection element and a surface of the first contacting element which extends on the underside of the component and faces away from the component as a free contact surface which is designed to connect the illumination device at a macroscopic level is provided.
  • a lighting device is initially characterized by a comparatively simple construction, because the contacting element on the one hand represents the interface to the macroscopic, for example to a printed circuit board, and on the other hand, the component contacted directly electrically conductive.
  • the prior art therefore does not have the one hand, a bonding wire for contacting the component and at ⁇ other hand, a lead frame are provided for solder bonding with, for example, a printed circuit board.
  • connection element which is part of the component; in the connection element, for example, it may be a previously already in the course of component manufacturing (im In the case of the prior art packaging method described above, the LED metallization applied in the context of the front-end processing is then contacted with a bonding wire.
  • the LED metallization may, for example, have a thickness of at least 250 nm, 500 nm, 700 nm, 800 nm or 900 nm; Possible upper limits of the minimum thickness, independently for example, 10 .mu.m, 5 ym, 3 ym, 2 ym Bezie ⁇ hung, 1.5 ym.
  • Possible materials of the LED metallization are, for example (in each case as layer sequence) titanium / platinum / gold (TiPtAu), titanium / palladium / gold (TiPdAu), titanium / nickel / palladium / gold (TiNiPdAu) or gold / tin (AuSn).
  • connection element is generally a region provided for electrical contacting of the component, from which, for example, vias can be guided in the direction of the epi layers.
  • the contacting of the at closing element of the device preferably an LED metallization
  • the contacting is produced only in the course of Häusung, so there is no previously separately Herge ⁇ notified contacting scheduled , for example Improve the electrical contact with the LED metallization and reduce the logistical effort.
  • the contacting element can be deposited, for example, from a bath, de-energized and / or electro-galvanic, or applied by sputtering, vapor deposition, spraying or flame spraying, or else melted.
  • the contacting can, for example, a thickness of at least 1 ym, 5 ym, 10 ym, 20 and 30 ym ym ha ⁇ ben; possible upper limits on the minimum thickness independently for example, 1500 .mu.m, 1000 .mu.m, 800 .mu.m, 500 .mu.m be ⁇ relationship, 100 ym.
  • the contacting element is at least one with respect to the height direction middle portion in one piece; "Integral" means the extent free of either due to an interruption of the Aufmetall matters and / or by changing the metalization metal resulting material boundaries.
  • This one-piece relates to at least one mitt ⁇ sized region extending for example over at least 60%, 70% and 80% of the Thickness of the contacting element can extend.
  • soldering may mean, for example, soldering, diffusion soldering, sintering or gluing;
  • a corresponding connection to the macroscopic can also be made by means of a bonding paste or by direct application, for example by forming an alloy or a direct contact with a contact area on a circuit board / carrier plate, which is provided from the same material as the contacting element.
  • the term "free contact area” generally does not exclude, for example, the presence of a package for protection during transport or storage, for example a film covering the contact area.
  • connection element and contacting element as well as the Kon ⁇ tact surface on the same side, and below it.
  • the contacting element does not extend "around the device" to the top of the device, however, the contacting element carries the wiring somewhat laterally away from the device.
  • the contacting element extends (and therefore the contact area) alone underside of Bauele ⁇ ments, the contacting therefore dominates the device only in the lateral direction; an (imaginary) plane in which the underside of the component is located does not intersect the contacting element in this case.
  • the half-space above the bottom of the building ⁇ elements contacting element-free; thetechnischtechniksele- element is so far particularly simple and can be aufmetallograph in ⁇ example, "in one piece".
  • indications such as “upper side” / “lower side” or “upper side” / “lower side” refer to the vertical axis in respect of which the thickness, for example of the component, an LED metallization or the contacting element is specified.
  • the terms “below” and “above” also refer to the height direction, but additionally concretize an alignment in the height direction, thus excluding an offset in the lateral direction.
  • the height direction may coincide after assembly of the packaged device, for example, with a normal to the corresponding carrier plate / circuit board; a main propagation direction downstream of the light exit surface
  • Light which is formed as the center of gravity direction of the power-weighted propagation directions, is usually in the height direction.
  • the width and the depth are indicated; the lateral direction is perpendicular to the nrich ⁇ tion.
  • the Kon ⁇ takt istselement projects laterally beyond the component; an (imaginary) plane, which is defined by a corresponding side surface of the component, thus cuts the Kontak ⁇ t michselement.
  • said "over the component project laterally” means that the component and the Maisie- approximately body (in particular its contact surface) overlap in a pro jection ⁇ in the vertical direction to a height direction senkrech- to th surface partially.
  • the contacting element projecting beyond the component can be advantageous, for example, insofar as the components have a rather small width and depth and, as a result, they also tend to decrease further; by the contacting and DA with the contacting provided laterally across the device, projecting, the wiring is in a sense "spread", so that a contact on makrosko ⁇ European level is possible.
  • the contacting can play to gene in ⁇ in this order with increasing preference min ⁇ least 5%, 10% and 15% of the taken in the same Rich ⁇ processing width of the device about this Stammra- in the lateral direction; possible upper limits independent of the lower limit may, for example, be 100%, 80%, 60% and 40%, respectively.
  • the term "contact surface ⁇ " refers without further specification in the context of this disclosure always
  • a second contacting element is provided and arranged below ⁇ side of the component; and the second PLEASE CONTACT ⁇ approximately element is metallized onto the component and projects laterally beyond, in a direction opposite to the first contacting side of the device.
  • the first and the second contact are in ⁇ be vorzugter embodiment taken in a lateral direction minimum distance of at least 50 .mu.m, in that order follow increasingly preferably at least 100 .mu.m, 150 .mu.m, 180 .mu.m Bezie ⁇ hung; can boundaries independent of this lower limit, upper ⁇ for example, at 3 mm, are 2 mm or 1 mm.
  • more contacting elements may be provided, as in the case of a component with a plurality of components even ⁇ course next to that provided for in a preferred embodiment the first and second contacting element;
  • a total of three, four, five, six, seven or eight or even more Kunststoffie ⁇ tion elements may be provided.
  • the contacting elements can be divided, for example, on two opposite sides of the component, in each case in pairs lying opposite each other.
  • connecting elements are provided solely on the underside of the component;
  • at least two connecting elements are provided on the underside, because the designed as a light exit surface top of the device is connection element-free and the electrical contacting of the device requires at least two Anschlußele ⁇ elements.
  • a corresponding, only niesei ⁇ term arrangement corresponds to the idea of simple construction, because no complex wiring around the device around is necessary, but with a number of Anschlußele ⁇ elements corresponding number of contacting the terminals can be led away down and to the side.
  • a light is at the bottom of the device arranged reflecting reflective layer, preferably in such a way that a terminal ⁇ element-free area of the device is fully thereof ⁇ be revealed.
  • the reflection layer may be provided for example at ⁇ organic or organic base;
  • a metal may also be provided for reflection, for example aluminum or silver, which may be applied as a coating and / or embedded in a matrix material.
  • Matrix material filled with reflective particles Alien are generally preferred, so for example Titandi ⁇ oxide particles in matrix material, such as in a silicone material.
  • the reflection layer can also be, for example, a reflector film, for example a microcellular PET film (MC-PET); the reflector film may be due to the ver ⁇ applied base material and / or due to a surface structuring, introduced for example into the surface cavities may be reflective.
  • MC-PET microcellular PET film
  • the reflective layer may, for example, applied by physi ⁇ shear and / or chemical deposition advertising to, such as by sputtering, printing, knife coating, dispensing, graphically patterning, abrasive patterning lithography ( ⁇ - sandblasting), Jetten, stamping, spraying (applied to previously Adhesive); a direct application is mög ⁇ Lich, wherein the connection as a result of kinetic see acceleration of the particles is obtained.
  • the reflection layer serves to reflect light emitted downwards so that it is reflected upwards and exits (in part) through the light exit surface at the top side of the component.
  • a component namely an LED with a for the
  • LED light at least partially transmissive substrate vorgese ⁇ hen, for example with a sapphire substrate.
  • the component itself can actually be designed for a light emission at the "bottom side" provided with the connection elements, which constitutes the top side in the case of a conventional mounting.
  • the reflective layer is a Light exit at the bottom (which is provided in conventional housing as the top and accordingly light exit surface) prevents, so that the light exits at the top (in housing according to the invention).
  • a reflection layer be provided already in the course of device fabrication, so in the context of a front-end process, or may generally find a component Ver ⁇ application whose light exit surface is already arranged opposite to the connection elements.
  • the connecting elements may also themselves have a reflective effect, which may also be favored by the choice of a suitable material;
  • chromium, titanium and / or titanium tungsten may also be preferred.
  • the terminal member need not be provided on its GESAM ⁇ te thickness of, for example silver, but only a thin, first-deposited layer may be provided in the comparatively high-priced silver material.
  • a connection element in conjunction with a connection element
  • Silver or aluminum may also be a titanium dioxide, silicon dioxide and / or to the envelope body and / or component (in an area not intended for electrical contacting) Be provided alumina layer with respect to the order of the on ⁇ brin narrowing below the connection element ( ⁇ be subjected to the orientation of the housing above it).
  • a reflection layer (particularly preferably also) is provided in a region next to the component, on the underside of the enveloping body.
  • the reflection ⁇ ons Mrs can reflect obliquely upwards after obliquely down light emitted and at least partially usable ma ⁇ chen.
  • an electrically insulating insulating layer is provided and arranged relative to the height direction between the connecting element and the Kontak- tismeselement; this arrangement is given in regions, that is, in a proportion of the surface of the connecting element, for example in an area fraction of at least 5%, 10% or 15%; possible upper limits can be 40%, 30% and 20%, respectively.
  • a smallest lateral extension of the connecting element about min ⁇ least 30 ym, be 40 ym and 50 ym; of diesel sen lower limits independent upper limit can vary depending upon the size of the device, for example, at 1000 ym, 800 ym or 600 ym, for instance in the case of a construction ⁇ elements with an edge length of one millimeter.
  • the insulating layer thus covers the connection element in part, preferably a peripheral region of the terminal ⁇ elements, particularly preferably circumferentially. Viewing from below onto the component, the insulation layer then leaves free ei ⁇ NEN center region of the connection element; the insulation ⁇ layer masks the terminal and puts so for Aufmetall read the contacting the Maisbe ⁇ rich of connection element and contacting tightly. With the insulation element masking the connection element, which preferably has a central region of the connection element For example, it is possible to achieve a certain insensitivity to a lateral offset during metal-plating, which may offer advantages in mass production, for example.
  • an insulating layer is provided below a lateral contact region of the component and the enveloping body, in which a side surface of the component adjoins the enveloping body (particularly preferably in conjunction with the "masking" arrangement described above) overlap provided both in the direction of the device as well as the envelope body; the overlap may example ⁇ instance at least 20 .mu.m, 30 .mu.m, 50 ym or 100 ym be and independently of the lower limit examples game, a maximum of 500 .mu.m, 400 .mu.m and 300 .mu.m.
  • the contact area between the enveloping body and component preferably around the entire Bauele ⁇ ment circumferentially covering insulating layer can help prevent such a formation of an electrical short circuit along a side surface to the epi-layers of the device, such as the Au metallizing the contacting element.
  • the insulating layer can also offer advantages in the case of moisture exposure, for example in the case of delamination between the component and the enveloping body and also help to avoid electrical malfunctions.
  • a connecting element-free area of the underside of the component with an insulation ⁇ layer is provided, particularly preferably provided in conjunction with the above-described "masking" arrangement and the contact area concealment.
  • the development of an electrical short circuit between these can also be prevented Insulation layer, for example, in turn the back (relative to the housing bottom) with an additional
  • Be provided layer such as in the case of a transmissive insulation layer with, for example, locally applied reflective layer.
  • insulating layer material are in principle all dielectrics in question which are known from the fron end-production (wafer-level dielectrics) and photolithographically textured gray are ⁇ bar, as imide, WPR (for example, JSR Micro), benzocyclobutene (BCB), or epoxy; It can also be provided an insulating paint, for example, a solder mask.
  • WPR for example, JSR Micro
  • BCB benzocyclobutene
  • epoxy epoxy
  • insulating paint for example, a solder mask.
  • the application can also be done, for example, with a printing technique, for example in a so-called inkjet process or with stencils or screen printing.
  • the insulation layer material may be about even Silizi ⁇ dioxide (S1O 2), silicon nitride (SiN) or SiO x N y be.
  • the insulating layer can be provided, for example, from a matrix material, in which reflection particles , for example, can also be embedded. In that regard, all arrangement possibilities described above for the reflection layer are expressly also to be disclosed for the electrically insulating reflection layer.
  • a matrix material may further also that extent be far advantageous as in a preferred embodiment an additional whose heat conduction enhancing material can be embedded, for example fused silica or
  • the reflection / insulation layer can thus also improve the thermal household of the housing; in the case of a reflection layer should be the heat ⁇ line-improving material in the spectral region of from the component or a conversion material emitted light show only low absorption, so as not to affect the reflection properties.
  • the enveloping body covers the upper side of the component and more preferably all side surfaces of the component, ie in the case of a conventional rectangular component geometry all four soflä ⁇ Chen.
  • the sheath body envelops the device by the Untersei ⁇ te apart thus preferably completely, so that the construction ⁇ element is protected to some extent against environmental influences, for example, before a humidity exposure.
  • the conversion material at a ⁇ least partial conversion of the emitted light from the device to light of longer wavelength is used.
  • the light emitted by the packaged component light can be a superposition of the output from the component and the conversion material light, which is also referred to as "partial conversion", on the other hand, in the case of a so-called “full conversion” downstream of the conversion material alone by said Kon ⁇ version material emitted, longer wavelength light present.
  • the conversion material is also called “fluorescent" referred ⁇ net.
  • the enveloping body may, for example, be applied in a printing process or by doctoring, by spraying or pouring or dispensing, or may be spun on. Furthermore, the component can, for example, also be immersed or pressed into the enveloping body. Particularly preferably, the enveloping body is either applied in a casting process, in particular in an injection molding process, or provided as a film and deep-drawn or laminated, for example. In this case, a matrix material will then continue as an envelope ter preferably provided, for example silicone, in the case of casting, in which, as above, be written ⁇ , conversion material is particularly preferredGarbet ⁇ tet. In general, the enveloping body is integrally formed in a preferred embodiment.
  • the invention also relates to a method for manufacturing a packaged in the manner described above component, wherein the sheath body is so applied to the component, that the underside of the device remains free to the terminal ⁇ element.
  • the component can initially also be completely enveloped by the material of the enveloping body and the underside of the component can subsequently be exposed; preferably the Untersei ⁇ te of the device is, however, already during the application of the envelope ⁇ body material is not covered with this and must accordingly then does not need to be exposed.
  • connection conducted because the ers ⁇ te contacting element is made, that is metallized element to the connection.
  • the plurality of contacting elements provided in a preferred embodiment is particularly preferably metallized simultaneously.
  • the Aufmetall can be done for example in a bath, de-energized and / or electro-galvanic; Furthermore, the contacting element can also be applied by sputtering, vapor deposition, spraying or flame spraying or can be melted.
  • the production is particularly preferably parallelized, wherein a plurality of components are provided on a common carrier.
  • this carrier is a separating medium on which the components are arranged at / after separation by for example sawing a Viafers anyway, for example, a so-called dicing tape ⁇ .
  • the components are taken individually from such a singulation carrier and placed on a respective separate copper leadframe (pick and place); in contrast, can be dispensed with and Queen ⁇ NEN the provided on the support members separating pa- rallel be housed in the inventive preparation advantageously to this time-consuming process step. For example, it is also possible to house several hundred components simultaneously, which can increase throughput.
  • the enveloping bodies may, for example, be applied in a common method step to all components provided on the common carrier, for example by the previously described deep drawing of a film provided as an enveloping body.
  • the sheath body can also be cast, in each case a separate cavity may be associated with a mold the components example ⁇ example; the cavities can be filled in succession or in parallel.
  • a mold which initially releases the enveloping body of the individual components as a coherent body, so that only after a separation, such as by sawing, laser cutting, punching or water jet cutting, by a section-wise severing of the contiguous envelope body isolated components.
  • the contacting elements extend not down to the sections along which is severed (this can for example be referred to as a saw frame who ⁇ the) so when separating only the envelope body must be severed.
  • the enveloping bodies can, for example, also be connected via webs, so-called material bridges, so that when material is separated, less material has to be severed (just the material bridges) and, as it were, a predetermined breaking point is predetermined.
  • the invention also relates to such a lighting device arrangement in which adjacent lighting devices are connected via material bridges formed integrally with the enveloping bodies. For example, the risk of loss of individual components before assembly can be reduced.
  • the components can ⁇ example, via a common carrier are held together, which usually does not correspond to the intended during application of the enveloping body carrier (the components may thus for example of the dicing film to another film to be transferred). However, the components can, for example, be held together by a (still continuous) enveloping body without such a carrier.
  • the invention also relates to the use of a lighting device described above for surface bonding, in particular jointing (such as soldering or gluing), on a macroscopic level, ie on the sauceswei ⁇ se a support plate / circuit board.
  • jointing such as soldering or gluing
  • 1 is a device according to the invention housed with a
  • FIG. 2 shows a device according to the invention with a non-reflective insulation layer
  • Fig. 3 is a packaged with a thermoformed film Bauele ⁇ ment
  • Fig. 4 shows a device according to the invention housed in a
  • Fig. 1 shows a first example of a Bau ⁇ part 1 of the invention (lighting device), an LED 2, which is covered by a molded enveloping body 3.
  • the figure shows a state even before the separation of the otherwise fully packaged components 1; these still hang integrally with the enveloping body 3 formed material bridges 4 together.
  • each LED 2 an anode and a cathode contact.
  • the LED 2 is so far upside down mounted in Figure 1, as seen in a conventional housing, the LED metallization 6 opposite side as the underside pre ⁇ and mounted on a support; the corresponding spre ⁇ accordingly overhead LED metallization would be connected via bonding wires to a lead frame normally.
  • the LED-metallization 6 downwards and are contact-7 Obliging, professio ⁇ talllaut, the LED 6 and metallization through first sputtering a seed lay ⁇ it; to this a lithographically imageable Mate ⁇ rial is then applied, and the regions for contactless ⁇ t istsetti 7 photolithographically patterned (the seed layer is partially exposed). After depositing a copper layer thereon electrochemically in a bath, the photolithographically patternable material and then also the seed layer under the photolithographically patternable material are removed.
  • the LED 2 remote from the lower surface of the Maisie ⁇ insurance elements 7 is designed as a solderable contact surface 8; the provided as an SMD component lighting device 1 is connected over the contact surfaces 8 over a large area with a circuit board.
  • the contacting elements 7 are each guided away from the LED 2 laterally outwards, so that the wiring is spread open.
  • a silicone molded body is provided in which conversion material (phosphor particles) is embedded.
  • the device has a height of 200 ym (depending on the required amount of conversion material is also a higher component possible); the light generation occurs near the LED metallization 6, several microns above it.
  • the epi-layers, between which the pn-junction is formed, are presently provided "on" a sapphire substrate (in the figure below a sapphire substrate), the sapphire substrate has a height of about 100 ym and he extends up to the top 9 of the LED 2. In an inventively housed LED 2, this top is provided as Lichtaus ⁇ tread surface 9.
  • a reflection ⁇ layer 10 is provided on the underside of LED 2 and enveloping body.
  • an electrically insulating matrix material in the present case silicone, is provided, in which titanium dioxide particles are embedded in order to adjust the reflective properties.
  • the reflection layer 10 at the same time also serves for insulation and can help prevent the occurrence of electrical short circuits.
  • the reflection / insulation layer completely covers the underside of the enveloping body 3 as well as the region of the underside of the LED 2 that is free of the LED metallization 6.
  • the reflection / insulation layer 10 also covers in each case an edge region of the LED metallization 6; the overlap in the lateral direction 11 is 10 ym.
  • Fig. 2 shows another embodiment of the invention, in which as in the case of those shown in FIG. 1, an LED 2 in egg NEN provided from silicone material enveloping body 3 isShiffer ⁇ tet. Again, it is the state before the separation of the components 1 shown, these are still hanging on the Materialbrü ⁇ CKEN 4 to each other.
  • the LED 2 is at JE ner of Figure 2 under no side Reflection ⁇ ons harsh however provided. Instead, the LED 2 is already designed for a light output on the upper side, which in turn forms the light exit surface 9. In the case of the LED 2 2, the light exit surface 9 is therefore already arranged on the connecting elements 6 (the LED metallization) opposite side, which is also referred to as flip-chip technology. In that regard, overall reheat bath no light-reflecting upward Reflection ⁇ onstik is necessary.
  • an electrically insulating insulation layer 21 is provided, in this case from Siliziumnit ⁇ chloride.
  • the insulation layer 21 provided between the connection elements 6 can help to prevent the formation of electrical short circuits between the connection elements 6 and, to a certain extent, also mechanically protect the underside of the LED 2; For example, damage during assembly of the component 1 on a printed circuit board can be prevented.
  • the insulation layer 21 is also aligned with the soflä ⁇ surfaces of the LED 2, so it covers from below a contact area of the LED side surfaces with the envelope 3 from. For example, in the case of a delamination of the enveloping body 3 from one of the side surfaces of the
  • LED 2 to prevent the occurrence of an electrical short circuit; For example, such could already be formed during production, when metal accumulates in the intermediate space between LED 2 and enveloping body 3 when the contacting element 7 is metallized and reaches the epi layers.
  • the insulating layer 21 is nevertheless provided protruding laterally outward over the LED 2 only 15 ⁇ m, because in this way the smallest possible part of the upper side of the contacting elements 7 is covered.
  • the contacting elements 7 made of sputtered aluminum in this embodiment also have a certain reflection function; the laterally adjacent to the LED 2 arranged surface area of the Contacting elements 7 may, for example, reflect outputted from the convergence ⁇ sion material part downward light up and so make usable.
  • Fig. 3 shows a further embodiment and in consequence different stages of their production.
  • Fig. 3A illustrates the not yet housed LED 2 with the bottom side, the light exit surface 9 oppositely arranged on ⁇ closing elements 6 (flip-chip technology).
  • the enveloping body 3 is not poured as in the case of the embodiments according to FIGS. 1 and 2, but is provided as a film.
  • the LED 2 is pressed to a certain extent as a drawing punch in the only precrosslinked phosphor film (for example, AF-500 ShinETSU), the envelope 3 thus produced by deep drawing of the phosphor film.
  • the contacting elements 7 provided in copper are first of all electrolessly and then electrogalvanically deposited from a bath (compare the explanations regarding the exemplary embodiment according to FIG. 1).
  • the insulation layer 21 is provided in alignment only with the lateral contact area of LED side surfaces / foil in order to prevent the formation of short circuits to the epi layers.
  • FIG. 3C shows the state before the components 1 are separated; the film 3 is severed in alignment with the respective outer edges of the contacting elements 7.
  • the so-called LEDs 2 can be connected, for example by means of a conductive adhesive or a solder on the Kunststoffflä ⁇ chen 8 with a circuit board.
  • the Kontak- t istsetti 7 are used in addition to the electrical contacting of the connection elements 3 and to mechanical stabilization, in particular laterally outside the LED 2 lie ⁇ constricting region of the component.
  • FIG. 4 shows a component 1 constructed in principle analogously to the embodiment according to FIG. 1, that is to say an LED 2 cast in silicone material as an enveloping body 3 with a reflection layer 10 arranged below LED 2 and enveloping body 3.
  • Fig. 4A shows an oblique view of the component 1, as it would be visible for example after mounting on a carrier plate (the contacting elements 7 are below and are not shown for clarity).
  • the contacting elements 7 with the large-area Kon are ⁇ clock surfaces 8 to be recognized. Apart from the contact area between the LED metallization 6 and the contacting elements 7, the contacting elements 7 are located on the Refle ⁇ xions slaughter 10, which also serves also an electrical insulation, and can help avoid short circuits between themaschinetechniksele ⁇ elements 7 and the epi-layers.

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung (1), nämlich eine gehäuste LED (2), die in einen die Unterseite der LED (2) freilassenden Hüllkörper (3) eingebettet ist; unterseitig ist auf die LED (2) ein Kontaktierungselement (7) aufmetallisiert, welches seitlich über die LED (2) hinausragt und auf makroskopischer Ebene eine elektrische Kontaktierung der LED (2) ermöglicht, und zwar durch flächiges Verbinden, beispielsweise Löten.

Description

Beschreibung
Beleuchtungsvorrichtung mit optoelektronischem Bauelement
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrlehtung mit einem optoelektronischen Bauelement sowie ein Ver- fahren zum Herstellen derselben.
Stand der Technik
Der Begriff „Beleuchtungsvorrichtung" bezieht sich im Rahmen dieser Offenbarung auf ein gehäustes optoelektronisches Bau¬ element, also einen Baustein, der beispielsweise gemeinsam mit weiteren Bausteinen auf einer Leiterplatte montiert werden kann. Das optoelektronische Bauelement ist ein Licht emittierendes Bauelement aus etwa einem halbleitenden Materi al (im Rahmen dieser Offenbarung auch als „LED" abgekürzt) , beispielsweise eine anorganische oder im Allgemeinen auch or ganische Leuchtdiode.
Zur Häusung einer solchen LED ist es aus dem Stand der Technik bekannt, das Bauelement mit beispielsweise einem Unter¬ druckwerkzeug zu greifen, und auf einer meist bereits zuvor mit Pressmasse umspritzten Leiterzugstruktur (pre-molded leadframe) anzuordnen. Nachdem das Bauelement über Bonddräht elektrisch leitend mit dem leadframe verbunden ist, wird es mit Silikon umgössen; das Silikon füllt dabei eine seitlich von der Pressmasse begrenzte Kavität auf, in welcher das Bau element zu Anfang platziert wurde.
Der vorliegenden Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik vorteilhafte Häusung eines optoelektronischen Bauelements sowie ein entsprechendes Verfahrung zur Häusung anzugeben. Darstellung der Erfindung
Erfindungsgemäß löst diese Aufgabe eine Beleuchtungsvorrich¬ tung mit einem optoelektronischen Bauelement mit einer als Lichtaustrittsfläche ausgelegten Oberseite und einem der elektrischen Kontaktierung des Bauelements dienenden An- Schlusselement an der entgegengesetzten Unterseite, mit einem Hüllkörper, der das Bauelement zumindest teilweise umhüllt, jedoch die Unterseite des Bauelements freilässt, und mit ei¬ nem mit dem Anschlusselement elektrisch leitend verbundenen, flächigen ersten Kontaktierungselement, das sich unterseitig des Bauelements erstreckt und in dieser unterseitigen Erstre- ckung seitlich über das Bauelement hinausragt, wobei das ers¬ te Kontaktierungselement unmittelbar auf das Anschlusselement aufmetallisiert ist und eine sich unterseitig des Bauelements erstreckende, dem Bauelement abgewandte Oberfläche des ersten Kontaktierungselements als freie, zum flächig Verbinden der Beleuchtungsvorrichtung auf makroskopischer Ebene ausgelegte Kontaktfläche vorgesehen ist.
Eine erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung zeichnet sich zunächst durch einen vergleichsweise einfachen Aufbau aus, weil das Kontaktierungselement zum Einen die Schnittstelle zum Makroskopischen, beispielsweise zu einer Leiterplatte, darstellt und zum Anderen auch das Bauelement unmittelbar elektrisch leitend kontaktiert. Etwa im Vergleich zu dem ein- gangs beschriebenen Stand der Technik muss also nicht einerseits ein Bonddraht zur Kontaktierung des Bauelements und an¬ dererseits ein leadframe zum Lötverbinden mit beispielsweise einer Leiterplatte vorgesehen werden.
Das Kontaktierungselement wird unmittelbar auf das Anschluss- element, welches Teil des Bauelements ist, aufmetallisiert ; bei dem Anschlusselement kann es sich beispielsweise um eine zuvor etwa bereits im Zuge der Bauelement-Herstellung (im Rahmen eines frontend-Prozesses) aufgebrachte Metallisierung handeln (im Folgenden auch als „LED-Metallisierung" bezeichnet) . Bei dem vorstehend beschriebenen Häusungsverfahren gemäß dem Stand der Technik wird die im Rahmen der frontend- Prozessierung aufgebrachte LED-Metallisierung dann mit einem Bonddraht kontaktiert.
Die LED-Metallisierung kann beispielsweise eine Dicke von mindestens 250 nm, 500 nm, 700 nm, 800 nm beziehungsweise 900 nm haben; mögliche Obergrenzen liegen von der Mindestdicke unabhängig bei beispielsweise 10 ym, 5 ym, 3 ym, 2 ym bezie¬ hungsweise 1,5 ym. Mögliche Materialien der LED- Metallisierung sind zum Beispiel (jeweils als Schichtfolge) Titan/Platin/Gold (TiPtAu) , Titan/Palladium/Gold (TiPdAu) , Titan/Nickel/Palladium/Gold (TiNiPdAu) oder Gold/Zinn (AuSn) . Im Allgemeinen muss das Anschlusselement indes nicht notwen¬ digerweise ein metallisierter beziehungsweise durchgehend me¬ tallisierter Bereich sein, sondern kann ein solcher auch erst im Zuge der Herstellung des Kontaktierungselements entstehen; das Anschlusselement ist im Allgemeinen ein für eine elektri- sehe Kontaktierung des Bauelements vorgesehener Bereich, von dem aus beispielsweise Durchkontakte (vias) in Richtung der Epi-Schichten geführt sein können. In diesem Fall ließe sich mit einer erfindungsgemäßen Häusung zum Beispiel ein gegenwärtig im Rahmen der fron end-Fertigung durchgeführter Pro- zess in einen öacJcend-Prozess („Aufmetallisieren der Kontakt¬ elemente") integrieren.
Erfindungsgemäß wird das Kontaktierungselement auf das An¬ schlusselement des Bauelements (vorzugsweise auf eine LED- Metallisierung) „aufmetallisiert" , also durch Metallabschei- dung aufgebracht; das Kontaktierungselement entsteht erst im Zuge der Häusung, es wird also kein zuvor gesondert herge¬ stelltes Kontaktierungselement angesetzt, was beispielsweise den elektrischen Kontakt zur LED-Metallisierung verbessern und den logistischen Aufwand reduzieren helfen kann.
Das Kontaktierungselement kann beispielsweise aus einem Bad, stromlos und/oder elektrogalvanisch, abgeschieden oder durch Sputtern, Aufdampfen, Aufsprühen beziehungsweise Flammspritzen aufgebracht oder auch aufgeschmolzen sein.
Das Kontaktierungselement kann beispielsweise eine Dicke von mindestens 1 ym, 5 ym, 10 ym, 20 ym beziehungsweise 30 ym ha¬ ben; mögliche Obergrenzen liegen von der Mindestdicke unab- hängig bei beispielsweise 1500 ym, 1000 ym, 800 ym, 500 ym be¬ ziehungsweise 100 ym.
Vorzugsweise ist das Kontaktierungselement zumindest eine hinsichtlich der Höhenrichtung mittleren Bereich einstückig; „einstückig" meint insoweit frei von sich entweder infolge einer Unterbrechung des Aufmetallisierens und/oder durch eine Veränderung des aufmetallisierten Metalls ergebenden Materialgrenzen. Diese Einstückigkeit betrifft zumindest eine mitt¬ leren Bereich, der sich beispielsweise über mindestens 60 %, 70 % beziehungsweise 80 % der Dicke des Kontaktierungsele- ments erstrecken kann.
Zum Anschlusselement hin, also „oben", kann das Kontaktie¬ rungselement also beispielsweise eine im Vergleich dünne, zu¬ erst etwa als sogenannte Bekeimungsschicht (seed layer) abge¬ schiedene Schicht eines anderen Metalls aufweisen. Davon un- abhängig kann andererseits auch an der Kontaktfläche eine vom Volumenmaterial abweichende Beschichtung vorgesehen sein, zum Beispiel eine die Lötbarkeit verbessernde Beschichtung und/oder eine Korrosionsschutzbeschichtung .
Die dem Bauelement abgewandte, als Kontaktfläche zur ma- kroskopischen Ebene hin ausgelegte Oberfläche des ersten Kon- taktierungselements stellt eine „flächig verbindbare" Ober¬ fläche dar; das erfindungsgemäß gehäuste Bauelement kann also beispielsweise auf einer Leiterplatte angeordnet und damit lötverbunden werden, etwa in einem sogenannten reflow- Prozess. Im Allgemeinen kann „flächig verbinden" beispielsweise Löten, Diffusionslöten, Sintern oder Kleben meinen;
ferner kann eine entsprechende Verbindung zum Makroskopischen etwa auch mittels einer Verbindungspaste oder durch direkte Aufbringung, beispielsweise durch Ausbildung einer Legierung oder eines Direktkontakts mit einem Kontaktbereich auf einer Leiterplatte/Trägerplatte, der aus dem gleichen Material wie das Kontaktierungselement vorgesehen ist, hergestellt werden. Selbstverständlich schließt das Merkmal „freie Kontaktfläche" im Allgemeinen beispielsweise nicht das Vorhandensein einer Verpackung zum Schutz bei Transport oder Lagerung aus, beispielsweise einer die Kontaktfläche bedeckenden Folie.
Hinsichtlich einer zur Höhenrichtung senkrechten, das Bauele- ment mittig durchsetzenden (gedachten) Ebene liegen sowohl
Anschlusselement und Kontaktierungselement als auch die Kon¬ taktfläche auf derselben Seite, und zwar unterhalb davon. In anderen Worten erstreckt sich das Kontaktierungselement nicht „um das Bauelement herum", zur Oberseite des Bauelements; das Kontaktierungselement führt die Verdrahtung hingegen ein Stück weit seitlich von dem Bauelement weg.
Vorzugsweise erstreckt sich das Kontaktierungselement (und damit auch die Kontaktfläche) allein unterseitig des Bauele¬ ments, überragt das Kontaktierungselement das Bauelement also lediglich in seitlicher Richtung; eine (gedachte) Ebene, in welcher die Unterseite des Bauelements liegt, schneidet das Kontaktierungselement in diesem Fall also nicht. In anderen Worten ist dann der Halbraum oberhalb der Unterseite des Bau¬ elements Kontaktierungselement-frei ; das Kontaktierungsele- ment ist insoweit besonders einfach aufgebaut und kann bei¬ spielsweise „am Stück" aufmetallisiert werden.
Generell beziehen sich Angaben wie „oberseitig"/„unterseitig" beziehungsweise „Oberseite"/„Unterseite" auf die Höhenrich- tung, hinsichtlich welcher auch die Dicke, beispielsweise des Bauelements, einer LED-Metallisierung oder des Kontaktie- rungselements , angegeben wird. Auch die Begriffe „unterhalb" und „oberhalb" beziehen sich auf die Höhenrichtung, konkreti- sieren jedoch zusätzlich ein Fluchten in Höhenrichtung, schließen also eine Versatz in seitlicher Richtung aus.
Die Höhenrichtung kann nach der Montage des gehäusten Bauelements zum Beispiel mit einer Normalen auf die entsprechende Trägerplatte/Leiterplatte zusammenfallen; eine der Lichtaus- trittsfläche nachgelagerte Hauptausbreitungsrichtung des
Lichts, die als Schwerpunktsrichtung der nach der Leistung gewichteten Ausbreitungsrichtungen gebildet ist, liegt üblicherweise in Höhenrichtung.
In seitlicher Richtung werden die Breite und die Tiefe ange- geben; die seitliche Richtung liegt senkrecht zur Höhenrich¬ tung .
Bei einem erfindungsgemäß gehäusten Bauelement ragt das Kon¬ taktierungselement seitlich über das Bauelement hinaus; eine (gedachte) Ebene, die durch eine entsprechende Seitenfläche des Bauelements festgelegt wird, schneidet also das Kontak¬ tierungselement. In anderen Worten meint „über das Bauelement seitlich hinausragen", dass das Bauelement und der Kontaktie- rungskörper (insbesondere dessen Kontaktfläche) in einer Pro¬ jektion in Höhenrichtung auf eine zur Höhenrichtung senkrech- te Fläche teilweise überlappen.
Das über das Bauelement hinausragende Kontaktierungselement kann etwa insoweit vorteilhaft sein, als die Bauelemente eine eher geringe Breite und Tiefe haben und diese tendenziell auch weiter abnimmt; indem das Kontaktierungselement und da- mit die Kontaktierungsfläche seitlich über das Bauelement hinausragend vorgesehen wird, wird die Verdrahtung gewissermaßen „aufgespreizt", sodass eine Kontaktierung auf makrosko¬ pischer Ebene möglich ist. Das Kontaktierungselement kann in seitlicher Richtung bei¬ spielsweise um in dieser Reihenfolge zunehmend bevorzugt min¬ destens 5 %, 10 % beziehungsweise 15 % der in derselben Rich¬ tung genommenen Breite des Bauelements über dieses hinausra- gen; mögliche, von der Untergrenze unabhängige Obergrenzen können beispielsweise bei 100 %, 80 %, 60 % beziehungsweise 40 % liegen.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen finden sich in den abhängigen Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung. Dabei wird weiterhin nicht im Einzelnen zwischen einer Beschreibung der Vorrichtung und der Darstellung von Verfahrens- oder Verwendungsaspekten unterschieden; die Offenbarung ist implizit hinsichtlich sämtlicher Kategorien zu verstehen.
Die dem Bauelement abgewandte Kontaktfläche des Kontaktie- rungselements (auf diese bezieht sich der Begriff „Kontakt¬ fläche" ohne weitere Angabe im Rahmen dieser Offenbarung stets) hat in bevorzugter Ausgestaltung eine Fläche von mindestens 0,25 mm2 und/oder eine kleinste seitliche Erstreckung von mindestens 0,5 mm; die „kleinste seitliche Erstreckung" betrifft etwa im Falle einer nicht quadratischen Rechteckform die kleinere der beiden Seitenkanten.
Weitere mögliche Mindestwerte der Fläche liegen in dieser Reihenfolge zunehmend bevorzugt bei 0,5 mm2, 0,75 mm2 bezie¬ hungsweise 1 mm2; von diesen Untergrenzen unabhängige Ober- grenzen können beispielsweise bei 25 mm2, 15 mm2 beziehungs¬ weise 5 mm2 liegen. Weitere mögliche Mindestwerte der kleins¬ ten seitlichen Erstreckung können in dieser Reihenfolge zunehmend bevorzugt bei 0,6 mm, 0,7 mm, 0,8 mm beziehungsweise 0,9 mm liegen und von diesen Untergrenzen unabhängige Ober- grenzen beispielsweise bei 5 mm, 3 mm beziehungsweise 1mm. Die Kontaktfläche ist somit bevorzugt vergleichsweise gro߬ flächig vorgesehen; das gehäuste Bauelement kann über die Kontaktfläche direkt auf einer Trägerplatte/Leiterplatte mon- tiert werden, beispielsweise durch Verkleben oder Verlöten der Kontaktfläche, ist also als oberflächenmontiertes Bauteil (surface-mounted device, SMD) ausgelegt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des gehäusten Bauelements ist ein zweites Kontaktierungselement vorgesehen und unter¬ seitig des Bauelements angeordnet; auch das zweite Kontaktie¬ rungselement ist auf das Bauelement aufmetallisiert und ragt seitlich darüber hinaus, und zwar in einer dem ersten Kontaktierungselement entgegengesetzten Seite des Bauelements.
Sämtliche für das erste Kontaktierungselement offenbarten An¬ gaben (Größe, Maß des seitlichen Hinausragens etc.) sollen ausdrücklich auch für das zweite und gegebenenfalls ein wei¬ teres / weitere Kontaktierungselemente offenbart sein.
Indem die Kontaktierungselemente also an entgegengesetzten Seiten über das Bauelement hinausgeführt sind, kann eine ma¬ ximale seitliche „Aufspreizung" erreicht werden. So lässt sich auch im Falle eines Bauelements mit vergleichsweise kleinen seitlichen Abmessungen eine erfindungsgemäß direkte Kopplung zwischen Bauelementebene (LED-Metallisierung) und dem Makroskopischen, beispielsweise einer Leiterplatte, her¬ stellen. Vereinfacht gesprochen werden die Kontaktierungsele¬ mente in entgegengesetzte Richtungen von dem Bauelement weg¬ geführt, um flächige, hinreichend zueinander beabstandete Kontaktflächen zur Verfügung zu stellen, die beispielsweis eine Montage des gehäusten Bauteils durch Lötverbinden ermög¬ lichen .
Das erste und das zweite Kontaktierungselement haben in be¬ vorzugter Ausgestaltung einen in seitlicher Richtung genommenen minimalen Abstand von mindestens 50 ym, in dieser Reihen- folge zunehmend bevorzugt mindestens 100 ym, 150 ym bezie¬ hungsweise 180 ym; von dieser Untergrenze unabhängige Ober¬ grenzen können zum Beispiel bei 3 mm, 2 mm beziehungsweise 1 mm liegen. Im Allgemeinen können neben dem in bevorzugter Ausgestaltung vorgesehenen ersten und zweiten Kontaktierungselement selbst¬ verständlich auch weitere Kontaktierungselemente vorgesehen sein, etwa im Falle eines Bauteils mit mehreren Bauelementen; es können also beispielsweise insgesamt drei, vier, fünf, sechs, sieben oder acht beziehungsweise auch mehr Kontaktie¬ rungselemente vorgesehen sein. Die Kontaktierungselemente können beispielsweise auf zwei entgegengesetzte Seiten des Bauelements aufgeteilt, jeweils paarweise einander gegenüber- liegend angeordnet sein.
In bevorzugter Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung sind allein an der Unterseite des Bauelements Anschlusselemente vorgesehen; in diesem Fall sind an der Unterseite mindestens zwei Anschlusselemente vorgesehen, weil die als Lichtaustrittsfläche ausgelegte Oberseite des Bauelements Anschlusselement-frei ist und die elektrische Kontaktierung des Bauelements mindestens zwei Anschlussele¬ mente erfordert. Eine entsprechende, ausschließlich untersei¬ tige Anordnung entspricht den Gedanken des einfachen Aufbaus, weil keine aufwendige Verdrahtung um das Bauelement herum notwendig ist, sondern mit einer der Anzahl der Anschlussele¬ mente entsprechenden Zahl an Kontaktierungselementen die Anschlüsse nach unten und seitlich weggeführt werden können. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist an der Unterseite des Bauelements eine Licht reflektierende Reflexionsschicht angeordnet, und zwar vorzugsweise derart, dass ein Anschluss¬ element-freier Bereich des Bauelements vollständig davon be¬ deckt ist. Die Reflexionsschicht kann beispielsweise auf an¬ organischer oder organischer Basis vorgesehen sein; im Allge- meinen kann zur Reflexion beispielsweise auch ein Metall vorgesehen sein, etwa Aluminium oder Silber, das als Beschich- tung und/oder in ein Matrixmaterial eingebettet aufgebracht werden kann. Mit reflektiven Partikeln gefüllte Matrixmateri- alien sind generell bevorzugt, also beispielsweise Titandi¬ oxid-Partikel in Matrixmaterial, etwa in einem Silikon- Material .
Bei der Reflexionsschicht kann es sich etwa auch um eine Re- flektorfolie handeln, beispielsweise um eine Mikrozellulare PET Folie (MC-PET) ; die Reflektorfolie kann aufgrund des ver¬ wendeten Basismaterials und/oder aufgrund einer Oberflächen- strukturierung, beispielsweise in die Oberfläche eingebrachten Kavitäten reflektiv sein kann. Es sind auch reflektive Keramiken bekannt, die als erfindungsgemäße Reflexionsschicht Einsatz finden können, zum Beispiel als sogenannte ceramic ink .
Die Reflexionsschicht kann beispielsweise mittels physikali¬ scher und/oder chemischer Abscheideverfahren aufgebracht wer- den, etwa durch Sputtern, Drucken, Rakeln, Dispensen, litho- grafisch Strukturieren, abrasiv Strukturieren (μ- Sandstrahlen) , Jetten, Stempeln, Sprühen (auf zuvor applizierten Klebstoff) ; auch eine direkte Aufbringung ist mög¬ lich, bei welcher sich die Anbindung infolge einer kineti- sehen Beschleunigung der Partikel ergibt.
Die Reflexionsschicht dient jedenfalls der Reflexion von nach unten abgegebenem Licht, sodass dieses nach oben reflektiert wird und (zum Teil) durch die Lichtaustrittsfläche an der Oberseite des Bauelements austritt. In bevorzugter Ausgestal- tung wird als Bauelement nämlich eine LED mit einem für das
LED-Licht zumindest teilweise transmissiven Substrat vorgese¬ hen, beispielsweise mit einem Saphir-Substrat.
Insoweit kann das Bauelement an sich eigentlich für eine Lichtabgabe an der mit den Anschlusselementen versehenen „Un- terseite" ausgelegt sein, die im Falle einer konventionellen Montage die Oberseite darstellt. In einem erfindungsgemäßen Gehäuse wird ein solches Saphir-Bauelement also gewissermaßen verkehrt herum montiert, wobei die Reflexionsschicht einen Lichtaustritt an der Unterseite (die bei konventioneller Häu- sung als Oberseite und dementsprechend Lichtaustrittsfläche vorgesehen ist) verhindert, sodass das Licht an der Oberseite (bei erfindungsgemäßer Häusung) austritt. Soweit im Rahmen dieser Offenbarung also auf die „Lichtaustrittsfläche" Bezug genommen wird, meint dies die sich durch die erfindungsgemäße Häusung ergebende Lichtaustrittsfläche, die nicht zwingend mit der von beispielsweise einem Bauelement-Hersteller als Lichtaustrittsfläche spezifizierten Lichtaustrittsfläche zu- sammenfallen muss. Selbstverständlich muss das Licht dabei nicht allein durch die Lichtaustrittsfläche austreten, son¬ dern kann es (zum Teil) beispielsweise auch durch Seitenflä¬ chen des Bauelements austreten.
Andererseits kann jedoch im Falle eines Bauelements mit transmissivem Substrat, beispielsweise einem Saphir-Substrat, auch bereits im Zuge der Bauelement-Herstellung eine Reflexionsschicht vorgesehen werden, also im Rahmen eines frontend- Prozesses, beziehungsweise kann generell ein Bauelement Ver¬ wendung finden, dessen Lichtaustrittsfläche an sich schon den Anschlusselementen entgegengesetzt angeordnet ist.
Die üblicherweise aus Metall vorgesehenen Anschlusselemente können auch selbst eine reflektierende Wirkung haben, welche ferner durch die Auswahl eines geeigneten Materials begünstigt werden kann; insoweit können neben Silber und/oder Alu- minium auch Chrom, Titan und/oder Titanwolfram bevorzugt sein. Dabei muss das Anschlusselement nicht über seine gesam¬ te Dicke aus beispielsweise Silber vorgesehen werden, sondern kann auch nur eine dünne, zuerst abgeschiedene Schicht aus dem vergleichsweise hochpreisigen Silbermaterial vorgesehen werden. Etwa in Verbindung mit einem Anschlusselement aus
Silber oder Aluminium kann zum Hüllkörper und/oder Bauelement hin (in einem nicht zur elektrischen Kontaktierung vorgesehenen Bereich) auch eine Titandioxid-, Siliziumdioxid- und/oder Aluminiumoxid-Schicht in Bezug auf die Reihenfolge der Auf¬ bringung unterhalb des Anschlusselements vorgesehen sein (be¬ zogen auf die Orientierung des Gehäuses oberhalb davon) .
In bevorzugter Ausgestaltung ist eine Reflexionsschicht (be- sonders bevorzugt auch) in einem Bereich neben dem Bauelement vorgesehen, an der Unterseite des Hüllkörpers. Die Reflexi¬ onsschicht kann so nach schräg unten abgegebenes Licht nach schräg oben reflektieren und zumindest teilweise nutzbar ma¬ chen .
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist eine elektrisch isolierende Isolationsschicht vorgesehen und bezogen auf die Höhenrichtung zwischen dem Anschlusselement und dem Kontak- tierungselement angeordnet; diese Anordnung ist bereichsweise gegeben, also in einem Anteil der Fläche des Anschlussele- ments, beispielsweise in einem Flächenanteil von mindestens 5 %, 10 % beziehungsweise 15 %; mögliche Obergrenzen können bei 40 %, 30 % beziehungsweise 20 % liegen. Generell kann eine kleinste laterale Erstreckung des Anschlusselements etwa min¬ destens 30 ym, 40 ym beziehungsweise 50 ym betragen; von die- sen Untergrenzen unabhängige Obergrenzen können in Abhängigkeit von der Größe des Bauelements beispielsweise bei 1000 ym, 800 ym beziehungsweise 600 ym, etwa im Falle eines Bau¬ elements mit einer Kantenlänge von einem Millimeter.
Die Isolationsschicht bedeckt also das Anschlusselement zum Teil, und zwar vorzugsweise einen Randbereich des Anschluss¬ elements, besonders bevorzugt umlaufend. Von unten auf das Bauelement blickend lässt die Isolationsschicht dann also ei¬ nen Mittenbereich des Anschlusselements frei; die Isolations¬ schicht maskiert das Anschlusselement und legt so für das Aufmetallisieren des Kontaktierungselements den Kontaktbe¬ reich von Anschlusselement und Kontaktierungselement fest. Mit der das Anschlusselement maskierenden Isolationsschicht, die vorzugsweise einen mittigen Bereich des Anschlusselements frei lässt, kann beispielsweise eine gewisse Unempfindlich- keit gegenüber einem seitlichen Versatz beim Aufmetallisieren erreicht werden, was etwa in der Massenfertigung Vorteile bieten kann.
In bevorzugter Ausgestaltung ist eine Isolationsschicht unterhalb eines seitlichen Kontaktbereichs von Bauelement und Hüllkörper, in welchem also eine Seitenfläche des Bauelements an den Hüllkörper grenzt, vorgesehen (besonders bevorzugt in Verbindung mit der vorstehend beschriebenen „maskierenden" Anordnung) . Die Isolationsschicht ist vorzugsweise mit einem seitlichen Überlapp sowohl in Richtung des Bauelements als auch des Hüllkörpers vorgesehen; der Überlapp kann beispiels¬ weise jeweils mindestens 20 ym, 30 ym, 50 ym beziehungsweise 100 ym betragen und von dieser Untergrenze unabhängig bei- spielsweise maximal 500 ym, 400 ym beziehungsweise 300 ym. Eine entsprechend angeordnete, den Kontaktbereich zwischen Hüllkörper und Bauelement vorzugsweise um das gesamte Bauele¬ ment umlaufend abdeckende Isolationsschicht kann etwa einer Ausbildung eines elektrischen Kurzschlusses entlang einer Seitenfläche zu den Epi-Schichten des Bauelements vorbeugen helfen, etwa beim Aufmetallisieren des Kontaktierungsele- ments. Die Isolationsschicht kann insbesondere auch im Falle einer Feuchteeinwirkung Vorteile bieten, etwa im Falle einer Delamination zwischen Bauelement und Hüllkörper und auch so elektrische Fehlfunktionen vermeiden helfen.
In bevorzugter Ausgestaltung ist ein Anschlusselement-freier Bereich der Unterseite des Bauelements mit einer Isolations¬ schicht versehen, besonders bevorzugt in Verbindung mit der vorstehend beschriebenen „maskierenden" Anordnung und der Kontaktbereich-Verdeckung . Etwa im Falle einer Mehrzahl an der Unterseite des Bauelements vorgesehenen Anschlusselemente kann so beispielsweise auch der Entstehung eines elektrischen Kurzschlusses zwischen diesen vorgebeugt werden. Eine solche Isolationsschicht kann beispielsweise ihrerseits rückseitig (bezogen auf das Gehäuse unten) mit einer zusätzlichen
Schicht versehen sein, etwa im Falle einer transmissiven Isolationsschicht mit einer beispielsweise lokal aufgebrachten Reflexionsschicht.
Als Isolationsschicht-Material kommen prinzipiell sämtlich Dielektrika infrage, die aus der fron end-Fertigung bekannt ( Wafer-Level-Dielektrika) und fotolithografisch strukturier¬ bar sind, etwa Imid, WPR (zum Beispiel der Firma JSR Micro), Benzocyclobuten (BCB) oder Epoxid; es kann auch ein isolierender Lack vorgesehen werden, zum Beispiel ein Lötstopplack. Das Aufbringen kann beispielsweise auch mit einer Drucktechnik erfolgen, etwa in einem sogenannten inkjet-Verfahren oder etwa mit Schablonen beziehungsweise Siebdruck.
Ferner kann das Isolationsschicht-Material etwa auch Silizi¬ umdioxid (S1O2) , Siliziumnitrid (SiN) oder SiOxNy sein. Die Isolationsschicht kann beispielsweise aus einem Matrixmateri¬ al vorgesehen werden, in welches etwa auch Reflexionspartikel eingebettet sein können. Insoweit sollen sämtliche vorstehend für die Reflexionsschicht beschriebenen Anordnungsmöglichkei¬ ten ausdrücklich auch für die elektrisch isolierende Reflexionsschicht offenbart sein.
Das Vorsehen eines Matrixmaterials (egal ob für eine Reflexi¬ ons- und/oder eine Isolationsschicht) kann zudem auch inso- weit vorteilhaft sein, als in bevorzugter Ausgestaltung zusätzlich ein dessen Wärmeleitung verbesserndes Material eingebettet werden kann, beispielsweise Fused Silica- oder
Cristobali e-Partikel . Die Reflexions-/Isolationsschicht kann so auch den thermischen Haushalt des Gehäuses verbessern hel- fen; im Falle einer Reflexionsschicht sollte das die Wärme¬ leitung verbessernde Material im spektralen Bereich des von dem Bauelement beziehungsweise einem Konversionsmaterial emittierten Lichts eine nur geringe Absorption zeigen, um die Reflexionseigenschaften nicht zu beeinträchtigen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform bedeckt der Hüllkörper die Oberseite des Bauelements und weiter bevorzugt sämtliche Seitenflächen des Bauelements, also im Falle einer üblichen rechteckförmigen Bauelement-Geometrie alle vier Seitenflä¬ chen. Der Hüllkörper umhüllt das Bauelement von der Untersei¬ te abgesehen also vorzugsweise vollständig, sodass das Bau¬ element in gewissem Umfang vor Umwelteinflüssen geschützt ist, beispielsweise vor einer Feuchteeinwirkung.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist in den die Oberseite des Bauelements bedeckenden Hüllkörper entweder Konversionsmaterial eingebettet, ist der Hüllkörper also aus einem Kon¬ versionsmaterial enthaltenden Matrixmaterial vorgesehen, oder stellt das Konversionsmaterial selbst den Hüllkörper dar.
In beiden Fällen dient das Konversionsmaterial einer zumin¬ dest teilweisen Umwandlung des von dem Bauelement abgegebenen Lichts zu Licht längerer Wellenlänge. Das von dem gehäusten Bauelement abgegebene Licht kann eine Überlagerung des von dem Bauelement und dem Konversionsmaterial abgegebenen Lichts sein, was auch als „Teilkonversion" bezeichnet wird; andererseits kann im Falle einer sogenannten „Vollkonversion" dem Konversionsmaterial nachgelagert auch allein das von dem Kon¬ versionsmaterial emittierte, längerwellige Licht vorliegen. Das Konversionsmaterial wird auch als „Leuchtstoff" bezeich¬ net .
Der Hüllkörper kann beispielsweise in einem Druckverfahren oder durch Rakeln, durch Aufsprühen oder Aufgießen beziehungsweise Dispensen aufgebracht sein beziehungsweise aufge- schleudert werden. Ferner kann das Bauelement beispielsweise auch eingetaucht beziehungsweise in den Hüllkörper einge- presst werden. Besonders bevorzugt wird der Hüllkörper entweder in einem Gussverfahren, insbesondere in einem Spritzgussverfahren, aufgebracht oder als Folie vorgesehen und beispielsweise tiefgezogen oder auflaminiert . Dabei wird als Hüllkörper wei- ter bevorzugt ein Matrixmaterial vorgesehen, beispielsweise Silikon im Falle des Gießens, in welches, wie vorstehend be¬ schrieben, besonders bevorzugt Konversionsmaterial eingebet¬ tet ist. Generell ist der Hüllkörper in bevorzugter Ausgestaltung einstückig ausgebildet.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen eines in vorstehend beschriebener Weise gehäusten Bauelements, wobei der Hüllkörper derart auf das Bauelement aufgebracht wird, dass die Unterseite des Bauelements mit dem Anschluss¬ element frei bleibt. Im Allgemeinen kann das Bauelement dazu beispielsweise auch zunächst vollständig mit dem Material des Hüllkörpers umhüllt und die Unterseite des Bauelements an¬ schließend freigelegt werden; vorzugsweise wird die Untersei¬ te des Bauelements jedoch bereits beim Aufbringen des Hüll¬ körper-Materials nicht mit diesem bedeckt und muss dement- sprechend anschließend nicht freigelegt werden muss.
In einem weiteren Verfahrensschritt, der im Allgemeinen auch vor dem Aufbringen des Hüllkörpers erfolgen kann, vorzugsweise jedoch im Anschluss daran durchgeführt wird, wird das ers¬ te Kontaktierungselement hergestellt, also auf das Anschluss- element aufmetallisiert . Die in bevorzugter Ausgestaltung vorgesehene Mehrzahl Kontaktierungselemente wird besonders bevorzugt gleichzeitig aufmetallisiert .
Das Aufmetallisieren kann beispielsweise in einem Bad erfolgen, stromlos und/oder elektrogalvanisch; ferner kann das Kontaktierungselement auch durch Sputtern, Aufdampfen, Aufsprühen beziehungsweise Flammspritzen aufgebracht oder auch aufgeschmolzen werden. Die Herstellung erfolgt besonders bevorzugt parallelisiert, wobei eine Vielzahl Bauelemente auf einem gemeinsamen Träger vorgesehen werden. Vorzugsweise handelt es sich bei diesem Träger um einen Vereinzelungsträger, auf welchem die Bauteile bei/nach dem Vereinzeln durch beispielsweise Sägen eines Viafers ohnehin angeordnet sind, beispielsweise um eine soge¬ nannte Sägefolie.
Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zur Häusung werden die Bauelemente einzeln von einem solchen Ver- einzelungsträger genommen und auf jeweils einem eigenen Kup- f r-leadframe platziert (pick and place) ; demgegenüber kann bei der erfindungsgemäßen Herstellung vorteilhafterweise auf diesen zeitaufwendigen Verfahrensschritt verzichtet und kön¬ nen die auf dem Vereinzelungsträger vorgesehenen Bauteile pa- rallel gehäust werden. Es lassen sich so also beispielsweise auch einige hundert Bauelemente gleichzeitig häusen, was den Durchsatz erhöhen kann.
Die Hüllkörper können beispielsweise in einem gemeinsamen Verfahrensschritt auf sämtliche auf dem gemeinsamen Träger vorgesehenen Bauelemente aufgebracht werden, etwa durch das zuvor beschriebene Tiefziehen einer als Hüllkörper vorgesehenen Folie. Die Hüllkörper können jedoch auch aufgegossen werden, wobei mit einem Formwerkzeug den Bauelementen beispiels¬ weise jeweils eine eigene Kavität zugeordnet werden kann; die Kavitäten können nacheinander oder parallel aufgefüllt werden .
Es kann jedoch auch ein Formwerkzeug vorgesehen werden, welches die Hüllkörper der einzelnen Bauelemente zunächst als zusammenhängenden Körper freigibt, sodass erst nach einem Vereinzeln, etwa durch Sägen, Lasern, Stanzen oder Wasserstrahlschneiden, durch ein abschnittsweises Durchtrennen des zusammenhängenden Hüllkörpers vereinzelte Bauteile vorliegen. Vorzugsweise erstrecken sich die Kontaktierungselemente dabei nicht bis in die Abschnitte, entlang welcher durchtrennt wird (diese können beispielsweise als Sägerahmen bezeichnet wer¬ den) , muss beim Vereinzeln also allein der Hüllkörper durchtrennt werden.
Um das Vereinzeln zu vereinfachen, können die Hüllkörper beispielsweise auch über Stege, sogenannte Materialbrücken, an- einanderhängen, sodass beim Vereinzeln weniger Material durchtrennt werden muss (eben nur die Materialbrücken) und gewissermaßen schon eine Sollbruchstelle vorgegeben wird. Die Erfindung betrifft auch eine solche Beleuchtungsvorrich- tungsanordnung, bei welcher benachbarte Beleuchtungsvorrichtungen über einstückig mit den Hüllkörpern ausgebildete Materialbrücken zusammenhängen. So lässt sich beispielsweise auch die Gefahr eines Verlusts einzelner Bauteile vor deren Monta- ge verringern.
Die Herstellung betreffend werden die Kontaktierungselemente vorzugsweise in einem gemeinsamen Verfahrensschritt, also gleichzeitig, auf die Anschlusselemente der Vielzahl Bauele¬ mente aufmetallisiert, besonders bevorzugt nach dem Aufbrin- gen der Hüllkörper. Dabei können die Bauelemente beispiels¬ weise über einen gemeinsamen Träger beisammen gehalten werden, der üblicherweise nicht dem beim Aufbringen der Hüllkörper vorgesehenen Träger entspricht (die Bauelemente können also beispielsweise von der Sägefolie auf eine andere Folie übertragen werden). Die Bauelemente können jedoch beispielsweise auch ohne einen solchen Träger von einem (noch durchgehenden) Hüllkörper beisammen gehalten werden.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung einer vorstehend beschriebenen Beleuchtungsvorrichtung zum flächig Verbinden, insbesondere Fügeverbinden (etwa Löten oder Kleben) , auf makroskopischer Ebene, also über die dem Bauelement abgewand¬ te Kontaktfläche des Kontaktierungselements mit beispielswei¬ se einer Trägerplatte/Leiterplatte. Besonders bevorzugt fin- det das genauste Bauelement als SMD-Bauteil Verwendung, das weiter bevorzugt aufgelötet wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei¬ spielen näher erläutert, wobei die einzelnen Merkmale auch in anderer Kombination erfindungswesentlich sein können und in dieser Form offenbart sein sollen.
Im Einzelnen zeigt
Fig. 1 ein erfindungsgemäß gehäustes Bauelement mit einer
Reflexionsschicht ;
Fig. 2 ein erfindungsgemäß gehäustes Bauelement mit einer nicht reflektiven Isolationsschicht;
Fig. 3 ein mit einer tiefgezogenen Folie gehäustes Bauele¬ ment ;
Fig. 4 ein erfindungsgemäß gehäustes Bauelement in einer
Schrägansicht.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Fig. 1 zeigt als erstes Beispiel eines erfindungsgemäßen Bau¬ teils 1 (Beleuchtungsvorrichtung) eine LED 2, die von einem gegossenen Hüllkörper 3 ummantelt ist. Die Figur zeigt einen Zustand noch vor dem Vereinzeln der ansonsten fertig ge- häusten Bauteile 1; diese hängen noch über einstückig mit dem Hüllkörper 3 ausgebildete Materialbrücken 4 aneinander.
Selbstverständlich sind solche Materialbrücken 4 nicht zwingend vorgesehen; ein einstückig aufgebrachter Hüllkörper könnte auch ohne Materialbrücken 4 vereinzelt werden, und zwar durch Auftrennen entlang der (dann durchgehenden) Bereiche, in welchen in den Figuren 1 und 2 die Materialbrücken 4 vorgesehen sind.
In der Schnittdarstellung sind ferner die hinsichtlich der Höhenrichtung 5 an der Unterseite der LED 2 vorgesehenen An- Schlusselemente 6 (LED-Metallisierung) zu erkennen, im vorliegenden Fall je LED 2 ein Anoden- und ein Kathodenkontakt. Die LED 2 ist in Figur 1 insoweit verkehrt herum montiert, als in einem konventionellen Gehäuse die der LED- Metallisierung 6 entgegengesetzte Seite als Unterseite vorge¬ sehen und auf einem Träger montiert würde; die dementspre¬ chend obenliegende LED-Metallisierung würde über Bonddrähte mit üblicherweise einem leadframe verbunden.
Vorliegend weist die LED-Metallisierung 6 nach unten und sind Kontaktierungselemente 7 auf die LED-Metallisierung 6 aufme¬ tallisiert, und zwar durch zunächst Sputtern einer seed lay¬ er; auf diese wird dann ein lithografisch belichtbares Mate¬ rial aufgebracht, und es werden die Bereiche für die Kontak¬ tierungselemente 7 fotolithografisch strukturiert (die seed layer wird bereichsweise freigelegt) . Nach einem Abscheiden einer Kupferschicht darauf elektrochemisch in einem Bad werden das fotolithografisch strukturierbare Material und dann auch der seed layer unter dem fotolithografisch strukturierbaren Material entfernt.
Die der LED 2 abgewandte, untere Oberfläche der Kontaktie¬ rungselemente 7 ist als lötbare Kontaktfläche 8 ausgelegt; die als SMD-Bauteil vorgesehene Beleuchtungsvorrichtung 1 wird über die Kontaktflächen 8 großflächig mit einer Leiterplatte verbunden. Die Kontaktierungselemente 7 sind jeweils von der LED 2 weg seitlich nach außen geführt, sodass die Verdrahtung aufgespreizt wird.
Als Hüllkörper 3 ist ein Silikon-Formkörper vorgesehen, in welchen Konversionsmaterial (Leuchtstoffpartikel ) eingebettet ist .
Das Bauelement hat eine Höhe von 200 ym (etwa in Abhängigkeit von der benötigten Menge an Konversionsmaterial ist auch ein höheres Bauelement möglich) ; die Lichterzeugung erfolgt nahe der LED-Metallisierung 6, mehrere Mikrometer oberhalb davon. Die Epi-Schichten, zwischen welchen der pn-Übergang ausgebildet ist, sind vorliegend nämlich „auf" einem Saphir-Substrat vorgesehen (in der Figur unterhalb eines Saphir-Substrats) ; das Saphir-Substrat hat eine Höhe von ca. 100 ym und er- streckt sich bis zur Oberseite 9 der LED 2. Bei einer erfindungsgemäß gehäusten LED 2 ist diese Oberseite als Lichtaus¬ trittsfläche 9 vorgesehen.
Um auch nach unten abgegebenes Licht nutzbar machen zu können, und so die Effizienz des Bauteils 1 zu erhöhen, ist an der Unterseite von LED 2 und Hüllkörper 3 eine Reflexions¬ schicht 10 vorgesehen. Für die Reflexionsschicht 10 ist ein elektrisch isolierendes Matrixmaterial, vorliegend Silikon, vorgesehen, in welches Titandioxid-Partikel eingebettet sind, um die reflektiven Eigenschaften einzustellen. Daneben dient die Reflexionsschicht 10 zugleich auch der Isolation und kann das Entstehen elektrischer Kurzschlüsse vermeiden helfen. Die Reflexions-/Isolationsschicht bedeckt die Unterseite des Hüllkörpers 3 sowie den von der LED-Metallisierung 6 freien Bereich der Unterseite der LED 2 vollständig. Ferner über- deckt die Reflexions-/Isolationsschicht 10 auch jeweils einen Randbereich der LED-Metallisierung 6; der Überlapp in seitlicher Richtung 11 beträgt 10 ym.
Fig. 2 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsform, bei welcher wie im Falle jener gemäß Fig. 1 eine LED 2 in ei- nen aus Silikon-Material vorgesehenen Hüllkörper 3 eingebet¬ tet ist. Es ist wiederum der Zustand vor dem Vereinzeln der Bauteile 1 gezeigt, diese hängen noch über die Materialbrü¬ cken 4 aneinander.
Im Gegensatz zu der Ausführungsform gemäß Fig. 1 ist bei je- ner gemäß Fig. 2 unterseitig der LED 2 jedoch keine Reflexi¬ onsschicht vorgesehen; anstatt dessen ist die LED 2 bereits an sich für eine Lichtabgabe an der Oberseite ausgelegt, die¬ se bildet wiederum die Lichtaustrittsfläche 9. Bei der LED 2 der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist die Lichtaustrittsfläche 9 also bereits an sich an den Anschlusselementen 6 (der LED- Metallisierung) entgegengesetzten Seite angeordnet, was auch als Flip-Chip-Technologie bezeichnet wird. Insoweit ist ge- häuseseitig keine das Licht nach oben reflektierende Reflexi¬ onsschicht notwendig.
Unterseitig der LED 2 ist jedoch eine elektrisch isolierende Isolationsschicht 21 vorgesehen, vorliegend aus Siliziumnit¬ rid. Die zwischen den Anschlusselementen 6 vorgesehene Isola- tionsschicht 21 kann einer Ausbildung von elektrischen Kurzschlüssen zwischen den Anschlusselementen 6 vorbeugen helfen und die Unterseite der LED 2 in gewissem Umfang auch mechanisch schützen; so kann beispielsweise einer Beschädigung bei der Montage des Bauteils 1 auf einer Leiterplatte vorgebeugt werden.
Ferner ist die Isolationsschicht 21 auch mit den Seitenflä¬ chen der LED 2 fluchtend vorgesehen, deckt sie also von unten gesehen einen Kontaktbereich der LED-Seitenflächen mit dem Hüllkörper 3 ab. So kann beispielsweise im Falle einer Dela- mination des Hüllkörpers 3 von einer der Seitenflächen der
LED 2 der Entstehung eines elektrischen Kurzschlusses vorgebeugt werden; ein solcher könnte sich beispielsweise bereits während der Herstellung ausbilden, wenn sich nämlich beim Aufmetallisieren des Kontaktierungselements 7 Metall in dem Zwischenraum zwischen LED 2 und Hüllkörper 3 ansammelt und die Epi-Schichten erreicht.
Die Isolationsschicht 21 wird gleichwohl nur 15 ym seitlich nach außen über die LED 2 hinausragend vorgesehen, weil so ein möglichst geringer Teil der Oberseite der Kontaktierungs- elemente 7 verdeckt wird. Die in diesem Ausführungsbeispiel aus gesputterten Aluminium vorgesehenen Kontaktierungselemen- te 7 haben nämlich auch eine gewisse Reflexionsfunktion; der seitlich neben der LED 2 angeordnete Oberflächenbereich der Kontaktierungselemente 7 kann beispielsweise von dem Konver¬ sionsmaterial zum Teil nach unten abgegebenes Licht nach oben reflektieren und so nutzbar machen.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform und in der Folge unterschiedliche Stufen deren Herstellung. So illustriert Fig. 3A die noch nicht gehäuste LED 2 mit unterseitig, der Lichtaustrittsfläche 9 entgegengesetzt angeordneten An¬ schlusselementen 6 (Flip-Chip-Technologie) .
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 wird der Hüllkörper 3 nicht wie im Falle der Ausführungsbeispiele gemäß den Fig. 1 und 2 aufgegossen, sondern ist als Folie vorgesehen. Die LED 2 wird gewissermaßen als Ziehstempel in die nur vorvernetzte Phosphorfolie (zum Beispiel AF-500 ShinETSU) gedrückt, der Hüllkörper 3 also durch Tiefziehen der Phosphorfolie herge- stellt.
Nach dieser Formgebung wird die Phosphorfolie 3 mit darin eingebetteten LEDs 2 (es werden eine Vielzahl LEDs 2 parallel in dieselbe Folie 3 eingebettet) bei erhöhter Temperatur ver¬ netzt (t = 150 °C) . Danach behält die Folie 3 im Wesentlichen ihre Form, hält die LEDs 2 also mit einer gewissen mechanischen Stabilität.
Nach dem Abscheiden der Isolationsschicht 21, vorliegend WPR, werden die aus Kupfer vorgesehenen Kontaktierungselemente 7 aus einem Bad zunächst stromlos und dann elektrogalvanisch abgeschieden (vergleiche die Erläuterungen bezüglich des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1) .
Die Isolationsschicht 21 ist bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 nur mit dem seitlichen Kontaktbereich von LED- Seitenflächen/Folie fluchtend vorgesehen, um einer Ausbildung von Kurzschlüssen zu den Epi-Schichten vorzubeugen.
Die Situation gemäß Fig. 3C zeigt den Zustand vor dem Vereinzeln der Bauteile 1; die Folie 3 wird mit den jeweils äußeren Kanten der Kontaktierungselemente 7 fluchtend durchtrennt. Die so genausten LEDs 2 können beispielsweise mittels eines leitfähigen Klebstoffs oder eines Lots über die Kontaktflä¬ chen 8 mit einer Leiterplatte verbunden werden. Die Kontak- tierungselemente 7 dienen neben der elektrischen Kontaktie- rung der Anschlusselemente 3 auch einer mechanischen Stabilisierung, insbesondere des seitlich außerhalb der LED 2 lie¬ genden Bereichs des Bauteils.
Fig. 4 zeigt ein im Prinzip analog zur Ausführungsform gemäß Fig. 1 aufgebautes Bauteil 1, also eine in Silikonmaterial als Hüllkörper 3 vergossene LED 2 mit einer unterhalb von LED 2 und Hüllkörper 3 angeordneten Reflexionsschicht 10.
Fig. 4A zeigt eine schräge Aufsicht auf das Bauteil 1, so wie es beispielsweise nach der Montage auf eine Trägerplatte sichtbar wäre (die Kontaktierungselemente 7 liegen unterhalb und sind der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt) .
In der geschnittenen Ansicht von schräg unten gemäß Fig. 4B sind die Kontaktierungselemente 7 mit den großflächigen Kon¬ taktflächen 8 zu erkennen. Von dem Kontaktbereich zwischen der LED-Metallisierung 6 und den Kontaktierungselementen 7 abgesehen liegen die Kontaktierungselemente 7 auf der Refle¬ xionsschicht 10, die zugleich auch einer elektrischen Isolation dient und Kurzschlüsse zwischen den Kontaktierungsele¬ menten 7 und den Epi-Schichten vermeiden helfen kann.

Claims

Beleuchtungsvorrichtung (1) mit
einem optoelektronischen Bauelement (2) mit einer als Lichtaustrittsfläche (9) ausgelegten Oberseite und einem der elektrischen Kontaktierung des Bauelements (2) dienenden Anschlusselement (6) an der entgegengesetzten Unterseite,
einem Hüllkörper (3), der das Bauelement (2) zumindest teilweise umhüllt, jedoch die der Oberseite entgegenge¬ setzte Unterseite des Bauelements (2) freilässt,
einem mit dem Anschlusselement (6) elektrisch leitend verbundenen, flächigen ersten Kontaktierungselement (7), das sich unterseitig des Bauelements (2) erstreckt und in dieser unterseitigen Erstreckung seitlich über das Bauelement (2) hinausragt,
wobei das erste Kontaktierungselement (7) unmittelbar auf das Anschlusselement (6) aufmetallisiert ist und ei¬ ne sich unterseitig des Bauelements (2) erstreckende, dem Bauelement (2) abgewandte Oberfläche des ersten Kon- taktierungselements (7) als freie, zum flächig Verbinden der Beleuchtungsvorrichtung (1) auf makroskopischer Ebene ausgelegte Kontaktfläche (8) vorgesehen ist.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, bei welcher die Kontaktfläche (8) zumindest eines von einer Fläche von mindestens 0,25 mm2 und einer kleinsten seitlichen Erstreckung von mindestens 0,5 mm hat.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2 mit einem zweiten Kontaktierungselement (7), das unterseitig des Bauelements (2) angeordnet ist und seitlich darüber hinausragt, und zwar an einer dem ersten Kontaktierungs element (7) entgegengesetzten Seite des Bauelements (2)
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einem zweiten Kontaktierungselement (7), das unterseitig des Bauelements (2) angeordnet ist und zu dem ersten Kontaktierungselement (7) einen Abstand von mindestens 50 ym hat.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher allein an der Unterseite des Bau elements (2) Anschlusselemente (6) vorgesehen sind und die als Lichtaustrittsfläche (9) ausgelegte Oberseite des Bauelements (2) Anschlusselement-frei ist.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher eine Licht reflektierende Refle¬ xionsschicht (10) vorgesehen ist, welche Reflexions¬ schicht (10) an der Unterseite des Bauelements (2) ange ordnet ist, vorzugsweise derart, dass ein Anschlussele¬ ment-freier Bereich der Unterseite des Bauelements (2) vollständig von der Reflexionsschicht (10) bedeckt ist.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher eine Licht reflektierende Refle¬ xionsschicht (10) vorgesehen ist, welche Reflexions¬ schicht (10) in einem Bereich neben dem Bauelement (2), an der Unterseite des Hüllkörpers (3) angeordnet ist.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher eine elektrisch isolierende Iso¬ lationsschicht (10,11) vorgesehen ist, welche Isolati¬ onsschicht (10,11) in einem Bereich des Anschlussele- ments (6) hinsichtlich einer Höhenrichtung (5) zwischen dem Anschlusselement (6) und dem Kontaktierungselement (7) angeordnet ist.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher eine elektrisch isolierende Iso¬ lationsschicht (10,11) vorgesehen ist, welche Isolati¬ onsschicht (10,11) unterhalb eines seitlichen Kontaktbe¬ reichs von Bauelement (2) und Hüllkörper (3) angeordnet ist .
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher der Hüllkörper (3) die Oberseite und vorzugsweise sämtliche Seitenflächen des Bauelements
(2) bedeckt und bei welcher eines von Konversionsmaterial in den Hüllkörper (3) eingebettet und der Hüllkörper
(3) aus Konversionsmaterial vorgesehen ist, wobei das Konversionsmaterial dazu ausgelegt ist, das von dem Bau¬ element emittierte Licht zumindest teilweise zu konver¬ tieren .
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher der Hüllkörper (3) eines von ei¬ nem gegossenen, insbesondere spritzgegossenen, Formkörper und einer Folie ist.
Beleuchtungsvorrichtungsanordnung mit einer Mehrzahl Beleuchtungsvorrichtungen (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher benachbarte Beleuchtungsvorrichtungen (1) über einstückig mit den Hüllkörpern (3) ausgebildete Materialbrücken (4) miteinander verbunden sind . Verfahren zum Herstellen einer Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 oder eine Beleuch- tungsvorrichtungsanordnung nach Anspruch 12,
umfassend die Schritte:
Vorsehen eines optoelektronischen Bauelements (2) mit einem der elektrischen Kontaktierung des Bauelements dienenden Anschlusselement (6);
Aufbringen eines Hüllkörpers (3) , der das Bauele¬ ment (2) zumindest teilweise umhüllt, jedoch eine Unterseite des Bauelements (2) mit dem Anschluss¬ element (6) freilässt;
Herstellen eines ersten Kontaktierungselements (7), das seitlich über das Bauelement (2) hinausragt, durch Aufmetallisieren des ersten Kontaktierungselements (7) auf das Anschlusselement (6), wobei die dem Bauelement (2) abgewandte Oberfläche des ersten Kontaktierungselements (7) als freie, zum flächig Verbinden der Beleuchtungsvorrichtung (1) auf makroskopischer Ebene ausgelegte Kontaktfläche (8) vorgesehen ist .
Verfahren nach Anspruch 13, bei welchem eine Vielzahl Bauelemente (2) auf einem gemeinsamen Träger vorgesehen werden und die Kontaktierungselemente (7) in einem ge¬ meinsamen Verfahrensschritt auf die Anschlusselemente (6) aufmetallisiert werden sowie vorzugsweise auch die Hüllkörper (3) in einem gemeinsamen Verfahrensschritt auf die Bauelemente (2) aufgebracht werden.
15. Verwendung einer Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche zum flächig Verbinden der Beleuchtungsvorrichtung (1) auf makroskopischer Ebene über die dem Bauelement (2) abgewandte Kontaktfläche (8) des ersten Kontaktierungselements (7).
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