WO2015052163A1 - Optoelektronisches bauteil und befestigungsmethode - Google Patents

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Ulrich Frei
Stefan GRÖTSCH
Norbert HÄFNER
Kurt-Jürgen Lang
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the invention relates to an optoelectronic component and to a method for processing an optoelectronic component
  • the invention further relates to a method for equipping a carrier with an optoelectronic component and to a device for receiving an optoelectronic component.
  • LEDs typically need to be aligned or placed on a board very precisely with optics and / or optical reference marks to work efficiently for an optical system. This usually requires a considerable effort in terms of tolerances on the
  • PCB for, for example, holes, solder pads,
  • the LED can tilt during the soldering process, which can lead both optically and mechanically to failures or a poorer solder joint.
  • Component comprising a light-emitting diode, which can be safely placed on a circuit board without a displacement or tilting of the component occurs in a soldering process.
  • the object underlying the invention can therefore be seen to provide an improved optoelectronic device, which overcomes the aforementioned disadvantages and allows a reliable fixation on a support.
  • the object underlying the invention can also be seen to provide a corresponding method for processing an optoelectronic device.
  • the object underlying the invention can also be seen in providing a corresponding method for equipping a carrier with the optoelectronic component according to the invention.
  • the object underlying the invention can also be seen in a device for receiving the
  • an optoelectronic device comprising: a light emitting diode;
  • Receiving device on which the light-emitting diode is accommodated, wherein the receiving device has a fixing device, wherein the fixing device comprises adhesive, in order to be able to glue the receiving device to a carrier carrying the receiving device.
  • a method of processing an optoelectronic device comprising the steps of: providing a
  • Fixation device on the receiving device, wherein the fixing device has adhesive to the
  • a method for equipping a carrier with the optoelectronic component according to the invention comprising the steps of arranging the optoelectronic component on the carrier and fixing the component to the carrier by means of the adhesive.
  • a belt having a plurality of containers, wherein the containers are formed, one each
  • the container each having a recess, wherein the recess is formed to receive the adhesive of the fixing device contactless.
  • the invention therefore particularly includes the idea of providing the receiving device, which receives the light-emitting diode, with an adhesive.
  • the optoelectronic component is advantageously set up and optimized so that it can be glued onto a carrier.
  • tilting of the component, when it is arranged on the carrier can thus advantageously be avoided.
  • an optoelectronic component is provided which has already been optimized for an adhesion process or an adhesion process.
  • Optoelectronic component comprising containers, each having a recess, wherein the recess is formed to receive the adhesive of the fixing device contactless, causes in an advantageous manner that
  • Optoelectronic components can be stored and transported reliably and safely. This is because the
  • Components can not stick in the container because
  • Recesses are formed, which are the glue of the
  • Fixing device can record contactless. This means in particular that the adhesive has no contact with the recess. This means in particular that the adhesive has no contact with inner walls of the container and thus also with the recess.
  • An adhesive in the sense of the present invention refers in particular to a process material which is used for bonding.
  • an adhesive is defined as a non-metallic material passing through the parts to be joined
  • adheresive is used here especially as
  • the fixing device can have several different types of adhesives.
  • the carrier is formed as a circuit board.
  • a circuit board may be referred to in particular as a printed circuit board.
  • the board or the printed circuit board is preferably the board or the printed circuit board
  • the fixing device has a spacer, which is fastened with a first end to the receiving device, and wherein adhesive is arranged at a second end opposite the first end. According to a further embodiment it can be provided that the fixing device has a spacer, which with a first end to the receiving device
  • the spacers may be referred to in particular as feet, in particular as feet.
  • the spacer attached to the first end of the receiving device is, wherein the adhesive is subsequently arranged at the second end.
  • Spacer initially has no adhesive at the second end. This is arranged in particular after the positioning of the spacer on the receiving device to the second end.
  • the spacer has two legs extending parallel to one another, which are arranged at a distance from one another.
  • the spacer may have an H-shape, a C-shape or a U-shape.
  • the spacer is formed from the adhesive.
  • a receiving device which is designed as a ceramic substrate or comprises such.
  • the spacer is formed integrally with the receiving device. So that means in particular that the
  • Spacer and the receiving device form a common component.
  • the spacer can be molded with advantageously.
  • Spacer is placed on the second end.
  • the adhesive is applied to the second end of the spacer by means of stamping. This for example by means of a pad printing process. This particular before loading, especially immediately before loading, the wearer, in particular the board or the circuit board, with the
  • the adhesive is already applied to the second end of the workpiece during the processing or production of the optoelectronic component
  • provision may be made for the spacer to be formed, in particular punched, of a double-sided adhesive tape.
  • the spacer can be easily adhered to the receiving device with its first end.
  • Solder paste bed of a printed circuit board or a board can be pressed so that upon contact of the second end with the adhesive, the component with the carrier, in particular the
  • a height of the spacer is preferably such that both a printed solder paste (for
  • Example with a thickness of about 120 ym has space, as well as the molten solder still in contact with the copper of
  • a plurality of spacers may be provided.
  • the spacers may for example be the same or in particular formed differently. This means in particular that a spacer or a plurality of spacers are formed from the adhesive and that at the same time a spacer or a plurality of spacers are formed integrally with the receiving device.
  • a spacer is provided at each corner of the receiving device, in particular when it comprises a housing, at the corners of the housing, is arranged.
  • the receiving device comprises a housing.
  • the housing may, for example, a polygonal shape, in particular a
  • the light-emitting diode is arranged in the housing, that is preferably of this
  • the receiving device comprises a carrier component, on which the light-emitting diode is arranged.
  • the carrier component may in particular have a polygonal shape, in particular a quadrangular shape.
  • a plurality of light emitting diodes may be provided, which may for example be the same or preferably different.
  • the fixing device comprises a drop of adhesive.
  • the drop may preferably be arranged in a recess of the receiving device.
  • Fixing device is provided with a recess, wherein then a drop of adhesive in the
  • Recording device is a drop of glue, so a drop of adhesive, is introduced or will. This causes in an advantageous manner that the component can be pressed for example in a solder paste bed and at contact of the
  • Adhesive drop with the board, in general the carrier, can be fixed.
  • a height and / or quantity and / or a diameter of the drop will be or will be sized to accommodate both a printed solder paste (for example having a thickness of about 120 ym) and that
  • molten solder still has contact with the copper of the circuit board and the solder pads.
  • a plurality of recesses are or are formed.
  • the recesses may be the same or, in particular
  • the recess may be a
  • Arc shape in particular a circular arc shape, have.
  • a drop of adhesive can fit particularly well in the recess and thus holds there particularly
  • multiple drops may come out
  • the drops may be the same or preferably different
  • a plurality of drops may be arranged in a recess or be. This causes a particularly reliable fixation of the receiving device to the carrier, in particular the board.
  • a respective number of drops of adhesive per recess may in particular be different or preferably the same.
  • Recording device in particular of the support member or the housing, are formed or be.
  • the adhesive may be in the
  • Recess be dispensed so that it can form a drop.
  • an already finished drop of adhesive into the recess is another embodiment.
  • the belt in particular the container, have a plurality of recesses, through which the adhesive can be dispensed onto the component, that is, into the recess.
  • the containers of the belt each have a hole or recess or a plurality of holes or recesses through which adhesive on the
  • the hole or holes are formed in particular in the recess of the container.
  • the recesses are formed at corners of the receiving device or are.
  • the adhesive is a non-hardening adhesive. This is particularly advantageous if a drop of adhesive is provided.
  • the receiving device before the application of the
  • Fixing device is provided with a bore, is introduced into the adhesive, wherein the adhesive is formed to have a solid state of matter at a first temperature and at a second temperature, which is greater than the first temperature, to go into a liquid state.
  • the adhesive is initially solid at the first temperature and can be liquefied only after heating to the second temperature. So the component can at the first temperature on the carrier
  • the adhesive is then cured. This causes in an advantageous manner that he can not become liquid again when heated above the second temperature, whereby he would then lose its adhesive force. This could happen, for example, in a soldering oven during a soldering process.
  • the first temperature may be between 0 ° C and 30 ° C.
  • the second temperature may for example be between 50 ° C and 200 ° C.
  • the first temperature may be between 0 ° C and 30 ° C.
  • the second temperature may for example be between 50 ° C and 200 ° C.
  • the first temperature may be between 0 ° C and 30 ° C.
  • the second temperature may for example be between 50 ° C and 200 ° C.
  • the second temperature may be between 50 ° C and 200 ° C.
  • Adhesive at standard conditions according to DIN 1343, ie at a temperature of 273.15 K and a pressure of 131325 Pa.
  • the curing of the adhesive may, for example, by means of irradiation with blue (wavelength: 380 nm to 480 nm) light and / or ultraviolet (wavelength: 100 nm to 380 nm) light. The exact wavelength for curing depends
  • a suitably cured adhesive or a correspondingly cured adhesive thus advantageously holds during a soldering process, in particular during a
  • the bore is a conical bore. so that means
  • the heating is carried out by means of infrared radiation (wavelength: 780 nm to 1 mm).
  • infrared radiation wavelength: 780 nm to 1 mm.
  • heating can also be effected by applying a laser beam and / or one or more laser pulses.
  • the container has a
  • the bottom portion is dimensioned so that edge regions of the receiving device do not rest on the bottom portion, wherein the edge regions of the
  • the edge areas float virtually in the air and are thus incorporated without contact or contactless in the container.
  • the bottom portion in a
  • Recess also called container recess, go over, which may for example have a step shape. Through the step, space is formed, in which the adhesive is arranged.
  • the containers may be the same or preferably different.
  • FIG. 1 shows a circuit board and an optoelectronic component
  • FIG. 2 shows the printed circuit board equipped with the optoelectronic component according to FIG. 1, FIG.
  • FIG. 4 shows the optoelectronic component according to FIG. 3 in an oblique top view from below, FIG.
  • FIG. 6 shows the circuit board equipped with the optoelectronic component according to FIG. 5
  • FIG. 7 shows two devices for receiving a
  • Figures 8 to 10 are each a view of a board equipped with an optoelectronic component to
  • 11 is a flow chart of a method for processing an optoelectronic device
  • FIG. 12 shows a flow diagram of a method for equipping a carrier with an optoelectronic component.
  • FIG. 1 shows an optoelectronic component 101 and a circuit board 103.
  • the circuit board 103 is shown on the left in a sectional view (upper drawing) and in a view from below (lower drawing).
  • the optoelectronic component 101 is right hand in a plan view or top view (upper drawing), a
  • the circuit board 103 has a substrate 105, which may also be referred to as a carrier substrate or platinum substrate.
  • solder masks 107 are formed spaced apart on the substrate 105.
  • solder pads (109) each have a solder paste 111 is applied or arranged.
  • solder paste 111 is applied or arranged.
  • the optoelectronic component 101 has a light-emitting diode 113, which is received by a recording device 115.
  • the receiving device 115 is formed as a housing in which the light-emitting diode 113 is arranged.
  • Receiving device 115 has a quadrangular shape.
  • two regions 117 are formed, which include metallizations with solder pads. About these two areas 117, an electrical contacting of the light-emitting diode 113 is made possible in an advantageous manner.
  • Receiving device 115 is arranged or attached.
  • the spacers 119 each have a first end 121 and a first end 121 opposite the second end 123. With the first end 121, the spacers 119 are attached to the receiving device 115. Adhesive is applied or disposed on a surface of the second end 123 facing away from the receiver 115. This adhesive is symbolic with the reference numeral 125
  • Spacer 119 has a square shape. There are many other geometric shapes possible. For example, a circular shape may be provided. The spacers 119 may be integral with the
  • Recording device 115 may be formed.
  • the spacers 119 may be formed, for example, as a separate component relative to the receiving device 115. In this case Then the spacers 119 are glued or otherwise fixed with their first end 121 to the receiving device 115, ie on its underside.
  • the optoelectronic component 101 with its configuration shown specifically in FIG. 1 is to be regarded as an example only. Depending on the application, further possible configurations relating to the two areas 117
  • a plurality of light emitting diodes 113 may be provided. Also, a plurality of light emitting diodes 113
  • a support member may be provided, on which the
  • Light emitting diode 113 is arranged.
  • Fig. 2 shows the board 103 equipped with the
  • soldering process shown.
  • the assembled board 103 is shown after a soldering process.
  • the upper drawings of FIG. 2 show a sectional view.
  • the optoelectronic component 101 is deposited in the solder pastes 111, whereby the second ends 123 with their adhesive 125 make contact with the solder mask 107
  • Adhesive 125 causes. This before the soldering process.
  • FIG. 3 shows a further optoelectronic component 301 in an oblique top view.
  • the optoelectronic component 301 comprises two light-emitting diodes 113, which are received by a recording device 115.
  • the receiving device 115 is designed as a carrier component, on which the two light-emitting diodes 113
  • the three spacers 119 are arranged on an underside of the receiving device 115. This is shown in FIG. 4.
  • the three spacers 119 form an isosceles triangle.
  • the third spacer is then corresponding to a side opposite the two corners of the
  • Receiving device 115 is provided.
  • Optoelectronic device 301 when it is mounted on a circuit board, difficult or even avoided during a soldering process.
  • Receiving device 115 is remote, adhesive on.
  • the spacers 119 with adhesive form a
  • Fig. 5 shows a circuit board 103 and another
  • optoelectronic component 501 are substantially analog to the embodiment shown in Fig. 1. Reference may be made to the corresponding explanations.
  • the receiving device 115 of the optoelectronic component 501 has on its underside in the four corners in each case a recess 503, which has a
  • Arc shape in particular a circular shape having.
  • a drop of adhesive 505 is arranged or introduced in each case.
  • the adhesive is preferably a non-hardening adhesive.
  • the drops 505 form a fixing device.
  • the recesses 503 are formed at the four corners of the underside of the receiving device 115.
  • Fig. 6 shows views analogous to the views of FIG. 2. Reference may be made to the corresponding embodiments.
  • Optoelectronic component 501 on the board 103 the four drops 505 of adhesive contact the solder masks 107 and thus glue the receiving device 115 with the solder masks 107.
  • Left hand is the assembled board 103 in front of you
  • Optoelectronic device 501 effectively prevented during the soldering process in an advantageous manner.
  • Fig. 7 shows two devices 701 and 703 for receiving an optoelectronic device according to the present invention in a cutaway view. The upper ones
  • FIG. 7 shows a plan view of the Devices 701 and 703.
  • the drawings below show a sectional view of devices 701 and 703.
  • Both devices 701 and 703 are constructed substantially the same. They each have a belt 705, each having perforations 706, whereby the belt 705 can be transported or displaced by suitable transport mechanisms. This, for example, analogous to a film that is transported in a camera.
  • Each belt 705 has a plurality of containers 707, in which, for example, in each case an optoelectronic component 101 according to FIG. 1 or an optoelectronic component 501 according to FIG. 5 can be used.
  • the component 101 according to FIG. 1 is used in the left-hand device 701. In the right
  • the container 707 each have recesses 709, which are designed so that they can receive the adhesive of the components 101, 501 without contact. so that means
  • the adhesive does not touch the recesses 709 and also other inner walls of the container 707 when the components are received in the container 707.
  • the concrete shape of the recesses 709 depends in particular on the specific geometric configuration of the
  • the recesses 709 can also as
  • Container recesses are called.
  • the containers 707 of the devices 701 703 have four stepped recesses in the bottom region, whose course preferably corresponds approximately to the
  • FIG. 8 shows another optoelectronic component 801 mounted on a circuit board 103.
  • the receiving device 115 has a conically extending bore 805, in which adhesive 803 is introduced.
  • the adhesive 803 is under normal conditions (for
  • Example standard conditions especially at a first temperature, fixed, ie in a solid state.
  • the adhesive 803 changes to a liquid state of aggregation.
  • the optoelectronic component 801 is then placed in position as shown in FIG. 8 on the circuit board 103 and pressed into the liquid solder paste 111. This advantageously creates a cavity 807 between the board 103 and the receiving device 115.
  • the adhesive 803 is heated or heated to the second temperature. This particular local, so that the solder paste 111 is not or not significantly miter stiirmt and thus a flux of the solder paste 111 can not run.
  • a local heating or heating can be carried out for example by means of infrared radiation.
  • Infrared radiation is symbolically indicated by an arrow with the reference numeral 901.
  • Infrared radiation can also be done with a laser.
  • the adhesive 803 extends into the cavity 807th
  • the running adhesive 803 thus contacts both the receiving device 115 and the circuit board 103 with the substrate 105 and the solder pads 109. This causes a good fixation by means of gluing.
  • the adhesive 803 After the adhesive 803 has passed, the adhesive 803 is cured. This for example by ultraviolet irradiation or irradiation with blue light. The exact wavelength depends in particular on the adhesive 803 used. As a result of curing solidifies the
  • Adhesive 803 and thus causes a good fixation.
  • 11 shows a flowchart of a method for
  • an optoelectronic component is provided, wherein the component has a light-emitting diode and a recording device on which the light-emitting diode
  • a fixing device is applied to the receiving device, wherein the
  • Fixing device has adhesive to the
  • Fig. 12 shows a flowchart of a method for
  • the optoelectronic component 801 is arranged on the carrier, in particular on the circuit board.
  • a step 1203 after arranging and before Fix the adhesive to at least the second temperature heated. This advantageously causes the adhesive to liquefy and run out of the bore and contact both the carrier and the receiver.
  • the carrier equipped in this way is further processed or processed.
  • a soldering process can be provided.
  • the stocked carrier can be driven, for example, through a reflow oven.
  • Component 801 held in position and no longer blurred by wetting forces of the solder.
  • the invention can be applied in particular to high-power LEDs, LEDs in general, especially if a high

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauteil (101, 301, 501, 801), umfassend eine Leuchtdiode (113), eine Aufnahmeeinrichtung (115), an der die Leuchtdiode (113) aufgenommen ist, wobei die Aufnahmeeinrichtung (115) eine Fixierungseinrichtung (119; 125, 505, 803) aufweist, wobei die Fixierungseinrichtung (119; 125, 505, 803) Klebstoff (803) umfasst, um die Aufnahmeeinrichtung (115) auf einen die Aufnahmeeinrichtung (115) tragenden Träger kleben zu können. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Bearbeiten eines optoelektronischen Bauteils. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Bestücken eines Trägers mit einem optoelektronischen Bauteil. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Aufnehmen eines optoelektronischen Bauteils.

Description

Beschreibung
OPTOELEKTRONISCHES BAUTEIL UND BEFESTIGUNGSMETHODE Die Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauteil sowie ein Verfahren zum Bearbeiten eines optoelektronischen
Bauteils. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Bestücken eines Trägers mit einem optoelektronischen Bauteil sowie eine Vorrichtung zum Aufnehmen eines optoelektronischen Bauteils.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 10 2013 220 302.0, deren
Offenbarungsgehalt hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird.
LEDs müssen in der Regel, damit sie für ein optisches System effizient arbeiten können, auf einer Platine sehr genau zur Optik und/oder zu Referenzmarken für die Optik ausgerichtet oder platziert werden. Dies erfordert üblicherweise einen beträchtlichen Aufwand bezüglich der Toleranzen auf der
Platine für zum Beispiel Bohrungen, Lötpads,
Lötstopplackmaske, aber auch einen Aufwand beim
Verarbeitungsprozess selbst. Außerdem kann die LED während des Lötprozesses verkippen, was sowohl optisch wie auch mechanisch zu Ausfällen oder einer schlechteren Lötverbindung führen kann.
Es besteht also ein Bedarf an einem optoelektronischen
Bauteil umfassend eine Leuchtdiode, das sicher auf einer Platine platziert werden kann, ohne dass bei einem Lötprozess eine Verschiebung oder Verkippung des Bauteils auftritt.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann daher darin gesehen werden, ein verbessertes optoelektronisches Bauteil bereitzustellen, das die vorgenannten Nachteile überwindet und eine zuverlässige Fixierung auf einem Träger ermöglicht. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann auch darin gesehen werden, ein entsprechendes Verfahren zum Bearbeiten eines optoelektronischen Bauteils bereitzustellen. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann ferner darin gesehen werden, ein entsprechendes Verfahren zum Bestücken eines Trägers mit dem erfindungsgemäßen optoelektronischen Bauteil bereitzustellen. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann auch darin gesehen werden, eine Vorrichtung zum Aufnehmen des
erfindungsgemäßen optoelektronischen Bauteils
bereitzustellen, die eine problemlose Lagerung und/oder einen problemlosen Transport ermöglicht.
Diese Aufgaben werden mittels des jeweiligen Gegenstands der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand von jeweils abhängigen Unteransprüchen. Nach einem Aspekt wird ein optoelektronisches Bauteil bereitgestellt, umfassend: eine Leuchtdiode, eine
Aufnahmeeinrichtung, an der die Leuchtdiode aufgenommen ist, wobei die Aufnahmeeinrichtung eine Fixierungseinrichtung aufweist, wobei die Fixierungseinrichtung Klebstoff umfasst, um die Aufnahmeeinrichtung auf einen die Aufnahmeeinrichtung tragenden Träger kleben zu können.
Gemäß noch einem Aspekt wird ein Verfahren zum Bearbeiten eines optoelektronischen Bauteils bereitgestellt, umfassend die folgenden Schritte: Bereitstellen eines
optoelektronischen Bauteils, wobei das Bauteil eine
Leuchtdiode und eine Aufnahmeeinrichtung aufweist, an der die Leuchtdiode aufgenommen ist, und Aufbringen einer
Fixierungseinrichtung an der Aufnahmeeinrichtung, wobei die Fixierungseinrichtung Klebstoff aufweist, um die
Aufnahmeeinrichtung auf einen die Aufnahmeeinrichtung
tragenden Träger kleben zu können. Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Bestücken eines Trägers mit dem erfindungsgemäßen optoelektronischen Bauteil bereitgestellt, umfassend die Schritte: Anordnen des optoelektronischen Bauteils auf den Träger und Fixieren des Bauteils mit dem Träger mittels des Klebstoffs.
Nach noch einem Aspekt wird eine Vorrichtung zum Aufnehmen des erfindungsgemäßen optoelektronischen Bauteils
bereitgestellt, umfassend: einen Gurt mit mehreren Behältern, wobei die Behälter ausgebildet sind, jeweils ein
optoelektronisches Bauteil aufzunehmen, wobei die Behälter jeweils eine Aussparung aufweisen, wobei die Aussparung ausgebildet ist, den Klebstoff der Fixierungseinrichtung kontaktlos aufzunehmen.
Die Erfindung umfasst also insbesondere den Gedanken, die Aufnahmeeinrichtung, die die Leuchtdiode aufnimmt, mit einem Klebstoff zu versehen. Somit ist in vorteilhafter Weise das optoelektronische Bauteil eingerichtet und optimiert, um auf einen Träger geklebt werden zu können. Es bedarf somit keiner weiteren zusätzlichen Maßnahmen, zum Beispiel Klebstoff auf dem Träger, um eine sichere Fixierung des optoelektronischen Bauteils auf dem Träger zu bewirken. Insbesondere kann somit in vorteilhafter Weise ein Verkippen des Bauteils, wenn es auf dem Träger angeordnet ist, vermieden werden. Insbesondere wenn nach dem Verkleben das optoelektronische Bauteil mit dem Träger verlötet wird, wird ein solches Verkippen oder ein Verschieben des Bauteils relativ zu dem Träger vermieden. Es wird erfindungsgemäß ein optoelektronisches Bauteil bereitgestellt, das bereits für einen Klebevorgang oder ein Klebverfahren optimiert ist.
Es werden insbesondere die folgenden technischen Wirkungen und Vorteile erzielt: Durch das Vorsehen des Klebers besteht eine einfache
Möglichkeit zur Fixierung des optoelektronischen Bauteils auf dem Träger. Es ist somit in vorteilhafter Weise kein zusätzlicher Aufwand für Spezialmaschinen nötig, die in der Regel eine Fixierung des Bauteils relativ zu dem Träger bewirken, beispielsweise indem sie das Bauteil in einer vorbestimmten Position halten. Ferner wird in vorteilhafter Weise die Verkippung des
Bauteils relativ zu dem Träger reduziert oder vermieden.
Das Bereitstellen der Vorrichtung zum Aufnehmen des
optoelektronischen Bauteils umfassend Behälter, die jeweils eine Aussparung aufweisen, wobei die Aussparung ausgebildet ist, den Klebstoff der Fixierungseinrichtung kontaktlos aufzunehmen, bewirkt in vorteilhafter Weise, dass
optoelektronische Bauteile zuverlässig und sicher gelagert und transportiert werden können. Dies deshalb, da die
Bauteile nicht in dem Behälter festkleben können, da
Aussparungen gebildet sind, die den Klebstoff der
Fixierungseinrichtung kontaktlos aufnehmen können. Das heißt also insbesondere, dass der Klebstoff keinen Kontakt zu der Aussparung aufweist. Das heißt also insbesondere, dass der Klebstoff keinen Kontakt zu Innenwänden des Behälters und somit auch zur Aussparung aufweist.
Ein Klebstoff im Sinne der vorliegenden Erfindung bezeichnet insbesondere einen Prozesswerkstoff, der zum Kleben verwendet wird. Gemäß der DIN EN 923 wird ein Klebstoff definiert als nichtmetallischer Werkstoff, der Fügeteile durch
Flächenhaftung und innere Festigkeit verbinden kann. Diese Definition liegt insbesondere auch dem hier verwendeten
Begriff "Klebstoff" zugrunde.
Der Begriff "Klebstoff" wird hier insbesondere als
Gattungsbegriff verwendet. Insbesondere sind somit sämtliche Klebstoffe von dem Gattungsbegriff umfasst. Somit können beispielsweise auch unterschiedliche Arten von Klebstoffen verwendet werden. Dies insbesondere bei einem
optoelektronischen Bauteil. Das heißt also insbesondere, dass die Fixierungseinrichtung mehrere unterschiedliche Arten von Klebstoffen aufweisen kann.
Nach einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Träger als eine Platine gebildet ist. Eine Platine kann insbesondere als eine Leiterplatte bezeichnet werden.
Vorzugsweise weist die Platine oder die Leiterplatte
Bohrungen und/oder Lötpads und/oder Lötstopplackmasken und Metallisierungen und/oder elektrische Kontaktierungen auf.
Gemäß einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Fixierungseinrichtung einen Abstandshalter aufweist, der mit einem ersten Ende an der Aufnahmeeinrichtung befestigt ist, und wobei an einem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende Klebstoff angeordnet ist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Fixierungseinrichtung einen Abstandshalter aufweist, der mit einem ersten Ende an der Aufnahmeeinrichtung
befestigt wird, und wobei an einer dem ersten Ende
gegenüberliegenden zweiten Ende Klebstoff angeordnet wird.
Durch das Vorsehen eines Abstandshalters wird in
vorteilhafter Weise bewirkt, dass bei einem Anordnen der Aufnahmeeinrichtung auf den Träger ein Abstand zu dem Träger bezogen auf die Aufnahmeeinrichtung gebildet ist. Durch diesen vorgegebenen Abstand zum Träger ist eine bessere
Entgasung eines Lotes ermöglicht. Insbesondere kann dadurch verhindert werden, dass ein Flussmittel eingeschlossen wird. Dadurch wird in vorteilhafter Weise ein Lötprozess
verbessert. Die Abstandshalter können insbesondere als Fuß, insbesondere als Füßchen, bezeichnet werden.
Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass der Abstandshalter mit dem ersten Ende an der Aufnahmeeinrichtung befestigt wird, wobei der Klebstoff nachträglich an das zweite Ende angeordnet wird. Das heißt also insbesondere, dass der
Abstandshalter zunächst an dem zweiten Ende keinen Klebstoff aufweist. Dieser wird insbesondere nach dem Anordnen des Abstandshalters an der Aufnahmeeinrichtung auf das zweite Ende angeordnet.
Gemäß einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Abstandshalter zwei parallel zueinander verlaufende Schenkel aufweist, die beabstandet voneinander angeordnet sind.
Senkrecht zu den beiden Schenkeln verläuft vorzugsweise ein die beiden Schenkel verbindender Abschnitt. Hierbei bildet der eine Schenkel das erste Ende. Der andere Schenkel bildet das zweite Ende. Beispielsweise kann der Abstandshalter eine H-Form, eine C-Form oder eine U-Form aufweisen.
Gemäß einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Abstandshalter aus dem Klebstoff gebildet ist. Dies
insbesondere bei einer Aufnahmeeinrichtung, die als ein Keramiksubstrat ausgebildet ist oder ein solches umfasst.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Abstandshalter integral mit der Aufnahmeeinrichtung gebildet ist. Das heißt also insbesondere, dass der
Abstandshalter und die Aufnahmeeinrichtung ein gemeinsames Bauteil bilden. Somit kann beispielsweise in vorteilhafter Weise direkt bei der Herstellung der Aufnahmeeinrichtung der Abstandshalter mit ausgeformt werden. In dieser
Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Klebstoff nach der Herstellung der Aufnahmeeinrichtung mit dem
Abstandshalter an das zweite Ende angeordnet wird.
Nach einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Klebstoff an das zweite Ende des Abstandshalters mittels Stempeln aufgebracht wird. Dies beispielsweise mittels eines Tampondruckverfahrens. Dies insbesondere vor dem Bestücken, insbesondere unmittelbar vor dem Bestücken, des Trägers, insbesondere der Platine oder der Leiterplatte, mit dem
Bauteil .
Nach einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Klebstoff bereits bei der Bearbeitung oder Herstellung des optoelektronischen Bauteils auf das zweite Ende des
Abstandshalters aufgebracht wird.
Nach einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Abstandshalter aus einem doppelseitigen Klebeband gebildet, insbesondere gestanzt, ist oder wird. Somit kann also
beispielsweise in vorteilhafter Weise der Abstandshalter einfach an die Aufnahmeeinrichtung angeklebt werden mit seinem ersten Ende.
Durch das Vorsehen des Abstandshalters wird allgemein in vorteilhafter Weise bewirkt, dass das Bauteil in ein
Lötpasten-Bett einer Leiterplatte oder einer Platine gedrückt werden kann, sodass bei Kontakt des zweiten Endes mit dem Klebstoff das Bauteil mit dem Träger, insbesondere die
Platine oder Leiterplatte, fixiert werden kann.
Hierbei wird eine Höhe des Abstandshalters vorzugsweise so bemessen sein, dass sowohl eine gedruckte Lotpaste (zum
Beispiel mit einer Dicke von ca. 120 ym) Platz hat, als auch das aufgeschmolzene Lot noch Kontakt zum Kupfer der
Leiterplatte und den Lötpads hat.
Nach einer Ausführungsform können mehrere Abstandshalter vorgesehen sein. Die Abstandshalter können beispielsweise gleich oder insbesondere unterschiedlich gebildet sein. Das heißt also insbesondere, dass ein Abstandshalter oder mehrere Abstandshalter aus dem Klebstoff gebildet sind und dass gleichzeitig ein Abstandshalter oder mehrere Abstandshalter integral mit der Aufnahmeeinrichtung gebildet sind.
Nach einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass ein Abstandshalter an jeder Ecke der Aufnahmeeinrichtung, insbesondere wenn diese ein Gehäuse umfasst, an den Ecken des Gehäuses, angeordnet ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Aufnahmeeinrichtung ein Gehäuse umfasst. Das Gehäuse kann beispielsweise eine Mehreckform, insbesondere eine
Viereckform, aufweisen. Vorzugsweise ist die Leuchtdiode in dem Gehäuse angeordnet, also vorzugsweise von diesem
aufgenommen .
Nach einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Aufnahmeeinrichtung ein Trägerbauteil umfasst, auf welchem die Leuchtdiode angeordnet ist. Das Trägerbauteil kann insbesondere eine Mehreckform, insbesondere eine Viereckform, aufweisen.
Nach einer Ausführungsform können mehrere Leuchtdioden vorgesehen sein, die beispielsweise gleich oder vorzugsweise unterschiedlich gebildet sein können.
Nach einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Fixierungseinrichtung einen Tropfen aus Klebstoff umfasst. Der der Tropfen kann vorzugsweise in einer Aussparung der Aufnahmeeinrichtung angeordnet sein.
Nach einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Aufnahmeeinrichtung vor dem Aufbringen der
Fixierungseinrichtung mit einer Aussparung versehen wird, wobei anschließend ein Tropfen aus Klebstoff in die
Aussparung angeordnet wird.
Das heißt also insbesondere, dass in die Aussparung der
Aufnahmeeinrichtung ein Klebstofftropfen, also ein Tropfen aus Klebstoff, eingebracht ist oder wird. Dies bewirkt in vorteilhafter Weise, dass das Bauteil beispielsweise in ein Lötpasten-Bett gedrückt werden kann und bei Kontakt des
Klebstofftropfens mit der Platine, allgemein dem Träger, fixiert werden kann. Eine Höhe und/oder eine Menge und/oder ein Durchmesser des Tropfens wird so bemessen werden oder sein, dass sowohl eine gedruckte Lotpaste (zum Beispiel mit eine Dicke von etwa 120 ym) Platz hat, als auch das
aufgeschmolzene Lot noch Kontakt zum Kupfer der Leiterplatte und den Lötpads hat.
Nach einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass mehrere Aussparungen gebildet werden oder sind. Die Aussparungen können beispielsweise gleich oder insbesondere
unterschiedlich gebildet sein.
Nach einer Ausführungsform kann die Aussparung eine
Bogenform, insbesondere eine Kreisbogenform, aufweisen. Somit kann sich ein Tropfen aus Klebstoff besonders gut in die Aussparung einfügen und hält somit dort besonders
zuverlässig .
Nach einer Ausführungsform können mehrere Tropfen aus
Klebstoff vorgesehen sein oder werden. Die Tropfen können insbesondere gleich oder vorzugsweise unterschiedlich
gebildet sein.
Nach einer weiteren Ausführungsform können mehrere Tropfen in einer Aussparung angeordnet sein oder werden. Dies bewirkt eine besonders zuverlässige Fixierung der Aufnahmeeinrichtung an dem Träger, insbesondere der Platine.
Wenn mehrere Aussparungen vorgesehen sind, so kann eine jeweilige Anzahl an Tropfen aus Klebstoff pro Aussparung insbesondere unterschiedlich oder vorzugsweise gleich sein.
Nach einer Ausführungsform kann respektive können die
Aussparung oder die Aussparungen in einer Ecke der
Aufnahmeeinrichtung, insbesondere des Trägerbauteils oder des Gehäuses, gebildet werden oder sein. Nach einer Ausführungsform kann der Klebstoff in die
Aussparung dispensed werden, sodass sich dadurch ein Tropfen bilden kann. In einer anderen Ausführungsform kann ein bereits fertig hergestellter Tropfen aus Klebstoff in die Aussparung
eingebracht werden.
Beispielsweise kann der Tropfen erst auf die
Aufnahmeeinrichtung, also in die Aussparung, aufgebracht werden, wenn sich das Bauteil im Gurt befindet. Hierfür kann der Gurt, insbesondere der Behälter, mehrere Aussparungen aufweisen, durch die der Klebstoff auf das Bauteil, also in die Aussparung, dispensed werden kann.
Nach einer Ausführungsform weisen die Behälter des Gurts jeweils ein Loch oder Aussparung oder mehrere Löcher oder Aussparungen auf, durch welche Klebstoff auf die
Aufnahmeeinrichtung gebracht werden kann. Das Loch oder die Löcher sind insbesondere in der Aussparung der Behälter gebildet .
Nach einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Aussparungen an Ecken der Aufnahmeeinrichtung gebildet werden oder sind.
Nach einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Klebstoff ein nicht aushärtender Klebstoff ist. Dies ist insbesondere von besonderem Vorteil, wenn ein Tropfen aus Klebstoff vorgesehen ist.
Nach einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass
Klebstoff in einer Bohrung der Aufnahmeeinrichtung
aufgenommen ist, wobei der Klebstoff ausgebildet ist, bei einer ersten Temperatur einen festen Aggregatzustand
aufzuweisen und bei einer zweiten Temperatur, die größer ist als die erste Temperatur, in einen flüssigen Aggregatzustand überzugehen . Nach einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Aufnahmeeinrichtung vor dem Aufbringen der
Fixierungseinrichtung mit einer Bohrung versehen wird, in die Klebstoff eingebracht wird, wobei der Klebstoff ausgebildet ist, bei einer ersten Temperatur einen festen Aggregatzustand aufzuweisen und bei einer zweiten Temperatur, die größer ist als die erste Temperatur, in einen flüssigen Aggregatzustand überzugehen .
Das heißt also insbesondere, dass der Klebstoff bei der ersten Temperatur zunächst fest ist und erst nach Erwärmung auf die zweite Temperatur verflüssigt werden kann. So kann das Bauteil bei der ersten Temperatur auf dem Träger
angeordnet werden und falls notwendig noch verschoben werden, da ja noch keine Fixierung mittels des Klebstoffs bewirkt ist. Denn dieser ist bei der ersten Temperatur noch fest. Sobald dann die Zielposition des Bauteils auf dem Träger erreicht ist, wird der Klebstoff auf die zweite Temperatur erwärmt. Dies bewirkt in vorteilhafter Weise, dass der
Klebstoff aus der Bohrung ausläuft und Kontakt zu dem Träger herstellt. Gleichzeitig hat der Klebstoff weiterhin Kontakt zu der Aufnahmeeinrichtung, sodass der Klebstoff sowohl die Aufnahmeeinrichtung als auch den Träger kontaktiert.
Vorzugsweise wird der Klebstoff anschließend ausgehärtet. Dies bewirkt in vorteilhafter Weise, dass er nicht noch einmal flüssig werden kann bei einer Erwärmung über die zweite Temperatur, wodurch er dann seine Haftkraft verlieren würde. Dies könnte beispielsweise in einem Lötofen passieren während eines Lötprozesses.
Die erste Temperatur kann beispielsweise zwischen 0°C und 30°C liegen. Die zweite Temperatur kann beispielsweise zwischen 50°C und 200°C liegen. Vorzugsweise ist der
Klebstoff bei Normbedingungen gemäß DIN 1343 fest, also bei einer Temperatur von 273,15 K und einem Druck von 131325 Pa. Das Aushärten des Klebstoffs kann beispielsweise mittels Bestrahlung mit blauem (Wellenlänge: 380 nm bis 480 nm) Licht und/oder ultraviolettem (Wellenlänge: 100 nm bis 380 nm) Licht. Die genaue Wellenlänge für das Aushärten hängt
insbesondere von chemischen Eigenschaften des Klebstoffs ab. Ein entsprechend ausgehärteter Kleber oder ein entsprechend ausgehärteter Klebstoff hält somit in vorteilhafter Weise während eines Lötprozesses, insbesondere während eines
Reflow-Lötens , das Bauteil relativ zu dem Träger in Position.
Nach einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Bohrung eine konische Bohrung ist. Das heißt also
insbesondere, dass die Bohrung konisch verlaufend gebildet ist .
Nach einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Erwärmen mittels Infrarotstrahlung (Wellenlänge: 780 nm bis 1 mm) durchgeführt wird. Somit kann in vorteilhafter Weise nur eine lokale Erwärmung bezogen auf den Klebstoff bewirkt werden (nur der Klebstoff wird erwärmt, nicht oder nur unwesentlich noch zusätzlich seine Umgebung) , ohne dass eine Lotpaste gleichzeitig miterwärmt wird, was dazu führen würde, dass Flussmittel verläuft. Ein Erwärmen kann insbesondere auch mittels Beaufschlagen mit einem Laserstrahl und/oder einem oder mehreren Laserimpulsen bewirkt werden.
Nach einer Ausführungsform weist der Behälter einen
Bodenabschnitt auf, auf welchem die Aufnahmeeinrichtung aufliegen kann oder liegt. Hierbei ist der Bodenabschnitt so bemessen, dass Randbereiche der Aufnahmeeinrichtung nicht am Bodenabschnitt aufliegen, wobei die Randbereiche den
Klebstoff umfassen. Die Randbereiche schweben quasi in der Luft und sind somit berührungslos oder kontaktlos im Behälter aufgenommen. Hierfür kann der Bodenabschnitt in eine
Aussparung, auch Behälteraussparung genannt, übergehen, die beispielsweise eine Stufenform aufweisen kann. Durch die Stufe bildet sich Raum, in welchem der Klebstoff angeordnet ist . Nach einer Ausführungsform können die Behälter beispielsweise gleich oder vorzugsweise unterschiedlich gebildet sein.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im
Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der
Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden, wobei
Fig. 1 eine Platine und ein optoelektronisches Bauteil, Fig. 2 die mit dem optoelektronischen Bauteil gemäß Fig. 1 bestückte Platine,
Fig. 3 ein weiteres optoelektronisches Bauteil in einer schrägen Draufsicht von oben,
Fig. 4 das optoelektronische Bauteil gemäß Fig. 3 in einer schrägen Draufsicht von unten,
Fig. 5 eine Platine und ein weiteres optoelektronisches Bauteil,
Fig. 6 die mit dem optoelektronischen Bauteil gemäß Fig. 5 bestückte Platine, Fig. 7 zwei Vorrichtungen zum Aufnehmen eines
optoelektronischen Bauteils,
Figuren 8 bis 10 jeweils eine Ansicht einer Platine bestückt mit einem optoelektronischen Bauteil zu
verschiedenen Zeitpunkten eines Verfahrens zum Bestücken eines Trägers mit einem optoelektronischen Bauteil, Fig. 11 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Bearbeiten eines optoelektronischen Bauteils und
Fig. 12 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Bestücken eines Trägers mit einem optoelektronischen Bauteil zeigen .
Im Folgenden können für gleiche Merkmale gleiche
Bezugszeichen verwendet werden.
Fig. 1 zeigt ein optoelektronisches Bauteil 101 und eine Platine 103. Die Platine 103 ist linker Hand in einer Schnittansicht (obere Zeichnung) und in einer Ansicht von unten (untere Zeichnung) gezeigt.
Das optoelektronische Bauteil 101 ist rechter Hand in einer Draufsicht oder Ansicht von oben (obere Zeichnung) , einer
Schnittansicht (mittlere Zeichnung) und in einer Ansicht von unten (untere Zeichnung) gezeigt.
Die Platine 103 weist ein Substrat 105 auf, das auch als ein Trägersubstrat oder Platinensubstrat bezeichnet werden kann.
Denn ein solches Substrat 105 einer Platine 103 trägt in der
Regel in an sich bekannter Weise Metallisierungen und/oder elektrische Leitungen und/oder elektrische Kontaktierungen.
So sind insofern mehrere Lötstoppmasken 107 beabstandet voneinander auf dem Substrat 105 gebildet. Zwischen den
Lötstoppmasken 107 sind Lötpads 109 gebildet (zwei Stück) .
Auf den beiden Lötpads (109) ist jeweils eine Lotpaste 111 aufgebracht oder angeordnet. Die hier gezeigte Konfiguration hinsichtlich der
Lötstoppmaske 107, der Lötpads 109 und der Lotpaste 111 ist lediglich als Beispiel anzusehen. Je nach Anwendungsfall sind auch andere Konfigurationen möglich. Das optoelektronische Bauteil 101 weist eine Leuchtdiode 113 auf, die von einer Aufnahmeeinrichtung 115 aufgenommen ist. Die Aufnahmeeinrichtung 115 ist als ein Gehäuse gebildet, in welchem die Leuchtdiode 113 angeordnet ist. Die
Aufnahmeeinrichtung 115 weist eine Viereckform auf.
An einer Unterseite der Aufnahmeeinrichtung 115 sind zwei Bereiche 117 gebildet, die Metallisierungen mit Lötpads umfassen. Über diese beiden Bereiche 117 ist in vorteilhafter Weise eine elektrische Kontaktierung der Leuchtdiode 113 ermöglicht .
An der Unterseite der Aufnahmeeinrichtung 115 ist jeweils ein Abstandshalter 119 in den vier Ecken der Unterseite der
Aufnahmeeinrichtung 115 angeordnet oder befestigt. Hierbei weisen die Abstandshalter 119 jeweils ein erstes Ende 121 und ein dem ersten Ende 121 gegenüberliegendes zweites Ende 123 auf. Mit dem ersten Ende 121 sind die Abstandshalter 119 an der Aufnahmeeinrichtung 115 befestigt. An einer Oberfläche des zweiten Endes 123, die von der Aufnahmeeinrichtung 115 weg zeigt, ist Klebstoff aufgetragen oder angeordnet. Dieser Klebstoff ist symbolisch mit dem Bezugszeichen 125
gekennzeichnet, wobei der Übersicht halber nicht sämtliche zweiten Enden 123 der Abstandshalter 119 dieses Bezugszeichen aufweisen, um symbolisch klarzustellen, dass hier Klebstoff vorgesehen ist. Abstandshalter 119 und Klebstoff 125 bilden eine Fixierungseinrichtung. Im gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 weisen die
Abstandshalter 119 eine Viereckform auf. Es sind vielfältige andere geometrische Formen möglich. Beispielsweise kann eine Kreisform vorgesehen sein. Die Abstandshalter 119 können integral mit der
Aufnahmeeinrichtung 115 gebildet sein. Die Abstandshalter 119 können beispielsweise als ein separates Bauteil bezogen auf die Aufnahmeeinrichtung 115 gebildet sein. In diesem Fall werden dann die Abstandshalter 119 mit ihrem ersten Ende 121 an die Aufnahmeeinrichtung 115, also auf ihre Unterseite, geklebt oder anderweitig befestigt. Das optoelektronische Bauteil 101 mit seiner speziell in der Fig. 1 gezeigten Konfiguration ist lediglich als ein Beispiel anzusehen. Je nach Anwendungsfall können weitere mögliche Konfigurationen bezogen auf die beiden Bereiche 117
vorgesehen sein. Auch können mehrere Leuchtdioden 113
vorgesehen sein. Anstelle eines Gehäuses kann beispielsweise auch ein Trägerbauteil vorgesehen sein, auf welchem die
Leuchtdiode 113 angeordnet ist.
Fig. 2 zeigt die Platine 103 bestückt mit dem
optoelektronischen Bauteil 101.
Linker Hand ist die bestückte Platine 103 vor einem
Lötprozess gezeigt. Rechter Hand ist die bestückte Platine 103 nach einem Lötprozess gezeigt. Die oberen Zeichnungen gemäß Fig. 2 zeigen eine Schnittansicht. Die
darunterliegenden Zeichnungen zeigen eine Draufsicht oder Ansicht von oben.
Zum Bestücken wird das optoelektronische Bauteil 101 in die Lotpasten 111 abgesetzt, wodurch die zweiten Enden 123 mit ihrem Klebstoff 125 Kontakt zu den Lötstoppmasken 107
bekommen. Dadurch wird also eine Fixierung mittels des
Klebstoffs 125 bewirkt. Dies vor dem Lötprozess.
Aufgrund dieser Fixierung basierend auf dem Klebstoff 125 kann das optoelektronische Bauteil 101 während des
Lötprozesses nicht verkippen und/oder sich verschieben. Dies zeigen die rechten Zeichnungen in der Fig. 2.
Fig. 3 zeigt ein weiteres optoelektronisches Bauteil 301 in einer schrägen Draufsicht von oben. Das optoelektronische Bauteil 301 umfasst zwei Leuchtdioden 113, die von einer Aufnahmeeinrichtung 115 aufgenommen sind. Die Aufnahmeeinrichtung 115 ist als ein Trägerbauteil ausgebildet, auf welchem die beiden Leuchtdioden 113
angeordnet sind.
Mit dem Bezugszeichen 119 versehen, sind schematisch
angedeutet drei Abstandshalter 119 gezeigt. Die sind aber in der schrägen Draufsicht normalerweise nicht sichtbar und sind somit lediglich der Übersicht halber eingezeichnet.
Denn die drei Abstandshalter 119 sind an einer Unterseite der Aufnahmeeinrichtung 115 angeordnet. Dies zeigt die Fig. 4. Die drei Abstandshalter 119 bilden ein gleichschenkliges Dreieck. Hierbei sind zwei Abstandshalter 119 in zwei gegenüberliegenden Ecken der Aufnahmeeinrichtung 115
angeordnet. Der dritte Abstandshalter ist dann entsprechend an einer den beiden Ecken gegenüberliegenden Seite der
Aufnahmeeinrichtung 115 vorgesehen.
Durch diese Dreipunktanordnung der drei Abstandshalter 119 wird in vorteilhafter Weise ein Verkippen des
optoelektronischen Bauteils 301, wenn es auf einer Platine bestückt ist, während eines Lötprozesses erschwert oder sogar ganz vermieden.
Obwohl nicht explizit gezeigt, weisen auch die drei
Abstandshalter 119 an ihrer Seite, die der
Aufnahmeeinrichtung 115 abgewandt ist, Klebstoff auf. Die Abstandshalter 119 mit Klebstoff bilden eine
Fixierungseinrichtung .
Fig. 5 zeigt eine Platine 103 und ein anderes
optoelektronisches Bauteil 501.
Die Ansichten und der Aufbau der Platine 103 und des
optoelektronischen Bauteils 501 sind im Wesentlichen analog zu dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel. Auf die entsprechenden Ausführungen kann verwiesen werden.
Als ein Unterschied weist die Aufnahmeeinrichtung 115 des optoelektronischen Bauteils 501 an ihrer Unterseite in den vier Ecken jeweils eine Aussparungen 503 auf, die eine
Bogenform, insbesondere eine Kreisform, aufweist. In diese bogenförmigen Aussparungen 503 ist jeweils ein Tropfen 505 aus Klebstoff angeordnet oder eingebracht. Der Klebstoff ist vorzugsweise ein nicht aushärtender Klebstoff. Die Tropfen 505 bilden eine Fixierungseinrichtung.
Die Aussparungen 503 sind an den vier Ecken der Unterseite der Aufnahmeeinrichtung 115 gebildet.
Fig. 6 zeigt Ansichten analog zu den Ansichten gemäß Fig. 2. Auf die entsprechenden Ausführungen kann verwiesen werden.
Deutlich zu sehen ist, dass beim Absetzen des
optoelektronischen Bauteils 501 auf der Platine 103 die vier Tropfen 505 aus Klebstoff die Lötstoppmasken 107 kontaktieren und somit die Aufnahmeeinrichtung 115 mit den Lötstoppmasken 107 verkleben. Linker Hand ist die bestückte Platine 103 vor einem
Lötprozess gezeigt. Rechter Hand die bestückte Platine 103 nach einem Lötprozess.
Aufgrund der Vierpunktanordnung basierend auf den vier
Tropfen 505 aus Klebstoff wird ein Verkippen des
optoelektronischen Bauteils 501 während des Lötprozesses in vorteilhafter Weise wirksam verhindert.
Fig. 7 zeigt zwei Vorrichtungen 701 und 703 zum Aufnehmen eines optoelektronischen Bauteils gemäß der vorliegenden Erfindung in einer abgeschnittenen Ansicht. Die oberen
Zeichnungen in der Fig. 7 zeigen eine Draufsicht auf die Vorrichtungen 701 und 703. Die darunterliegenden Zeichnungen zeigen eine Schnittansicht der Vorrichtungen 701 und 703.
Beide Vorrichtungen 701 und 703 sind im Wesentlichen gleich aufgebaut. Sie weisen jeweils einen Gurt 705 auf, der jeweils Perforationen 706 aufweist, wodurch der Gurt 705 durch geeignete Transportmechanismen transportiert oder verlagert werden kann. Dies beispielsweise analog zu einem Film, der in einer Kamera transportiert wird.
Jeder Gurt 705 weist mehrere Behälter 707 auf, in welchen beispielsweise jeweils ein optoelektronisches Bauteil 101 gemäß Fig. 1 oder ein optoelektronisches Bauteil 501 gemäß Fig. 5 eingesetzt werden kann.
Zur Veranschaulichung ist in der linken Vorrichtung 701 das Bauteil 101 gemäß Fig. 1 eingesetzt. In der rechten
Vorrichtung 703 ist das Bauteil 501 gemäß Fig. 5 eingesetzt. Hierfür weisen die Behälter 707 jeweils Aussparungen 709 auf, die so ausgebildet sind, dass sie den Klebstoff der Bauteile 101, 501 kontaktlos aufnehmen können. Das heißt also
insbesondere, dass der Klebstoff die Aussparungen 709 und auch weitere Innenwände des Behälters 707 nicht berührt, wenn die Bauteile in dem Behälter 707 aufgenommen sind.
Die konkrete Form der Aussparungen 709 hängt insbesondere von der konkreten geometrischen Ausgestaltung der
Fixierungseinrichtung der Bauteile ab. Zur besseren
Unterscheidung können die Aussparungen 709 auch als
Behälteraussparungen bezeichnet werden.
So weisen beispielsweise die Behälter 707 der Vorrichtungen 701 703 im Bodenbereich vier stufenförmige Aussparungen auf, deren Verlauf vorzugsweise in etwa entsprechend der
viereckigen Abstandshalter 119 oder der Tropfen 505 gebildet ist . Fig. 8 zeigt ein anderes optoelektronisches Bauteil 801 bestückt auf einer Platine 103.
Die Aufnahmeeinrichtung 115 weist eine konisch verlaufende Bohrung 805 auf, in welcher Klebstoff 803 eingebracht ist. Der Klebstoff 803 ist unter normalen Bedingungen (zum
Beispiel Normbedingungen) , insbesondere bei einer ersten Temperatur, fest, also in einem festen Aggregatzustand . Bei einer zweiten Temperatur geht der Klebstoff 803 in einen flüssigen Aggregatzustand über.
Das optoelektronische Bauteil 801 wird dann insofern auf seine Position, wie in Fig. 8 gezeigt, auf die Platine 103 bestückt und in die flüssige Lotpaste 111 gedrückt. Dadurch entsteht in vorteilhafter Weise ein Hohlraum 807 zwischen der Platine 103 und der Aufnahmeeinrichtung 115.
Der Übersicht halber sind die Bereiche 117 umfassend
Metallisierungen mit Lötpads für die Aufnahmeeinrichtung 115 nicht gezeigt.
In der Ansicht gemäß Fig. 9 wird der Klebstoff 803 auf die zweite Temperatur erwärmt oder aufgeheizt. Dies insbesondere lokal, sodass die Lotpaste 111 nicht oder nicht wesentlich miterwärmt wird und somit ein Flussmittel der Lotpaste 111 nicht verlaufen kann. Eine lokale Aufheizung oder Erwärmung kann beispielsweise mittels Infrarotstrahlung durchgeführt werden. Dieses Beaufschlagen des Klebstoffs 803 mit
Infrarotstrahlung ist symbolisch mit einem Pfeil mit dem Bezugszeichen 901 gekennzeichnet. Hierbei kann die
Infrarotbestrahlung auch mit einem Laser durchgeführt werden.
Durch das Erwärmen des Klebstoffs 803 auf die zweite
Temperatur, bei welcher der Klebstoff vom festen
Aggregatzustand in den flüssigen Aggregatzustand übergeht, verläuft der Klebstoff 803 in den Hohlraum 807. Der verlaufende Klebstoff 803 kontaktiert somit sowohl die Aufnahmeeinrichtung 115 als auch die Platine 103 mit dem Substrat 105 und die Lötpads 109. Dadurch ist eine gute Fixierung mittels Kleben bewirkt.
Nachdem der Klebstoff 803 verlaufen ist, wird der Klebstoff 803 ausgehärtet. Dies beispielsweise durch ultraviolette Bestrahlung oder Bestrahlung mit blauem Licht. Die genaue Wellenlänge hängt insbesondere von dem verwendeten Klebstoff 803 ab. Als Folge des Aushärtens verfestigt sich der
Klebstoff 803 und bewirkt so eine gute Fixierung.
Die Bestrahlung mit kurzwelligem Licht, insbesondere blauem oder ultravioletter Strahlung, ist symbolisch mit dem
Bezugszeichen 1001 gekennzeichnet.
Fig. 11 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum
Bearbeiten eines optoelektronischen Bauteils.
Gemäß einem Schritt 1101 wird ein optoelektronisches Bauteil bereitgestellt, wobei das Bauteil eine Leuchtdiode und eine Aufnahmeeinrichtung aufweist, an der die Leuchtdiode
aufgenommen ist.
In einem Schritt 1103 wird eine Fixierungseinrichtung an der Aufnahmeeinrichtung aufgebracht, wobei die
Fixierungseinrichtung Klebstoff aufweist, um die
Aufnahmeeinrichtung auf einen die Aufnahmeeinrichtung tragenden Träger kleben zu können.
Fig. 12 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum
Bestücken eines Trägers, insbesondere einer Platine, mit dem optoelektronischen Bauteil 801 gemäß Fig. 8.
In einem Schritt 1201 wird das optoelektronische Bauteil 801 auf dem Träger, insbesondere auf der Platine, angeordnet. In einem Schritt 1203 wird nach dem Anordnen und vor dem Fixieren der Klebstoff auf mindestens die zweite Temperatur erwärmt. Dies bewirkt in vorteilhafter Weise, dass sich der Klebstoff verflüssigt und aus der Bohrung läuft und sowohl den Träger als auch die Aufnahmeeinrichtung kontaktiert.
In einem Schritt 1205 wird anschließend, also nach dem
Verlaufen des Klebstoffs, der Klebstoff ausgehärtet.
In weiteren nicht gezeigten Ausführungsbeispielen kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der so bestückte Träger weiter prozessiert oder verarbeitet wird. Insbesondere kann ein Lötprozess vorgesehen sein. Hierfür kann der bestückte Träger beispielsweise durch einen Reflow-Ofen gefahren werden. Durch den ausgehärteten Klebstoff 803 wird das
Bauteil 801 in seiner Position gehalten und verschwimmt nicht mehr durch Benetzungskräfte des Lotes.
Die Erfindung kann insbesondere angewendet werden bei High- Power-LEDs, LEDs allgemein, insbesondere wenn eine hohe
Präzision erforderlich ist bei der Montage oder Bestückung, optischen Sensoren und Infrarot-LEDs.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten
Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der
Erfindung zu verlassen. Bezugszeichenliste
Optoelektronisches Bauteil 101, 301, 501, 801
Platine 103 Substrat 105
Lötstoppmaske 107
Lötpads 109
Lotpaste 111
Leuchtdiode 113 Aufnahmeeinrichtung 115
Metallisierung mit Lötpads 117
Abstandshalter 119 erstes Ende 121 zweites Ende 123 Klebstoff 125
Aussparung 503
Tropfen aus Klebstoff 505 Vorrichtung 701, 703
Gurt 705 Behälter 707
Aussparung 709
Klebstoff 803 konische Bohrung 805
Hohlraum 807 IR-Strahlung 901
Flussrichtung 903
UV-Strahlung 1001
Bereitstellen eines optoelektronischen Bauteils 1101
Aufbringen einer Fixierungseinrichtung 1103 Anordnen des optoelektronischen Bauteils 1201
Erwärmen auf mindestens die zweite Temperatur 1203
Aushärten 1205

Claims

Patentansprüche
Optoelektronisches Bauteil (101, 301, 501, 801),
umfassend :
- eine Leuchtdiode (113),
- eine Aufnahmeeinrichtung (115), an der die
Leuchtdiode (113) aufgenommen ist, wobei
- die Aufnahmeeinrichtung (115) eine
Fixierungseinrichtung (119; 125, 505, 803) aufweist, wobei
- die Fixierungseinrichtung (119; 125, 505, 803)
Klebstoff (803) umfasst, um die Aufnahmeeinrichtung (115) auf einen die Aufnahmeeinrichtung (115) tragenden Träger kleben zu können.
Optoelektronisches Bauteil (101, 301, 501, 801) nach Anspruch 1, wobei die Fixierungseinrichtung (119; 125, 505, 803) einen Abstandshalter (119) aufweist, der mit einem ersten Ende (121) an der Aufnahmeeinrichtung (115) befestigt ist, und wobei an einem dem ersten Ende (121) gegenüberliegenden zweiten Ende (123) Klebstoff (803) angeordnet ist.
Optoelektronisches Bauteil (101, 301, 501, 801) nach Anspruch 2, wobei der Abstandshalter (119) aus dem
Klebstoff (803) gebildet ist.
Optoelektronisches Bauteil (101, 301, 501, 801) nach Anspruch 2, wobei der Abstandshalter (119) integral mit der Aufnahmeeinrichtung (115) gebildet ist.
Optoelektronisches Bauteil (101, 301, 501, 801) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die
Fixierungseinrichtung (119; 125, 505, 803) einen Tropfen aus Klebstoff (505) umfasst, wobei der Tropfen in einer Aussparung (503) der Aufnahmeeinrichtung (115)
angeordnet ist. Optoelektronisches Bauteil (101, 301, 501, 801) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei Klebstoff (803) in einer Bohrung der Aufnahmeeinrichtung (115) aufgenommen ist, wobei der Klebstoff ausgebildet ist, bei einer ersten Temperatur einen festen Aggregatzustand
aufzuweisen und bei einer zweiten Temperatur, die größer ist als die erste Temperatur, in einen flüssigen
Aggregatzustand überzugehen.
Optoelektronisches Bauteil (101, 301, 501, 801) nach Anspruch 6, wobei die Bohrung konisch (805) verlaufend gebildet ist.
Verfahren zum Bearbeiten eines optoelektronischen
Bauteils (101, 301, 501, 801), umfassend die folgenden Schritte :
- Bereitstellen (1101) eines optoelektronischen
Bauteils (101, 301, 501, 801), wobei das Bauteil eine Leuchtdiode (113) und eine Aufnahmeeinrichtung (115) aufweist, an der die Leuchtdiode (113) aufgenommen ist, und
- Aufbringen (1103) einer Fixierungseinrichtung (119;
125, 505, 803) an der Aufnahmeeinrichtung (115), wobei die Fixierungseinrichtung (119; 125, 505, 803) Klebstoff (803) aufweist, um die Aufnahmeeinrichtung (115) auf einen die Aufnahmeeinrichtung (115)
tragenden Träger kleben zu können.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei die
Fixierungseinrichtung (119; 125, 505, 803) einen
Abstandshalter (119) aufweist, der mit einem ersten Ende (121) an der Aufnahmeeinrichtung (115) befestigt wird, und wobei an einer dem ersten Ende (121)
gegenüberliegenden zweiten Ende (123) Klebstoff (803) angeordnet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei die
Aufnahmeeinrichtung (115) vor dem Aufbringen (1103) der Fixierungseinrichtung (119; 125, 505, 803) mit einer Aussparung (503) versehen wird, wobei anschließend ein Tropfen aus Klebstoff (505) in die Aussparung (503) angeordnet wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Aufnahmeeinrichtung (115) vor dem Aufbringen (1103) der Fixierungseinrichtung (119; 125, 505, 803) mit einer Bohrung versehen wird, in die Klebstoff (803)
eingebracht wird, wobei der Klebstoff (803) ausgebildet ist, bei einer ersten Temperatur einen festen
Aggregatzustand aufzuweisen und bei einer zweiten
Temperatur, die größer ist als die erste Temperatur, in einen flüssigen Aggregatzustand überzugehen.
12. Verfahren zum Bestücken eines Trägers mit einem
optoelektronischen Bauteil (101, 301, 501, 801) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, umfassend die Schritte:
- Anordnen (1201) des optoelektronischen Bauteils (101, 301, 501, 801) auf den Träger und
- Fixieren des Bauteils mit dem Träger mittels des
Klebstoffs .
13. Verfahren nach Anspruch 12 und bezüglich des
Bauteils rückbezogen auf Anspruch 6, wobei nach dem
Anordnen (1201) und vor dem Fixieren der Klebstoff (803) auf mindestens die zweite Temperatur erwärmt wird
(1203), so dass sich der Klebstoff (803) verflüssigt und aus der Bohrung läuft und sowohl den Träger als auch die Aufnahmeeinrichtung (115) kontaktiert, wobei
anschließend der Klebstoff (803) ausgehärtet wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Erwärmen
mittels Infrarotstrahlung (901) durchgeführt wird.
15. Vorrichtung (701, 703) zum Aufnehmen eines
optoelektronischen Bauteils (101, 301, 501, 801) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, umfassend: - einen Gurt (705) mit mehreren Behältern (707),
- wobei die Behälter (707) ausgebildet sind, jeweils ein optoelektronisches Bauteil (101, 301, 501, 801) aufzunehmen,
- wobei die Behälter (707) jeweils eine Aussparung
(709) aufweisen,
- wobei die Aussparung (709) ausgebildet ist, den
Klebstoff (803) der Fixierungseinrichtung (119; 125, 505, 803) kontaktlos aufzunehmen.
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