Oberflächenmontierbares optoelektronisches Bauelement und Verfahren zum Herstellen eines oberflächenmontierbaren optoelektronischen Bauelements
Der hier beschriebene Gegenstand betrifft ein oberflächenmontierbares
optoelektronisches Bauelement mit einer seitlich angeordneten Strahlungsfläche. Ferner wird ein Verfahren zum Herstellen eines oberflächenmontierbaren
optoelektronischen Bauelements mit einer seitlich angeordneten Strahlungsfläche beschrieben.
Optoelektronische Bauelemente, wie zum Beispiel Leuchtdioden (LED), mit seitlich angeordneten Strahlungsflächen können als Sidelooker bezeichnet werden. Diese Bauelemente können mit ihrer Grundfläche auf einen Schaltungsträger montiert werden, wobei die von Bauelement erzeugte oder die vom Bauelement zu
detektierende elektromagnetische Strahlung an einer senkrecht zur Grundfläche angeordneten Strahlungsfläche abgegeben oder aufgenommen wird.
Derartige Bauelemente können zum Beispiel zur Hintergrundbeleuchtung einer Anzeige, beispielsweise einem Bildschirm eines Mobiltelefons, vorgesehen sein. Die Sidelooker sind mit ihrer Strahl ungsfläche an den Seitenflächen einer
Lichtverteilerplatte angeordnet. Die Lichtverteilerplatte wiederum ist hinter der Flüssigkristallanzeige angeordnet. Das von den LEDs erzeugte Licht wird an den Rändern der Lichtverteilerplatte in die Lichtverteilerplatte eingekoppelt. Die
Lichtverteilerplatte weist Auskoppelstrukturen auf, mit denen das eingekoppelte Licht gleichmäßig ausgekoppelt und in Richtung der Flüssigkristallanzeige abgestrahlt wird. Das die Flüssigkristallanzeige durchdringende Licht kann von einem Betrachter der Anzeige wahrgenommen werden.
Mit Hinblick auf die Miniaturisierung mobiler Endgeräte besteht die Anforderung möglichst kompakte Bauelemente bereitzustellen, um die Dicke der Anzeige zu verringern. Insbesondere die Höhe des Bauelements ist dabei ein relevantes
Kriterium. Bisher verwendete Bauelemente, wie zum Beispiel die Micro SIDELED von OSRAM Opto Semiconductors, weisen beispielsweise eine Höhe von ungefähr
0,65 mm auf. Es besteht somit die Aufgabe ein optoelektronisches Bauelement mit geringer Höhe bereitzustellen. Da mit abnehmender Größe der Bauelemente die Herstellung und die Verarbeitung der Bauelemente zunehmend schwieriger werden, besteht ferner die Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung der optoelektronischen Bauelemente bereitzustellen.
Vorgeschlagene Lösung Zur Lösung der Aufgabe wird ein oberflächenmontierbares optoelektronisches
Bauelement mit einer an einem elektrisch isolierenden Strukturelement angeordneten Montagefläche und einer senkrecht zur Montagefläche angeordneten
Strahlungsfläche eines optoelektronischen Chips vorgeschlagen. Das Strukturelement weist eine Aussparung auf, die das Strukturelement in einer Richtung senkrecht zur Montagefläche vollständig durchdringt. In der Aussparung des Strukturelements ist der optoelektronische Chip angeordnet. Zumindest eine senkrecht zur Montagefläche angeordnete Seitenfläche des optoelektronischen Chips ist mit einer senkrecht zur Montagefläche angeordneten Seitenfläche der Aussparung mechanisch verbunden. Auf dem elektrisch isolierenden Strukturelement sind ein erster und ein zweiter elektrisch leitender Bereich angeordnet, die elektrisch voneinander isoliert sind. Der erste und zweite elektrisch leitende Bereich ist jeweils an der Montagefläche sowie an einer senkrecht zur Montagefläche angeordneten und an die Montagefläche angrenzenden Kontaktfläche angeordnet, wobei der an der Montagefläche
angeordnete Teil der ersten und zweiten elektrisch leitenden Bereiche
Anschlusskontakte zur elektrischen und mechanischen Kontaktierung eines
Schaltungsträgers bildet, und der an den Kontaktflächen angeordnete Teil des ersten und zweiten elektrisch leitenden Bereichs zur elektrischen Kontaktierung des optoelektronischen Chips vorgesehen sind. Durch die einfache Struktur können Bauelemente mit geringer Höhe bereitgestellt werden. Die auf dem Strukturelement angeordneten elektrisch leitenden Bereiche ermögliche eine kompakte elektrische Kontaktierung des optoelektronischen Chips. Da die elektrische Kontaktierung durch die elektrisch leitenden Bereiche erfolgt, kann
ein Bauelement ohne Vias oder Durchkontaktierungen bereitgestellt werden. Durch das Anordnen des Chips in der Aussparung kann das Strukturelement derart gestaltet werden, dass die durch das Strukturelement bereitgestellte elektrische und
mechanische Funktionen nicht zur Höhe des Bauelements beitragen. Vereinfacht ausgedrückt ist das Strukturelemente und die Aussparung derart gestaltet, dass der Chip neben dem Strukturelement angeordnet ist. Das Bauelement ist für
unterschiedliche Chiptypen geeignet. Wenn das Bauelement zum Beispiel einen lichtemittierenden Chip aufweist, kann als Chip zum Beispiel ein Saphir-Chip, ein Saphir-Flip-Chip oder ein Dünnfilmchip vorgesehen sein. Ferner können Chips mit zwei Rückseitenkontakten, zwei Oberseitenkontakten oder mit einem Oberseiten und einem Rückseitenkontakt vorgesehen sein.
Ferner wird zur Lösung der Aufgabe ein Verfahren zum Herstellen eines
oberflächenmontierbaren optoelektronischen Bauelements vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen eines Strukturelementträgers mit einer Vielzahl mechanisch miteinander verbundener, elektrisch isolierender Strukturelemente, wobei die Strukturelemente in Reihen und/oder in Spalten angeordnet sind und jeweils zumindest eine die Strukturelemente vollständig durchdringende Aussparung aufweisen. Ferner umfasst das Verfahren ein Aufbringen elektrisch leitender Bereiche auf zumindest zwei senkrecht zueinander angeordneter und aneinander
angrenzenden Seitenflächen der Strukturelemente; ein Bereitstellen einer Vielzahl optoelektronischer Chips; ein Einbringen der optoelektronischen Chips in die
Aussparungen der Strukturelemente; ein mechanisches Verbinden der Vielzahl der optoelektronischen Chips mit den Strukturelementen; und ein Aufteilen des
Strukturelementträgers.
Der gemeinsame Strukturelementträger vereinfacht die Herstellung der Bauelemente, da anstelle einer Vielzahl einzelner Strukturelemente lediglich ein gemeinsamer Strukturelementträger gehandhabt werden muss. Zudem ermöglicht der
Strukturelementträger, dass einige der Verfahrensschritte für eine Vielzahl von Bauelementen parallel durchgeführt werden können. Zum Beispiel können die elektrisch leitenden Bereiche durch ein Beschichtungsverfahren gleichzeitig auf eine Vielzahl von Strukturelementen aufgebracht werden. Ferner kann das mechanische
Verbinden der Chips mit den Strukturelementen für eine Vielzahl von Bauelementen parallel durchgeführt werden. Die Bauelemente können ohne Fototechnik hergestellt werden. Dadurch wird die Herstellung der Bauelemente vereinfacht. Weitere Ausgestaltungen
Als Material für das Strukturelement kann Keramik vorgesehen sein. Ferner kann als Material für das Strukturelement Kunststoff vorgesehen sein. Zum Beispiel kann ein Material verwendet werden, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient ungefähr dem Wärmeausdehnungskoeffizienten des Chips entspricht. Ferner kann ein Material verwendet werden, das für die vom Chip emittierte oder absorbierte
elektromagnetische Strahlung eine hohe Reflektivität aufweist.
Die vorgeschlagene Struktur ermöglicht das Bereitstellen von Bauelementen mit geringer Höhe. So kann die Höhe des Strukturelements ungefähr der Höhe des optoelektronischen Chips entsprechen. Ferner kann die Gesamthöhe des
oberflächenmontierbaren optoelektronischen Bauelements maximal doppelt so groß sein, wie die Höhe des optoelektronischen Chips. Zum Beispiel können Bauelemente bereitgestellt werden, bei denen der optoelektronische Chip eine Höhe von ungefähr 200 Mm aufweist und das Bauelement eine Gesamthöhe von 300 Mm aufweist. Es können somit Bauelemente bereitgestellt werden, deren Gesamthöhe maximal dem 1,5 fachen der Höhe des Chips entspricht. Bei einigen Ausführungsbeispielen können Bauelemente bereitgestellt werden, bei denen die Gesamthöhe des Bauelements ungefähr der Höhe der Strahlungsfläche des optoelektronischen Chips entspricht.
An der Montagefläche des Strukturelements und/oder an einer der Montagefläche gegenüberliegenden Oberseite des Strukturelements kann eine Reflektorschicht angeordnet sein. Durch die Reflektorschicht kann die Effizienz des Bauelements erhöht werden. Die Reflektorschicht kann Teil einer auf das Strukturelement aufgebrachten Folie sein. Ferner kann die Reflektorschicht eine reflektierende Vergussmasse sein.
In dem Strahlengang des Chips kann parallel zur Strahlungsfläche einen Folie angeordnet sein, wobei auf der Folie ein Leuchtstoff aufgebracht ist. In weiteren Ausführungsbeispielen kann ein Leuchtstoff direkt auf die Strahlungsfläche des optoelektronischen Chips aufgebracht sein. Zum Beispiel kann ein in Vergussmasse eingebetteter Leuchtstoff in eine durch Folien und das Strukturelement gebildete Kavität gefüllt werden. Für das Einfüllen des Leuchtstoffs in die durch die Folien und das Strukturelement gebildete Kavität kann zum Beispiel Dispensen vorgesehen sein. Ferner kann der Leuchtstoff auch auf die Strahlungsfläche des Chips aufgesprüht sein.
Der erste und zweite elektrisch leitende Bereich können oberflächlich auf das
Strukturelement aufgebracht sein. Als oberflächlich aufgebracht können zum Beispiel Strukturen bezeichnet werden, die mit einem Beschichtungsverfahren auf das
Strukturelement aufgebracht worden sind. Zum Beispiel können der erste und zweite elektrisch leitende Bereich Schichten sein, die auf das Strukturelement aufgebracht wurden. Die Schichtdicke kann weniger als 10 Mm betragen. In weiteren
Ausführungsbeispielen kann die Schichtdicke 2 μηι betragen.
Das Strukturelement kann den optoelektronischen Chip an drei senkrecht zur
Montagefläche angeordneten Seitenflächen umgeben. Entsprechend kann das
Strukturelement im Wesentlichen U-förmig sein. Eine Funktion der beiden Schenkel des U-förmigen Strukturelements kann zum Beispiel darin bestehen ausreichend Fläche für eine mechanische und elektrisch leitende Verbindung zwischen dem
Bauelement und einem Schaltungsträger bereitzustellen. Eine Funktion des
Querstücks des U-förmigen Strukturelements kann zum Beispiel darin bestehen, die beiden Schenkel des Strukturelements mechanisch miteinander zu verbinden.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel können zumindest zwei Bauelemente zu einem Mehrfachbauelement zusammengefasst werden. Die einzelnen Bauelemente eines Mehrfachbauelements können über eine elektrisch leitende Folie mechanische und elektrisch leitend miteinander verbunden sein. Die elektrisch leitende Folie kann ein Beispiel für einen Schaltungsträger sein. Die einzelnen Bauelemente des
Mehrfachbauelements können in einer elektrischen Reihenschaltung angeordnet sein.
die elektrisch leitende Folie kann an der Montagefläche und/oder der Oberseite des Strukturelements angeordnet sein. Die elektrisch leitende Folie kann eine
Reflektorschicht aufweisen. Ferner können auf der Montagefläche und auf der Oberseite angeordnete Folien über die Strahl ungsfläche überstehen und zusammen mit dem Strukturelement eine Kavität bilden. Dabei kann zumindest eine der Folien eine elektrisch leitende Folie sein. In die Kavität kann ein Leuchtstoff eingebracht werden. Alternativ oder ergänzend zu zumindest zwei über eine Folie mechanisch und/oder elektrisch miteinander verbundenen Bauelementen können zumindest zwei Strukturelemente eines Mehrfachbauelements mechanisch miteinander verbunden sein. Die miteinander verbunden Strukturelemente können integral geformt sein. Die mechanisch miteinander verbundenen Strukturelemente können die
optoelektronischen Chips des Mehrfachbauelements elektrisch leitenden verbinden. Zum Beispiel können ein erster elektrisch leitender Bereich und ein zweiter elektrisch leitender Bereich einen gemeinsamen elektrisch leitenden Bereich bilden. Aufgrund der größeren Abmessungen kann ein Mehrfachbauelement im Vergleich zu einem einzelnen Bauelement zum Beispiel einfacher weiterverarbeitet werden.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel können das Bauelement oder das
Mehrfachbauelement Teil einer Hintergrundbeleuchtungseinrichtung sein. Die Hintergrundbeleuchtungseinrichtung kann dazu eingerichtet sein, den Hintergrund einer Flüssigkristallanzeige eines Bildschirms zu beleuchten. Die
Hintergrundbeleuchtungseinrichtung kann eine Lichtverteilerplatte aufweisen, wobei das Bauelement oder das Mehrfachbauelement an zumindest einer senkrecht zu einer Lichtauskoppelfläche der Lichtverteilerplatte angeordneten Seitenfläche der Lichtverteilerplatte angeordnet sein können.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel können die Bauelemente über eine auf der Montagefläche und/oder der Oberseite angeordnete Folie lediglich mechanisch miteinander verbunden sein. Lediglich mechanisch miteinander verbunden kann dabei bedeuten, dass zwischen den Bauelementen keine elektrisch leitende
Verbindung besteht. Die mechanisch miteinander verbunden Bauelemente können dann unmittelbar vor dem Aufbringen auf einen Schaltungsträger voneinander getrennt werden. Die Folie kann eine Reflektorschicht aufweisen. Die durch die Folie
miteinander verbunden Bauelemente können einfach gehandhabt, transportiert und verarbeitet werden.
Die elektrisch leitenden Bereiche können strukturiert auf den Strukturelementträger aufgebracht werden. Das strukturierte Aufbringen der elektrisch leitenden Bereiche kann zum Beispiel mit einem Beschichtungsverfahren erfolgen. Für das strukturierte Aufbringen kann zum Beispiel eine Schattenmaske vorgesehen sein.
Für das Aufteilen des Strukturelementträgers kann ein Materialabtrag entlang eines ersten Grabens vorgesehen sein. Der Materialabtrag entlang des ersten Grabens kann nachstehend vereinfacht auch als Reihenaufteilung bezeichnet werden. Die Reihenaufteilung kann für einen Strukturelementträger vorgesehen sein, bei dem die Strukturelemente in Reihen und Spalten angeordnet sind. Mit der Reihenaufteilung kann ein Strukturelementträger bereitgestellt werden, der nur eine einzige Reihe von Strukturelementen aufweist.
Für das Aufteilen des Strukturelementträgers kann ferner ein Materialabtrag zwischen zwei in einer Reihe angeordneten Strukturelementen vorgesehen sein. Dieser Materialabtrag kann nachstehend auch als Spaltenaufteilung bezeichnet werden. Die Spaltenaufteilung kann nach der Reihenaufteilung vorgesehen sein. Zum Beispiel kann mit der Spatenaufteilung ein Strukturelementträger mit einer einzelnen Reihe von Strukturelementen in einzelne Strukturelemente oder in Gruppen mit mindestens zwei Strukturelementen aufgeteilt werden. Die Strukturelemente können nach dem Aufteilen des Strukturelementträgers auf eine Folie aufgebracht werden. Ferner kann ein Strukturelementträger mit einer einzelnen Reihe von Strukturelementen auch ohne ein vorheriges Aufteilen auf die Folie aufgebracht werden. Die Folie kann vorgesehen sein, um eine Vielzahl von Strukturelementen mechanisch miteinander zu verbinden. Die Folie mit den aufgebrachten Bauelementen kann auf eine Rolle aufgewickelt werden. Die auf einer Rolle aufgewickelte Folie kann als Transportverpackung vorgesehen sein.
Ferner kann eine Folie mit einer Vielzahl von Bauelementen in einzelne Bauelemente oder in Gruppen mit mindestens zwei Bauelementen aufgeteilt werden. Für das Aufteilen der Folie sowie der über die Folie mechanisch miteinander verbundenen Bauelemente kann zum Beispiel Lasertrennen oder Schneiden vorgesehen sein.
Kurze Beschreibung der Figuren
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele anhand der Figuren näher erläutert. Die gleichen Bezugszeichen werden für gleichartige oder gleich wirkende Elemente bzw. Eigenschaften in allen Figuren verwendet. Die Figuren sind nicht maßstabsgetreu.
Es zeigen:
Fig. la eine schematische Draufsicht auf ein erstes oberflächenmontierbares optoelektronisches Bauelement;
Fig. lb eine schematische Seitenansicht des in Fig. la dargestellten
Bauelements;
Fig. lc eine schematische Schnittdarstellung eines zweiten
oberflächenmontierbaren optoelektronischen Bauelements;
Fig. ld eine schematische Schnittdarstellung eines dritten
oberflächenmontierbaren optoelektronischen Bauelements; Fig. le eine schematische Schnittdarstellung eines vierten
oberflächenmontierbaren optoelektronischen Bauelements;
Fig. 2a eine schematische Draufsicht auf ein fünftes oberflächenmontierbares optoelektronisches Bauelement;
Fig. 2b eine schematische Schnittdarstellung des in Fig. 2a dargestellten
Bauelements;
Fig. 3a eine schematische Draufsicht auf eine Strukturelementträger;
Fig. 3b eine schematische Seitenansicht des in Fig. 3a dargestellten
Strukturelementträgers;
Fig. 4a 4e schematische Darstellungen zwischen einzelnen
Bearbeitungsschritten;
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines ersten Mehrfachbauelements;
Fig. 6 eine schematische Darstellung eines zweiten Mehrfachbauelements.
Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Der Begriff„optoelektronisches Bauelement" kann zum Beispiel Bauelemente umfassen, die dazu eingerichtet sind, elektromagnetische Strahlung zu emittieren und/oder elektromagnetische Strahlung zu detektieren. Nachfolgend wird die vorgeschlagene Lösung am Beispiel einer Licht emittierenden Diode (LED) erläutert, wobei die für eine LED erläuterten Merkmale auch bei anderen optoelektronischen Bauelementen vorgesehen sein können.
In Fig. la ist ein oberflächenmontierbares optoelektronisches Bauelement 10 schematisch dargestellt. Die Fig. la ist eine Draufsicht auf eine Montagefläche des oberflächenmontierbaren optoelektronischen Bauelements 10. Die Fig. lb ist eine schematische Draufsicht auf die Strahlungsfläche 20 des Bauelements 10. Als oberflächenmontierbares Bauelement 10 werden Bauelemente bezeichnet, die für eine Oberflächenmontage auf einem Schaltungsträger, wie zum Beispiel einer
Leiterplatte, geeignet sind. Diese Bauelementform kann auch als SMD (engl. Surface Mounted Device) bezeichnet werden. Bei der Oberflächen montage werden die Bauelemente mit einer Montagefläche auf den Schaltungsträger gelegt. Die
Bauelemente werden dann durch Kleben oder Löten, zum Beispiel
Wiederaufschmelzlöten oder mit einem elektrisch leitenden Klebstoff, mechanisch und elektrisch leitend mit dem Schaltungsträger verbunden.
Das in den Figuren la und lb dargestellte Bauelement 10 umfasst ein
Strukturelement 12 und einen optoelektronischen Chip 16. Der dargestellte optoelektronische Chip 16 weist ungefähr die Form eines Quaders auf. Der Chip 16
ist in einer Aussparung des Strukturelements 12 angeordnet. Das dargestellte Strukturelement 12 grenzt an drei Seitenflächen des Chips 16 an. Die Aussparung durchdringt das Strukturelement 12 in vertikaler Richtung - also bei der Darstellung der Fig. la senkrecht zur Zeichenebene - vollständig. Die Aussparung wird an einer Seite nicht durch das Strukturelement 12 begrenzt. Diese Seite kann nachstehend auch als offene Seite der Aussparung bezeichnet werden. Somit umgibt das erste Strukturelement 12 den Chip 16 im Wesentlichen U-förmig. Die Form der Aussparung ist an die Form des aufzunehmenden optoelektronischen Chips 16 angepasst. Für das dargestellte Ausführungsbeispiel kann zum Beispiel ein Dünnfilmchip mit zwei Oberseitenkontakten vorgesehen sein.
Der Chip 16 weist an einer Seitenfläche, also einer senkrecht zur Montagefläche 18 angeordneten Fläche eine Strahl ungsf läche 20 auf. Die Strahlungsfläche 20 ist beim erläuterten Beispiel der LED dazu vorgesehen, die von dem Chip erzeugte
elektromagnetische Strahlung aus dem Chip 16 auszukoppeln. Die zur
Strahlungserzeugung vorgesehene Schichtenfolge des Chips 16 ist parallel zur Strahlungsfläche 20 angeordnet. Die Strahl ungsf läche 20 ist an der offenen Seite der Aussparung angeordnet. Da die Strahlungsfläche 20 in dem Bauelement 10 senkrecht zur Montagefläche 18 angeordnet ist, wird das von dem Bauelement 10 emittierte Licht seitlich ausgekoppelt. Diese Bauform kann als Sidelooker bezeichnet werden. Sidelooker können zum Beispiel vorgesehen sein, um Licht seitlich in eine Lichtverteilerplatte einzukoppeln.
Bei dem dargestellten Bauelement 10 ist der Chip 16 an drei Seiten von dem
Strukturelement 12 U-förmig umgeben. Eine erste an die Strahl ungsf läche 20 angrenzende Seitenfläche des Chips 16 liegt an einer in der Aussparung
angeordneten ersten Seitenfläche des Strukturelements 12 an. Eine zweite an die Strahlungsfläche 20 angrenzende Seitenfläche des Chips 16 liegt an einer zweiten in der Aussparung angeordneten Seitenfläche des Strukturelements 12 an. Eine der Strahlungsfläche 20 gegenüberliegende Rückseite des Chips 16 liegt an einer dritten Seitenfläche des Strukturelements 12 an. Der Chip 16 ist mechanisch mit dem
Strukturelement 12 verbunden. Für die mechanische Verbindung ist zwischen
zumindest einer Seitenfläche des Chips 16 und zumindest einer der in der Aussparung angeordneten Seitenflächen des Strukturelements ein Verbindungsmittel 21 vorgesehen. Als Verbindungsmittel 21 kann zum Beispiel Klebstoff, elektrisch leitender Klebstoff oder Lot vorgesehen sein.
Das Strukturelement 12 ist aus einem elektrisch isolierenden Material wie zum Beispiel Kunststoff oder Keramik geformt. Als Kunststoff kann zum Beispiel
Polybutylenterephthalat (PBT) oder Polycarbonat (PC) vorgesehen sein. Als Keramik kann zum Beispiel AI2O3 vorgesehen sein. Ferner kann eine maschinell bearbeitbare Glaskeramik vorgesehen sein. Ferner kann das Material des Strukturelements so gewählt sein, dass es für die von dem Chip 16 emittierte Strahlung eine hohe
Reflektivität aufweist. Zum Beispiel können Materialien verwendet werden, die für einen Betrachter weiß erscheinen.
Auf dem elektrisch isolierenden Strukturelement 12 sind ein erster elektrisch leitender Bereich 22 und ein zweiter elektrisch leitender Bereich 23 angeordnet. Der erste und zweite elektrisch leitende Bereich 22, 23 sind oberflächlich auf das
Strukturelement 12 aufgebracht. Das oberflächliche Aufbringen der elektrisch leitenden Bereiche kann mit einem Beschichtungsverfahren erfolgen. Zum Beispiel kann ein Verfahren der physikalischen Gasphasenabscheidung wie Sputterdeposition oder thermisches Verdampfen oder ein Verfahren der chemischen
Gasphasenabscheidung wie plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung vorgesehen sein. Ferner kann thermisches Spritzen oder Galvanisieren vorgesehen sein. Die Beschichtung kann auch zweistufig aufgebracht werden. Zum Beispiel kann in einem ersten Schritt zum Beispiel durch Sputterdeposition eine Keimschicht aufgebracht werden. In einem zweiten Schritt kann zum Beispiel durch Galvanisieren die Schichtdicke erhöht werden. Insbesondere für aus Kunststoff geformte
Strukturelemente 12 können das Strukturelement 12 und die elektrisch leitenden Bereiche 22, 23 auch mit einem Herstellverfahren für Spritzgegossene
Schaltungsträger (engl. Molded Interconnect Devices) erzeugt werden. Als
Materialien für die elektrisch leitenden Bereiche 22, 23 kann zum Beispiel Gold,
Silber, Kupfer, Nickel, Titan und/oder eine diese Materialien enthaltende Legierung vorgesehen sein.
Die elektrisch leitenden Bereiche 22, 23 können jeweils Schichten sein, die mit einer im Wesentlichen gleichbleibenden Schichtdicke die darunterliegenden Konturen des Strukturelements 12 überziehen. Die elektrisch leitenden Bereiche können eine oder mehrere übereinander angeordnete Schichten aufweisen. Sofern übereinander angeordnete Schichten vorgesehen sind, können diese Schichten unterschiedliche Materialien aufweisen. Durch mehrere übereinander angeordnete Schichten aus unterschiedlichen Materialien kann zum Beispiel die Haftung des elektrisch leitenden Materials auf dem Strukturelement 12 verbessert werden. Ferner kann die Qualität der elektrischen und mechanischen Verbindungen zwischen dem Strukturelement 12 und einem Schaltungsträger und/oder zwischen dem Strukturelement 12 und dem Chip 16 verbessert werden. Zum Beispiel können die elektrisch leitenden Bereiche eine Titanschicht, eine Platinschicht, eine Nickelschicht eine Kupferschicht und/oder eine Goldschicht aufweisen. Die Schichtdicken können zum Beispiel 100 nm für die Titanschicht, 100 nm für die Platinschicht und 100 nm für die Goldschicht betragen. Die Schichtdicken für die Kupfer und Nickelschicht können 1-2 μηι betragen. Die Dicke des elektrisch leitenden Bereichs kann allgemein weniger als 10 Mm betragen.
Der erste und zweite elektrisch leitende Bereich 22, 23 sind elektrisch voneinander isoliert. Zum Beispiel können der erste und zweite elektrisch leitende Bereich 22, 23 derart auf dem Strukturelement 12 angeordnet sein, dass sie sich nicht berühren oder überschneiden. Ferner können der erste und zweite elektrisch leitende Bereich 22, 23 derart auf dem Strukturelement angeordnet sein, dass sie mit einem einzelnen Beschichtungsschritt auf das Strukturelement 12 aufgebracht werden können.
Die ersten und zweiten elektrisch leitenden Bereiche 22, 23 sind auf zwei, im
Wesentlichen senkrecht zueinander angeordneten Flächen des Strukturelements 12 angeordnet. Zudem bedecken die elektrisch leitenden Bereiche 22, 23 die Kante, die
sich zwischen den senkrecht zueinander angeordneten Flächen befindet. Bei den dargestellten Ausführungsbeispiel bedecken die elektrisch leitenden Bereiche 22, 23 einen Teil der Montagefläche 18, sowie neben der Strahlungsfläche 20 angeordnete Bondflächen 32, 36. Die senkrecht zur Montagefläche 18 angeordneten Flächen der elektrisch leitenden Bereiche 22, 23 können nachstehend allgemein als
Kontaktflächen bezeichnet werden. Zusätzlich oder alternativ können als
Kontaktflächen auch zwei voneinander getrennte Flächen auf der dritten Seitenfläche der Aussparung vorgesehen sein. Ferner können der erste beziehungsweise der zweite elektrisch leitende Bereich 22, 23 auch die in der Aussparung angeordnete erste sowie zweite Seitenfläche des Strukturelements 12 und/oder eine Stirnfläche 38 des Strukturelements 12 bedecken. Die Kontaktflächen sind zur elektrischen
Kontaktierung des Chips 16 vorgesehen. Die elektrische Kontaktierung des Chips 16 kann zum Beispiel durch Lotverbindungen, elektrisch leitende Klebeverbindungen und/oder Bonddrahtverbindungen erfolgen.
Die senkrecht zur Montagefläche 18 angeordneten Kontaktflächen sind in Fig. lb dargestellt. Die Kante des Strukturelements 12 zwischen der Montagefläche 18 und den Kontaktflächen kann abgerundet oder angeschrägt sein. Eine abgerundete oder abgeschrägte Kante kann zum Beispiel die Qualität der Kantenbedeckung verbessern. Die auf der Montagefläche 18 angeordneten Abschnitte des ersten und zweiten elektrisch leitenden Bereichs 22, 23 bilden einen ersten und einen zweiten
Anschlusskontakt 24, 26. Der erste und zweite Anschlusskontakt 24, 26 sind zur Oberflächenmontage des Bauelements 10 vorgesehen. Die Anschlusskontakte 22, 23 sind dazu geeignet, durch Löten oder Kleben, mechanisch und elektrisch leitend mit einem Schaltungsträger verbunden zu werden.
Bei dem in den Figuren la und lb dargestellten Ausführungsbeispiel sind zur elektrischen Kontaktierung des Chips 16 zumindest zwei Bonddrähte 28 vorgesehen. Dabei verbindet ein erster Bonddraht 28 ein auf der Strahl ungsfläche 20 des Chips 16 angeordnetes erstes Bondpad 30 mit der auf dem Strukturelement 12 angeordneten ersten Bondfläche 32. Ein zweiter Bonddraht 28 verbindet ein zweites auf der
Strahlungsfläche 20 des Chips 16 angeordnetes Bondpad 34 mit der auf dem
Strukturelement 12 angeordneten zweiten Bondfläche 36. Die erste und zweite Bondfläche 32, 36 und die Strahl ungsfläche 20 sind im Vergleich zu der im
Wesentlichen parallel zur Strahlungsfläche 20 des Chips 16 angeordneten Stirnfläche 38 des Bauelements 10 zurückgesetzt angeordnet. Durch die zurückgesetzte
Anordnung der Bondflächen 32, 36 ragen die Bonddrähte 28 nicht über die
Stirnfläche 38 hinaus.
Auf der Strahl ungsfläche 20 kann ein Leuchtstoff 40 aufgebracht sein. In den
Darstellungen der Figuren la und lb ist der Leuchtstoff 40 schraffiert dargestellt. Der Leuchtstoff 40 ist dazu vorgesehen, die von dem Chip 16 in einem ersten
Wellenlängenbereich emittierte Strahlung zumindest teilweise in Strahlung mit einem zweiten Wellenlängenbereich umzuwandeln, so dass ein Betrachter die emittierte Strahlung zum Beispiel als„weißes" Licht wahrnimmt. Die Bonddrähte 28 können zumindest teilweise in den Leuchtstoff 40 eingebettet sein. Der Leuchtstoff 40 kann zum Beispiel eine Dicke von 20 Mm aufweisen.
Die Fig. lc ist eine schematische Schnittdarstellung durch ein zweites Bauelement 42. Das zweite Bauelement 42 ist eine Variante des in Verbindung mit den Figuren la und lb dargestellten ersten Bauelements 10. Das zweite Bauelement 42
unterscheidet sich von dem ersten Bauelement durch eine auf einer Oberseite 44 des Bauelements 42 angeordnete erste Folie 46. Ferner weist das in Fig. lc dargestellte zweite Bauelement Stufen 47 auf.
Die Oberseite 44 des Bauelements liegt der Montagefläche gegenüber. Die erste Folie 46 weist mehrere Schichten auf. Bei dem in Fig. lb dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die erste Folie 46 eine Klebeschicht 48, eine Isolationsschicht 49 und eine Reflektorschicht 50. Die Isolationsschicht 49 ist zwischen der Klebeschicht 48 und der Reflektorschicht 50 angeordnet. Die Isolationsschicht 49 ist elektrisch nicht leitend. Neben der elektrischen Isolation kann die Isolationsschicht 49 auch zur
mechanischen Stabilisierung der ersten Folie 46 vorgesehen sein. Als Material für die Isolationsschicht 49 können zum Beispiel Polyimide oder Polymethylmethacrylate
vorgesehen sein. Die Reflektorschicht 50 ist aus einem Material gebildet, das für die von dem Chip 16 emittierte elektromagnetische Strahlung einen hohen
Reflexionsgrad aufweist. Als Material für die Reflektorschicht 50 kann zum Beispiel Silber oder Aluminium vorgesehen sein. Die Reflektorschicht 50 kann zum Beispiel auf die Isolationsschicht 49 mittels einer Beschichtung aufgebracht werden. Ferner können über der Reflektorschicht 50 noch weitere Schichten wie zum Beispiel eine zweite Isolationsschicht angeordnet sein. Die erste Folie 46 kann zum Beispiel eine Dicke von weniger als 50 Mm aufweisen.
Die erste Folie 46 ist mit der Klebeschicht 48 auf der Oberseite 44 des
Strukturelements 12 befestigt. Neben den reflektierenden Eigenschaften kann die erste Folie 46 das Bauelement mechanisch stabilisieren. Die erste Folie 46 kann bis zur Stirnfläche 38 des Bauelements reichen. Die erste Folie 46 kann im Bereich der Aussparung über die zurückgesetzten Bondflächen 32, 36 und den Chip 16
überstehen. Der überstehende Abschnitt der ersten Folie 46 kann neben einer mechanischen Stabilisierung und der Reflexion von Strahlung ferner als Begrenzung für das Einbringen des Leuchtstoffs 40 vorgesehen sein.
An dem Strukturelement 12 des zweiten Bauelements 42 sind Stufen 47 angeordnet. Die Stufen 47 können zum Beispiel vorgesehen sein, um die Höhe des Bauelements auf eine gewünschte Höhe einstellen zu können. Bei dem in Fig. lc dargestellten
Bauelement 42 ist auf der Oberseite eine vorstehende Stufe 47a und an der
Montagefläche 18 eine zurückgesetzte Stufe 47b angeordnet. Die Anordnung der Fig. lc ist exemplarisch. Bei weiteren Ausführungsbeispielen können zum Beispiel nur eine Stufe, zwei vorstehende Stufen oder zwei zurückgesetzte Stufen vorgesehen sein. Die Stufen 47 können zum Beispiel beim Vereinzel der Strukturelemente 12 erzeugt werden.
Die Fig. ld ist eine schematische Schnittdarstellung durch ein drittes Bauelement 52. Das dritte Bauelement 52 ist eine Variante des in Verbindung mit den Figuren la und lb dargestellten ersten Bauelements 10. Das dritte Bauelement 52 unterscheidet
sich von dem ersten Bauelement 10 dadurch, dass auf der Oberseite 44 eine erste Folie 46 und auf der Montagefläche 18 eine zweite Folie 66 angeordnet ist. Die zweite Folie 66 kann im Wesentlichen der ersten Folie 46 entsprechen. Die zweite Folie 66 weist eine bereits in Verbindung mit Fig. lc genannte zweite
Isolationsschicht 51 auf. Die zweite Isolationsschicht 51 entspricht der ersten
Isolationsschicht 49. Die zweite Isolationsschicht 49 ist auf der Reflektorschicht 50 angeordnet.
Die erste und zweite Folie 46, 66 stehen im Bereich der Aussparung über die zurückgesetzten Bondflächen 32, 36 und den Chip 16 über. Auf der zweiten Folie 66 sind Öffnungen für die auf der Montagefläche 18 angeordneten ersten und zweiten Anschlusskontakt 24, 26 vorgesehen. Die überstehende erste und zweite Folien 46, 66 bilden zusammen mit dem Strukturelement 12 eine Kavität, wobei die
Strahlungsfläche 20 und die Bondflächen 32, 36 den Boden der Kavität bilden. In diese Kavität kann zum Beispiel eine Leuchtstoffpartikel aufweisende Vergussmasse 40 gefüllt werden.
Die Fig. le ist eine schematische Schnittdarstellung durch ein viertes Bauelement 54. Das vierte Bauelement 54 ist eine Variante des in Verbindung mit den Figuren la und lb dargestellten ersten Bauelements 10. Das vierte Bauelement 54
unterscheidet sich von dem ersten Bauelement 10 dadurch, dass an der Oberseite 44 und/oder der Montagefläche 18 eine reflektierende Vergussmasse 56 angeordnet ist. Die reflektierende Vergussmasse 56 kann zum Beispiel ein mit Titandioxidpartikeln gefülltes Silikonharz sein. Die reflektierende Vergussmasse 56 kann eine
Reflektorschicht bilden. An der Montagefläche 18 des vierten Bauelements 54 sind die Anschlusskontakte 24, 26 angeordnet.
In den Figuren 2a und 2b ist ein fünftes oberflächenmontierbares
optoelektronisches Bauelement 60 dargestellt. Die Fig. 2a ist eine Draufsicht auf die Montagefläche 18 des oberflächenmontierbaren optoelektronischen Bauelements 60. Die Fig. 2b ist eine schematische Schnittdarstellung entlang der in Fig. 2a
dargestellten Linie AA. Das fünfte Bauelement 60 unterscheidet sich von dem ersten Bauelement 10 insbesondere dadurch, dass anstelle eines Dünnfilmchips mit zwei Oberseitenkontakten ein Saphir-Flip-Chip 61 vorgesehen ist, dessen Kontakte an der Rückseite vorgesehen sind. Entsprechend sind zur elektrischen Kontaktierung des Chips 61 keine Bonddrähte erforderlich. Die an der Rückseite des Chips 61 angeordnete Kontakte sind über zwei Verbindungsmittel 21 jeweils mit dem an der dritten Seitenfläche der Aussparung angeordneten Kontaktflächen des ersten und zweiten elektrisch leitenden Bereich 22, 23 elektrisch leitend verbunden. Zum
Beispiel kann als Verbindungsmittel eine Lotlegierung vorgesehen sein, deren Löttemperatur bei über 250°C liegt.
Ferner ist bei dem in den Figuren 2a und 2b dargestellten Ausführungsbeispiel auf der Oberseite 44 des Strukturelements 12 die erste Folie 46 und auf der
Montagefläche 18 die zweite Folie 66 angeordnet. Die Folien sind bei der Darstellung der Fig. 2a gestrichelt und transparent dargestellt, da ansonsten der Chip 16 durch die Folien verdeckt wird. Die Folien können den bereits in Verbindung mit Fig. ld erläuterten Folien entsprechen. Bei der Darstellung der Figuren 2a und 2b sind die erste und zweite Folie 46, 66 über einen Foliensteg 74 miteinander verbunden. Der Foliensteg 74 ist auf Höhe der Stirnfläche 38 parallel zur Strahlungsfläche 20 angeordnet. Auf den Foliensteg 74 kann ein Leuchtstoff 80 aufgebracht sein. Dies ist in der Darstellung der Fig. 2b durch die schraffierte Fläche gekennzeichnet. Der Foliensteg 74 kann zum Beispiel aus einer Isolationsschicht 49 oder einer
Trägerschicht der Folie gebildet sein. Ferner ist der Foliensteg 74 für die von dem Chip 16 und/oder dem Leuchtstoff 80 emittierte Strahlung transparent.
Die in Verbindung mit den Figuren 1 und 2 erläuterten Merkmale sind voneinander unabhängig. Zum Beispiel kann auch beim ersten Bauelement 10, die in Verbindung mit den Figuren 2a und 2b erläuterte zweite Folie 66 vorgesehen sein. Zudem sind auch Mischformen möglich, so kann zum Beispiel auch ein Dünnfilmchip mit einem Oberseitenkontakt und einem Rückseitenkontakt vorgesehen sein. Entsprechend kann an der Strahl ungsfläche 20 des Chips 16 ein in Verbindung mit den Figuren la und lb beschriebener Bonddraht 28 zur elektrischen Kontaktierung des
Oberseitenkontakts und an der Rückseite des Chips 16 eine in Verbindung mit den Figuren 2a und 2b beschriebene Lotverbindung zur elektrischen Kontaktierung des Rückseitenkontakts angeordnet sein. Ferner kann das fünfte Bauelement 60 auch Merkmale des zweiten, dritten und/oder vierten Bauelements 42, 52, 54 aufweisen.
Bei den Bauelementen 10, 42, 52, 54 60 entspricht die Höhe„hc" der Chips 16, 61 ungefähr der Höhe des Strukturelements 12. Da durch die Folien 46, 66 die
Gesamthöhe„hg" des Bauelements lediglich geringfügig erhöht wird, kann ein Bauelement bereitgestellt werden, dessen Gesamthöhe„hc" maximal doppelt so groß ist wie die Höhe„hc" des Chips 16, 61. Es kann ein Bauelement bereitgestellt werden, dessen Gesamthöhe„hg" kleiner ist als 0,5 mm. Zum Beispiel können Bauelemente 10 mit einer Höhe im Bereich zwischen 0,3 mm und 0,15 mm
bereitgestellt werden. Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Gesamthöhe„hg" des Bauelements 200 Mm betragen. Die Gesamtlänge„Ig" der Bauelemente 10, 60 kann zum Beispiel zwischen 0,8 mm und 2,5 mm betragen. Die Gesamtbreite„bg" der Bauelemente 10, 60 kann zum Beispiel zwischen 0,3 mm und 1 mm betragen.
In den Figuren 3a und 3b ist ein Strukturelementträger 102 dargestellt. Die Fig. 3a ist eine schematische Draufsicht auf den Strukturelementträger 102. Die Fig. 3b ist eine schematische Seitenansicht des Strukturelementträgers 102. Der
Strukturelementträger ist vorgesehen, um eine einfache Herstellung der in
Verbindung mit den Figuren 1 und 2 erläuterten Bauelemente zu ermöglichen.
Auf den Strukturelementträger 102 ist eine Vielzahl von miteinander verbundenden Strukturelementen 12 angeordnet. Zur deutlicheren Darstellung sind die einzelnen Strukturelemente 12 in den Figuren 3a und 3b gepunktet dargestellt. Die
gestrichelten Linien deuten in der Darstellung der Figuren 3a und 3b Trennlinien an, entlang derer die einzelnen Strukturelemente vereinzelt werden können. Die
Strukturelemente 102 sind entlang von Spalten 104 und/oder Reihen 106
angeordnet. Bei der Darstellung der Figuren 3a und 3b sind Reihen 106 vorgesehen, wobei in jeder Reihe 106 jeweils zwei Strukturelemente 12 angeordnet sind. In den
Strukturelementträger 102 sind erste Gräben 108 und zweite Gräben 110a, 110b eingebracht. Die ersten Gräben 108 sind parallel zu den Reihen 106 angeordnet. Die zweiten Gräben 110a, 110b sind parallel zu den Spalten 104 angeordnet. Die zweiten Gräben 110a, 110b sind senkrecht zu den ersten Gräben 108 angeordnet. Bei der Darstellung der Fig. 3a überlagert der erste Graben 108 die zweiten Gräben 110a, 110b. Entsprechend ist bei der Darstellung der Fig. 3a der erste Graben 108 tiefer in das Material des Strukturelementträgers eingebracht als die zweiten Gräben 110a, 110b. Neben den dargestellten Strukturelementträger 102 bei dem die
Strukturelemente in Spalten und Reihen angeordnet sind, können auch
Strukturelementträger vorgesehen sein, bei denen die Strukturelemente lediglich in einer Reihe 106 angeordnet sind. Strukturelementträger die aus Strukturelementen bestehen, die entlang einer Reihe angeordnet sind, weisen entsprechend keine ersten Gräben auf.
Bei dem in den Figuren 3a und 3b dargestellten Strukturelementträger 102 sind unterschiedliche zweite Gräben 110a, 110b dargestellt. Der in den Figuren 3a und 3b links angeordnete zweite Graben 110a ist dabei länger und flacher als der rechts angeordnete zweite Graben 110b. Ferner weist der links angeordnete zweite Graben 110a Abstufungen auf. Diese Abstufungen bilden die Bondflächen 32, 36 des späteren Bauelements. Der linke zweite Graben 110a und der rechte zweite Graben 110b sind zur Aufnahme unterschiedlicher Chiptypen vorgesehen. Das linke
Strukturelement ist zur Aufnahme eines Chips 16 mit Oberflächenkontakten vorgesehen. Das rechte Strukturelement ist zur Aufnahme eines Chips 61 mit Rückseitenkontakten vorgesehen. Neben dem in den Figuren 3a und 3b dargestellten Strukturelementträger 102 können auch Strukturelementträger 102 mit gleichen zweiten Gräben 110 vorgesehen sein. Ferner können Strukturelementträger vorgesehen sein, bei denen die Strukturelemente jeweils nur eine Abstufung aufweisen. Derartige Strukturelemente können zur Aufnahme eines Chips mit einem Oberseitenkontakt und einem Rückseitenkontakt vorgesehen sein.
Der Strukturelementträger 102 kann zum Beispiel durch Spritzpressen hergestellt werden. Für Strukturelemente aus Keramik kann zum Beispiel Heißisostatisches
Pressen vorgesehen sein. Allgemein können Herstell prozesse vorgesehen sein, mit denen bereits beim Formen des Strukturelementträgers 102 erste und zweite Gräben eingebracht werden können. Ferner können die ersten und zweiten Gräben 108, 110a, 110b durch einen Materialabtrag wie zum Beispiel Sägen und/oder Schleifen in den Strukturelementträger 102 eingebracht werden.
Anhand der Figuren 4a-4e wird ein Verfahren zur Herstellung optoelektronischer Bauelemente erläutert. Die Figuren 4a-4e sind schematische Darstellungen der Bauelemente zwischen einzelnen Bearbeitungsschritten.
Fig. 4a ist eine schematische Draufsicht auf den in Verbindung mit Figuren 3a und 3b erläuterten Strukturelementträger 102. In Verbindung mit Fig. 4a wird ein Aufbringen eines elektrisch leitenden Materials erläutert. Das elektrisch leitende Material kann zum Beispiel mittels einer anisotropen Metallisierung aufgebracht werden. Dies ist in Fig. 4a durch die dargestellten Pfeile angedeutet. Zum Beispiel können zur
Metalisierung des Strukturelementträgers Verfahren der physikalischen oder der chemischen Gasphasenabscheidung vorgesehen sein. Ferner kann die Metallisierung auch zum Beispiel durch thermisches Spritzen erfolgen. Durch die Beschichtung können sämtliche parallel zur Zeichenebene angeordneten Flächen beschichtet werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind dies die Stirnflächen 38, die Bondflächen 32, 38, die Bodenfläche der ersten Gräben 108 und die Bodenflächen der zweiten Gräben 110a, 110b. Zusätzlich wird zumindest auch ein Teil der Flächen der Strukturelemente 12 beschichtet, die in der Darstellung der Fig. 4a senkrecht zur Zeichenebene angeordnet sind. Zum Beispiel ist die spätere Montagefläche 18 des Bauelements bei der Darstellung der Fig. 4a senkrecht zur Zeichenebene angeordnet. Die Metallisierung kann zum Beispiel mit einer Schichtdicke von 2 μηι auf den
Strukturelementträger 102 aufgebracht werden. Für die Metallisierung können auch mehrere, einander überlagernde Schichten unterschiedlicher Materialien aufgebracht werden, wie dies zum Beispiel bereits in Verbindung mit dem ersten Bauelement erläutert wurde. In einem weiteren Ausführungsbeispiel, kann der
Strukturelementträger 102 und die Metallisierung auch mit einem Herstellverfahren für Spritzgegossene Schaltungsträger (MID-Verfahren) hergestellt werden.
Zur Strukturierung der elektrisch leitenden Bereiche 22, 23 kann eine Schattenmaske 111 vorgesehen sein. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann die
Schattenmaske 111 langgestreckte Strukturen 112 aufweisen. Die langgestreckten Strukturen weisen eine gleichbleibende Dicke auf und erstrecken sich im
Wesentlichen parallel zur Beschichtungsrichtung sowie den zweiten Gräben 110a, 110b. Ferner kann die Metallisierung durch einen Materiallabtrag strukturiert werden. Für den Materialabtrag können Zerspanende Bearbeitungsverfahren wie zum Beispiel Sägen oder Schleifen vorgesehen sein. Zum Beispiel kann durch Sägen entlang der zweiten Gräben 110a, 110b eine auf die Bodenfläche des zweiten Grabens 110a,
110b aufgebrachte Metallisierung wieder entfernt werden, um voneinander getrennte elektrisch leitende Bereiche zu erzeugen. Die strukturiert aufgebrachte Metallisierung oder die strukturierte Metallisierung bilden die elektrisch leitenden Bereiche 22, 23 des späteren Bauelements.
Die Fig. 4b ist eine schematische Darstellung eines Schnitts durch den
Strukturelementträger 102 entlang der in Fig. 4a dargestellten Linie BB. Die
Strukturelemente 12 sind durch das unter dem ersten Graben 108 angeordnete Material miteinander verbunden.
Die schraffierten Flächen 114 in Fig. 4b zeigen die elektrisch leitenden Bereiche 22, 23. Durch das strukturierte Aufbringen der Metallisierung sind der erste elektrisch leitende Bereich 22 und der zweite elektrisch leitende Bereich 23 voneinander getrennt. Ein Teil der Montagefläche wird somit nicht von den elektrisch leitenden Bereichen 22, 23 bedeckt. Neben den in Fig. 4b dargestellten Flächen bedecken die elektrisch leitenden Bereiche auch die Stirnflächen 38 und die Bondflächen 32, 36. Als Kontaktflächen zur elektrischen Kontaktierung des Chips sind bei dem
Strukturelement 12 mit dem linken zweiten Graben 110a die Bondflächen 32, 36 vorgesehen. Als Kontaktflächen zur elektrischen Kontaktierung des Chips ist bei dem Strukturelement 12 mit dem rechten zweiten Graben 110b die Bodenfläche des rechten zweiten Grabens 110b vorgesehen. Auf der Bodenfläche des rechten zweiten
Grabens 110b sind zwei elektrisch voneinander isolierte elektrische leitende Flächen vorgesehen.
In Fig. 4c ist ein Strukturelementträger 102 dargestellt, in dem Chips 16, 61 eingebracht wurden. Vor dem Einbringen der Chips 16, 61 kann Lot oder Klebstoff auf zumindest eine der in der Aussparung angeordneten Seitenflächen der
Strukturelemente 12 und/oder auf eine Seitenfläche der Chips 16, 61 angeordnet werden. Die zweiten Gräben können zum Beispiel 15 Mm länger sein als die Chips 16, 61. Der in den linken zweiten Graben 110a eingebrachte Chip 16 kann zum Beispiel mit einem elektrisch isolierenden Klebstoff über seine Rückseite mit der Bodenfläche des linken zweiten Grabens 110a mechanisch verbunden sein. Zur elektrischen Kontaktierung sind die Oberflächenkontakte des Chips 16 über die Bonddrähte 28 mit den Bondflächen 32, 36 verbunden. Der in den rechten zweiten Graben 110b eingebrachte Chip 61 kann zum Beispiel mit einem elektrisch leitenden Klebstoff über seine Rückseite mit der Bodenfläche des rechten zweiten Grabens 110b mechanisch und elektrisch leitenden verbunden sein. Zur elektrischen Kontaktierung der beiden Rückseitenkontakte sind zwei Verbindungsmittel 21 vorgesehen. Nach dem
Einbringen der Chips 16, 61 kann zum Beispiel durch Zuführen von Wärmeenergie der zwischen den Chips 16, 61 und den Strukturelementträger 102 angeordnete Klebstoff ausgehärtet oder eine Lotlegierung gelötet werden.
Auf die Strahlungsfläche der in den Strukturelementträger eingebrachten Chips 16, 61 kann ein Leuchtstoff 40 gesprüht werden. Der Leuchtstoff 40 wird dabei strukturiert aufgebracht. Zum Beispiel können die elektrisch leitenden Bereiche 22, 23 des Bauelements durch eine Schattenmaske verdeckt werden. In anderen
Ausführungsbeispielen kann der Leuchtstoff auch erst später aufgebracht werden.
Ferner kann in die ersten Gräben 108 eine reflektierende Vergussmasse gefüllt werden, um die in Fig. le dargestellte Struktur bereitzustellen. Auf die elektrisch leitenden Bereiche 22, 23 kann zum Beispiel vor dem Einfüllen der reflektierenden Vergussmasse eine Schicht aufgebracht werden, die nach einer Aufteilung der
Bauelemente ein Entfernen der Vergussmasse von den Anschlusskontakten 24, 26 erleichtert.
In Fig. 4d sind gestrichelte Trennlinien dargestellt. Die Trennlinien sind in den ersten Gräben 108 angeordnet. Der Strukturelementträger 102 kann durch einen
Materialabtrag entlang der ersten Gräben 108 aufgeteilt werden. Das Aufteilen des Strukturelementträgers 102 entlang des ersten Grabens 108 kann nachstehend auch als Reihenaufteilung bezeichnet werden. Für den Materialabtrag kann zum Beispiel Sägen, Schleifen oder Lasertrennen vorgesehen sein. Der Materialabtrag kann zum Beispiel von oben oder von unten erfolgen. Mit von oben kann ein Materialabtrag bezeichnet werden, der im Wesentlichen von der Seite des Strukturelementträgers 102 erfolgt, auf der die Chips angeordnet sind. Von unten kann ein Materialabtrag bezeichnen, der im Wesentlichen von der Seite des Strukturelementträgers 102 erfolgt, die den Aussparungen gegenüberliegt. Durch die Reihenaufteilung können die in Fig. lc dargestellten Stufen 47 auf der Montagefläche 18 und/oder der
Oberfläche 44 erzeugt werden. Die Stufen können zum Beispiel vorgesehen sein, um die Höhe der Bauelemente auf einen gewünschten Wert einzustellen. Dabei kann durch einen Materialabtrag von oben eine vorstehende Stufe 47 erzeugt werden. Als vorstehende Stufe 47 kann dabei eine Stufe bezeichnet werden, die über die
Anschlusskontakte 24, 26 vorsteht. Durch einen Materialabtrag von unten können vorstehende oder zurückgesetzte Stufen erzeugt werden. Als zurückgesetzt kann eine Stufe bezeichnet werden, bei der ausgehend von der Montagefläche Material entfernt wurde. Bei Ausführungsbeispielen, bei denen Strukturelementträger verwendet werden, die nur eine Reihe von Strukturelementen 12 aufweisen, kann die Reihenaufteilung entfallen.
Nach einer Reihenaufteilung kann ein Materialabtrag vorgesehen sein, um in einer Reihe angeordnete Strukturelemente zu trennen. Eine entsprechende Trennline ist in Fig. 4e dargestellt. Dieser Materialabtrag kann nachstehend als Spaltenaufteilung bezeichnet werden. Durch die Spaltenaufteilung können einzelne Bauelemente oder Gruppen von zumindest zwei Bauelementen bereitgestellt werden. Zur
Spaltenaufteilung kann zum Beispiel Schleifen, Sägen, Schneiden oder Lasertrennen vorgesehen sein.
In Fig. 4e ist eine Reihe von Strukturelementen 12 mit einer ersten und zweiten Folie 46, 66 dargestellt. Zum Beispiel wird die Reihe der Strukturelemente 12 nach dem Vereinzeln auf die erste oder die zweite Folie 46, 66 gelegt. Nach dem Aufbringen der Strukturelemente 12 auf die erste oder die zweite Folie 46, 66 kann die andere Folie aufgebracht werden. Bei der Darstellung der Fig. 4e weist die zweite Folie 66 Öffnungen für die Anschlusskontakte 24, 26 auf.
Sofern noch kein Leuchtstoff aufgebracht wurde, kann nach dem Aufbringen der ersten und zweiten Folie 46, 66, Leuchtstoff 40 auf die Strahl ungsf lache 40 aufgebracht werden. Zum Beispiel können in Vergussmasse eingebettete
Leuchtstoffpartikel in eine durch die überstehende erste und zweite Folien 46, 66 sowie das Strukturelement 12 gebildete Kavität auf die Strahl ungsf lache 40 aufgebracht werden. Ferner ist es möglich, dass die erste und zweite Folie 46, 66 über einen in Verbindung mit den Figuren 2a und 2b erläuterten Foliensteg 74 miteinander verbunden sind. Dabei kann der Leuchtstoff 80 auf den Foliensteg 74 angeordnet sein. Für die ersten Bauelemente 10 die keine Folie aufweisen, kann das in Verbindung mit Fig. 4d erläuterte Aufbringen der ersten und zweiten Folie 46, 66 entfallen.
Die Spaltenaufteilung kann vor oder nach dem Aufbringen auf die erste und oder zweite Folie erfolgen. So können zum Beispiel die Bauelemente nach der
Spaltenaufteilung einzeln auf die Folie 44, 66 aufgebracht werden. Dies kann zum Beispiel dann vorgesehen sein, wenn bei der weiteren Verarbeitung der Bauelemente ein großer Abstand zwischen den einzelnen Bauelementen gewünscht ist.
Bei einer Spaltenaufteilung nach dem Aufbringen der Bauelemente auf die Folie können durch die Spaltenaufteilung die Bauelemente zusammen mit der Folie 44, 66 aufgeteilt werden. Neben diesen beiden Varianten sind auch Mischformen möglich.
So kann zum Beispiel vor dem Aufbringen der Bauelemente auf die Folie eine
Spaltenaufteilung vorgesehen sein, bei der der Strukturelementträger 102 in Gruppen von zumindest zwei Bauelementen aufgeteilt wird und nach dem Aufbringen der Gruppen von Bauelementen auf die Folie 46, 66 kann eine erneute Spaltenaufteilung vorgesehen sein, um die Bauelemente zu vereinzeln. Dies kann zum Beispiel vorgesehen sein, um die Handhabung der Bauelemente bei der Herstellung oder der weiteren Verarbeitung zu vereinfachen.
Die Folie 44, 66 mit den aufgebrachten Bauelementen kann auf eine Rolle
aufgewickelt werden. Die Rolle mit der Vielzahl miteinander verbundener
Bauelemente kann an einen Kunden geliefert werden. Der Schritt der
Spaltenaufteilung kann dann von einem Kunden, zum Beispiel unmittelbar vor dem Aufbringen der Bauelemente auf einem Schaltungsträger durchgeführt werden.
Wenn das Vereinzeln der Bauelemente unmittelbar vor dem Aufbringen der
Bauelemente auf einem Schaltungsträger vorgesehen ist, kann die Handhabung und der Transport der Bauelemente vereinfacht werden. Dies ist insbesondere bei Bauelementen mit geringen Abmessungen vorteilhaft.
Fig. 5 ist eine schematische Darstellung eines ersten Mehrfachbauelements 500. Das Mehrfachbauelement 500 umfasst zumindest zwei Bauelemente 502, 504. Die zumindest zwei Bauelemente 502, 504 sind über eine elektrisch leitende Folie 506 mechanisch und elektrisch leitend miteinander verbunden. Die Bauelemente 502, 504 sind entlang einer Richtung beabstandet voneinander auf die elektrisch leitende Folie 506 aufgebracht. Die Zwischenräume zwischen den einzelnen Bauelementen können frei bleiben oder zum Beispiel mit Silikon gefüllt sein.
Die elektrisch leitende Folie 506 unterscheidet sich von der ersten und zweiten Folie 46, 66 zumindest dadurch, dass zusätzlich zu der Klebeschicht 48, der
Isolationsschicht 49 und der Reflektorschicht 50 zumindest eine weitere
Isolationsschicht und elektrische Leiterbahnen 510 vorgesehen sind. Die elektrischen Leiterbahnen 510 können zum Beispiel zwischen zwei Isolationsschichten 49
eingebettet sein. Die elektrischen Leiterbahnen 510 können auf der von den
Strukturelementen 12 abgewandten Seite der elektrisch leitenden Folie 506 angeordnet sein. Die elektrisch leitende Folie kann ausgehend von dem
Strukturelement 12 eine Klebeschicht 48, eine Isolationsschicht 49, eine
Reflektorschicht 50, eine Isolationsschicht 49, elektrische Leiterbahnen 510, und eine weitere Isolationsschicht 49 aufweisen. Ferner weist die elektrisch leitende Folie 506 Durchkontaktierungen 512 auf. Die Durchkontaktierungen 512 durchdringen einen Teil der Isolationsschichten 49 sowie die Reflektorschicht 50 und bilden eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den elektrischen Leiterbahnen 510 und den Anschlusskontakten 24, 26 der einzelnen Bauelemente. Die Reflektorschicht kann Öffnungen für die Durchkontaktierungen 512 aufweisen. Die Durchkontaktierungen 512 können zum Beispiel mit einem elektrisch leitenden Klebstoff oder durch eine Lotverbindung mit den Anschlusskontakten 24, 26 elektrisch leitend verbunden sein. Die elektrisch leitende Folie kann zum Beispiel eine Dicke von weniger als 100 Mm aufweisen.
Ferner weist die elektrisch leitende Folie 506 einen ersten und einen zweiten externen Anschlusskontakt 514, 516 auf. Der erste und der zweite externe
Anschlusskontakt 514, 516 sind vorgesehen, um das Mehrfachbauelement 500 elektrisch zu kontaktieren. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der erste externe Anschlusskontakt 514 über eine elektrische Leiterbahn 510 mit einem ersten Anschlusskontakt 24 des Bauelements 502 elektrisch leitend verbunden. Der zweite Anschlusskotakt 26 des Bauelements 502 ist über eine elektrische Leiterbahn 510 mit dem ersten Anschlusskontakt 24 des Bauelements 504 elektrisch leitend verbunden. Der zweite Anschlusskontakt 26 des Bauelements 506 ist über eine elektrische Leiterbahn 510 mit dem zweiten externen Anschlusskontakt 516 elektrisch leitend verbunden. Die Bauelemente 504, 506 des Mehrfachbauelements 500 sind elektrisch in Reihe geschaltet. Zusätzlich zur elektrisch leitenden Folie 506 kann auf der anderen Seite der Bauelemente eine der in Verbindung mit den Figuren lc, ld, 2a, 2b beschriebenen Folien 46, 66 vorgesehen sein. Ferner kann auf der Oberseite und der Unterseite der Bauelemente eine elektrisch leitende Folie 506 angeordnet sein. Das Mehrfachbauelement 500 unterscheidet sich somit von zum Beispiel auf einer
Rolle angeordneten Einzelbauelementen insbesondere dadurch, dass die Bauelemente des Mehrfachbauelements 500 elektrisch leitend miteinander
verbunden sind.
Fig. 6 ist eine schematische Darstellung eines zweiten Mehrfachbauelements 600. Das in Fig. 6 dargestellte zweite Mehrfachbauelement 600 unterscheidet sich von dem in Fig. 5 dargestellten ersten Mehrfachbauelement 500 dadurch, dass die Strukturelemente 12 mechanisch und elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Das Mehrfachbauelement 600 kann zum Beispiel eine Reihe des in Fig. 4c
schematisch angedeuteten Strukturelementträgers 102 aufweisen. Im Unterschied zur Darstellung der schematischen Darstellung der Fig. 4c kann das zweite
Mehrfachbauelement 600 nur Chips eines Typs aufweisen. Ferner kann das zweite Mehrfachbauelement 600 zum Beispiel eine Reihe des Strukturelementträgers 102 mit drei Aussparungen und drei in den Aussparungen angeordneten Chips 16 aufweisen.
Das zweite Mehrfachbauelement 600 weist gemeinsame elektrisch leitende Bereiche 602 auf. Die gemeinsamen elektrisch leitenden Bereiche 602 weisen einen zur Kontaktierung eines ersten Chips vorgesehen ersten elektrisch leitenden Bereich 22 und einen zur Kontaktierung eines benachbart angeordneten zweiten Chips vorgesehenen zweiten elektrisch leitenden Bereich 23 auf.
Auf der Oberseite 44 und/oder der Montagefläche 18 der Strukturelemente 12 kann eine Folie 46, 66 angeordnet sein. Die Folie 46, 66 weist eine Reflektorschicht 50 auf. Durch die Reflektorschicht 50 kann seitlich von dem Bauelement emittiertes Licht in Richtung der Strahlungsfläche umgelenkt werden. Entsprechend kann die Folie 46, 46 eine lichtführende Funktion bereitstellen.
Durch das Zusammenfassen von zumindest zwei Bauelementen zu einem
Mehrfachbauelement kann die Handhabung der Bauelemente bei der weiteren Verarbeitung vereinfacht werden.
Die Bauelemente sowie die Mehrfachbauelemente können zum Beispiel zum
Einkoppeln von Licht in eine Lichtverteilerplatte vorgesehen sein. Das
Mehrfachbauelement und die Lichtverteilerplatte können zum Beispiel Teil einer Hintergrundbeleuchtungseinrichtung einer Anzeige, wie zum Beispiel einer
Flüssigkristallanzeige sein. Die Bauelemente können mit ihrer Strahlungsfläche 20 an einer Seitenfläche der Lichtverteilerplatte angeordnet sein. Die Seitenfläche der Lichtverteilerplatte kann senkrecht zu einer Lichtauskoppelfläche der
Lichtverteilerplatte angeordnet sein. Der Lichtweg zwischen der Strahlungsfläche und der Seitenfläche der Lichtverteilerplatte kann einstellbar sein. Einstellbar kann zum Beispiel bedeuten, dass die Länge des Lichtweges auf einen gewünschten Wert eingestellt werden kann. Der gewünschte Wert kann zum Beispiel kleiner als 100 Mm sein. Die Länge des Lichtweges kann zum Beispiel über die Tiefe der zweiten Gräben relativ zur Stirnfläche 38 eingestellt werden. Ferner kann die Länge des Lichtweges durch die Dicke eines auf der Strahlungsfläche angeordneten Leuchtstoffs 40 eingestellt werden.
Das optoelektronische Bauelement und das Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements wurden zur Vera nschaul ich ung des
zugrundeliegenden Gedankens anhand einiger Ausführungsbeispiele beschrieben. Die Ausführungsbeispiele sind dabei nicht auf bestimmte Merkmalskombinationen beschränkt. Auch wenn einige Merkmale und Ausgestaltungen nur im
Zusammenhang mit einem besonderen Ausführungsbeispiel oder einzelnen
Ausführungsbeispielen beschrieben wurden, können sie jeweils mit anderen
Merkmalen aus anderen Ausführungsbeispielen kombiniert werden. Es ist ebenso möglich, in Ausführungsbeispielen einzelne dargestellte Merkmale oder besondere Ausgestaltungen wegzulassen oder hinzuzufügen, soweit die allgemeine technische Lehre realisiert bleibt.
Auch wenn die Schritte des Verfahrens zum Herstellen des optoelektronischen Bauelements in einer bestimmten Reihenfolge beschrieben sind, so ist es
selbstverständlich, dass jedes der in dieser Offenbarung beschriebenen Verfahren in jeder anderen, sinnvollen Reihenfolge durchgeführt werden kann, wobei auch Verfahrensschritte ausgelassen oder hinzugefügt werden können, soweit nicht von dem Grundgedanken der beschriebenen technischen Lehre abgewichen wird.