WO2016162433A1 - Lichtemittierendes bauelement und verfahren zur herstellung eines lichtemittierenden bauelements - Google Patents

Lichtemittierendes bauelement und verfahren zur herstellung eines lichtemittierenden bauelements Download PDF

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WO2016162433A1
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reflector
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electrically conductive
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Martin Haushalter
Frank Singer
Thomas Schwarz
Andreas Ploessl
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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Definitions

  • Possibility of dissipation of heat energy is via the electrical conductors of the metallized reflector.
  • the conductive layer of the reflector is configured to receive light emitted from the light-emitting chip
  • the bottom of the light emitting chip and the reflector are
  • Plastic body is provided a line region whose thermal conductivity is greater than the thermal
  • Fig. 3 is a plan view of a light-emitting device
  • FIG. 1 shows a light-emitting component 100 in plan view.
  • a light emitting chip 110 is in a
  • the housing is largely coated with an electrically conductive layer 131.
  • the electrically conductive layer 131 is configured so that it reflects light.
  • Housing 120 around the light-emitting chip 110 is not coated with an electrically conductive material, so that this area neither reflects light nor conducts electricity.
  • a rectangular recess 122 is arranged in the housing, which has the same depth as the
  • Line region 150 mounted in the housing 120 so that the line region 150 is adjacent to the light-emitting chip 110. Since the housing has no electrically conductive layer in the area 121, the line area 150 is thus electrically insulated from the reflector 130.
  • Fig. 2 shows a cross section through the
  • the structuring of the electrically conductive layer can take place by means of laser structuring.
  • the electrically conductive layer of the reflector is divided into several areas.
  • the upper side of the light-emitting chip is connected to only one area of the reflector by means of a bonding wire.
  • the electrically conductive layer of the reflector can be produced by electrodepositing further metals on the vapor-deposited copper layer.
  • the structuring step that is to say the structuring of the electrically conductive layer by means of laser radiation, before the galvanic application of the further metals. This must be done when structuring only a thin vapor-deposited layer should be removed, while a structuring process after the electroplating of further metals would mean that a thicker electrically conductive layer would have to be removed in the areas in which it is not provided.

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Abstract

Ein lichtemittierendes Bauelement umfasst einen lichtemittierenden Chip und ein Gehäuse, wobei das Gehäuse einen Kunststoffkörper aufweist. Das Gehäuse ist so geformt, dass ein Reflektor entsteht, wenn das Gehäuse mit einer elektrisch leitfähigen Schicht bedeckt wird. Der lichtemittierende Chip weist eine Oberseite und eine Unterseite auf, wobei die Unterseite des lichtemittierenden Chips auf dem Kunststoffkörper angeordnet ist. Ein elektrischer Anschluss auf der Oberseite des lichtemittierenden Chips ist mittels einem Bonddraht mit dem Reflektor elektrisch leitend verbunden. Die Unterseite des lichtemittierenden Chips und der Reflektor sind voneinander elektrisch isoliert. Ein Leitungsbereich innerhalb des Kunststoffkörpers, dessen thermische Leitfähigkeit größer ist als die thermische Leitfähigkeit des Kunststoffkörpers, der an die Unterseite des lichtemittierenden Chips angrenzt und der sich von der dem lichtemittierenden Chip zugewandten Seite des Kunststoffkörpers bis zu der von dem lichtemittierenden Chip abgewandten Seite des Kunststoffkörpers 123 erstreckt, ist zur Abführung der Abwärme des lichtemittierenden Chips vorgesehen. Außerdem wird ein Herstellungsverfahren für ein lichtemittierendes Bauelement angegeben.

Description

LICHTEMITTIERENDES BAUELEMENT UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES LICHTEMITTIERENDEN BAUELEMENTS
BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft ein lichtemittierendes Bauelement und ein Verfahren zur Herstellung eines lichtemittierenden
Bauelements .
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2015 105 470.1, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
LED-Gehäuse mit metallisiertem Reflektor in MID-Technologie verwenden spritzgegossene Kunststoffbauteile . Dadurch ist insbesondere die thermische Leitfähigkeit des Gehäuses begrenzt. Die beim Betrieb der LED anfallende Wärme muss über das Kunststoffgehäuse abgeführt werden. Eine andere
Möglichkeit der Abführung der Wärmeenergie ist über die elektrischen Leiterbahnen des metallisierten Reflektors.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein
lichtemittierendes Bauelement mit einem Kunststoffgehäuse bereitzustellen, bei dem die thermische Leitfähigkeit des Gehäuses verbessert ist. Diese Aufgabe wird mit einem
lichtemittierenden Bauelement des Anspruchs 1 gelöst. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines lichtemittierenden Bauelements
bereitzustellen. Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren zur Herstellung eines lichtemittierenden Bauelements des
Anspruchs 11 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind verschiedene Weiterbildungen angegeben.
Ein lichtemittierendes Bauelement umfasst einen
lichtemittierenden Chip und ein Gehäuse, wobei das Gehäuse einen Kunststoffkörper aufweist. Dabei wird das Gehäuse z.B. mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt. Das Gehäuse weist einen Reflektor auf, der eine elektrisch leitfähige Schicht aufweist. Der Reflektor, bzw. die elektrisch
leitfähige Schicht des Reflektors ist eingerichtet, um Licht, das vom lichtemittierenden Chip emittiert wird, zu
reflektieren. Der lichtemittierende Chip weist eine Oberseite und eine Unterseite auf. Die Unterseite des
lichtemittierenden Chips ist auf dem Kunststoffkörper
angeordnet, während die Oberseite mit einem Bonddraht mit dem Reflektor elektrisch leitend verbunden ist. Die Unterseite des lichtemittierenden Chips und der Reflektor sind
voneinander elektrisch isoliert. Innerhalb des
Kunststoffkörpers ist ein Leitungsbereich vorgesehen, dessen thermische Leitfähigkeit größer ist als die thermische
Leitfähigkeit des verwendeten Kunststoffs. Dieser
Leitungsbereich grenzt an die Unterseite des
lichtemittierenden Chips an und erstreckt sich von der dem lichtemittierenden Chip zugewandten Seite des
Kunststoffkörpers bis zu der von dem lichtemittierenden Chip abgewandten Seite des Kunststoffkörpers . Durch den
Leitungsbereich, der einerseits eine gute thermische
Leitfähigkeit aufweist, und der andererseits an den
lichtemittierenden Chip angrenzt, kann die Verlustwärme, die beim Betrieb des lichtemittierenden Chips entsteht, gut durch das Gehäuse abgeführt werden. Dadurch ist es möglich, den lichtemittierenden Chip zu kühlen.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Reflektor zwei Bereiche aufweist, wobei der erste und der zweite
Bereich des Reflektors elektrisch voneinander isoliert sind. Die Oberseite des lichtemittierenden Chips ist mit einem Bonddraht mit dem ersten Bereich des Reflektors elektrisch leitend verbunden. Die Unterseite des lichtemittierenden Chips grenzt an den zweiten Bereich des Reflektors an. Der zweite Bereich des Reflektors wiederum grenzt an den
Leitungsbereich innerhalb des Kunststoffgehäuses an. Dadurch wird wiederum die Ableitung der im lichtemittierenden Chip entstehenden Verlustwärme durch das Gehäuse ermöglicht. In einer Ausführungsform ist ein zweiter Leitungsbereich innerhalb des Kunststoffgehäuses vorgesehen, der an den ersten Bereich des Reflektors angrenzt. Dadurch kann ein Teil der Verlustwärme, die im lichtemittierenden Chip entsteht, durch den Bonddraht und den ersten Teil des Reflektors über den zweiten Leitungsbereich abgeleitet werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist ein Reflektor mit nur einem Bereich vorgesehen, während im Kunststoffkörper ein zweiter Leitungsbereich mit einer größeren thermischen
Leitfähigkeit als der verwendete Kunststoff vorgesehen ist. Auch in diesem Fall kann Verlustwärme über den Bonddraht und den Reflektor durch den zweiten Leitungsbereich abgeleitet werden .
In einer Ausführungsform weist ein Leitungsbereich Kupfer auf. Kupfer hat eine gute thermische und elektrische
Leitfähigkeit. Dadurch kann sowohl die Abwärme des
lichtemittierenden Chips über den Leitungsbereich abgeleitet werden, als auch die elektrische Kontaktierung des
lichtemittierenden Chips über den Leitungsbereich erfolgen.
In einem Ausführungsbeispiel weist die elektrisch leitfähige Schicht des Reflektors ein Metall auf. Metallbeschichtungen eignen sich als Reflektor, da Licht an einer metallisch beschichteten Oberfläche reflektiert wird.
In einer Ausführungsform weist die Metallschicht des
Reflektors Kupfer, Silber, Nickel, Gold und/oder Palladium auf. Kupfer eignet sich als günstiges Grundmaterial für die elektrisch leitfähige Metallschicht, da es kostengünstig und einfach auf das Kunststoffgehäuse aufzubringen ist. Die
Kupferschicht hat eine gewisse elektrische und thermische Leitfähigkeit, sodass, wenn es notwendig sein sollte, die elektrisch leitfähige Schicht des Reflektors auch zur
Kontaktierung verwendet werden kann. Um die
Reflexionseigenschaften der Reflektorschicht zu verbessern, können anschließend weitere Metalle auf die Kupferschicht aufgebracht werden. Für kurzwellige Wellenlängen des Lichts eignet sich dabei Silber. Um die Silberschicht vor
schädlichen Umwelteinflüssen zu schützen, kann sie mit einem transparenten Überzug aus beispielsweise Magnesiumfluorid, Siliziumdioxid oder Magnesiumoxid oder einer Kombination solcher Schichten überzogen werden. Als Reflektor für
langwelliges Licht eignen sich Gold oder eine Gold-Palladium- Legierung. Dabei kann es vorkommen, dass Kupfer in die Goldoder Gold-Palladium-Schicht diffundiert. Dadurch können
Kupfer-Atome an die Oberfläche des Reflektors gelangen und dort oxidieren, wodurch die Reflexionseigenschaften
beinträchtigt werden. Außerdem ist die Diffusion von Kupfer- Atomen in den Reflektor nachteilig bei der elektrischen
Kontaktierung . Um die Diffusion der Kupfer-Atome zu
vermeiden, kann zwischen der Kupfer- und der Gold- bzw. Gold- Palladium-Schicht eine dünne Nickelschicht vorgesehen sein. Diese Nickelschicht verhindert die Diffusion der Gold- bzw. Platinatome in die Kupferschicht zuverlässig.
In einer Ausführungsform weist ein Leitungsbereich auf der Unterseite des Gehäuses, also auf der dem lichtemittierenden Chip abgewandten Seite des Gehäuses, eine Gold- oder
Silberschicht auf. Diese kann verwendet werden, um das
Bauelement auf einer Leiterplatte zu verlöten. Durch die Gold- bzw. Silberschicht wird das Verlöten im Vergleich zu einer reinen Kupferschicht vereinfacht.
In einer Ausführungsform ist ein Leitungsbereich in Form eines Leiterrahmenabschnittes ausgeführt. Dadurch kann die Herstellung des Leitungsbereiches vereinfacht werden.
In einer Ausführungsform weist das Gehäuse ein Material auf, das für das Licht des lichtemittierenden Chips transparent ist .
Außerdem wird ein Verfahren zur Herstellung eines
lichtemittierenden Bauelementes angegeben. Das Verfahren umfasst dabei die Schritte: Erzeugen des Kunststoffkörpers des Gehäuses mit integriertem Leitungsbereich; Aufbringen einer elektrisch leitfähigen Schicht auf das Gehäuse;
Strukturieren der elektrisch leitfähigen Schicht; Einsetzen des lichtemittierenden Chips; und das Bonden eines
elektrischen Anschlusses der Oberseite des Chips mit der elektrisch leitfähigen Schicht.
Weitere vorteilhafte Verfahrensschritte sind in den
abhängigen Ansprüchen angegeben.
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. Dabei zeigen in jeweils
schematisierter Darstellung
Fig. 1 ein lichtemittierendes Bauelement in der Draufsicht;
Fig. 2 einen Querschnitt durch ein lichtemittierendes
Bauelement ;
Fig. 3 eine Draufsicht auf ein lichtemittierendes Bauelement;
Fig. 4 einen Querschnitt durch ein lichtemittierendes
Bauelement ;
Fig. 5 einen Querschnitt durch ein lichtemittierendes
Bauelement ;
Fig. 6 einen Querschnitt durch ein lichtemittierendes
Bauelement ;
Fig. 7 einen Querschnitt durch ein lichtemittierendes
Bauelement ; Fig. 8 einen Querschnitt durch ein lichtemittierendes
Bauelement .
Die Fig. 1 zeigt ein lichtemittierendes Bauelement 100 in der Draufsicht. Ein lichtemittierender Chip 110 ist in ein
Gehäuse 120 eingebaut. Das Gehäuse 120 weist einen
Kunststoffkörper auf, in dem eine Ausnehmung 125 ausgebildet ist. Die Ausnehmung 125 bildet die Form für einen Reflektor 130. Der lichtemittierende Chip 110 ist innerhalb der
Ausnehmung 125 angeordnet. Das Gehäuse ist großteils mit einer elektrisch leitfähigen Schicht 131 überzogen. Die elektrisch leitfähige Schicht 131 ist dabei so eingerichtet, dass sie Licht reflektiert. Ein erster Bereich 121 des
Gehäuses 120 um den lichtemittierenden Chip 110 ist nicht mit einem elektrisch leitfähigen Material überzogen, sodass dieser Bereich weder Licht reflektiert, noch elektrisch leitet. Außerdem ist im Gehäuse eine rechteckige Ausnehmung 122 angeordnet, die die gleiche Tiefe aufweist wie die
Ausnehmung 125. Die Ausnehmung 122 schließt sich direkt an die Ausnehmung 125 an. Die Ausnehmung 122 ist auch mit einer elektrisch leitfähigen Schicht 131 bedeckt. Der
lichtemittierende Chip 110 ist mit einem Bonddraht 140 mit dem Gehäuse 120 im Bereich der Ausnehmung 122 verbunden. Im Bereich des lichtemittierenden Chips 110 ist ein
Leitungsbereich 150 so im Gehäuse 120 angebracht, dass der Leitungsbereich 150 an den lichtemittierenden Chip 110 angrenzt. Da das Gehäuse im Bereich 121 keine elektrisch leitfähige Schicht aufweist, ist damit der Leitungsbereich 150 vom Reflektor 130 elektrisch isoliert.
Die Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch das
lichtemittierende Bauelement 100 der Fig. 1. Ein
lichtemittierender Chip 110 ist in einem Gehäuse 120
angebracht. Der lichtemittierende Chip 110 weist dabei eine Oberseite 111 auf, die die Abstrahlseite des
lichtemittierenden Chips darstellt. Außerdem weist der lichtemittierende Chip 110 eine Unterseite 112 auf, die dem Gehäuse 120 zugewandt ist. Die Ausnehmung 122 ist neben dem lichtemittierenden Chip 110 angeordnet. Auch in der
Ausnehmung 122 ist der Kunststoffkörper 123 des Gehäuses 120 mit einer elektrisch leitfähigen Schicht 131 bedeckt. Die Oberseite 110 des lichtemittierenden Chips ist mit einem Bonddraht 140 mit der elektrisch leitfähigen Schicht 131 im Bereich der Ausnehmung 123 verbunden. Unterhalb des
lichtemittierenden Chips 110 weist das Gehäuse 120 den
Leitungsbereich 150 auf, der sich durch den gesamten
Kunststoffkörper 123 im Bereich unterhalb des
lichtemittierenden Chips 110 erstreckt. In diesem
Ausführungsbeispiel ist der Leitungsbereich 150 so
ausgebildet, dass sowohl seine thermische Leitfähigkeit größer ist als die thermische Leitfähigkeit des
Kunststoffkörpers 123, und dass seine elektrische
Leitfähigkeit genauso groß ist wie die elektrische
Leitfähigkeit des Bonddrahtes 140. Dadurch kann die Abwärme, die beim Betrieb des lichtemittierenden Bauelements 100 im lichtemittierenden Chip 110 entsteht, durch den
Leitungsbereich 150 aus dem Gehäuse nach draußen
transportiert werden. Des Weiteren ist der lichtemittierende Chip 110 über den Leitungsbereich 150 elektrisch und
thermisch kontaktiert. Der lichtemittierende Chip 110 kann direkt auf dem Leitungsbereich 150 aufliegen oder über eine elektrisch und thermisch leitfähige Zwischenschicht mit dem Leitungsbereich 150 verbunden sein. Der Leitungsbereich 150 kann ein Metall, insbesondere Kupfer aufweisen. Der zweite Kontakt wird über den Bonddraht 140 zum Reflektor 130
geführt. Da die elektrisch leitfähige Schicht 131 des
Reflektors 130 den gesamten Kunststoffkörper 123 umschließt, kann die elektrisch leitfähige Schicht 131 des Reflektors 130 zur elektrischen Kontaktierung des lichtemittierenden Chips 110 verwendet werden.
Die Fig. 3 zeigt die Draufsicht auf ein weiteres
Ausführungsbeispiel eines lichtemittierenden Bauelementes 100. Ein lichtemittierender Chip 110 ist in einem Gehäuse 120 angebracht. Eine Ausnehmung 125 im Gehäuse 120 bildet wieder die Form für den Reflektor 130. Der Reflektor 130 weist wiederum mit eine elektrisch leitfähige, spiegelnde Schicht 131 auf, an der das Licht des lichtemittierenden Chips 100 reflektiert wird. Dabei weist die elektrisch leitfähige
Schicht 131 auf dem Gehäuse 120 in diesem Ausführungsbeispiel zwei Bereiche 132, 133 auf. Die beiden Bereiche 132, 133 sind elektrisch voneinander isoliert. Dies wird dadurch
realisiert, dass die elektrisch leitfähige Schicht 131 im Bereich 134, der sich quer über das gesamte Gehäuse 120 erstreckt, unterbrochen ist. Der lichtemittierende Chip 110 ist dabei direkt auf dem zweiten Bereich 133 des Reflektors 130 angebracht. Die Oberseite des lichtemittierenden Chips ist mit einem Bonddraht 140 an den ersten Bereich 132 der elektrisch leitfähigen Schicht gebondet. Dadurch kann die elektrische Kontaktierung des lichtemittierenden Chips 110 über die beiden Bereiche 132, 133 der elektrisch leitfähigen Schicht des Reflektors 130 erfolgen.
Die Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch das
lichtemittierende Bauelement 100 der Fig. 3. Eine rechteckige Ausnehmung 122 ist wieder für die Aufnahme des Bonddrahtes 140 vorgesehen. Die Oberseite 111 des lichtemittierenden Chips 110, die wiederum die Abstrahlseite des
lichtemittierenden Chips 110 ist, ist mit einem Bonddraht 140 mit dem ersten Bereich 132 der elektrisch leitfähigen Schicht des Reflektors 130 verbunden. Die Unterseite 112 des
lichtemittierenden Chips 110 grenzt direkt an den zweiten Bereich 133 der elektrisch leitfähigen Schicht des Reflektors 130 an. Unterhalb des lichtemittierenden Chips 110 ist ein Leitungsbereich 150 im Kunststoffkörper 123 angeordnet.
Zwischen dem Leitungsbereich 150 und dem lichtemittierenden Chip 110 erstreckt sich der zweite Bereich 133 der elektrisch leitfähigen Schicht des Reflektors 130. Der Leitungsbereich 150 ist so ausgebildet, dass eine thermische Leitfähigkeit größer ist als die thermische Leitfähigkeit des
Kunststoffkörpers 123. Der Leitungsbereich 150 kann ein
Metall, insbesondere Kupfer aufweisen. Dadurch kann die
Abwärme, die beim Betrieb des lichtemittierenden Chips 110 entsteht, über den Leitungsbereich 150 aus dem Gehäuse 120 nach draußen geleitet werden. Die elektrische Kontaktierung des lichtemittierenden Chips 110 erfolgt über die zweite Bereiche 132, 133 der elektrisch leitfähigen Schicht des Reflektors 130.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel erfolgt die elektrische Kontaktierung der Unterseite 112 des lichtemittierenden Chips 110 über den Leitungsbereich 150, der dazu so eingerichtet ist, dass seine elektrische Leitfähigkeit größer ist als die elektrische Leitfähigkeit des zweiten Bereichs 133 der elektrisch leitfähigen Schicht des Reflektors 130.
Die Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch ein weiteres
Ausführungsbeispiel eines lichtemittierenden Bauelementes 100. Dieses Ausführungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel der Figuren 3 und 4, mit dem
Unterschied, dass ein weiterer Leitungsbereich 151 innerhalb des Kunststoffkörpers 123 vorgesehen ist. Der weitere
Leitungsbereich 151 befindet sich im Bereich des Bonddrahts 140. Dadurch kann die Abwärme, die beim Betrieb des
lichtemittierenden Chips 110 entsteht, sowohl über den
Leitungsbereich 150 als auch über den weiteren
Leitungsbereich 151 aus dem Chip und aus dem Gehäuse 120 nach draußen geleitet werden. Dadurch kann der Wärmetransport vom lichtemittierenden Chip 110 aus dem Gehäuse 120 heraus verbessert werden. Die Oberseite 111 des lichtemittierenden Chips 110 ist wieder mit einem Bonddraht 140 mit dem ersten Bereich 132 der elektrisch leitfähigen Schicht des Reflektors 130 verbunden, während die Unterseite 112 des
lichtemittierenden Chips 110 an den zweiten Bereich 133 der elektrisch leitfähigen Schicht des Reflektors angrenzt. Die elektrische Kontaktierung des lichtemittierenden Chips 110 kann nun entweder über die zwei Bereiche 132, 133 der
elektrisch leitfähigen Schicht des Reflektors 130 erfolgen, oder über die beiden Leitungsbereiche 150, 151. Dabei ist der erste Bereich 132 der lichtemittierenden Schicht mit dem weiteren Leitungsbereich 151 verbunden, während der zweite Bereich 133 der lichtemittierenden Schicht mit dem Leitungsbereich 150 verbunden ist.
Die Fig. 6 zeigt einen Querschnitt durch ein weiteres
Ausführungsbeispiel eines lichtemittierenden Bauelementes 100. Dabei entspricht dieses Ausführungsbeispiel im
Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2, mit dem Unterschied, dass auch bei diesem Ausführungsbeispiel ein weiterer Leitungsbereich 151 innerhalb des Kunststoffkörpers 123 im Bereich der Ausnehmung 122 vorgesehen ist. Dadurch kann auch in diesem Ausführungsbeispiel die thermische
Leitfähigkeit aus dem lichtemittierenden Chip 110 durch die beiden Leitungsbereiche 150, 151 nach außerhalb des Gehäuses 120 verbessert werden. Dadurch kann die Abwärme des
lichtemittierenden Chips 110 effizienter aus dem Gehäuse 120 nach draußen geleitet werden.
Die Fig. 7 zeigt einen Querschnitt durch ein weiteres
Ausführungsbeispiel eines lichtemittierenden Bauelementes 100. In diesem Ausführungsbeispiel, das im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel der Figur 6 entspricht, erstrecken sich die Leitungsbereiche 150, 151 über die Randbereiche 126 des Gehäuses 120 hinaus. Außerdem weist sind die Ausnehmungen 122, 125 mit einem transparenten Material 127 gefüllt. Die Verfüllung der Ausnehmungen 122, 125 mit einem transparenten Material 127 kann den lichtemittierenden Chip 110, den
Reflektor 130 und den Bonddraht 140 vor Umwelteinflüssen schützen. Eine zumindest teilweise Verfüllung der Ausnehmung 122, 125 ist auch für die weiteren Ausführungsbeispiele denkbar .
Die Fig. 8 zeigt einen Querschnitt durch ein weiteres
Ausführungsbeispiel eines lichtemittierenden Bauelementes 100. In diesem Ausführungsbeispiel sind der erste Bereich 132 der elektrisch leitfähigen Schicht und der zweite Bereich 133 der elektrisch leitfähigen Schicht voneinander isoliert. Die beiden Bereiche 132, 133 der elektrisch leitfähigen Schicht bedecken den Kunststoffkörper 123 nur auf einer Seite, während die Randbereiche 126 des Kunststoffkörpers 123 nicht von einer elektrisch leitfähigen Schicht bedeckt sind. Zwei Leitungsbereiche 150, 151 sorgen für die thermische und elektrische Kontaktierung des lichtemittierenden Chips 110, wobei die Unterseite 112 des lichtemittierenden Chips 110 an den zweiten Bereich 133 der elektrisch leitfähigen Schicht angrenzt, während die Oberseite 111 des lichtemittierenden Chips 110 mittels Bonddraht 140 mit dem ersten Bereich 132 der elektrisch leitfähigen Schicht verbunden ist. Der zweite Bereich 133 der elektrisch leitfähigen Schicht grenzt an den Leitungsbereich 150 an, der erste Bereich 132 der elektrisch leitfähigen Schicht an den weiteren Leitungsbereich 151 angrenzt. Auf der dem lichtemittierenden Chip 110 abgewandten Seite des Gehäuses 120 weist der Leitungsbereich 150 einen dritten Bereich 135 der elektrisch leitfähigen Schicht auf, während der weitere Leitungsbereich 151 einen vierten Bereich 136 der elektrisch leitfähigen Schicht aufweist. Der dritte Bereich 135 und der vierte Bereich 136 können als Lötpads des Bauteils 100 ausgebildet sein.
In einem Ausführungsbeispiel weist ein Leitungsbereich ein Metall, beispielsweise Kupfer, auf.
In einem Ausführungsbeispiel kann die elektrisch leitfähige Schicht des Reflektors ein Metall aufweisen.
In einem Ausführungsbeispiel kann die Metallschicht des
Reflektors eines oder mehrere der folgenden Metalle
aufweisen: Kupfer, Silber, Nickel, Gold und/oder Palladium. Dabei kann insbesondere eine Kupferschicht der elektrisch leitfähigen Schicht des Reflektors mit einer Silberschicht bedeckt sein. Silber ist gut geeignet, um eine Reflexion des Lichtes des lichtemittierenden Chips zu erzeugen.
Insbesondere für kurzwelliges Licht eignet sich Silber als Reflexionsschicht. Durch die Kombination von preislich günstigerem Kupfer mit teurerem Silber können gute
elektrische und thermische Eigenschaften der elektrisch leitfähigen Schicht erreicht werden. Eine andere gute Möglichkeit für die Wahl des Reflektormaterials ist Gold oder eine Gold-Palladium-Legierung. Diese kann wiederum auf eine Kupferschicht aufgebracht werden, sodass die elektrisch leitfähige Schicht des Reflektors aus einer Kupferschicht besteht, die mit einer Gold- oder einer Gold-Palladium- Schicht bedeckt ist. Da Kupfer, wenn es direkt an eine Gold¬ oder Gold-Palladium-Schicht angrenzt, in diese
hineindiffundiert, ist es vorteilhaft, wenn bei der Wahl eines goldhaltigen Reflektors zwischen die Kupferschicht und die Goldschicht oder die Gold-Palladium-Schicht eine dünne Nickelschicht aufgebracht wird. Dadurch wird die Diffusion der Kupfer-Atome in die Reflektorschicht vermieden.
In einem Ausführungsbeispiel ist auf einem Leitungsbereich auf der Unterseite des Gehäuses, also auf der Seite des
Gehäuses, die dem lichtemittierenden Chip abgewandt ist, eine Gold- oder Silberschicht aufgebracht. Dies ermöglicht es, das lichtemittierende Bauelement leichter auf Leiterplatten zu verlöten, da das Löten mit einer Gold- oder Silberschicht einfach ist im Vergleich zum Löten einer Kupferschicht.
In einem Ausführungsbeispiel ist ein Leitungsbereich oder sind beide Leitungsbereiche in Form eines
Leiterrahmenabschnittes ausgeführt .
In einem Ausführungsbeispiel ist das Gehäuse im Bereich der Ausnehmung, die den Reflektor bildet und/oder im Bereich der Ausnehmung, die für den Bonddraht vorgesehen ist, zumindest teilweise mit einem für das Licht des lichtemittierenden Chips transparenten Material verfüllt. Transparent bedeutet, dass mehr als 80%, bevorzugt mehr als 90%, insbesondere bevorzugt mehr als 98% des vom lichtemittierenden Chip ausgesendeten Lichts durch das Material hindurchgeht.
In einem Ausführungsbeispiel weist die Ausnehmung, die für den Bonddraht vorgesehen ist, eine andere Tiefe auf als die Ausnehmung, die den Reflektor bildet. In einem Ausführungsbeispiel erfolgt die elektrische
Kontaktierung des lichtemittierenden Chips über die
Leitungsbereiche .
In einem Ausführungsbeispiel erfolgt die elektrische
Kontaktierung des lichtemittierenden Chips über die
elektrisch leitfähige Schicht.
Ein Verfahren zur Herstellung eines lichtemittierenden
Bauelementes umfasst folgende Schritte:
- Erzeugen des Kunststoffkörpers des Gehäuses mit
integriertem Leitungsbereich.
- Aufbringen einer elektrisch leitfähigen Schicht auf das Gehäuse .
- Strukturieren der elektrisch leitfähigen Schicht, indem Teile der elektrisch leitfähigen Schicht entfernt werden.
- Einsetzen des lichtemittierenden Chips.
- Bonden der Oberseite des lichtemittierenden Chips mit der elektrisch leitfähigen Schicht.
In einem Ausführungsbeispiel kann das Strukturieren der elektrisch leitfähigen Schicht mittels Laserstrukturierung erfolgen. Dabei wird die elektrisch leitfähige Schicht des Reflektors in mehrere Bereiche unterteilt. Die Oberseite des lichtemittierenden Chips wird nur mit einem Bereich des Reflektors mittels Bonddraht verbunden.
In einem Ausführungsbeispiel wird die elektrisch leitfähige Schicht des Reflektors durch Aufdampfen von Kupfer auf das Gehäuse, bzw. den Kunststoffkörper des Gehäuses, erzeugt.
In einem Ausführungsbeispiel kann die elektrisch leitfähige Schicht des Reflektors durch galvanisches Anlagern weiterer Metalle auf die aufgedampfte Kupferschicht erzeugt werden. Dabei ist es vorteilhaft, den Strukturierungsschritt , also das Strukturieren der elektrisch leitfähigen Schicht mittels Laserstrahlung, vor dem galvanischen Aufbringen der weiteren Metalle durchzuführen. Dadurch muss bei der Strukturierung nur eine dünne aufgedampfte Schicht entfernt werden, während ein Strukturierungsprozess nach dem galvanischen Aufbringen weiterer Metalle dazu führen würde, dass eine dickere elektrisch leitfähige Schicht in den Bereichen, in denen diese nicht vorgesehen ist, entfernt werden müsste.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte
Ausführungsbeispiel 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
100 Lichtemittierendes Bauelement
110 Lichtemittierender Chip
111 Oberseite des lichtemittierenden Chips
112 Unterseite des lichtemittierenden Chips
120 Gehäuse
121 Erster Bereich des Gehäuses
122 Rechteckige Ausnehmung
123 Kunststoffkörper
125 Ausnehmung
126 Randbereich
127 Transparentes Material
130 Reflektor
131 Elektrisch leitfähige Schicht
132 Erster Bereich der elektrisch leitfähigen Schicht
133 Zweiter Bereich der elektrisch leitfähigen Schicht
134 Bereich
135 Dritter Bereich der elektrisch leitfähigen Schicht
136 Vierter Bereich der elektrisch leitfähigen Schicht 140 Bonddraht
150 Leitungsbereich
151 Weiterer Leitungsbereich

Claims

PATENTA S PRÜCHE
1. Lichtemittierendes Bauelement (100), bestehend aus einem lichtemittierenden Chip (110) und einem Gehäuse (120), wobei das Gehäuse einen Kunststoffkörper (123) aufweist, wobei das Gehäuse einen Reflektor (130) aufweist, wobei der Reflektor eine elektrisch leitfähige Schicht (131) aufweist, wobei der lichtemittierende Chip (110) eine Oberseite (111) und eine Unterseite (112) aufweist, wobei die Unterseite (112) des lichtemittierenden Chips
(110) auf dem Kunststoffkörper (123) angeordnet ist, wobei ein elektrischer Anschluss auf der Oberseite (111) des lichtemittierenden Chips (110) mittels einem
Bonddraht (140) mit dem Reflektor (130) elektrisch leitend verbunden ist, wobei die Unterseite (112) des lichtemittierenden Chips (110) und der Reflektor (130) voneinander elektrisch isoliert sind, wobei ein
Leitungsbereich (150) innerhalb des Kunststoffkörpers
(123) vorgesehen ist, wobei die thermische Leitfähigkeit des Leitungsbereiches (150) größer ist als die
thermische Leitfähigkeit des Kunststoffkörpers (123), wobei der Leitungsbereich (150) an die Unterseite (112) des lichtemittierenden Chips (110) angrenzt und wobei sich der Leitungsbereich (150) von der dem
lichtemittierenden Chip (110) zugewandten Seite des Kunststoffkörpers (123) bis zu der von dem
lichtemittierenden Chip (110) abgewandten Seite des Kunststoffkörpers (123) erstreckt.
2. Lichtemittierendes Bauelement (100) nach Anspruch 1,
wobei der Reflektor zwei Bereiche (132, 133) aufweist, wobei der erste Bereich (132) und der zweite Bereich
(133) des Reflektors (130) elektrisch isoliert sind, wobei die Oberseite (111) des lichtemittierenden Chips
(110) mittels einem Bonddraht (140) mit dem ersten
Bereich (132) des Reflektors (130) elektrisch leitend verbunden ist, wobei der lichtemittierende Chip (110) mit seiner Unterseite (112) an den zweiten Bereich (133) des Reflektors (130) angrenzt, wobei der zweite Bereich WO 2016/162433 - ± / - PCT/EP2016/057641
(133) des Reflektors (130) an den Leitungsbereich (150) angrenzt .
3. Lichtemittierendes Bauelement (100) nach Anspruch 2, wobei ein weiterer Leitungsbereich (151) im
Kunststoffkörper (123) vorgesehen ist, wobei die thermische Leitfähigkeit des weiteren Leitungsbereiches (151) größer ist als die thermische Leitfähigkeit des Kunststoffkörpers (123), wobei der weitere
Leitungsbereich (151) an den ersten Bereich (132) des Reflektors (130) angrenzt.
4. Lichtemittierendes Bauelement (100) nach Anspruch 1, wobei ein weiterer Leitungsbereich (151) im
Kunststoffkörper (123) vorgesehen ist, wobei die thermische Leitfähigkeit des weiteren Leitungsbereiches (151) größer ist als die thermische Leitfähigkeit des Kunststoffkörpers (123), wobei der weitere
Leitungsbereich (151) an den Reflektor (130) angrenzt.
5. Lichtemittierendes Bauelement (100) nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Leitungsbereich (150, 151) Kupfer aufweist.
6. Lichtemittierendes Bauelement (100) nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei die elektrisch
leitfähige Schicht (131, 132, 133) des Reflektors (130) ein Metall aufweist.
7. Lichtemittierendes Bauelement (100) nach Anspruch 6, wobei der Reflektor (130) eines oder mehrere der folgenden Metalle aufweist: Kupfer, Silber, Nickel, Gold, Palladium.
8. Lichtemittierendes Bauelement (100) nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Leitungsbereich (150, 151) auf der Unterseite des Gehäuses (120) eine Gold- oder Silberschicht aufweist.
9. Lichtemittierendes Bauelement (100) nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Leitungsbereich (150, 151) in Form eines Leiterrahmenabschnitts
ausgeführt ist.
10. Lichtemittierendes Bauelement (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse im Bereich der Ausnehmungen 122, 125 zumindest teilweise mit einem für das Licht des Lichtemittierenden Chips transparenten Material gefüllt ist.
11. Verfahren zur Herstellung eines lichtemittierenden
Bauelements gemäß Anspruch 1, das folgende Schritte umfasst :
Formen des Kunststoffkörpers des Gehäuses mit integriertem Leitungsbereich
Aufbringen einer elektrisch leitfähigen Schicht auf das Gehäuse
Strukturieren der elektrisch leitfähigen Schicht durch Entfernen von Teilen der elektrisch leitfähigen Schicht
Einsetzen des lichtemittierenden Chips, wobei der lichtemittierende Chip an den Leitungsbereich angrenzt
Bonden der Oberseite des lichtemittierenden Chips mit der elektrisch leitfähigen Schicht des Reflektors.
12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei bei das Strukturieren der elektrisch leitfähigen Schicht mittels
Laserstrukturierung erfolgt, wobei dabei die elektrisch leitfähige Schicht des Reflektors in mehrere Bereiche unterteilt wird, wodurch der Reflektor mehrere Bereiche aufweist und ein elektrischer Anschluss des Chips nur mit einem Bereich des Reflektors gebonded wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei die elektrisch leitfähige Schicht durch Aufdampfen von Kupfer auf das Gehäuse erzeugt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die elektrisch
leitfähige Schicht durch galvanisches Anlagern weiterer Metalle auf die aufgedampfte Kupferschicht erzeugt wird, wobei die Strukturierung der elektrisch leitfähigen Schicht mittels Laserstrahlung vor dem galvanischen Aufbringen weiterer Metalle erfolgt.
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