WO2017028882A1 - Optoelektronisches bauteil und verfahren zur herstellung einer vielzahl optoelektronischer bauteile - Google Patents

Optoelektronisches bauteil und verfahren zur herstellung einer vielzahl optoelektronischer bauteile Download PDF

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WO2017028882A1
WO2017028882A1 PCT/EP2015/068779 EP2015068779W WO2017028882A1 WO 2017028882 A1 WO2017028882 A1 WO 2017028882A1 EP 2015068779 W EP2015068779 W EP 2015068779W WO 2017028882 A1 WO2017028882 A1 WO 2017028882A1
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housing
optoelectronic
optoelectronic component
components
component
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David John Lacey
Syaiful Fediyuzaman Bin JAMALUDIN
Logan ARJUNAN
Eu Liong Herman ONG
Arnulf Rupp
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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    • H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls

Definitions

  • An optoelectronic component is specified.
  • a method for producing a plurality of optoelectronic components is specified.
  • An object to be solved is to specify an optoelectronic component which is particularly durable and easy to manufacture.
  • Another object to be solved is to provide a method for producing a plurality of such optoelectronic components.
  • the optoelectronic component comprises a housing with a connection region on an upper side of the housing.
  • the housing is the mechanically supporting and supporting part of the optoelectronic device.
  • On and on the housing are the other components of the
  • the housing comprises for this purpose a connection area at the top of the housing, on which further electrical and electronic
  • Components of the optoelectronic device can be attached and electrically connected.
  • the side facing away from a mounting surface in particular the opposite side, is to be regarded as the upper side of the housing, the mounting side being that side on which the
  • Housing preferably a flat system with a housing carrying component, such as a printed circuit board, is brought.
  • the housing further includes connection points over which the electrical and electronic components of the
  • Optoelectronic device can be contacted from outside the housing.
  • the connection points are located, for example, on an underside of the housing facing away from the upper side.
  • the optoelectronic component with such a housing can be surface mountable, for example. That is, it can be attached via the connection points by means of SMT (Surface Mounting Technology) at the destination and
  • the optoelectronic component comprises a
  • Optoelectronic component is, for example, a light-emitting diode chip or a photodiode chip.
  • the optoelectronic component can be one or more
  • Optoelectronic devices include.
  • the optoelectronic component may comprise identical or different types of optoelectronic components.
  • the optoelectronic component can comprise a multiplicity of similar light-emitting diode chips which emit light of the same color.
  • the optoelectronic component can comprise a multiplicity of similar light-emitting diode chips which emit light of the same color.
  • the optoelectronic component comprises different light-emitting diode chips that emit light of different colors, for example red, green and blue light.
  • the optoelectronic component comprises a
  • the optoelectronic component can comprise exactly one electronic component or a plurality of electronic components, for example two or more electronic components.
  • the electronic component can be in the form of a packaged or unhoused component in the optoelectronic component
  • the electronic component is an unpackaged semiconductor chip having, for example, an integrated circuit. Furthermore, it is possible that the electronic circuit
  • Component has a housing, for example, a potting housing.
  • the electronic component of the optoelectronic component is for operating and / or driving the
  • the electronic component is not a simple electrical component, such as a
  • Resistance element a varistor or a diode - such electrical components can additionally in
  • the electronic component in the optoelectronic component assumes a task with regard to the optoelectronic component, such as, for example, its activation or its operation with a suitable operating current.
  • the electronic component is preferably a bridge rectifier.
  • the bridge rectifier is preferably designed and provided to convert an external alternating current into a direct current, with which the optoelectronic component, for example a light-emitting diode chip, is operated.
  • the optoelectronic component comprises a bridge rectifier and a plurality of light-emitting diode chips which are connected in series.
  • the bridge rectifier is in turn configured and provided to convert an external alternating current into a direct current with which the light-emitting diode chips are operated.
  • the optoelectronic component comprises a plurality
  • LED chips as optoelectronic devices, which are connected in series. Particularly preferred are the
  • LED chips here divided into segments that can be bridged individually. This may mean, for example, that the light-emitting diode chips are subdivided into segments, each of which has at least one, preferably at least two
  • the component comprises a shaped body which is at least locally permeable to the electromagnetic radiation.
  • the shaped body allows at least a portion of the electromagnetic radiation which is generated by the optoelectronic component or which is to be detected to pass.
  • the molding can be used for the
  • Particles may be dissolved or incorporated in the molding.
  • the shaped body comprises
  • Radiation-converting phosphor particles which are suitable for converting electromagnetic radiation of a first wavelength range, which is emitted by the light-emitting diode chip, at least partially into electromagnetic radiation of a second wavelength range.
  • the component emits mixed-colored light of the first wavelength range and of the second wavelength range.
  • the color locus of the mixed-color Lichs lies in the white area of the CIE standard color chart. In other words, the component preferably emits white light.
  • the LED chip emits blue light.
  • the first comprises or consists of
  • Wavelength range for example, blue light.
  • the phosphor particles preferably convert part of the blue light into yellow light, so that the component emits mixed-colored radiation, which consists of uncoversed blue radiation and converted yellow radiation.
  • the phosphor particles for example, one of the following materials is suitable: rare-earth-doped garnets, rare-earth-doped alkaline earth sulfides, rare-earth-doped thiogallates, rare-earth-doped aluminates, rare earth-doped silicates, rare-earth-doped orthosilicates, rare earths doped chlorosilicates, doped with rare earths
  • the optoelectronic component and the electronic component are fastened to the housing in the connection region and are in electrical contact.
  • Optoelectronic and electronic components may be surface-mountable components. Furthermore, it is possible that at least one of the components, for example an optoelectronic component,
  • connection region is wire-contactable and is electrically connected via a contact wire to the housing in the connection area.
  • the components may be attached to the housing, for example, by means of gluing, electrically conductive bonding or soldering in the connection region.
  • the shaped body covers the optoelectronic component
  • the optoelectronic component and the electronic component are under the molded body, for example as a
  • Potting or a molded body is formed arranged.
  • the shaped body covers all the optoelectronic and electronic components of the optoelectronic component. It is possible that the molded body, the components at least in places
  • the optoelectronic component comprises a housing with a connection region on the upper side of the housing, an optoelectronic component for generating or for
  • the electronic component for operating and / or driving the optoelectronic component, a shaped body which is permeable at least in places for the electromagnetic radiation, wherein the optoelectronic component and the electronic component in
  • Connection region of the housing attached and electrically contacted and the molded body covers the optoelectronic component and the electronic component.
  • the housing is made of a black housing material
  • the plastic is provided with inorganic filler particles.
  • the optoelectronic component described here is based, inter alia, on the following considerations:
  • an optoelectronic component such as a light emitting diode, which is not an electronic component, but exclusively optoelectronic
  • Optoelectronic component to arrange together with an electronic component on a common circuit board. That is, the optoelectronic device, for example, the Light emitting diode, and the electronic component, for example, a micro-controller, are manufactured separately and integrated on a common carrier, the circuit board.
  • Printed circuit board to be connected which in turn must be suitable for receiving the heat generated during operation in the optoelectronic component. Furthermore, testing of the components of such an optoelectronic device must first be done separately for the optoelectronic device and the electronic device
  • optoelectronic and electronic components are now applied to a common carrier, the housing. That is, an additional circuit board can be omitted. Furthermore, the optoelectronic component only has to be tested once, with all components of the optoelectronic component being able to undergo an operating test simultaneously.
  • the shaped body also protects both the optoelectronic and the electronic components of the optoelectronic component.
  • the specified optoelectronic component is thus characterized by a simplified and thus more cost-effective Production and a special mechanical and chemical stability, which is made possible by the molding.
  • the optoelectronic component described here can be used by the user in the sense of a "plug-and-play" approach, without the need for additional design efforts, for example for external control devices.
  • a common circuit board for the optoelectronic component described here can be used by the user in the sense of a "plug-and-play" approach, without the need for additional design efforts, for example for external control devices.
  • Optoelectronic and electronic components is the size of the optoelectronic device in comparison with
  • the shaped body covers the housing on the
  • Directions are those directions that go to
  • Main extension plane of the housing of the optoelectronic device run parallel. In other words, close side surfaces of the molding with corresponding
  • a housing body which completely covers the housing at its top, can be made particularly simple, since in the production of the optoelectronic device in the composite no
  • dams Overflow barriers
  • the molded body also protects the housing at its top chemically and mechanically.
  • the shaped body and the housing each have traces of one on at least one side surface
  • the Shaped body applied through a composite of enclosures simultaneously. Subsequently, the composite of casings with the applied molded body is singulated. It is also separated by the molding through. It arises
  • Separation process is objectively demonstrable evidence of separation and thus features that characterize the subject and that do not represent procedural features.
  • the housing comprises an electrically conductive solid body and an electrically insulating housing material, wherein the electrically insulating housing material the
  • the electrically conductive solid body Surrounds electrically conductive solid body in places.
  • the electrically conductive solid body is
  • each housing comprises at least two such electrically conductive
  • the electrically conductive solid body may be, for example, in the manufacture of the optoelectronic device parts of a lead frame, with the
  • Casing material wrapped, for example, overmoulded is.
  • a housing composite with a plurality of housings.
  • Optoelectronic components then has each housing on the electrically conductive solid body, which are surrounded in places by the electrically insulating housing material.
  • the electrically conductive solid body does not protrude beyond the electrically insulating housing material in lateral directions and, in places, directly adjoins the molded body in the connection region. That is, before the application of the molding of the solid body in the connection area is partially accessible.
  • the optoelectronic and electronic components can be connected to the housing and electrically connected. For example, the components become electrically conductive with the solid bodies of the
  • the solid body is the electrically conductive component of the housing.
  • the molding can be in direct connection with the solid body. In this way, the shaped body and the electrically conductive
  • the electronic component comprises a
  • Drive circuit and / or a driver circuit It is possible that the electronic component is formed by a drive circuit and / or a driver circuit or the electronic component further functional
  • Components such as a memory unit for storing program code.
  • the electronic component includes electromagnetic radiation. If the electronic component comprises a drive circuit, then the electronic component can be provided, for example, to drive the optoelectronic component as a function of control signals coming from outside the optoelectronic component to the electronic component. If the electronic component comprises, for example, a driver circuit, the electronic component can make this possible to operate the optoelectronic component in operation directly via AC voltage.
  • the optoelectronic component is in one
  • Embodiment operable with alternating current.
  • Optoelectronic components may in particular be optoelectronic components described here. That is, all the features disclosed for optoelectronic devices are also for the method of manufacture
  • first a housing bundle is provided.
  • Housing Association includes a variety of similar
  • housings are the housings described here in connection with the optoelectronic component.
  • Electronic component attached to the housing and electrically connected to the housing.
  • the components can be electrically conductively connected to an electrically conductive solid body of the housing.
  • the housing is covered with a shaped body in such a way that the shaped body completely covers the housing at its upper sides. That is, preferably all the housing of the housing assembly are covered on their upper sides with material of a shaped body.
  • the molding can
  • Dispensen be applied to the housing of the housing assembly.
  • the molded body and the housing of the housing assembly are mechanically firmly connected to each other.
  • the top of the housing is preferably, as in connection with the optoelectronic component
  • connection area and thus the components are located.
  • the optoelectronic components and the electronic components in the connection areas of the housings are therefore preferably enveloped, for example encapsulated, by the molded body.
  • a singulation into individual optoelectronic components takes place, with the housing composite and the molded body being severed. That is, the molding can be over a variety of Housing of the housing assembly extend and separating the assembly of housing assembly and moldings is severed by the housing assembly to individual cases and the molding to form individual moldings.
  • each optoelectronic component comprises a housing with components applied in the connection region of the housing and a molded body which fixes the housing on its upper side, to which the components are also attached
  • the method described here is carried out in the order described. With the method, for example, a plurality of optoelectronic components described here can be produced.
  • an electrically conductive lead frame is provided.
  • the electrically conductive lead frame is, for example, a metal body having a plurality of longitudinal struts and a plurality of cross struts connected together.
  • Lead frame comes with an electrically insulating
  • each housing Connection area of each housing is exposed in places. After the housing assembly and the molded body have been singulated into individual optoelectronic components, regions of the leadframe, which is likewise severed during singulation, form the electrically conductive solid bodies, with which the components of the component are electrically conductive
  • FIG. 1 shows in a schematic
  • FIGS. 2A, 2B and 2C illustrate an exemplary embodiment of a method described here.
  • FIG. 4 shows a schematic plan view of an optoelectronic component according to one exemplary embodiment.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of one here
  • the optoelectronic component of Figure 1 comprises a housing 10.
  • the housing 10 has an upper side 10a, a lower side 10b and
  • Connection area 11 are electrically conductive solid body 12 free.
  • the two electrically conductive solid bodies 12 are connected to an electrically insulating housing material 13.
  • the electrically conductive solid body 12 are connected to the electric
  • the electrically insulating housing material 13 in direct contact.
  • the electrically insulating housing material 13 electrically insulates the two electrically conductive solid bodies 12 from one another.
  • the electrically conductive solid bodies 12 have emerged, for example, by singulation from a leadframe 120, as explained in more detail in connection with FIGS. 2A to 2C.
  • connection region 11 can, as shown in FIG. 1, be surrounded by the electrically insulating housing material 13 in such a way that the electrically insulating housing material 13 forms the connection region 11, that is to say the exposed outer surface of the electrically conductive solid bodies 12, in vertical direction
  • Housing 10 extends, overhang. However, it is also possible that the connection area 11 and the surrounding
  • Housing material 13 are arranged in a common plane. In the connection area 11 are on the electrically conductive
  • Solid body 12 the optoelectronic devices 20 and the electronic components 30 applied and electrically connected.
  • the optoelectronic component 20 is formed by a light-emitting diode chip, which is applied over the whole area to a first of the solid bodies 12 and is connected to it electrically conductively. With the second electrically conductive solid body 12 is the
  • the electronic component 30 is designed as an SMT component, that is to say as a surface-mountable component, and is connected to both electrically conductive solid bodies 12 via SMT contacts.
  • the components are surrounded together with the molded body 40, which encloses the components 20, 30 positively and directly adjacent to them.
  • the electronic component 30 may be an already pre-hosed component. Furthermore, it is possible for the electronic component 30 to dispense with a housing, so that the semiconductor body of the electronic component 30 is surrounded directly by the molded body 40. That is, due to the use of the
  • Shaped body 40 also for encapsulation of the electronic
  • Component this can be used in unhoused form.
  • the molded body 40 extends over the entire upper side 10a of the housing 10 and is there in direct contact with the electrically insulating housing body 13.
  • the molded body 40 therefore terminates flush on its side surfaces 40c with corresponding side surfaces 10c of the housing.
  • the side surfaces 40c of the molded body 40 and the side surfaces 10c of the housing 10 may each have tracks of a
  • a lead frame 120 which is composed of a plurality of interconnected electrically conductive solid bodies 12 is provided. This is shown in more detail in FIG. 2A.
  • housing assembly 100 which is a plurality of individual
  • Housing 10 includes. In the case of the individual housings 10, a connection region 11 is exposed at the top side 10a, in which optoelectronic components 20 and electronic components 12, which are likewise exposed there, are exposed
  • Components 30 applied and electrically conductive
  • a shaped body 40 is applied to the upper side of the housing assembly 100, for example by casting, in such a way that the molded body 40 completely covers the housings 10 on their upper sides 10a. Subsequently, a singulation to individual optoelectronic components takes place through the molded body 40 and the housing composite 100.
  • Optoelectronic component then comprises a housing 10 with components 20, 30, which are surrounded by the molded body 40.
  • particles 41 may be introduced, for example, the radiation-scattering and / or
  • a lead frame is first provided in method step S1.
  • the lead frame can be encapsulated with a housing material 13.
  • step S3 the assembly of the at least one optoelectronic component takes place per optoelectronic component to be produced, for example by soldering on and / or adhering the optoelectronic component.
  • a wire contacting of the optoelectronic component takes place in method step S4.
  • step S5 applying the
  • Shaped body 40 for example, by casting the housing 10 of the optoelectronic components on its upper side 10a.
  • step S6 a singulation takes place, it being possible to singulate through the molded body 40 and the housing composite 100.
  • step S7 the individual optoelectronic components are tested. In this testing, the optoelectronic devices and the
  • the optoelectronic components described here can be mounted on heat sinks or heat sinks after their manufacture, for example. Furthermore, it is possible for the optoelectronic components to have optical elements, such as
  • lenses or reflectors nachordnen.
  • the shaped body In the case of optoelectronic components described here, it is also possible for the shaped body to be disposed above the
  • Optoelectronic components is provided with an example, locally convex curvature.
  • the molded body 40 then serves, for example, as an optical element for focusing and / or to increase the
  • the optoelectronic component according to the exemplary embodiment of FIG. 4 has a
  • the optoelectronic components 20 are light-emitting diode chips which are suitable for
  • Wavelength range to send out The side of the LED chips 20 is still a
  • the electronic component 30 is a bridge rectifier.
  • the bridge rectifier has in the present case the task to convert an external alternating current into a direct current. With the converted direct current, the LED chips 20 are electrically acted upon for operation.
  • the LED chips 20 are electrically connected in series in the present embodiment. Particularly preferred are the
  • LED chips 20 in this case divided into segments that can be bridged individually.
  • the optoelectronic component according to the exemplary embodiment of FIG. 4 comprises a housing 10, which is manufactured from a black housing material.
  • the housing material is further provided with inorganic filler particles.
  • the optoelectronic components 20 and the electronic component 30 are jointly surrounded by a molded body 40, which encloses the components 20, 30 in a form-fitting manner.
  • the optoelectronic components 20 and the electronic components 30 are in the molded body 40
  • the molded body 40 has a lenticular bulge which is arranged above the light-emitting diode chips 20 and serves for the targeted shaping of the radiation characteristic of the component.
  • phosphor particles In the molded body 40 are phosphor particles
  • LED chips 20 from the first wavelength range in electromagnetic radiation of a second
  • At least partially phosphor particles is converted into yellow light, so that the optoelectronic component emits mixed-colored light consisting of unconverted blue light and converted yellow light.
  • mixed-color light preferably has a color location in the white area of the CIE standard color chart.

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Abstract

Es wird ein optoelektronisches Bauteil angegeben, mit - einem Gehäuse (10) mit einem Anschlussbereich (11) an der Oberseite (10a) des Gehäuses, - einem optoelektronischen Bauelement (20) zur Erzeugung oder zur Detektion von elektromagnetischer Strahlung, - einem elektronischen Bauelement (30) zum Betreiben und/oder Ansteuerung des optoelektronischen Bauelements (20), - einem Formkörper (40), der zumindest stellenweise für die elektromagnetische Strahlung durchlässig ausgebildet ist, wobei - das optoelektronische Bauelement (20) und das elektronische Bauelement (40) im Anschlussbereich (11) am Gehäuse (10) befestigt und elektrisch kontaktiert sind, und - der Formkörper (40) das optoelektronische Bauelement (20) und das elektronische Bauelement (30) überdeckt.

Description

Beschreibung
Optoelektronisches Bauteil und Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl optoelektronischer Bauteile
Es wird ein optoelektronisches Bauteil angegeben. Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl optoelektronischer Bauteile angegeben. Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein optoelektronisches Bauteil anzugeben, das besonders langlebig ist und einfach herstellbar ist. Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl solcher optoelektronischer Bauteile anzugeben.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils umfasst das optoelektronische Bauteil ein Gehäuse mit einem Anschlussbereich an einer Oberseite des Gehäuses. Bei dem Gehäuse handelt es sich um den mechanisch tragenden und stützenden Teil des optoelektronischen Bauteils. Auf und am Gehäuse sind die übrigen Komponenten des
optoelektronischen Bauteils befestigt. Am Gehäuse und/oder im Gehäuse sind Kontaktstellen zur Kontaktierung von Komponenten des optoelektronischen Bauteils vorgesehen. Das Gehäuse umfasst dazu einen Anschlussbereich an der Oberseite des Gehäuses, auf dem weitere elektrische und elektronische
Komponenten des optoelektronischen Bauteils befestigt und elektrisch angeschlossen werden können. Als Oberseite des Gehäuses ist dabei insbesondere die einer Montagefläche abgewandte, insbesondere gegenüberliegende Seite anzusehen, wobei die Montageseite diejenige Seite ist, auf der das
Gehäuse bevorzugt eine flächige Anlage mit einer das Gehäuse tragenden Komponente, beispielsweise einer Leiterplatte, gebracht wird.
Das Gehäuse umfasst weiter Anschlussstellen, über die die elektrischen und elektronischen Komponenten des
optoelektronischen Bauteils von außerhalb des Gehäuses kontaktiert werden können. Die Anschlussstellen befinden sich beispielsweise an einer der Oberseite abgewandten Unterseite des Gehäuses. Das optoelektronische Bauteil mit einem solchen Gehäuse kann beispielsweise oberflächenmontierbar sein. Das heißt, es kann über die Anschlussstellen mittels SMT (Surface Mounting Technology) am Bestimmungsort befestigt und
elektrisch leitend angeschlossen werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils umfasst das optoelektronische Bauteil ein
optoelektronisches Bauelement zur Erzeugung oder zur
Detektion von elektromagnetischer Strahlung. Bei dem
optoelektronischen Bauelement handelt es sich beispielsweise um einen Leuchtdiodenchip oder einen Fotodiodenchip.
Das optoelektronische Bauteil kann ein oder mehrere
optoelektronische Bauelemente umfassen. Dabei kann das optoelektronische Bauteil gleichartige oder verschiedenartige optoelektronische Bauelemente umfassen. Beispielsweise kann das optoelektronische Bauteil eine Vielzahl gleichartiger Leuchtdiodenchips umfassen, die Licht der gleichen Farbe emittieren. Es ist jedoch auch möglich, dass das
optoelektronische Bauteil unterschiedliche Leuchtdiodenchips umfasst, die Licht voneinander unterschiedlicher Farbe, zum Beispiel rotes, grünes und blaues Licht, emittieren. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils umfasst das optoelektronische Bauteil ein
elektronisches Bauelement. Das optoelektronische Bauteil kann dabei genau ein elektronisches Bauelement oder mehrere elektronische Bauelemente, zum Beispiel zwei oder mehr elektronische Bauelemente, umfassen.
Das elektronische Bauelement kann als gehäuste oder als ungehäuste Komponente im optoelektronischen Bauteil
vorliegen. Das heißt, es ist möglich, dass es sich beim elektronischen Bauelement um einen ungehäusten Halbleiterchip handelt, der beispielsweise einen integrierten Schaltkreis aufweist. Ferner ist es möglich, dass das elektronische
Bauteil ein Gehäuse, beispielsweise ein Vergussgehäuse, aufweist .
Das elektronische Bauelement des optoelektronischen Bauteils ist dabei zum Betreiben und/oder Ansteuern des
optoelektronischen Bauelements vorgesehen. Das heißt, bei dem elektronischen Bauelement handelt es sich nicht um eine einfache elektrische Komponente, wie beispielsweise ein
Widerstandselement, einen Varistor oder eine Diode - solche elektrischen Bauelemente können zusätzlich im
optoelektronischen Bauteil vorhanden sein. Vielmehr übernimmt das elektronische Bauelement im optoelektronischen Bauteil eine Aufgabe hinsichtlich des optoelektronischen Bauelements, wie beispielsweise dessen Ansteuerung oder dessen Betrieb mit einem geeigneten Betriebsstrom.
Bevorzugt handelt es sich bei dem elektronischen Bauelement um einen Brückengleichrichter. Der Brückengleichrichter ist bevorzugt dazu eingerichtet und vorgesehen, einen externen Wechselstrom in einen Gleichstrom umzuwandeln, mit dem das optoelektronische Bauelement, beispielsweise ein Leuchtdiodenchip, betrieben wird. Mit Vorteil kann ein derartiges Bauteil direkt am Netz betrieben werden. Besonders bevorzugt umfasst das optoelektronische Bauteil einen Brückengleichrichter und mehrere Leuchtdiodenchips, die in Reihe geschaltet sind. Der Brückengleichrichter ist hierbei wiederum dazu eingerichtet und vorgesehen, einen externen Wechselstrom in einen Gleichstrom umzuwandeln, mit dem die Leuchtdiodenchips betrieben werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungform des optoelektronischen Bauteils umfasst das optoelektronische Bauteil mehrere
Leuchtdiodenchips als optoelektronische Bauelemente, die in Reihe geschaltet sind. Besonders bevorzugt sind die
Leuchtdiodenchips hierbei in Segmente unterteilt, die einzeln überbrückt werden können. Das kann zum Beispiel bedeuten, dass die Leuchtdiodenchips in Segmente unterteilt sind, die jeweils wenigstens einen, bevorzugt wenigstens zwei
Leuchtdiodenchips umfassen, wobei die Segmente unabhängig voneieinander betrieben werden können. Das heißt, die
Segmente können in diesem Fall zu unterschiedlichen Zeiten oder gleichzeitg betrieben werden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils umfasst das Bauteil einen Formkörper, der zumindest stellenweise für die elektromagnetische Strahlung durchlässig ausgebildet ist. Der Formkörper lässt zumindest einen Teil der elektromagnetischen Strahlung, die vom optoelektronischen Bauelement erzeugt wird oder die detektiert werden soll, passieren. Der Formkörper kann dabei für die
elektromagnetische Strahlung klarsichtig, transparent
ausgebildet sein. Ferner ist es möglich, dass der Formkörper strahlungsstreuend und/oder Strahlungskonvertierend
ausgebildet ist. Dazu können beispielsweise
Strahlungsstreuende und/oder Strahlungskonvertierende
Partikel im Formkörper gelöst oder eingebracht sein.
Beispielsweise umfasst der Formkörper
Strahlungskonvertierende LeuchtStoffpartikel , die dazu geeignet sind, elektromagnetische Strahlung eines ersten Wellenlängenbereichs, die von dem Leuchtdiodenchip ausgesandt wird, zumindest teilweise in elektromagnetische Strahlung eines zweiten Wellenlängenbereichs umzuwandeln. Besonders bevorzugt sendet das Bauteil mischfarbiges Licht des ersten Wellenlängenbereichs und des zweiten Wellenlängenbereichs aus. Bevorzugt liegt der Farbort des mischfarbigen Lichs im weißen Bereich der CIE-Normfarbtafel . Mit anderen Worten sendet das Bauteil bevorzugt weißes Licht aus.
Beispielsweise sendet der Leuchtdiodenchip blaues Licht aus. Mit anderen Worten umfasst oder besteht der erste
Wellenlängenbereich beispielsweise aus blauem Licht.
Bevorzugt wandeln die LeuchtStoffpartikel einen Teil des blauen Lichts in gelbes Licht um, so dass das Bauteil mischfarbige Strahlung aussendet, die aus unkovertierter blauer Strahlung und konvertierter gelber Strahlung besteht. Für die LeuchtStoffpartikel ist beispielsweise eines der folgenden Materialien geeignet: mit seltenen Erden dotierte Granate, mit seltenen Erden dotierte Erdalkalisulfide, mit seltenen Erden dotierte Thiogallate, mit seltenen Erden dotierte Aluminate, mit seltenen Erden dotierte Silikate, mit seltenen Erden dotierte Orthosilikate, mit seltenen Erden dotierte Chlorosilikate, mit seltenen Erden dotierte
Erdalkalisiliziumnitride, mit seltenen Erden dotierte
Oxynitride, mit seltenen Erden dotierte Aluminiumoxinitride, mit seltenen Erden dotierte Siliziumnitride, mit seltenen Erden dotierte Sialone.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils sind das optoelektronische Bauelement und das elektronische Bauelement im Anschlussbereich am Gehäuse befestigt und elektrisch kontaktiert. Bei den
optoelektronischen und elektronischen Bauelementen kann es sich dabei um oberflächenmontierbare Bauelemente handeln. Ferner ist es möglich, dass zumindest eines der Bauelemente, zum Beispiel ein optoelektronisches Bauelement,
drahtkontaktierbar ist und über einen Kontaktdraht elektrisch leitend mit dem Gehäuse im Anschlussbereich verbunden ist. Die Bauelemente können beispielsweise mittels Kleben, elektrisch leitendem Kleben oder Löten im Anschlussbereich am Gehäuse befestigt sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils überdeckt der Formkörper das optoelektronische
Bauelement und das elektronische Bauelement. Das heißt, das optoelektronische Bauelement und das elektronische Bauelement sind unter dem Formkörper, der zum Beispiel als ein
Vergusskörper oder ein gespritzter Körper ausgebildet ist, angeordnet. Beispielsweise überdeckt der Formkörper sämtliche optoelektronischen und elektronischen Bauelemente des optoelektronischen Bauteils. Dabei ist es möglich, dass der Formkörper die Bauelemente zumindest stellenweise
formschlüssig umgibt und direkt an die Bauelemente grenzt. Die Bauelemente des optoelektronischen Bauteils sind in diesem Fall von einem gemeinsamen, strahlungsdurchlässigen Formkörper formschlüssig umhüllt. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils umfasst das optoelektronische Bauteil ein Gehäuse mit einem Anschlussbereich an der Oberseite des Gehäuses, ein optoelektronisches Bauelement zur Erzeugung oder zur
Detektion von elektromagnetischer Strahlung, ein
elektronisches Bauelement zum Betreiben und/oder Ansteuern des optoelektronischen Bauelements, einen Formkörper, der zumindest stellenweise für die elektromagnetische Strahlung durchlässig ausgebildet ist, wobei das optoelektronische Bauelement und das elektronische Bauelement im
Anschlussbereich des Gehäuses befestigt und elektrisch kontaktiert sind und der Formkörper das optoelektronische Bauelement und das elektronische Bauelement überdeckt.
Gemäß einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils ist das Gehäuse aus einem schwarzen Gehäusematerial
gefertigt. Beispielsweise handelt es sich bei dem
Gehäusematerial um einen Kunststoff. Gemäß einer
Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils ist der Kunststoff mit anorganischen FüllstoffPartikeln versehen.
Dem hier beschriebenen optoelektronischen Bauteil liegen dabei unter anderem die folgenden Überlegungen zugrunde:
Prinzipiell wäre es möglich, ein optoelektronisches Bauteil, wie beispielsweise eine Leuchtdiode, die kein elektronisches Bauelement, sondern ausschließlich optoelektronische
Bauelemente umfasst, bereitzustellen. Soll ein derartiges optoelektronisches Bauteil dann beispielsweise mit
Wechselstrom betrieben werden und/oder in spezieller Weise angesteuert werden, so ist es notwendig, das
optoelektronische Bauteil zusammen mit einem elektronischen Bauteil auf einer gemeinsamen Leiterplatte anzuordnen. Das heißt, das optoelektronische Bauteil, zum Beispiel die Leuchtdiode, und das elektronische Bauteil, zum Beispiel ein Micro-Controller, werden getrennt voneinander gefertigt und auf einem gemeinsamen Träger, der Leiterplatte, integriert.
Zur Bereitstellung einer solchen optoelektronischen Anordnung wäre also neben den Arbeitsschritten zur Fertigung des optoelektronischen Bauteils und zur Fertigung des
elektronischen Bauteils auch noch ein Arbeitsschritt
notwendig, mit dem die beiden Komponenten der Anordnung auf einem gemeinsamen Träger, zum Beispiel einer Leiterplatte, integriert werden. Dabei müsste beispielsweise das
optoelektronische Bauteil thermisch gut leitend an die
Leiterplatte angeschlossen werden, die wiederum zur Aufnahme der im Betrieb im optoelektronischen Bauteil erzeugten Wärme geeignet sein muss. Ferner muss ein Testen der Komponenten einer solchen optoelektronischen Anordnung getrennt zunächst für das optoelektronische Bauteil und das elektronische
Bauteil erfolgen. Anschließend muss die Anordnung mit diesen beiden Bauteilen ebenfalls nochmal einem Test unterzogen werden .
Beim hier beschriebenen optoelektronischen Bauteil werden optoelektronische und elektronische Bauelemente nun auf einem gemeinsamen Träger, dem Gehäuse, aufgebracht. Das heißt, eine zusätzliche Leiterplatte kann entfallen. Ferner muss das optoelektronische Bauteil nur einmal getestet werden, wobei alle Komponenten des optoelektronischen Bauteils gleichzeitig einem Betriebstest unterzogen werden können. Der Formkörper schützt zudem sowohl die optoelektronischen als auch die elektronischen Bauelemente des optoelektronischen Bauteils.
Das angegebene optoelektronische Bauteil zeichnet sich also durch eine vereinfachte und damit kostengünstigere Herstellung sowie eine besondere mechanische und chemische Stabilität aus, die durch den Formkörper ermöglicht wird.
Das hier beschriebene optoelektronische Bauteil kann im Sinne eines "Plug-and-Play"-Ansat zes vom Benutzer verwendet werden, ohne dass zusätzliche Designanstrengungen, zum Beispiel für externe Ansteuervorrichtungen, notwendig sind. Durch den Verzicht auf eine gemeinsame Leiterplatte für
optoelektronische und elektronische Bauteile ist die Größe des optoelektronischen Bauteils im Vergleich mit
herkömmlichen Ansätzen reduziert und sein Einsatz auch aus diesem Grund vereinfacht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils überdeckt der Formkörper das Gehäuse an der
Oberseite des Gehäuses vollständig und schließt in lateralen Richtungen bündig mit dem Gehäuse ab. Die lateralen
Richtungen sind dabei diejenigen Richtungen, die zur
Haupterstreckungsebene des Gehäuses des optoelektronischen Bauteils parallel verlaufen. Mit anderen Worten schließen Seitenflächen des Formkörpers mit entsprechenden
Seitenflächen des Gehäuses bündig ab. Ein Gehäusekörper, der das Gehäuse an seiner Oberseite vollständig bedeckt, kann besonders einfach hergestellt werden, da bei der Fertigung des optoelektronischen Bauteils im Verbund keine
Überlaufsperren (sogenannte Dams) in jedem Gehäuse vorgesehen werden müssen. Darüber hinaus schützt der Formkörper auch das Gehäuse an dessen Oberseite chemisch und mechanisch.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils weisen der Formkörper und das Gehäuse an zumindest einer Seitenfläche jeweils Spuren eines
Vereinzelungsprozesses auf. Beispielsweise wird der Formkörper über einen Verbund von Gehäusen gleichzeitig aufgebracht. Anschließend wird der Verbund von Gehäusen mit dem aufgebrachten Formkörper vereinzelt. Dabei wird auch durch den Formkörper hindurch vereinzelt. Es entstehen
Seitenflächen des optoelektronischen Bauteils, die durch
Seitenflächen des Gehäuses und Seitenflächen des Formkörpers gebildet sind. Diese Seitenflächen weisen jeweils Spuren des Vereinzelungsprozesses auf. Das Vereinzeln kann dabei beispielsweise mittels Sägen oder Lasertrennens erfolgen. Bei den Spuren des
Vereinzelungsprozesses handelt es sich um gegenständlich nachweisbare Hinweise auf eine Vereinzelung und damit um Merkmale, die den Gegenstand charakterisieren und die keine Verfahrensmerkmale darstellen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils umfasst das Gehäuse einen elektrisch leitenden Vollkörper und ein elektrisch isolierendes Gehäusematerial, wobei das elektrisch isolierende Gehäusematerial den
elektrisch leitenden Vollkörper stellenweise umgibt. Bei dem elektrisch leitenden Vollkörper handelt es sich
beispielsweise um ein Metallteil. Vorzugsweise umfasst jedes Gehäuse wenigstens zwei solcher elektrisch leitender
Vollkörper. Die elektrisch leitenden Vollkörper können beispielsweise bei der Herstellung des optoelektronischen Bauteils Teile eines Leiterrahmens sein, der mit dem
Gehäusematerial umhüllt, beispielsweise umspritzt, wird. Auf diese Weise entsteht ein Gehäuseverbund mit einer Vielzahl von Gehäusen. Nach dem Vereinzeln in einzelne
optoelektronische Bauteile weist dann jedes Gehäuse die elektrisch leitenden Vollkörper auf, die stellenweise vom elektrisch isolierenden Gehäusematerial umgeben sind. Der elektrisch leitende Vollkörper überragt das elektrisch isolierende Gehäusematerial dabei in lateralen Richtungen nicht und grenzt im Anschlussbereich stellenweise direkt an den Formkörper. Das heißt, vor dem Aufbringen des Formkörpers ist der Vollkörper im Anschlussbereich stellenweise frei zugänglich. An diesen Stellen können die optoelektronischen und elektronischen Bauelemente mit dem Gehäuse verbunden und elektrisch angeschlossen werden. Beispielsweise werden die Bauelemente elektrisch leitend mit den Vollkörpern des
Gehäuses verbunden. Die Bauelemente können dann von außerhalb des optoelektronischen Bauteils über den Vollkörper
elektrisch kontaktiert werden. Das heißt, der Vollkörper stellt die elektrisch leitende Komponente des Gehäuses dar.
Dort wo der Vollkörper im Anschlussbereich nicht von den Bauelementen überdeckt wird, kann dann der Formkörper in direkter Verbindung mit dem Vollkörper stehen. Auf diese Weise kann der Formkörper auch den elektrisch leitenden
Vollkörper mechanisch und chemisch schützen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils umfasst das elektronische Bauelement eine
Ansteuerschaltung und/oder eine Treiberschaltung. Dabei ist es möglich, dass das elektronische Bauelement durch eine Ansteuerschaltung und/oder eine Treiberschaltung gebildet ist oder das elektronische Bauelement weitere funktionale
Komponenten wie beispielsweise eine Speichereinheit zur
Speicherung von Helligkeitswerten für die vom
optoelektronischen Bauelement im Betrieb emittierte
elektromagnetische Strahlung umfasst. Umfasst das elektronische Bauelement eine Ansteuerschaltung, so kann das elektronische Bauelement beispielsweise dazu vorgesehen sein, das optoelektronische Bauelement abhängig von Steuersignalen, die von außerhalb des optoelektronischen Bauteils zum elektronischen Bauelement gelangen, anzusteuern Umfasst das elektronische Bauelement beispielsweise eine Treiberschaltung, so kann das elektronische Bauelement ermöglichen, das optoelektronische Bauteil im Betrieb direkt über Wechselspannung zu betreiben.
Das heißt, das optoelektronische Bauteil ist in einer
Ausführungsform mit Wechselstrom betreibbar.
Es wird weiter ein Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl optoelektronischer Bauteile angegeben. Bei den
optoelektronischen Bauteilen kann es sich insbesondere um hier beschriebene optoelektronische Bauteile handeln. Das heißt, sämtliche für optoelektronische Bauteile offenbarten Merkmale sind auch für das Verfahren zur Herstellung
offenbart und umgekehrt .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird zunächst ein Gehäuseverbünd bereitgestellt. Der
Gehäuseverbund umfasst eine Vielzahl von gleichartigen
Gehäusen. Beispielsweise handelt es sich bei den Gehäusen die hier in Verbindung mit dem optoelektronischen Bauteil beschriebenen Gehäuse .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt ein Aufbringen und elektrisches Anschließen eines
optoelektronischen Bauelements und eines elektronischen Bauelements in einem Anschlussbereich an der Oberseite eines Gehäuses, insbesondere eines jeden Gehäuses des Gehäuseverbunds. Das heißt, im Anschlussbereich zum Beispiel eines jeden Gehäuses des Gehäuseverbunds wird wenigstens ein optoelektronisches Bauelement und wenigstens ein
elektronisches Bauelement am Gehäuse befestigt und elektrisch leitend mit dem Gehäuse verbunden. Beispielsweise können die Bauelemente mit einem elektrisch leitenden Vollkörper des Gehäuses elektrisch leitend verbunden werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt ein Bedecken des Gehäuses mit einem Formkörper derart, dass der Formkörper die Gehäuse an ihren Oberseiten vollständig überdeckt. Das heißt, vorzugsweise sämtliche Gehäuse des Gehäuseverbundes werden an ihren Oberseiten mit Material eines Formkörpers überdeckt. Der Formkörper kann
beispielsweise über Spritzgießen, Spritzpressen oder
Dispensen auf die Gehäuse des Gehäuseverbunds aufgebracht werden .
Nach einem Aushärten des Formkörpers sind der Formkörper und die Gehäuse des Gehäuseverbundes mechanisch fest miteinander verbunden. Die Oberseite des Gehäuses ist dabei vorzugsweise, wie in Verbindung mit dem optoelektronischen Bauteil
beschrieben, diejenige Seite, an der sich der
Anschlussbereich und somit auch die Bauelemente befinden. Beim Bedecken der Gehäuse mit dem Formkörper werden daher vorzugsweise auch die optoelektronischen Bauelemente und die elektronischen Bauelemente in den Anschlussbereichen der Gehäuse vom Formkörper umhüllt, zum Beispiel vergossen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt ein Vereinzeln in einzelne optoelektronische Bauteile, wobei der Gehäuseverbund und der Formkörper durchtrennt werden. Das heißt, der Formkörper kann sich über eine Vielzahl der Gehäuse des Gehäuseverbundes erstrecken und beim Vereinzeln der Anordnung aus Gehäuseverbund und Formkörper wird durch den Gehäuseverbund zu einzelnen Gehäusen und den Formkörper zu einzelnen Formkörpern durchtrennt. Nach dem Vereinzeln umfasst beispielsweise jedes optoelektronische Bauteil ein Gehäuse mit im Anschlussbereich des Gehäuses aufgebrachten Bauelementen und einen Formkörper, der das Gehäuse an seiner Oberseite, an der auch die Bauelemente befestigt und
angeschlossen sind, bedeckt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl
optoelektronischer Bauteile die folgenden Schritte:
- Bereitstellen eines Gehäuseverbunds mit einer Vielzahl von Gehäusen,
- Aufbringen und elektrisches Anschließen eines
optoelektronischen Bauelements und eines elektronischen
Bauelements in einem Anschlussbereich an der Oberseite eines jeden Gehäuses,
- Bedecken der Gehäuse mit einem Formkörper derart, dass der Formkörper die Gehäuse an ihren Oberseiten vollständig überdeckt ,
- Vereinzeln in einzelne optoelektronische Bauteile, wobei der Gehäuseverbund und der Formkörper durchtrennt werden.
Dabei ist es insbesondere möglich, dass das hier beschriebene Verfahren in der beschriebenen Reihenfolge durchgeführt wird. Mit dem Verfahren kann dann beispielsweise eine Vielzahl hier beschriebener optoelektronischer Bauteile hergestellt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt zum Bereitstellen des Gehäuseverbunds folgendes Verfahren: Es wird ein elektrisch leitender Leiterrahmen bereitgestellt. Bei dem elektrisch leitenden Leiterrahmen handelt es sich beispielsweise um einen Metallkörper, der eine Vielzahl von Längsstreben und eine Vielzahl von Querstreben aufweist, die miteinander verbunden sind. Der elektrisch leitende
Leiterrahmen wird mit einem elektrisch isolierenden
Gehäusematerial umhüllt, wobei der elektrisch leitende
Leiterrahmen vor dem Bedecken mit dem Formkörper im
Anschlussbereich eines jeden Gehäuses stellenweise frei liegt. Nach dem Vereinzeln des Gehäuseverbundes und des Formkörpers zu einzelnen optoelektronischen Bauteilen bilden Bereiche des Leiterrahmens, der beim Vereinzeln ebenfalls durchtrennt wird, die elektrisch leitenden Vollkörper, mit denen die Bauelemente des Bauteils elektrisch leitend
verbunden sind.
Im Folgenden werden die hier beschriebenen optoelektronischen Bauteile sowie die hier beschriebenen Verfahren anhand von Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen Figuren näher erläutert .
Die Figur 1 zeigt in einer schematischen
Perspektivdarstellung ein Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen optoelektronischen Bauteils.
In Verbindung mit den schematischen Schnittdarstellungen der
Figuren 2A, 2B und 2C ist ein Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen Verfahrens näher erläutert .
In Verbindung mit dem schematischen Ablaufdiagramm der Figur
3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen Verfahrens näher erläutert. Die Figur 4 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein optoelektronisches Bauteil gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren
dargestellten Elemente untereinander sind nicht als
maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder für eine bessere
Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein.
Die Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines hier
beschriebenen optoelektronischen Bauteils in einer
schematischen Perspektivdarstellung. Das optoelektronische Bauteil der Figur 1 umfasst ein Gehäuse 10. Das Gehäuse 10 weist eine Oberseite 10a, eine Unterseite 10b und
Seitenflächen 10c des Gehäuses auf. An der Oberseite 10a des Gehäuses ist ein Anschlussbereich 11 ausgebildet. Im
Anschlussbereich 11 liegen elektrisch leitende Vollkörper 12 frei. Im Ausführungsbeispiel der Figur 1 sind die beiden elektrisch leitenden Vollkörper 12 mit einem elektrisch isolierenden Gehäusematerial 13 verbunden. Die elektrisch leitenden Vollkörper 12 stehen mit dem elektrisch
isolierenden Gehäusematerial 13 in direktem Kontakt. Das elektrisch isolierende Gehäusematerial 13 isoliert die vorliegend zwei elektrisch leitenden Vollkörper 12 elektrisch voneinander .
Die elektrisch leitenden Vollkörper 12 sind beispielsweise durch Vereinzelung aus einem Leiterrahmen 120 hervorgegangen, wie dies in Verbindung mit den Figuren 2A bis 2C näher erläutert ist.
Der Anschlussbereich 11 kann, wie in der Figur 1 dargestellt, vom elektrisch isolierenden Gehäusematerial 13 derart umgeben sein, dass das elektrisch isolierende Gehäusematerial 13 den Anschlussbereich 11, das heißt die freiliegende Außenfläche der elektrisch leitenden Vollkörper 12, in vertikaler
Richtung, die senkrecht zur Haupterstreckungsebene des
Gehäuses 10 verläuft, überragen. Es ist jedoch auch möglich, dass der Anschlussbereich 11 und das umgebende
Gehäusematerial 13 in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind . Im Anschlussbereich 11 sind auf die elektrisch leitenden
Vollkörper 12 die optoelektronischen Bauelemente 20 und die elektronischen Bauelemente 30 aufgebracht und elektrisch leitend angeschlossen. Vorliegend umfasst das
optoelektronische Bauteil genau ein optoelektronisches
Bauelement 20 und genau ein elektronisches Bauelement 30. Es ist jedoch auch möglich, dass das optoelektronische Bauteil zwei oder mehr optoelektronische Bauelemente 20 und/oder zwei oder mehr elektronische Bauelemente 30 umfasst. Im Ausführungsbeispiel der Figur 1 ist das optoelektronische Bauelement 20 durch einen Leuchtdiodenchip gebildet, der ganzflächig auf einen ersten der Vollkörper 12 aufgebracht ist und elektrisch leitend mit diesem verbunden ist. Mit dem zweiten elektrisch leitenden Vollkörper 12 ist das
optoelektronische Bauelement über einen Kontaktdraht 21 elektrisch leitend verbunden. Das elektronische Bauelement 30 ist vorliegend als SMT- Bauelement, also als oberflächenmontierbares Bauelement, ausgebildet und über SMT-Kontakte mit beiden elektrisch leitenden Vollkörpern 12 verbunden.
Die Bauelemente sind gemeinsam mit dem Formkörper 40 umgeben, der die Bauelemente 20, 30 formschlüssig umhüllt und direkt an diese grenzt. Bei dem elektronischen Bauelement 30 kann es sich dabei um ein bereits vorgehäustes Bauelement handeln. Ferner ist es möglich, dass beim elektronischen Bauelement 30 auf ein Gehäuse verzichtet wird, sodass der Halbleiterkörper des elektronischen Bauelements 30 direkt vom Formkörper 40 umgeben ist. Das heißt, aufgrund der Verwendung des
Formkörpers 40 auch zur Verkapselung des elektronischen
Bauelements kann dieses in ungehäuster Form verwendet werden.
Vorliegend erstreckt sich der Formkörper 40 über die gesamte Oberseite 10a des Gehäuses 10 und steht dort in direktem Kontakt mit dem elektrisch isolierenden Gehäusekörper 13. Der Formkörper 40 schließt daher an seinen Seitenflächen 40c mit entsprechenden Seitenflächen 10c des Gehäuses bündig ab. Die Seitenflächen 40c des Formkörpers 40 und die Seitenflächen 10c des Gehäuses 10 können dabei jeweils Spuren eines
Vereinzelungsprozesses, insbesondere des gleichen
Vereinzelungsprozesses, aufweisen.
In Verbindung mit den schematischen Schnittdarstellungen der Figur 2A, 2B und 2C ist ein Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen Verfahrens näher erläutert.
Bei dem Verfahren wird zunächst ein Leiterrahmen 120, der sich aus mehreren miteinander verbundenen elektrisch leitenden Vollkörpern 12 zusammensetzt, bereitgestellt. Dies ist in der Figur 2A näher gezeigt.
In einem nachfolgenden Verfahrensschritt erfolgt ein
stellenweises Umhüllen des Leiterrahmens 120 mit dem Material des elektrisch isolierenden Gehäusematerials 13 zur Bildung eines Gehäuseverbundes 100, der eine Vielzahl einzelner
Gehäuse 10 umfasst. Bei den einzelnen Gehäusen 10 liegt an der Oberseite 10a jeweils ein Anschlussbereich 11 frei, in dem auf den dort ebenfalls freiliegenden elektrisch leitenden Vollkörper 12 optoelektronische Bauelemente 20 und elektronische
Bauelemente 30 aufgebracht und elektrisch leitend
angeschlossen werden.
In den nachfolgenden Verfahrensschritten, Figur 2C, erfolgt ein Aufbringen eines Formkörpers 40 an der Oberseite des Gehäuseverbunds 100, zum Beispiel durch Vergießen, derart, dass der Formkörper 40 die Gehäuse 10 an ihren Oberseiten 10a vollständig überdeckt. Anschließend erfolgt ein Vereinzeln zu einzelnen optoelektronischen Bauteilen durch den Formkörper 40 und den Gehäuseverbund 100 hindurch. Jedes
optoelektronische Bauteil umfasst dann ein Gehäuse 10 mit Bauelementen 20, 30, die vom Formkörper 40 umgeben sind. Im Formkörper 40 können Partikel 41 eingebracht sein, die beispielsweise strahlungsstreuende und/oder
Strahlungskonvertierende Eigenschaften aufweisen. In Verbindung mit dem schematischen Ablaufdiagramm der Figur 3 ist ein Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen
Verfahrens anhand der Verfahrensschritte Sl bis S7 näher erläutert . Bei dem Verfahren wird zunächst im Verfahrensschritt Sl ein Leiterrahmen bereitgestellt. Der Leiterrahmen kann mit einem Gehäusematerial 13 umgössen werden.
Nachfolgend erfolgt die Montage der elektronischen
Bauelemente 30, beispielsweise durch eine
Oberflächenmontagetechnik . Dies geschieht im
Verfahrensschritt S2.
Im Verfahrensschritt S3 erfolgt die Montage des zumindest einen optoelektronischen Bauelements pro herzustellendem optoelektronischen Bauteil, zum Beispiel durch Auflöten und/oder Aufkleben des optoelektronischen Bauelements.
Eine Drahtkontaktierung des optoelektronischen Bauelements erfolgt im Verfahrensschritt S4.
Im Verfahrensschritt S5 erfolgt ein Aufbringen des
Formkörpers 40, zum Beispiel durch Vergießen der Gehäuse 10 der optoelektronischen Bauteile an ihrer Oberseite 10a.
Im Verfahrensschritt S6 erfolgt eine Vereinzelung, wobei durch den Formkörper 40 und dem Gehäuseverbund 100 hindurch vereinzelt werden kann.
Im abschließenden Verfahrensschritt S7 erfolgt ein Testen der einzelnen optoelektronischen Bauteile. Bei diesem Testen können die optoelektronischen Bauelemente und die
elektronischen Bauelemente gemeinsam einem Test unterzogen werden, sodass getrennte Testverfahren, wie dies für
herkömmliche optoelektronische Bauteile notwendig ist, entfallen können. Die hier beschriebenen optoelektronischen Bauteile können nach ihrer Herstellung beispielsweise auf Wärmesenken oder Kühlkörper montiert werden. Ferner ist es möglich, den optoelektronischen Bauteilen optische Elemente, wie
beispielsweise Linsen oder Reflektoren, nachzuordnen.
Bei hier beschriebenen optoelektronischen Bauteilen ist es ferner möglich, dass der Formkörper über den
optoelektronischen Bauelementen mit einer beispielsweise stellenweise konvexen Wölbung versehen wird. Der Formkörper 40 dient dann beispielsweise als optisches Element zur Fokussierung und/oder zur Erhöhung der
Austrittswahrscheinlichkeit für die im Betrieb erzeugte elektromagnetische Strahlung.
Mit einem hier beschriebenen Verfahren ist ein hier
beschriebenes optoelektronisches Bauteil besonders
kostengünstig herstellbar. Insbesondere durch den Verzicht auf eine weitere Leiterplatte, auf der elektronische und optoelektronische Bauteile angeordnet sind, ist ein
vereinfachtes, ressourcenschonenderes und damit insgesamt wirtschaftlicheres Verfahren angegeben. Das optoelektronische Bauteil gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 4 weist im Unterschied zu dem optoelektronischen Bauteil gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 eine
Vielzahl optoelektronischer Bauelemente 20 auf. Bei den optoelektronischen Bauelemente 20 handelt es sich vorliegend um Leuchtdiodenchips, die dazu geeignet sind,
elektromagnetische Strahlung eines ersten
Wellenlänegnbereichs auszusenden . Seitlich der Leuchtdiodenchips 20 ist weiterhin ein
elektronisches Bauelement 30 angeordnet. Bei dem
elektronischen Bauelement 30 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 4 handelt es sich um einen Brückengleichrichter. Der Brückengleichrichter hat vorliegend die Aufgabe, einen externen Wechselstrom in einen Gleichstrom umzuwandeln. Mit dem umgewandelten Gleichstrom werden die Leuchtdiodenchips 20 zum Betrieb elektrisch beaufschlagt. Die Leuchtdiodenchips 20 sind bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel elektrisch in Reihe geschaltet. Besonders bevorzugt sind die
Leuchtdiodenchips 20 hierbei in Segmente unterteilt, die einzeln überbrückt werden können.
Das optoelektronische Bauteil gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 4 umfasst ein Gehäuse 10, das aus einem schwarzen Gehäusematerial gefertigt ist. Das Gehäusematerial ist weiterhin mit anorganischen FüllstoffPartikeln versehen.
Die optoelektronischen Bauelemente 20 und das elektronische Bauelement 30 sind gemeinsam von einem Formkörper 40 umgeben, der die Bauelemente 20, 30 formschlüssig umhüllt. Mit anderen Worten sind die optoelektronischen Bauelemente 20 und das elektronische Bauelemente 30 in den Formkörper 40
eingebettet .
Der Formkörper 40 weist eine linsenförmige Ausbuchtung auf, die über den Leuchtdiodenchips 20 angeordnet ist und der gezielten Formung der Abstrahlcharakteristik des Bauteils dient. In den Formkörper 40 sind LeuchtStoffpartikel
eingebettet, die elektromagnetische Strahlung der
Leuchtdiodenchips 20 aus dem ersten Wellenlängenbereich in elektromagnetische Strahlung eines zweiten
Wellenlängenbereiches umwandeln. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel senden die
Leuchtdiodenchips 20 blaues Licht aus, das von den
LeuchtstoffPartikeln zumindest teilweise in gelbes Licht umgewandelt wird, so dass das optoelektronische Bauteil mischfarbiges Licht bestehend aus unkonvertiertem blauen Licht und konvertiertem gelben Licht aussendet. Das
mischfarbige Licht hat bevorzugt einen Farbort im weißen Bereich der CIE-Normfarbtafel .
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den
Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Bezugszeichenliste
10 Gehäuse
10a Oberseite des Gehäuses
10b Unterseite des Gehäuses
10c Seitenfläche des Gehäuses
11 Anschlussbereich
12 elektrisch leitender Vollkörper
13 elektrisch isolierendes Gehäusematerial 20 optoelektronisches Bauelement
21 Kontaktdraht
30 elektronisches Bauelement
40 Formkörper
40c Seitenfläche des Formkörpers
41 Partikel
100 Gehäuse erbünd
120 Leiterrahmen

Claims

Patentansprüche
1. Optoelektronisches Bauteil mit
- einem Gehäuse (10) mit einem Anschlussbereich (11) an der Oberseite (10a) des Gehäuses,
- einem optoelektronischen Bauelement (20) zur Erzeugung oder zur Detektion von elektromagnetischer Strahlung,
- einem elektronischen Bauelement (30) zum Betreiben und/oder Ansteuerung des optoelektronischen Bauelements (20),
- einem Formkörper (40), der zumindest stellenweise für die elektromagnetische Strahlung durchlässig ausgebildet ist, wobei
- das optoelektronische Bauelement (20) und das elektronische Bauelement (40) im Anschlussbereich (11) am Gehäuse (10) befestigt und elektrisch kontaktiert sind, und
- der Formkörper (40) das optoelektronische Bauelement (20) und das elektronische Bauelement (30) überdeckt.
2. Optoelektronisches Bauteil nach dem vorherigen Anspruch, bei dem der Formkörper (40) das Gehäuse (10) an der Oberseite
(10a) des Gehäuses (10) vollständig überdeckt und in
lateralen Richtungen bündig mit dem Gehäuse (10) abschließt.
3. Optoelektronisches Bauteil nach einem der vorherigen
Ansprüche,
bei dem der Formkörper (40) und das Gehäuse (10) an zumindest einer Seitenfläche (10c, 40c) jeweils Spuren eines
Vereinzelungsprozesses aufweisen .
4. Optoelektronisches Bauteil nach einem der vorherigen
Ansprüche,
bei dem das Gehäuse (10) einen elektrisch leitenden Vollkörper (12) und ein elektrisch isolierendes
Gehäusematerial (13) umfasst, wobei das elektrisch
isolierende Gehäusematerial (13) den elektrisch leitenden Vollkörper (12) stellenweise umgibt, wobei der Vollkörper (12) das elektrisch isolierende Gehäusematerial (13) in lateralen Richtungen nicht überragt und wobei der elektrisch leitende Vollkörper (12) im Anschlussbereich (11)
stellenweise direkt an den Formkörper (40) grenzt.
5. Optoelektronisches Bauteil nach einem der vorherigen Ansprüche,
bei dem das elektronische Bauelement (30) eine
Ansteuerschaltung und/oder eine Treiberschaltung umfasst.
6. Optoelektronisches Bauteil nach einem der vorherigen Ansprüche,
das mit Wechselstrom betreibbar ist.
7. Optoelektronisches Bauteil nach einem der obigen
Ansprüche, bei dem das elektronische Bauelement (30) ein Brückengleichrichter ist.
8. Optoelektronisches Bauteil nach einem der obigen
Ansprüche, das mehrere Leuchtdiodenchips als
optoelektronische Bauelemente (20) und einen
Brückgleichrichter als elektronisches Bauelement (30) umfasst, wobei die Leuchtdiodenchips (20) in Reihe geschaltet sind .
9. Optoelektronisches Bauteil nach einem der obigen
Ansprüche, das mehrere Leuchtdiodenchips als
optoelektronische Bauelemente (20) umfasst, die in Reihe geschaltet sind, wobei die Leuchtdiodenchips (20) in Segmente unterteilt sind, die überbrückt werden können.
10. Optoelektronisches Bauteil nach einem der obigen
Ansprüche, das weißes Licht aussendet.
11. Optoelektronisches Bauteil nach einem der obigen
Ansprüche, bei dem das Gehäuse (10) aus einem schwarzen
Gehäusematerial gefertigt ist.
12. Verfahren zur Herstellung einer Vielzahl
optoelektronischer Bauteile mit den folgenden Schritten:
- Bereitstellen eines Gehäuseverbunds (100) mit einer
Vielzahl von Gehäusen (10),
- Aufbringen und elektrisch leitendes Anschließen eines optoelektronischen Bauelements (20) und eines elektronischen Bauelements (30) in einem Anschlussbereich (12) an der
Oberseite (10a) eines jeden Gehäuses (10),
- Bedecken der Gehäuse (10) mit einem Formkörper (40) derart, dass der Formkörper (40) die Gehäuse (10) an ihren Oberseiten
(10a) vollständig überdeckt,
- Vereinzeln in einzelne optoelektronische Bauteile, wobei der Gehäuseverbund (100) und der Formkörper (40) durchtrennt werden .
13. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch,
wobei ein optoelektronisches Bauteil nach einem der
vorherigen Ansprüche hergestellt wird.
14. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei zum Bereitstellen des Gehäuseverbunds (100) ein
elektrisch leitender Leiterrahmen (120) mit einem elektrisch isolierenden Gehäusematerial (13) umhüllt wird, wobei der elektrisch leitende Leiterrahmen (120) vor dem Bedecken mit dem Formkörper (40) im Anschlussbereich (11) eines jeden Gehäuses (10) stellenweise freiliegt.
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US20120080674A1 (en) * 2010-01-29 2012-04-05 Kabushiki Kaisha Toshiba Led package
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