WO2017144658A1 - Elektronisches bauelement und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Elektronisches bauelement und verfahren zu seiner herstellung Download PDF

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WO2017144658A1
WO2017144658A1 PCT/EP2017/054319 EP2017054319W WO2017144658A1 WO 2017144658 A1 WO2017144658 A1 WO 2017144658A1 EP 2017054319 W EP2017054319 W EP 2017054319W WO 2017144658 A1 WO2017144658 A1 WO 2017144658A1
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electronic component
circuit board
encapsulation layer
layer
tab
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PCT/EP2017/054319
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Inventor
Kilian REGAU
Simon SCHICKTANZ
Original Assignee
Osram Oled Gmbh
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to an electronic component
  • Component in particular an optoelectronic component, comprising an electronic component and a printed circuit board and a method for producing such
  • An object to be solved is to provide such an electronic component which is particularly reliable and efficient to produce and mechanically robust. Another problem to be solved is a
  • the electronic component comprises a
  • the electronic component can be an optoelectronic component, in particular an organic optoelectronic component.
  • Optoelectronic component can be configured to emit and / or detect electromagnetic radiation, in particular light, during operation.
  • This component may be, for example, a
  • the electronic component comprises an electronic
  • Optoelectronic structure so this has an active area in which, when used as intended
  • electromagnetic radiation can be generated or detected.
  • the electronic component further comprises a substrate on which the electronic structure is arranged.
  • Substrate is in particular one or im
  • the substrate may be designed to be transparent for radiation generated or to be detected in the active region of the electronic component.
  • the electronic component further comprises a
  • Encapsulation layer which covers the electronic structure on the side facing away from the substrate, in particular completely covered up to contact layers for electrically connecting the electronic structure.
  • Substrate remote side of the electronic structure may be in direct contact with the encapsulation layer.
  • the encapsulation layer may also cover the side surfaces of the electronic structure.
  • the side surfaces are the surfaces which connect the surface of the electronic structure facing the substrate and the surface of the electronic structure facing away from the substrate.
  • Encapsulation layer preferably also covers at least a portion of the surface of the substrate facing the electronic component at locations where the substrate is not covered by the electronic structure. Thus, all outer surfaces of the electronic structure are covered either by the substrate or by the encapsulation layer.
  • the encapsulation layer can be multilayered, so that properties of the encapsulation layer of the
  • a sub-layer may be particularly dense with respect to gases, so that the encapsulation layer has a particularly high hermeticity. That is, the
  • Encapsulation layer is preferably at least partially made of a material, for example metal or ceramic, in particular aluminum, in which gases and moisture can penetrate particularly poorly.
  • Encapsulation layer is then the contact of the electronic structure to gases, in particular oxygen or process gases, or moisture at least largely prevented.
  • the encapsulation layer can be designed to be reflective for radiation generated or to be detected in the active region of the optoelectronic structure.
  • the encapsulation layer may be a material, for example
  • the encapsulation layer which is particularly robust against mechanical effects. This prevents the encapsulation layer from being broken by scratches on its surface.
  • the encapsulation layer can also have a heat distributing effect, so that during operation of the
  • the encapsulation layer is formed, for example, with a metal, in particular aluminum.
  • the electronic component further comprises at least one first electrical contact layer, which consists of an electrically conductive material, for example of a metallic material. Via the first electrical contact layer, the electronic component can be electrically contacted and, for example, connected to an electronic control circuit.
  • the main extension plane of the first electrical contact layer is, for example, parallel to the main extension plane of the substrate. Furthermore, the first electrical contact layer on the
  • the electronic component also includes a
  • Printed circuit board in particular a flexible printed circuit board, each having at least one carrier layer, at least one
  • the carrier layer is preferably at least substantially made of an electrically insulating material, in particular of a flexible electrically
  • the track is in
  • the second electrical contact layer is also essentially made of electrically conductive material, in particular metal, and has an area which is not covered by the carrier layer.
  • the carrier layer and the encapsulation layer have
  • the circuit board is not on the through the encapsulation layer covered area of the substrate next to the
  • Encapsulation layer arranged. The position of the
  • Main extension plane of the encapsulation layer is defined by the fact that the circuit board rests there on the substrate or the first electrical contact layer.
  • the carrier layer and the encapsulation layer each have at least one alignment structure that intermesh. These serve to align the circuit board relative to the electronic component in at least one spatial direction by means of a mechanical stop. That is, the alignment structures define the position of the
  • Printed circuit board to the electronic component in at least one spatial direction.
  • the carrier layer and the encapsulation layer have
  • Alignment structure which is formed on the encapsulation layer, preferably extends at least substantially in the main plane of the extension
  • the alignment structure which is formed on the carrier layer, preferably extends at least substantially in the main extension plane of the carrier layer. Perpendicular to the respective
  • the alignment structure has a contour of a recess or a tab.
  • the tab and the recess may be formed both on the encapsulation layer and on the carrier layer.
  • Alignment structures are formed such that the encapsulation layer and the carrier layer to each other
  • Carrier layer facing end face of the encapsulation layer formed a recess into which the tab is inserted. If the encapsulation layer has a tab, the front side facing the encapsulation layer is at the
  • Carrier layer formed a recess into which the tab is inserted.
  • the contour of the tab and the contour of the recess are formed such that the tab in the recess
  • Insertable means in this context that the circuit board can be arranged on the substrate, so that the contour of the recess laterally surrounds the contour of the tab. That is, the tab does not lie on the layer in which the recess is formed.
  • the tab and the recess may be shaped such that the tab and the recess are relative to one another
  • the tab and the recess may be shaped so that the tab and the recess in the context of
  • the alignment structures allow alignment of the circuit board relative to the electronic component.
  • the facing end face of the tab and the facing end face of the tab
  • the carrier layer and the encapsulation layer are in direct contact in the region of the alignment structures, in particular of the mutually facing end faces of the alignment structures, and are in other areas in
  • Alignment structures the distance between the facing end faces of the carrier layer and the
  • Encapsulation layer by means of a mechanical stop.
  • the alignment structures define the position of the
  • the circuit board can be aligned relative to the electronic component so that the end faces of the
  • Carrier layer and the encapsulation structure are exclusively in the region of the alignment structures in direct mechanical contact. This means that the alignment structures due to the contour of the recess and the contour of the tab form a mechanical stop which the distance between the facing end faces of the
  • the mechanical stop can be the maximum and / or the
  • a distance between the mutually facing end faces of the carrier layer and the encapsulation layer is advantageous, for example, in order to reduce mechanical stress within the package
  • the printed circuit board is positioned relative to the electronic component such that the first and the second contact layer are arranged overlapping one another, in particular the first and second
  • Overlapping means that the second contact layer, the first contact layer in the
  • Top view is covered perpendicular to the main extension plane of the first contact layer.
  • each alignment structure is formed, a width which tapers in the direction of the respective end face and the tab is dimensioned such that it, when inserted in the recess, a game against this.
  • the maximum width of the tab is greater than the minimum width of the recess.
  • the tab and / or the recess are / is configured such that the tab releases from the recess under a predetermined tensile or compressive load.
  • Alignment structures be designed such that the tab at least partially dissolves at a predetermined tensile and compressive load from the recess.
  • the release of the tab from the recess means in particular that after loosening the main extension plane of the tab and the
  • Main extension plane of the recess at least partially no longer lie in a plane.
  • the tab can do that
  • the tab and / or the recess may have a geometry (for example bevelled end faces) which promotes the release of the tab from the recess.
  • the tab has a predetermined breaking point.
  • the breaking point allows the tab in the case of a predetermined tensile or
  • the encapsulation layer breaks off.
  • the predetermined breaking point runs, for example, in the plane or parallel to the plane along which the carrier layer or encapsulation layer extends.
  • the predetermined breaking point can be formed in the form of a reduced thickness of the carrier layer or of the encapsulation layer. Alternatively, the predetermined breaking point in shape perforations of the carrier layer or the
  • Encapsulation layer may be formed.
  • the tab is separated from the carrier layer or from the encapsulation layer.
  • the finished electronic component merely has the recess and no tab.
  • the tab can be separated from the encapsulation layer or from the carrier layer such that the
  • Carrier layer and the encapsulation layer are in no area in direct mechanical contact.
  • the position along the front side and / or the contour of the tab and the recess constitutes one
  • the coding can be realized by means of geometrical properties of the recess and the tab. For example, only with associated circuit boards and electronic components, the tab in the recess
  • the electronic component the printed circuit board and the electronic
  • the connecting means mechanically connects the printed circuit board and the substrate at least in the region of the first and second contact layers together.
  • the connecting means between the printed circuit board and the substrate is additionally arranged in further regions laterally next to the contact layers.
  • the connecting means may additionally connect the first and second contact surfaces to one another in an electrically conductive manner.
  • the connecting means may be anisotropic
  • electrically conductive connection means in particular an adhesive filled with conductive particles act.
  • connection means has a lower conductivity parallel to its main extension plane than perpendicular to its main extension plane.
  • Connecting means may be integrally formed and are in direct mechanical contact with a plurality of first and / or second contact layers.
  • Connecting means may be integrally formed and are in direct mechanical contact with a plurality of first and / or second contact layers.
  • Connection means only overlapping first and second contact layers electrically conductively connected to each other.
  • electronic component may include the following steps: providing an electronic component and a
  • Printed circuit board placing the printed circuit board and aligning relative to the electronic component by means of at least two alignment structures and cohesive bonding of the printed circuit board and the electronic component.
  • the printed circuit board is next to the encapsulation layer with the side on which the second contact layer is located on the side of the electronic component on which the first contact layer is on the electronic Component applied.
  • the circuit board is arranged so that the tab is inserted into the recess.
  • circuit board so to
  • circuit board so to
  • the carrier layer and the encapsulation layer are in direct mechanical contact only in a portion of the alignment structures.
  • circuit board and the electronic component are materially connected to each other mechanically.
  • first and second contact layers are electrically conductively connected to each other by means of the cohesive connection. According to at least one embodiment of the
  • Stop is realized by a direct mechanical contact of the encapsulation layer and the carrier layer at least in a partial region of the alignment structures.
  • the mechanical stop is realized by a direct mechanical contact of the encapsulation layer and the carrier layer at least in a partial region of the alignment structures.
  • the alignment structures is preferably both the distance between the end faces of the encapsulation layer and the carrier layer and the position parallel to the main extension direction of the facing each other
  • the tab may have a predetermined breaking point, along which this by means of a tensile force
  • Figure 1A a schematic representation of a plan view of a first embodiment of an electronic
  • Figure 1B a schematic representation of a sectional view of the embodiment of Figure 1A along the line A-A drawn there;
  • Figure 2A a schematic representation of a plan view of a first embodiment of an electronic
  • Component that is an electronic component with
  • FIG. 2B a schematic representation of a sectional view of the exemplary embodiment according to FIG. 2A along the line B-B drawn there;
  • Figure 2C a schematic representation of a sectional view of the embodiment according to Figure 2A along the drawn there line C-C;
  • Figure 3 a schematic representation of a top of a second embodiment of an electronic
  • Figure 6 a schematic representation of a plan view of a fifth embodiment of an electronic
  • Figure 7 a schematic representation of a plan view of a sixth embodiment of an electronic
  • Figure 8 a schematic representation of a plan view of a seventh embodiment of an electronic
  • Figure 9 a schematic representation of a plan view of an eighth embodiment of an electronic component.
  • the electronic component 10 illustrated in FIGS. 1A and 1B has a substrate 11 with two main surfaces, the main surfaces being parallel to the substrate
  • Main extension plane of the substrate 11 extend. On one of the main surfaces are an electronic structure 12, an encapsulation layer 13 and two first electrical
  • the electronic structure 12 is up on electrical
  • the encapsulation layer 13 is designed so that the two first electrical contact layers 14 adjacent to the
  • Encapsulation layer 13 are disposed on the substrate 11 and exposed on the substrate 11.
  • the encapsulation layer 13 has end faces which are located between the main surfaces of the encapsulation layer 13
  • the encapsulation layer 13 has at its the first electrical contact layers 14 facing
  • End face 231 has a recess 211 and a tab 221.
  • the recess 211 and the tab 221 are disposed adjacent to the first contact layers 14.
  • the tab 221 and the recess 211 are parallel to
  • the electronic component 10 is an organic optoelectronic component with an organic optoelectronic structure applied to the substrate 11, which emits or detects optoelectronic radiation during operation.
  • metallic material in particular chromium and / or
  • Aluminum and / or molybdenum are electrically connected to the opto-electronic structure 12 and serve to electrically connect the opto-electronic structure with an external electronic drive circuit.
  • Such organic optoelectronic components are described for example in DE 102012220724 AI.
  • the substrate 11 may be made of a material transparent to the radiation to be emitted or detected,
  • the encapsulation layer 13 can advantageously be made of a sufficiently moisture and gas-tight material,
  • metal or ceramic for example, metal or ceramic, in particular
  • Aluminum be made. It can be multilayered and thus have a particularly high hermeticity to moisture and oxygen. Furthermore, the encapsulation layer with advantage a particularly high
  • the electronic component 10 comprising an electronic component 10 and a printed circuit board 30.
  • the electronic component 10 differs from that of the embodiment shown in FIGS. 1A and 1B in FIG.
  • the two first electrical contact layers 14 are arranged between the tab 221 and the recess 211.
  • the printed circuit board 30 comprises a carrier layer 32 and two second contact layers 31.
  • the printed circuit board 30 is adjacent to the encapsulation layer 13 with the substrate 11
  • Encapsulation layer 13 is arranged and the tab 221 of the encapsulation layer 13 is in the recess 212 of
  • Carrier layer 32 is arranged.
  • the contours of the recesses 211,212 and tabs 221,222 are designed so that the tabs 221,222 with clearance in the recesses 211,212 can be inserted.
  • the carrier layer 32 and the encapsulation layer 13 are in direct mechanical contact with each other only in the region of the alignment structure.
  • the tab 221,222 may be made of a sufficiently flexible
  • the tab 221,222 is deformed upon reaching a predetermined tensile or compressive load and is released from the recess 211, 212.
  • the tab 222 formed on the support layer 32 is made of a polymer, in particular polyimide, and the tab 221, which is attached to a
  • Encapsulation layer 13 is formed, formed of a metal, in particular aluminum.
  • the tab 221,222 may have a geometry which is the release of the tab 221,222 from the recess
  • the tab 221, 222 may at least partially have a reduced thickness and / or a perforation perpendicular to its main plane of extension
  • Front side of the recess 211,212 extends, have.
  • the loosening of the tab 221, 222 from the recess 211, 212 means that after loosening the main extension plane of the contour of the tab 221, 222 and the main extension plane of the contour of the recess 211, 212 are not in one plane or the tab 221, 222 with the carrier layer 32 and . of the
  • Encapsulation layer 13 to which it is formed is not mechanically connected.
  • the printed circuit board 30 and the electronic component 10 are mechanically connected to one another via a connecting means 40.
  • the connecting means 40 electrically conductively connects the first contact layer 14 and the second contact layer 31 with each other.
  • the connecting means may be formed of an anisotropically conductive adhesive, in particular of ACF (Anisotropie conduetive film), which is based in particular on epoxy resin.
  • Connecting means 40 may be connected over a plurality of first and second electrical contact layers (14, 31)
  • the connecting means has a suitably anisotropic electrical conductivity, so that by the connecting means 40 only
  • Contact layers (14, 31) are electrically connected to each other.
  • Tabs 221 (in this case two, but it can also be more) exclusively on the encapsulation layer 13 and associated recesses 212 exclusively at the
  • Carrier layer 32 are formed.
  • Encapsulation layer 13 are formed.
  • FIG. 5 shows an alternative embodiment of the invention
  • Main extension direction of the associated end faces 231,232 have substantially constant widths.
  • Encapsulation layer 13 defined by the mechanical stop of the alignment structures 20.
  • Alignment structures 20 are defined.
  • the recesses 211,212 have perpendicular to the end faces 231,232 a length.
  • the difference between the length of the tab 221,222 and the length of the associated recess 211,212 defines the amount of the distance
  • the length of the tab 221,222 is the amount of the distance between the end faces 231,232.
  • End faces 231,232 larger than the length of the recesses 211,212.
  • the mechanical stop, with which the distance between the end faces 231,231 is defined, is achieved by pushing together the electronic component 30 and the printed circuit board 10 perpendicular to the end faces 231,232.
  • the embodiment shown in Figure 6 differs from the embodiment of Figure 4 in that the tabs 222 have predetermined breaking points in the form of perforations. The perforations are in one area
  • the predetermined breaking points on the tabs 222 may also take the form of a reduced thickness of the tab
  • FIG. 7 shows an alternative embodiment of the invention
  • the position of the circuit board 30 is defined perpendicular to the end face 231 of the encapsulation layer 13 by laterally pulling the circuit board 30 and the electronic component 10 by means of the mechanical stop of the alignment structure 20.
  • a mechanical stop determines the position of the printed circuit board 30 parallel to the end face 231.
  • FIG. 8 shows an alternative embodiment in which the tabs 222 are separated from the carrier layer.
  • Separating the tabs after aligning the printed circuit board 30 relative to the electronic component 10 can be realized for example by means of laser cutting. If the tab has a predetermined breaking point, the tab 222 can be separated from the carrier layer 32 by means of tensile force.
  • Predetermined breaking point for example in the form of perforations or a locally reduced thickness of the tab 222
  • FIG. 9 shows an alternative embodiment of the invention
  • Geometries of the alignment structures are formed on an electronic component.
  • a tab 222 and a complementary recess 211 have a T-shaped contour.
  • Another tab 222 and a complementary recess 211 have a trapezoidal contour. The mechanical stop of the trapezoidal
  • Encapsulation Layer 13 a mechanical stop of the T-shaped alignment structures 20 in a wider area determines the distance between them
  • the embodiment of Figure 9 combines the advantages of T-shaped and trapezoidal alignment structures.
  • the trapezoidal alignment structures By means of the trapezoidal alignment structures, the position of the printed circuit board with respect to the encapsulation layer in a first position in both parallel and in
  • Embodiment contrast, at a second location, only the position of the circuit board relative to the
  • the distance between the mutually facing end faces 231, 231 is defined in two regions.

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Abstract

Elektronisches Bauelement, insbesondere organisches optoelektronisches Bauelement, umfassend eine Leiterplatte (30), insbesondere eine flexible Leiterplatte, und ein elektronisches Bauteil (10), insbesondere ein organisches optoelektronisches Bauteil (10), bei dem das elektronische Bauteil (10) ein Substrat (11), eine Verkapselungsschicht (13), eine zwischen dem Substrat (11) und der Verkapselungsschicht (13) angeordnete elektronische Struktur (12), insbesondere eine organische optoelektronische Struktur, und mindestens eine neben der Verkapselungsschicht (13) auf dem Substrat (11) angeordnete und mit der elektronischen Struktur (12) elektrisch verbundene erste elektrisch leitende Kontaktschicht (14) aufweist die Leiterplatte (30) eine Trägerschicht (32) und mindestens eine zweite elektrisch leitende Kontaktschicht (31) umfasst, die Leiterplatte (30) neben der Verkapselungsschicht (13) auf dem Substrat (11) angeordnet ist, die erste und die zweite Kontaktschicht (14, 31) miteinander elektrisch leitend verbunden sind, und die Trägerschicht (32) und die Verkapselungsschicht (13) jeweils mindestens eine Ausrichtungsstruktur (20) aufweisen, welche ineinandergreifen und die Position der Leiterplatte (30) zum elektronischen Bauteil (10) in mindestens einer Raumrichtung definieren.

Description

Beschreibung
Elektronisches Bauelement und Verfahren zu seiner Herstellung Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektronisches
Bauelement, insbesondere ein optoelektronisches Bauelement, umfassend ein elektronisches Bauteil und eine Leiterplatte sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen
elektronischen Bauelements.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein derartiges elektronisches Bauelement anzugeben, welches besonders zuverlässig und effizient herstellbar und mechanisch robust ist. Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin ein
Verfahren zur Herstellung eines solchen elektronischen
Bauelements anzugeben.
Diese Aufgaben werden durch ein elektronisches Bauelement mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 11 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen des elektronischen Bauelements und des Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben. Durch diese Bezugnahme wird der Offenbarungsgehalt der
Patentansprüche in die Beschreibung aufgenommen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des elektronischen Bauelements umfasst das elektronische Bauelement ein
elektronisches Bauteil. Bei dem elektronischen Bauteil kann es sich um ein optoelektronisches Bauteil, insbesondere ein organisches optoelektronisches Bauteil handeln. Das
optoelektronische Bauteil kann dazu eingerichtet sein, im Betrieb elektromagnetische Strahlung, insbesondere Licht, zu emittieren und/oder zu detektieren. Bei dem elektronischen Bauteil kann es sich hierbei beispielsweise um eine
organische Leuchtdiode handeln.
Das elektronische Bauteil umfasst eine elektronische
Struktur. Ist die elektronische Struktur eine
optoelektronische Struktur, so weist diese einen aktiven Bereich auf, in dem bei bestimmungsgemäßem Gebrauch
elektromagnetische Strahlung erzeugt oder detektiert werden kann .
Das elektronische Bauteil umfasst weiter ein Substrat, auf dem die elektronische Struktur angeordnet ist. Bei dem
Substrat handelt es sich insbesondere um eine oder im
Wesentlichen um die alleinige stützende Komponente des elektronischen Bauteils, welche dem Bauteil zumindest einen Teil seiner mechanischen Stabilität verleiht. Das Substrat kann beispielsweise transparent für im aktiven Bereich des elektronischen Bauelements erzeugte oder zu detektierende Strahlung ausgestaltet sein.
Das elektronische Bauteil umfasst weiter eine
Verkapselungsschicht, die die elektronische Struktur auf der dem Substrat abgewandten Seite überdeckt, insbesondere bis auf Kontaktschichten zum elektrischen Anschließen der elektronischen Struktur vollständig überdeckt. Die vom
Substrat abgewandte Seite der elektronischen Struktur kann in direktem Kontakt mit der Verkapselungsschicht stehen. Die Verkapselungsschicht kann außerdem die Seitenflächen der elektronischen Struktur überdecken. Die Seitenflächen sind dabei die Flächen, welche die zum Substrat gewandte Fläche der elektronischen Struktur und die vom Substrat abgewandte Fläche der elektronischen Struktur verbinden. Die
Verkapselungsschicht überdeckt bevorzugt außerdem zumindest einen Teil der Fläche des Substrats, die dem elektronischen Bauteil zugewandt ist, an Stellen an denen das Substrat nicht von der elektronischen Struktur überdeckt ist. Es sind also alle Außenflächen der elektronischen Struktur entweder vom Substrat oder von der Verkapselungsschicht überdeckt.
Die Verkapselungsschicht kann mehrschichtig aufgebaut sein, sodass Eigenschaften der Verkapselungsschicht aus den
Eigenschaften der einzelner oder mehrerer Subschichten resultieren. Dabei kann eine Subschicht besonders dicht gegenüber Gasen sein, sodass die Verkapselungsschicht eine besonders hohe Hermetizität aufweist. Das heißt, die
Verkapselungsschicht besteht vorzugsweise zumindest teilweise aus einem Material, beispielsweise Metall oder Keramik, insbesondere Aluminium, in welches Gase und Feuchtigkeit besonders schlecht eindringen können. Mittels der
Verkapselungsschicht wird dann der Kontakt der elektronischen Struktur zu Gasen, insbesondere Sauerstoff oder Prozessgasen, oder Feuchtigkeit zumindest weitestgehend verhindert. Des Weiteren kann die Verkapselungsschicht reflektierend für im aktiven Bereich der optoelektronischen Struktur erzeugte oder zu detektierende Strahlung ausgebildet sein. Außerdem kann die Verkapselungsschicht ein Material, beispielsweise
Aluminium, umfassen, welches besonders robust gegenüber mechanischen Einwirkungen ist. Dadurch wird verhindert, dass die Verkapselungsschicht von Kratzern auf deren Oberfläche durchbrochen wird. Die Verkapselungsschicht kann zudem eine wärmeverteilende Wirkung haben, sodass im Betrieb des
Bauteils entstehende Wärme besonders effizient abgeleitet wird. Dazu ist die Verkapselungsschicht beispielsweise mit einem Metall, insbesondere Aluminium, gebildet. Das elektronische Bauteil umfasst weiter mindestens eine erste elektrische Kontaktschicht, welche aus einem elektrisch leitenden Material, beispielsweise aus einem metallischen Material besteht. Über die erste elektrische Kontaktschicht kann das elektronische Bauteil elektrisch kontaktiert und beispielsweise mit einer elektronischen Ansteuerschaltung verbunden werden. Die Haupterstreckungsebene der ersten elektrischen Kontaktschicht ist beispielsweise parallel zur Haupterstreckungsebene des Substrats. Des Weiteren ist die erste elektrische Kontaktschicht auf der der
Verkapselungsschicht zugewandten Fläche des Substrats in einem Bereich, welcher nicht von der Verkapselungsschicht überdeckt ist, angeordnet. Das elektronische Bauelement umfasst außerdem eine
Leiterplatte, insbesondere eine flexible Leiterplatte, welche jeweils mindestens eine Trägerschicht, mindestens eine
Leiterbahn und mindestens eine zweite elektrische
Kontaktschicht umfasst. Die Trägerschicht ist vorzugsweise zumindest im Wesentlichen aus einem elektrisch isolierenden Material, insbesondere aus einem flexiblen elektrisch
isolierenden Material gefertigt. Die Leiterbahn ist im
Wesentlichen aus elektrisch leitendem Material gefertigt, insbesondere aus Metall, und ist mit der zweiten elektrischen Kontaktschicht elektrisch verbunden. Die zweite elektrische Kontaktschicht ist ebenfalls im Wesentlichen aus elektrisch leitendem Material, insbesondere Metall, gefertigt und weist einen Bereich auf, der nicht von der Trägerschicht überdeckt ist .
Die Trägerschicht und die Verkapselungsschicht weisen
vorzugsweise jeweils eine Haupterstreckungsebene auf. Die Leiterplatte ist auf dem nicht durch die Verkapselungsschicht überdeckten Bereich des Substrats neben der
Verkapselungsschicht angeordnet. Die Position der
Leiterplatte zum elektronischen Bauteil vertikal zur
Haupterstreckungsebene der Verkapselungsschicht wird dadurch definiert, dass die Leiterplatte dort auf dem Substrat oder der ersten elektrischen Kontaktschicht aufliegt.
Die Trägerschicht und die Verkapselungsschicht weisen jeweils mindestens eine Ausrichtungsstruktur auf, die ineinander greifen. Diese dienen dazu, die Leiterplatte relativ zum elektronischen Bauteil in wenigstens einer Raumrichtung mittels eines mechanischen Anschlags auszurichten. Das heißt, die Ausrichtungsstrukturen definieren die Position der
Leiterplatte zum elektronischen Bauteil in mindestens einer Raumrichtung.
Die Trägerschicht und die Verkapselungsschicht weisen
einander zugewandte Stirnseiten auf, an denen jeweils die Ausrichtungsstruktur ausgebildet ist. Die
Ausrichtungsstruktur, welche an der Verkapselungsschicht ausgebildet ist, erstreckt sich vorzugsweise zumindest im Wesentlichen in der Haupterstreckungsebene der
Verkapselungsschicht. Die Ausrichtungsstruktur, welche an der Trägerschicht ausgebildet ist, erstreckt sich vorzugsweise zumindest im Wesentlichen in der Haupterstreckungsebene der Trägerschicht. Senkrecht zu der jeweiligen
Haupterstreckungsebene weist die Ausrichtungsstruktur eine Kontur einer Aussparung oder einer Lasche auf. Die Lasche und die Aussparung kann sowohl an der Verkapselungsschicht als auch an der Trägerschicht ausgebildet sein. Die
Ausrichtungsstrukturen sind derart ausgebildet, dass die Verkapselungsschicht und die Trägerschicht zueinander
komplementär sind. Komplementär heißt in diesem Fall, dass zu jeder Lasche an der Trägerschicht oder Verkapselungsschicht, das jeweils andere Bauteil eine Aussparung aufweist. Weist die Trägerschicht eine Lasche auf, so ist an der der
Trägerschicht zugewandten Stirnseite der Verkapselungsschicht eine Aussparung ausgebildet, in die die Lasche einlegbar ist. Weist die Verkapselungsschicht eine Lasche auf, so ist an der der Verkapselungsschicht zugewandten Stirnseite der
Trägerschicht eine Aussparung ausgebildet, in die die Lasche einlegbar ist.
Die Kontur der Lasche und die Kontur der Aussparung sind derart ausgebildet, dass die Lasche in die Aussparung
einlegbar ist. Einlegbar heißt in diesem Zusammenhang, dass die Leiterplatte auf dem Substrat angeordnet werden kann, sodass die Kontur der Aussparung die Kontur der Lasche lateral umgibt. Das heißt die Lasche liegt nicht auf der Schicht, in welcher die Aussparung ausgebildet ist, auf.
Die Lasche und die Aussparung können so geformt sein, dass die Lasche und die Aussparung relativ zueinander ein
Positionsspiel aufweisen. Das heißt, die Lasche kann im
Wesentlichen parallel zur Haupterstreckungsebene der
Aussparung in dieser, bis zum Erreichen eines mechanischen Anschlags, verschoben werden.
Alternativ können die Lasche und die Aussparung so geformt sein, dass die Lasche und die Aussparung im Rahmen der
Fertigungstoleranzen kein Positionsspiel relativ zueinander aufweisen. Das bedeutet die relative Position der Aussparung zur Lasche wird durch das Einlegen der Lasche in die
Aussparung eindeutig festgelegt. Die Ausrichtungsstrukturen ermöglichen eine Ausrichtung der Leiterplatte relativ zum elektronischen Bauteil. Dabei stehen die einander zugewandte Stirnseite der Lasche und der
Aussparung teilweise in direktem mechanischen Kontakt, sodass diese einen mechanischen Anschlag bilden. Insbesondere stehen die Trägerschicht und die Verkapselungsschicht ausschließlich im Bereich der Ausrichtungsstrukturen, insbesondere der einander zugewandten Stirnseiten der Ausrichtungsstrukturen, in direktem Kontakt und sind in anderen Bereichen in
lateralen Richtungen zueinander beabstandet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform definieren die
Ausrichtungsstrukturen den Abstand zwischen den einander zugewandten Stirnseiten der Trägerschicht und der
Verkapselungsschicht mittels eines mechanischen Anschlags. Die Ausrichtungsstrukturen definieren die Position der
Leiterplatte zum elektronischen Bauteil parallel zur
Haupterstreckungsebene der Verkapselungsschicht. Insbesondere kann die Leiterplatte relativ zum elektronischen Bauteil so ausgerichtet sein, dass die Stirnseiten der
Trägerschicht und der Verkapselungsstruktur ausschließlich im Bereich der Ausrichtungsstrukturen in direktem mechanischen Kontakt stehen. Das heißt, dass die Ausrichtungsstrukturen aufgrund der Kontur der Aussparung und der Kontur der Lasche einen mechanischen Anschlag bilden, welcher den Abstand zwischen den einander zugewandten Stirnseiten der
Trägerschicht und der Verkapselungsschicht definiert. Der mechanische Anschlag kann den maximalen und/oder den
minimalen Abstand der einander zugewandten Stirnseiten der Verkapselungsschicht und der Trägerschicht definieren. Ein Abstand zwischen den einander zugewandten Stirnseiten der Trägerschicht und der Verkapselungsschicht ist beispielsweise vorteilhaft, um mechanischen Stress innerhalb des
elektronischen Bauelements aufgrund unterschiedlicher
thermischer Ausdehnungen seiner verschiedenen Bestandteile, zum Beispiel während dessen Betrieb, zu vermindern.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Leiterplatte relativ zum elektronischen Bauteil so positioniert, dass die erste und die zweite Kontaktschicht einander überlappend angeordnet sind, insbesondere sind die erste und zweite
Kontaktschicht innerhalb des Toleranzbereichs vollständig überlappend angeordnet. Überlappend heißt hier, dass die zweite Kontaktschicht die erste Kontaktschicht in der
Draufsicht senkrecht zur Haupterstreckungsebene der ersten Kontaktschicht überdeckt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Kontur der Aussparung und der Lasche parallel zur
Haupterstreckungsrichtung der Stirnseite, an der die
jeweilige Ausrichtungsstruktur ausgebildet ist, eine Breite auf, die sich in Richtung zur jeweiligen Stirnseite hin verjüngt und ist die Lasche derart bemessen, dass sie, in der Aussparung eingelegt, ein Spiel gegenüber dieser aufweist. Dabei ist die maximale Breite der Lasche größer als die minimale Breite der Aussparung. Dies stellt eine mögliche Geometrie dar, mittels der ein mechanischer Anschlag
realisiert wird, welcher den maximalen Abstand zwischen den Stirnseiten der Trägerschicht und der Verkapselungsschicht definiert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des elektronischen Bauelements sind/ist die Lasche und/oder die Aussparung so ausgestaltet, dass sich die Lasche unter einer vorbestimmten Zug- oder Druckbelastung aus der Aussparung löst.
Beispielsweise können aufgrund unterschiedlicher thermischer Ausdehnungen im elektronischen Bauelement Zug- und/oder
Druckbelastungen auf die Ausrichtungsstrukturen wirken. Um das Risiko einer dadurch bedingten Schädigung des
elektronischen Bauelements zu vermindern, können die
Ausrichtungsstrukturen derart ausgestaltet sein, dass sich die Lasche bei einer vorbestimmten Zug- und Druckbelastung zumindest zum Teil aus der Aussparung löst. Das Lösen der Lasche aus der Aussparung bedeutet insbesondere, dass nach dem Lösen die Haupterstreckungsebene der Lasche und die
Haupterstreckungsebene der Aussparung zumindest zum Teil nicht mehr in einer Ebene liegen. Die Lasche kann so
ausgestaltet sein, dass sie aus einem hinreichend flexiblen Material gebildet ist, sodass die Lasche bei dem Erreichen einer vorbestimmten Zug- oder Druckbelastung deformiert wird und sich aus der Aussparung löst. Alternativ oder zusätzlich kann die Lasche und/oder die Aussparung eine Geometrie aufweisen (beispielsweise abgeschrägte Stirnflächen) welche das Lösen der Lasche aus der Aussparung begünstigt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Lasche eine Sollbruchstelle auf. Die Sollbruchstelle ermöglicht es, dass die Lasche im Falle einer vorbestimmten Zug- oder
Druckbelastung von der Trägerschicht bzw. der
Verkapselungsschicht abreißt. Die Sollbruchstelle verläuft beispielsweise in der Ebene oder parallel zu der Ebene, entlang der sich die Trägerschicht bzw. Verkapselungsschicht erstreckt. Die Sollbruchstelle kann in Form einer reduzierten Dicke der Trägerschicht bzw. der Verkapselungsschicht ausgebildet sein. Alternativ kann die Sollbruchstelle in Form von Perforationen der Trägerschicht bzw. der
Verkapselungsschicht ausgebildet sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Lasche von der Trägerschicht bzw. von der Verkapselungsschicht abgetrennt. Beispielsweise weist das fertige elektronische Bauelement lediglich die Aussparung und keine Lasche mehr auf.
Insbesondere kann die Lasche von der Verkapselungsschicht oder von der Trägerschicht so abgetrennt sein, dass die
Trägerschicht und die Verkapselungsschicht in keinem Bereich in direktem mechanischem Kontakt stehen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des elektronischen Bauelements stellt die Position entlang der Stirnseite und/oder die Kontur der Lasche und der Aussparung eine
Kodierung dar, sodass nur zusammengehörige Leiterplatten und elektronische Bauteile miteinander kombinierbar sind.
Die Kodierung kann mittels geometrischer Eigenschaften der Aussparung und der Lasche realisiert sein. Beispielsweise ist ausschließlich bei zusammengehörigen Leiterplatten und elektronischen Bauteilen die Lasche in die Aussparung
einlegbar. Alternativ oder zusätzlich ist ausschließlich bei zusammengehörigen Leiterplatten und elektronischen Bauteilen die Position der Aussparung und der Lasche, entlang der einander zugewandten Stirnseiten, komplementär.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des elektronischen Bauelements sind die Leiterplatte und das elektronische
Bauelement mittels eines Verbindungsmittels stoffschlüssig mechanisch miteinander verbunden. Das Verbindungmittel verbindet die Leiterplatte und das Substrat zumindest im Bereich der ersten und zweiten Kontaktschicht mechanisch miteinander. Insbesondere ist das Verbindungsmittel zwischen der Leiterplatte und dem Substrat zusätzlich in weiteren Bereichen lateral neben den Kontaktschichten angeordnet.
Insbesondere ist kein Verbindungsmittel im Bereich der
Ausrichtungsstrukturen angeordnet.
Das Verbindungsmittel kann zusätzlich die erste und zweite Kontaktfläche elektrisch leitend miteinander verbinden. Bei dem Verbindungsmittel kann es sich um ein anisotrop
elektrisch leitendes Verbindungsmittel, insbesondere einen mit leitenden Partikeln gefüllten Klebstoff, handeln.
Insbesondere weist das Verbindungsmittel parallel zu seiner Haupterstreckungsebene eine geringere Leitfähigkeit auf als senkrecht zu seiner Haupterstreckungsebene. Das
Verbindungsmittel kann einstückig ausgebildet sein und mit mehreren ersten und/oder zweiten Kontaktschichten in direktem mechanischen Kontakt stehen. Vorzugsweise werden vermittels der anisotropen elektrischen Leitfähigkeit des
Verbindungsmittels nur einander überlappende erste und zweite Kontaktschichten elektrisch leitend miteinander verbunden.
Ein Verfahren zum Herstellen eines oben beschriebenen
elektronischen Bauelements kann folgende Schritte umfassen: Bereitstellen eines elektronischen Bauteils und einer
Leiterplatte, Auflegen der Leiterplatte und Ausrichten relativ zum elektronischen Bauteil mittels der mindestens zwei Ausrichtungsstrukturen und Stoffschlüssiges Verbinden der Leiterplatte und des elektronischen Bauteils. Die Leiterplatte wird dabei neben der Verkapselungsschicht mit der Seite, auf der sich die zweite Kontaktschicht befindet, auf die Seite des elektronischen Bauteils, auf der sich die erste Kontaktschicht befindet, auf das elektronische Bauteil aufgelegt. Die Leiterplatte wird dabei so angeordnet, dass die Lasche in die Aussparung eingelegt ist.
Danach wird die Leiterplatte relativ zum elektronischen
Bauteil insbesondere im Wesentlichen parallel zur
Haupterstreckungsebene des Substrats bis zu einem
mechanischen Anschlag der Ausrichtungsstrukturen, bei dem diese, insbesondere deren Stirnseiten, in vorgesehener Weise in direktem Kontakt stehen, verschoben.
Vorteilhafterweise wird die Leiterplatte so zum
elektronischen Bauteil ausgerichtet, dass die erste und die zweite Kontaktschicht, in Draufsicht auf deren
Haupterstreckungsebenen gesehen, einander überlappen,
insbesondere innerhalb der Fertigungstoleranzen vollständig einander überlappen.
Vorteilhafterweise wird die Leiterplatte so zum
elektronischen Bauteil ausgerichtet, dass die Trägerschicht und die Verkapselungsschicht nur in einem Teilbereich der Ausrichtungsstrukturen in direktem mechanischen Kontakt stehen .
Nachfolgend werden die Leiterplatte und das elektronische Bauteil stoffschlüssig miteinander mechanisch verbunden.
Insbesondere werden die erste und zweite Kontaktschicht mittels der stoffschlüssigen Verbindung elektrisch leitend miteinander verbunden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des
Herstellungsverfahrens wird die Position der Leiterplatte relativ zum elektronischen Bauteil parallel zur Stirnseite der Verkapselungsschicht mittels eines mechanischen Anschlags der Ausrichtungsstrukturen definiert. Der mechanische
Anschlag wird dabei durch einen direkten mechanischen Kontakt der Verkapselungsschicht und der Trägerschicht zumindest in einem Teilbereich der Ausrichtungsstrukturen realisiert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des
Herstellungsverfahrens wird der Abstand zwischen den
Stirnseiten der Verkapselungsschicht und der Trägerschicht mittels eines mechanischen Anschlags der
Ausrichtungsstrukturen definiert. Der mechanische Anschlag wird dabei durch einen direkten mechanischen Kontakt der Verkapselungsschicht und der Trägerschicht zumindest in einem Teilbereich der Ausrichtungsstrukturen realisiert. Mittels der Ausrichtungsstrukturen wird vorzugsweise sowohl der Abstand zwischen den Stirnseiten der Verkapselungsschicht und der Trägerschicht als auch die Position parallel zur Haupterstreckungsrichtung der einander zugewandten
Stirnseiten der Trägerschicht und der Verkapselungsschicht definiert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des
Herstellungsverfahrens wird nach dem Verbinden der
Leiterplatte mit dem elektronischen Bauteil die Lasche von der Trägerschicht bzw. der Verkapselungsschicht
beispielsweise mittels eines Laserschneideprozesses
abgetrennt. Alternativ kann die Lasche eine Sollbruchstelle aufweisen, entlang der diese mittels einer Zugkraft
abgetrennt wird. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den
Figuren 1A bis 9 beschriebenen Ausführungsbeispielen.
Es zeigen:
Figur 1A, eine schematische Darstellung einer Draufsicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines elektronischen
Bauteils ohne zugehörige Leiterplatte;
Figur 1B, eine schematische Darstellung einer Schnittansicht des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 1A entlang der dort eingezeichneten Linie A-A; Figur 2A, eine schematische Darstellung einer Draufsicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines elektronischen
Bauelements, sprich eines elektronischen Bauteils mit
zugehöriger Leiterplatte; Figur 2B, eine schematische Darstellung einer Schnittansicht des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 2A entlang der dort eingezeichneten Linie B-B;
Figur 2C, eine schematische Darstellung einer Schnittansicht des Ausführungsbeispiels gemäß Figur 2A entlang der dort eingezeichneten Linie C-C;
Figur 3, eine schematische Darstellung einer Draufs eines zweiten Ausführungsbeispiels eines elektronischen
Bauelements ; Figur 4, eine schematische Darstellung einer Draufsicht eines dritten Ausführungsbeispiels eines elektronischen
Bauelements ; Figur 5, eine schematische Darstellung einer Draufsicht eines vierten Ausführungsbeispiels eines elektronischen
Bauelements ;
Figur 6, eine schematische Darstellung einer Draufsicht eines fünften Ausführungsbeispiels eines elektronischen
Bauelements ;
Figur 7, eine schematische Darstellung einer Draufsicht eines sechsten Ausführungsbeispiels eines elektronischen
Bauelements;
Figur 8, eine schematische Darstellung einer Draufsicht eines siebten Ausführungsbeispiels eines elektronischen
Bauelements ;
Figur 9, eine schematische Darstellung einer Draufsicht eines achten Ausführungsbeispiels eines elektronischen Bauelements.
In den verschiedenen Ausführungsbeispielen und zugehörigen Figuren sind ähnliche oder ähnlich wirkende Elemente jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die
Größenverhältnisse der in den Figuren gezeigten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu verstehen.
Vielmehr können einzelne Elemente, zum Beispiel Schichten, zum besseren Verständnis und/oder zur besseren
Darstellbarkeit im Vergleich zu den übrigen Elementen
übertrieben groß dargestellt sein. Das in den Figuren 1A und 1B veranschaulichte elektronische Bauteil 10 weist ein Substrat 11 mit zwei Hauptflächen auf, wobei sich die Hauptflächen parallel zur
Haupterstreckungsebene des Substrats 11 erstrecken. An einer der Hauptflächen sind eine elektronische Struktur 12, eine Verkapselungsschicht 13 und zwei erste elektrische
Kontaktschichten 14 angeordnet.
Die elektronische Struktur 12 ist bis auf elektrische
Anschlussbahnen, die zu den elektrischen Kontaktschichten 14 hin führen, an Seiten, an denen sie nicht von dem Substrat 11 überdeckt ist, von einer Verkapselungsschicht 13 überdeckt.
Die Verkapselungsschicht 13 ist so ausgestaltet, dass die zwei ersten elektrischen Kontaktschichten 14 neben der
Verkapselungsschicht 13 auf dem Substrat 11 angeordnet sind und auf dem Substrat 11 freiliegen.
Die Verkapselungsschicht 13 weist Stirnseiten auf, welche zwischen den Hauptflächen der Verkapselungsschicht 13
angeordnet sind. Die Verkapselungsschicht 13 weist an ihrer den ersten elektrischen Kontaktschichten 14 zugewandten
Stirnseite 231 eine Aussparung 211 und eine Lasche 221 auf. Die Aussparung 211 und die Lasche 221 sind neben den ersten Kontaktschichten 14 angeordnet. In dieser Ausführungsform sind die Lasche 221 und die Aussparung 211 parallel zur
Stirnseite 231 versetzt neben den ersten Kontaktschichten 14 angeordnet. In einer alternativen Ausführungsform, die hier nicht gezeigt ist, können die Lasche 221 und die Aussparung 211 auch senkrecht zur Stirnseite 231 versetzt neben den ersten Kontaktschichten 14 angeordnet sein. Bei dem elektronischen Bauteil 10 handelt es sich um ein organisches optoelektronisches Bauteil mit einer auf dem Substrat 11 aufgebrachten organischen optoelektronischen Struktur, welche im Betrieb optoelektronische Strahlung emittiert oder detektiert. Die beiden ersten elektrischen Kontaktschichten 14, die beispielsweise aus einem
metallischen Material, insbesondere aus Chrom und/oder
Aluminium und/oder Molybdän, gefertigt sind, sind mit der optoelektronischen Struktur 12 elektrisch leitend verbunden und dienen dazu, die optoelektronische Struktur mit einer externen elektronischen Ansteuerschaltung elektrisch zu verbinden. Derartige organische optoelektronische Bauteile sind beispielsweise in DE 102012220724 AI beschrieben.
Das Substrat 11 kann aus einem für die zu emittierende oder detektierende Strahlung transparenten Material,
beispielsweise aus Glas oder Kunststoff gefertigt sein. Die Verkapselungsschicht 13 kann vorteilhafterweise aus einem hinreichend feuchtigkeits- und gasdichten Material,
beispielsweise aus Metall oder Keramik, insbesondere
Aluminium, gefertigt sein. Sie kann mehrschichtig ausgebildet sein und dadurch eine besonders hohe Hermetizität gegenüber Feuchtigkeit und Sauerstoff aufweisen. Weiterhin kann die Verkapselungsschicht mit Vorteil eine besonders hohe
Reflektivität gegenüber der von der optoelektronischen
Struktur im Betrieb emittierten bzw. zu detektierenden
Strahlung aufweisen.
Bei dem in den Figuren 2A bis 2C veranschaulichten
Ausführungsbeispiel handelt es sich um ein komplettes
elektronisches Bauelement, welches ein elektronisches Bauteil 10 und eine Leiterplatte 30 umfasst. Das elektronische Bauteil 10 unterscheidet sich von dem des Ausführungsbeispiels gemäß den Figuren 1A und 1B in der
Anordnung der beiden ersten elektrischen Kontaktschichten 14 und der beiden Ausrichtungsstrukturen 20 entlang der
Stirnfläche 231 der Verkapselungsschicht 13. Die beiden ersten elektrischen Kontaktschichten 14 sind zwischen der Lasche 221 und der Aussparung 211 angeordnet.
Die Leiterplatte 30 umfasst eine Trägerschicht 32 und zwei zweite Kontaktschichten 31. Die Leiterplatte 30 ist neben der Verkapselungsschicht 13 derart mit dem Substrat 11
überlappend angeordnet, dass die zwei zweiten
Kontaktschichten 31 und die beiden ersten Kontaktschichten 14, in Draufsicht auf deren Haupterstreckungsebenen gesehen, einander überlappen. An einer der Verkapselungsschicht 13 zugewandten Stirnseite 232 der Trägerschicht 32 sind eine Lasche 222 und eine Aussparung 212 ausgebildet. Die Lasche 222 der Trägerschicht 32 ist in der Aussparung 211 der
Verkapselungsschicht 13 angeordnet und die Lasche 221 der Verkapselungsschicht 13 ist in der Aussparung 212 der
Trägerschicht 32 angeordnet.
Die Konturen der Aussparungen 211,212 und Laschen 221,222 sind so ausgestaltet, dass die Laschen 221,222 mit Spiel in die Aussparungen 211,212 einlegbar sind. Die Breiten der Konturen der Aussparungen 211,212 und der Laschen 221,222 parallel zur Haupterstreckungsrichtung der jeweiligen
Stirnseite 231,232, an der sie angeordnet sind, verjüngen sich in Richtung zur jeweiligen Stirnseite 231,232 hin. Die maximale Breite der Laschen 221,222 ist dabei größer als die minimale Breite der Aussparungen 211,212. Somit kann entlang der Hauptfläche des Substrats 11 zwischen den Stirnseiten 231, 232 der Trägerschicht 32 und der Verkapselungsschicht 13, durch Auseinanderziehen dieser beiden Bestandteile, ein vorbestimmter Abstand hergestellt werden. Gleichzeitig wird dabei die Position der Leiterplatte 30 zum elektronischen Bauteil 10 entlang der Haupterstreckungsrichtung der
Stirnflächen 231, 232 definiert. Bei dem Auseinanderziehen der Leiterplatte 30 und des elektronischen Bauteils 10 wird mittels eines mechanischen Anschlags an den Konturen der Ausrichtungsstrukturen der Abstand zwischen der
Verkapselungsschicht 13 und der Trägerschicht 32 und die Position parallel zu den einander zugewandten Stirnseiten 231,232 definiert.
Durch den Abstand zwischen den Stirnseiten 231,232 kann das Risiko vermindert werden, dass bei unterschiedlichen
thermischen Ausdehnungen innerhalb des Bauelements,
insbesondere der Verkapselungsschicht 13 und des Substrats 11, Zug- und Druckkräfte auf die Leiterplatte 30 wirken, welche die mechanische und elektrische Verbindung zwischen der Leiterplatte 30 und dem elektronischem Bauteil 10 oder die Leiterplatte 30 beschädigen könnten. Die Trägerschicht 32 und die Verkapselungsschicht 13 stehen ausschließlich im Bereich der Ausrichtungsstruktur in direktem mechanischen Kontakt miteinander. Die Lasche 221,222 kann aus einem hinreichend flexiblen
Material gebildet sein, sodass die Lasche 221,222 bei dem Erreichen einer vorbestimmten Zug- oder Druckbelastung deformiert wird und sich aus der Aussparung 211, 212 löst. Beispielsweise sind die Lasche 222, die an der Trägerschicht 32 ausgebildet ist, aus einem Polymer, insbesondere aus Polyimid, und die Lasche 221, die an einer
Verkapselungsschicht 13 ausgebildet ist, aus einem Metall, insbesondere aus Aluminium, gebildet. Alternativ oder zusätzlich kann die Lasche 221,222 eine Geometrie aufweisen, welche das Lösen der Lasche 221,222 aus der Aussparung
211,212 unterstützt. Beispielsweise kann die Lasche 221,222 zumindest Teilweise eine verminderte Dicke und/oder eine Perforation senkrecht zu ihrer Haupterstreckungsebene
und/oder eine Stirnseite, welche nicht parallel zur
Stirnseite der Aussparung 211,212 verläuft, aufweisen. Das Lösen der Lasche 221,222 aus der Aussparung 211,212 bedeutet, dass nach dem Lösen die Haupterstreckungsebene der Kontur der Lasche 221, 222 und die Haupterstreckungsebene der Kontur der Aussparung 211, 212 nicht in einer Ebene liegen oder die Lasche 221, 222 mit der Trägerschicht 32 bzw. der
Verkapselungsschicht 13, an welcher sie ausgebildet ist, nicht mechanisch verbunden ist.
Dadurch, dass sich die Laschen 221,222 bei einer zu großen Zug- oder Druckbelastung aus den Aussparungen 211,212 lösen, wird das Risiko einer Beschädigung des elektronischen
Bauelements aufgrund von Zug- oder Druckspannungen, die zwischen der Leiterplatte 30 und der Verkapselungsschicht 13 wirken können, verringert.
Die Leiterplatte 30 und das elektronische Bauteil 10 sind über ein Verbindungsmittel 40 Stoffschlüssig mechanisch miteinander verbunden. Ferner verbindet das Verbindungsmittel 40 die erste Kontaktschicht 14 und die zweite Kontaktschicht 31 elektrisch leitend miteinander. Beispielsweise kann das Verbindungsmittel aus einem anisotrop leitenden Klebstoff, insbesondere aus ACF (Anisotropie conduetive film) , gebildet sein, welcher insbesondere auf Epoxidharz basiert. Das
Verbindungsmittel 40 kann sich über mehrere erste und zweite elektrische Kontaktschichten (14, 31) zusammenhängend
erstrecken. Um dabei, falls erforderlich, ein elektrisches Kurzschließen der elektrischen nebeneinander angeordneten Kontaktschichten zu verhindern, weist das Verbindungsmittel eine geeignet anisotrope elektrische Leitfähigkeit auf, sodass durch das Verbindungsmittel 40 nur
übereinanderliegende erste und zweite elektrische
Kontaktschichten (14, 31) miteinander elektrisch verbunden sind .
Das in Figur 3 gezeigte Ausführungsbeispiel eines
elektronischen Bauelements weist eine alternative
Ausgestaltung der Ausrichtungsstruktur 20 auf, bei der
Laschen 221 (hier konkret zwei, es können aber auch mehr sein) ausschließlich an der Verkapselungsschicht 13 und zugehörige Aussparungen 212 ausschließlich an der
Trägerschicht 32 ausgebildet sind.
Das in Figur 4 gezeigte Ausführungsbeispiel eines
elektronischen Bauelements weist eine alternative
Ausgestaltung der Ausrichtungsstruktur 20 auf, bei der
Laschen 222 ausschließlich an der Trägerschicht 32 und zugehörige Aussparungen 211 ausschließlich an der
Verkapselungsschicht 13 ausgebildet sind.
Die Figur 5 zeigt eine alternative Ausführungsform der
Ausrichtungsstrukturen 20, bei der die Laschen 221,222 und die Aussparungen 211,212, parallel zur
Haupterstreckungsrichtung der zugehörigen Stirnseiten 231,232 im Wesentlichen konstante Breiten aufweisen. Bei dieser
Ausführungsform wird vermittels der Ausrichtungsstrukturen 20 die Position der Leiterplatte parallel zur
Haupterstreckungsrichtung der Stirnseite 231 der
Verkapselungsschicht 13 durch den mechanischen Anschlag der Ausrichtungsstrukturen 20 definiert. Zusätzlich kann der Abstand zwischen den Stirnseiten 231,232 mittels der
Ausrichtungsstrukturen 20 definiert werden. Die Laschen
221,222 und die Aussparungen 211,212 weisen senkrecht zu den Stirnseiten 231,232 eine Länge auf. Die Differenz zwischen der Länge der Lasche 221,222 und der Länge der zugehörigen Aussparung 211,212 definiert den Betrag des Abstandes
zwischen den Stirnseiten 231,232. Dabei ist die Länge der Lasche 221,222 um den Betrag des Abstands zwischen den
Stirnseiten 231,232 größer, als die Länge der Aussparungen 211,212. Der mechanische Anschlag, mit dem der Abstand zwischen den Stirnseiten 231,231 definiert wird, wird durch das Zusammenschieben des elektronischen Bauteils 30 und der Leiterplate 10 senkrecht zu den Stirnseiten 231,232 erreicht. Das in Figur 6 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 dadurch, dass die Laschen 222 Sollbruchstellen in Form von Perforationen aufweisen. Die Perforationen sind in einem Bereich
angeordnet, in dem die Laschen an die Stirnseite 232 der Trägerschicht 32 grenzen. Die Perforationen erleichtern es, die Laschen 222 nach dem stoffschlüssigen mechanischen
Verbinden des elektronischen Bauteils 10 und der Leiterplatte 30 zu entfernen. Alternativ kann die Lasche im Bereich der Perforationen nach dem stoffschlüssigen mechanischen
Verbinden nicht durchtrennt sein, sondern so ausgebildet sein, dass die Laschen 222 bei zu hoher Zugspannung,
beispielsweise aufgrund thermischer Ausdehnungen im
Bauelement, von der Trägerschicht 32 abreißen. Alternativ oder zusätzlich können die Sollbruchstellen an den Laschen 222 auch in Form einer reduzierten Dicke der Lasche
ausgeführt sein. Die Figur 7 zeigt eine alternative Ausführungsform der
Ausrichtungsstruktur 20, bei der die Laschen 221, 222 und die Aussparungen 211, 212 T-förmige Konturen aufweisen. Bei dieser Ausführungsform wird die Position der Leiterplatte 30 senkrecht zur Stirnseite 231 der Verkapselungsschicht 13 durch laterales Auseinanderziehen der Leiterplatte 30 und des elektronischen Bauteils 10 mittels des mechanischen Anschlags der Ausrichtungsstruktur 20 definiert. Zusätzlich bestimmt ein mechanischer Anschlag beim Verschieben der Leiterplatte 30 entlang der Haupterstreckungsrichtung der Stirnseite 231 der Verkapselungsschicht 13 die Position der Leiterplatte 30 parallel zur Stirnseite 231.
Die Figur 8 zeigt eine alternative Ausführungsform, bei der die Laschen 222 von der Trägerschicht abgetrennt sind. Das
Abtrennen der Laschen nach dem Ausrichten der Leiterplatte 30 relativ zum elektronischen Bauteil 10 kann beispielsweise mittels Laserschneidens realisiert werden. Wenn die Lasche eine Sollbruchstelle aufweist, kann die Lasche 222 mittels Zugkraft von der Trägerschicht 32 abgetrennt werden. Die
Sollbruchstelle kann beispielsweise in Form von Perforationen oder einer lokal verringerten Dicke der Lasche 222
ausgebildet sein. Die Figur 9 zeigt eine alternative Ausführungsform der
Ausrichtungsstrukturen 20, bei der unterschiedliche
Geometrien der Ausrichtungsstrukturen an einem elektronischen Bauelement ausgebildet sind. Eine Lasche 222 und eine dazu komplementäre Aussparung 211 weisen eine T-förmige Kontur auf. Eine weitere Lasche 222 und eine dazu komplementäre Aussparung 211 weisen eine trapezförmige Kontur auf. Der mechanische Anschlag der trapezförmigen
Ausrichtungsstrukturen definiert beim Auseinanderziehen der Leiterplatte 30 und des elektronischen Bauteils 10 die
Position der Leiterplatte 30 senkrecht zur Stirnseite 231 der Verkapselungsschicht 13 und parallel zu
Haupterstreckungsrichtung der Stirnseite 231 der
Verkapselungsschicht 13. Zusätzlich bestimmt ein mechanischer Anschlag der T-förmigen Ausrichtungsstrukturen 20 in einem weiteren Bereich den Abstand zwischen den einander
zugewandten Stirnseiten 231,232 der Verkapselungsschicht und der Trägerschicht 32.
Die Ausführungsform gemäß Figur 9 kombiniert die Vorteile T- förmiger und trapezförmiger Ausrichtungsstrukturen. Mittels der trapezförmigen Ausrichtungsstrukturen wird an einer ersten Stelle die Position der Leiterplatte gegenüber der Verkapselungsschicht sowohl in paralleler als auch in
senkrechter Richtung zur Haupterstreckungsrichtung der
Stirnseite 231 der Verkapselungsschicht 13 definiert. Die T- förmigen Ausrichtungsstrukturen definieren in diesem
Ausführungsbeispiel demgegenüber an einer zweiten Stelle nur die Position der Leiterplatte gegenüber der
Verkapselungsschicht in senkrechter Richtung zur
Haupterstreckungsrichtung der Stirnseite 231 der
Verkapselungsschicht. Eine solche Ausgestaltung erlaubt eine größere zulässige Fertigungstoleranz der Positionen der
Ausrichtungsstrukturen 20 entlang der Stirnseiten 231,232 zueinander .
In den oben gezeigten Ausführungen der Figuren 1A, 2A, 3, 4, 6, 7, 8, 9 ist der Abstand zwischen den einander zugewandten Stirnseiten 231,231 in zwei Bereichen definiert. Somit kann innerhalb der Fertigungstoleranzen ein konstanter Abstand zwischen den einander zugewandten Stirnseiten 231,232
gewährleistet werden. Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 102016103336.7, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Bezugs zeichenliste
10 elektronisches : Bauteil
11 Substrat
12 elektronische Struktur
13 Verkapselungsschicht
14 erste Kontaktschicht
20 Ausrichtungsstruktur
211 Aussparung an der Verkapselungsschicht
212 Aussparung an der Trägerschicht
221 Lasche an der Verkapselungsschicht
222 Lasche an der Trägerschicht
231 Stirnseite an der Verkapselungsschicht
232 Stirnseite an der Trägerschicht
30 Leiterplatte
31 zweite Kontaktschicht
32 Trägerschicht
40 Verbindungsmittel

Claims

Elektronisches Bauelement, insbesondere organisches optoelektronisches Bauelement, umfassend eine
Leiterplatte (30), insbesondere eine flexible
Leiterplatte, und ein elektronisches Bauteil (10), insbesondere ein organisches optoelektronisches Bauteil (10), bei dem
- das elektronische Bauteil (10) ein Substrat (11), eine Verkapselungsschicht (13), eine zwischen dem Substrat (11) und der Verkapselungsschicht (13) angeordnete elektronische Struktur (12), insbesondere eine organische optoelektronische Struktur, und mindestens eine neben der Verkapselungsschicht (13) auf dem Substrat (11) angeordnete und mit der
elektronischen Struktur (12) elektrisch verbundene erste elektrisch leitende Kontaktschicht (14) aufweist
- die Leiterplatte (30) eine Trägerschicht (32) und mindestens eine zweite elektrisch leitende
Kontaktschicht (31) umfasst,
- die Leiterplatte (30) neben der Verkapselungsschicht (13) auf dem Substrat (11) angeordnet ist,
- die erste und die zweite Kontaktschicht (14, 31) miteinander elektrisch leitend verbunden sind, und
- die Trägerschicht (32) und die Verkapselungsschicht (13) jeweils mindestens eine Ausrichtungsstruktur (20) aufweisen, welche ineinandergreifen und die Position der Leiterplatte (30) zum elektronischen Bauteil (10) in mindestens einer Raumrichtung
definieren . Elektronisches Bauelement nach Anspruch 1, bei dem die Verkapselungsschicht (13) und die Trägerschicht (32) einander zugewandte Stirnseiten (231, 232) aufweisen, an denen die Ausrichtungsstrukturen (20) ausgebildet sind, wobei die Ausrichtungsstruktur an der
Verkapselungsschicht die Kontur einer Aussparung (211, 212) oder einer Lasche (221, 222) aufweist und die Ausrichtungsstruktur an der Trägerschicht die Kontur einer Lasche bzw. einer Aussparung aufweist, wobei sich die Ausrichtungsstrukturen jeweils in einer
Haupterstreckungsebene der Verkapselungsschicht (13) bzw. der Trägerschicht (32) erstrecken und
so ausgebildet sind, dass die Lasche (221, 222) in die Aussparung (211, 212) einlegbar ist.
Elektronisches Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Ausrichtungsstruktur (20) mittels eines mechanischen Anschlags die Position der
Leiterplatte (30) zum elektronischen Bauteil (10) parallel zu der Stirnseite (231) der
Verkapselungsschicht (13) definiert.
Elektronisches Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Ausrichtungsstruktur (20) mittels eines mechanischen Anschlags einen Abstand zwischen den einander zugewandten Stirnseiten (23) der Trägerschicht (32) und der Verkapselungsschicht (13) definiert.
5. Elektronisches Bauelement nach einem der vorherigen
Ansprüche, wobei die erste (14) und die zweite (31) Kontaktschicht einander überlappend angeordnet sind Elektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei dem
die Aussparung (211, 212) und die Lasche (221, 222) in der Haupterstreckungsebene der Verkapselungsschicht (13) bzw. der Trägerschicht (32) parallel zur
jeweiligen Stirnseite (231, 232), an der die jeweilige Ausrichtungsstruktur (20) ausgebildet ist, eine Breite aufweisen, die sich in Richtung zur jeweiligen
Stirnseite (231, 232) hin verjüngt.
Elektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die Lasche (221, 222) und/oder die
Aussparung (211, 212) derart ausgebildet sind/ist, dass sich die Lasche (221, 222) unter einer vorbestimmten Zug- oder Druckbelastung zumindest zum Teil aus der Aussparung (211, 212) löst.
Elektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei die Lasche (221, 222) eine Sollbruchstelle aufweist .
Elektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei die Lasche (221, 222) von der Leiterplatte (30) oder von der Verkapselungsschicht abgetrennt ist.
Elektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 2 bis 9, wobei die Position der Ausrichtungsstrukturen (20) entlang der Stirnseiten (231, 232) und/oder die Kontur der Lasche (221, 222) und der Aussparung (211, 212) eine Kodierung darstellen, sodass
nur zusammengehörige Leiterplatten (30) und
elektronische Bauteile (10) miteinander kombinierbar sind .
Elektronisches Bauelement nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Leiterplatte (30) und das elektronische Bauteil (10) mittels eines
Verbindungsmittels (40) Stoffschlüssig mechanisch miteinander verbunden sind.
Elektronisches Bauelement nach Anspruch 10, bei dem das Verbindungsmittel (40) die erste Kontaktfläche (14) und die zweite Kontaktfläche (31) elektrisch leitend miteinander verbindet.
Verfahren zur Herstellung eines elektronischen
Bauelements nach einem der vorherigen Ansprüche mit den folgenden Schritten:
- Bereitstellen eines elektronischen Bauteils (10) und einer Leiterplatte (30);
- Auflegen der Leiterplatte (30) und Ausrichten relativ zum elektronischen Bauteil (10) mittels der
mindestens zwei Ausrichtungsstrukturen (20);
- Stoffschlüssiges Verbinden der Leiterplatte (30) und des elektronischen Bauteils (10).
Verfahren nach Anspruch 13, bei dem
bei der Ausrichtung mittels der Ausrichtungsstrukturen (20) die Position der Leiterplatte (30) relativ zum elektronischen Bauteil (10) parallel zur Stirnseite (231, 232) der Verkapselungsschicht (13) mittels eines mechanischen Anschlags definiert wird und/oder der Abstand zwischen den Stirnseiten (231, 232) der
Verkapselungsschicht (13) und der Trägerschicht (32) mittels eines mechanischen Anschlags definiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, bei dem nach dem stoffschlüssigen Verbinden der Leiterplatte (30) mit dem elektronischen Bauteil (10) die Lasche (221, 222) von der Leiterplatte 30 bzw. der
Verkapselungsstruktur (13) abgetrennt wird.
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