WO2017198656A1 - Verfahren zur herstellung eines optoelektronischen bauteils und optoelektronisches bauteil - Google Patents

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optoelectronic
optoelectronic semiconductor
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semiconductor chip
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Matthias Knoerr
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Osram Opto Semiconductors GmbH
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    • H10H20/036Manufacture or treatment of packages
    • H10H20/0362Manufacture or treatment of packages of encapsulations

Definitions

  • an optoelectronic component is specified, which can be produced for example by this method.
  • An object to be solved is to specify a method for producing an optoelectronic component, which can be carried out in a particularly cost-effective manner. Another object to be solved is to provide an optoelectronic component with which, for example, white light can be generated particularly homogeneously. Another object to be solved is to provide an optoelectronic component which is particularly inexpensive to produce. Another object to be solved is to provide an optoelectronic component which has a particularly compact design. There will be a method of making a
  • Optoelectronic component may be, for example, a light emitting diode. Furthermore, it is possible that it is in the optoelectronic component to a laser diode
  • the method for producing an optoelectronic component comprises a
  • a method step of providing a carrier plate comprising a glass can consist of a glass or contain a glass. Contains the support plate next to the glass other materials, the glass is for example a matrix material, in which the other materials are introduced.
  • the support plate can also be formed in this case for the most part with glass, that is, the weight fraction of the glass on the support plate is then for example at least 50%, in particular at least 70%.
  • the carrier plate is a disk whose extent in two orthogonal spatial directions is large in comparison with its extension in the direction of a third orthogonal spatial direction.
  • the carrier plate is a disk whose extent in two orthogonal spatial directions is large in comparison with its extension in the direction of a third orthogonal spatial direction.
  • Carrier plate has an area of 10 cm 2 or more and a thickness of 200 ym or less.
  • the carrier plate can have edge lengths of at least 10 cm to at most 50 cm
  • a support plate comprising a glass can be distinguished especially by its particularly uniform thickness, wherein the variation of the thickness over the entire support plate can be less than or equal to 5 ym.
  • the method comprises a step in which a conversion layer comprising a Lumineszenzkonversionsmaterial comprises, is applied to the carrier plate.
  • the conversion layer contains at least one luminescence conversion material or consists of the at least one luminescence conversion material.
  • the luminescence conversion material of the conversion layer is, for example, an inorganic or
  • electromagnetic radiation emits electromagnetic radiation of a larger wavelength.
  • the luminescence conversion material When excited with blue light, the luminescence conversion material emits yellow or greenish-yellow light, so that white or greenish-white light can be emitted from the finished component during operation.
  • the conversion layer can be next to a
  • Luminescence conversion material further materials, for
  • Example 2 a matrix material into which the
  • Lumineszenzkonversionsmaterial is incorporated, include.
  • the matrix material may be, for example, a
  • the conversion layer has, for example, a thickness of at least 10 ym and at most 100 ym.
  • the conversion layer can be applied over a large area or divided into several areas on the carrier plate, for example on the upper side of the carrier plate.
  • Conversion layer covered after application for example, at least 50%, in particular at least 70% of the surface of the support plate, on which the conversion layer
  • the conversion layer is a flat layer, in which lateral expansions in a plane parallel to the main extension plane of the support plate are large against the thickness of the conversion layer in a direction perpendicular to the main plane of extension of the
  • the conversion layer is characterized in particular by a particularly uniform thickness, wherein the change in the thickness of the conversion layer over the entire conversion layer, for example, less than 10%, in particular less than 5% may be.
  • At least two optoelectronic semiconductor chips are applied to the conversion layer on its side facing away from the carrier plate.
  • the optoelectronic semiconductor chips are, for example, light-emitting diode chips which generate light, in particular colored light or UV radiation, during operation.
  • the LED chips are so on the
  • Detector chips such as photodiodes are.
  • Optoelectronic semiconductor chips for example within the manufacturing tolerance, at the nodes of a
  • Gratings can be arranged.
  • the method comprises a step in which an introduction of a Serving stuff that is free of one
  • the wrapping material is, for example, a material which comprises a silicone, an epoxy resin or a silicone-epoxy-hybrid material as matrix material or consists of at least one of said materials.
  • Conversion layer is present or from the
  • Conversion layer are present.
  • the wrapping material it is possible for the wrapping material to be free from any application of the wrapping material
  • the wrapping material may contain pigments, dyes and / or
  • Envelope material diffuses. At least during application of the wrapping material, however, there is no
  • Luminescence conversion material is not deliberately introduced into the cladding material.
  • the method comprises the following steps:
  • Lumineszenzkonversionsmaterial comprises, on the support plate,
  • Optoelectronic components after separation into a plurality of optoelectronic components comprises two or more optoelectronic semiconductor chips.
  • Semiconductor chips may be, for example
  • the method makes it possible to produce optoelectronic components with more than one optoelectronic semiconductor chip, in which the optoelectronic semiconductor chips can be arranged particularly close to one another.
  • the optoelectronic components produced by the method are therefore particularly compact.
  • optoelectronic semiconductor chips placed side by side on a circuit board, as for example in the production of conventional optoelectronic components or
  • optoelectronic modules is the case, so is off
  • the minimum distance between two adjacent optoelectronic semiconductor chips typically 500 ym and more. With the method described here, however, it is possible to produce optoelectronic components in which a minimum distance of 50 ⁇ m or less between adjacent optoelectronic semiconductor chips can be achieved.
  • the semiconductor chips are placed on a structured or unstructured conversion layer, whereby, for example, no adjustment of electrical
  • connection points of the optoelectronic semiconductor chips to contact points of a printed circuit board is required.
  • the support plate serves as a mechanical support on which the
  • the support plate during the production of the optoelectronic device has the function of a Carrier takes over for the remaining components of the component, a simpler processing and thus a more cost-effective manufacturing process is made possible.
  • a part of the carrier plate which remains in the component is made possible.
  • sensitive materials for example sensitive
  • Phosphors or quantum dot converters to use. Furthermore, due to the carrier plate remaining in the component, the component is mechanically particularly stable and the risk of breakage is lower than in conventional components.
  • the method described is characterized in that the luminescence conversion material is present only in a relatively thin convertible layer and not in the wrapping material. In this way, the method is on the one hand cost-saving, since of the often expensive luminescence conversion material substantially less material must be used, as would be the case, even if the wrapping material is filled with the luminescence conversion material.
  • a conversion layer - in contrast to a potting - with a very
  • the optoelectronic component produced by the method can For example, produce white mixed light with high homogeneity over a wide range of viewing angles.
  • side surfaces of the optoelectronic semiconductor chips remain in the
  • the side surfaces of the optoelectronic semiconductor chips are those surfaces which
  • Luminescence conversion material remain because no or hardly luminescence conversion material reaches the side surfaces when placing the semiconductor chips.
  • the conversion layer after the application of at least two optoelectronic semiconductor chips, the conversion layer has a substantially constant thickness. That is, the conversion layer will not be in the area where an opto-electronic
  • Semiconductor chip is set to the conversion layer, compressed and thus reduced in thickness, but the uniform thickness of the conversion layer before
  • the conversion layer mediates adhesion between the at least two optoelectronic semiconductor chips on the one hand and the carrier plate on the other hand. That is, it is possible that the optoelectronic semiconductor chips, for example, at their the carrier plate facing
  • Radiation passage surfaces on the conversion layer attached to the support plate, for example, glued, are.
  • the conversion layer acts in addition to its optical properties as a mechanical adhesive layer between the optoelectronic semiconductor chips and the
  • Support plate For example, this can be achieved by not curing the conversion layer before applying the at least two optoelectronic
  • Enveloping material is a mechanical connection between these components exclusively mediated through the conversion layer.
  • the conversion layer has at least two regions that are spaced apart from one another. That is, the Conversion layer is not applied unstructured over the entire surface, but the conversion layer is in
  • Optoelectronic semiconductor chips there is a one-to-one assignment, so that each area is assigned exactly one optoelectronic semiconductor chip, which is applied to the conversion layer in the area and vice versa.
  • Semiconductor chips the area of the conversion layer to which it is applied, completely or substantially
  • the region of the conversion layer is not or only slightly over in lateral directions on the side surfaces of the associated optoelectronic semiconductor chip over.
  • the semiconductor chip does not or hardly projects beyond the assigned region in lateral directions. That is, it is possible in particular that the area of the conversion layer in a plane parallel to
  • Main extension plane of the support plate a shape and a Has the size within the manufacturing tolerance of the shape and size of the area, such as the
  • the conversion layer has at least two regions, which are spaced apart from one another, when applying the at least two optoelectronic semiconductor chips to each of the
  • At least two regions of the conversion layer are applied to exactly one of the at least two optoelectronic semiconductor chips on each of the regions, and each of the at least two optoelectronic semiconductor chips covers the region of the conversion layer to which it is applied.
  • substantially complete can mean in particular that at most 10% of the area of the area of the
  • Carrier plate is applied, where later
  • Envelope material faces of each of the at least two regions of the conversion layer.
  • the side surfaces of the region of the conversion layer are those surfaces which the surface, the associated
  • the conversion layer at its first major surface is adjacent, for example, to the support plate, which is formed with a glass, and at its second major surface to the
  • Conversion layer is thus completely encapsulated in this way and therefore particularly well protected against external mechanical or chemical influences, so that in particular sensitive luminescence conversion materials in the
  • Conversion layer can be used. According to at least one embodiment of the method, various of the at least two regions of the
  • Conversion layer from each other different thicknesses that is, in the embodiment of the method in which the conversion layer is applied in spaced-apart regions, it is possible that the conversion layer does not have a uniform thickness, but that a different thickness is specifically selected in different regions of the conversion layer. Within the regions of the conversion layer, the thickness then remains constant within the manufacturing tolerance. That's the way it is
  • Combinations of areas of the conversion layer and optoelectronic semiconductor chips can be generated, which generate, for example, light with mutually different color or different color location in operation.
  • Ranges is varied.
  • the type or density of the luminescence conversion material in the conversion layer can be specifically different from one another.
  • the conversion layer in an area exclusively luminescence conversion material which emits red light during operation of the finished component, and in another area exclusively luminescence conversion material which emits green light in operation.
  • Component emitted mixed light lead For example, warm white light may be emitted in one area, while cool white light may be emitted in another area
  • a separation into a plurality of optoelectronic components takes place, each of the optoelectronic components comprising at least one of the at least two optoelectronic semiconductor chips, a part of the carrier plate, a part of the conversion layer and a part of the wrapping material.
  • the part of the cladding material that remains in the optoelectronic semiconductor component represents a housing body, which the optoelectronic semiconductor chip at the
  • This housing body can then be attached to the side surfaces of the semiconductor chip directly to the
  • Optoelectronic component may comprise one, two or more optoelectronic semiconductor chips, depending on which parting lines a dicing occurs. It is further specified an optoelectronic component.
  • the optoelectronic component described here can be produced in particular by a method described here for producing an optoelectronic component. That is, all of the features disclosed for the method are also disclosed for the optoelectronic device, and
  • a cover plate comprising a glass on which
  • the conversion layer comprises a luminescence conversion material
  • the conversion layer between the optoelectronic semiconductor chip and the cover plate is arranged, and
  • the cover plate of the optoelectronic component may in particular be the part of the carrier plate which remains within the optoelectronic component after the conclusion of the method described here.
  • Side surfaces are, for example, at most 5%, in particular at most 1%, of the material of
  • Manufacturing tolerance has uniform thickness, mixed light from the primary generated in the semiconductor chip
  • Luminescence conversion material in the conversion layer secondarily emitted electromagnetic radiation can be generated, which extends over a large range of
  • the conversion layer in the case of the optoelectronic component described here, it is also possible, in particular, for the conversion layer to be applied directly to the cover plate and to the optoelectronic component
  • the conversion layer can also perform the function of an adhesive layer which has a mechanical effect
  • the optoelectronic semiconductor component comprises a housing body that surrounds the side surfaces of the Optoelectronic semiconductor chips covered and formed reflective.
  • the housing body is the hardened cladding material, provided that the optoelectronic component by a here described
  • the housing body can thereby directly to the optoelectronic semiconductor chip, the
  • the housing body may have a reflectivity of at least 50%, in particular of at least 75%, for the electromagnetic radiation generated during operation in the optoelectronic semiconductor chip and in the conversion layer.
  • the housing body may be colored or white in particular.
  • the housing body may be a matrix material such as
  • Silicone or epoxy include, in which particles of a light-scattering or light-reflecting material, such as titanium dioxide, are introduced.
  • the housing body may further comprise other materials, but is preferably free of the luminescence conversion material
  • the housing body covers side surfaces of the housing body
  • the conversion layer in the optoelectronic component is, for example, such
  • the conversion layer then has, for example in the main plane of extension of the cover plate on a surface which deviates at most by 10%, in particular by at most 5% of the conversion layer facing surface of the semiconductor chip in size and shape.
  • the housing body is in particular in direct contact with the cover plate, which then the
  • Conversion layer and the optoelectronic semiconductor chip dominated in lateral directions.
  • the conversion layer is located within the housing body of the optoelectronic device and is therefore particularly well protected against external mechanical or chemical influences.
  • the housing body is in direct contact with the optoelectronic semiconductor chip, which
  • Conversion layer and the cover plate and otherwise no other components includes.
  • the conversion layer has a substantially constant thickness in the component. This may mean, for example, that the conversion layer is part of the
  • Manufacturing tolerance has a constant thickness. This means, for example, that the thickness of the conversion layer over the entire conversion layer is at most 10%,
  • the cover plate comprises a glass into which particles of at least one of the following materials are introduced: the luminescence conversion material, another
  • Luminescence conversion material diffuser material. That is, for example, the luminescence conversion material which is also present in the conversion layer may be incorporated in the cover plate. Alternatively or additionally, it is possible that in the cover another
  • Lumineszenzkonversionsmaterial is introduced, which generates, for example, when excited light of a different color than the luminescence conversion material in the
  • the diffuser material is configured, for example, to scatter and / or reflect impinging electromagnetic radiation. This way a can
  • the optoelectronic component in the operation of generated light increases.
  • the outer surface of the cover plate, which faces away from the semiconductor chip it is possible for the outer surface of the cover plate, which faces away from the semiconductor chip, to be roughened. If the component comprises two or more semiconductor chips, it is possible that at least one of the optoelectronic
  • the component can be, for example, a light-emitting diode with an integrated circuit
  • Ambient light sensor act.
  • the optoelectronic component comprises at least two optoelectronic semiconductor chips, lateral
  • Optoelectronic semiconductor chips are covered by the cover plate. The distance between adjacent ones
  • lateral direction may be, for example, at least 20 ym and at most 50 ym.
  • Optoelectronic semiconductor device is material of
  • Housing body radiopaque for example
  • the housing body prevents in this way an optical crosstalk between the optoelectronic semiconductor chips of the component. If the optoelectronic semiconductor chips of the component are, for example, light-emitting semiconductor chips, then these can also be controlled separately from one another, without resulting in an adjacent illumination
  • the cover plate of the component covers all optoelectronic semiconductor chips of the component.
  • the conversion layer covers all optoelectronic semiconductor chips.
  • the conversion layer is, for example
  • the optoelectronic semiconductor chips can be arranged very close to each other, it is with such
  • Covered optoelectronic semiconductor chip it is possible to provide a light-emitting optoelectronic component having a particularly homogeneous luminous surface. That is, for example, luminance fluctuations, measured at the outer surface of the cover plate facing away from the optoelectronic semiconductor chips, are small and within the scope of the
  • the conversion layer is divided into a plurality of regions; precisely one region of the conversion layer is uniquely associated with each optoelectronic semiconductor chip, wherein the regions are arranged laterally spaced from one another and the housing body is interposed between the regions
  • each of the optoelectronic semiconductor chips adjoins an area of the
  • Conversion layer may be material of the housing body
  • the distance between two adjacent regions of the conversion layer is in the Range of the distance between two adjacent ones
  • optoelectronic semiconductor chip may for example be at least 15 ym and at most 50 ym. It is particularly possible that
  • Conversion layer radiated mixed light can then, for example, by changing the
  • Conversion layer can be compensated. In this way, in the production of the component, a lesser amount of unusable semiconductor chips is produced, which leads to lower costs in the production of the component. On the other hand, it is possible to selectively produce mixed light of different colors or different color loci through the different regions of the conversion layer. So can
  • warm white and cold white light are generated by one and the same component.
  • the optoelectronic component comprises a
  • the electrical connection element on a side facing away from the cover bottom of the optoelectronic device, wherein the electrical connection element at least two of Optoelectronic semiconductor chips electrically conductive
  • Connecting element is, for example, a metallization, which with methods such as vapor deposition,
  • connection element it is possible, for example, to electrically connect two adjacent optoelectronic semiconductor chips to each other in series. If a plurality of electrical connection elements, for example two or more electrical connection elements, are used in the component, that is how it is
  • a component can be realized which can be operated with a high voltage, for example with a voltage greater than 6 V, in particular with a voltage of 12 V or 24 V.
  • FIGS. 1A, 1B and 1C show schematic representations of an optoelectronic component described here with reference to a first exemplary embodiment.
  • 2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F, 2G is a first one
  • Table illustrations of Figures 3A, 3B, 3C show an optoelectronic device according to a second embodiment described herein.
  • 4A, 4B, 4C, 4D, 4E, 4F, 4G, 4H show a schematic representation of a second
  • FIGS. 5A, 5B and 5C show schematic representations of an optoelectronic device described here
  • FIGS. 6A, 6B, 6C, 6D, 6E, 6F, 6G, 6H a third one is shown
  • Table representations of Figures 7A, 7B, 7C show an optoelectronic device according to a fourth embodiment described herein.
  • 8A, 8B, 8C, 8D, 8E, 8F, 8G, 8H, 81 show schematic diagrams of a fourth one
  • FIGS 9A, 9B, 9C show one described here
  • Optoelectronic component according to a fifth embodiment.
  • FIGS. 10A, 10B, 10C, 10D, 10E, 10F, 10G show a fifth one on the basis of schematic representations
  • FIGS. IIA and IIB show schematic top views of an optoelectronic component according to a sixth exemplary embodiment described here.
  • FIG. 1A shows by way of a schematic
  • Optoelectronic component comprises an optoelectronic semiconductor chip 3, which is, for example, a light-emitting diode chip.
  • the optoelectronic semiconductor chip 3 is, for example, a light-emitting diode chip.
  • connection points 5 via the the optoelectronic semiconductor chip can be electrically contacted and operated.
  • the connection points 5 can be arranged on an underside of the semiconductor chip 3, so that both the semiconductor chip 3 and the
  • optoelectronic component are surface mountable.
  • the optoelectronic component further comprises a
  • Cover plate 1 which comprises a glass and, for example, consists of a glass.
  • the cover plate 1 is characterized by a constant in the context of manufacturing tolerance thickness.
  • the conversion layer 2 is arranged, which contains a luminescence conversion material or consists of this.
  • the conversion layer 2 projects beyond the optoelectronic semiconductor chip 3 in lateral directions, which is particularly evident in the case of FIG. 1A
  • FIG. 1B Top view of Figure 1B can be seen.
  • the optoelectronic component further comprises a
  • Semiconductor chips 3 is arranged and this completely covered. This can be seen in particular from the plan view of the bottom surface of the optoelectronic component on its side facing away from the cover plate 1 in the figure IC.
  • the housing body 4 borders directly on the
  • the housing body 4 is for example radiation-reflective and white. Electromagnetic radiation generated in operation in the semiconductor chip 3, which strikes the housing body 4, is injected into the semiconductor chip 3 or into the semiconductor chip 3
  • Conversion layer 2 is reflected to enter after their passage in the cover plate 1.
  • the conversion layer 2 in the optoelectronic component has a substantially uniform thickness and the
  • optoelectronic component in operation can produce mixed radiation of particularly high homogeneity.
  • the thickness Hl of the optoelectronic semiconductor chip 3 is for example 150 ym, the thickness of the conversion layer 2 is 50 ym and the thickness of the cover plate 1 at least 25 ym.
  • a support plate 10 is provided, which may be a 6-inch disc, which is clamped in a frame, not shown.
  • Support plate consists for example of a glass, Figure 2A.
  • FIG. 2B reference is made to FIG.
  • Support plate 10 a conversion layer 2 over a large area
  • the conversion layer 2 contains at least one luminescence conversion material.
  • optoelectronic semiconductor chip 3 mediates.
  • filled silicone can act between the
  • Conversion layer 2 is applied.
  • the side facing away from the support plate 10 of the semiconductor chip 3 can remain uncovered by the wrapping material 40.
  • the wrapping material 40 is applied, for example, by casting or molding (for example, film-assisted molding).
  • step 2E the arrangement is divided into individual, optoelectronic components 100, for example by techniques such as plasma glazing
  • vitrification for example, vitrification of the outer surface of the wrapping material 40, which contains, for example, a silicone, takes place.
  • the vitrification is carried out with the aid of an Ar-02 plasma in order to reduce the stickiness on the outer surface.
  • the cover plate 1 is given by the part of the support plate 10, which remains in the component, the housing body 4 is given by the remaining, hardened coating mass 40.
  • a housing 200 for example, in a housing 200.
  • Lumineszenzkonversionsmaterial is, so that the
  • Conversion layer 2 are covered.
  • a second exemplary embodiment of an optoelectronic semiconductor component described here is explained in greater detail.
  • the embodiment of the figure 1A here projects beyond the conversion layer 2
  • the optoelectronic semiconductor chip 3 is not in lateral directions, but in turn is surmounted in lateral directions of the cover plate 1.
  • the conversion layer 2 has, for example, a surface that faces it
  • the housing body 4 also extends along the side surfaces 2 c of the conversion layer 2, so that the housing body 4 on the side surfaces 3 c of the optoelectronic semiconductor chip 3 and the
  • FIGS. 3A to 3C shows a plan view of the, the cover plate 1 facing away, underside of the component.
  • the exemplary embodiment of FIGS. 3A to 3C is characterized by a further improved color homogeneity since long light paths through the conversion layer in the regions in which the conversion layer laterally projects beyond the semiconductor chip 3 are excluded.
  • Support plate 10 is provided, in which it is for example, may be a 6-inch glass plate, Figure 4A.
  • the conversion layer 2 is applied in spaced regions, for example by spray coating. This is shown in FIG. 4B.
  • the regions of the conversion layer 2 can subsequently be simultaneously
  • Envelope mass 40 is located after the introduction in direct contact with the side surfaces 3c of
  • optoelectronic components described here are characterized by the fact that they are mechanically particularly stable both during and after their production due to the support plate or the cover plate. This allows a particularly lossless surface mounting of the optoelectronic components, since due to the increased
  • the conversion layer can be applied to the optoelectronic semiconductor chips without platelet transfer, since these are placed directly onto the conversion layer during production. This allows a particularly fast and cost-effective production of the optoelectronic
  • Semiconductor chips are controlled in terms of the light generated by them, so that defective areas before the assembly of optoelectronic semiconductor chips are detected, which ultimately produces less waste, which in turn leads to a more cost-effective
  • the component 100 in this embodiment comprises at least two or exactly two optoelectronic semiconductor chips 3.
  • the optoelectronic semiconductor chips 3 are embedded in the housing body 4, so that the material of the housing body 4 is also between the two optoelectronic semiconductor chip 3 is arranged.
  • the optoelectronic semiconductor chips 3 are on their underside facing away from the cover plate 1 via the electrical connection element 7
  • the electrical connection element 7 can also be dispensed with if an interconnection of the optoelectronic semiconductor chips 3 takes place at the destination, for example via the contact points and conductor tracks of a printed circuit board.
  • the distance D between the adjacent optoelectronic semiconductor chips 3 is for example between at least 20 ym and at most 50 ym. In this way, the distance that must be bridged by the electrical connection element 7, particularly small.
  • the conversion layer 2 is formed as a continuous layer, not in individual
  • Manufacturing process can analogously to the manufacturing method described in connection with Figures 2A to 2G
  • Top of the carrier plate 10 is an unstructured
  • connection points are remote from the contact surface for contacting the optoelectronic semiconductor chips.
  • the optoelectronic semiconductor chips are therefore surface-mountable
  • connection points on one side of the assigned Semiconductor chips 3 are arranged.
  • the optoelectronic semiconductor chips 3 are um
  • the cladding material 40 which is free of a luminescence conversion material, is interposed between the optoelectronic semiconductor chips 3
  • the wrapping material 40 closes on the side facing away from the carrier plate 10
  • the electrical connection elements 7 can be applied, for example, by means of a PVD method.
  • the electrical connection elements are available
  • Semiconductor chips 3 comprises.
  • FIGS. 7A to 7C a fourth embodiment of one is here described optoelectronic component explained in more detail. In contrast to the embodiment described in connection with the FIGS. 5A to 5C, this is in this
  • the conversion layer not as
  • optoelectronic semiconductor chip is one uniquely
  • FIG. 8A provided support plate 10, the application of a structured conversion layer 2 with corresponding
  • Conversion layer 2 are optically controlled by means of a light source 300.
  • Figure 8D takes place
  • electrical connecting elements 7 are gebacht between adjacent optoelectronic semiconductor chips 3, which connect connection points 5 of the optoelectronic semiconductor chips electrically conductively.
  • the optoelectronic component for example, light emit different color or different color locations from different areas. It is possible in this way, in particular, that the component emits red, blue and green light or red, blue, green and white light. Furthermore, it is possible that the component emits white light of different color temperature.
  • At least one of the optoelectronic semiconductor chips of the component not to have any downstream region of the conversion layer 2. In this way, for example, unconverted blue light can be emitted from this region of the component.
  • a non-converting optical element for example, a scattering layer 8 is arranged, which is adapted to the light generated by the optoelectronic semiconductor chip 3 in operation to scatter.
  • one of the optoelectronic semiconductor chips can be replaced by a sensor, for example a
  • Component be integrated, for example, an ambient light sensor. Does the component include multiple optoelectronic
  • an exemplary embodiment for producing an optoelectronic component according to the fifth exemplary embodiment is closer
  • a scattering layer 8 or an adhesive layer, not shown, can be applied to the example in the later step, IOC, optoelectronic
  • emitted light is not to be converted or which are radiation-detecting chips.
  • the component comprises a total of nine optoelectronic semiconductor chips 3, which may, for example, be similar light-emitting diode chips, to each of which similar regions 21, 22 of one
  • FIG. IIA shows a plan view of the emission surface of the component.
  • FIG. IIB schematically shows the underside of the component. As can be seen from Figure IIB, can on the

Landscapes

  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauteils (100) mit den folgenden Schritten angegeben: - Bereitstellen einer Trägerplatte (10), die ein Glas umfasst, - Aufbringen einer Konversionsschicht (2), die ein Lumineszenzkonversionsmaterial umfasst, auf die Trägerplatte (10), - Aufbringen zumindest zweier optoelektronischer Halbleiterchips (3) auf die Konversionsschicht an ihrer der Trägerplatte (10) abgewandten Seite, und - Einbringen eines Umhüllungsmaterials (40), das frei von einem Lumineszenzkonversionsmaterial ist, zwischen die optoelektronischen Halbleiterchips (3). Ferner wird ein optoelektronisches Bauteil angegeben.

Description

Beschreibung
VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES OPTOELEKTRONISCHEN BAUTEILS UND OPTOELEKTRONISCHES BAUTEIL
Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines
optoelektronischen Bauteils angegeben. Darüber hinaus wird ein optoelektronisches Bauteil angegeben, das beispielsweise mit diesem Verfahren herstellbar ist.
Die Druckschrift US 2015/0188000 AI beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauteils sowie ein optoelektronisches Bauteil. Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2016 208 489.5, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauteils anzugeben, das besonders kostengünstig durchführbar ist. Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, ein optoelektronisches Bauteil anzugeben, mit dem beispielsweise weißes Licht besonders homogen erzeugt werden kann. Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, ein optoelektronisches Bauteil anzugeben, das besonders kostengünstig herstellbar ist. Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, ein optoelektronisches Bauteil anzugeben, das besonders kompakt aufgebaut ist. Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines
optoelektronischen Bauteils angegeben. Bei dem
optoelektronischen Bauteil kann es sich beispielsweise um eine Leuchtdiode handeln. Ferner ist es möglich, dass es sich bei dem optoelektronischen Bauteil um eine Laserdiode
handelt .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauteils einen
Verfahrensschritt, bei dem eine Trägerplatte bereitgestellt wird, die ein Glas umfasst. Die Trägerplatte kann dabei aus einem Glas bestehen oder ein Glas enthalten. Enthält die Trägerplatte neben dem Glas weitere Materialien, so stellt das Glas beispielsweise ein Matrixmaterial dar, in dem die weiteren Materialien eingebracht sind. Die Trägerplatte kann auch in diesem Fall zum Großteil mit Glas gebildet sein, das heißt der Gewichtsanteil des Glases an der Trägerplatte beträgt dann beispielsweise wenigstens 50 %, insbesondere wenigstens 70 %.
Bei der Trägerplatte handelt es sich beispielsweise um eine Scheibe, deren Erstreckung in zwei orthogonale Raumrichtungen groß ist gegen ihre Erstreckung in Richtung einer dritten orthogonalen Raumrichtung. Beispielsweise weist die
Trägerplatte eine Fläche von 10 cm2 oder mehr sowie eine Dicke von 200 ym oder weniger auf. Die Trägerplatte kann Kantenlängen von wenigstens 10 cm bis höchstens 50 cm
aufweisen, sodass die Fläche der Trägerplatte unter anderem bis zu 2500 cm2 betragen kann. Die Dicke der Trägerplatte beträgt dann zwischen wenigstens 25 ym und höchstens 200 ym. Eine Trägerplatte, die ein Glas umfasst, kann sich speziell durch ihre besonders gleichmäßige Dicke auszeichnen, wobei die Schwankung der Dicke über die gesamte Trägerplatte weniger oder gleich 5 ym betragen kann.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren einen Schritt, bei dem eine Konversionsschicht, die ein Lumineszenzkonversionsmaterial umfasst, auf die Trägerplatte aufgebracht wird. Die Konversionsschicht enthält dabei zumindest ein Lumineszenzkonversionsmaterial oder besteht aus dem zumindest einen Lumineszenzkonversionsmaterial. Bei dem Lumineszenzkonversionsmaterial der Konversionsschicht handelt es sich beispielsweise um einen anorganischen oder
organischen Leuchtstoff, der bei Anregung mit
elektromagnetischer Strahlung elektromagnetische Strahlung einer größeren Wellenlänge emittiert. Beispielsweise
emittiert das Lumineszenzkonversionsmaterial bei Anregung mit blauem Licht gelbes oder grünlich-gelbes Licht, sodass vom fertiggestellten Bauteil im Betrieb weißes oder grünlichweißes Licht emittiert werden kann. Die Konversionsschicht kann neben einem
Lumineszenzkonversionsmaterial weitere Materialien, zum
Beispiel ein Matrixmaterial, in welches das
Lumineszenzkonversionsmaterial eingebracht ist, umfassen. Bei dem Matrixmaterial kann es sich beispielsweise um ein
Silikon, ein Epoxidharz oder ein Silikon-Epoxidharz- Hybridmaterial handeln. Die Konversionsschicht weist zum Beispiel eine Dicke von wenigstens 10 ym und höchstens 100 ym auf . Die Konversionsschicht kann großflächig oder aufgeteilt in mehrere Bereiche auf die Trägerplatte, beispielsweise auf die Oberseite der Trägerplatte, aufgebracht werden. Die
Konversionsschicht bedeckt nach dem Aufbringen beispielsweise wenigstens 50 %, insbesondere wenigstens 70 % der Oberfläche der Trägerplatte, auf welche die Konversionsschicht
aufgebracht ist. Die Konversionsschicht ist dabei eine flächige Schicht, bei der laterale Ausdehnungen in einer Ebene parallel zur Haupterstreckungsebene der Trägerplatte groß sind gegen die Dicke der Konversionsschicht in einer Richtung senkrecht zur Haupterstreckungsebene der
Trägerplatte. Ferner zeichnet sich die Konversionsschicht insbesondere durch eine besonders gleichmäßige Dicke aus, wobei die Änderung der Dicke der Konversionsschicht über die gesamte Konversionsschicht beispielsweise weniger als 10 %, insbesondere weniger als 5 % betragen kann.
Gemäß wenigstens einer Ausführungsform des Verfahrens werden zumindest zwei optoelektronische Halbleiterchips auf die Konversionsschicht an ihrer der Trägerplatte abgewandten Seite aufgebracht. Bei den optoelektronischen Halbleiterchips handelt es sich beispielsweise um Leuchtdiodenchips, die im Betrieb Licht, insbesondere farbiges Licht oder UV-Strahlung, erzeugen. Die Leuchtdiodenchips werden derart auf die
Konversionsschicht aufgesetzt, dass eine
Strahlungsdurchtrittsfläche der Leuchtdiodenchips jeweils an die Konversionsschicht angrenzt. Ferner ist es möglich, dass zumindest manche der optoelektronischen Halbleiterchips
Detektorchips wie zum Beispiel Fotodioden sind.
Insbesondere ist es möglich, dass im Verfahrensschritt des Aufbringens der optoelektronischen Halbleiterchips eine
Vielzahl von optoelektronischen Halbleiterchips auf die
Konversionsschicht aufgebracht wird, wobei die
optoelektronischen Halbleiterchips, beispielsweise im Rahmen der Herstellungstoleranz, an den Knotenpunkten eines
regelmäßigen Gitters, zum Beispiel eines quadratischen
Gitters, angeordnet werden können.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen Bauteils umfasst das Verfahren einen Schritt, bei dem ein Einbringen eines Umhüllungsmaterials, das frei ist von einem
Lumineszenzkonversionsmaterial, zwischen die
optoelektronischen Halbleiterchips erfolgt. Bei dem
Umhüllungsmaterial handelt es sich beispielsweise um ein Material, das ein Silikon, ein Epoxidharz oder ein Silikon- Epoxidharz-Hybridmaterial als Matrixmaterial umfasst oder aus zumindest einem der genannten Materialien besteht. Das
Umhüllungsmaterial ist dabei frei von dem
Lumineszenzkonversionsmaterial, welches in der
Konversionsschicht vorhanden ist oder von den
Lumineszenzkonversionsmaterialien, die in der
Konversionsschicht vorhanden sind. Insbesondere ist es möglich, dass das Umhüllungsmaterial bei dem Aufbringen des Umhüllungsmaterials frei von jeglichem
Lumineszenzkonversionsmaterial ist. Das Umhüllungsmaterial kann jedoch mit Pigmenten, Farbstoffen und/oder
Diffusormaterialien gefüllt sein. Dadurch ist es möglich, dass das Umhüllungsmaterial schwarz, farbig oder
reflektierend weiß erscheint. Nach dem Aufbringen des
Umhüllungsmaterials ist es möglich, dass
Lumineszenzkonversionsmaterial aus der Konversionsschicht an der Grenzfläche zwischen Konversionsschicht und
Umhüllungsmaterial in kleinem Umfang in das
Umhüllungsmaterial diffundiert. Zumindest beim Aufbringen des Umhüllungsmaterials ist in diesem jedoch kein
Lumineszenzkonversionsmaterial vorhanden und
Lumineszenzkonversionsmaterial wird nicht gezielt in das Umhüllungsmaterial eingebracht. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen Bauteils umfasst das Verfahren die folgenden Schritte:
- Bereitstellen einer Trägerplatte, die ein Glas umfasst, - Aufbringen einer Konversionsschicht, die ein
Lumineszenzkonversionsmaterial umfasst, auf die Trägerplatte,
- Aufbringen zumindest zweier optoelektronischer
Halbleiterchips auf die Konversionsschicht an ihrer der
Trägerplatte abgewandten Seite, und
- Einbringen eines Umhüllungsmaterials, das frei von einem Lumineszenzkonversionsmaterial ist, zwischen die
optoelektronischen Halbleiterchips . Die angegebenen Verfahrensschritte können dabei insbesondere in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden.
Dabei ist es insbesondere möglich, dass jedes der
optoelektronischen Bauteile nach dem Trennen in mehrere optoelektronische Bauteile zwei oder mehr optoelektronische Halbleiterchips umfasst. Bei den optoelektronischen
Halbleiterchips kann es sich beispielsweise um
lichtemittierende Halbleiterchips handeln, die im Betrieb Licht der gleichen Farbe oder Licht voneinander
unterschiedlicher Farbe emittieren.
Mit dem Verfahren ist es dabei möglich, optoelektronische Bauteile mit mehr als einem optoelektronischen Halbleiterchip herzustellen, bei dem die optoelektronischen Halbleiterchips besonders nah aneinander angeordnet werden können. Die mit dem Verfahren hergestellten optoelektronischen Bauteile sind daher besonders kompakt.
Werden optoelektronische Halbleiterchips nebeneinander auf eine Leiterplatte gesetzt, wie dies beispielsweise bei der Herstellung üblicher optoelektronischer Bauteile oder
optoelektronischer Module der Fall ist, so beträgt aus
Herstellungsgründen der Mindestabstand zwischen zwei benachbarten optoelektronischen Halbleiterchips in der Regel 500 ym und mehr. Mit dem hier beschriebenen Verfahren ist es jedoch möglich, optoelektronische Bauteile zu fertigen, bei denen ein Mindestabstand von 50 ym oder weniger zwischen benachbarten optoelektronischen Halbleiterchips erreichbar ist .
Dies ist der Fall, weil beim hier beschriebenen Verfahren optoelektronische Halbleiterchips beispielsweise nicht auf vorgegebene elektrische Anschlussstellen gesetzt werden, die mittels Löten mit den Halbleiterchips verbunden werden.
Vielmehr werden die Halbleiterchips auf eine strukturierte oder unstrukturierte Konversionsschicht gesetzt, wodurch beispielsweise keine Justage von elektrischen
Anschlussstellen der optoelektronischen Halbleiterchips zu Kontaktstellen einer Leiterplatte erforderlich ist.
Beispielsweise beträgt der Abstand zwischen zwei benachbarten optoelektronischen Halbleiterchips in einem mit dem
beschriebenen Verfahren hergestellten Bauteil wenigstens 20 ym und höchstens 50 ym.
Das hier beschriebene Verfahren beruht insbesondere auf den folgenden Ideen und Erkenntnissen: Bei dem Verfahren kommt als Träger für die
Konversionsschicht, die optoelektronischen Halbleiterchips sowie das Umhüllungsmaterial eine Trägerplatte aus Glas zum Einsatz, die im fertigen optoelektronischen Bauteil
verbleiben kann. Während des Herstellungsverfahrens dient die Trägerplatte als mechanischer Träger, auf dem die
beschriebenen Verfahrensschritte durchgeführt werden.
Aufgrund der Tatsache, dass die Trägerplatte während der Produktion des optoelektronischen Bauteils die Funktion eines Trägers für die verbleibenden Komponenten des Bauteils übernimmt, wird eine einfachere Prozessierung und damit ein kostengünstigeres Herstellungsverfahren ermöglicht. Nach dem Herstellen des optoelektronischen Bauteils kann ein Teil der Trägerplatte, der im Bauteil verbleibt, als
Abdeckplatte dienen, welche die weiteren Komponenten des optoelektronischen Bauteils vor mechanischen und chemischen Einflüssen schützt. Auf diese Weise ist es unter anderem möglich, im hergestellten optoelektronischen Bauteil
empfindliche Materialien, zum Beispiel empfindliche
Lumineszenzkonversionsmaterialien, wie etwa organische
Leuchtstoffe oder Quantenpunktkonverter, zu nutzen. Ferner ist das Bauteil aufgrund der Trägerplatte, die im Bauteil verbleibt, mechanisch besonders stabil und die Gefahr eines Brechens ist geringer als bei herkömmlichen Bauteilen.
Darüber hinaus zeichnet sich das beschriebene Verfahren dadurch aus, dass das Lumineszenzkonversionsmaterial nur in einer relativ dünn ausbildbaren Konversionsschicht und nicht im Umhüllungsmaterial vorhanden ist. Auf diese Weise ist das Verfahren einerseits kostensparend, da von dem oft teuren Lumineszenzkonversionsmaterial wesentlich weniger Material verwendet werden muss, als dies der Fall wäre, wenn auch das Umhüllungsmaterial mit dem Lumineszenzkonversionsmaterial gefüllt ist. Andererseits kann eine Konversionsschicht - im Gegensatz zu einem Vergusskörper - mit einer sehr
gleichmäßigen Dicke ausgebildet werden, sodass der Laufweg von im Betrieb des Bauteils im Halbleiterchip erzeugter elektromagnetischer Strahlung durch die Konversionsschicht unabhängig vom Eintrittspunkt in die Konversionsschicht relativ gleichmäßig ist. Auf diese Weise kann das mit dem Verfahren hergestellte optoelektronische Bauteil beispielsweise weißes Mischlicht mit hoher Homogenität über einen großen Bereich von Betrachtungswinkel erzeugen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens bleiben Seitenflächen der optoelektronischen Halbleiterchips im
Wesentlichen von der Konversionsschicht unbedeckt. Bei den Seitenflächen der optoelektronischen Halbleiterchips handelt es sich um diejenigen Flächen, welche
Strahlungsdurchtrittsflächen der Halbleiterchips, die der Trägerplatte zugewandt sind, und Bodenflächen der
optoelektronischen Halbleiterchips, welche von der
Trägerplatte abgewandt sind, miteinander verbinden. Beim Aufbringen der optoelektronischen Halbleiterchips auf die Konversionsschicht werden diese nun nicht mit Kraft in die Konversionsschicht eingedrückt, so dass diese entlang der Seitenflächen der optoelektronischen Halbleiterchips
verläuft, sondern die optoelektronischen Halbleiterchips werden gemäß dieser Ausführungsform des Verfahrens lediglich auf die Konversionsschicht aufgesetzt. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die Seitenflächen der
optoelektronischen Halbleiterchips im Rahmen der
Herstellungstoleranz bis zur Fertigstellung des
optoelektronischen Bauteils frei von
Lumineszenzkonversionsmaterial bleiben, da beim Aufsetzen der Halbleiterchips kein oder kaum Lumineszenzkonversionsmaterial an die Seitenflächen gelangt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens weist die Konversionsschicht nach dem Aufbringen von zumindest zwei optoelektronischen Halbleiterchips eine im Wesentlichen konstante Dicke auf. Das heißt, die Konversionsschicht wird nicht in dem Bereich, in dem ein optoelektronischer
Halbleiterchip auf die Konversionsschicht gesetzt ist, zusammengedrückt und damit in ihrer Dicke reduziert, sondern die gleichmäßige Dicke der Konversionsschicht vor dem
Aufbringen der Halbleiterchips bleibt auch nach dem
Aufbringen der optoelektronischen Halbleiterchips erhalten.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens
vermittelt die Konversionsschicht eine Haftung zwischen den zumindest zwei optoelektronischen Halbleiterchips einerseits und der Trägerplatte andererseits. Das heißt, es ist möglich, dass die optoelektronischen Halbleiterchips beispielsweise an ihren der Trägerplatte zugewandten
Strahlungsdurchtrittsflächen über die Konversionsschicht an der Trägerplatte befestigt, beispielsweise festgeklebt, sind. Die Konversionsschicht wirkt in diesem Fall zusätzlich zu ihren optischen Eigenschaften als mechanische Haftschicht zwischen den optoelektronischen Halbleiterchips und der
Trägerplatte. Beispielsweise kann dies dadurch erreicht werden, dass ein Aushärten der Konversionsschicht nicht vor dem Aufbringen der zumindest zwei optoelektronischen
Halbleiterchips, sondern erst, nachdem sämtliche
optoelektronische Halbleiterchips aufgebracht sind, erfolgt.
In dieser Ausführungsform des Verfahrens ist es insbesondere möglich, dass die Konversionsschicht direkt an die
Trägerplatte und direkt an die optoelektronischen
Halbleiterchips grenzt, sodass vor dem Aufbringen des
Umhüllungsmaterials eine mechanische Verbindung zwischen diesen Komponenten ausschließlich über die Konversionsschicht vermittelt wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens weist die Konversionsschicht zumindest zwei Bereiche auf, die voneinander beabstandet sind. Das heißt, die Konversionsschicht wird nicht ganzflächig unstrukturiert aufgebracht, sondern die Konversionsschicht wird in
strukturierter Weise, getrennt in voneinander beabstandete Bereiche, auf die Trägerplatte aufgebracht. Dabei ist es insbesondere möglich, dass die Anzahl der Bereiche der
Konversionsschicht der Anzahl der optoelektronischen
Halbleiterchips, die im nachfolgenden Verfahrensschritt auf die Konversionsschicht aufgebracht werden, entspricht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird beim Aufbringen der zumindest zwei optoelektronischen
Halbleiterchips auf jeden der zumindest zwei Bereiche der Konversionsschicht genau einer der zumindest zwei
optoelektronischen Halbleiterchips aufgebracht. Das heißt, zwischen den Bereichen der Konversionsschicht und den
optoelektronischen Halbleiterchips gibt es eine eineindeutige Zuordnung, sodass jedem Bereich genau ein optoelektronischer Halbleiterchip zugeordnet ist, der auf die Konversionsschicht im Bereich aufgebracht ist und umgekehrt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens
überdeckt jeder der zumindest zwei optoelektronischen
Halbleiterchips den Bereich der Konversionsschicht, auf den er aufgebracht ist, vollständig oder im Wesentlichen
vollständig. Das heißt, der Bereich der Konversionsschicht steht nicht oder nur unwesentlich in lateralen Richtungen über die Seitenflächen des zugeordneten optoelektronischen Halbleiterchips über. In diesem Fall ist es insbesondere auch möglich, dass andererseits der Halbleiterchip nicht oder kaum den zugeordneten Bereich in lateralen Richtungen überragt. Das heißt, es ist insbesondere möglich, dass der Bereich der Konversionsschicht in einer Ebene parallel zur
Haupterstreckungsebene der Trägerplatte eine Form sowie eine Größe aufweist, die im Rahmen der Herstellungstoleranz der Form und Größe der Fläche, beispielsweise der
Strahlungsdurchtrittsflache, des optoelektronischen
Halbleiterchips entspricht, die der Konversionsschicht zugewandt ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens weist die Konversionsschicht zumindest zwei Bereiche auf, die voneinander beabstandet sind, beim Aufbringen der zumindest zwei optoelektronischen Halbleiterchips auf jeden der
zumindest zwei Bereiche der Konversionsschicht wird genau einer der zumindest zwei optoelektronischen Halbleiterchips auf jeden der Bereiche aufgebracht und jeder der zumindest zwei optoelektronischen Halbleiterchips überdeckt den Bereich der Konversionsschicht, auf den er aufgebracht ist,
vollständig oder im Wesentlichen vollständig.
Im Wesentlichen vollständig kann dabei insbesondere heißen, dass höchstens 10 % der Fläche des Bereichs der
Konversionsschicht, insbesondere höchstens 5 % der Fläche des Bereichs der Konversionsschicht vom zugeordneten
Halbleiterchip unbedeckt bleiben.
In dieser Ausführungsform ist es insbesondere möglich, dass das Material der Konversionsschicht nur dort auf die
Trägerplatte aufgebracht wird, wo später ein
optoelektronischer Halbleiterchip angeordnet wird. Auf diese Weise kann noch mehr Lumineszenzkonversionsmaterial
eingespart werden, als dies ohnehin der Fall ist. Ferner ist es auf diese Weise möglich, die Konversionsschicht noch effektiver gegen Umwelteinflüsse zu schützen, als dies durch die Trägerplatte schon der Fall ist, da auch Seitenflächen der Konversionsschicht mit schützendem Material bedeckt werden können.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens
überdeckt das Umhüllungsmaterial nach dem Einbringen des
Umhüllungsmaterials Seitenflächen eines jeden der zumindest zwei Bereiche der Konversionsschicht. Durch das strukturierte Aufbringen der Konversionsschicht in voneinander beabstandete Bereiche ist es möglich, das Umhüllungsmaterial derart aufzubringen, dass es zusätzlich zu den Seitenflächen des Halbleiterchips auch die Seitenflächen des zugeordneten
Bereichs der Konversionsschicht bedeckt. Die Seitenflächen des Bereichs der Konversionsschicht sind dabei diejenigen Flächen, welche die Fläche, die dem zugeordneten
Halbleiterchip zugewandt und die Fläche, welche dem
zugeordneten Halbleiterchip abgewandt ist, miteinander verbinden. Auf diese Weise sind in dieser Ausführungsform die Seitenflächen der Bereiche der Konversionsschicht
vorzugsweise vollständig vom Umhüllungsmaterial bedeckt. Die Konversionsschicht ist dann vollständig von weiteren
Komponenten des optoelektronischen Bauteils umgeben. So grenzt die Konversionsschicht an ihrer ersten Hauptfläche beispielsweise an die Trägerplatte, die mit einem Glas gebildet ist, und an ihrer zweiten Hauptfläche an den
zugeordneten optoelektronischen Halbleiterchip. Die
Seitenflächen grenzen an das Umhüllungsmaterial. Die
Konversionsschicht ist auf diese Weise also vollständig gekapselt und daher besonders gut vor äußeren mechanischen oder chemischen Einflüssen geschützt, sodass insbesondere empfindliche Lumineszenzkonversionsmaterialien in der
Konversionsschicht zum Einsatz kommen können. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens weisen verschiedene der zumindest zwei Bereiche der
Konversionsschicht voneinander unterschiedliche Dicken auf. Das heißt, in der Ausführungsform des Verfahrens, in der die Konversionsschicht in voneinander beabstandeten Bereichen aufgebracht wird, ist es möglich, dass die Konversionsschicht keine gleichmäßige Dicke aufweist, sondern dass gezielt in unterschiedlichen Bereichen der Konversionsschicht eine unterschiedliche Dicke gewählt wird. Innerhalb der Bereiche der Konversionsschicht bleibt die Dicke dann im Rahmen der Herstellungstoleranz konstant. Auf diese Weise ist es
möglich, dass auf ein und derselben Trägerplatte
Kombinationen von Bereichen der Konversionsschicht und optoelektronischen Halbleiterchips erzeugt werden können, welche im Betrieb beispielsweise Licht mit voneinander unterschiedlicher Farbe oder voneinander unterschiedlichem Farbort erzeugen.
Ferner ist es möglich, dass durch die unterschiedlichen
Bereiche Produktionsschwankungen im Farbort des von den optoelektronischen Halbleiterchips erzeugten Lichts
angeglichen oder ausgeglichen werden, sodass die
fertiggestellten optoelektronischen Bauteile Licht in einem engeren Farbortbereich abstrahlen, als dies ohne Anpassung der Dicke der Konversionsschicht möglich wäre. Darüber hinaus ist es möglich, dass anstelle oder zusätzlich zur Dicke der Konversionsschicht in den Bereichen auch die
Materialzusammensetzung der Konversionsschicht in den
Bereichen variiert wird. So kann sich in unterschiedlichen Bereichen der Konversionsschicht die Art oder Dichte des Lumineszenzkonversionsmaterials in der Konversionsschicht gezielt voneinander unterscheiden. Auf diese Weise ist es beispielsweise auch möglich, dass die Konversionsschicht in einem Bereich ausschließlich Lumineszenzkonversionsmaterial aufweist, das im Betrieb des fertiggestellten Bauteils rotes Licht emittiert, und in einem anderen Bereich ausschließlich Lumineszenzkonversionsmaterial aufweist, das im Betrieb grünes Licht emittiert. Ferner ist es möglich, dass die unterschiedliche Materialzusammensetzung der
Konversionsschicht in den unterschiedlichen Bereichen gezielt zu unterschiedlichen Farborten des im fertiggestellten
Bauteil emittierten Mischlichts führen. So kann in einem Bereich zum Beispiel warmweißes Licht emittiert werden, wohingegen in einem anderen Bereich kaltweißes Licht
emittiert wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt ein Trennen in mehrere optoelektronische Bauteile, wobei jedes der optoelektronischen Bauteile zumindest einen der zumindest zwei optoelektronischen Halbleiterchips, einen Teil der Trägerplatte, einen Teil der Konversionsschicht sowie einen Teil des Umhüllungsmaterials umfasst. Der Teil der Trägerplatte, welcher im optoelektronischen Bauteil
verbleibt, stellt im fertiggestellten optoelektronischen Bauteil eine Abdeckplatte dar, welche das optoelektronische Bauteil an der Lichtaustrittsseite nach außen hin abschließt. Der Teil des Umhüllungsmaterials, der im optoelektronischen Halbleiterbauteil verbleibt, stellt einen Gehäusekörper dar, der den optoelektronischen Halbleiterchip an dessen
Seitenflächen umgibt. Dieser Gehäusekörper kann dann an den Seitenflächen des Halbleiterchips direkt an den
optoelektronischen Halbleiterchip grenzen. Das
optoelektronische Bauteil kann dabei einen, zwei oder mehr optoelektronische Halbleiterchips umfassen, je nachdem, entlang welcher Trennlinien ein Zertrennen erfolgt. Es wird weiter ein optoelektronisches Bauteil angegeben. Das hier beschriebene optoelektronische Bauteil kann insbesondere mit einem hier beschriebenen Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauteils hergestellt werden. Das heißt, sämtliche, der für das Verfahren offenbarten Merkmale sind auch für das optoelektronische Bauteil offenbart und
umgekehrt .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird ein
optoelektronisches Bauteil angegeben mit:
- einem optoelektronischen Halbleiterchip,
- einer Konversionsschicht, die an einer Oberseite des
Halbleiterchips angeordnet ist, und
- einer Abdeckplatte, die ein Glas umfasst, an der dem
Halbleiterchip abgewandten Seite der Konversionsschicht, wobei
- die Konversionsschicht ein Lumineszenzkonversionsmaterial umfasst,
- die Konversionsschicht zwischen dem optoelektronischen Halbleiterchip und der Abdeckplatte angeordnet ist, und
- Seitenflächen des optoelektronischen Halbleiterchips im Wesentlichen frei von der Konversionsschicht sind.
Bei der Abdeckplatte des optoelektronischen Bauteils kann es sich dabei insbesondere um den Teil der Trägerplatte handeln, welcher nach dem Abschluss des hier beschriebenen Verfahrens innerhalb des optoelektronischen Bauteils verbleibt.
Beim hier beschriebenen optoelektronischen Bauteil sind die Seitenflächen des optoelektronischen Halbleiterchips im
Wesentlichen frei von der Konversionsschicht. „Im
Wesentlichen frei von der Konversionsschicht" heißt dabei, dass im Rahmen der Herstellungstoleranz die Konversionsschicht sich nicht auf die Seitenflächen des optoelektronischen Halbleiterchips erstreckt, sondern
lediglich an der der Abdeckplatte zugewandten Hauptfläche, insbesondere der Strahlungsdurchtrittsfläche, des
optoelektronischen Halbleiterchips angeordnet ist. Die
Seitenflächen sind dabei beispielsweise zu höchstens 5 %, insbesondere zu höchstens 1 %, vom Material der
Konversionsschicht bedeckt.
Beim hier beschriebenen optoelektronischen Bauteil wird dabei insbesondere die Erkenntnis genutzt, dass aufgrund der
Konversionsschicht, die im Bauteil eine im Rahmen der
Herstellungstoleranz gleichmäßige Dicke aufweist, Mischlicht aus der primär im Halbleiterchip erzeugten
elektromagnetischen Strahlung und der von dem
Lumineszenzkonversionsmaterial in der Konversionsschicht sekundär emittierten elektromagnetischen Strahlung erzeugt werden kann, welches sich über einen großen Bereich von
Betrachtungswinkeln durch eine besonders homogene
Farbortverteilung auszeichnet.
Beim hier beschriebenen optoelektronischen Bauteil ist es ferner insbesondere möglich, dass die Konversionsschicht direkt an die Abdeckplatte und den optoelektronischen
Halbleiterchip grenzt. Die Konversionsschicht kann in diesem Fall neben ihren optischen Eigenschaften auch die Funktion einer Haftschicht wahrnehmen, welche eine mechanische
Verbindung zwischen dem optoelektronischen Halbleiterchip und der Abdeckplatte vermittelt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils umfasst das optoelektronische Halbleiterbauteil einen Gehäusekörper, der die Seitenflächen des optoelektronischen Halbleiterchips überdeckt und reflektierend ausgebildet ist. Bei dem Gehäusekörper handelt es sich um das ausgehärtete Umhüllungsmaterial, sofern das optoelektronische Bauteil durch ein hier beschriebenes
Verfahren hergestellt ist. Der Gehäusekörper kann dabei direkt an den optoelektronischen Halbleiterchip, die
Konversionsschicht und gegebenenfalls die Abdeckplatte grenzen .
Der Gehäusekörper kann beispielsweise Licht reflektierend ausgebildet sein, zum Beispiel weist der Gehäusekörper für die im Betrieb im optoelektronischen Halbleiterchip sowie in der Konversionsschicht erzeugte elektromagnetische Strahlung eine Reflektivität von wenigstens 50 %, insbesondere von wenigstens 75 %, auf. Der Gehäusekörper kann dabei farbig oder insbesondere weiß ausgebildet sein. Zu diesem Zweck kann der Gehäusekörper ein Matrixmaterial wie beispielsweise
Silikon oder Epoxidharz umfassen, in welches Partikel eines Licht streuenden oder Licht reflektierenden Materials, wie Titandioxid, eingebracht sind. Der Gehäusekörper kann darüber hinaus weitere Materialien umfassen, ist jedoch vorzugsweise frei von dem Lumineszenzkonversionsmaterial der
Konversionsschicht oder den Lumineszenzkonversionsmaterialien der Konversionsschicht oder frei von jeglichem
Lumineszenzkonversionsmaterial .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils überdeckt der Gehäusekörper Seitenflächen der
Konversionsschicht. In diesem Fall ist die Konversionsschicht im optoelektronischen Bauteil beispielsweise derart
ausgebildet, dass sie im Wesentlichen deckungsgleich oder deckungsgleich mit der ihr zugewandten Hauptfläche des optoelektronischen Halbleiterchips ausgebildet ist. Das heißt, die Konversionsschicht weist dann beispielsweise in der Haupterstreckungsebene der Abdeckplatte eine Fläche auf, die höchstens um 10 %, insbesondere um höchstens 5 % von der der Konversionsschicht zugewandten Fläche des Halbleiterchips in Größe und Form abweicht. In diesem Ausführungsbeispiel befindet sich der Gehäusekörper insbesondere in direktem Kontakt mit der Abdeckplatte, welche dann die
Konversionsschicht und den optoelektronischen Halbleiterchip in lateralen Richtungen überragt. Auf diese Weise befindet sich auch die Konversionsschicht innerhalb des Gehäusekörpers des optoelektronischen Bauteils und ist daher besonders gut vor äußeren mechanischen oder chemischen Beeinflussungen geschützt .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils befindet sich der Gehäusekörper in direktem Kontakt mit dem optoelektronischen Halbleiterchip, der
Konversionsschicht und der Abdeckplatte. Insbesondere ist es in dieser Ausführungsform möglich, dass das optoelektronische Halbleiterbauteil aus dem Gehäusekörper, dem
optoelektronischen Halbleiterchip sowie der
Konversionsschicht und der Abdeckplatte besteht und sonst keine weiteren Komponenten umfasst.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils weist die Konversionsschicht im Bauteil eine im Wesentlichen konstante Dicke auf. Dies kann beispielsweise heißen, dass die Konversionsschicht im Rahmen der
Herstellungstoleranz eine konstante Dicke aufweist. Das heißt beispielsweise, dass die Dicke der Konversionsschicht über die gesamte Konversionsschicht höchstens um 10 %,
insbesondere höchstens um 5 %, variiert. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils umfasst die Abdeckplatte ein Glas, in das Partikel zumindest eines der folgenden Materialien eingebracht sind: das Lumineszenzkonversionsmaterial, ein weiteres
Lumineszenzkonversionsmaterial, Diffusormaterial . Das heißt, es kann beispielsweise das Lumineszenzkonversionsmaterial, welches auch in der Konversionsschicht vorhanden ist, in die Abdeckplatte eingebracht sein. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass in der Abdeckplatte ein anderes
Lumineszenzkonversionsmaterial eingebracht ist, welches beispielsweise bei Anregung Licht einer anderen Farbe erzeugt als das Lumineszenzkonversionsmaterial in der
Konversionsschicht. Schließlich kann die Abdeckplatte
zusätzlich oder alternativ ein Diffusormaterial enthalten. Das Diffusormaterial ist beispielsweise dazu eingerichtet, auftreffende elektromagnetische Strahlung zu streuen und/oder zu reflektieren. Auf diese Weise kann eine
Austrittswahrscheinlichkeit aus der Abdeckplatte erhöht werden, was insbesondere die Helligkeit des vom
optoelektronischen Bauteil im Betrieb erzeugten Lichts erhöht. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die dem Halbleiterchip abgewandte Außenfläche der Abdeckplatte aufgeraut ist. Umfasst das Bauteil zwei oder mehr Halbleiterchips, ist es möglich, dass zumindest einer der optoelektronischen
Halbleiterchips ein Detektorchip wie zum Beispiel eine
Fotodiode ist. Auf diese Weise kann es sich bei dem Bauteil zum Beispiel um eine Leuchtiode mit integriertem
Umgebungslichtsensor handeln.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils umfasst das optoelektronische Bauteil wenigstens zwei optoelektronische Halbleiterchips, die lateral
beabstandet zueinander angeordnet sind, wobei alle
optoelektronischen Halbleiterchips von der Abdeckplatte überdeckt sind. Der Abstand zwischen benachbarten
optoelektronischen Halbleiterchips zumindest in einer
lateralen Richtung kann dabei zum Beispiel wenigstens 20 ym und höchstens 50 ym betragen. Solch geringe Abstände zwischen den optoelektronischen Halbleiterchips sind insbesondere durch die Herstellung mit einem hier beschriebenen Verfahren ermöglicht.
Zwischen den optoelektronischen Halbleiterchips des
optoelektronischen Halbleiterbauteils ist Material des
Gehäusekörpers angeordnet. Insbesondere, wenn der
Gehäusekörper strahlungsundurchlässig, zum Beispiel
reflektierend, ausgebildet ist, verhindert der Gehäusekörper auf diese Weise ein optisches Übersprechen zwischen den optoelektronischen Halbleiterchips des Bauteils. Handelt es sich bei den optoelektronischen Halbleiterchips des Bauteils beispielsweise um lichtemittierende Halbleiterchips, so können diese auch getrennt voneinander angesteuert werden, ohne dass es zu einem Nebenleuchten benachbarter
optoelektronischer Halbleiterchips kommt. Die Abdeckplatte des Bauteils überdeckt dabei sämtliche optoelektronischen Halbleiterchips des Bauteils. Die
Abdeckplatte und der Gehäusekörper stellen somit die
Komponenten des optoelektronischen Bauteils dar, welche die optoelektronischen Halbleiterchips mechanisch tragen und zusammenhalten.
Dabei ist es ferner möglich, dass auch die Konversionsschicht sämtliche optoelektronischen Halbleiterchips überdeckt. In diesem Fall ist die Konversionsschicht beispielsweise
unstrukturiert als einfach zusammenhängende durchgehende Schicht zwischen den optoelektronischen Halbleiterchips und der Abdeckplatte angeordnet. Insbesondere aufgrund der
Tatsache, dass im vorliegenden optoelektronischen Bauteil die optoelektronischen Halbleiterchips besonders nah aneinander angeordnet werden können, ist es mit einer solchen
durchgehenden Konversionsschicht, die sämtliche
optoelektronischen Halbleiterchips überdeckt, möglich, ein lichtemittierendes optoelektronisches Bauteil anzugeben, das eine besonders homogene Leuchtfläche aufweist. Das heißt, beispielsweise Leuchtdichteschwankungen, gemessen an der den optoelektronischen Halbleiterchips abgewandten Außenfläche der Abdeckplatte, sind gering und im Rahmen der
Herstellungstoleranz beispielsweise nicht vorhanden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils ist die Konversionsschicht in mehrere Bereiche aufgeteilt, jedem optoelektronischen Halbleiterchip ist genau ein Bereich der Konversionsschicht eineindeutig zugeordnet, wobei die Bereiche lateral beabstandet zueinander angeordnet sind und der Gehäusekörper stellenweise zwischen den
Bereichen angeordnet ist. Mit anderen Worten grenzt jeder der optoelektronischen Halbleiterchips in dieser Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils an einen Bereich der
Konversionsschicht, an den kein anderer optoelektronischer Halbleiterchip grenzt. Zwischen den Bereichen der
Konversionsschicht kann Material des Gehäusekörpers
angeordnet sein, was insbesondere für den Fall, dass der Gehäusekörper reflektierend ausgebildet ist, ein optisches Übersprechen zwischen benachbarten Bereichen der
Konversionsschicht verhindern kann. Der Abstand zwischen zwei benachbarten Bereichen der Konversionsschicht liegt dabei im Bereich des Abstands zwischen zwei benachbarten
optoelektronischen Halbleiterchips und kann beispielsweise wenigstens 15 ym und höchstens 50 ym betragen. Dabei ist es insbesondere möglich, dass sich
unterschiedlichen optoelektronischen Halbleiterchips
zugeordnete Bereiche der Konversionsschicht hinsichtlich ihrer Dicke und/oder ihrer Materialzusammensetzung
voneinander unterscheiden. So ist es beispielsweise möglich, in ein und demselben optoelektronischen Bauteil
optoelektronische Halbleiterchips einzusetzen, die
unterschiedlichen Sortierklassen (englisch: bins) zugeordnet sind. Ein Unterschied im Farbort des vom optoelektronischen Halbleiterchip und dem zugeordneten Bereich der
Konversionsschicht abgestrahlten Mischlichts kann dann beispielsweise durch eine Veränderung der
Materialzusammensetzung des Bereichs der Konversionsschicht oder durch eine Veränderung der Dicke des Bereichs der
Konversionsschicht kompensiert werden. Auf diese Weise fällt bei der Herstellung des Bauteils ein geringerer Ausschuss an nicht verwendbaren Halbleiterchips an, was zu geringeren Kosten bei der Herstellung des Bauteils führt. Andererseits ist es möglich, durch die unterschiedlichen Bereiche der Konversionsschicht gezielt Mischlicht unterschiedlicher Farbe oder unterschiedlichen Farborts zu erzeugen. So kann
beispielsweise von ein und demselben Bauteil warmweißes und kaltweißes Licht erzeugt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils umfasst das optoelektronische Bauteil ein
elektrisches Verbindungselement an einer der Abdeckplatte abgewandten Unterseite des optoelektronischen Bauteils, wobei das elektrische Verbindungselement zumindest zwei der optoelektronischen Halbleiterchips elektrisch leitend
miteinander verbindet. Bei dem elektrischen
Verbindungselement handelt es sich beispielsweise um eine Metallisierung, die mit Verfahren wie Aufdampfen,
Aufsputtern, physikalische Dampfphasenepitaxie oder
dergleichen aufgebracht werden kann. Mit dem elektrischen Verbindungselement ist es beispielsweise möglich, zwei benachbarte optoelektronische Halbleiterchips elektrisch zueinander in Reihe zu schalten. Werden im Bauteil mehrere elektrische Verbindungselemente, zum Beispiel zwei oder mehr elektrische Verbindungselemente, verwendet, so ist es
möglich, die optoelektronischen Halbleiterchips im Bauteil elektrisch in Reihe, elektrisch parallel zueinander oder teilweise in Reihe und teilweise parallel zueinander zu verschalten. Auf diese Weise kann beispielsweise ein Bauteil realisiert werden, das mit einer hohen Spannung, zum Beispiel mit einer Spannung größer als 6 V, insbesondere mit einer Spannung von 12 V oder 24 V, betreibbar ist. Im Folgenden werden das hier beschriebene Verfahren sowie das hier beschriebene optoelektronische Bauteil anhand von
Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen Figuren näher erläutert . Die Figuren 1A, 1B und IC zeigen schematische Darstellungen eines hier beschriebenen optoelektronischen Bauteils anhand eines ersten Ausführungsbeispiels.
In Verbindung mit den schematischen Darstellungen der Figuren
2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F, 2G ist ein erstes
Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen
Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen Bauteils beispielsweise gemäß des ersten Ausführungsbeispiels anhand von schematischen
Darstellungen erläutert. tischen Darstellungen der Figuren 3A, 3B, 3C zeigen ein hier beschriebenes optoelektronisches Bauteil gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels. n 4A, 4B, 4C, 4D, 4E, 4F, 4G, 4H zeigen anhand schematischer Darstellungen ein zweites
Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen
Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen Bauteils, beispielsweise gemäß des zweiten
Ausführungsbeispiels . n 5A, 5B und 5C zeigen schematische Darstellungen eines hier beschriebenen optoelektronischen
Bauteils anhand eines dritten Ausführungsbeispiels. ung mit den schematischen Darstellungen der Figuren 6A, 6B, 6C, 6D, 6E, 6F, 6G, 6H ist ein drittes
Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen
Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen Bauteils, beispielsweise gemäß des dritten
Ausführungsbeispiels, näher erläutert. tischen Darstellungen der Figuren 7A, 7B, 7C zeigen ein hier beschriebenes optoelektronisches Bauteil gemäß eines vierten Ausführungsbeispiels. n 8A, 8B, 8C, 8D, 8E, 8F, 8G, 8H, 81 zeigen anhand schematischer Darstellungen ein viertes
Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen
Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen Bauteils, beispielsweise gemäß des vierten
Ausführungsbeispiels .
Die Figuren 9A, 9B, 9C zeigen ein hier beschriebenes
optoelektronisches Bauteil gemäß eines fünften Ausführungsbeispiels .
Die Figuren 10A, 10B, IOC, 10D, 10E, 10F, 10G zeigen anhand schematischer Darstellungen ein fünftes
Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen
Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen Bauteils, beispielsweise gemäß des fünften Ausführungsbeispiels .
Die Figuren IIA und IIB zeigen schematische Aufsichten auf ein hier beschriebenes optoelektronisches Bauteil gemäß eines sechsten Ausführungsbeispiels.
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 1A zeigt anhand einer schematischen
Schnittdarstellung ein erstes Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen optoelektronischen Bauteils. Das
optoelektronische Bauteil umfasst einen optoelektronischen Halbleiterchip 3, bei dem es sich beispielsweise um einen Leuchtdiodenchip handelt. Der optoelektronische
Halbleiterchip 3 weist zwei Anschlussstellen 5 auf, über die der optoelektronische Halbleiterchip elektrisch kontaktiert und betrieben werden kann. Die Anschlussstellen 5 können an einer Unterseite des Halbleiterchips 3 angeordnet sein, sodass sowohl der Halbleiterchip 3 als auch das
optoelektronische Bauteil oberflächenmontierbar sind.
Das optoelektronische Bauteil umfasst ferner eine
Abdeckplatte 1, die ein Glas umfasst und beispielsweise aus einem Glas besteht.
Die Abdeckplatte 1 zeichnet sich dabei durch eine im Rahmen der Herstellungstoleranz konstante Dicke aus.
Zwischen dem optoelektronischen Halbleiterchip 3 und der Abdeckplatte 1 ist die Konversionsschicht 2 angeordnet, die ein Lumineszenzkonversionsmaterial enthält oder aus diesem besteht. Im Ausführungsbeispiel der Figur 1A überragt die Konversionsschicht 2 den optoelektronischen Halbleiterchip 3 in lateralen Richtungen, was insbesondere auch in der
Draufsicht der Figur 1B ersichtlich ist. Die Abdeckplatte 1, die Konversionsschicht 2 und der optoelektronische
Halbleiterchip 3 grenzen jeweils direkt aneinander, wobei die Konversionsschicht 2 eine Haftung zwischen dem
optoelektronischen Halbleiterchip 3 und der Abdeckplatte 1 vermittelt.
Das optoelektronische Bauteil umfasst weiter einen
Gehäusekörper 4, welcher an den Seitenflächen 3c des
Halbleiterchips 3 angeordnet ist und diese vollständig bedeckt. Dies ist insbesondere auch aus der Draufsicht auf die Bodenfläche des optoelektronischen Bauteils an seinem der Abdeckplatte 1 abgewandten Seite in der Figur IC ersichtlich. Der Gehäusekörper 4 grenzt dabei direkt an den
optoelektronischen Halbleiterchip und die Konversionsschicht 2, steht jedoch nicht in Kontakt mit der Abdeckplatte 1. Der Gehäusekörper 4 ist beispielsweise strahlungsreflektierend und weiß ausgebildet. Im Betrieb im Halbleiterchip 3 erzeugte elektromagnetische Strahlung, die auf den Gehäusekörper 4 trifft, wird in den Halbleiterchip 3 oder in die
Konversionsschicht 2 reflektiert, um nach deren Durchlauf in die Abdeckplatte 1 einzutreten.
Die Konversionsschicht 2 im optoelektronischen Bauteil weist eine im Wesentlichen gleichmäßige Dicke auf und die
Seitenflächen 3c des optoelektronischen Halbleiterchips 3 sind frei von der Konversionsschicht 2, sodass das
optoelektronische Bauteil im Betrieb Mischstrahlung besonders hoher Homogenität erzeugen kann.
Die Dicke Hl des optoelektronischen Halbleiterchips 3 beträgt dabei zum Beispiel 150 ym, die Dicke der Konversionsschicht 2 beträgt 50 ym und die Dicke der Abdeckplatte 1 wenigstens 25 ym.
In Verbindung mit den schematischen Schnittdarstellungen der Figuren 2A bis 2G ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen Verfahrens näher erläutert.
In einem ersten Verfahrensschritt wird in diesem Verfahren beispielsweise eine Trägerplatte 10 zur Verfügung gestellt, bei der es sich um eine 6-Zoll-Scheibe handeln kann, die in einen nicht dargestellten Rahmen eingespannt ist. Die
Trägerplatte besteht dabei beispielsweise aus einem Glas, Figur 2A. Im nächsten Verfahrensschritt, Figur 2B, wird auf die
Trägerplatte 10 eine Konversionsschicht 2 großflächig
aufgebracht, beispielsweise durch Sprühbeschichten oder durch Laminieren mit einer Folie. Die Konversionsschicht 2 enthält zumindest ein Lumineszenzkonversionsmaterial.
Im nachfolgenden Verfahrensschritt, Figur 2C, wird eine
Vielzahl von optoelektronischen Halbleiterchips auf die der Trägerplatte 10 abgewandte Seite der Konversionsschicht 2 aufgesetzt. Dabei ist es möglich, dass die Konversionsschicht 2 eine Haftung zwischen der Trägerplatte 10 und den
optoelektronischen Halbleiterchips 3 vermittelt.
In Verbindung mit der Figur 2D ist ein nachfolgender
Verfahrensschritt gezeigt, bei dem ein Umhüllungsmaterial 40, bei dem es sich beispielsweise um ein mit Titandioxid
gefülltes Silikon handeln kann, zwischen die
optoelektronischen Halbleiterchips und auf die
Konversionsschicht 2 aufgebracht wird. Die der Trägerplatte 10 abgewandte Seite der Halbleiterchips 3 kann dabei vom Umhüllungsmaterial 40 unbedeckt bleiben.
Das Umhüllungsmaterial 40 wird dabei beispielsweise durch Vergießen oder Abformen (zum Beispiel film-assisted molding) aufgebracht.
Es kann weiter ein Aushärten der Umhüllungsmasse 40 erfolgen.
Im nachfolgenden Verfahrensschritt 2E erfolgt ein Zertrennen der Anordnung in einzelne, optoelektronische Bauteile 100, beispielsweise durch Techniken wie Plasma-Verglasen
(englisch: „plasma glazing") und Sägen ohne Trägerfolie
(englisch: „tapeless sawing") . Beim Plasma-Verglasen erfolgt zum Beispiel ein Verglasen der Außenfläche des Umhüllungsmaterials 40, das zum Beispiel ein Silikon enthält. Das Verglasen erfolgt mit Hilfe eines Ar-02- Plasmas, um die Klebrigkeit an der Außenfläche zu reduzieren. Beim Sägen ohne Trägerfolie wird die Anordnung ohne zum
Beispiel vorheriges Aufkleben auf eine Trägerfolie, die als Hilfsträger dient, vereinzelt. Dies spart die Kosten für die Folie und die so hergestellten Bauteile 100 können direkt als Schüttgut weiterverarbeitet werden.
In den fertiggestellten optoelektronischen Bauteilen ist die Abdeckplatte 1 durch den Teil der Trägerplatte 10 gegeben, der im Bauteil verbleibt, der Gehäusekörper 4 ist durch die verbleibende, ausgehärtete Umhüllungsmasse 40 gegeben.
Anschließend erfolgt ein Testen der Bauteile 100, Figur 2F, sowie ein Verbauen der Bauteile am Bestimmungsort,
beispielsweise in einem Gehäuse 200.
Bei dem Verfahren ist insbesondere beachtenswert, dass die Umhüllungsmasse 40 im in Verbindung mit der Figur 2D
beschriebenen Verfahrensschritt eingebracht wird, wobei die Umhüllungsmasse frei von jeglichem
Lumineszenzkonversionsmaterial ist, sodass die
optoelektronischen Halbleiterchips an ihren Seitenflächen 3c vom Umhüllungsmaterial 40 und nicht vom Material der
Konversionsschicht 2 bedeckt sind. In Verbindung mit der schematischen Schnittdarstellung der Figur 3A ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauteils näher erläutert. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Figur 1A überragt die Konversionsschicht 2 hier den
optoelektronischen Halbleiterchip 3 in lateralen Richtungen nicht, wird jedoch ihrerseits in lateralen Richtungen von der Abdeckplatte 1 überragt. Die Konversionsschicht 2 weist beispielsweise eine Fläche auf, die der ihr zugewandten
Außenfläche des Halbleiterchips 3 im Rahmen der
Herstellungstoleranz in Form und Größe entspricht.
Entsprechend ist es möglich, dass sich der Gehäusekörper 4 auch entlang der Seitenflächen 2c der Konversionsschicht 2 erstreckt, sodass der Gehäusekörper 4 an den Seitenflächen 3c des optoelektronischen Halbleiterchips 3 sowie den
Seitenflächen 2c der Konversionsschicht 2 angeordnet ist. Dies ist insbesondere auch aus den Draufsichten der Figuren 3B und 3C ersichtlich. Dabei zeigt die Figur 3B das
optoelektronische Bauteil der Figur 3 von der Seite der
Abdeckplatte 1 her, wohingegen die Figur 3C eine Aufsicht auf die, der Abdeckplatte 1 abgewandte, Unterseite des Bauteils zeigt . Das Ausführungsbeispiel der Figuren 3A bis 3C zeichnet sich im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Figuren 1A bis IC durch eine weiter verbesserte Farbhomogenität aus, da lange Lichtwege durch die Konversionsschicht in den Bereichen, in denen die Konversionsschicht den Halbleiterchip 3 seitlich überragt, ausgeschlossen sind.
In Verbindung mit den Figuren 4A bis 4H ist anhand
schematischer Schnittdarstellungen ein Verfahren zur
Herstellung eines optoelektronischen Bauteils nach dem zweiten Ausführungsbeispiel beschrieben.
Zunächst wird beim Herstellungsverfahren wieder die
Trägerplatte 10 bereitgestellt, bei der es sich beispielsweise um eine 6-Zoll-Glasplatte handeln kann, Figur 4A.
Anschließend erfolgt ein Aufbringen der Konversionsschicht 2 in voneinander beabstandeten Bereichen, beispielsweise über Sprühbeschichtung . Dies ist in Figur 4B dargestellt.
Über eine großflächige Lichtquelle 300 können die Bereiche der Konversionsschicht 2 nachfolgend gleichzeitig
hinsichtlich der von ihnen unter Bestrahlung erzeugten elektromagnetischen Strahlung getestet werden, Figur 4C.
Im nächsten Verfahrensschritt, Figur 4D, erfolgt ein
Aufsetzen jeweils genau eines optoelektronischen
Halbleiterchips 3 auf einen Bereich der Konversionsschicht 2. Auf diese Weise sind die Bereiche der Konversionsschicht und die optoelektronischen Halbleiterchips einander eineindeutig zugeordnet . Im nächsten Verfahrensschritt, Figur 4E, wird die
Umhüllungsmasse 40 zwischen die optoelektronischen
Halbleiterchips 3 eingebracht, wobei die optoelektronischen Halbleiterchips 3 an ihrer der Trägerplatte 10 abgewandten Seite von der Umhüllungsmasse 40 frei bleiben. Die
Umhüllungsmasse 40 befindet sich nach dem Einbringen in direktem Kontakt mit den Seitenflächen 3c der
optoelektronischen Halbleiterchips 3 und den Seitenflächen 2c der Konversionsschicht 2 in den einzelnen Bereichen und der Trägerplatte 10.
Nach einem Aushärten der Umhüllungsmasse 40 erfolgt in dem Verfahrensschritt, der in Verbindung mit Figur 4F dargestellt ist, ein Zertrennen in einzelne optoelektronische Bauteile 100, die nachfolgend, Figur 4G, getestet und schließlich im in Verbindung mit Figur 4H beschriebenen Verfahrensschritt am Bestimmungsort, zum Beispiel in einem Gehäuse 200, verbaut werden können.
Insgesamt zeichnen sich hier beschriebene optoelektronische Bauteile dadurch aus, dass sie sowohl während als auch nach ihrer Herstellung aufgrund der Trägerplatte beziehungsweise der Abdeckplatte mechanisch besonders stabil sind. Dies ermöglicht eine besonders verlustfreie Oberflächenmontage der optoelektronischen Bauteile, da aufgrund der erhöhten
mechanischen Stabilität eine Zerstörung der
optoelektronischen Bauteile bei der Oberflächenmontage unwahrscheinlicher ist.
Ferner kann bei den hier beschriebenen optoelektronischen Bauteilen die Konversionsschicht ohne Plättchenübertrag auf die optoelektronischen Halbleiterchips aufgebracht werden, da diese in der Produktion direkt auf die Konversionsschicht aufgesetzt werden. Dies ermöglicht eine besonders schnelle und kostengünstige Herstellung der optoelektronischen
Bauteile. Ferner können zur Bildung des Gehäusekörpers 4 schnell durchzuführende und kostengünstige Verfahren wie „film-assisted molding" eingesetzt werden, welche das gleichzeitige Umhüllen einer Vielzahl von optoelektronischen Halbleiterchips ermöglicht.
Insbesondere im zweiten Ausführungsbeispiel des Verfahrens, bei dem die Konversionsschicht 2 in voneinander beabstandeten Bereichen aufgebracht wird, können die Bereiche der
Konversionsschicht schon vor dem Aufbringen der
Halbleiterchips hinsichtlich des von ihnen erzeugten Lichts kontrolliert werden, sodass fehlerhafte Bereiche schon vor der Montage der optoelektronischen Halbleiterchips erkannt werden, wodurch schlussendlich weniger Ausschuss erzeugt wird, was wiederum zu einem kostengünstigeren
Herstellungsverfahren führt.
In Verbindung mit den schematischen Darstellungen der Figuren 5A, 5B und 5C ist ein drittes Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen Bauteils näher erläutert. Im Unterschied beispielsweise zum in Verbindung mit den Figuren 1A bis IC beschriebenen Ausführungsbeispiel umfasst das Bauteil 100 in diesem Ausführungsbeispiel zumindest zwei oder genau zwei optoelektronische Halbleiterchips 3. Die optoelektronischen Halbleiterchips 3 sind in den Gehäusekörper 4 eingebettet, sodass Material des Gehäusekörpers 4 auch zwischen den beiden optoelektronischen Halbleiterchips 3 angeordnet ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die optoelektronischen Halbleiterchips 3 an ihrer der Abdeckplatte 1 abgewandten Unterseite über das elektrische Verbindungselement 7
elektrisch miteinander verbunden und zum Beispiel elektrisch in Serie verschaltet. Auf das elektrische Anschlusselement 7 kann jedoch auch verzichtet werden, wenn eine Verschaltung der optoelektronischen Halbleiterchips 3 am Bestimmungsort, beispielsweise über die Kontaktstellen und Leiterbahnen einer Leiterplatte, erfolgt.
Der Abstand D zwischen den benachbarten optoelektronischen Halbleiterchips 3 beträgt beispielsweise zwischen wenigstens 20 ym und höchstens 50 ym. Auf diese Weise ist die Strecke, die vom elektrischen Verbindungselement 7 überbrückt werden muss, besonders klein.
Im Ausführungsbeispiel der Figuren 5A bis 5C sind die
optoelektronischen Halbleiterchips 3 sowohl vom Abdeckkörper 1 als auch von der Konversionsschicht 2 an ihrer Oberseite vollständig überdeckt. Die Konversionsschicht 2 ist dabei als durchgehende Schicht ausgebildet, die nicht in einzelne
Bereiche strukturiert ist. Dies ermöglicht eine besonders kostengünstige Herstellung des optoelektronischen Bauteils.
In Verbindung mit den Figuren 6A bis 6H ist anhand
schematischer Schnittdarstellungen ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung eines Bauteils gemäß des in Verbindung mit den Figuren 5A bis 5C beschriebenen dritten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Das
Herstellungsverfahren kann analog zum in Verbindung mit den Figuren 2A bis 2G beschriebenen Herstellungsverfahren
durchgeführt werden.
Das heißt, es wird zunächst eine Trägerplatte 10
bereitgestellt, die ein Glas umfasst und zum Beispiel aus einem Glas besteht, Figur 6A. Im nächsten Verfahrensschritt, Figur 6B, wird an der
Oberseite der Trägerplatte 10 eine unstrukturierte
Konversionsschicht 2 aufgebracht, die ein
Lumineszenzkonversionsmaterial umfasst . Im nachfolgenden Verfahrensschritt, Figur 6C, werden
optoelektronische Halbleiterchips 3 auf die
Konversionsschicht an ihrer der Trägerplatte 10 abgewandten Seite aufgebracht, wobei Anschlussstellen zur Kontaktierung der optoelektronischen Halbleiterchips der Trägerplatte abgewandt sind. Bei den optoelektronischen Halbleiterchips handelt es sich daher um oberflächenmontierbare
optoelektronische Halbleiterchips, bei denen sämtliche
Anschlussstellen an einer Seite des zugeordneten Halbleiterchips 3 angeordnet sind. Zum Beispiel handelt es sich bei den optoelektronischen Halbleiterchips 3 um
sogenannte Saphir-Flip-Chips. Im nächsten Verfahrensschritt, der in Verbindung mit der
Figur 6D näher beschrieben ist, wird das Umhüllungsmaterial 40, das frei von einem Lumineszenzkonversionsmaterial ist, zwischen die optoelektronischen Halbleiterchips 3
eingebracht. Beispielsweise schließt das Umhüllungsmaterial 40 an der der Trägerplatte 10 abgewandten Seite der
optoelektronischen Halbleiterchips 3 bündig mit diesen ab.
Im nachfolgenden Verfahrensschritt, Figur 6E, werden
elektrische Verbindungselemente 7 zwischen je zwei
benachbarten optoelektronischen Halbleiterchips eingebracht, welche in direktem elektrischem Kontakt mit entsprechenden Anschlussstellen 5 der optoelektronischen Halbleiterchips 3 stehen. Die elektrischen Verbindungselemente 7 können beispielsweise mittels eines PVD-Verfahrens aufgebracht werden. Die elektrischen Verbindungselemente stehen
stellenweise mit dem Umhüllungsmaterial 40 in direktem
Kontakt und sind am Umhüllungsmaterial 40 befestigt.
Im nachfolgenden Verfahrensschritt, Figur 6F, erfolgt ein Vereinzeln zu optoelektronischen Bauteilen, wobei jedes Bauteil 100 vorliegend genau zwei optoelektronische
Halbleiterchips 3 umfasst.
Die Bauteile werden dann wie weiter oben beschrieben
getestet, siehe Figur 6G, und im Gehäuse 200 verbaut.
In Verbindung mit den schematischen Figuren der Figur 7A bis 7C ist ein viertes Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen optoelektronischen Bauteils näher erläutert. Im Unterschied zum in Verbindung mit den Figuren 5A bis 5C beschriebenen Ausführungsbeispiel ist in diesem
Ausführungsbeispiel die Konversionsschicht nicht als
durchgehende Schicht ausgebildet, sondern jedem
optoelektronischen Halbleiterchip ist eineindeutig ein
Bereich 21, 22 der Konversionsschicht 2 zugeordnet. Dabei sind die Seitenflächen 2c der Konversionsschicht auch
zwischen den Bereichen der Konversionsschicht 21, 22 vom Material des Gehäusekörpers 4 bedeckt. Auf diese Weise ist ein optoelektronisches Bauteil realisiert, bei dem der
Laufweg vom im Betrieb des Bauteils in den Halbleiterchips 3 erzeugter elektromagnetischer Strahlung durch die
Konversionsschicht 2 auch im Bereich zwischen den
optoelektronischen Halbleiterchips nicht vergrößert ist, was zu einer verbesserten Farbhomogenität des erzeugten
Mischlichts führt.
In Verbindung mit den schematischen Darstellungen der Figuren 8A bis 81 ist ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Herstellung eines Bauteils gemäß des vierten
Ausführungsbeispiels näher erläutert. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel, das beispielsweise in Verbindung mit den Figuren 6A bis 6H erläutert ist, erfolgt in diesem
Ausführungsbeispiel auf die im ersten Verfahrensschritt,
Figur 8A, bereitgesellte Trägerplatte 10 das Aufbringen einer strukturierten Konversionsschicht 2 mit entsprechenden
Bereichen 21, 22, Figur 8B. Im optionalen, in Verbindung mit der Figur 8C beschriebenen, Verfahrensschritt können die Bereiche 21, 22 der
Konversionsschicht 2 mittels einer Lichtquelle 300 optisch kontrolliert werden. Im nächsten Verfahrensschritt, Figur 8D, erfolgt ein
Aufbringen der optoelektronischen Halbleiterchips 3 auf die Bereiche 21, 22 der Konversionsschicht 2, wobei jedem Bereich 21, 22 ein optoelektronischer Halbleiterchip 3 eineindeutig zugeordnet wird, Figur 8D.
Im nächsten Verfahrensschritt, Figur 8E, erfolgt das
Aufbringen des Umhüllungsmaterials 40, welches sich auch zwischen die Bereiche 21, 22 der Konversionsschicht 2
erstreckt, sodass Seitenflächen der Bereiche der
Konversionsschicht 2 ebenfalls mit dem Material des
Umhüllungsmaterials 40 bedeckt sind. Im nächsten Verfahrensschritt, Figur 8F, können die
elektrischen Verbindungselemente 7 zwischen benachbarte optoelektronische Halbleiterchips 3 aufgebacht werden, welche Anschlussstellen 5 der optoelektronischen Halbleiterchips elektrisch leitend miteinander verbinden.
In Verbindung mit den Figuren 8G und 8H ist wiederum das Vereinzeln, Testen und Montieren der hergestellten
optoelektronischen Bauteile 100 gezeigt. In Verbindung mit den schematischen Darstellungen der Figuren 9A bis 9C ist ein fünftes Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen optoelektronischen Bauteils näher erläutert. In diesem Ausführungsbeispiel sind im Unterschied zum in
Verbindung mit den Figuren 7A bis 7C beschriebenen
Ausführungsbeispiel die unterschiedlichen Bereiche 21, 22 der Konversionsschicht 2 mit unterschiedlichen
Konversionsmaterialien gebildet. Auf diese Weise kann das optoelektronische Bauteil beispielsweise Licht unterschiedlicher Farbe oder unterschiedlichen Farborts von unterschiedlichen Bereichen her emittieren. Es ist auf diese Weise insbesondere möglich, dass das Bauteil rotes, blaues und grünes Licht oder rotes, blaues, grünes und weißes Licht emittiert. Ferner ist es möglich, dass das Bauteil weißes Licht unterschiedlicher Farbtemperatur emittiert.
Dabei ist es insbesondere auch möglich, dass zumindest einem der optoelektronischen Halbleiterchips des Bauteils kein Bereich der Konversionsschicht 2 nachgeordnet ist. Auf diese Weise kann aus diesem Bereich des Bauteils zum Beispiel unkonvertiertes blaues Licht emittiert werden. Zum
Höhenausgleich zwischen dem optoelektronischen Halbleiterchip und der Abdeckplatte ist es möglich, dass zwischen dem optoelektronischen Halbleiterchip 3 und der Abdeckplatte 1 ein nichtkonvertierendes optisches Element, zum Beispiel eine Streuschicht 8, angeordnet ist, welche dazu eingerichtet ist, das vom optoelektronischen Halbleiterchip 3 im Betrieb erzeugte Licht zu streuen.
Ferner ist es möglich, dass einer der optoelektronischen Halbleiterchips durch einen Sensor, zum Beispiel einen
Fotodetektor, gebildet ist. Auf diese Weise kann in das
Bauteil zum Beispiel ein Umgebungslichtsensor integriert werden. Umfasst das Bauteil mehrere optoelektronische
Halbleiterchips 3, die im Betrieb gegebenenfalls aufgrund des vorhandenen Bereichs 21, 22 der Konversionsschicht Licht voneinander unterschiedlicher Farbe emittieren, so ist es insbesondere möglich, dass der Gehäusekörper 4
strahlungsabsorbierend, zum Beispiel schwarz, ausgebildet ist. Auf diese Weise kann das Bauteil beispielsweise in einem Großleinwanddisplay eingesetzt werden. In Verbindung mit den Figuren 10A bis 10G ist ein Ausführungsbeispiel zur Herstellung eines optoelektronischen Bauteils gemäß des fünften Ausführungsbeispiels näher
erläutert. Im Unterschied zum in Verbindung mit den Figuren 8A bis 81 beschriebenen Ausführungsbeispiel ist diesem
Ausführungsbeispiel in Verbindung mit der Figur 10B
angedeutet, dass zumindest an manchen Stellen der
Trägerplatte alternativ zur strukturierten Konversionsschicht 2 eine Streuschicht 8 oder eine nicht gezeigte Klebeschicht aufgebracht werden kann, auf die beispielsweise im späteren Verfahrensschritt, Figur IOC, optoelektronische
Halbleiterchips aufgebracht werden, deren im Betrieb
emittiertes Licht nicht konvertiert werden soll oder bei denen es sich um strahlungsdetektierende Chips handelt.
Ansonsten entsprechen die für dieses Ausführungsbeispiel gezeigten Verfahrensschritte den in Verbindung mit den
Figuren 8A bis 81 beschriebenen Verfahrensschritten. In Verbindung mit den Figuren IIA und IIB ist anhand
schematischer Aufsichten ein sechstes Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen Bauteils näher erläutert. In diesem Ausführungsbeispiel umfasst das Bauteil insgesamt neun optoelektronische Halbleiterchips 3, bei denen es sich beispielsweise um gleichartige Leuchtdiodenchips handeln kann, denen jeweils gleichartige Bereiche 21, 22 einer
Konversionsschicht 2 nachgeordnet sind. Die Figur IIA zeigt dabei eine Draufsicht auf die Emissionsfläche des Bauteils. Die Figur IIB zeigt schematisch die Unterseite des Bauteils. Wie der Figur IIB zu entnehmen ist, können über die
elektrischen Verbindungselemente 7 die Halbleiterchips 3, die gemeinsam in einer Reihe des Bauteils angeordnet sind, in Serie verschaltet sein, wobei randseitig Verbindungselemente 7 vorhanden sind, welche die drei Serienschaltungen von optoelektronischen Halbleiterchips 3 parallel zueinander schalten. Insgesamt ist mit diesem Ausführungsbeispiel erläutert, dass über die elektrischen Verbindungselemente 7 auch komplexe Verschaltungen der optoelektronischen
Halbleiterchips 3 untereinander möglich sind.
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.
Bezugs zeichenliste
1 Abdeckplatte
2 Konversionsschicht
2c Seitenfläche der Konversionsschicht
21, 22 Bereiche der Konversionsschicht
3 optoelektronischer Halbleiterchip 3c Seitenfläche des optoelektronischen
Halbleiterchips
4 Gehäusekörper
5 Anschlussstellen
7 elektrisches Verbindungselement
8 Streuschicht
10 Trägerplatte
40 Umhüllungsmaterial
100 optoelektronisches Bauteil
200 Gehäuse
300 Lichtquelle Hl, H2, H3 Dicke
D Abstand

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen
Bauteils (100) mit den folgenden Schritten:
- Bereitstellen einer Trägerplatte (10), die ein Glas umfasst ,
- Aufbringen einer Konversionsschicht (2), die ein
Lumineszenzkonversionsmaterial umfasst, auf die Trägerplatte (10),
- Aufbringen von zumindest zwei optoelektronischen
Halbleiterchips (3) auf die Konversionsschicht an ihrer der Trägerplatte (10) abgewandten Seite, und
- Einbringen eines Umhüllungsmaterials (40), das frei von einem Lumineszenzkonversionsmaterial ist, zwischen die optoelektronischen Halbleiterchips (3) .
2. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch,
wobei Seitenflächen (3c) der optoelektronischen
Halbleiterchips (3) im Wesentlichen von der
Konversionsschicht (2) unbedeckt bleiben.
3. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei die Konversionsschicht (2) nach dem Aufbringen der zumindest zwei optoelektronischen Halbleiterchips (3) eine im Wesentlichen konstante Dicke aufweist.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei die Konversionsschicht (2) eine Haftung zwischen den zumindest zwei optoelektronischen Halbleiterchips (3) und der Trägerplatte vermittelt.
5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei
- die Konversionsschicht (2) zumindest zwei Bereiche (21, 22) aufweist, die voneinander beabstandet sind,
- beim Aufbringen der zumindest zwei optoelektronischen
Halbleiterchips (3) auf jeden der zumindest zwei Bereiche
(21, 22) der Konversionsschicht (2) genau einer der zumindest zwei optoelektronischen Halbleiterchips (3) aufgebracht wird, und
- jeder der zumindest zwei optoelektronischen Halbleiterchips (3) den Bereich (21, 22) der Konversionsschicht (2), auf den er aufgebracht ist, vollständig oder im Wesentlichen
vollständig überdeckt.
6. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch,
wobei das Umhüllungsmaterial (40) nach dem Einbringen des
Umhüllungsmaterials (40) Seitenflächen (2c) eines jeden der zumindest zwei Bereiche (21, 22) der Konversionsschicht (2) überdeckt .
7. Verfahren nach einem der beiden vorherigen Ansprüche, wobei unterschiedliche der zumindest zwei Bereiche (21, 22) der Konversionsschicht (2) voneinander unterschiedliche
Dicken aufweisen und/oder voneinander unterschiedliche
Materialzusammensetzungen aufweisen .
8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
wobei ein Trennen in mehrere optoelektronische Bauteile (100) erfolgt, wobei jedes der optoelektronischen Bauteile (100) zumindest einen, insbesondere zwei oder mehr, der zumindest zwei optoelektronischen Halbleiterchips (3) , einen Teil der Trägerplatte (10), einen Teil der Konversionsschicht (2) sowie einen Teil des Umhüllungsmaterials (4) umfasst.
9. Optoelektronisches Bauteil (100)
mit
- einem optoelektronischen Halbleiterchip (3) ,
- einer Konversionsschicht (2), die an einer Oberseite des Halbleiterchips (3) angeordnet ist, und
- einer Abdeckplatte (1), die ein Glas umfasst, an der dem Halbleiterchip (3) abgewandten Seite der Konversionsschicht (2 ) , wobei
- die Konversionsschicht (2) ein
Lumineszenzkonversionsmaterial umfasst,
- die Konversionsschicht (2) zwischen dem optoelektronischen Halbleiterchip (3) und der Abdeckplatte (1) angeordnet ist, und
- Seitenflächen (3c) des optoelektronischen Halbleiterchips (3) im Wesentlichen frei von der Konversionsschicht (2) sind.
10. Optoelektronisches Bauteil nach dem vorherigen Anspruch mit einem Gehäusekörper (4), der die Seitenflächen des optoelektronischen Halbleiterchips (3) überdeckt und
reflektierend ausgebildet ist.
11. Optoelektronisches Bauteil nach dem vorherigen Anspruch, bei dem der Gehäusekörper (4) Seitenflächen der
Konversionsschicht (2) überdeckt.
12. Optoelektronisches Bauteil nach einem der beiden
vorherigen Ansprüche,
bei dem sich der Gehäusekörper (4) in direktem Kontakt mit dem optoelektronischen Halbleiterchip (3) , der
Konversionsschicht (2) und der Abdeckplatte (1) befindet.
13. Optoelektronisches Bauteil nach einem der vier vorherigen Ansprüche, bei dem die Konversionsschicht (2) eine im Wesentlichen konstante Dicke aufweist.
14. Optoelektronisches Bauteil nach einem der fünf vorherigen Ansprüche,
bei dem die Abdeckplatte (1) ein Glas umfasst, in das
Partikel zumindest eines der folgenden Materialien
eingebracht sind: Lumineszenzkonversionsmaterial, weiteres Lumineszenzkonversionsmaterial, Diffusormaterial .
15. Optoelektronisches Bauteil nach einem der sechs
vorherigen Ansprüche mit
wenigstens zwei optoelektronischen Halbleiterchips (3) , die lateral beabstandet zueinander angeordnet sind, wobei alle optoelektronischen Halbleiterchips (3) von der Abdeckplatte (1) überdeckt sind.
16. Optoelektronisches Bauteil nach dem vorherigen Anspruch, bei dem
- die Konversionsschicht (2) in mehrere Bereiche (21, 22) aufgeteilt ist, und
jedem optoelektronischen Halbleiterchip (3) genau ein Bereich (21, 22) der Konversionsschicht (2) eineindeutig zugeordnet ist, wobei
- die Bereiche (21, 22) lateral beabstandet zueinander angeordnet sind, und
der Gehäusekörper (4) stellenweise zwischen den
Bereichen (21, 22) angeordnet ist.
17. Optoelektronisches Bauteil nach dem vorherigen Anspruch, bei dem unterschiedlichen optoelektronischen Halbleiterchips (3) zugeordnete Bereiche (21, 22) sich hinsichtlich ihrer Dicke und/oder ihrer Materialzusammensetzung voneinander unterscheiden .
18. Optoelektronisches Bauteil nach den drei vorherigen
Ansprüchen,
bei dem der Abstand zwischen zwei benachbarten
optoelektronischen Halbleiterchips (3) zwischen wenigstens 20 ym und höchstens 50 ym beträgt.
19. Optoelektronisches Bauteil nach den vier vorherigen
Ansprüchen mit
einem elektrischen Verbindungselement (7) an einer der
Abdeckplatte (1) abgewandten Unterseite des
optoelektronischen Bauteils (100), wobei das elektrische Verbindungselement (7) zumindest zwei der optoelektronischen Halbleiterchips (3) elektrisch leitend miteinander verbindet.
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