WO2018138114A1 - Optoelektronisches bauelement und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen bauelements - Google Patents

Optoelektronisches bauelement und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen bauelements Download PDF

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WO2018138114A1
WO2018138114A1 PCT/EP2018/051654 EP2018051654W WO2018138114A1 WO 2018138114 A1 WO2018138114 A1 WO 2018138114A1 EP 2018051654 W EP2018051654 W EP 2018051654W WO 2018138114 A1 WO2018138114 A1 WO 2018138114A1
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stage
optoelectronic
potting
optoelectronic component
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PCT/EP2018/051654
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Martin Brandl
Markus Pindl
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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Definitions

  • the present invention relates to an optoelectronic component and to a method for producing an optoelectronic component according to the independent claims.
  • This patent application claims the priority of German Patent Application 10 2017 101 267.2, the disclosure of which is hereby incorporated by reference.
  • a potting material embedding the optoelectronic semiconductor chip can be arranged in the cavity. Furthermore, it is known to equip optoelectronic components with optical elements for deflecting or shaping radiated electromagnetic radiation.
  • the object of the present invention is to specify a method for producing an optoelectronic component. These objects are achieved by an optoelectronic component with the features of claim 1 and by a method for producing an optoelectronic component having the features of claim 11. In the dependent Ansprü ⁇ Chen various developments are given.
  • An optoelectronic component comprises a housing with a first cavity bounded by a first wall. On the inside of the first wall is a formed circumferential first step, which rotates the first cavity with respect to a bottom of the first cavity at an angle. At the bottom of the first cavity, a first optoelectronic semiconductor chip is arranged and embedded in a first potting material arranged in the first cavity. The first potting material extends from the bottom of the first cavity to the first stage. At the first stage, a first potting surface of the first potting material is formed.
  • the first Vergussober Structure of the first molding material is also formed corresponding to the inclination angle of the orbiting around the first cavity first stage obliquely from ⁇ .
  • Such an obliquely formed first Vergussober ⁇ surface capable electromagnetic radiation e.g. visible light
  • first stage is at least sectionally formed from ⁇ acute angle.
  • a transgression of the first encapsulating material over the acute-angled portion of the first stage is prevented by this feature of the opto-electro ⁇ African component thereby forming a first oblique Vergus- sober Design is ensured.
  • the first molding material to a convex ers ⁇ te Vergussober Construction.
  • the first molding material to a concave ⁇ formed first Vergussober
  • a convex or concave image ⁇ th first Vergussober an optical element (lens) for deflection or molding of emitted electromagnetic radiation.
  • a convex first Vergussober Design can bundle electromagnetic radiation, while a kon ⁇ KAV formed first Vergussober Design can scatter electromagnetic radiation , As a result, the equipment of the optoelectronic component with additional optical components can be omitted.
  • the first potting material comprises a silicone or an epoxide.
  • the potting material is cost- effectively available and can be arranged in a simple manner in the cavity of the housing, for example by a dosing.
  • the first optoelectronic semiconductor chip arranged within the first cavity of the optoelectronic component is designed to emit electromagnetic radiation that can pass through the first encapsulation surface in a vertical direction with respect to the bottom of the first cavity.
  • the electromagnetic radiation is refracted when passing through the first casting surface.
  • an optoelectronic component comprises a housing with a second cavity bounded by a second wall. On the inside of the second wall, a circumferential second stage is formed, which rotates obliquely the second cavity with respect to a bottom of the second cavity. At the bottom of the second cavity, a second optoelectronic semiconductor chip is arranged, and embedded in a valve disposed in the second cavity second Ver ⁇ cast material. The second potting ⁇ it extends from the bottom of the second cavity to the second stage. At the second stage, a second potting surface of the second potting material is formed.
  • a second optoelectronic semiconductor chip which is arranged within the second cavity, can have an additional functionality. For example, it can be oriented forms ⁇ to detect electromagnetic radiation.
  • the second obliquely formed potting surface is inclined in opposite directions compared to the first obliquely formed potting surface.
  • electromagnetic radiation incident obliquely on the optoelectronic semiconductor component can be aligned in this way on the second optoelectronic semiconductor chip.
  • the second optoelectronic semiconductor chip is configured to detect electromagnetic radiation that is in a direction perpendicular to the bottom of the second cavity after it has passed through and been refracted by the second potting surface.
  • the optoelectronic component can serve as a pulse sensor device or as a pulse oximetry device in a further development.
  • a method for producing an optoelectronic component according to the invention comprises the following steps: the provision of a housing having a first cavity bounded by a first wall, wherein a circumferential first step is formed on the inside of the first wall.
  • the first stage orbits the first cavity obliquely in pull on a floor of the first cavity.
  • the arrangement of a first opto ⁇ electronic semiconductor chip on the bottom of the first cavity is also possible.
  • the arrangement of a first casting material in the first cavity takes place, wherein the first casting material extends from the bottom of the first cavity to the obliquely formed around the first cavity first stage and forms a first casting surface at the first stage.
  • An advantage of such a potting is that the optoelectronic semiconductor chip is protected by its arrangement within the cavity of the housing from damage due to external influences.
  • the first potting material is arranged in the first cavity by means of a dosing method.
  • Amount of potting material can be arranged in a cavity.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view of an optoelectronic component
  • FIG. 2 shows a three-dimensional view of a cavity for the representation of the step arranged on the inner wall, about the cavity revolving around the cavity and obliquely formed with respect to the bottom of the cavity;
  • FIG. 3 is a sectional view of a second embodiment of the optoelectronic component with convex potting surfaces;
  • FIG. 4 is a sectional view of a third embodiment of the optoelectronic component with concave potting surfaces.
  • Fig. 1 shows a sectional view of an optoelectronic device ⁇ ULTRASONIC 10.
  • the optoelectronic component 10 includes fully a housing 300 having an open top 301, a closed bottom 302 and a separation region 310.
  • the housing 300 has an opening to the top 301 first cavity 100.
  • the first cavity 100 is enclosed by a first wall 110.
  • Fig. 2 shows a three-dimensional
  • the exact geometric shape of the first cavity is not limited to a rectangular base surface, as shown in Fig. 2.
  • the base surface could for example also be circular or have any other shape.
  • the housing 300 may comprise a plastic material, in particular ⁇ sondere for example an epoxy resin. This allows for a simple and economical production of the housing 300 with ⁇ means of a molding process (Moldmaschine), for example by injection molding (transfer molding) or by molding (injection molding).
  • a first stage 120 is arranged, which circumscribes the first cavity 100.
  • the first stage 120 divides the inner side 115 of the first wall 110 into a lower part, which adjoins a bottom 130 of the first cavity 100, and an upper part, which is open to the upper side 301 of the housing.
  • the first stage 120 has a plateau 124, on which the first cavity 100 expands. Between the plateau 124 and the lower part of the inner side 115 of the first wall 110, an edge 125 is formed ⁇ .
  • the first stage 120 is obliquely formed with respect to the bottom 130 of the first cavity 100.
  • the obliquely formed first stage 120 has a first portion 121 located at the separation area 310, a second portion 122 of the first stage 120 formed at the side opposite the separation area 310, and a transition portion 123 obliquely inward Reference is made to the bottom 130 of the first cavity 100 and connects the first portion 121 and the second portion 122 with each other. From the first ⁇ cut 121 is further determined that the first stage 120 has its highest vertical position within the first cavity 100 within this section. The two ⁇ te section 122 is further determined by the fact that the first stage 120 having its lowest vertical position in this section.
  • the transition portion 123 connects the first portion 121 and the second portion 122 and is formed obliquely with respect to the bottom 130 of the first cavity 100 due to the different vertical positions of the first and second portions 121 and 122.
  • the first stage 120 may be at least partially formed spitzwink ⁇ lig. In this case, the plateau 124 of the first stage 120 and the inside 115 of the lower part of the first wall 110 form an acute angle.
  • a first undercut 126 which has the same acute angle as the first step 120, is formed between the inside 115 of the upper part of the first wall 110 and the plateau 124.
  • the second section 122 of the first stage 100 is formed at an acute angle.
  • the first Ab ⁇ section 121 and the transition section 123 may be formed acute angle ⁇ lig.
  • the first portion 121, the second portion 122, and the transition portion 123 of the first stage 100 may also have an angle other than an acute angle between the plateau 124 and the inside 115 of the lower portion of the first wall 110.
  • the first stage 100 in the first section 121 and in the transition section 123 may be formed at right angles or at an obtuse angle.
  • a first optoelectronic semiconductor chip 150 has an underside 152 and an upper side 151.
  • the first opto ⁇ electronic semiconductor chip 150 is disposed with its bottom 152 at the bottom 130 of the first cavity 100. He can be contacted in different ways. In ⁇ example, the contacts may be disposed on the top 151 or the bottom 152 of the first optoelectronic semiconductor chip. The contacting can be realized in different variants. For example, adhesive, solder or ⁇ KlemmWallet réelleen are conceivable.
  • the first optoelectronic semiconductor chip 150 may be at ⁇ play, a light emitting diode chip or a laser chip.
  • the first optoelectronic semiconductor chip 150 may electromagnetic radiation ⁇ diagram 500 (eg, visible light) to emit, for example, on its upper side 151 in a direction perpendicular with respect to the bottom 130 of the first cavity 100 towards the 140th
  • the first optoelectronic semiconductor chip 150 may also emit electromagnetic radiation 500 along another direction.
  • an edge emitter which is disposed within the first cavity 100
  • electro-magnetic radiation 500 emit parallel to the floor 130 of the first Ka ⁇ tivity 100, which by means of additional optical components, which can also be arranged within the first cavity 100 is deflected so that the electro-magnetic radiation ⁇ 500 has an end 130 perpendicular to the bottom of the first cavity 100 extending direction of propagation 140th
  • the first optoelectronic semiconductor chip 150 is embedded in the first cavity 100 in a first potting material 160 ⁇ .
  • the first potting material 160 extends from the bottom 130 of the first cavity 100 to the first obliquely formed step 120 and has an obliquely formed first potting surface 165.
  • the angle of inclination of the first potting surface 165 is given by the angle of inclination of the inclined with respect to the bottom 130 of the first cavity 100 and arranged on the inside 115 of the first wall 110 of the first cavity 100 stage.
  • the first potting material 100 is based on its use properties on the obliquely arranged first stage 120 and thus forms the corresponding oblique first potting surface 165.
  • the at least partially formed acute angle of the first stage 120 supports that the first potting ⁇ material 160 does not exceed the edge 125 of the first stage 120.
  • an acute angle etcbil ⁇ finished first stage 120 (and an acute-angled first rear Tailoring 126) within the second portion 122 of the ERS ⁇ th stage 120 is arranged, as this second section 122 is determined by the fact that the first stage 120 theiristers- te vertical position within the first cavity 100 has ⁇ , whereby in particular a transgression of the first molding material 160 over the edge 125 of the first stage 120 can be prevented.
  • the first potting material 160 may comprise a silicone or an epoxide and is additionally distinguished by having a different refractive index from the medium in the environment (for example air) of the optoelectronic component 10.
  • a special feature of the optoelectronic component 10 be ⁇ is that the first Vergussober Structure 165 of the first molding material 160 is formed such that it elec- can rupture electromagnetic radiation 500 in a desired manner.
  • the potting surface 165 thus has the function of an optic in this optoelectronic component 10. As shown in Fig. 1, becomes electromagnetic
  • the housing 300 further has a second cavity 200, which is enclosed by a second wall 210.
  • the first cavity 100 and the second cavity 200 are of the
  • Separation area 310 separated from each other.
  • a second step 220 is arranged, which runs around the second cavity 200 ⁇ .
  • the second stage 220 divides the inner side 215 of the second wall 210 into a lower part adjacent to a bottom 230 of the second cavity 200 and an upper part opened to the upper side 301 of the housing.
  • the second stage 220 has a plateau 224, at which the second cavity 200 widens. Between the plateau 224 and the unte ⁇ ren part of the inner side 215 of the second wall 210, an edge 225 is formed.
  • the second stage 220 is formed obliquely with respect to the bottom 230 of the two ⁇ th cavity 200.
  • the obliquely formed second stage 120 has a first portion 221 located at the separation area 310, a second portion 222 of the second stage 220 formed at the side opposite the separation area 310, and a transition portion 223 obliquely relative to the bottom 230 of the second cavity 200 is formed and connects the first portion 221 and the second portion 222 with each other.
  • the first section 221 is further determined by the second step 220 within this section having its highest vertical position within the second cavity 200. has.
  • the second portion 222 is further characterized ⁇ be true that the second stage 220 having its lowest vertical position in this section.
  • the Sprintsab ⁇ section 223 connects the first section 221 and second sections 222 and 221 and 222 formed obliquely with respect to the bottom 230 of the second cavity 200, due to the different vertical positions of the first and the second portion.
  • the second stage 220 may be at least partially pointed ⁇ angle formed.
  • the plateau 224 of the second stage 220 and the inside 215 of the un ⁇ direct part of the second wall 210 enclose an acute angle.
  • a second undercut 226, which has the same acute angle as the second step 220, is formed between the inner side 215 of the upper part of the second wall 210 and the plateau 224.
  • the second section 222 of the second stage 200 is formed at an acute angle.
  • the first Ab ⁇ section 221 and the transition section 223 may be formed acute angle ⁇ lig.
  • first portion 221, the second portion 222, and the transition portion 223 of the second stage 200 may also have an angle other than an acute angle between the plateau 224 and the inner side 215 of the lower portion of the second wall 210.
  • the second stage 200 in the first section 221 and in the transition section 223 be formed at right angles or obtuse.
  • the second cavity 200 is formed in the example shown mirror ⁇ symmetrical to the first cavity 100. This is per ⁇ but not mandatory.
  • a second optoelectronic semiconductor chip 250 has a lower side 252 and an upper side 251.
  • the second opto ⁇ electronic semiconductor chip 250 is with its underside 252 disposed on the bottom 230 of the second cavity 200. He can be contacted in different ways. In ⁇ example, the contacts may be disposed on the top 251 or the bottom 252 of the second optoelectronic semiconductor chip.
  • the contacting can be realized in different variants. For example, adhesive, solder or ⁇ KlemmWallet réelleen are conceivable.
  • the second optoelectronic semiconductor chip 250 may be a photodiode, for example.
  • the second optoelectronic ⁇ specific semiconductor chip 250 may electromagnetic radiation 500 (eg, visible light) impinging on its upper surface 251 detect.
  • the second optoelectronic semiconductor chip 250 may also detect electromagnetic 500 incident along a direction that deviates from the vertical direction 140.
  • the second optoelectronic semiconductor chip 250 is embedded in a second potting material 260.
  • the second potting material 260 extends from the bottom 230 of the second cavity 200 to the second, obliquely formed step 220 and has an obliquely formed second potting surface 265.
  • the second potting material 260 may comprise a silicone or an epoxy.
  • the second Vergussober configuration 265 is formed oppositely inclined in the illustrated case ⁇ game as compared to the first Vergussober Type 165th
  • the at least partially formed acuteness of the second stage 220 supports it, that the second Ver ⁇ molding material 260 does not exceed over the edge 225 of the second stage 220th
  • an acute angle out ⁇ formed second stage 220 (and an acute-angled first reciprocating terschneidung 226) within the second portion 222 of second stage 220 is arranged, as this second section 222 is determined by the fact that the second stage 220 their nied ⁇ -lowest vertical Position within the second cavity 200 whereby, in particular, a passing over of the second potting material 260 via the edge 225 of the second step 220 can be prevented.
  • the electromagnetic radiation passes 500 from the first encapsulant 160 from being broken and extends within a second portion of beams 502, 501 of the deflected propagation has a ge ⁇ genüber the first beam portion tung direction.
  • the second beam portion 502 of the electromagnetic radiation 500 may, for example, be oriented towards an object ⁇ 400th
  • the electromagnetic radiation 500 is scattered at the object 400 and propagates toward the second potting surface 265 within a third beam portion 503.
  • the electromagnetic radiation will he ⁇ neut broken, penetrates into the second molding material 260, and then may be located within a fourth optical ⁇ portion 504 in a perpendicular direction 140 with respect to the bottom 230 of the second cavity 200 and detected by a second optoelectronic semiconductor chip 260.
  • the optoelectronic component 10 may, for example, be a pulse sensor and serve to determine a pulse frequency or an oxygen saturation in the blood of a human patient. In this case, the electromagnetic energy emitted by the first optoelectronic semiconductor chip 150 becomes
  • the first Optoelectronic semiconductor chip 150 and the second opto ⁇ electronic semiconductor chip 250 are arranged in the separated by the separation region 310 cavities 100, 200 of the housing 300, an undesirable crosstalk of the signals is le minimized and thus increases the efficiency of the measurement.
  • the obliquely formed potting surfaces 165 and 265 function as optical elements in this device and serve to deflect the electromagnetic radiation 500.
  • the optoelectronic component 10 can also be a pulse oximeter or another optoelectronic component. There could also be each a plurality of optoelectronic semiconductor ⁇ chips in the wells 100 may be arranged 200th For example, it is possible to arrange a plurality of emitting optoelectronic semiconductor chips in the first cavity 100, which differ with respect to the wavelength of the emitted electromagnetic radiation 500. In a simplified embodiment of the optoelectronic component 10 can be one of the cavities 100, 200 and since ⁇ rin arranged optoelectronic semiconductor chip 150, 250 omitted. Fig.
  • FIG 3 shows a cross section of an optoelectronic ⁇ construction elements 20 which is formed in a similar manner as the opto-electronic device 10, wherein both opto-electronic devices are provided with the same reference sign ⁇ 10 and 20. Except for the different geometries of the first and second encapsulation surfaces 165 and 265, all other features of the embodiment 20 are identical to those of the optoelectronic component 10.
  • the optoelectronic component 20 has a first encapsulation surface 165 and a second encapsulation surface 265, each of which is both convex.
  • the first and the second potting material 160 and 260 thus each have one to the top 301 of the housing 300 toward curved Vergussober ⁇ surface 165 and 265 on.
  • the convexly formed potting surfaces 165 and 265 can be produced starting from planar potting surfaces 165 and 265 by introducing a larger amount of the potting materials 160 and 260.
  • Fig. 4 shows a cross section of an optoelectronic construction elements 30 which is formed in a similar manner as the opto-electronic device 10, wherein both opto-electronic devices are provided with the same reference sign ⁇ 10 and 30. Except for the different geometries of the first and second potting surfaces 165 and 265, all other features of the embodiment 30 are the same as those of the optoelectronic device 10.
  • the optoelectronic component 30 has a first potting surface ⁇ 165 and a second potting surface 265, each of which is concave.
  • the first and second potting material 160 and 260 thus each have a curved surface Vergussober ⁇ 165 and 265 on the bottom 302 of the housing 300 out.
  • the concaved potting surfaces 165 and 265 may be created relative to planar potting surfaces 165 and 265 by incorporating a lesser amount of the potting materials 160 and 260.
  • differently shaped potting surfaces can also be realized, for example, by different wetting properties of the potting materials.
  • Various combinations of appropriately selected potting and casing materials can be used to adjust the wetting properties of the potting materials in the desired manner. This allows the geometry of a potting surface to be determined.
  • a hydrophilic encapsulating material when used, a hydrophobic coating of the internal walls can be to promote the formation of a convex Vergussober Formation while a hydrophilic Beschich ⁇ tung, in the case of a likewise hydrophilic potting material to promote the formation of a concave Vergussober Design.
  • the housing 300 is provided with the first cavity 100, the first wall 110 delimiting the first cavity 100.
  • the first cavity 100 On the inside of the first Wan ⁇ dung 115 is the first cavity 100 around the circumferential, in loading train on a bottom 130 of the first cavity 100 formed obliquely ⁇ first stage 120 is arranged.
  • the first optoelekt ⁇ tronic semiconductor chip 150 is on the floor 130 of the first Ka tivity 100 is disposed.
  • the first potting ⁇ material is placed 160 in the first cavity 100, the first encapsulant 160 from the bottom 130 of the first cavity 100 to the to the first cavity 100 encircling, obliquely formed first stage 120 at the Inner side of the first wall 115 extends.
  • the first optoelectronic semiconductor chip is embedded in the first Vergussma ⁇ TERIAL 160,150.
  • the first molding material 160 can be arranged for example by means 100 ei ⁇ nes dosing method in the first cavity.
  • the dosing method makes it possible to introduce a defined amount of the first potting material 160 into the first cavity 100.
  • the dosing method makes it possible to realize different geometries of the first potting surface 165 by virtue of its accuracy.
  • a first convexly or concavely formed potting surface 165 may be, for example can be arranged by selectively a larger or smaller amount of the first potting material 160 is disposed in the first cavity 100.

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Abstract

Ein optoelektronisches Bauelement umfasst ein Gehäuse, das eine durch eine Wandung begrenzte Kavität aufweist. Ander Innenseite der Wandung ist eine schräg ausgebildete, um die Kavität umlaufende Stufe angeordnet, wobei die Stufe zumindest abschnittsweise spitzwinklig ausgebildet ist. Ein inder Kavität angeordnetesund einen optoelektronischen Halbleiterchip einbettendes Vergussmaterial erstreckt sich vom Boden der Kavität bis zu der schräg ausgebildeten Stufe und ist selbst,dem Neigungswinkel der Stufe entsprechend, schräg ausgebildetund vermag darüber hinaus von einemoptoelektronischen Halbleiterchip emittierte elektromagnetische Strahlung zu brechen.

Description

OPTOELEKTRONISCHES BAUELEMENT UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES OPTOELEKTRONISCHEN BAUELEMENTS
BESCHREIBUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelement sowie ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements gemäß den unabhängigen Ansprüchen. Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2017 101 267.2, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, optoelektronische Bauelemente mit Gehäusen auszubilden, die eine Kavität zur
Aufnahme eines optoelektronischen Halbleiterchips aufweisen. In der Kavität kann ein den optoelektronischen Halbleiterchip einbettendes Vergussmaterial angeordnet werden. Weiterhin ist es bekannt optoelektronische Bauelemente mit optischen Elementen zur Ablenkung oder Formung abgestrahlter elektromagnetischer Strahlung auszustatten.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein optoelektronisches Bauelement bereitzustellen. Eine weitere
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements anzugeben . Diese Aufgaben werden durch ein optoelektronisches Bauelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. In den abhängigen Ansprü¬ chen sind verschiedene Weiterbildungen angegeben.
Ein optoelektronisches Bauelement gemäß der Erfindung umfasst ein Gehäuse mit einer von einer ersten Wandung umgrenzten ersten Kavität. An der Innenseite der ersten Wandung ist eine umlaufende erste Stufe ausgebildet, die die erste Kavität in Bezug auf einen Boden der ersten Kavität schräg umläuft. Am Boden der ersten Kavität ist ein erster optoelektronischer Halbleiterchip angeordnet und in ein in der ersten Kavität angeordnetes erstes Vergussmaterial eingebettet. Das erste Vergussmaterial erstreckt sich vom Boden der ersten Kavität bis zu der ersten Stufe. An der ersten Stufe ist eine erste Vergussoberfläche des ersten Vergussmaterials ausgebildet. Vorteilhafterweise ist die erste Vergussoberfläche des ersten Vergussmaterials entsprechend dem Neigungswinkel der um die erste Kavität umlaufenden ersten Stufe ebenfalls schräg aus¬ gebildet. Eine solche schräg ausgebildete erste Vergussober¬ fläche vermag elektromagnetische Strahlung (beispielsweise sichtbares Licht) , die eine senkrecht zum Boden der ersten Kavität verlaufende Ausbreitungsrichtung aufweist, zu bre¬ chen. Vorteilhafterweise kann damit die Ausstattung des opto¬ elektronischen Bauelements mit zusätzlichen optischen Elementen zur Ablenkung oder Formung abgestrahlter elektromagneti- scher Strahlung entfallen. Damit können eine Platzersparnis und eine Kostenreduktion einhergehen.
In einer Weiterbildung ist die erste Stufe zumindest ab¬ schnittsweise spitzwinklig ausgebildet.
Vorteilhafterweise wird durch dieses Merkmal des optoelektro¬ nischen Bauelements ein Übertreten des ersten Vergussmaterials über den spitzwinkligen Abschnitt der ersten Stufe verhindert, wodurch die Ausbildung einer schrägen ersten Vergus- soberfläche sichergestellt ist.
In einer Ausführungsform des optoelektronisches Bauelements, weist das erste Vergussmaterial eine konvex ausgebildete ers¬ te Vergussoberfläche auf.
In einer anderen Ausführungsform des optoelektronisches Bauelements, weist das erste Vergussmaterial eine konkav ausge¬ bildete erste Vergussoberfläche auf. Vorteilhafterweise stellt eine konvex oder konkav ausgebilde¬ te erste Vergussoberfläche ein optisches Element (Linse) zur Ablenkung oder Formung emittierter elektromagnetischer Strah- lung dar. Eine konvex ausgebildete erste Vergussoberfläche kann elektromagnetische Strahlung bündeln, während eine kon¬ kav ausgebildete erste Vergussoberfläche elektromagnetische Strahlung zerstreuen kann. Dadurch kann die Ausstattung des optoelektronischen Bauelements mit zusätzlichen optischen Komponenten entfallen.
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements, weist das erste Vergussmaterial ein Silikon oder ein Epoxid auf .
Vorteilhafterweise ist das Vergussmaterial dadurch kosten¬ günstig erhältlich und kann auf einfache Art und Weise in der Kavität des Gehäuses angeordnet werden, beispielsweise durch ein Dosierverfahren.
In einer Ausführungsform ist der innerhalb der ersten Kavität des optoelektronisches Bauelements angeordnete erste opto¬ elektronische Halbleiterchip ausgebildet, elektromagnetische Strahlung zu emittieren, die in einer senkrechten Richtung in Bezug auf den Boden der ersten Kavität durch die erste Vergussoberfläche treten kann.
Vorteilhafterweise wird die elektromagnetische Strahlung beim Durchtritt durch die erste Vergussoberfläche gebrochen.
Weiterhin umfasst ein optoelektronisches Bauelement in einer Ausführungsform ein Gehäuse mit einer von einer zweiten Wandung umgrenzten zweiten Kavität. An der Innenseite der zweiten Wandung ist eine umlaufende zweite Stufe ausgebildet, die die zweite Kavität in Bezug auf einen Boden der zweiten Kavität schräg umläuft. Am Boden der zweiten Kavität ist ein zweiter optoelektronischer Halbleiterchip angeordnet, und in ein in der zweiten Kavität angeordnetes zweites Ver¬ gussmaterial eingebettet. Das zweite Vergussmaterial er¬ streckt sich vom Boden der zweiten Kavität bis zu der zweiten Stufe. An der zweiten Stufe ist eine zweite Vergussoberfläche des zweiten Vergussmaterials ausgebildet.
Ein Vorteil eines Gehäuses mit zwei Kavitäten besteht darin, dass ein zweiter optoelektronischer Halbleiterchip, der innerhalb der zweiten Kavität angeordnet ist, eine zusätzliche Funktionalität aufweisen kann. Beispielsweise kann er ausge¬ bildet sein, elektromagnetische Strahlung zu detektieren.
In einer Ausführungsform ist die zweite schräg ausgebildete Vergussoberfläche im Vergleich zur ersten schräg ausgebilde- ten Vergussoberfläche entgegengesetzt geneigt.
Vorteilhafterweise kann elektromagnetische Strahlung, die schräg auf das optoelektronische Halbleiterbauelement trifft, auf diese Weise auf den zweiten optoelektronischen Halb- leiterchip ausgerichtet werden.
In einer Ausführungsform ist der zweite optoelektronische Halbleiterchip ausgebildet, elektromagnetische Strahlung zu detektieren, die in einer in Bezug auf den Boden der zweiten Kavität senkrechten Richtung verläuft, nachdem sie durch die zweite Vergussoberfläche getreten ist und an ihr gebrochen wurde .
Zweckmäßigerweise kann das optoelektronische Bauelement in einer Weiterbildung als Puls-Sensor-Vorrichtung oder als eine Puls-Oxymetrie-Vorrichtung dienen .
Ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements gemäß der Erfindung beinhaltet folgende Schritte: Das Bereitstellen eines Gehäuses mit einer von einer ersten Wandung umgrenzten ersten Kavität, wobei an der Innenseite der ersten Wandung eine umlaufende erste Stufe ausgebildet ist. Die erste Stufe umläuft die erste Kavität schräg in Be- zug auf einen Boden der ersten Kavität. In einem weiteren Verfahrensschritt erfolgt das Anordnen eines ersten opto¬ elektronischen Halbleiterchips auf dem Boden der ersten Kavität. Weiterhin erfolgt das Anordnen eines ersten Vergussmate- rials in der ersten Kavität, wobei das erste Vergussmaterial sich vom Boden der ersten Kavität bis zu der um die erste Kavität umlaufenden, schräg ausgebildeten ersten Stufe erstreckt und an der ersten Stufe eine erste Vergussoberfläche ausbildet .
Ein Vorteil eines solchen Vergusses besteht darin, dass der optoelektronische Halbleiterchip durch seine Anordnung innerhalb der Kavität des Gehäuses von einer Beschädigung durch äußere Einwirkungen geschützt ist.
Das erste Vergussmaterial wird in einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements mittels eines Dosierverfahrens in der ersten Kavität angeordnet. Ein Vorteil des Dosierverfahrens ist, dass eine definierte
Menge des Vergussmaterials in einer Kavität angeordnet werden kann .
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, sind klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen in jeweils schematischer Darstellung:
Fig. 1: eine Querschnittsansicht eines optoelektronischen Bauelements ;
Fig. 2: eine dreidimensionale Ansicht einer Kavität zur Dar- Stellung der an der Innenwand angeordneten, um die Kavität umlaufenden und in Bezug auf den Boden der Kavität schräg ausgebildeten Stufe; Fig. 3: eine geschnittene Darstellung einer zweiten Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements mit konvexen Vergussoberflächen; und
Fig. 4: eine geschnittene Darstellung einer dritten Ausfüh- rungsform des optoelektronischen Bauelements mit konkaven Vergussoberflächen .
Fig. 1 zeigt eine geschnittene Ansicht auf ein optoelektroni¬ sches Bauelement 10. Das optoelektronische Bauelement 10 um- fasst ein Gehäuse 300 mit einer offenen Oberseite 301, einer geschlossenen Unterseite 302 und einem Trennbereich 310.
Das Gehäuse 300 weist eine zur Oberseite 301 geöffnete erste Kavität 100 auf. Die erste Kavität 100 wird von einer ersten Wandung 110 umschlossen. Fig. 2 zeigt eine dreidimensionale
Ansicht der ersten Kavität 100 des optoelektronischen Bauele¬ ments 10.
Die exakte geometrische Form der ersten Kavität ist nicht auf eine rechteckige Basisfläche beschränkt, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Die Basisfläche könnte beispielsweise auch kreisförmig ausgebildet sein oder eine beliebige andere Form aufweisen . Das Gehäuse 300 kann ein Kunststoffmaterial aufweisen, insbe¬ sondere beispielsweise ein Epoxidharz. Dies ermöglicht eine einfache und kostengünstige Herstellung des Gehäuses 300 mit¬ tels eines Formverfahrens (Moldverfahren) , beispielsweise durch Spitzpressen (Transfer Molding) oder durch Spritzgießen (Injection Molding) .
An einer Innenseite 115 der ersten Wandung 110 ist eine erste Stufe 120 angeordnet, die die erste Kavität 100 umläuft. Die erste Stufe 120 unterteilt die Innenseite 115 der ersten Wan- dung 110 in einen unteren Teil, der an einen Boden 130 der ersten Kavität 100 angrenzt, und einen oberen Teil, der zur Oberseite 301 des Gehäuses geöffnet ist. Die erste Stufe 120 weist ein Plateau 124 auf, an dem sich die erste Kavität 100 aufweitet. Zwischen dem Plateau 124 und dem unteren Teil der Innenseite 115 der ersten Wandung 110 ist eine Kante 125 aus¬ gebildet . Die erste Stufe 120 ist in Bezug auf den Boden 130 der ersten Kavität 100 schräg ausgebildet. Die schräg ausgebildete erste Stufe 120 weist einen ersten Abschnitt 121 auf, der sich am Trennbereich 310 befindet, einen zweiten Abschnitt 122 der ersten Stufe 120, der an der dem Trennbereich 310 gegenüber- liegenden Seite ausgebildet ist, und einen Übergangsabschnitt 123, der schräg in Bezug auf den Boden 130 der ersten Kavität 100 ausgebildet ist und den ersten Abschnitt 121 und den zweiten Abschnitt 122 miteinander verbindet. Der erste Ab¬ schnitt 121 ist weiterhin dadurch bestimmt, dass die erste Stufe 120 innerhalb dieses Abschnitts ihre höchste vertikale Position innerhalb der ersten Kavität 100 aufweist. Der zwei¬ te Abschnitt 122 ist weiterhin dadurch bestimmt, dass die erste Stufe 120 in diesem Abschnitt ihre niedrigste vertikale Position aufweist. Der Übergangsabschnitt 123 verbindet den ersten Abschnitt 121 und den zweiten Abschnitt 122 und ist aufgrund der unterschiedlichen vertikalen Positionen des ersten und des zweiten Abschnitts 121 und 122 schräg in Bezug auf den Boden 130 der ersten Kavität 100 ausgebildet. Die erste Stufe 120 kann zumindest abschnittsweise spitzwink¬ lig ausgebildet sein. In diesem Fall schließen das Plateau 124 der ersten Stufe 120 und die Innenseite 115 des unteren Teils der ersten Wandung 110 einen spitzen Winkel ein.
Dadurch ist zwischen der Innenseite 115 des oberen Teils der ersten Wandung 110 und dem Plateau 124 eine erste Hinter- schneidung 126 ausgebildet, die denselben spitzen Winkel wie die erste Stufe 120 aufweist.
Es ist zweckmäßig, dass der zweite Abschnitt 122 der ersten Stufe 100 spitzwinklig ausgebildet ist. Auch der erste Ab¬ schnitt 121 und der Übergangsabschnitt 123 können spitzwink¬ lig ausgebildet sein. Der erste Abschnitt 121, der zweite Abschnitt 122 und der Übergangsabschnitt 123 der ersten Stufe 100 können aber auch einen anderen als einen spitzen Winkel zwischen dem Plateau 124 und der Innenseite 115 des unteren Teils der ersten Wan- dung 110 aufweisen. Beispielsweise kann die erste Stufe 100 im ersten Abschnitt 121 und im Übergangsabschnitt 123 recht¬ winklig oder stumpfwinklig ausgebildet sein.
Ein erster optoelektronischer Halbleiterchip 150 weist eine Unterseite 152 und eine Oberseite 151 auf. Der erste opto¬ elektronische Halbleiterchip 150 ist mit seiner Unterseite 152 am Boden 130 der ersten Kavität 100 angeordnet. Er kann auf unterschiedliche Art und Weise kontaktiert sein. Bei¬ spielsweise können die Kontakte an der Oberseite 151 oder der Unterseite 152 des ersten optoelektronischen Halbleiterchips angeordnet sein. Die Kontaktierung kann in verschiedenen Varianten realisiert sein. Beispielsweise sind Klebe-, Löt¬ oder Klemmkontaktierungen denkbar. Der erste optoelektronische Halbleiterchip 150 kann bei¬ spielsweise ein Leuchtdiodenchip oder ein Laserchip sein. Der erste optoelektronische Halbleiterchip 150 kann elektromagne¬ tische Strahlung 500 (z.B. sichtbares Licht) beispielsweise an seiner Oberseite 151 in einer in Bezug auf den Boden 130 der ersten Kavität 100 senkrechten Richtung 140 emittieren.
Der erste optoelektronische Halbleiterchip 150 kann aber auch elektromagnetische Strahlung 500 entlang einer anderen Richtung emittieren. Beispielsweise kann ein Kantenemitter, der innerhalb der ersten Kavität 100 angeordnet ist, elektromag- netische Strahlung 500 parallel zum Boden 130 der ersten Ka¬ vität 100 emittieren, welches mittels zusätzlicher optischer Komponenten, die ebenfalls innerhalb der ersten Kavität 100 angeordnet sein können, umgelenkt wird, sodass das elektro¬ magnetische Strahlung 500 letztlich eine senkrecht zum Boden 130 der ersten Kavität 100 verlaufenden Ausbreitungsrichtung 140 aufweist. Der erste optoelektronische Halbleiterchip 150 ist in der ersten Kavität 100 in ein erstes Vergussmaterial 160 einge¬ bettet. Das erste Vergussmaterial 160 erstreckt sich vom Bo¬ den 130 der ersten Kavität 100 bis zu der ersten, schräg aus- gebildeten Stufe 120 und weist eine schräg ausgebildete erste Vergussoberfläche 165 auf.
Der Neigungswinkel der ersten Vergussoberfläche 165 ist durch den Neigungswinkel der in Bezug auf den Boden 130 der ersten Kavität 100 schräg ausgebildeten und an der Innenseite 115 der ersten Wandung 110 der ersten Kavität 100 angeordneten Stufe gegeben. Das erste Vergussmaterial 100 orientiert sich aufgrund seiner Benutzungseigenschaften an der schräg angeordneten ersten Stufe 120 und bildet damit die entsprechend schräge erste Vergussoberfläche 165 aus.
Die zumindest abschnittsweise ausgebildete Spitzwinkligkeit der ersten Stufe 120 unterstützt es, dass das erste Verguss¬ material 160 nicht über die Kante 125 der ersten Stufe 120 übertritt. Zweckmäßigerweise ist eine spitzwinklig ausgebil¬ dete erste Stufe 120 (und eine spitzwinklige erste Hinter- schneidung 126) innerhalb des zweiten Abschnitts 122 der ers¬ ten Stufe 120 angeordnet, da dieser zweite Abschnitt 122 dadurch bestimmt ist, dass die erste Stufe 120 ihre niedrigs- te vertikale Position innerhalb der ersten Kavität 100 auf¬ weist, wodurch insbesondere ein Übertreten des ersten Vergussmaterials 160 über die Kante 125 der ersten Stufe 120 verhindert werden kann. Das erste Vergussmaterial 160 kann ein Silikon oder ein Epo- xid aufweisen und zeichnet sich darüber hinaus dadurch aus, dass es einen von dem Medium in der Umgebung (beispielsweise Luft) des optoelektronischen Bauelements 10 verschiedenen Brechungsindex aufweist.
Eine Besonderheit des optoelektronischen Bauelements 10 be¬ steht darin, dass die erste Vergussoberfläche 165 des ersten Vergussmaterials 160 derart ausgebildet ist, dass sie elekt- romagnetische Strahlung 500 in einer gewünschten Art und Weise brechen kann. Die Vergussoberfläche 165 hat bei diesem optoelektronischen Bauelement 10 also die Funktion einer Optik. Wie in Fig. 1 dargestellt, wird elektromagnetische
Strahlung 500 mit einer senkrechten Ausbreitungsrichtung 140 beim Durchtritt durch die erste Vergussoberfläche 165 gebro¬ chen. Dadurch müssen zusätzliche optische Elemente zur Füh¬ rung und Formung elektromagnetischer Strahlung 500 nicht notwendigerweise vorgesehen werden.
Das Gehäuse 300 weist darüber hinaus eine zweite Kavität 200 auf, die von einer zweiten Wandung 210 umschlossen wird. Die erste Kavität 100 und die zweite Kavität 200 werden vom
Trennbereich 310 voneinander separiert.
An einer Innenseite 215 der zweiten Wandung 210 ist eine zweite Stufe 220 angeordnet, die die zweite Kavität 200 um¬ läuft. Die zweite Stufe 220 unterteilt die Innenseite 215 der zweiten Wandung 210 in einen unteren Teil, der an einen Boden 230 der zweiten Kavität 200 angrenzt, und einen oberen Teil, der zur Oberseite 301 des Gehäuses geöffnet ist. Die zweite Stufe 220 weist ein Plateau 224 auf, an dem sich die zweite Kavität 200 aufweitet. Zwischen dem Plateau 224 und dem unte¬ ren Teil der Innenseite 215 der zweiten Wandung 210 ist eine Kante 225 ausgebildet.
Die zweite Stufe 220 ist in Bezug auf den Boden 230 der zwei¬ ten Kavität 200 schräg ausgebildet. Die schräg ausgebildete zweite Stufe 120 weist einen ersten Abschnitt 221 auf, der sich am Trennbereich 310 befindet, einen zweiten Abschnitt 222 der zweiten Stufe 220, der an der dem Trennbereich 310 gegenüberliegenden Seite ausgebildet ist, und einen Übergangsabschnitt 223, der schräg in Bezug auf den Boden 230 der zweiten Kavität 200 ausgebildet ist und den ersten Abschnitt 221 und den zweiten Abschnitt 222 miteinander verbindet. Der erste Abschnitt 221 ist weiterhin dadurch bestimmt, dass die zweite Stufe 220 innerhalb dieses Abschnitts ihre höchste vertikale Position innerhalb der zweiten Kavität 200 auf- weist. Der zweite Abschnitt 222 ist weiterhin dadurch be¬ stimmt, dass die zweite Stufe 220 in diesem Abschnitt ihre niedrigste vertikale Position aufweist. Der Übergangsab¬ schnitt 223 verbindet den ersten Abschnitt 221 und den zwei- ten Abschnitt 222 und ist aufgrund der unterschiedlichen vertikalen Positionen des ersten und des zweiten Abschnitts 221 und 222 schräg in Bezug auf den Boden 230 der zweiten Kavität 200 ausgebildet. Die zweite Stufe 220 kann zumindest abschnittsweise spitz¬ winklig ausgebildet sein. In diesem Fall schließen das Plateau 224 der zweiten Stufe 220 und die Innenseite 215 des un¬ teren Teils der zweiten Wandung 210 einen spitzen Winkel ein. Dadurch ist zwischen der Innenseite 215 des oberen Teils der zweiten Wandung 210 und dem Plateau 224 eine zweite Hinter- schneidung 226 ausgebildet, die denselben spitzen Winkel wie die zweite Stufe 220 aufweist.
Es ist zweckmäßig, dass der zweite Abschnitt 222 der zweiten Stufe 200 spitzwinklig ausgebildet ist. Auch der erste Ab¬ schnitt 221 und der Übergangsabschnitt 223 können spitzwink¬ lig ausgebildet sein.
Der erste Abschnitt 221, der zweite Abschnitt 222 und der Übergangsabschnitt 223 der zweiten Stufe 200 können aber auch einen anderen als einen spitzen Winkel zwischen dem Plateau 224 und der Innenseite 215 des unteren Teils der zweiten Wandung 210 aufweisen. Beispielsweise kann die zweite Stufe 200 im ersten Abschnitt 221 und im Übergangsabschnitt 223 recht- winklig oder stumpfwinklig ausgebildet sein.
Die zweite Kavität 200 ist im dargestellten Beispiel spiegel¬ symmetrisch zur ersten Kavität 100 ausgebildet. Dies ist je¬ doch nicht zwingend erforderlich.
Ein zweiter optoelektronischer Halbleiterchip 250 weist eine Unterseite 252 und eine Oberseite 251 auf. Der zweite opto¬ elektronische Halbleiterchip 250 ist mit seiner Unterseite 252 am Boden 230 der zweiten Kavität 200 angeordnet. Er kann auf unterschiedliche Art und Weise kontaktiert sein. Bei¬ spielsweise können die Kontakte an der Oberseite 251 oder der Unterseite 252 des zweiten optoelektronischen Halbleiterchips angeordnet sein. Die Kontaktierung kann in verschiedenen Varianten realisiert sein. Beispielsweise sind Klebe-, Löt¬ oder Klemmkontaktierungen denkbar.
Der zweite optoelektronische Halbleiterchip 250 kann bei- spielsweise eine Photodiode sein. Der zweite optoelektroni¬ sche Halbleiterchip 250 kann elektromagnetische Strahlung 500 (z.B. sichtbares Licht), die auf seine Oberseite 251 trifft, detektieren. Der zweite optoelektronische Halbleiterchip 250 kann aber auch elektromagnetische 500, welche entlang einer Richtung einfällt, die von der senkrechten Richtung 140 abweicht, detektieren.
Der zweite optoelektronische Halbleiterchip 250 ist in ein zweites Vergussmaterial 260 eingebettet. Das zweite Verguss- material 260 erstreckt sich vom Boden 230 der zweiten Kavität 200 bis zu der zweiten, schräg ausgebildeten Stufe 220 und weist eine schräg ausgebildete zweite Vergussoberfläche 265 auf. Das zweite Vergussmaterial 260 kann ein Silikon oder ein Epoxid aufweisen.
Die zweite Vergussoberfläche 265 ist im dargestellten Bei¬ spiel im Vergleich zur ersten Vergussoberfläche 165 entgegengesetzt geneigt ausgebildet. Die zumindest abschnittsweise ausgebildete Spitzwinkligkeit der zweiten Stufe 220 unterstützt es, dass das zweite Ver¬ gussmaterial 260 nicht über die Kante 225 der zweiten Stufe 220 übertritt. Zweckmäßigerweise ist eine spitzwinklig ausge¬ bildete zweite Stufe 220 (und eine spitzwinklige erste Hin- terschneidung 226) innerhalb des zweiten Abschnitts 222 der zweiten Stufe 220 angeordnet, da dieser zweite Abschnitt 222 dadurch bestimmt ist, dass die zweite Stufe 220 ihre nied¬ rigste vertikale Position innerhalb der zweiten Kavität 200 aufweist, wodurch insbesondere ein Übertreten des zweiten Vergussmaterials 260 über die Kante 225 der zweiten Stufe 220 verhindert werden kann.
Elektromagnetische Strahlung 500, die vom ersten optoelektro¬ nischen Halbleiterchip 150 emittiert wird, kann sich innerhalb eines ersten Strahlenabschnitts 501 in einer senkrechten Richtung 140 in Bezug auf den Boden 130 der ersten Kavität 100 ausbreiten. Beim Durchtritt durch die erste Vergussoberfläche 160 tritt die elektromagnetische Strahlung 500 aus dem ersten Vergussmaterial 160 aus, wird gebrochen und verläuft innerhalb eines zweiten Strahlenabschnitts 502, der eine ge¬ genüber dem ersten Strahlenabschnitt 501 abgelenkte Ausbrei- tungsrichtung aufweist.
Der zweite Strahlenabschnitt 502 der elektromagnetischen Strahlung 500 kann beispielsweise auf ein Objekt 400 ausge¬ richtet sein. Die elektromagnetische Strahlung 500 wird an dem Objekt 400 gestreut und breitet sich innerhalb eines dritten Strahlenabschnitts 503 in Richtung der zweiten Vergussoberfläche 265 aus. Beim Durchtritt durch die zweite Ver¬ gussoberfläche 265 wird die elektromagnetische Strahlung er¬ neut gebrochen, dringt in das zweite Vergussmaterial 260 ein und kann sich anschließend innerhalb eines vierten Strahlen¬ abschnitts 504 in einer senkrechten Richtung 140 in Bezug auf den Boden 230 der zweiten Kavität 200 ausbreiten und von einem zweiten optoelektronischen Halbleiterchip 260 detektiert werden .
Das optoelektronische Bauelement 10 kann beispielsweise ein Puls-Sensor sein und dazu dienen, eine Pulsfrequenz oder eine SauerstoffSättigung im Blut eines menschlichen Patienten zu ermitteln. In diesem Fall wird die von dem ersten optoelekt- ronischen Halbleiterchip 150 emittierte elektromagnetische
Strahlung 500 auf die Haut eines Patienten gerichtet, in der Haut pulsabhängig gestreut und von dem zweiten optoelektronischen Halbleiterchip 250 detektiert. Dadurch, dass der erste optoelektronische Halbleiterchip 150 und der zweite opto¬ elektronische Halbleiterchip 250 in den durch den Trennbereich 310 getrennten Kavitäten 100, 200 des Gehäuses 300 angeordnet sind, wird ein ungewünschtes Übersprechen der Signa- le minimiert und auf diese Weise die Effizienz der Messung erhöht. Die schräg ausgebildeten Vergussoberflächen 165 und 265 fungieren bei dieser Vorrichtung als optische Elemente und dienen zur Ablenkung der elektromagnetischen Strahlung 500.
Das optoelektronische Bauelement 10 kann auch ein Puls- Oxymeter oder ein anderes optoelektronisches Bauelement sein. Es könnten auch jeweils mehrere optoelektronische Halbleiter¬ chips in den Kavitäten 100, 200 angeordnet sein. Beispiels- weise ist es möglich, mehrere emittierende optoelektronische Halbleiterchips in der ersten Kavität 100 anzuordnen, die sich hinsichtlich der Wellenlänge der emittierten elektromagnetischen Strahlung 500 unterscheiden. In einer vereinfachten Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements 10 können eine der Kavitäten 100, 200 und der da¬ rin angeordnete optoelektronische Halbleiterchip 150, 250 entfallen . Fig. 3 zeigt einen Querschnitt eines optoelektronischen Bau¬ elements 20, welches in ähnlicher Art und Weise ausgebildet ist wie das optoelektronische Bauelement 10, wobei beide optoelektronische Bauelemente 10 und 20 mit denselben Bezugs¬ zeichen versehen sind. Bis auf die unterschiedlichen Geomet- rien der ersten und zweiten Vergussoberflächen 165 und 265, stimmen alle anderen Merkmale der Ausführungsform 20 mit jenen des optoelektronischen Bauelements 10 überein.
Das optoelektronische Bauelement 20 weist eine erste Verguss- Oberfläche 165 und eine zweite Vergussoberfläche 265 auf, die jeweils beide konvex ausgebildet sind. Das erste und das zweite Vergussmaterial 160 und 260 weisen also jeweils eine zur Oberseite 301 des Gehäuses 300 hin gewölbte Vergussober¬ fläche 165 und 265 auf.
Die konvex ausgebildeten Vergussoberflächen 165 und 265 kön- nen ausgehend von ebenen Vergussoberflächen 165 und 265 durch das Einbringen einer größeren Menge der Vergussmaterialien 160 und 260 erzeugt werden.
Fig. 4 zeigt einen Querschnitt eines optoelektronischen Bau- elements 30, welches in ähnlicher Art und Weise ausgebildet ist wie das optoelektronische Bauelement 10, wobei beide optoelektronische Bauelemente 10 und 30 mit denselben Bezugs¬ zeichen versehen sind. Bis auf die unterschiedlichen Geometrien der ersten und zweiten Vergussoberflächen 165 und 265, stimmen alle anderen Merkmale der Ausführungsform 30 mit jenen des optoelektronischen Bauelements 10 überein.
Das optoelektronische Bauelement 30 weist eine erste Verguss¬ oberfläche 165 und eine zweite Vergussoberfläche 265 auf, die jeweils beide konkav ausgebildet sind. Das erste und das zweite Vergussmaterial 160 und 260 weisen also jeweils eine zur Unterseite 302 des Gehäuses 300 hin gewölbte Vergussober¬ fläche 165 und 265 auf. Die konkav ausgebildeten Vergussoberflächen 165 und 265 können relativ zu ebenen Vergussoberflächen 165 und 265 durch das Einbringen einer geringeren Menge der Vergussmaterialien 160 und 260 erzeugt werden. Außer durch die Menge der eingebrachten Vergussmaterialen 160 und 260 können unterschiedlich geformte Vergussoberflächen beispielsweise auch durch unterschiedliche Benetzungseigen- schaften der Vergussmaterialien realisiert werden. Verschiedene Kombinationen aus entsprechend gewählten Verguss- und Gehäusematerialien können dazu benutzt werden, die Benet- zungseigenschaften der Vergussmaterialien in gewünschter Art und Weise einzustellen. Damit kann die Geometrie einer Vergussoberfläche festgelegt werden. In diesem Zusammenhang ist es auch möglich, beispielsweise die Innenwände des Gehäuses mit dünnen Filmen unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung entsprechend zu beschichten. Wird beispielsweise ein hydrophiles Vergussmaterial verwendet, so kann eine hydropho- be Beschichtung der Innenwände die Ausbildung einer konvexen Vergussoberfläche fördern, während eine hydrophile Beschich¬ tung im Fall eines ebenfalls hydrophilen Vergussmaterials die Ausbildung einer konkaven Vergussoberfläche fördern kann. Bei einem Verfahren zur Herstellung der optoelektronischen Bauelemente 10, 20, 30 wird das Gehäuse 300 mit der ersten Kavität 100 bereitgestellt, wobei die erste Wandung 110 die erste Kavität 100 umgrenzt. An der Innenseite der ersten Wan¬ dung 115 ist die um die erste Kavität 100 umlaufende, in Be- zug auf einen Boden 130 der ersten Kavität 100 schräg ausge¬ bildete erste Stufe 120 angeordnet.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird der erste optoelekt¬ ronische Halbleiterchip 150 auf dem Boden 130 der ersten Ka- vität 100 angeordnet.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird das erstes Verguss¬ material 160 in der ersten Kavität 100 angeordnet, wobei das erste Vergussmaterial 160 sich vom Boden 130 der ersten Kavi- tät 100 bis zu der um die erste Kavität 100 umlaufenden, schräg ausgebildeten ersten Stufe 120 an der Innenseite der ersten Wandung 115 erstreckt. Auf diese Weise wird der erste optoelektronische Halbleiterchip 150 in das erste Vergussma¬ terial 160 eingebettet.
Das erste Vergussmaterial 160 kann beispielsweise mittels ei¬ nes Dosierverfahrens in der ersten Kavität 100 angeordnet werden. Das Dosierverfahren ermöglicht das Einführen einer definierten Menge des ersten Vergussmaterials 160 in die ers- te Kavität 100. Insbesondere ermöglicht das Dosierverfahren durch seine Genauigkeit verschiedene Geometrien der ersten Vergussoberfläche 165 zu realisieren. Eine erste konvex oder konkav ausgebildete Vergussoberfläche 165 kann beispielsweise angeordnet werden, indem gezielt eine größere oder kleinere Menge des ersten Vergussmaterials 160 in der ersten Kavität 100 angeordnet wird. Die vorliegende Erfindung wurde anhand der bevorzugten Aus¬ führungsbeispiele näher illustriert und beschrieben. Dennoch ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Beispiele be¬ schränkt. Vielmehr können hieraus andere Variationen vom Fachmann abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfin- dung zu verlassen.
BEZUGSZEICHENLISTE
10 optoelektronisches Bauelement
20 optoelektronisches Bauelement
30 optoelektronisches Bauelement
100 erste Kavität
110 erste Wandung
115 Innenseite der ersten Wandung
120 erste Stufe
121 erster Abschnitt der ersten Stufe
122 zweiter Abschnitt der ersten Stufe
123 Übergangsabschnitt der ersten Stufe
124 Plateau der ersten Stufe
125 Kante der ersten Stufe
126 erste Hinterschneidung
130 Boden der ersten Kavität
140 senkrechte Richtung
150 erster optoelektronischer Halbleiterchip
151 Oberseite
152 Unterseite
160 erstes Vergussmaterial
165 erste Vergussoberfläche
200 zweite Kavität
210 zweite Wandung
215 Innenseite der zweiten Wandung
220 zweite Stufe
221 erster Abschnitt der zweiten Stufe
222 zweiter Abschnitt der zweiten Stufe
223 Übergangsabschnitt der zweiten Stufe
224 Plateau der zweiten Stufe
225 Kante der zweiten Stufe
226 zweite Hinterschneidung
230 Boden der zweiten Kavität 250 zweiter optoelektronischer Halbleiterchip
251 Oberseite
252 Unterseite
260 zweites Vergussmaterial
265 zweite Vergussoberfläche
300 Gehäuse
301 Oberseite
302 Unterseite
310 Trennbereich
400 Objekt
500 elektromagnetische Strahlung
501 erster Strahlabschnitt
502 zweiter Strahlabschnitt
503 dritter Strahlabschnitt
504 vierter Strahlabschnitt

Claims

PATENTA S PRUCHE
Optoelektronisches Bauelement (10,20,30)
mit einem Gehäuse (300) mit einer von einer ersten Wandung (110) umgrenzten, ersten Kavität (100),
wobei an der Innenseite (115) der ersten Wandung (110) eine umlaufende erste Stufe (120) ausgebildet ist, wobei die erste Stufe (120) die erste Kavität (100) in Bezug auf einen Boden (130) der ersten Kavität (100) schräg umläuft,
wobei am Boden (130) der ersten Kavität (100) ein erster optoelektronischer Halbleiterchip (150) angeordnet ist, wobei der erste optoelektronische Halbleiterchip (150) in ein in der ersten Kavität (100) angeordnetes erstes Ver¬ gussmaterial (160) eingebettet ist, das sich vom Boden
(130) der ersten Kavität (100) bis zu der ersten Stufe
(120) erstreckt,
wobei an der ersten Stufe (120) eine erste Vergussober¬ fläche (165) des ersten Vergussmaterials (160) ausgebil¬ det ist.
Optoelektronisches Bauelement (10,20,30) gemäß Anspruch 1,
wobei die erste Stufe (120) zumindest abschnittsweise spitzwinklig ausgebildet ist.
Optoelektronisches Bauelement (20) gemäß Anspruch 2, wobei die erste Vergussoberfläche (165) konvex ausgebil¬ det ist.
Optoelektronisches Bauelement (30) gemäß Anspruch 2, wobei die erste Vergussoberfläche (165) konkav ausgebil¬ det ist.
Optoelektronisches Bauelement (10,20,30) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das erste Vergussmaterial (160) ein Silikon oder ein Epoxid aufweist. Optoelektronisches Bauelement (10,20,30) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei der erste optoelektronische Halbleiterchip (150) ausgebildet ist, elektromagnetische Strahlung (500) zu emittieren, die in einer in Bezug auf den Boden (130) der ersten Kavität (100) senkrechten Richtung (140) durch die erste Vergussoberfläche (165) tritt.
Optoelektronisches Bauelement (10,20,30) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das Gehäuse (300) eine von einer zweiten Wandung (210) umgrenzte zweite Kavität (200) aufweist,
wobei an der Innenseite (215) der zweiten Wandung (210) eine umlaufende zweite Stufe (220) ausgebildet ist, wobei die zweite Stufe (220) die zweite Kavität (200) in Bezug auf einen Boden (230) der zweiten Kavität (200) schräg umläuft,
wobei am Boden (230) der zweiten Kavität (200) ein zwei¬ ter optoelektronischer Halbleiterchip (250) angeordnet ist,
wobei der zweite optoelektronische Halbleiterchip (250) in ein in der zweiten Kavität (200) angeordnetes zweites Vergussmaterial (260) eingebettet ist, das sich vom Boden
(230) der zweiten Kavität (200) bis zu der zweiten Stufe
(220) erstreckt,
wobei an der zweiten Stufe (220) eine zweite Vergussober¬ fläche (265) des zweiten Vergussmaterials (260) ausgebil¬ det ist.
Optoelektronisches Bauelement (10,20,30) gemäß Anspruch 7,
wobei die zweite Vergussoberfläche (265) im Vergleich zur ersten Vergussoberfläche (165) entgegengesetzt geneigt ist . 9. Optoelektronisches Bauelement (10,20,30) gemäß Anspruch 7,
wobei der zweite optoelektronische Halbleiterchip (250) ausgebildet ist, elektromagnetische Strahlung (500) zu detektieren .
10. Optoelektronisches Bauelement (10,20,30) gemäß Anspruch 7,
wobei die Vorrichtung eine Puls-Sensor-Vorrichtung oder eine Puls-Oxymetrie-Vorrichtung ist.
11. Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements (10,20,30), mit den folgenden Verfahrensschrit¬ ten :
- Bereitstellen eines Gehäuses (300) mit einer ersten Ka- vität (100),
einer die erste Kavität (100) umgrenzenden ersten Wandung (110),
wobei an der Innenseite (115) der ersten Wandung (115) eine, in Bezug auf einen Boden (130) der ersten Kavität (100) schräg umlaufende erste Stufe (120) ausgebildet ist ;
- Anordnen eines ersten optoelektronischen Halbleiterchips (150) auf dem Boden (130) der ersten Kavität (100) ;
- Anordnen eines ersten Vergussmaterials (160) in der
ersten Kavität (100),
wobei das erste Vergussmaterial (160) sich vom Boden (130) der ersten Kavität (100) bis zu ersten Stufe (120) erstreckt,
wobei an der ersten Stufe (120) eine erste Vergussober¬ fläche des ersten Vergusses (160) ausgebildet wird.
12. Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements (10,20,30) gemäß Anspruch 11,
wobei das erste Vergussmaterial (160) mittels eines Do¬ sierverfahrens in der ersten Kavität (100) angeordnet wird .
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