WO2019025453A1 - Verfahren zum herstellen eines optoelektronischen bauelements - Google Patents

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WO2019025453A1
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Daniel Leisen
Christopher Wiesmann
Herbert Brunner
Ludwig PEYKER
Emilia Dinu
Alexander Linkov
Jens Eberhard
Christina Keith
Thomas Reeswinkel
Daniel Richter
Markus Pindl
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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    • H01L33/58—Optical field-shaping elements

Definitions

  • the present invention relates to a method for herstel ⁇ len an optoelectronic component according to independent claim.
  • Optoelectronic components with optoelectronic semiconductor chips embedded in a potting material are known from the prior art. Furthermore, optoelectronic components are known from the prior art, the potting ⁇ material has a roughened potting surface.
  • An object of the present invention is to provide a method for producing an optoelectronic component.
  • a method for producing an optoelectronic component comprises the following method steps.
  • a carrier with a top is provided.
  • An optoelectronic semiconductor chip is arranged above the upper side of the carrier.
  • a potting material is disposed over the top of the carrier, wherein the optoelectronic semiconductor chip ⁇ is embedded in the potting material.
  • the casting material forms a casting surface. Part of Ver ⁇ cast material is removed at the Vergussober Design.
  • a topography is created on the potting surface. The topography created by removing part of the potting material is generated at the Vergussober Design, offers the advantage that incident electromagnetic Strah ⁇ lung from outside can be diffusely scattered at the Vergussober Design.
  • the method for manufacturing the optoelectronic construction element offers the advantage that such a topography of the Vergussober construction can be produced in a simple manner, namely by removing a portion of the potting material at the Vergus ⁇ sober Design.
  • the potting material is cured before removing a portion of the potting material on the potting ⁇ surface.
  • the curing of the potting material allows a portion of Vergussma ⁇ terials can be removed on the potting surface, wherein the topography generated on the potting surface is maintained.
  • the removal of a part of the potting material on the potting surface by wet-chemical etching takes place.
  • the wet-chemical etching is very easy to perform.
  • an etchant is sprayed onto the potting surface ⁇ .
  • this variant of the method can also be used to produce a plurality of optoelectronic components by spraying the etchant over a large area.
  • the potting surface is dipped in an etchant.
  • the etchant is not atomized in this way. This is particularly harmful to health ge ⁇ etchants beneficial.
  • the removal of a portion of the potting material on the potting surface is carried out by dry ⁇ etch.
  • the removing a portion of the potting material at the Vergussober Assembly by dry etching is carried out ⁇ without the use of potentially harmful to health etchant.
  • removal of a portion of the potting material at the potting surface is accomplished by laser interference patterning.
  • the unloading takes place distant part of the molding material at the surface by laser interference Vergussober ⁇ structuring also without the use of potentially harmful to health etchant.
  • Another advantage is that the topography generated at the potting surface can be controlled since the exact formation of the topography is influenced by an interference pattern.
  • the potting material onShbet ⁇ preparing particles may be provided to diffuse incident electromagnetic radiation in the potting material. This can reduce gloss on other components of the optoelectronic device.
  • the further particles may be provided to suppress a gloss on a leadframe, wherein the optoelectronic semiconductor chip may be arranged on the leadframe.
  • the particles can be provided to adapt a thermal expansion coefficient of the potting material.
  • the carrier and the potting material DER art different coefficients of thermal expansion aufwei ⁇ sen that a thermal stress, for example during operation of the optoelectronic component, would lead to a loading ⁇ damage to the optoelectronic component.
  • a thermal stress cause delamination nation of the molding material from the support, whereby, for example, moisture may penetrate into the optoelectronic Bauele ⁇ ment.
  • the particles may be designed to prevent such effects.
  • particles upon removal of a portion of the potting material at the Vergussober Assembly particles are exposed ⁇ .
  • particles released on the potting surface contribute to the production of a diffusely scattering potting surface.
  • particles when removing a portion of the potting material at the potting surface, particles are released from the potting material.
  • particles which are dissolved on removal of a portion of the potting material on the potting surface leave unevenness in the potting surface, which can also contribute to the fact that incident electromagnetic radiation can be scattered diffusely on the casting surface.
  • the potting material on a wel ⁇ leninkonvert Schlierenden phosphor is to trained det, to modify one wavelength of electromagnetic radiation that can be emitted by the optoelectronic semiconductor chip by the wavelength-converting phosphor ⁇ material emitted by the optoelectronic semiconductor chip electromagnetic radiation is absorbed and then, electromagnetic radiation having a different wavelength emit ⁇ animal.
  • the optoelectronic semiconductor chip it is conceivable for the optoelectronic semiconductor chip to be configured to emit blue light, while the wavelength-converting phosphor embedded in the encapsulation material is designed to absorb the blue light and to emit yellow light, for example.
  • the optoelectronic component could radiate in this case in the sum of light with a white color impression.
  • FIG. 1 shows a spraying of an etchant onto a potting surface
  • FIG. 2 immersing a potting surface in an etchant
  • FIG. 3 shows a dry etching of a casting surface
  • FIG. 5 shows a side view of an optoelectronic Bauele ⁇ ments, which was prepared by one of the methods shown in Figures 1 to 4.
  • FIGS. 1 to 4 each show variants of a method for producing an optoelectronic component 10.
  • a carrier 20 with a top 21 is provided.
  • the carrier 20 is designed as a housing body. Trained as a housing body support 20 has a cavity 23 which is laterally enclosed by a wall 24 ⁇ . However, this is not necessarily erfor ⁇ sary.
  • the carrier 20 may also be a flat substrate, so that the cavity 23 and the wall 24 may be omitted.
  • Fig. 1 to Fig. 5 only the variant of Trä ⁇ gers 20 is exemplified, in which the carrier 20 is formed as a housing body. If the carrier 20 is designed as a housing body, then it may comprise a plastic, for example a polyphthalamide (PPA).
  • PPA polyphthalamide
  • the carrier 20 can be produced, for example, by a molding process (molding process), for example an injection molding process. If the carrier 20 is a flat substrate, the carrier 20 may be, for example, a metal substrate, a semiconductor substrate, a Halbleiteroxidsubstrat, a ceramic substrate, a Glassub ⁇ strat or a printed circuit board (engl .: printed CIR cuit board PCB).
  • a molding process for example an injection molding process.
  • the carrier 20 may be, for example, a metal substrate, a semiconductor substrate, a Halbleiteroxidsubstrat, a ceramic substrate, a Glassub ⁇ strat or a printed circuit board (engl .: printed CIR cuit board PCB).
  • an optoelectronic semiconductor chip 30 is arranged over the top side 21 of the carrier 20, over an optoelectronic semiconductor chip 30 is arranged.
  • the optoelectronic semiconductor chip 30 has an upper side 31 and an underside 32 lying opposite the upper side 31.
  • the optoelekt ⁇ tronic semiconductor chip 30 is arranged with its bottom 32 above the upper surface 21 of the carrier twentieth
  • the optoelectronic semiconductor chip 30 may for example be adapted to emit at its top 31 electromagnetic ⁇ specific radiation. However, the opto-electronic semi-conductor chip ⁇ 30 may also be designed to detect the upper surface 31 of incident electromagnetic radiation. Thus, the optoelectronic semiconductor chip 30 may be, for example, a light-emitting diode chip or a photodiode chip.
  • the carrier 20 has laterally outstanding electrical connections 22.
  • the electrical connections 22 may be part of a metallic lead frame, for example, which may be embedded in the carrier 20, which is designed as a housing body.
  • Ty ⁇ pisch enough has a first and a second lead frame portion to a Leite frame, said Porterrahmenab ⁇ sections are exposed on the upper side 21 of the carrier 20 (not shown in Fig. 1).
  • the optoelectronic semiconductor ⁇ chip 30 may be disposed on the first portion of the lead frame be, wherein the optoelectronic semiconductor chip 30 may be connected by means of a bonding wire to the second portion of the lead frame.
  • the optoelectronic semiconductor chip 30 has a contact surface on its upper side 31 and a further contact surface on its underside 32.
  • an optoelectronic semiconductor chip 30 is arranged above the upper side 21 of the carrier 20.
  • a plurality of optoelectronic semiconductor chips 30 may also be arranged above the upper side 21 of the carrier 20.
  • three optoelectronic semiconductor chips 30 may be arranged above the upper side 21 of the carrier 20.
  • the three optoelectronic semiconductor chips 30 can be designed, for example, to emit electromagnetic radiation of different wavelengths.
  • the three optoelectronic semiconductor chips 30 can form an RGB pixel. In this case, the optoelectronic semiconductor chips 30 emit red, green and blue light.
  • a potting material 40 is arranged over the top 21 of the carrier 20, a potting material 40 is arranged.
  • the potting material 40 is arranged in the cavity 23. Since the Trä- need not necessarily be designed as a housing body ger 20, and the potting material 40 need not notwendi ⁇ gate in a cavity 23 disposed to be. If the Trä ⁇ ger 20 formed for example as a flat substrate, so the casting material can be positioned 40 over the top 21 of the carrier 20 so that the potting material 40 play forms a lens at ⁇ . In both cases, the potting material 40 forms a potting surface 41.
  • the potting material 40 may comprise a plastic, for example an epoxy or a silicone.
  • the potting material 40 can be arranged for example by a dosing over the top 21 of the carrier 20. In the illustrations of FIGS. 1 to 5, the potting material 40 has been arranged in each case up to an upper edge 25 of the wall 24 in the cavity 23. This is also not zwin ⁇ quietly required.
  • a plurality of potting materials 40 in the cavity 23 may be arranged in layers. This is exemplified in Fig. 1, where a white ⁇ teres material 43 is disposed above the potting material 40th
  • the further material 43 also has a plastic, for example an epoxide or a silicone.
  • the further Ma ⁇ TERIAL 43 may also have been arranged by means of a metering process on the Vergussober Materials 41st
  • the other material 43 can also be omitted. That the further mate rial ⁇ 43 may be arranged above the Vergussober Structure 41, has been exemplified with reference to FIG. 1.
  • the single ⁇ for convenience 43 will not be considered further the further material in the following description.
  • the particles 80 are embedded.
  • the particles 80 may comprise , for example, silicon dioxide or titanium dioxide.
  • the particles 80 may have a spherical shape corresponding to the illustration of FIG. 1. However, this is not mandatory.
  • the particles 80 may also have a different shape, for example a flake-like shape.
  • An average diameter of the particles 80 may be, for example, between lym and 30ym. Deviations from the specified average diameter are possible.
  • the particles 80 may, for example, be provided to diffuse incident electromagnetic radiation in the potting material 40. In this way, it can succeed, for example, that a gloss on a lead frame is prevented.
  • the particles 80 can also bring about an adaptation of the thermal expansion coefficient of the potting material 40. But the particles 80 can also be omitted.
  • the optoelectronic component 10 may have a wavelength-converting phosphor 90 embedded in the potting material 40.
  • the wavelength-converting phosphor 90 is designed to convert a wavelength from the optoelectronic semiconductor chip 30 emitted electromagnetic radiation.
  • the wavelength-converting phosphor 90 may be in the form of particles, for example. In question are particles that emit electromagnetic radiation from another spectral range as a result of absorption of electromagnetic radiation from a first spectral range.
  • the wavelength-converting phosphor 90 a sel ⁇ requested earth doped garnet phosphor, such as cerium ion doped yttrium aluminum garnet (Ce: YAG), up point, which is typically adapted to generate a longer wavelength by fluorescence.
  • the wavelength-converting phosphor 90 can also be omitted.
  • Ver ⁇ molding material 40 at the Vergussober Assembly 41 takes place prior to the removal of a portion of a hardening of the potting material 40.
  • an etchant 51 on the potting ⁇ surface 41 by means of a spray head 50 is sprayed as shown in FIG. 1, an etchant 51 on the potting ⁇ surface 41 by means of a spray head 50.
  • the etchant 51 removes part of the potting material 40 at the potting surface 41. This results in grooves and other irregularities 100 in the potting surface 41, which are geeig ⁇ net to diffuse electromagnetic radiation diffused.
  • FIG. 2 shows a variant of the method for producing an optoelectronic component 10, wherein the etchant 51 does not affect the potting compound. surface 41 is sprayed. Instead, the Vergussober ⁇ surface 41 is immersed in the etchant 51.
  • the element marked with the reference ⁇ sign 52 in FIG. 2 illustrates a container 52 for the etchant Be ⁇ 51st
  • Suitable etchant 51 solvents for the potting material 40 in question are ester groups, e.g. from an anhydride-cured epoxide, it is possible to use as etchant 51, for example, an aqueous or alcoholic potassium hydroxide solution (potassium hydroxide solution) or else an organic base in a suitable solvent.
  • etchant 51 for example, an aqueous or alcoholic potassium hydroxide solution (potassium hydroxide solution) or else an organic base in a suitable solvent.
  • the etchant 51 comes into contact both with the potting surface 41, and with the housing body forming plastic.
  • a surface of the housing body can be subjected to an etching process, whereby the housing body can also diffuse incident electromagnetic radiation also diffused.
  • a masking is possible, which allows either the potting material 40 on the Vergussober Assembly 41 or the upper ⁇ surface of the housing body selectively etch.
  • part of the potting material 40 on the potting surface 41 is removed by dry etching, whereby the potting surface 41 is roughened. This can be done chemically or physically or by a combination of both methods.
  • Chemically active ions, excited species or reactive Mole ⁇ molecules can react with the potting material 40 on the Vergussober Assembly 41 so that gaseous reaction products arise ⁇ .
  • the potting surface 41 is chemically etched in this case. The generation of chemically reactive
  • Particles may be, for example, by a plasma of appropriate gases (preferably oxygen, hydrogen, F 3 or other fluorine-containing gases, or gas mixtures containing one or more of these Contain gases). Chemically reactive particles can also be produced without the use of a plasma, for example by means of an ozone generator. A physical removal of a part of the potting material
  • the accelerated ions 60 fragments may be solved by a momentum transfer or zerstäu ⁇ ben (engl .: sputtering) 42 of the potting material 40 on the Vergus ⁇ sober Designs 41st This will cause the potting surface
  • ions 60 can be generated by a plasma of appropriate gases (containing at ⁇ game as argon, neon, krypton, or other inert gases or oxygen or gas mixtures of these gases).
  • the acceleration of the ions 60 is effected by electrical and / or magnetic fields.
  • a cathode may be arranged below the carrier 20. The acceleration voltage is then applied between the cathode and an ion source, wherein the carrier 20 is arranged between the ion source and the cathode.
  • the chemical and physical removal of a portion of the potting material 40 at the potting surface 41 may also be combined together, for example, by adding reactive gas to a sputtering plasma process.
  • the roughening of the Vergussober Structure 41 can be adjusted by removing a portion of the potting material 40 on the Vergussober Structure 41 to the ERS ⁇ bearing potting material 40 and the desired roughness.
  • 4 shows a further variant of the method for producing an optoelectronic component 10.
  • a part of the potting material 40 is removed from the potting surface 41 by laser interference patterning.
  • at least two lasers 70, 71 which emit kotude ⁇ pension laser radiation 72, directed at the Vergussober materials 41st
  • an interference pattern is produced on the potting surface 41.
  • the interference pattern at the Vergussober Structure 41 is generated a topography on the Vergussober Structure 41st
  • the potting surface 41 is irradiated with the laser radiation 72 in as high as possible energetic pulses.
  • 72 UV laser can be used as the first laser 70 and the two ⁇ ter laser.
  • the Vergussober Structure 41 with the laser radiation 72, there is a heating of the Vergussober materials 41.
  • the Vergussober Structure 41 is locally heated ⁇ .
  • the interference pattern determines the local heating of the molding material 40. Where interference maxima vorlie ⁇ gene, there is a local ablation to the to casting surface 41, that is, the potting material 40 heats up in such a way that it comes to a sudden evaporation process.
  • This method can also be called blasting or wet blasting.
  • the solid abrasive may be, for example, sand.
  • the blasting medium is directed by a nozzle ⁇ be accelerated and the Vergussober Structure 41st
  • the blasting agent removes part of the potting material 40 at the potting surface, whereby unevenness 100 remains on the potting surface 41.
  • the bumps 100 form a topography of the potting surface 41 that is capable of diffusing scattered electromagnetic radiation. This allows electromagnetic radiation ⁇ diagrammatic be suppressed at the Vergussober Structure 41 is a specular reflection.
  • a rougher casting surface 41 can be produced by means of the compressed air or water jet.
  • unevenness 100 which can be produced by removing a portion of the potting material 40 on the potting surface 41 by ei ⁇ nes one of the methods shown in Fig. 1 to 4 or by the compressed air or water jets in combination with the solid blasting agent, when removing Part of the potting material 40 on the casting surface 41 also particles 80 are exposed. This can also lead to the generation of unevenness 100 on the potting surface 41.
  • particles 80 may be released from the potting material 40. This leaves further depressions and unevennesses 100 in the potting surface 41, which are designed to diffuse incident electromagnetic radiation so that a specular reflection of incident electromagnetic radiation at the potting surface 41 is suppressed.
  • FIG. 5 shows a schematic side view of the opto-electro ⁇ African device 10 which has been prepared by a process shown in Fig. 1 to 4. It has unevennesses 100, which were produced by removing a part of the casting material 40 on the casting surface 41. In addition, 41 exposed or leached particles 80 may also bumps 100 erzeu ⁇ gene at the Vergussober Design.
  • the optoelectronic component 10 shown in FIG. 5 is designed to diffuse incident electromagnetic radiation at the potting surface 41. This suppresses specular reflection on the potting surface 41 of incident electromagnetic radiation.
  • the topo ⁇ generated on the Vergussober Structure 41 also graph serve to increase an extraction efficiency of the optoelectronic component 10.
  • the unevennesses 100 generated on the Vergus ⁇ sober Structure 41 namely can suppress a total reflection of the emitted from the optoelectronic semiconductor chip 30 electromagnetic radiation to an inner side of the Vergussober composition 41.
  • the unevennesses 100 are formed as microstructures with structure sizes, for example in a range greater than 1 ⁇ m .
  • the unevennesses 100 can also be designed to increase the extraction efficiency of the optoelectronic component 10 in that Fresnel reflections at the potting surface 41 are avoided. Fresnel reflections are reflections of electromagnetic radiation at an interface in accordance with fresnel formulas.
  • the avoidance of Fresnel Reflections can be achieved by forming the unevennesses 100 as sub-micron structures or as nanostructures, for example with feature sizes smaller than 1 ⁇ m, in particular with feature sizes in a range of 100 nm to 400 nm. It is also possible that the casting surface Ver ⁇ both bumps 100 to suppress total reflections as well as unevenness 100 has to suppress Fresnel reflections 41st This can be achieved, for example, by structuring two interference patterns with different periodicities in a two-stage process during laser interference patterning of the potting surface 41.
  • a first Interferenzmus ⁇ ters can be transmitted a microstructure on the Vergussober Structure 41st
  • a second interference pattern By means of a second interference pattern, a submicrostructure or a nanostructure can additionally be transferred to the potting surface 41, which is superposed with the microstructure.
  • the microstructures should have the widest possible range in terms of pitch distribution.
  • the microstructures should therefore be curved, for example in the form of semispherical microlenses.
  • the microstructures may also be superimposed with another structure having a further periodicity.
  • Conswei ⁇ se may be sinusoidal modulated microstructures. 41 to keep a portion of planar surface areas on the Vergussober- area as small as possible, the Mikrostruktu ⁇ ren may be arranged, for example, hexagonal. Ki ⁇ NEN the microstructures alternatively be formed randomly, for example as a cross structure or with a certain overlap.
  • microstructures in addition to laser interference structuring, which makes it possible to obtain microstructures with lateral feature sizes smaller than approximately 15 ⁇ m.
  • a direct-writing laser process DLW, direct laser writing. In this way, microstructures with lateral structure sizes of up to 100 ⁇ m can be produced.
  • the method for producing an optoelectronic component 10 is not limited to individual optoelectronic elements Bauele ⁇ 10th
  • a composite may sauele ⁇ dimensional elements composed of a plurality of optoelectronic construction 10, for example, an LED array may be provided with bumps 100, which have been simultaneously formed on a plurality of Vergussober vom 41.
  • Individual opto ⁇ electronic components 10 may also be prepared by a louze ⁇ ment of the composite. As a result, the irregularities 100 would not have to be generated on each individual optoelectronic component 10.
  • Container for the etchant ions first laser

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Abstract

Ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements weist die folgenden Verfahrensschritte auf. Ein Träger mit einer Oberseite wird bereitgestellt. Über der Oberseite des Trägers wird ein optoelektronischer Halbleiterchip angeordnet. Weiterhin wird über der Oberseite des Trägers ein Vergussmaterial angeordnet, wobei der optoelektronische Halbleiterchip in das Vergussmaterial eingebettet wird. Das Vergussmaterial bildet eine Vergussoberfläche. Ein Teil des Vergussmaterials wird an der Vergussoberfläche entfernt. Dabei wird an der Vergussoberfläche eine Topographie erzeugt.

Description

VEFAHREN ZUM HERSTELLEN EINES OPTOELEKTRONISCHEN BAUELEMENTS
BESCHREIBUNG Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstel¬ len eines optoelektronischen Bauelements gemäß dem unabhängigen Anspruch.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2017 117 438.9, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Aus dem Stand der Technik sind optoelektronische Bauelemente mit in ein Vergussmaterial eingebetteten optoelektronischen Halbleiterchips bekannt. Weiterhin sind aus dem Stand der Technik optoelektronische Bauelemente bekannt, deren Verguss¬ material eine aufgeraute Vergussoberfläche aufweist.
Eine Aufgabe der vorliegend Erfindung besteht darin, ein Ver- fahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements anzugeben .
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements mit den Merkmalen des unabhän- gigen Anspruchs gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind verschiedene Weiterbildungen angegeben.
Ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements weist die folgenden Verfahrensschritte auf. Ein Träger mit einer Oberseite wird bereitgestellt. Über der Oberseite des Trägers wird ein optoelektronischer Halbleiterchip angeordnet. Weiterhin wird über der Oberseite des Trägers ein Vergussmaterial angeordnet, wobei der optoelektronische Halb¬ leiterchip in das Vergussmaterial eingebettet wird. Das Ver- gussmaterial bildet eine Vergussoberfläche. Ein Teil des Ver¬ gussmaterials wird an der Vergussoberfläche entfernt. Dabei wird an der Vergussoberfläche eine Topographie erzeugt. Die Topographie, die durch das Entfernen eines Teils des Verguss- materials an der Vergussoberfläche erzeugt wird, bietet den Vorteil, dass von außen einfallende elektromagnetische Strah¬ lung diffus an der Vergussoberfläche gestreut werden kann. Dadurch kann eine spekulare Reflexion der elektromagnetischen Strahlung an der Vergussoberfläche unterdrückt werden. Auf diese Weise kann es gelingen, einen Glanz der Vergussoberflä¬ che zu reduzieren oder zu eliminieren. Dies kann beispielsweise für Anzeigebildschirme, die eine Mehrzahl optoelektro¬ nischer Bauelemente aufweisen können und in einer hellen Um- gebung aufgestellt sind, von Bedeutung sein. Beispielsweise ermöglicht eine unterdrückte spekulare Reflexion an der Ver¬ gussoberfläche, dass insbesondere dunkel oder schwarz darzu¬ stellende Elemente ohne Glanzeffekte dargestellt werden kön¬ nen. Das Verfahren zum Herstellen des optoelektronischen Bau- elements bietet den Vorteil, dass eine solche Topographie der Vergussoberfläche auf einfache Art und Weise, nämlich durch das Entfernen eines Teils des Vergussmaterials an der Vergus¬ soberfläche, erzeugt werden kann. In einer Ausführungsform wird das Vergussmaterial vor dem Entfernen eines Teils des Vergussmaterials an der Verguss¬ oberfläche ausgehärtet. Vorteilhafterweise ermöglicht das Aushärten des Vergussmaterials, dass ein Teil des Vergussma¬ terials an der Vergussoberfläche entfernt werden kann, wobei die an der Vergussoberfläche erzeugte Topographie erhalten bleibt .
In einer Ausführungsform erfolgt das Entfernen eines Teils des Vergussmaterials an der Vergussoberfläche durch nassche- misches Ätzen. Vorteilhafterweise ist das nasschemische Ätzen sehr einfach durchzuführen.
In einer Ausführungsform wird ein Ätzmittel auf die Verguss¬ oberfläche aufgesprüht. Vorteilhafterweise kann diese Varian- te des Verfahrens auch zur Herstellung einer Mehrzahl von optoelektronischen Bauelementen verwendet werden, indem das Ätzmittel großflächig aufgesprüht wird. In einer Ausführungsform wird die Vergussoberfläche in ein Ätzmittel getaucht. Vorteilhafterweise wird das Ätzmittel auf diese Weise nicht zerstäubt. Dies ist insbesondere bei ge¬ sundheitsschädigenden Ätzmitteln von Vorteil.
In einer Ausführungsform erfolgt das Entfernen eines Teils des Vergussmaterials an der Vergussoberfläche durch Trocken¬ ätzen. Vorteilhafterweise erfolgt das Entfernen eines Teils des Vergussmaterials an der Vergussoberfläche durch Trocken¬ ätzen ohne den Einsatz potentiell gesundheitsschädigender Ätzmittel.
In einer Ausführungsform erfolgt das Entfernen eines Teils des Vergussmaterials an der Vergussoberfläche durch Laserin- terferenzstrukturierung . Vorteilhafterweise erfolgt das Ent- fernen eines Teils des Vergussmaterials an der Vergussober¬ fläche durch Laserinterferenzstrukturierung ebenfalls ohne den Einsatz potentiell gesundheitsschädigender Ätzmittel. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die an der Vergussoberfläche erzeugte Topographie kontrolliert werden kann, da die genaue Ausbildung der Topographie von einem Interferenzmuster beeinflusst wird.
In einer Ausführungsform weist das Vergussmaterial eingebet¬ tete Partikel auf. Vorteilhafterweise können die Partikel da- zu vorgesehen sein, einfallende elektromagnetische Strahlung im Vergussmaterial diffus zu streuen. Dies kann einen Glanz an anderen Komponenten des optoelektronischen Bauelements reduzieren. Beispielsweise können die weiteren Partikel dazu vorgesehen sein, einen Glanz an einem Leiterrahmen zu unter- drücken, wobei der optoelektronische Halbleiterchip an dem Leiterrahmen angeordnet sein kann. Weiterhin können die Partikel dazu vorgesehen sein, einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Vergussmaterials anzupassen. Beispielsweise ist es möglich, dass der Träger und das Vergussmaterial der- art verschiedene thermische Ausdehnungskoeffizienten aufwei¬ sen, dass eine thermische Belastung, beispielsweise während des Betriebs des optoelektronischen Bauelements, zu einer Be¬ schädigung des optoelektronischen Bauelements führen würde. Beispielsweise könnte eine thermische Belastung eine Delami- nation des Vergussmaterials von dem Träger bewirken, wodurch beispielsweise Feuchtigkeit in das optoelektronische Bauele¬ ment eindringen könnte. Die Partikel können dazu ausgebildet sein, solche Effekte zu verhindern.
In einer Ausführungsform werden beim Entfernen eines Teils des Vergussmaterials an der Vergussoberfläche Partikel frei¬ gelegt. Vorteilhafterweise tragen an der Vergussoberfläche freigelegte Partikel zur Erzeugung einer diffus streuenden Vergussoberfläche bei.
In einer Ausführungsform werden beim Entfernen eines Teils des Vergussmaterials an der Vergussoberfläche Partikel aus dem Vergussmaterial gelöst. Vorteilhafterweise hinterlassen Partikel, die beim Entfernen eines Teils des Vergussmaterials an der Vergussoberfläche gelöst werden, Unebenheiten in der Vergussoberfläche, die ebenfalls dazu beitragen können, dass einfallende elektromagnetische Strahlung diffus an der Ver- gussoberfläche gestreut werden kann.
In einer Ausführungsform weist das Vergussmaterial einen wel¬ lenlängenkonvertierenden Leuchtstoff auf. Vorteilhafterweise ist der wellenlängenkonvertierende Leuchtstoff dazu ausgebil- det, eine Wellenlänge elektromagnetischer Strahlung, die vom optoelektronischen Halbleiterchip emittiert werden kann, zu modifizieren, indem der wellenlängenkonvertierende Leucht¬ stoff die vom optoelektronischen Halbleiterchip emittierte elektromagnetische Strahlung absorbiert und daraufhin elekt- romagnetische Strahlung mit einer anderen Wellenlänge emit¬ tiert. Beispielsweise ist es denkbar, dass der optoelektroni¬ sche Halbleiterchip dazu ausgebildet ist, blaues Licht zu emittieren, während der in das Vergussmaterial eingebettete wellenlängenkonvertierende Leuchtstoff dazu ausgebildet ist, das blaue Licht zu absorbieren und beispielsweise gelbes Licht zu emittieren. Das optoelektronische Bauelement könnte in diesem Fall in der Summe Licht mit einem weißen Farbeindruck abstrahlen. Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, sind klarer und deutlicher verständlich im Zusammen- hang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen in jeweils schematischer Darstellung:
Fig. 1: ein Aufsprühen eines Ätzmittels auf eine Verguss- Oberfläche;
Fig. 2: ein Eintauchen einer Vergussoberfläche in ein Ätzmittel; Fig. 3: ein Trockenätzen einer Vergussoberfläche;
Fig. 4: ein Entfernen des Vergussmaterials an der Verguss¬ oberfläche durch Laserinterferenzstrukturierung; und
Fig. 5: eine Seitenansicht eines optoelektronischen Bauele¬ ments, das nach einem der in den Fig. 1 bis 4 gezeigten Verfahren hergestellt wurde. Fig. 1 bis Fig. 4 zeigen jeweils Varianten eines Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements 10.
Ein Träger 20 mit einer Oberseite 21 wird bereitgestellt. Im in Fig. 1 gezeigten Beispiel ist der Träger 20 als Gehäuse- körper ausgebildet. Der als Gehäusekörper ausgebildete Träger 20 weist eine Kavität 23 auf, die von einer Wandung 24 late¬ ral umschlossen wird. Dies ist jedoch nicht zwingend erfor¬ derlich. Der Träger 20 kann auch ein flaches Substrat sein, sodass die Kavität 23 und die Wandung 24 entfallen können. In Fig. 1 bis Fig. 5 wird beispielhaft nur die Variante des Trä¬ gers 20 dargestellt, in der der Träger 20 als Gehäusekörper ausgebildet ist. Ist der Träger 20 als Gehäusekörper ausgebildet, so kann er einen Kunststoff, beispielsweise ein Polyphthalamid (PPA) aufweisen. Der Träger 20 kann beispielsweise durch ein Formverfahren (Moldverfahren) , beispielsweise ein Spritzgussver- fahren (engl.: injection molding) , hergestellt werden. Ist der Träger 20 ein flaches Substrat, so kann der Träger 20 beispielsweise ein Metallsubstrat, ein Halbleitersubstrat, ein Halbleiteroxidsubstrat, ein Keramiksubstrat, ein Glassub¬ strat oder eine gedruckte Leiterplatte (engl.: printed cir- cuit board, PCB) sein.
Über der Oberseite 21 des Trägers 20 ist ein optoelektronischer Halbleiterchip 30 angeordnet. Der optoelektronische Halbleiterchip 30 weist eine Oberseite 31 und eine der Ober- seite 31 gegenüberliegende Unterseite 32 auf. Der optoelekt¬ ronische Halbleiterchip 30 ist mit seiner Unterseite 32 über der Oberseite 21 des Trägers 20 angeordnet.
Der optoelektronische Halbleiterchip 30 kann beispielsweise dazu ausgebildet sein, an seiner Oberseite 31 elektromagneti¬ sche Strahlung zu emittieren. Der optoelektronische Halb¬ leiterchip 30 kann allerdings auch dazu ausgebildet sein, auf die Oberseite 31 auftreffende elektromagnetische Strahlung zu detektieren. Somit kann der optoelektronische Halbleiterchip 30 beispielsweise ein Leuchtdiodenchip oder ein Photodiodenchip sein.
Zur Versorgung des optoelektronischen Halbleiterchips 30 mit elektrischer Energie für den Betrieb weist der Träger 20 seitlich herausragende elektrische Anschlüsse 22 auf. Die elektrischen Anschlüsse 22 können beispielsweise Teil eines metallischen Leiterrahmens sein, der in den Träger 20, der als Gehäusekörper ausgebildet ist, eingebettet sein kann. Ty¬ pischerweise weist ein Leiterahmen einen ersten und einen zweiten Leiterrahmenabschnitt auf, wobei die Leiterrahmenab¬ schnitte an der Oberseite 21 des Trägers 20 freiliegen (in Fig. 1 nicht dargestellt). Der optoelektronische Halbleiter¬ chip 30 kann am ersten Abschnitt des Leiterrahmens angeordnet sein, wobei der optoelektronische Halbleiterchip 30 mittels eines Bonddrahts mit dem zweiten Abschnitt des Leiterrahmens verbunden sein kann. In diesem Fall weist der optoelektronische Halbleiterchip 30 eine Kontaktfläche an seiner Oberseite 31 und eine weitere Kontaktfläche an seiner Unterseite 32 auf .
In den Darstellungen der Fig. 1 bis 5 ist jeweils ein optoelektronischer Halbleiterchip 30 über der Oberseite 21 des Trägers 20 angeordnet. Es kann aber auch eine Mehrzahl von optoelektronischen Halbleiterchips 30 über der Oberseite 21 des Trägers 20 angeordnet sein. Beispielsweise können drei optoelektronische Halbleiterchips 30 über der Oberseite 21 des Trägers 20 angeordnet sein. Die drei optoelektronischen Halbleiterchips 30 können beispielsweise dazu ausgebildet sein, elektromagnetische Strahlung verschiedener Wellenlängen zu emittieren. Beispielsweise können die drei optoelektronischen Halbleiterchips 30 ein RGB-Pixel bilden. In diesem Fall emittieren die optoelektronischen Halbleiterchips 30 rotes, grünes und blaues Licht.
Über der Oberseite 21 des Trägers 20 ist ein Vergussmaterial 40 angeordnet. Im dargestellten Beispiel der Fig. 1 ist das Vergussmaterial 40 in der Kavität 23 angeordnet. Da der Trä- ger 20 nicht notwendigerweise als Gehäusekörper ausgebildet sein muss, muss auch das Vergussmaterial 40 nicht notwendi¬ gerweise in einer Kavität 23 angeordnet werden. Ist der Trä¬ ger 20 beispielsweise als flaches Substrat ausgebildet, so kann das Vergussmaterial 40 über der Oberseite 21 des Trägers 20 derart angeordnet werden, dass das Vergussmaterial 40 bei¬ spielsweise eine Linse bildet. In beiden Fällen bildet das Vergussmaterial 40 eine Vergussoberfläche 41.
Das Vergussmaterial 40 kann einen Kunststoff, beispielsweise ein Epoxid oder ein Silikon, aufweisen. Das Vergussmaterial 40 kann beispielsweise durch ein Dosierverfahren über der Oberseite 21 des Trägers 20 angeordnet werden. In den Darstellungen der Fig. 1 bis 5 ist das Vergussmaterial 40 jeweils bis zu einer Oberkante 25 der Wandung 24 in der Kavität 23 angeordnet worden. Dies ist ebenfalls nicht zwin¬ gend erforderlich. Für den Fall, dass der Träger 20 als Ge- häusekörper ausgebildet ist, kann auch eine Mehrzahl von Vergussmaterialien 40 in der Kavität 23 schichtweise angeordnet werden. Dies ist beispielhaft in Fig. 1 gezeigt, wo ein wei¬ teres Material 43 über dem Vergussmaterial 40 angeordnet ist. Auch das weitere Material 43 weist einen Kunststoff, bei- spielsweise ein Epoxid oder ein Silikon, auf. Das weitere Ma¬ terial 43 kann ebenfalls mittels eines Dosierverfahrens über der Vergussoberfläche 41 angeordnet worden sein. Das weitere Material 43 kann aber auch entfallen. Dass das weitere Mate¬ rial 43 über der Vergussoberfläche 41 angeordnet sein kann, wurde anhand der Fig. 1 beispielhaft erläutert. Der Einfach¬ heit halber wird in der nachfolgenden Beschreibung das weitere Material 43 nicht weiter berücksichtigt.
In das Vergussmaterial 40 sind Partikel 80 eingebettet. Die Partikel 80 können beispielsweise Siliziumdioxid oder Titan¬ dioxid aufweisen. Die Partikel 80 können eine der Darstellung der Fig. 1 entsprechende sphärische Form aufweisen. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Die Partikel 80 können auch eine andere Form, beispielsweise eine flockenartige Form, aufweisen. Ein durchschnittlicher Durchmesser der Partikel 80 kann beispielsweise zwischen lym und 30ym betragen. Abweichungen von dem angegebenen durchschnittlichen Durchmesser sind möglich. Die Partikel 80 können beispielsweise dazu vorgesehen sein, einfallende elektromagnetische Strahlung im Vergussmaterials 40 diffus zu streuen. Auf diese Weise kann es beispielsweise gelingen, dass ein Glanz an einem Leiterrahmen verhindert wird. Weiterhin können die Partikel 80 auch eine Anpassung des thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Vergussmaterials 40 bewirken. Die Partikel 80 können aber auch entfallen. Das optoelektronische Bauelement 10 kann darüber hinaus einen in das Vergussmaterial 40 eingebetteten wellenlängenkonvertierenden Leuchtstoff 90 aufweisen. Der wellenlängenkonvertierende Leuchtstoff 90 ist dazu ausgebildet, eine Wellenlän- ge vom optoelektronischen Halbleiterchip 30 emittierter elektromagnetischer Strahlung zu konvertieren. Der wellenlängenkonvertierende Leuchtstoff 90 kann beispielsweise in Form von Partikeln vorliegen. In Frage kommen Partikel, die infolge einer Absorption elektromagnetischer Strahlung aus einem ersten Spektralbereich, elektromagnetische Strahlung aus einem anderen Spektralbereich emittieren. Beispielsweise kann der wellenlängenkonvertierende Leuchtstoff 90 einen mit sel¬ tenen Erden dotierten Granatleuchtstoff, beispielsweise mit Cer-Ionen dotiertes Yttrium-Aluminium-Granat (Ce:YAG), auf- weisen, der typischerweise dazu ausgebildet ist, eine größere Wellenlänge durch Fluoreszenz zu erzeugen. Der wellenlängenkonvertierende Leuchtstoff 90 kann aber auch entfallen.
Bei allen vier Varianten des Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements 10, die in den Figuren 1 bis 4 gezeigt sind, erfolgt vor dem Entfernen eines Teils des Ver¬ gussmaterials 40 an der Vergussoberfläche 41 ein Aushärten des Vergussmaterials 40. Zur Erzeugung einer Topographie an der Vergussoberfläche 41, die dazu geeignet ist, elektromagnetische Strahlung diffus zu streuen, wird gemäß Fig. 1 ein Ätzmittel 51 auf die Verguss¬ oberfläche 41 mittels eines Sprühkopfs 50 aufgesprüht. Das Ätzmittel 51 entfernt einen Teil des Vergussmaterials 40 an der Vergussoberfläche 41. Dadurch entstehen Rillen und andere Unebenheiten 100 in der Vergussoberfläche 41, die dazu geeig¬ net sind, elektromagnetische Strahlung diffus zu streuen.
Ein nasschemisches Ätzen, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, muss allerdings nicht notwendigerweise durch das Aufsprühen eines Ätzmittels 51 erfolgen. Fig. 2 zeigt eine Variante des Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements 10, wobei das Ätzmittel 51 nicht auf die Vergussober- fläche 41 aufgesprüht wird. Stattdessen wird die Vergussober¬ fläche 41 in das Ätzmittel 51 getaucht. Das mit dem Bezugs¬ zeichen 52 gekennzeichnete Element in Fig. 2 stellt einen Be¬ hälter 52 für Ätzmittel 51 dar.
Als Ätzmittel 51 kommen Lösemittel für das Vergussmaterial 40 in Frage. Weist das Vergussmaterial 40 beispielsweise Ester- Gruppen auf, z.B. aus einem Anhydrid-gehärtetem Epoxid, so kann als Ätzmittel 51 beispielsweise eine wässrige oder alko- holische Kaliumhydroxidlösung (Kalilauge) oder auch eine organische Base in einem geeigneten Lösungsmittel verwendet werden .
Es ist denkbar, dass das Ätzmittel 51 sowohl mit der Verguss- Oberfläche 41, als auch mit dem Gehäusekörper bildenden Kunststoff in Kontakt kommt. In diesem Fall kann auch eine Oberfläche des Gehäusekörpers einem Ätzprozess unterzogen werden, wodurch der Gehäusekörper einfallende elektromagnetische Strahlung ebenfalls diffus streuen kann. Darüber hinaus ist eine Maskierung möglich, die es erlaubt, entweder das Vergussmaterial 40 an der Vergussoberfläche 41 oder die Ober¬ fläche des Gehäusekörpers selektiv zu ätzen.
In einer Ausführungsform zum Herstellen eines optoelektroni- sehen Bauelements 10 wird ein Teil des Vergussmaterials 40 an der Vergussoberfläche 41 mittels Trockenätzen entfernt, wodurch die Vergussoberfläche 41 aufgeraut wird. Dies kann chemisch oder physikalisch oder durch eine Kombination beider Methoden erfolgen.
Chemisch aktive Ionen, angeregte Spezies oder reaktive Mole¬ küle (z.B. Ozon) können mit dem Vergussmaterial 40 an der Vergussoberfläche 41 reagieren, so dass gasförmige Reaktions¬ produkte entstehen. Die Vergussoberfläche 41 wird in diesem Fall chemisch geätzt. Die Erzeugung von chemisch reaktiven
Teilchen kann beispielsweise durch ein Plasma entsprechender Gase (bevorzugt Sauerstoff, Wasserstoff, F3 oder andere flu- orhaltige Gase, oder Gasgemische, die ein oder mehrere dieser Gase enthalten) erfolgen. Chemisch reaktive Teilchen können aber auch ohne die Verwendung eines Plasmas erzeugt werden, beispielsweise mittels eines Ozongenerators. Ein physikalisches Entfernen eines Teils des Vergussmaterials
40 an der Vergussoberfläche 41 kann durch auf die abzutragende Vergussoberfläche 41 beschleunigte Ionen 60 erfolgen. Fig. 3 zeigt diese Variante des Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements 10. Die beschleunigten Ionen 60 können Fragmente 42 des Vergussmaterials 40 an der Vergus¬ soberfläche 41 durch einen Impulsübertrag lösen bzw. zerstäu¬ ben (engl.: sputtern) . Dadurch wird an der Vergussoberfläche
41 eine Topographie erzeugt, die es ermöglicht, dass elektro¬ magnetische Strahlung, die auf die Vergussoberfläche 41 trifft, diffus gestreut wird. Die hierzu benötigten Ionen 60 können mittels eines Plasmas aus entsprechenden Gasen (bei¬ spielsweise Argon, Neon, Krypton oder andere Edelgase oder Sauerstoff bzw. diese Gase enthaltende Gasgemische) erzeugt werden .
Die Beschleunigung der Ionen 60 erfolgt durch elektrische und/oder magnetische Felder. Zur Beschleunigung der Ionen 60 in Richtung der Vergussoberfläche 41 kann beispielsweise eine Kathode unterhalb des Trägers 20 angeordnet sein. Die Be- schleunigungsspannung liegt dann zwischen der Kathode und einer Ionenquelle an, wobei der Träger 20 zwischen der Ionenquelle und der Kathode angeordnet ist.
Das chemische und das physikalische Entfernen eines Teils des Vergussmaterials 40 an der Vergussoberfläche 41 können auch miteinander kombiniert werden, beispielsweise durch Zugabe von Reaktivgas zu einem Sputterplasmaprozess .
Durch geschickte Wahl der Prozessparameter kann das Aufrauhen der Vergussoberfläche 41 durch das Entfernen eines Teils des Vergussmaterials 40 an der Vergussoberfläche 41 an das abzu¬ tragenden Vergussmaterial 40 und die gewünschten Rauigkeit angepasst werden. Fig. 4 zeigt eine weitere Variante des Verfahrens zum Her¬ stellen eines optoelektronischen Bauelements 10. In diesem Fall erfolgt das Entfernen eines Teils des Vergussmaterials 40 an der Vergussoberfläche 41 durch Laserinterferenzstruktu- rierung. Dabei werden mindestens zwei Laser 70, 71, die kohä¬ rente Laserstrahlung 72 emittieren, auf die Vergussoberfläche 41 gerichtet. Durch eine Interferenz der Laserstrahlung 72 des ersten Lasers 70 und des zweiten Lasers 71 wird an der Vergussoberfläche 41 ein Interferenzmuster erzeugt. Entspre¬ chend dem Interferenzmuster an der Vergussoberfläche 41 wird eine Topographie an der Vergussoberfläche 41 erzeugt. Damit das Interferenzmuster auf die Vergussoberfläche 41 übertragen werden kann, erfolgt die Bestrahlung der Vergussoberfläche 41 mit der Laserstrahlung 72 in möglichst hochenergetischen Pulsen. Beispielsweise können als erster Laser 70 und als zwei¬ ter Laser 72 UV-Laser eingesetzt werden.
Während der Bestrahlung der Vergussoberfläche 41 mit der La- serstrahlung 72 kommt es zu einer Aufheizung der Vergussoberfläche 41. Dabei wird die Vergussoberfläche 41 lokal aufge¬ heizt. Das Interferenzmuster bestimmt die lokale Aufheizung des Vergussmaterials 40. Dort, wo Interferenzmaxima vorlie¬ gen, kommt es zu einem lokalen Ablationsprozess an der Ver- gussoberfläche 41, d.h. das Vergussmaterial 40 heizt sich derart auf, dass es zu einem schlagartigen Verdampfungspro- zess kommt. Dadurch kann das Vergussmaterial 40 lokal abge¬ tragen werden, d.h. ein Teil des Vergussmaterials 40 wird an der Vergussoberfläche 41 entfernt. Auf diese Weise gelingt es, periodische Strukturen an der Vergussoberfläche 41 zu er¬ zeugen, die eine dem Interferenzmuster der Laserstrahlung 72 entsprechende Periodizität aufweisen. Diese periodischen Strukturen bilden eine Topographie der Vergussoberfläche 41, die dazu geeignet ist, einfallende elektromagnetische Strah- lung diffus zu streuen. Dadurch wird eine spekulare Reflexion elektromagnetischer Strahlung an der Vergussoberfläche 41 unterdrückt . Bei einer alternativen Variante des Verfahrens zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements 10 erfolgt das Entfernen eines Teils des Vergussmaterials 40 an der Vergussoberfläche 41 mittels Druckluft- oder Wasserstrahlen in Kombination mit einem festen Strahlmittel. Diese Methode kann auch als Blas- ting oder Wet-Blasting bezeichnet werden. Das feste Strahlmittel kann beispielsweise Sand sein. Beim Druckluft- oder Wasserstrahlen wird das Strahlmittel mittels einer Düse be¬ schleunigt und auf die Vergussoberfläche 41 gerichtet. Das Strahlmittel entfernt einen Teil des Vergussmaterials 40 an der Vergussoberfläche, wodurch Unebenheiten 100 an der Vergussoberfläche 41 verbleiben. Die Unebenheiten 100 bilden eine Topographie der Vergussoberfläche 41, die dazu geeignet ist, einfallende elektromagnetische Strahlung diffus zu streuen. Dadurch kann eine spekulare Reflexion elektromagne¬ tischer Strahlung an der Vergussoberfläche 41 unterdrückt werden. Im Vergleich zu den in Fig. 1 bis 4 gezeigten Verfahren kann mittels des Druckluft- oder Wasserstrahlens eine rauere Vergussoberfläche 41 erzeugt werden.
Neben Unebenheiten 100, die durch das Entfernen eines Teils des Vergussmaterials 40 an der Vergussoberfläche 41 durch ei¬ nes der in Fig. 1 bis 4 gezeigten Verfahren oder durch das Druckluft- oder Wasserstrahlen in Kombination mit dem festen Strahlmittel hergestellt werden können, können beim Entfernen eines Teils des Vergussmaterials 40 an der Vergussoberfläche 41 auch Partikel 80 freigelegt werden. Dies kann ebenfalls zur Erzeugung von Unebenheiten 100 an der Vergussoberfläche 41 führen. Darüber hinaus können beim Entfernen eines Teils des Vergussmaterials 40 an der Vergussoberfläche 41 Partikel 80 aus dem Vergussmaterial 40 gelöst werden. Dies hinterlässt weitere Mulden und Unebenheiten 100 in der Vergussoberfläche 41, die dazu ausgebildet sind, einfallende elektromagnetische Strahlung diffus zu streuen, sodass eine spekulare Reflexion einfallender elektromagnetischer Strahlung an der Vergussoberfläche 41 unterdrückt wird. Fig. 5 zeigt eine schematische Seitenansicht des optoelektro¬ nischen Bauelements 10, das nach einem der in Fig. 1 bis 4 gezeigten Verfahren hergestellt wurde. Es weist Unebenheiten 100 auf, die durch das Entfernen eines Teils des Vergussmate- rials 40 an der Vergussoberfläche 41 erzeugt wurden. Darüber hinaus können an der Vergussoberfläche 41 freigelegte oder herausgelöste Partikel 80 ebenfalls Unebenheiten 100 erzeu¬ gen . Das in Fig. 5 gezeigte optoelektronische Bauelement 10 ist dazu ausgebildet, einfallende elektromagnetische Strahlung an der Vergussoberfläche 41 diffus zu streuen. Damit wird eine spekulare Reflexion auf die Vergussoberfläche 41 einfallender elektromagnetischer Strahlung unterdrückt.
Abgesehen davon, dass das Entfernen eines Teils des Verguss¬ materials 40 an der Vergussoberfläche 41 eine Topographie an der Vergussoberfläche 41 erzeugt, die dazu ausgebildet ist, von außen einfallende elektromagnetische Strahlung diffus zu streuen, kann die an der Vergussoberfläche 41 erzeugte Topo¬ graphie auch dazu dienen, eine Extraktionseffizienz des optoelektronischen Bauelements 10 zu erhöhen. Die auf der Vergus¬ soberfläche 41 erzeugten Unebenheiten 100 können nämlich eine Totalreflexion der vom optoelektronischen Halbleiterchip 30 emittierten elektromagnetischen Strahlung an einer Innenseite der Vergussoberfläche 41 unterdrücken. Dadurch kann ein größerer Anteil der vom optoelektronischen Halbleiterchip 30 emittierten elektromagnetischen Strahlung an der Vergussoberfläche 41 aus dem optoelektronischen Bauelement 10 heraustre- ten. Dies wird erreicht, wenn die Unebenheiten 100 als Mikro¬ strukturen mit Strukturgrößen beispielsweise in einem Bereich größer als 1 ym ausgebildet sind. Die Unebenheiten 100 können auch dazu ausgebildet sein, die Extraktionseffizienz des optoelektronischen Bauelements 10 dadurch zu erhöhen, dass Fresnel-Reflexionen an der Vergussoberfläche 41 vermieden werden. Als Fresnel-Reflexionen werden Reflexionen elektromagnetischer Strahlung an einer Grenzfläche gemäß den fres- nelschen Formeln bezeichnet. Das Vermeiden von Fresnel- Reflexionen kann dadurch erreicht werden, dass die Unebenheiten 100 als Submikrometerstrukturen oder als Nanostrukturen, beispielsweise mit Strukturgrößen kleiner als 1 ym, insbesondere mit Strukturgrößen in einem Bereich von 100 nm bis 400 nm, ausgebildet sind. Es ist auch möglich, dass die Ver¬ gussoberfläche 41 sowohl Unebenheiten 100 zum Unterdrücken von Totalreflexionen als auch Unebenheiten 100 zum Unterdrücken von Fresnel-Reflexionen aufweist. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass beim Laserinterferenz- strukturieren der Vergussoberfläche 41 zwei Interferenzmuster mit unterschiedlichen Periodizitäten in einem zweistufigen Prozess erzeugt werden. Mittels eines ersten Interferenzmus¬ ters kann eine Mikrostruktur auf die Vergussoberfläche 41 übertragen werden. Mittels eines zweiten Interferenzmusters kann zusätzlich eine Submikrostruktur oder eine Nanostruktur auf die Vergussoberfläche 41 übertragen werden, die mit der Mikrostruktur überlagert ist.
Zur Verbesserung der Lichtauskopplung werden Mikrostrukturen mit einer Periodizität zwischen lym und lOOym und einem As¬ pektverhältnis von Höhe zu Breite von 0,5 bis 1,5 erzeugt. Dabei sollten die Mikrostrukturen einen möglichst breiten Bereich hinsichtlich einer Steigungsverteilung aufweisen. Die Mikrostrukturen sollten also gekrümmt, beispielsweise in Form von halbsphärischen Mikrolinsen, ausgebildet sein. Die Mikrostrukturen können auch mit einer weiteren Struktur, die eine weitere Periodizität aufweist, überlagert sein. Beispielswei¬ se können die Mikrostrukturen sinusartig moduliert sein. Um einen Anteil planer Oberflächenbereiche an der Vergussober- fläche 41 möglichst klein zu halten, können die Mikrostruktu¬ ren beispielsweise hexagonal angeordnet sein. Alternativ kön¬ nen die Mikrostrukturen beispielsweise als Kreuzstruktur oder zufällig verteilt mit einer gewissen Überlappung ausgebildet sein .
Als Verfahren kann insbesondere bei Mikrostrukturen neben der Laserinterferenzstrukturierung, die es erlaubt, Mikrostrukturen mit lateralen Strukturgrößen kleiner als etwa 15ym zu er- zeugen, auch ein direktschreibendes Laserverfahren (DLW, di- rect laser writing) eingesetzt werden. Damit können Mikrostrukturen mit lateralen Strukturgrößen von bis zu lOOym erzeugt werden.
Das Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements 10 ist nicht auf individuelle optoelektronische Bauele¬ mente 10 beschränkt. Beispielsweise kann auch ein zweidimen¬ sionaler Verbund aus einer Mehrzahl optoelektronischer Bau- elemente 10, beispielsweise ein LED-Array, mit Unebenheiten 100, die simultan auf einer Mehrzahl von Vergussoberflächen 41 erzeugt wurden, bereitgestellt werden. Individuelle opto¬ elektronische Bauelemente 10 können auch durch eine Vereinze¬ lung des Verbunds hergestellt werden. Dadurch müssten die Un- ebenheiten 100 nicht auf jedem einzelnen optoelektronischen Bauelement 10 erzeugt werden.
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 Erfindung zu verlassen.
BEZUGSZEICHENLISTE optoelektronisches Bauelement
Träger
Oberseite des Trägers
elektrische Anschlüsse für einen optoelektronischen
Halbleiterchip
Kavität
Wandung
Oberkante der Wandung optoelektronischer Halbleiterchip
Oberseite des optoelektronischen Halbleiterchips
Unterseite des optoelektronischen Halbleiterchips
Vergussmaterial
Vergussoberfläche
Fragmente des Vergussmaterials
weiteres Material
Sprühkopf
Ätzmittel
Behälter für das Ätzmittel Ionen erster Laser
zweiter Laser
Laserstrahlung Partikel wellenlängenkonvertierender Leuchtstoff Unebenheiten

Claims

PATENTA S PRÜCHE
Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements (10) mit den folgenden Verfahrensschritten:
- Bereitstellen eines Trägers (20) mit einer Oberseite (21) ;
- Anordnen eines optoelektronischen Halbleiterchips (30) über der Oberseite (21) des Trägers (20);
- Anordnen eines Vergussmaterials (40) über der Oberseite (21) des Trägers (20), wobei der optoelektronische Halb¬ leiterchip (30) in das Vergussmaterial (40) eingebettet wird, wobei das Vergussmaterial (40) eine Vergussoberflä¬ che (41) bildet;
- Entfernen eines Teils des Vergussmaterials (40) an der Vergussoberfläche (41), wobei an der Vergussoberfläche (41) eine Topographie erzeugt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1,
wobei vor dem Entfernen eines Teils des Vergussmaterials (40) an der Vergussoberfläche (41) der folgende Verfah¬ rensschritt durchgeführt wird:
- Aushärten des Vergussmaterials (40) .
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Entfernen eines Teils des Vergussmaterials (40) an der Vergussoberfläche (41) durch nasschemisches Ätzen erfolgt .
4. Verfahren gemäß Anspruch 3,
wobei ein Ätzmittel (51) auf die Vergussoberfläche (41) aufgesprüht wird.
5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 3 und 4,
wobei die Vergussoberfläche (41) in ein Ätzmittel (51) getaucht wird.
6. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 und 2,
wobei das Entfernen eines Teils des Vergussmaterials (40) an der Vergussoberfläche (41) durch Trockenätzen erfolgt.
7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 und 2,
wobei das Entfernen eines Teils des Vergussmaterials (40) an der Vergussoberfläche (41) durch Laserinterferenz- strukturierung erfolgt.
8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 und 2,
wobei das Entfernen eines Teils des Vergussmaterials (40) an der Vergussoberfläche (41) durch Druckluft- oder Was¬ serstrahlen in Kombination mit einem festen Strahlmittel erfolgt .
9. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das Vergussmaterial (40) eingebettete Partikel (80) aufweist .
10. Verfahren gemäß Anspruch 9,
wobei beim Entfernen eines Teils des Vergussmaterials (40) an der Vergussoberfläche (41) Partikel (80) freige¬ legt werden.
11. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 und 10,
wobei beim Entfernen eines Teils des Vergussmaterials (40) an der Vergussoberfläche (41) Partikel (80) aus dem Vergussmaterial (40) gelöst werden.
12. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das Vergussmaterial (40) einen wellenlängenkonver- tierenden Leuchtstoff (90) aufweist .
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