WO2019175180A1 - Optoelektronisches bauteil und verfahren zur herstellung eines optoelektronischen bauteils - Google Patents

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WO2019175180A1
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WO
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metal layer
housing body
semiconductor chip
optoelectronic component
emission side
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PCT/EP2019/056171
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Klaus Reingruber
Michael Zitzlsperger
Matthias Goldbach
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/3013—AIIIBV compounds

Definitions

  • An optoelectronic component is specified.
  • An object to be solved is to provide an optoelectronic device with a high contrast ratio. Another object to be achieved is to provide a method for producing such an optoelectronic device.
  • this includes
  • optoelectronic component an optoelectronic
  • Emission side and the back are preferably in
  • the back side of the semiconductor chip may be a contact side. For example, all are on the back
  • Emission side contact elements for electrical contacting of the semiconductor chip are arranged.
  • the optoelectronic semiconductor chip comprises a
  • Semiconductor layer sequence is based, for example, on a III-V compound semiconductor material.
  • the semiconductor material is, for example, a nitride compound semiconductor material such as Al n __ In] nm Ga m N, or a phosphide compound semiconductor material such as Al n In] __ n _ m Ga m P, or an arsenide Compound semiconductor material such as Al n In ] __ nm Ga m As or Al n In ] __ nm Ga m AsP, wherein each 0 dn ⁇ 1, 0 dm ⁇ 1 and m + n ⁇ 1. It can the
  • the semiconductor layer sequence is preferably based on AlInGaN.
  • the active layer of the semiconductor layer sequence contains in particular at least one pn junction and / or at least one quantum well structure and can, for example, in
  • the semiconductor chip preferably comprises one, in particular exactly one, coherent, in particular simply coherent, active layer. Alternatively, the active layer may also be segmented.
  • a semiconductor chip is understood here and below as a separately manageable and electrically contactable element.
  • a semiconductor chip is produced by singulation from a wafer composite. In particular, have transversely to
  • a semiconductor chip traces from the singulation process of the wafer composite on.
  • a semiconductor chip comprises exactly one originally contiguous region of the semiconductor layer sequence grown in the wafer composite.
  • Semiconductor layer sequence of the semiconductor chip is preferably formed contiguous.
  • the lateral extent of the semiconductor chip, measured parallel to the main extension plane of the active layer, is for example at most 1% or at most 5% greater than the lateral extent of the active layer or the semiconductor layer sequence.
  • the semiconductor chip for example, still comprises the growth substrate on which the semiconductor layer sequence has grown.
  • the semiconductor chip may be a so-called volume emitter, in particular a flip-chip.
  • the semiconductor chip preferably also comprises the growth substrate, which is formed, for example, from sapphire.
  • the semiconductor chip may also be a surface emitter, in particular a so-called thin-film chip.
  • the growth substrate is peeled off.
  • this includes
  • Optoelectronic component a housing body with a
  • the housing body is preferably made of a
  • the housing body includes, for example, an organic matrix material such as silicone or epoxy or a hybrid of silicone and epoxy.
  • the matrix material can radiation-reflective
  • Particles such as Ti02 particles, be embedded.
  • Housing body appears white for a user, for example.
  • the housing body is in particular an injection-molded body or molded body.
  • the underside of the housing body extends, for example, substantially parallel to a main extension plane of the component.
  • the top of the case body can
  • the housing body is preferably formed in one piece. That is, all areas of the housing body are integral
  • the housing body is a coherent, preferably simply connected, body.
  • a metal layer is applied to the upper side of the housing body.
  • Metal layer is for example by means of a
  • Separation method such as vapor deposition or sputtering or
  • Electrophoresis applied to the top.
  • a thickness of the metal layer measured perpendicular to the top of the
  • Housing body for example, is at most 50 ym or at most 40 ym or at most 30 ym. Alternatively or
  • the thickness of the metal layer may be at least 0.5 ⁇ m or at least 1 ⁇ m or at least 5 ⁇ m.
  • a thickness is understood here and below as meaning in particular the average or maximum thickness.
  • the metal layer is, for example, a coherent and / or integral layer.
  • Metal layer is preferably made entirely of metal.
  • the metal layer can be directly on top of the
  • Bonding layer can be arranged.
  • the metal layer preferably forms the top in a form-fitting or compliant manner.
  • a distance of the metal layer to the top is, for example, at most 10 ym or at most 5 ym.
  • electromagnetic primary radiation via the emission side For example, in operation at least 50% or
  • At least 75% or at least 90% of the decoupled from the semiconductor chip primary radiation coupled via the emission side At least 75% or at least 90% of the decoupled from the semiconductor chip primary radiation coupled via the emission side.
  • at most 10% or at most 5% or at most 1% of the primary radiation decoupled from the semiconductor chip is applied via the back side
  • the optoelectronic device is
  • an LED or a laser diode in particular, an LED or a laser diode.
  • the semiconductor chip is embedded in the housing body and laterally thereof
  • a lateral direction is a direction parallel to a main extension plane of the
  • the housing body may laterally completely surround the semiconductor chip.
  • To the Semiconductor chip is then formed a continuous path or a frame of the housing body. The width of the
  • Housing body measured in the lateral direction, is, for example, at least 50 ym or at least 100 ym or at least 500 ym all around the semiconductor chip.
  • Embedded in this case means that the semiconductor chip is laterally formed with the housing body, for example, because the housing body with an injection molding process to the
  • the housing body forms the semiconductor chip in a form-fitting or conforming manner in the lateral direction.
  • the housing body can directly adjoin the semiconductor chip.
  • the semiconductor chip comprises lateral surfaces extending transversely or perpendicular to the emission side.
  • the housing body is adjacent to these side surfaces, for example.
  • the side surfaces of the semiconductor chip are at least 75% or completely covered with the package body.
  • the emission side is free of the housing body. Seen in plan view of the emission side of the housing body so preferably covers no area of
  • the metal layer does not overlap
  • the emission side of the rear side is along a main emission direction of the
  • the top of the housing body is the underside of the housing body along the Subordinate main emission direction.
  • the main emission direction is in particular a direction perpendicular to the
  • Main emission direction arranged in the same order as the emission side and the back.
  • the metal layer is at least partially reflective or absorbing for radiation generated by the optoelectronic component.
  • the metal layer has a
  • Transmittance for the radiation generated by the component of at most 10% or at most 5% or at most 1%.
  • the transmittance is for the wavelength
  • the radiation generated by the component may be the primary radiation of the semiconductor chip.
  • the component preferably comprises a conversion element which partially or completely converts the primary radiation. The radiation generated by the component is then the result
  • this includes
  • optoelectronic component an optoelectronic
  • the component comprises a housing body with an upper side and an upper side opposite the upper side and a
  • the semiconductor chip emitted during normal operation electromagnetic primary radiation via the emission side.
  • the semiconductor chip is embedded in the housing body and laterally surrounded by the housing body.
  • the emission side is the rear side and the upper side is arranged downstream of the lower side along a main emission direction of the semiconductor chip.
  • the metal layer is at least partially reflective or absorbing for radiation generated by the optoelectronic component.
  • the present invention is based in particular on the finding that for many applications, for example in the
  • Optoelectronic components are required with a high contrast ratio between the light-emitting surface and the surrounding housing body.
  • this high contrast ratio can not be achieved by the housing body alone, because the penetration depth of the radiation into the housing material is too deep. This is especially the case with housing bodies, which use an injection molding process
  • the optoelectronic component specified here may be a so-called chip-scale package.
  • the housing body preferably also has side surfaces which extend transversely or perpendicular to the top or bottom.
  • the side surfaces can have traces of a
  • the side surfaces themselves are preferably at most covered by the metal layer.
  • the areas of the side surfaces of the housing body, which have traces of a singulation process, are covered by no material. These side surfaces form, for example, lateral outer surfaces of the component.
  • the metal layer is offset laterally by at most 200 ym or at most 150 ym or at most 100 ym or at most 50 ym or at most 20 ym with respect to the emission side.
  • the metal layer preferably has such a maximum lateral offset with respect to the emission side all around the semiconductor chip. So you projected the metal layer on the
  • the distance of the projected metal layer to the emission side is at most the above-mentioned offset.
  • the metal layer is preferably offset in the lateral direction by at least 100 nm or at least 1 ⁇ m with respect to the emission side.
  • the semiconductor chip is laterally completely surrounded by the metal layer in a plan view of the emission side. In top view on the
  • Emission side then surrounds a contiguous A track or a frame made of the metal layer completely covers the semiconductor chip.
  • the metal layer is reflective for the radiation generated by the optoelectronic component or has a reflective top layer facing the top side.
  • the metal layer or the partial layer of the metal layer comprises or consists of Ag or Al or Ti.
  • the reflectance of the metal layer or the partial layer is at least 80% or at least 90% or at least 95%. Information regarding the reflectance of the metal layer or the sub-layer of the metal layer refer to the above as the
  • Wavelength at which the radiation generated by the component has an intensity maximum.
  • Non-metallic coating may appear black or white to the user.
  • the non-metallic coating can be the visual effect of
  • Metal layer such as the reflectivity, increase.
  • At least a first portion of the top of the housing body at least a first portion of the top of the housing body
  • the first section is preferably in the lateral direction by at most 50 ym or at most 10 ym with respect to the emission side
  • the first section is a contiguous, in particular simply contiguous area of the upper side.
  • the first section viewed in plan view of the emission side, for example, extends laterally completely around the emission side
  • the first portion forms in plan view of the top, for example, a path around the semiconductor chip, wherein the width of the web in the context of
  • Manufacturing tolerance is preferably constant.
  • the proportion of the first section in the total area of the upper side is for example at least 5% or at least 10%. Alternatively or additionally, the first section may be at most 30% or at most 20% of the total area of the
  • the top side of the housing body runs, for example, essentially flat or flat and / or parallel to the emission side of the semiconductor chip.
  • the first portion of the top of the housing body may be partially or completely covered with the metal layer.
  • the first section can also be free of the
  • Metal layer The emission side in the main emission direction by at most 350 ym or at most 300 ym or at most 250 ym or at most 200 ym or at most 150 ym or at most 100 ym. That is, a side of the metal layer facing away from the upper side is in relation to the emission side
  • Exit side includes.
  • the conversion element is
  • the conversion element preferably covers at least 50% or at least 75% of the emission side of the semiconductor chip.
  • Emission side is at most 200 ym or at most 150 ym or at most 100 ym.
  • the thickness of the conversion element may be at least 5 ⁇ m or at least 10 ⁇ m or at least 20 ⁇ m.
  • the conversion element comprises, for example
  • Matrix material such as silicone or siloxane or silazane, with phosphor particles embedded therein.
  • the first portion of the top along the main emission direction is at most 100 ym or at most 50 ym or at most 25 ym or
  • the housing body can tower over.
  • the first portion of the top of the housing body is flush with the outlet side of the conversion element. In this way it is prevented that on the one hand light exits laterally from the conversion element.
  • the housing body dominates the
  • the upper side of the housing body comprises at least one second section, in which the upper side of the housing body extends substantially parallel to the emission side of the semiconductor chip.
  • section occupies an area of at least 10% or at least 25% or at least 50% of the total area of the top.
  • the second section is a coherent one, especially simple
  • Metal layer the top at least in the second section.
  • the second section is in particular completely covered by the metal layer.
  • the top side of the housing body is planar or flat within the manufacturing tolerance.
  • the top can run substantially parallel to the emission side. "Essentially parallel” means present, that two areas under the
  • the upper side comprises a third section, which is transverse or perpendicular to
  • Emission side runs.
  • the third section with the emission side encloses an angle of at least 30 ° or at least 60 °.
  • the third section preferably forms one again
  • the third section can be in
  • an area of at least 10% or at least 25% or at least 50% of the total area of the top is provided.
  • the third section may extend over, for example, at least 30% or at least 50% or at least 75% of the total thickness of the housing body.
  • Total thickness of the housing body is the maximum distance between the top and the bottom.
  • Section may be, for example, at most 70% or at most 50% or at most 25% of the thickness of the housing body in the first section.
  • the third is
  • the third is
  • the edge can extend laterally around the semiconductor chip.
  • the metal layer can be the edge between the second
  • an edge between the first portion and the third portion may be positively overmolded by the metal layer.
  • the upper side of the housing body is provided with a trench.
  • the trench is preferably V-shaped.
  • the upper side of the housing body is covered with the metal layer in the region of the trench.
  • the metal layer forms the upper side of the housing body in the region of the trench in a form-fitting manner.
  • the trench may have a depth of at least 25% or at least 30% of the total thickness of the housing body exhibit.
  • the depth of the trench may amount to at most 60% or at most 50% of the total thickness of the housing body.
  • Metal layer introduced a recognition feature that can be read by the naked eye or a camera.
  • Identification feature may be, for example, a QR code or a DMC code or a caption.
  • a method for producing an optoelectronic component is specified.
  • the method is particularly suitable for one or more like
  • the method comprises a step A) in which an optoelectronic
  • Enclosed body is embedded and laterally of the
  • the semiconductor chip includes an emission side and a reverse side opposite to the emission side. In normal operation emits the
  • the housing body comprises an upper side and a lower side opposite the upper side.
  • Emission side is the back along one
  • the top of the bottom is along the
  • the method comprises a step B) in which a metal layer is deposited on the top side of the housing body.
  • the metal layer is applied using a mask.
  • a mask can be formed from a photoresist layer.
  • the photoresist layer may be patterned via a photolithographic step or laser exposure to provide the shape of the mask. Especially with laser exposure individually adapted masks are possible.
  • these masks can have particularly precise structures. For example, custom markers or identifying features may be incorporated into the mask, which may then be applied to the mask
  • a physical vapor deposition such as sputtering or evaporation
  • the mask can be detached.
  • the housing body On top of the housing body then remains the thin sub-layer with the shape of the metal layer to be produced. By means of an electrophoresis process, additional metal can then be deposited on the thin sub-layer, bringing the metal layer to its target thickness and being completed.
  • an identification feature is generated by means of the mask in the metal layer, the identification feature being generated by means of the naked eye or a camera is readable. That is, upon deposition of the metal layer, the recognition feature in the metal layer is generated due to the shape of the mask. In other words, the mask is already structured with the recognition feature or the negative of the recognition feature.
  • Depositing the metal layer has a distinguishing feature written in the metal layer. This is preferably done after the mask has peeled off.
  • the identifying feature can be
  • the upper side of the housing body comprises an edge or a trench.
  • the housing body is manufactured around the semiconductor chip by means of an injection molding process. Due to the shape of the injection molding tool, the top of the
  • Housing body can be generated with an edge or a trench.
  • step B) the metal layer becomes in the region of the edge or of the trench
  • the metal layer is preferably deposited so that the metal layer the edge
  • step A) a composite of a plurality of semiconductor chips, each having one
  • the semiconductor chips may all be formed like the semiconductor chip described above.
  • the semiconductor chips are preferably all in the
  • the housing body can be the composite from semiconductor chips Z together.
  • the emission side of the rear side and the upper side of the housing body are arranged downstream of the underside of the housing body along a main emission direction of the respective semiconductor chip.
  • step B) a metal layer is then preferably applied to the upper side in such a way that in plan view of the
  • each semiconductor chip of a frame is surrounded by the metal layer.
  • the optoelectronic components are separated in a step C).
  • the composite is preferably passed through the housing body
  • Dividing lines or saw lines or cut lines then run through the housing body.
  • Step C) is preferably carried out after step B), so that in step C) the composite is separated into a plurality of optoelectronic components described above, each having an optoelectronic semiconductor chip, a housing body and a metal layer.
  • FIGS. 1 to 6 exemplary embodiments of the optoelectronic component in cross-sectional view
  • FIG. 7 shows an embodiment of the optoelectronic
  • FIGS. 8A to 8D show positions in an exemplary embodiment of the method for producing an optoelectronic component.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of the invention
  • Optoelectronic device 100 shown in cross-sectional view The component 100 comprises a semiconductor chip 1, for example a GaN-based flip-chip or thin-film chip, which in operation via an emission side 10
  • the primary radiation is, for example, blue light or UV radiation.
  • One of the emission side 10 opposite back 12 of the semiconductor chip 1 includes, for example, contact points or contact elements for electrical contacting of the
  • Both the emission side 10 and the rear side 12 extend substantially parallel to a main extension plane of the semiconductor chip 1.
  • Conversion element 6 is arranged.
  • the conversion element 6 comprises, for example, a matrix material, such as siloxane or silicone, with phosphor particles embedded therein.
  • the conversion element 6 is configured to convert at least part of the primary radiation emitted by the semiconductor chip 1 via the emission side 10. The converted radiation then leaves the conversion element 6 via an emission side 10 facing away from the exit side 60 of the
  • the semiconductor chip 1 is surrounded by a housing body 2 and embedded in this.
  • Housing body 2 is based, for example, on and includes an organic material such as silicone or epoxy
  • embedded, radiation-reflecting particles such as TiO 2 particles.
  • the housing body 2 surrounds both the present case
  • Semiconductor chip 1 and the conversion element 6 laterally complete and is positively against side surfaces of the semiconductor chip 1 and the conversion element 6.
  • the housing body 2 is in direct contact with the semiconductor chip 1 and the side surfaces
  • the housing body 2 comprises a top 20 and a
  • the upper side 20 is arranged downstream of the underside 22 along the main emission direction 4.
  • the upper side 20 has a first section 23 and a second section 24.
  • the first section 23 is the region of the top side 20 closest to the semiconductor chip in the lateral direction.
  • the second section 24 is covered with a metal layer 3.
  • the second section 23 is presently free of the metal layer 3.
  • Section 24 are the emission side 10 along the
  • the first portion 23 and the second portion 24 are flat or flat within the manufacturing tolerance and are parallel to the emission side 10. Further, the first portion 23 is flush with the exit side 60 of the
  • the first portion 23 may also be completely covered with the metal layer 3.
  • the metal layer 3 has, for example, a thickness of between 0.5 ⁇ m and 50 ⁇ m. Measured along the lateral direction, the metal layer 3 is offset, for example, by at most 50 ym with respect to the emission side 10.
  • the metal layer 3 is arranged so that it is at least partially reflective or absorbing for a radiation generated by the optoelectronic component 100.
  • the radiation generated by the component 100 is, for example, a mixture of the primary radiation of the semiconductor chip 1 and the radiation converted by the conversion element 6.
  • FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of the optoelectronic component 100. On one of the
  • non-metallic coating may appear black or white and may be reflective
  • the metal layer 3 comprises a partial layer 31, which faces the upper side 20, and which is reflective of the radiation generated by the component 100.
  • the metal layer 3 comprises a partial layer 31, which faces the upper side 20, and which is reflective of the radiation generated by the component 100.
  • Partial layer 31 of Ag or Ti / Ag may be formed in a mirror-like manner and / or comprise or consist of one of the aforementioned materials.
  • the upper side 20 of the housing body 2 comprises a first section 23, a second section 24 and a third section 25.
  • the first section 23 and the second section 24 extend substantially parallel to the emission side 10.
  • Section 25 is arranged between the first section 23 and the second section 24 and extends transversely to the
  • the second section 24 is connected to the third section 25 via an edge 26.
  • the top 20 of the housing body 2 with the Metal layer 3 coated forms the upper side 20 in these sections 24, 25 and in the region of the edge 26 in a form-fitting manner.
  • Section 25 not transverse, but perpendicular to the emission side 10th
  • the top 20 of the housing body 2 comprises a V-shaped trench 27.
  • the trench has a depth of at least 30% of the total thickness of the
  • the metal layer 3 is applied in the region of the trench 27, in particular on the side walls of the trench 27, and forms the trench 27 in a form-fitting manner.
  • Embodiment of the optoelectronic device 100 shown. For example, it is the top view of the embodiment of Figure 1. It can be seen that the semiconductor chip 1 and the conversion element 6 is laterally completely surrounded by the housing body 2.
  • the metal layer 3 on the upper side 20 of the housing body 2 forms a coherent path, which extends laterally completely around the semiconductor chip 1.
  • Metal layer 3 is a recognition feature 33, in this case a label is introduced. This can, for example, by means of a laser later or during the
  • FIG. 8A shows a first position in one exemplary embodiment of the method for producing the optoelectronic component 100.
  • a semiconductor chip 1 with a conversion element 6 arranged thereon is provided. Lateral to the semiconductor chip 1 is a
  • Housing body 2 is arranged.
  • the illustrated article may be a region of a composite of a plurality of semiconductor chips 1, which are interconnected by the housing body 2.
  • FIG. 8B shows a second position of the method, in which a mask 7 is applied to the upper side 20 of the housing body 2.
  • the mask 7 may for example be formed from a photoresist layer.
  • the photoresist layer may have been patterned by a photolithography process or laser exposure.
  • the mask 7 has holes in the areas in which the metal layer 3 is to be applied to the top 20.
  • FIG. 8C shows a third position of the method, in which a metal layer 3 is deposited in the holes of the mask 7 and on the mask 7.
  • a metal layer 3 is deposited in the holes of the mask 7 and on the mask 7.
  • a physical vapor deposition was used for this purpose.
  • the metal layer 3 may already be deposited directly with its target thickness.
  • Components 100 is isolated. Accordingly, the side surfaces of the resulting housing body 2 connecting the upper side 20 and the lower side 22 have traces of a

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Abstract

In mindestens einer Ausführungsform umfasst das optoelektronische Bauteil (100) einen optoelektronischen Halbleiterchip (1) mit einer Emissionsseite (10) und einer der Emissionsseite gegenüberliegenden Rückseite (12). Ferner umfasst das Bauteil einen Gehäusekörper (2) mit einer Oberseite (20) und einer der Oberseite gegenüberliegenden Unterseite (22) sowie eine Metallschicht (3) auf der Oberseite des Gehäusekörpers. Der Halbleiterchip emittiert im bestimmungsgemäßen Betrieb elektromagnetische Primärstrahlung über die Emissionsseite. Der Halbleiterchipist in dem Gehäusekörper eingebettet und lateral von dem Gehäusekörper umgeben. Die Emissionsseite ist der Rückseite und die Oberseite ist der Unterseite entlang einer Hauptabstrahlrichtung (4) des Halbleiterchips nachgeordnet. Die Metallschicht ist zumindest teilweise reflektierend oder absorbierend für von dem optoelektronischen Bauteil erzeugte Strahlung.

Description

Beschreibung
OPTOELEKTRONISCHES BAUTEIL UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES OPTOELEKTRONISCHEN BAUTEILS
Es wird ein optoelektronisches Bauteil angegeben. Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Herstellung eines
optoelektronischen Bauteils angegeben.
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein optoelektronisches Bauteil mit einem hohen Kontrastverhältnis bereitzustellen. Eine weitere zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen optoelektronischen Bauteils anzugeben .
Diese Aufgaben werden unter anderem durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das
optoelektronische Bauteil einen optoelektronischen
Halbleiterchip mit einer Emissionsseite und einer der
Emissionsseite gegenüberliegenden Rückseite. Die
Emissionsseite und die Rückseite verlaufen bevorzugt im
Wesentlichen parallel zueinander. Beispielsweise bilden die Emissionsseite und die Rückseite Hauptseiten des
Halbleiterchips, die sich im Wesentlichen parallel zu einer Haupterstreckungsebene des Halbleiterchips erstrecken.
Die Rückseite des Halbleiterchips kann eine Kontaktseite sein. Beispielsweise sind auf der Rückseite alle zur
elektrischen Kontaktierung des Halbleiterchips notwendigen Kontaktelemente angeordnet. Alternativ ist es aber auch möglich, dass sowohl auf der Rückseite als auch auf der
Emissionsseite Kontaktelemente zur elektrischen Kontaktierung des Halbleiterchips angeordnet sind.
Der optoelektronische Halbleiterchip umfasst eine
Halbleiterschichtenfolge mit einer aktiven Schicht zur
Erzeugung elektromagnetischer Strahlung. Die
Halbleiterschichtenfolge basiert zum Beispiel auf einem III- V-Verbindungshalbleitermaterial . Bei dem Halbleitermaterial handelt es sich zum Beispiel um ein Nitrid- Verbindungshalbleitermaterial, wie AlnIn]__n-mGamN, oder um ein Phosphid-Verbindungshalbleitermaterial , wie AlnIn]__n_ mGamP, oder um ein Arsenid-Verbindungshalbleitermaterial , wie AlnIn]__n-mGamAs oder AlnIn]__n-mGamAsP, wobei jeweils 0 d n < 1, 0 d m < 1 und m + n < 1 ist. Dabei kann die
Halbleiterschichtenfolge Dotierstoffe sowie zusätzliche
Bestandteile aufweisen. Der Einfachheit halber sind jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters der Halbleiterschichtenfolge, also Al, As, Ga, In, N oder P, angegeben, auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt und/oder ergänzt sein können.
Bevorzugt basiert die Halbleiterschichtenfolge auf AlInGaN.
Die aktive Schicht der Halbleiterschichtenfolge beinhaltet insbesondere wenigstens einen pn-Übergang und/oder mindestens eine QuantentopfStruktur und kann zum Beispiel im
bestimmungsgemäßen Betrieb elektromagnetische Primärstrahlung im blauen oder grünen oder roten Spektralbereich oder im UV- Bereich erzeugen. Bevorzugt umfasst der Halbleiterchip eine, insbesondere genau eine, zusammenhängende, insbesondere einfach zusammenhängende, aktive Schicht. Alternativ kann die aktive Schicht auch segmentiert sein. Unter einem Halbleiterchip wird hier und im Folgenden ein separat handhabbares und elektrisch kontaktierbares Element verstanden. Ein Halbleiterchip entsteht durch Vereinzelung aus einem Waferverbund. Insbesondere weisen quer zur
Emissionsseite verlaufende Seitenflächen eines solchen
Halbleiterchips Spuren aus dem Vereinzelungsprozess des Waferverbunds auf. Ein Halbleiterchip umfasst genau einen ursprünglich zusammenhängenden Bereich der im Waferverbund gewachsenen Halbleiterschichtenfolge. Die
Halbleiterschichtenfolge des Halbleiterchips ist bevorzugt zusammenhängend ausgebildet. Die laterale Ausdehnung des Halbleiterchips, gemessen parallel zur Haupterstreckungsebene der aktiven Schicht, ist beispielsweise höchstens 1 % oder höchstens 5 % größer als die laterale Ausdehnung der aktiven Schicht oder der Halbleiterschichtenfolge. Der Halbleiterchip umfasst beispielsweise noch das Aufwachsubstrat, auf dem die Halbleiterschichtenfolge gewachsen ist.
Der Halbleiterchip kann ein so genannter Volumenemitter, insbesondere ein Flip-Chip, sein. In diesem Fall umfasst der Halbleiterchip bevorzugt noch das Aufwachsubstrat, das beispielsweise aus Saphir gebildet ist. Alternativ kann der Halbleiterchip auch ein Oberflächenemitter, insbesondere ein so genannter Dünnfilm-Chip, sein. In diesem Fall ist das Aufwachsubstrat zum Beispiel abgelöst.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das
optoelektronische Bauteil einen Gehäusekörper mit einer
Oberseite und einer der Oberseite gegenüberliegenden
Unterseite. Der Gehäusekörper ist bevorzugt aus einem
Material gebildet, das reflektierend oder absorbierend für die von dem Bauteil erzeugte Strahlung ist. Der Gehäusekörper umfasst beispielsweise ein organisches Matrixmaterial, wie Silikon oder Epoxid oder ein Hybrid aus Silikon und Epoxid.
In dem Matrixmaterial können strahlungsreflektierende
Partikel, wie Ti02-Partikel, eingebettet sein. Der
Gehäusekörper erscheint für einen Benutzer zum Beispiel weiß. Bei dem Gehäusekörper handelt es sich insbesondere um einen Spritzguss-Körper oder Formkörper.
Die Unterseite des Gehäusekörpers verläuft zum Beispiel im Wesentlichen parallel zu einer Haupterstreckungsebene des Bauteils. Die Oberseite des Gehäusekörpers kann
abschnittsweise oder überall im Wesentlichen parallel zur Unterseite verlaufen.
Der Gehäusekörper ist bevorzugt einstückig ausgebildet. Das heißt, alle Bereiche des Gehäusekörpers sind integral
miteinander ausgebildet und enthalten das gleiche Material oder bestehen aus dem gleichen Material. Insbesondere ist der Gehäusekörper ein zusammenhängender, bevorzugt einfach zusammenhängender, Körper.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist auf der Oberseite des Gehäusekörpers eine Metallschicht aufgebracht. Die
Metallschicht ist beispielsweise mittels eines
Abscheideverfahrens, wie Aufdampfen oder Sputtern oder
Elektrophorese, auf die Oberseite aufgebracht. Eine Dicke der Metallschicht, gemessen senkrecht zur Oberseite des
Gehäusekörpers, beträgt zum Beispiel höchstens 50 ym oder höchstens 40 ym oder höchstens 30 ym. Alternativ oder
zusätzlich kann die Dicke der Metallschicht zumindest 0,5 ym oder zumindest 1 ym oder zumindest 5 ym betragen. Unter einer Dicke wird hier und im Folgenden insbesondere die mittlere oder maximale Dicke verstanden. Bei der Metallschicht handelt es sich beispielsweise um eine zusammenhängende und/oder einstückige Schicht. Die
Metallschicht besteht bevorzugt vollständig aus Metall. Die Metallschicht kann unmittelbar auf die Oberseite des
Gehäusekörpers aufgebracht sein, also mit dem Gehäusekörper in direktem Kontakt stehen. Alternativ kann zwischen dem Gehäusekörper und der Metallschicht auch eine
Haftvermittlungsschicht angeordnet sein. Die Metallschicht formt die Oberseite bevorzugt formschlüssig oder konform nach. Ein Abstand der Metallschicht zu der Oberseite beträgt zum Beispiel höchstens 10 ym oder höchstens 5 ym.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform emittiert der
Halbleiterchip im bestimmungsgemäßen Betrieb
elektromagnetische Primärstrahlung über die Emissionsseite. Beispielsweise werden im Betrieb zumindest 50 % oder
zumindest 75 % oder zumindest 90 % der aus dem Halbleiterchip ausgekoppelten Primärstrahlung über die Emissionsseite ausgekoppelt. Über die Rückseite werden beispielsweise höchstens 10 % oder höchstens 5 % oder höchstens 1 % der aus dem Halbleiterchip ausgekoppelten Primärstrahlung
ausgekoppelt .
Bei dem optoelektronischen Bauteil handelt es sich
insbesondere um eine LED oder eine Laserdiode.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Halbleiterchip in dem Gehäusekörper eingebettet und lateral von dem
Gehäusekörper umgeben. Eine laterale Richtung ist dabei eine Richtung parallel zu einer Haupterstreckungsebene des
Bauteils oder des Halbleiterchips. Der Gehäusekörper kann den Halbleiterchip lateral vollständig umgeben. Um den Halbleiterchip ist dann eine zusammenhängende Bahn oder ein Rahmen aus dem Gehäusekörper gebildet. Die Breite des
Gehäusekörpers, gemessen in der lateralen Richtung, beträgt überall um den Halbleiterchip beispielsweise zumindest 50 ym oder zumindest 100 ym oder zumindest 500 ym.
„Eingebettet" bedeutet vorliegend, dass der Halbleiterchip mit dem Gehäusekörper lateral umformt ist, zum Beispiel weil der Gehäusekörper mit einem Spritzgussverfahren um den
Halbleiterchip positioniert wurde. Insbesondere formt der Gehäusekörper den Halbleiterchip in lateraler Richtung formschlüssig oder konform nach.
Der Gehäusekörper kann unmittelbar an den Halbleiterchip angrenzen. Der Halbleiterchip umfasst quer oder senkrecht zur Emissionsseite verlaufende Seitenflächen. Der Gehäusekörper grenzt zum Beispiel an diese Seitenflächen. Die Seitenflächen des Halbleiterchips sind zum Beispiel zu zumindest 75 % oder vollständig mit dem Gehäusekörper bedeckt.
Bevorzugt ist die Emissionsseite frei von dem Gehäusekörper. In Draufsicht auf die Emissionsseite betrachtet überdeckt der Gehäusekörper also bevorzugt keinen Bereich der
Emissionsseite oder zumindest nicht die gesamte
Emissionsseite. Insbesondere überdeckt, in der Draufsicht auf die Emissionsseite betrachtet, die Metallschicht keinen
Bereich der Emissionsseite oder zumindest nicht die gesamte Emissionsseite .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Emissionsseite der Rückseite entlang einer Hauptabstrahlrichtung des
Halbleiterchips nachgeordnet. Ferner ist die Oberseite des Gehäusekörpers der Unterseite des Gehäusekörpers entlang der Hauptabstrahlrichtung nachgeordnet. Die Hauptabstrahlrichtung ist dabei insbesondere eine Richtung senkrecht zur
Emissionsseite beziehungsweise senkrecht zur lateralen
Richtung. Die Oberseite des Gehäusekörpers und die Unterseite des Gehäusekörpers sind also entlang der
Hauptabstrahlrichtung in der gleichen Reihenfolge angeordnet wie die Emissionsseite und die Rückseite.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Metallschicht zumindest teilweise reflektierend oder absorbierend für von dem optoelektronischen Bauteil erzeugte Strahlung.
Beispielsweise weist die Metallschicht einen
Transmissionsgrad für die von dem Bauteil erzeugte Strahlung von höchstens 10 % oder höchstens 5 % oder höchstens 1 % auf. Der Transmissionsgrad ist dabei für die Wellenlänge
angegeben, bei der die von dem Bauteil erzeugte Strahlung ein Intensitätsmaximum aufweist.
Bei der von dem Bauteil erzeugten Strahlung kann es sich um die Primärstrahlung des Halbleiterchips handeln. Bevorzugt umfasst das Bauteil aber ein Konversionselement, das die Primärstrahlung teilweise oder vollständig konvertiert. Die vom Bauteil erzeugte Strahlung ist dann die daraus
resultierende Strahlung.
In mindestens einer Ausführungsform umfasst das
optoelektronische Bauteil einen optoelektronischen
Halbleiterchip mit einer Emissionsseite und einer der
Emissionsseite gegenüberliegenden Rückseite. Ferner umfasst das Bauteil einen Gehäusekörper mit einer Oberseite und einer der Oberseite gegenüberliegenden Unterseite sowie eine
Metallschicht auf der Oberseite des Gehäusekörpers. Der
Halbleiterchip emittiert im bestimmungsgemäßen Betrieb elektromagnetische Primärstrahlung über die Emissionsseite. Der Halbleiterchip ist in dem Gehäusekörper eingebettet und lateral von dem Gehäusekörper umgeben. Die Emissionsseite ist der Rückseite und die Oberseite ist der Unterseite entlang einer Hauptabstrahlrichtung des Halbleiterchips nachgeordnet. Die Metallschicht ist zumindest teilweise reflektierend oder absorbierend für von dem optoelektronischen Bauteil erzeugte Strahlung .
Der vorliegenden Erfindung liegt insbesondere die Erkenntnis zu Grunde, dass für viele Anwendungen, zum Beispiel im
Fahrzeugbereich, insbesondere bei Scheinwerfern,
optoelektronische Bauteile mit einem hohen Kontrastverhältnis zwischen der lichtemittierenden Fläche und dem umgebenden Gehäusekörper gefordert sind. Dieses hohe Kontrastverhältnis kann in der Regel nicht durch den Gehäusekörper alleine erreicht werden, weil die Eindringtiefe der Strahlung in das Gehäusematerial zu tief ist. Dies ist insbesondere der Fall bei Gehäusekörpern, die mit einem Spritzgussverfahren
hergestellt werden. Um die eigentlich strahlungsemittierende Emissionsseite entsteht dann ein leuchtender Rand im
Gehäusekörper .
Um die Abstrahlung im Bereich des Gehäusekörpers zu
verhindern, wird auf die Oberseite des Gehäusekörpers eine Metallschicht aufgebracht, die reflektierend oder
absorbierend ist. Metallschichten können über sehr präzise Verfahren, wie Sputtern oder Verdampfen mithilfe einer Maske, erzeugt werden. Dies erlaubt, die Metallschicht sehr nahe am Halbleiterchip auszubilden. Dadurch kann der leuchtende Rand um die Emissionsseite herum reduziert werden. Bei dem hier angegebenen optoelektronischen Bauteil kann es sich um ein so genanntes Chip-Scale-Package handeln.
Beispielsweise ist dann eine gesamte Unterseite des Bauteils um höchstens 50 % oder um höchstens 20 % größer als die
Rückseite des Halbleiterchips.
Der Gehäusekörper weist bevorzugt ebenfalls Seitenflächen auf, die quer oder senkrecht zur Oberseite oder Unterseite verlaufen. Die Seitenflächen können Spuren eines
Vereinzelungsprozesses aufweisen. Die Seitenflächen selber sind bevorzugt höchstens von der Metallschicht bedeckt.
Besonders bevorzugt sind die Bereiche der Seitenflächen des Gehäusekörpers, die Spuren eines Vereinzelungsprozesses aufweisen, von keinem Material bedeckt. Diese Seitenflächen bilden beispielsweise seitliche Außenflächen des Bauteils.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Metallschicht in lateraler Richtung um höchstens 200 ym oder höchstens 150 ym oder höchstens 100 ym oder höchstens 50 ym oder höchstens 20 ym bezüglich der Emissionsseite versetzt. Bevorzugt weist die Metallschicht überall um den Halbleiterchip einen solchen maximalen lateralen Versatz bezüglich der Emissionsseite auf. Projiziert man also die Metallschicht auf die die
Emissionsseite umfassende Ebene, so ist der Abstand der projizierten Metallschicht zu der Emissionsseite höchstens der oben genannte Versatz. Bevorzugt ist die Metallschicht aber in lateraler Richtung um zumindest 100 nm oder zumindest 1 ym bezüglich der Emissionsseite versetzt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Halbleiterchip in Draufsicht auf die Emissionsseite lateral vollständig von der Metallschicht umgeben. In Draufsicht auf die
Emissionsseite betrachtet umgibt dann eine zusammenhängende Bahn oder ein Rahmen aus der Metallschicht den Halbleiterchip vollständig .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Metallschicht spiegelnd für die von dem optoelektronischen Bauteil erzeugte Strahlung oder weist eine der Oberseite zugewandte spiegelnde Teilschicht auf. Beispielsweise umfasst oder besteht die Metallschicht oder die Teilschicht der Metallschicht aus Ag oder Al oder Ti. Beispielsweise beträgt der Reflexionsgrad der Metallschicht oder der Teilschicht zumindest 80 % oder zumindest 90 % oder zumindest 95 %. Angaben bezüglich des Reflexionsgrades der Metallschicht oder der Teilschicht der Metallschicht beziehen sich dabei wie oben auf die
Wellenlänge, bei der die von dem Bauteil erzeugte Strahlung ein Intensitätsmaximum aufweist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist auf eine der
Oberseite des Gehäusekörpers abgewandten Seite der
Metallschicht eine nichtmetallische Beschichtung aufgebracht. Die nichtmetallische Beschichtung kann für den Anwender beispielsweise schwarz oder weiß erscheinen. Die nicht metallische Beschichtung kann die optische Wirkung der
Metallschicht, wie die Reflektivität, erhöhen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist zumindest ein erster Abschnitt der Oberseite des Gehäusekörpers,
insbesondere die gesamte Oberseite des Gehäusekörpers, der Emissionsseite in Hauptabstrahlrichtung nachgeordnet oder liegt auf gleicher Höhe mit der Emissionsseite. Der erste Abschnitt ist in lateraler Richtung bevorzugt um höchstens 50 ym oder höchstens 10 ym bezüglich der Emissionsseite
versetzt. Dadurch wird bereits verhindert, dass
Primärstrahlung seitlich aus dem Bauteil austritt. Der erste Abschnitt ist ein zusammenhängender, insbesondere einfach zusammenhängender Bereich der Oberseite. Der erste Abschnitt verläuft in Draufsicht auf die Emissionsseite betrachtet beispielsweise lateral vollständig um den
Halbleiterchip. Das heißt, der erste Abschnitt bildet in Draufsicht auf die Oberseite beispielsweise eine Bahn um den Halbleiterchip, wobei die Breite der Bahn im Rahmen der
Herstellungstoleranz bevorzugt konstant ist.
Der Anteil des ersten Abschnitts an der Gesamtfläche der Oberseite beträgt beispielsweise zumindest 5 % oder zumindest 10 %. Alternativ oder zusätzlich kann der erste Abschnitt höchstens 30 % oder höchstens 20 % der Gesamtfläche der
Oberseite ausmachen. In dem ersten Abschnitt verläuft die Oberseite des Gehäusekörpers beispielsweise im Wesentlichen eben oder flach und/oder parallel zur Emissionsseite des Halbleiterchips .
Der erste Abschnitt der Oberseite des Gehäusekörpers kann teilweise oder vollständig mit der Metallschicht bedeckt sein. Der erste Abschnitt kann aber auch frei von der
Metallschicht sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform überragt die
Metallschicht die Emissionsseite in Hauptabstrahlrichtung um höchstens 350 ym oder höchstens 300 ym oder höchstens 250 ym oder höchstens 200 ym oder höchstens 150 ym oder höchstens 100 ym. Das heißt, eine der Oberseite abgewandte Seite der Metallschicht ist bezüglich der Emissionsseite in
Hauptabstrahlrichtung um höchstens diesen Betrag versetzt. Durch diesen maximalen Versatz wird verhindert, dass das Licht zu stark entlang der Hauptabstrahlrichtung gebündelt wird .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist auf der
Emissionsseite des Halbleiterchips ein Konversionselement angeordnet, das eine dem Halbleiterchip abgewandte
Austrittsseite umfasst. Das Konversionselement ist
insbesondere dazu eingerichtet, einen Teil oder die gesamte von dem Halbleiterchip emittierte Primärstrahlung in
Strahlung eines anderen Wellenlängenbereichs zu konvertieren. Die konvertierte Strahlung oder die Mischung aus
konvertierter Strahlung und Primärstrahlung verlässt das Konversionselement über die Austrittsseite. Bei dieser
Strahlung oder dieser Mischstrahlung handelt es sich
bevorzugt um Licht im sichtbaren Spektralbereich.
Das Konversionselement bedeckt bevorzugt zumindest 50 % oder zumindest 75 % der Emissionsseite des Halbleiterchips. Eine Dicke des Konversionselements, gemessen senkrecht zur
Emissionsseite, beträgt beispielsweise höchstens 200 ym oder höchstens 150 ym oder höchstens 100 ym. Alternativ oder zusätzlich kann die Dicke des Konversionselements zumindest 5 ym oder zumindest 10 ym oder zumindest 20 ym betragen.
Das Konversionselement umfasst beispielsweise ein
Matrixmaterial, wie Silikon oder Siloxan oder Silazan, mit darin eingebetteten Leuchtstoffpartikeln.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der erste Abschnitt der Oberseite entlang der Hauptabstrahlrichtung um höchstens 100 ym oder höchstens 50 ym oder höchstens 25 ym oder
höchstens 10 ym oder höchstens 5 ym bezüglich der
Austrittsseite des Konversionselements versetzt. Das heißt insbesondere, dass der erste Abschnitt der Oberseite die Austrittsseite des Konversionselements in
Hauptabstrahlrichtung um maximal den genannten Betrag
überragen kann. Bevorzugt schließt der erste Abschnitt der Oberseite des Gehäusekörpers bündig mit der Austrittsseite des Konversionselements ab. Auf diese Weise wird verhindert, dass einerseits Licht seitlich aus dem Konversionselement austritt. Andererseits überragt der Gehäusekörper das
Konversionselement nicht so weit, dass die abgestrahlte
Strahlung zu stark gebündelt wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Oberseite des Gehäusekörpers zumindest einen zweiten Abschnitt, in dem die Oberseite des Gehäusekörpers im Wesentlichen parallel zur Emissionsseite des Halbleiterchips verläuft. Der zweite
Abschnitt nimmt beispielsweise eine Fläche von zumindest 10 % oder zumindest 25 % oder zumindest 50 % der Gesamtfläche der Oberseite ein. Bei dem zweiten Abschnitt handelt es sich um einen zusammenhängenden, insbesondere einfach
zusammenhängenden Abschnitt der Oberseite, der in Draufsicht betrachtet beispielsweise lateral vollständig rings um den Halbleiterchip verläuft.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform bedeckt die
Metallschicht die Oberseite zumindest im zweiten Abschnitt. Der zweite Abschnitt ist dabei insbesondere vollständig von der Metallschicht bedeckt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Oberseite des Gehäusekörpers im Rahmen der Herstellungstoleranz eben oder flach. Die Oberseite kann dabei im Wesentlichen parallel zur Emissionsseite verlaufen. „Im Wesentlichen parallel" bedeutet vorliegend, dass zwei Flächen im Rahmen der
Herstellungstoleranz parallel verlaufen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Oberseite einen dritten Abschnitt, der quer oder senkrecht zur
Emissionsseite verläuft. Beispielsweise schließt der dritte Abschnitt mit der Emissionsseite einen Winkel von zumindest 30° oder zumindest 60° ein.
Der dritte Abschnitt bildet bevorzugt wiederum einen
zusammenhängenden, insbesondere einfach zusammenhängenden Bereich der Oberseite. Der dritte Abschnitt kann in
Draufsicht gesehen ebenfalls lateral vollständig rings um den Halbleiterchip verlaufen. Der dritte Abschnitt nimmt
beispielsweise eine Fläche von zumindest 10 % oder zumindest 25 % oder zumindest 50 % der Gesamtfläche der Oberseite ein.
Der dritte Abschnitt kann sich über beispielsweise zumindest 30 % oder zumindest 50 % oder zumindest 75 % der Gesamtdicke des Gehäusekörpers erstrecken. Insbesondere kann der dritte Abschnitt zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten
Abschnitt liegen und mit dem ersten und/oder zweiten
Abschnitt jeweils über eine Kante verbunden sein. Die
Gesamtdicke des Gehäusekörpers ist der maximale Abstand zwischen der Oberseite und der Unterseite.
Die Dicke des Gehäusekörpers im Bereich des dritten
Abschnitts kann beispielsweise höchstens 70 % oder höchstens 50 % oder höchstens 25 % der Dicke des Gehäusekörpers im ersten Abschnitt betragen. Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der dritte
Abschnitt mit der Metallschicht bedeckt, insbesondere
vollständig bedeckt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der dritte
Abschnitt über eine Kante mit dem zweiten Abschnitt
verbunden. Die Kante kann in Draufsicht gesehen lateral rings um den Halbleiterchip verlaufen.
Die Metallschicht kann die Kante zwischen dem zweiten
Abschnitt und dem dritten Abschnitt formschlüssig nachformen. Auch eine Kante zwischen dem ersten Abschnitt und dem dritten Abschnitt kann von der Metallschicht formschlüssig überformt sein .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der zweite
Abschnitt dem dritten Abschnitt entlang einer lateralen
Richtung weg vom Halbleiterchip nachgeordnet. Gemessen entlang der lateralen Richtung ist der zweite Abschnitt also weiter weg vom Halbleiterchip angeordnet als der dritte
Abschnitt .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Oberseite des Gehäusekörpers mit einem Graben versehen. Der Graben ist bevorzugt V-förmig ausgebildet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Oberseite des Gehäusekörpers im Bereich des Grabens mit der Metallschicht bedeckt. Bevorzugt formt die Metallschicht die Oberseite des Gehäusekörpers im Bereich des Grabens formschlüssig nach.
Der Graben kann beispielsweise eine Tiefe von zumindest 25 % oder zumindest 30 % der Gesamtdicke des Gehäusekörpers aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die Tiefe des Grabens höchstens 60 % oder höchstens 50 % der Gesamtdicke des Gehäusekörpers betragen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist in die
Metallschicht ein Erkennungsmerkmal eingebracht, das mittels bloßem Auge oder einer Kamera auslesbar ist. Bei dem
Erkennungsmerkmal kann es sich beispielsweise um einen QR- Code oder einen DMC-Code oder eine Beschriftung handeln.
Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauteils angegeben. Das Verfahren eignet sich insbesondere dazu, ein oder mehrere wie eben
beschriebene optoelektronische Bauteile herzustellen. Das heißt, sämtliche in Verbindung mit dem optoelektronischen Bauteil offenbarten Merkmale sind auch für das Verfahren offenbart und umgekehrt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren einen Schritt A) , in dem ein optoelektronischer
Halbleiterchip bereitgestellt wird, der in einem
Gehäusekörper eingebettet ist und lateral von dem
Gehäusekörper umgeben ist. Der Halbleiterchip umfasst eine Emissionsseite und eine der Emissionsseite gegenüberliegende Rückseite. Im bestimmungsgemäßen Betrieb emittiert der
Halbleiterchip elektromagnetische Primärstrahlung über die Emissionsseite. Der Gehäusekörper umfasst eine Oberseite und eine der Oberseite gegenüberliegende Unterseite. Die
Emissionsseite ist der Rückseite entlang einer
Hauptabstrahlrichtung des Halbleiterchips nachgeordnet.
Ferner ist die Oberseite der Unterseite entlang der
Hauptabstrahlrichtung nachgeordnet . Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren einen Schritt B) , in dem eine Metallschicht auf die Oberseite des Gehäusekörpers abgeschieden wird. Die Metallschicht wird dabei mithilfe einer Maske aufgebracht.
Mit der Maske wird die Form der Metallschicht auf der
Oberseite des Gehäusekörpers vorgegeben. Beispielsweise kann eine Maske aus einer Fotolackschicht gebildet werden. Die Fotolackschicht kann über einen fotolithografischen Schritt oder über Laserbelichtung strukturiert werden, um die Form der Maske vorzugeben. Insbesondere mit Laserbelichtung sind individuell angepasste Masken möglich. Zudem können diese Masken besonders präzise Strukturen aufweisen. Beispielsweise können kundenspezifische Markierungen oder Erkennungsmerkmale in die Maske eingebracht werden, die sich dann auf die
Metallschicht übertragen
Für das Abscheiden der Metallschicht kann beispielsweise eine physikalische Gasphasenabscheidung, wie zum Beispiel Sputtern oder Verdampfen, verwendet werden. Hierbei ist es möglich, zunächst eine dünne Teilschicht der Metallschicht mithilfe eines physikalischen Gasphasenabscheidungsverfahrens
aufzubringen. Anschließend kann die Maske abgelöst werden.
Auf der Oberseite des Gehäusekörpers verbleibt dann die dünne Teilschicht mit der Form der herzustellenden Metallschicht. Über ein Elektrophoreseverfahren kann dann auf der dünnen Teilschicht zusätzliches Metall abgeschieden werden, wodurch die Metallschicht auf ihre Zieldicke gebracht wird und fertiggestellt wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird mithilfe der Maske in der Metallschicht ein Erkennungsmerkmal erzeugt, wobei das Erkennungsmerkmal mittels bloßem Auge oder einer Kamera auslesbar ist. Das heißt, beim Abscheiden der Metallschicht wird aufgrund der Form der Maske das Erkennungsmerkmal in der Metallschicht erzeugt. Anders ausgedrückt ist die Maske bereits mit dem Erkennungsmerkmal beziehungsweise dem Negativ des Erkennungsmerkmals strukturiert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird nach dem
Abscheiden der Metallschicht ein Erkennungsmerkmal in die Metallschicht geschrieben. Dies erfolgt bevorzugt, nachdem die Maske abgelöst ist. Das Erkennungsmerkmal kann
beispielsweise mittels eines Lasers in die Metallschicht geschrieben werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Oberseite des Gehäusekörpers eine Kante oder einen Graben.
Beispielsweise wird der Gehäusekörper um den Halbleiterchip mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt. Durch die Form des Spritzgusswerkzeuges kann die Oberseite des
Gehäusekörpers mit einer Kante oder einem Graben erzeugt werden .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird im Schritt B) die Metallschicht im Bereich der Kante oder des Grabens
abgeschieden. Die Metallschicht wird dabei bevorzugt so abgeschieden, dass die Metallschicht die Kante
beziehungsweise den Graben formschlüssig nachformt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird im Schritt A) ein Verbund aus mehreren Halbleiterchips mit jeweils einer
Emissionsseite bereitgestellt. Die Halbleiterchips können alle wie der oben beschriebene Halbleiterchip ausgebildet sein. Die Halbleiterchips sind bevorzugt alle in dem
Gehäusekörper eingebettet. Der Gehäusekörper kann den Verbund aus Halbleiterchips Zusammenhalten. Bevorzugt gilt bei jedem Halbleiterchip des Verbunds, dass die Emissionsseite der Rückseite und die Oberseite des Gehäusekörpers der Unterseite des Gehäusekörpers entlang einer Hauptabstrahlrichtung des jeweiligen Halbleiterchips nachgeordnet sind.
Im Schritt B) wird dann bevorzugt eine Metallschicht so auf die Oberseite aufgebracht, dass in Draufsicht auf die
Emissionsseite betrachtet, jeder Halbleiterchip von einem Rahmen, insbesondere einem zusammenhängendem Rahmen, aus der Metallschicht umgeben ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform werden in einem Schritt C) die optoelektronischen Bauteile vereinzelt. Bevorzugt wird dabei der Verbund durch den Gehäusekörper hindurch
durchtrennt. Trennlinien oder Sägelinien oder Schnittlinien verlaufen dann also durch den Gehäusekörper.
Der Schritt C) wird bevorzugt nach dem Schritt B) ausgeführt, sodass im Schritt C) der Verbund in einer Mehrzahl von oben beschriebenen, optoelektronischen Bauteilen mit jeweils einem optoelektronischen Halbleiterchip, einem Gehäusekörper und einer Metallschicht aufgetrennt wird.
Nachfolgend wird ein hier beschriebenes optoelektronisches Bauteil sowie ein hier beschriebenes Verfahren zur
Herstellung eines optoelektronischen Bauteils unter
Bezugnahme auf Zeichnungen anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen geben dabei gleiche Elemente in den einzelnen Figuren an. Es sind dabei jedoch keine maßstäblichen Bezüge dargestellt, vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein. Es zeigen:
Figuren 1 bis 6 Ausführungsbeispiele des optoelektronisches Bauteils in Querschnittsansicht,
Figur 7 ein Ausführungsbeispiel des optoelektronischen
Bauteils in Draufsicht,
Figuren 8A bis 8D Positionen in einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen Bauteils.
In der Figur 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des
optoelektronischen Bauteils 100 in Querschnittsansicht dargestellt. Das Bauteil 100 umfasst einen Halbleiterchip 1, beispielsweise einen GaN-basierten Flip-Chip oder Dünnfilm- Chip, der im Betrieb über eine Emissionsseite 10
Primärstrahlung emittiert. Bei der Primärstrahlung handelt es sich beispielsweise um blaues Licht oder UV-Strahlung.
Eine der Emissionsseite 10 gegenüberliegende Rückseite 12 des Halbleiterchips 1 umfasst beispielsweise Kontaktstellen oder Kontaktelemente zur elektrischen Kontaktierung des
Halbleiterchips 1 (nicht gezeigt) . Sowohl die Emissionsseite 10 als auch die Rückseite 12 erstrecken sich im Wesentlichen parallel zu einer Haupterstreckungsebene des Halbleiterchips 1. Eine Hauptabstrahlrichtung 4 des Halbleiterchips 1
verläuft senkrecht zur Emissionsseite 10 beziehungsweise zu der Haupterstreckungsebene des Halbleiterchips 1. Entlang der Hauptabstrahlrichtung 4 ist die Emissionsseite 10 der
Rückseite 12 nachgeordnet. Auf der Emissionsseite 10 des Halbleiterchips 1 ist ein
Konversionselement 6 angeordnet. Das Konversionselement 6 umfasst beispielsweise ein Matrixmaterial, wie Siloxan oder Silikon, mit darin eingebetteten Leuchtstoffpartikeln. Das Konversionselement 6 ist dazu eingerichtet, zumindest einen Teil der über die Emissionsseite 10 von dem Halbleiterchip 1 emittierten Primärstrahlung zu konvertieren. Die konvertierte Strahlung verlässt dann das Konversionselement 6 über eine der Emissionsseite 10 abgewandte Austrittsseite 60 des
Konversionselements 6.
In einer lateralen Richtung, senkrecht zur
Hauptabstrahlrichtung 4, ist der Halbleiterchip 1 von einem Gehäusekörper 2 umgeben und in diesen eingebettet. Der
Gehäusekörper 2 basiert zum Beispiel auf einem organischen Material, wie Silikon oder Epoxid, und umfasst darin
eingebettete, strahlungsreflektierende Partikel, wie Ti02- Partikel .
Der Gehäusekörper 2 umgibt vorliegend sowohl den
Halbleiterchip 1 als auch das Konversionselement 6 lateral vollständig und liegt formschlüssig an Seitenflächen des Halbleiterchips 1 und des Konversionselements 6 an.
Insbesondere steht der Gehäusekörper 2 an den Seitenflächen in direktem Kontakt mit dem Halbleiterchip 1 und dem
Konversionselement 6.
Der Gehäusekörper 2 umfasst eine Oberseite 20 und eine
Unterseite 22. Die Oberseite 20 ist der Unterseite 22 entlang der Hauptabstrahlrichtung 4 nachgeordnet. Die Oberseite 20 weist einen ersten Abschnitt 23 und einen zweiten Abschnitt 24 auf. Der erste Abschnitt 23 ist der dem Halbleiterchip in lateraler Richtung nächstliegende Bereich der Oberseite 20. Der zweite Abschnitt 24 ist mit einer Metallschicht 3 bedeckt. Der zweite Abschnitt 23 ist vorliegend frei von der Metallschicht 3. Der erste Abschnitt 23 und der zweite
Abschnitt 24 sind der Emissionsseite 10 entlang der
Hauptabstrahlrichtung 4 nachgeordnet.
Der erste Abschnitt 23 und der zweite Abschnitt 24 sind im Rahmen der Herstellungstoleranz eben oder flach und verlaufen parallel zur Emissionsseite 10. Ferner schließt der erste Abschnitt 23 bündig mit der Austrittseite 60 des
Konversionselements 6 ab.
Anders als in diesem und den nachfolgenden
Ausführungsbeispielen kann der erste Abschnitt 23 ebenfalls vollständig mit der Metallschicht 3 bedeckt sein.
Die Metallschicht 3 weist zum Beispiel eine Dicke zwischen einschließlich 0,5 ym und 50 ym auf. Gemessen entlang der lateralen Richtung ist die Metallschicht 3 beispielsweise um höchstens 50 ym bezüglich der Emissionsseite 10 versetzt.
Die Metallschicht 3 ist so eingerichtet, dass sie zumindest teilweise reflektierend oder absorbierend für eine von dem optoelektronischen Bauteil 100 erzeugte Strahlung ist. Bei der von dem Bauteil 100 erzeugten Strahlung handelt es sich zum Beispiel um eine Mischung aus der Primärstrahlung des Halbleiterchips 1 und der durch das Konversionselement 6 konvertierten Strahlung.
Tritt im Betrieb des Bauteils 100 Strahlung aus dem
Konversionselement 6 oder dem Halbleiterchip 1 seitlich in den Gehäusekörper 2 ein, so verhindert oder reduziert die Metallschicht 3 ein Verlassen dieser Strahlung über die Oberseite 20 des Gehäusekörpers 2. Dies erhöht den Kontrast zwischen der Austrittsseite 60 des Konversionselements 6 und dem lateral umgebenden Gehäusekörper 2.
In der Figur 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Bauteils 100 gezeigt. Auf einer der
Oberseite 20 abgewandten Seite der Metallschicht 3 ist eine nichtmetallische Beschichtung 5 aufgebracht. Die
nichtmetallische Beschichtung kann beispielsweise schwarz oder weiß erscheinen und kann die reflektierenden
Eigenschaften der Metallschicht 3 verstärken.
In dem dritten Ausführungsbeispiel der Figur 3 umfasst die Metallschicht 3 eine Teilschicht 31, die der Oberseite 20 zugewandt ist, und die spiegelnd für die von dem Bauteil 100 erzeugte Strahlung ist. Beispielsweise besteht die
Teilschicht 31 aus Ag oder Ti/Ag. Alternativ kann auch die gesamte Metallschicht 3 spiegelnd ausgebildet sein und/oder eines der eben genannten Materialien umfassen oder daraus bestehen .
Die Figur 4 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Bauteils 100. Hier umfasst die Oberseite 20 des Gehäusekörpers 2 einen ersten Abschnitt 23, einen zweiten Abschnitt 24 und einen dritten Abschnitt 25. Der erste Abschnitt 23 und der zweite Abschnitt 24 verlaufen im Wesentlichen parallel zur Emissionsseite 10. Der dritte
Abschnitt 25 ist zwischen dem ersten Abschnitt 23 und dem zweiten Abschnitt 24 angeordnet und verläuft quer zur
Emissionsseite 10. Der zweite Abschnitt 24 ist mit dem dritten Abschnitt 25 über eine Kante 26 verbunden.
Insbesondere im zweiten Abschnitt 24 und im dritten Abschnitt 25 ist die Oberseite 20 des Gehäusekörpers 2 mit der Metallschicht 3 beschichtet. Die Metallschicht 3 formt dabei die Oberseite 20 in diesen Abschnitten 24, 25 und im Bereich der Kante 26 formschlüssig nach.
In dem fünften Ausführungsbeispiel der Figur 5 verläuft im Unterschied zum vierten Ausführungsbeispiel der dritte
Abschnitt 25 nicht quer, sondern senkrecht zur Emissionsseite 10.
Im Ausführungsbeispiel der Figur 6 umfasst die Oberseite 20 des Gehäusekörpers 2 einen V-förmigen Graben 27. Der Graben weist eine Tiefe von zumindest 30 % der Gesamtdicke des
Gehäusekörpers 2 auf. Die Metallschicht 3 ist im Bereich des Grabens 27, insbesondere auf die Seitenwände des Grabens 27, aufgebracht und formt den Graben 27 formschlüssig nach.
In der Figur 7 ist eine Draufsicht auf ein
Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Bauteils 100 gezeigt. Beispielsweise handelt es sich um die Draufsicht des Ausführungsbeispiels der Figur 1. Zu erkennen ist, dass der Halbleiterchip 1 beziehungsweise das Konversionselement 6 lateral vollständig von dem Gehäusekörper 2 umgeben ist.
Ferner bildet die Metallschicht 3 auf der Oberseite 20 des Gehäusekörpers 2 eine zusammenhängende Bahn, die lateral vollständig um den Halbleiterchip 1 verläuft.
Ferner ist in der Figur 7 zu erkennen, dass in die
Metallschicht 3 ein Erkennungsmerkmal 33, vorliegend eine Beschriftung, eingebracht ist. Diese kann beispielsweise mittels eines Lasers nachträglich oder während des
Aufbringens der Metallschicht 3 in die Metallschicht 3 eingebracht werden. Alternativ zu einer Beschriftung wäre zum Beispiel auch ein QR-Code als Erkennungsmerkmal 33 denkbar. In der Figur 8A ist eine erste Position in einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens zur Herstellung des optoelektronischen Bauteils 100 gezeigt. Ein Halbleiterchip 1 mit einem darauf angeordneten Konversionselement 6 ist bereitgestellt. Lateral um den Halbleiterchip 1 ist ein
Gehäusekörper 2 angeordnet. Der dargestellte Gegenstand kann ein Bereich eines Verbunds aus mehreren Halbleiterchips 1 sein, die durch den Gehäusekörper 2 miteinander verbunden sind .
In der Figur 8B ist eine zweite Position des Verfahrens gezeigt, bei dem auf die Oberseite 20 des Gehäusekörpers 2 eine Maske 7 aufgebracht ist. Die Maske 7 kann beispielsweise aus einer Fotolackschicht gebildet sein. Die Fotolackschicht kann über ein Fotolithografieverfahren oder Laserbelichtung strukturiert worden sein. Die Maske 7 weist Löcher in den Bereichen auf, in denen die Metallschicht 3 auf die Oberseite 20 aufgebracht werden soll.
In der Figur 8C ist eine dritte Position des Verfahrens gezeigt, in der eine Metallschicht 3 in die Löcher der Maske 7 und auf die Maske 7 abgeschieden ist. Beispielsweise wurde dazu eine physikalische Gasphasenabscheidung verwendet. In dieser Position kann die Metallschicht 3 bereits direkt mit ihrer Zieldicke abgeschieden sein. Alternativ ist es aber auch denkbar, die Metallschicht 3 zunächst als eine dünne Teilschicht abzuscheiden.
In der vierten Position der Figur 8D ist die Maske 7
abgelöst, so dass die Metallschicht 3 auf der Oberseite 20 verbleibt. Wurde beim Abscheiden die Metallschicht 3 nur als dünne Teilschicht abgeschieden, so kann nun in einem nachfolgenden Schritt noch ein Elektrophoreseverfahren durchgeführt werden, um die Metallschicht 3 auf ihre
Zieldicke zu bringen.
Ferner ist in der Figur 8D mit den gestrichelten Linien ein Vereinzelungsprozess angedeutet, bei dem ein möglicher
Verbund aus mehreren Halbleiterchips 1 durch den
Gehäusekörper 2 hindurch in einzelne optoelektronische
Bauteile 100 vereinzelt wird. Entsprechend weisen die die Oberseite 20 und die Unterseite 22 verbindenden Seitenflächen des entstehenden Gehäusekörpers 2 Spuren eines
Vereinzelungsprozesses auf.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2018 105 908.6, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn diese Merkmale oder diese Kombination selbst nicht explizit in den
Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Bezugszeichenliste
1 optoelektronische Halbleiterchip
2 Gehausekörper
3 MetallSchicht
4 Hauptabstrahlrichtung
5 nichtmetallische Beschichtung
6 Konversionselement
7 Maske
10 Emissionsseite
12 Rückseite
20 Oberseite des Gehäusekörpers 2
22 Unterseite des Gehäusekörpers 2
23 erster Abschnitt der Oberseite 20
24 zweiter Abschnitt der Oberseite 20
25 dritter Abschnitt der Oberseite 20
26 Kante
27 Graben
31 Teilschicht der Metallschicht 3
60 Austrittsseite des Konversionselements 6
100 optoelektronisches Bauteil

Claims

Patentansprüche
1. Optoelektronisches Bauteil (100), umfassend:
- einen optoelektronischen Halbleiterchip (1) mit einer
Emissionsseite (10) und einer der Emissionsseite
gegenüberliegenden Rückseite (12);
- einen Gehäusekörper (2) mit einer Oberseite (20) und einer der Oberseite (20) gegenüberliegenden Unterseite (22);
- eine Metallschicht (3) auf der Oberseite (20) des
Gehäusekörpers (2); wobei
- der Halbleiterchip (1) im bestimmungsgemäßen Betrieb
elektromagnetische Primärstrahlung über die Emissionsseite (10) emittiert,
- der Halbleiterchip (1) in dem Gehäusekörper (2)
eingebettet ist und lateral von dem Gehäusekörper (2) umgeben ist,
- die Emissionsseite (10) der Rückseite (12) und die
Oberseite (20) der Unterseite (22) entlang einer
Hauptabstrahlrichtung (4) des Halbleiterchips (1)
nachgeordnet sind,
- die Metallschicht (3) zumindest teilweise reflektierend oder absorbierend für von dem optoelektronischen Bauteil (100) erzeugte Strahlung ist.
2. Optoelektronisches Bauteil (100) nach Anspruch 1, wobei die Metallschicht (3) in lateraler Richtung höchstens um 200 ym bezüglich der Emissionsseite (10) versetzt ist, die Metallschicht (3) eine Dicke zwischen einschließlich 0,5 ym und 50 ym aufweist.
3. Optoelektronisches Bauteil (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei in Draufsicht auf die Emissionsseite (10) der
Halbleiterchip (1) lateral vollständig von der
Metallschicht (3) umgeben ist.
4. Optoelektronisches Bauteil (100) nach einem der
vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Metallschicht (3) spiegelnd für die von dem optoelektronischen Bauteil (100) erzeugte Strahlung ist oder eine der Oberseite (20) zugewandte spiegelnde
Teilschicht (31) aufweist.
5. Optoelektronisches Bauteil (100) nach einem der
vorhergehenden Ansprüche,
wobei auf eine der Oberseite (20) des Gehäusekörpers (2) abgewandten Seite der Metallschicht (3) eine
nichtmetallische Beschichtung (5) aufgebracht ist.
6. Optoelektronisches Bauteil (100) nach einem der
vorhergehenden Ansprüche,
wobei zumindest ein erster Abschnitt (23) der Oberseite (20) des Gehäusekörpers (2) der Emissionsseite (10) in Hauptabstrahlrichtung (4) nachgeordnet ist oder auf gleicher Höhe mit der Emissionsseite (10) liegt.
7. Optoelektronisches Bauteil (100) nach Anspruch 6, wobei auf der Emissionsseite (10) des Halbleiterchips (1) ein Konversionselement (6) angeordnet ist, das eine dem
Halbleiterchip (1) abgewandte Austrittsseite (60) umfasst, der erste Abschnitt (23) der Oberseite (20) entlang der Hauptabstrahlrichtung (4) um höchstens 100 ym bezüglich der Austrittsseite (60) des Konversionselements (6) versetzt ist.
8. Optoelektronisches Bauteil (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
die Oberseite (20) des Gehäusekörpers (2) zumindest einen zweiten Abschnitt (24) umfasst, in dem die Oberseite (20) im Wesentlichen parallel zur Emissionsseite (10) des
Halbleiterchips (1) verläuft,
die Metallschicht (3) die Oberseite (20) zumindest in dem zweiten Abschnitt (24) bedeckt.
9. Optoelektronisches Bauteil (100) nach einem der
vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Oberseite (20) des Gehäusekörpers (2) im Rahmen der Herstellungstoleranz eben ist.
10. Optoelektronisches Bauteil (100) nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei
die Oberseite (20) einen dritten Abschnitt (25) umfasst, der quer oder senkrecht zur Emissionsseite (10) verläuft, der dritte Abschnitt (25) mit der Metallschicht (3) bedeckt ist.
11. Optoelektronisches Bauteil (100) nach zumindest den
Ansprüchen 8 und 10, wobei
der dritte Abschnitt (25) über eine Kante (26) mit dem zweiten Abschnitt (24) verbunden ist,
der zweite Abschnitt (24) dem dritten Abschnitt (24) entlang einer lateralen Richtung weg vom Halbleiterchip (1) nachgeordnet ist.
12. Optoelektronisches Bauteil (100) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei
die Oberseite (20) des Gehäusekörpers (2) mit einem Graben (27) versehen ist, die Oberseite (20) des Gehäusekörpers (2) im Bereich des Grabens (27) mit der Metallschicht (3) bedeckt ist.
13. Optoelektronisches Bauteil (100) nach einem der
vorhergehenden Ansprüche,
wobei in die Metallschicht (3) ein Erkennungsmerkmal (33) eingebracht ist, das mittels bloßem Auge oder einer Kamera auslesbar ist.
14. Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen
Bauteils (100), umfassend die Schritte:
A) Bereitstellen eines optoelektronischen Halbleiterchips (1), der in einem Gehäusekörper (2) eingebettet ist und lateral von dem Gehäusekörper (2) umgeben ist, wobei
- der Halbleiterchip (1) eine Emissionsseite (10) und eine der Emissionsseite (10) gegenüberliegende Rückseite (12) umfasst,
- der Halbleiterchip (1) im bestimmungsgemäßen Betrieb elektromagnetische Primärstrahlung über die Emissionsseite (10) emittiert,
- der Gehäusekörper (2) eine Oberseite (20) und eine der Oberseite (20) gegenüberliegende Unterseite (22) umfasst,
- die Emissionsseite (10) der Rückseite (12) und die
Oberseite (20) der Unterseite (22) entlang einer
Hauptabstrahlrichtung (4) des Halbleiterchips (1)
nachgeordnet sind;
B) Abscheiden einer Metallschicht (3) auf die Oberseite (20) des Gehäusekörpers (2), wobei
die Metallschicht (3) mit Hilfe einer Maske (7)
aufgebracht wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei mithilfe der Maske (7) in der Metallschicht (3) ein Erkennungsmerkmal (33) erzeugt wird, wobei das
Erkennungsmerkmal (33) mittels bloßem Auge oder einer Kamera auslesbar ist.
16. Verfahren nach Anspruch 14,
wobei nach dem Abscheiden der Metallschicht (3) ein
Erkennungsmerkmal (33) in die Metallschicht (3)
geschrieben wird.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
- die Oberseite (20) des Gehäusekörpers (2) eine Kante (26) oder einen Graben (27) umfasst,
- im Schritt B) die Metallschicht (3) im Bereich der Kante
(26) oder des Grabens (27) abgeschieden wird.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009036621A1 (de) * 2009-08-07 2011-02-10 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements und optoelektronisches Halbleiterbauelement
DE102014108282A1 (de) * 2014-06-12 2015-12-17 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Halbleiterbauelement, Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements sowie Lichtquelle mit einem optoelektronischen Halbleiterbauelement
EP3174110A1 (de) * 2015-11-30 2017-05-31 Nichia Corporation Lichtemittierende vorrichtung

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4172196B2 (ja) * 2002-04-05 2008-10-29 豊田合成株式会社 発光ダイオード
US20110062469A1 (en) * 2009-09-17 2011-03-17 Koninklijke Philips Electronics N.V. Molded lens incorporating a window element
JP6711021B2 (ja) * 2016-03-02 2020-06-17 日亜化学工業株式会社 発光装置及びその製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009036621A1 (de) * 2009-08-07 2011-02-10 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements und optoelektronisches Halbleiterbauelement
DE102014108282A1 (de) * 2014-06-12 2015-12-17 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronisches Halbleiterbauelement, Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauelements sowie Lichtquelle mit einem optoelektronischen Halbleiterbauelement
EP3174110A1 (de) * 2015-11-30 2017-05-31 Nichia Corporation Lichtemittierende vorrichtung

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