DE112013006419B4 - Verfahren zum Unterbringen von Zweidrahtbauelementen in einem Gehäuse, Verfahren zum Unterbringen von Zweidrahtleuchtdioden(LED)-Bauelementen in einem Gehäuse und Zweidraht(LED)-Gehäuseanordnung - Google Patents

Verfahren zum Unterbringen von Zweidrahtbauelementen in einem Gehäuse, Verfahren zum Unterbringen von Zweidrahtleuchtdioden(LED)-Bauelementen in einem Gehäuse und Zweidraht(LED)-Gehäuseanordnung Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Unterbringen von Zweidrahtbauelementen in einem Gehäuse, wobei das Verfahren umfasst:Strukturieren eines Metallblechs (40) dergestalt, dass es eine Vielzahl von Öffnungen (42, 44) aufweist, die sich durch das Metallblech (40) erstrecken, wobei die Vielzahl von Öffnungen beinhaltet:einen ersten Satz von Öffnungen (42), wobei jede Öffnung (42) des ersten Satzes von Öffnungen eine Breite (d1) aufweist, die gleich groß ist wie ein Sollabstand zwischen einer ersten Elektrode zu einem ersten Kontakt (32) und einer zweiten Elektrode zu einem zweiten Kontakt (34) von jedem einer Vielzahl von Zweidrahtbauelementen (10A, 10B), die sich auf einem Wafer (60) befinden; undeinen zweiten Satz von Öffnungen (44), wobei jede Öffnung (44) des zweiten Satzes von Öffnungen eine Breite (d2) aufweist, die gleich groß ist wie ein Sollabstand zwischen der ersten Elektrode zu dem ersten Kontakt (32) oder der zweiten Elektrode zu dem zweiten Kontakt (34) eines ersten Zweidrahtbauelements (10A) der Vielzahl von Zweidrahtbauelementen und einer benachbarten Elektrode zu einem benachbarten Kontakt eines zweiten Zweidrahtbauelements (10B) der Vielzahl von Zweidrahtbauelementen, welches sich auf dem Wafer (60) benachbart zu dem ersten Zweidrahtbauelement (10A) befindet;Bonden der Vielzahl von Zweidrahtbauelementen, die sich auf dem Wafer (60) befinden, an das Metallblech (40), wobei sich das erste Zweidrahtbauelement (10A) über einer ersten Öffnung (42) in dem ersten Satz von Öffnungen befindet, sodass der erste Kontakt (32) und der zweite Kontakt (34) des ersten Zweidrahtbauelements (10A) direkt an das Metallblech (40) auf gegenüberliegenden Seiten der ersten Öffnung (42) gebondet werden und wobei der erste Kontakt (32) oder der zweite Kontakt (34) des ersten Zweidrahtbauelements (10A) und ein benachbarter Kontakt des zweiten Zweidrahtbauelements (10B) direkt an das Metallblech (40) auf gegenüberliegenden Seiten einer zweiten Öffnung (44) in dem zweiten Satz von Öffnungen gebondet werden; undSchneiden des Metallblechs (40) und des Wafers (60) um jedes der Vielzahl von Zweidrahtbauelementen (10A, 10B) nach dem Bonden, wobei das gebondete Metallblech (40) jeweils die erste Elektrode zu dem ersten Kontakt (32) von jedem der Vielzahl von Zweidrahtbauelementen (10A, 10B) und die zweite Elektrode zu dem zweiten Kontakt (34) von jedem der Vielzahl von Zweidrahtbauelementen (10A, 10B) bildet.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf Zweidrahtbauelemente/Zweianschlussbauelemente und insbesondere auf eine Lösung, ein Zweidrahtbauelement, wie eine Leuchtdiode, in einem Gehäuse unterzubringen.
  • STAND DER TECHNIK
  • Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Leuchtdioden (LEDs) in einem Gehäuse unterzubringen. Ein Verfahren, eine LED in einem Gehäuse unterzubringen beinhaltet das Bereitstellen eines Substrathohlraums, Bilden einer Elektrodenschicht auf der Oberfläche des Substrathohlraums und dann Bilden einer Öffnung innerhalb des Hohlraums. Eine Anode und eine Kathode werden durch die Bildung der Öffnung getrennt. Ein LED Chip wird auf dem Boden des Hohlraums und über der Öffnung angeordnet. Der LED Chip wird elektrisch mit der Anode und der Kathode verbunden. Der gebildete Hohlraum wird mit Gehäusematerial gefüllt. Ein individuelles LED-Bauelement wird durch einen Schneideprozess und das Schneiden entlang einer Schneidelinie in dem Hohlraum gebildet.
  • Eine weitere Möglichkeit stellt eine Gehäuseanordnung und eine Gehäuseeinheit einer Wendechip-LED bereit. Ein LED Chip wird auf einem keramischen Material montiert, welches in der Lage ist, der eutektischen Temperatur des Herstellungsprozesses zur Unterbringung in einem Gehäuse standzuhalten. Eine Mehrzahl von Metalldrähten wird direkt auf dem keramischen Material verteilt, um eine LED Gehäuseeinheit fertigzustellen oder eine Vielzahl von LEDs werden seriell oder parallel mit den Metalldrähten auf dem keramischen Material verbunden, um die hochdichte Gehäuseanordnung fertigzustellen.
  • In US 2008 / 0 128 724 A1 sind Varianten für die Herstellung und das Packen von einzelnen Zweidraht-Bauelementen, insbesondere LED-Bauelementen, beschrieben. Dabei wird jede LED unter Verwendung eines mechanischen Elements individuell an einen Rahmen gebondet.
  • US 2011 / 0 260 646 A1 offenbart das Packen einer Mehrzahl von jeweils individuellen Bauelementen.
  • In US 2012 / 0 080 674 A1 ist im Zusammenhang mit 17 eine Verkapselung für LEDs beschrieben, bei denen eine LED auf Metallkontakten angeordnet und mit einem Verguss versehen wird.
  • JP 2000 - 260 206 A offenbart ein Herstellungsverfahren für ein LED-Modul, bei dem zunächst aus einem Metallblech zueinander parallele Kontaktstreifen gebildet werden, auf denen anschließend an spezifischen Positionen LED-Elemente angeordnet werden.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung stellt eine verbesserte Lösung zum Unterbringen eines Zweidrahtbauelements, wie einer LED, bereit.
  • Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Unterbringen von Zweidrahtbauelementen in einem Gehäuse mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Unterbringen von Zweidrahtleuchtdioden(LED)-Bauelementen in einem Gehäuse mit den Merkmalen des Anspruchs 9.
  • Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die Erfindung eine Zweidraht(LED)- Gehäuseanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 16.
  • Figurenliste
  • Diese und andere Merkmale der Offenbarung werden leichter verstanden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung der verschiedenen Gesichtspunkte der Erfindung zusammen mit den begleitenden Figuren, welche verschiedene Gesichtspunkte der Erfindung zeigen.
    • 1 zeigt eine schematische Struktur eines illustrierenden emittierenden Bauelements gemäß einem Ausführungsbeispiel.
    • 2 zeigt ein illustrierendes Metallblech, welches mit einem Wafer verbunden ist gemäß einem Ausführungsbeispiel.
    • 3 zeigt eine illustrierende LED Gehäuseanordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
    • Die 4A bis 4C zeigen illustrierende in einem Gehäuse untergebrachte Zweidrahtbauelemente gemäß einem Ausführungsbeispiel.
    • 5 zeigt ein illustrierendes in einem Gehäuse untergebrachtes Zweidrahtbauelement mit einer dreidimensionalen Vertiefung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
    • Die 6A bis 6B zeigen illustrierende in einem Gehäuse untergebrachte Zweidrahtbauelemente gemäß einem Ausführungsbeispiel.
    • Die 7A bis 7B zeigen illustrierende in einem Gehäuse untergebrachte Zweidrahtbauelemente gemäß einem Ausführungsbeispiel.
    • Die 8A bis 8D zeigen illustrierende in einem Gehäuse untergebrachte Zweidrahtbauelemente gemäß einem Ausführungsbeispiel.
    • 9 zeigt ein illustrierendes Flussdiagramm zur Herstellung eines Schaltkreises gemäß einem Ausführungsbeispiel.
  • Es wird festgestellt, dass die Zeichnungen nicht maßstabsgerecht sein können. Die Zeichnungen sollen nur typische Gesichtspunkte der Erfindung darstellen. In den Zeichnungen stellen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente in den Figuren dar.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Wie oben angegeben, stellen Gesichtspunkte der Erfindung eine verbesserte Lösung zum Unterbringen eines Zweidrahtbauelements, so wie eine LED, in einem Gehäuse bereit. In einer Ausführung beinhaltet ein Verfahren zum Unterbringen eines Zweidrahtbauelements in einem Gehäuse: Strukturieren eines Metallblechs dergestalt, dass es eine Vielzahl von Öffnungen aufweist; Bonden wenigstens eines Zweidrahtbauelements an das Metallblech, wobei eine erste Öffnung einem Abstand zwischen einem ersten Kontakt und einem zweiten Kontakt des wenigstens einen Zweidrahtbauelements entspricht; und Schneiden des Metallblechs um das wenigstens eine Zweidrahtbauelement oder jedes der Zweidrahtbauelemente, wobei das Metallblech eine erste Elektrode zu dem ersten Kontakt und eine zweite Elektrode zu dem zweiten Kontakt bildet. Sofern nicht anders angegeben, bedeutet die Bezeichnung „Satz“, wie hierin verwendet, eins oder mehrere (das heißt wenigstens eins) und die Bezeichnung „irgendeine Lösung“ bedeutet irgendeine jetzt bekannte oder später entwickelte Lösung.
  • Zu den Figuren: 1 zeigt eine schematische Struktur eines illustrierenden Zweidrahtemissionselements 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel. In einem Ausführungsbeispiel ist das Emissionsbauelement 10 eingerichtet, um als eine Leuchtdiode (LED) zu arbeiten. Alternativ kann das Emissionsbauelement 10 auch dazu eingerichtet sein, als Laserdiode (LD) zu arbeiten. In beiden Fällen resultiert während des Betriebs des Emissionsbauelements 10 die Anwendung eines mit der Bandlücke vergleichbaren Bias in der Emission von elektromagnetischer Strahlung aus einem aktiven Bereich 18 des Emissionsbauelements 10. Die von dem Emissionsbauelement 10 emittierte elektromagnetische Strahlung kann eine Peak-Wellenlänge aufweisen innerhalb eines Bereichs von Wellenlängen, der sichtbares Licht, Ultraviolettstrahlung, ferne Ultraviolettstrahlung, Infrarotlicht und/oder dergleichen umfasst.
  • Das Emissionsbauelement 10 beinhaltet ein Substrat 12, eine Pufferschicht 14 angrenzend zu dem Substrat 12, eine n-Typ-Hüllschicht 16 angrenzend an die Pufferschicht 14 und einen aktiven Bereich 18 mit einer n-Typ-Seite 19A angrenzend an die n-Typ-Hüllschicht 16. Weiterhin enthält das Emissionsbauelement 10 eine p-Typ-Schicht 20 angrenzend an eine p-Typ-Seite 19B des aktiven Bereichs 18 und eine p-Typ-Hüllschicht 22 angrenzend an die p-Typ-Schicht 20.
  • In einem spezielleren illustrierenden Ausführungsbeispiel ist das Emissionsbauelement 10 ein Bauelement auf Grundlage eines Gruppe-III-V-Materials, in dem einige oder alle der verschiedenen Schichten aus Elementen gebildet sind, die aus dem System der Gruppe-III-V-Materialien ausgewählt sind. In einem noch spezielleren illustrierenden Ausführungsbeispiel sind die verschiedenen Schichten des Emissionselements 10 gebildet aus Gruppe-III-Nitrid-basierten Materialien. Gruppe-III-Nitrid-Materialien beinhalten eines oder mehrere Elemente der III. Hauptgruppe (beispielsweise Bor (B), Aluminium (Al), Gallium (Ga) und Indium (In)) und Stickstoff (N), so wie BWAlXGaYInZN, wobei 0 ≤ W, X, Y, Z ≤ 1, und W+X+Y+Z = 1. Gruppe-III-Nitrid-Materialien beinhalten beispielsweise AlN, GaN, InN, BN, AlGaN, AlInN, AIBN, AlGaInN, AlGaBN, AlInBN und AlGaInBN mit irgendeinem molaren Bruchteil der Elemente der III. Hauptgruppe.
  • Ein illustrierendes Ausführungsbeispiel eines Emissionsbauelements 10 auf Grundlage eines Gruppe-III-Nitrid-Materials beinhaltet einen aktiven Bereich 18 zusammengesetzt aus InyAlxGa1-x-yN, GazInyAlxB1-x-y-zN, einer AlxGa1-xN-Halbleiterlegierung oder dergleichen. In ähnlicher Weise können sowohl die n-Typ-Hüllschicht 16 und die p-Typ-Schicht 20 zusammengesetzt sein aus einer InyAlxGa1-x-yN-Legierung, einer GazInyAlxB1-x-y-zN-Legierung oder dergleichen. Die molaren Anteile, die durch x, y und z gegeben sind, können zwischen den verschiedenen Schichten 16, 18 und 20 variieren. Das Substrat 12 kann Saphir, Siliziumcarbid (SiC), Silizium (Si), GaN, AlGaN, AION, LiGaO2 oder ein anderes geeignetes Material sein und die Pufferschicht 14 kann aus AlN, einem AlGaN/AlN-Übergitter und/oder dergleichen zusammengesetzt sein.
  • Wie mit Bezug auf das Emissionsbauelement 10 gezeigt, kann ein p-Typ-Metall 24 mit der p-Typ-Hüllschicht 22 verbunden sein und ein p-Typ-Kontakt 26 kann mit dem p-Typ-Metall 24 verbunden sein. In ähnlicher Weise kann ein n-Typ-Metall 28 mit der n-Typ-Hüllschicht 16 verbunden sein und ein n-Typ-Kontakt 30 kann mit dem n-Typ-Metall 28 verbunden sein. Das p-Typ-Metall 24 und das n-Typ-Metall 28 können ohmsche Kontakte zu den entsprechenden Schichten 22 beziehungsweise 16 bilden.
  • Wie weiter mit Bezug auf das Emissionsbauelement 10 gezeigt, kann das Bauelement 10 auf einem Unterträger 36 mit Hilfe von Kontakten 26, 30 montiert werden. In diesem Fall befindet sich das Substrat 12 auf dem Emissionsbauelement 10 in einer Wendechipanordnung. Hierzu können sowohl der p-Typ-Kontakt 26 und der n-Typ-Kontakt 30 mit einem Unterträger 36 mit Hilfe von Kontaktflächen 32, 34 verbunden sein. Der Unterträger 36 kann aus Aluminiumnitrid (AlN), Siliziumcarbid (SiC) und/oder dergleichen gebildet sein. Unabhängig davon ist klar, dass das Emissionsbauelement 10 nur beispielhaft ist für verschiedene Typen von Bauelementen, die in einer Wendechipanordnung in einem Gehäuse untergebracht werden können.
  • Ein Ausführungsbeispiel stellt eine Lösung bereit zum Unterbringen von Zweidrahtbauelementen, beispielsweise eine Zweidraht-LED, in einem Gehäuse, wobei diese Lösung in einer Umgebung anwendbar ist, wo eine große Anzahl von Bauelementen epitaktisch auf einem Wafer gewachsen werden. Beispielsweise kann eine hierin beschriebene Lösung zur Unterbringung in einem Gehäuse in einer Umgebung durchgeführt werden, wo wenigstens zehn Bauelemente auf einem Wafer gewachsen werden. Während des epitaktischen Wachstums wird die Bauelementform 10 gebildet. Nachfolgend kann die Bauelementform 10 auf einem Unterträger 36 mit Hilfe von Kontaktflächen 32, 34 platziert werden. Es ist klar, dass 1 ein Wendechip-LED-Design darstellt, wo die meiste Emission durch das Substrat 12 erfolgt.
  • Um eine Vielzahl von Zweidrahtbauelementen in einem Gehäuse unterzubringen, wird ein Metallblech bereitgestellt, um Elektroden für jedes der Zweidrahtbauelemente bereitzustellen. 2 zeigt ein illustrierendes Metallblech 40 zum Unterbringen von Zweidrahtbauelementen in einem Gehäuse gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Metallblech 40 kann irgendein leitendes Metall aufweisen, welches zum Bilden von Elektroden zu den Zweidrahtbauelementen eingerichtet ist. Beispielsweise kann das Metallblech 40 Kupfer oder Aluminium aufweisen. Eine Größe des Metallblechs 40 kann so gewählt werden, dass es wenigstens so groß ist wie der Wafer 60, der die Vielzahl von Zweidrahtelementen 10A, 10B beinhaltet. In einem Ausführungsbeispiel geht die Größe des Metallblechs 40 über den Durchmesser des Wafers 60 hinaus.
  • Um die Elektroden für jedes der Zweidrahtbauelemente 10 zu bilden, wird das Metallblech 40 dergestalt strukturiert, dass es eine Vielzahl von Öffnungen aufweist. Beispielsweise wird das Metallblech 40 so strukturiert, dass es eine erste Öffnung 42 und eine zweite Öffnung 44 aufweist. Das Metallblech 40 kann so hergestellt werden, dass es das Muster der Mehrzahl von Öffnungen aufweist. Die Breite d1 der ersten Öffnung 42 entspricht einem Abstand zwischen einem ersten Kontakt (beispielsweise p-Kontakt 32) und einem zweiten Kontakt (beispielsweise n-Kontakt 34) eines Zweidrahtbauelements 10A. Die Breite d2 der zweiten Öffnung 44 entspricht einem Abstand zwischen Kontakten eines ersten Zweidrahtelements 10A und eines zweiten Zweidrahtbauelements 10B. Obwohl der gezeigte Wafer 60 nur vier Zweidrahtbauelemente beinhaltet, ist klar, dass der Wafer 60 eine beliebige Zahl von Zweidrahtbauelementen beinhalten kann. Hierzu kann das Metallblech 40 eine beliebige Anzahl von Öffnungen aufweisen, von denen jede eine beliebige Breite haben kann auf Grundlage des entsprechenden Zweidrahtbauelements oder der entsprechenden Zweidrahtbauelemente und des Abstands zwischen benachbarten Bauelementen gemäß den Orten der Bauelemente auf dem Wafer 60. In einem Ausführungsbeispiel beinhaltet das Metallblech 40 ein Muster von alternierenden Öffnungen 42, 44.
  • Wenn das Metallblech 40 einmal strukturiert ist, wird das strukturierte Metallblech 40 an die Vielzahl der Zweidrahtbauelemente 10A, 10B auf dem Wafer 60 gebondet. Das strukturierte Metallblech 40 kann an die Mehrzahl von Zweidrahtbauelementen 10A, 10B unter Verwendung irgendeiner bekannten Technologie gebondet werden. Beispielsweise kann das strukturierte Metallblech 40 an die Vielzahl von Zweidrahtbauelementen 10A, 10B durch Diebonding verbunden werden. Beim Bonden des strukturierten Metallblechs 40 an die Vielzahl von Zweidrahtbauelementen 10A, 10B wird, weil die Vielzahl der Zweidrahtbauelemente 10A, 10B auf dem Wafer 60 periodisch angeordnet sind, ein erster Kontaktstreifen 46 an einen ersten Kontakt (beispielsweise p-Kontakt 32) auf einem Bauelement 10A gebondet und ein zweiter Kontaktstreifen 48 wird an einen zweiten Kontakt (beispielsweise n-Kontakt 34) des Bauelements 10A gebondet. Die Vielzahl von Öffnungen 42, 44 werden auf die Anordnung der Vielzahl von Bauelementen 10A, 10B auf dem Wafer 60 ausgerichtet.
  • Wenn das strukturierte Metallblech 40 einmal an die Vielzahl von Zweidrahtbauelementen 10A, 10B auf dem Wafer 60 gebondet ist, kann das Metallblech 40 um jedes der Zweidrahtbauelemente 10A, 10B herum geschnitten werden. Beispielsweise kann das strukturierte Metallblech 40, wie in 3 gezeigt, entlang der gepunkteten Linien geschnitten werden, um individuelle Zweidrahtbauelemente 10A, 10B zu produzieren, die mit Elektroden (über das Metallblech 40) verbunden sind.
  • Ein Bauelement kann zusätzliche Verfahrensschritte durchlaufen, nachdem das strukturierte Metallblech 40 an die Bauelemente 10A, 10B gebondet ist. Beispielsweise zeigen die 4A-4C illustrierende in einem Gehäuse untergebrachte Zweidrahtbauelemente 110A-110C. Sobald jedes individuelle LED-Bauelement 110A-110C ausgeschnitten ist, kann eine Einkapselung 50 auf das Substrat 12 des LED-Bauelements 110A- 110C unter Verwendung irgendeiner Lösung gesetzt werden. Alternativ kann jedes LED-Bauelement 110A-110C vor dem Ausschneiden jedes LED-Bauelements 110A-110C verkapselt werden. 4A illustriert eine Draufsicht eines illustrierenden Zweidraht-LED-Bauelements 110A, 4B illustriert eine Querschnittsansicht eines Zweidraht-LED-Bauelements 10 einschließlich der Verkapselung 50.
  • Die Verkapselung 50 kann Material irgendeines Typs aufweisen, der zum Verbessern der Lichtextraktion von dem LED-Bauelement 10 eingerichtet sein kann. Beispielsweise kann die Verkapselung ein Material aufweisen, dessen Index angepasst ist, um eine totale interne Reflexion von den Oberflächen des Bauelements zu reduzieren. Ein illustrierendes Material ist ein Epoxidharzmaterial. In einer anderen Ausführung kann die Verkapselung 50 aus einem zusammengesetzten Material gebildet sein, welches ein Matrixmaterial und wenigstens ein in das Matrixmaterial aufgenommenes Füllmaterial aufweist, wie in der Druckschrift US 2013 / 0 078 411 A1 gezeigt und beschrieben.
  • 4C illustriert eine alternative Verkörperung des Zweidraht-LED-Bauelements 110C. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann eine Oberfläche 52 des Substrats 12 vor dem Aufbringen der Verkapselung 50 auf das Substrat 12 aufgeraut werden, um die Effizienz der Lichtextraktion des LED-Bauelements 110C zu steigern. Hierzu kann die Rauigkeit unter Verwendung irgendeiner Kombination von Deposition und/oder Ätzen gebildet werden. Beispielsweise beinhaltet ein veranschaulichendes Aufrauen selektives Deponieren und/oder Ätzen von nanoskopischen Objekten, so wie Nanopunkte und/oder Nanostäbe des Substratmaterials, um große (beispielsweise eine charakteristische Größenordnung, die eine Größenordnung größer ist als eine Wellenlänge des LED-Bauelements) und/oder kleine (beispielsweise eine charakteristische Größenordnung, die von der Größenordnung der Wellenlänge des LED-Bauelements ist) Rauigkeitskomponenten. Solches Deponieren und/oder Ätzen kann verwendet werden, um periodische und/oder nichtperiodische zufällige Muster auf der Oberfläche 52 des Substrats 12 zu bilden.
  • In einer in 5 illustrierten Ausführung kann ein Metallblech 140 dergestalt geprägt sein, dass es eine dreidimensionale Vertiefung 54 zum Aufnehmen des Zweidrahtbauelements 10 beinhaltet. Das Metallblech 140 kann unter Verwendung irgendeiner bekannten Technologie geprägt werden. Beispielsweise kann das Metallblech 140 durch Metallpressen geprägt werden. Das Metallblech 140 kann vor dem Schneiden der Mehrzahl von Öffnungen 42, 44 oder nach dem Schneiden der Vielzahl von Öffnungen 42, 44 geprägt werden.
  • In 6A ist eine dreidimensionale Teilansicht des Metallblechs 140 einschließlich der dreidimensionalen Vertiefung 54 gezeigt. 6B zeigt eine Querschnittsansicht eines Zweidrahtbauelements 10 geschnitten entlang der Linie B`-B`. Das Zweidrahtbauelement 10 ist am Boden der dreidimensionalen Vertiefung 54 positioniert. Die dreidimensionale Vertiefung 54 hilft, von dem als LED oder dergleichen arbeitenden Zweidrahtbauelement 10 emittiertes Licht zu reflektieren. Die Oberfläche der dreidimensionalen Vertiefung 54 kann zu wenigstens 50% reflektierend sein für die von dem LED-Bauelement 10 emittierte Wellenlänge.
  • Obwohl 6B die dreidimensionale Vertiefung 54 in Trapezform zeigt, ist klar, dass die dreidimensionale Vertiefung 54 irgendeine Form aufweisen kann. Beispielsweise, wie in 8A gezeigt, kann die dreidimensionale Vertiefung 54 gekrümmte Seiten aufweisen. Die Verkapselung 50 kann im Wesentlichen die ganze durch die dreidimensionale Vertiefung 54 gebildete Umhüllung ausfüllen.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel kann innerhalb der ersten Öffnung 42 zwischen dem ersten Kontaktstreifen 46 und dem zweiten Kontaktstreifen 48 eine dielektrische Schicht aufgebracht werden. Die dielektrische Schicht 62 kann ein dielektrisches Material oder mehrere dielektrische Materialien beinhalten. Beispielsweise beinhaltet die in 7A gezeigte dielektrische Schicht 62 drei Schichten. Die dielektrische Schicht 62 kann Raum für eine thermische Ausdehnung des ersten Kontaktstreifens 46 und des zweiten Kontaktstreifens 48 bereitstellen. 7B zeigt, dass eine dielektrische Schicht 63 innerhalb der ersten Öffnung zwischen einem ersten Bauelement 10A und einem zweiten Bauelement 10B angebracht werden kann. Diese dielektrische Schicht 63 kann auch ein dielektrisches Material oder mehrere dielektrische Materialien zur Isolierung des Bauelements beinhalten.
  • Die 8A-8D illustrieren alternative Verkörperungen von in Gehäusen untergebrachten LED-Bauelementen. Wie oben erwähnt, illustriert 8A eine dreidimensionale Vertiefung 54 mit gekrümmten Seiten. Es ist klar, dass die dreidimensionale Vertiefung 54 ein beliebiges Profil aufweisen kann. Die dreidimensionale Vertiefung 154 kann eine reflektierende Beschichtung 64 aufweisen (8B). Die reflektierende Beschichtung 64 befindet sich auf den Oberflächen der dreidimensionalen Vertiefung 154, welche das LED-Bauelement 10 nicht kontaktieren. Die reflektierende Beschichtung 64 kann helfen, von dem LED-Bauelement 10 emittiertes Licht weiter zu reflektieren. Die reflektierende Beschichtung 64 kann ein wärmeleitendes Material mit einem Wärmeleitungskoeffizienten größer als 10 WK-1m-1 beinhalten. In einem Ausführungsbeispiel weist die reflektierende Schicht 64 Aluminium auf. Ein Material, welches Ultraviolettstrahlung reflektiert, kann auch verwendet werden. Materialien, welche Ultraviolettstrahlung reflektieren, schließen beispielsweise ein: poliertes Aluminium, ein UV-reflektierendes expandiertes Polytetrafluorethylen (ePTFE) Membran (beispielsweise GORE® DRP® diffuses Reflektormaterial), einen Fluorpolymer (beispielsweise Spectralon® von Labsphere, Inc.) und/oder dergleichen. Unabhängig davon kann das reflektierende Material eine auf ein darunter liegendes Substratmaterial aufgebrachte Beschichtung aufweisen.
  • Das in einem Gehäuse untergebrachte LED-Bauelement kann fluoreszierendes Material beinhalten, um einen An/Aus-Zustand des LED-Bauelements 10 anzuzeigen. In einer Ausführung in 8C kann innerhalb eines der Kontaktstreifen 46, 48 ein Loch 66 gebildet sein. Beispielsweise ist, wie in 8C gezeigt, innerhalb des zweiten Kontaktstreifens 48 ein Loch 66 gebildet. Das Loch 66 kann sich auch durch die reflektierende Beschichtung 64 erstrecken. Das Loch 66 kann gefüllt sein mit einem fluoreszierenden Material, beispielsweise Phosphore (beispielsweise wie diejenigen, die in weißen Leuchtdioden verwendet werden), Halbleiterquantendots mit einer Bandlücke, die kleiner ist als die von dem LED-Bauelement 10 emittierte Strahlung (beispielsweise bei sichtbaren Wellenlängen) und/oder dergleichen. Wenn von dem LED-Bauelement 10 Licht generiert wird, kann das Licht durch das Loch 66 beobachtet werden. Zum Beispiel kann, wenn das LED-Bauelement 10 eine Ultraviolett-Leuchtdiode ist, die nicht sichtbares Licht emittiert, das fluoreszierende Material innerhalb des Lochs 66 ein Indikator für den An/Aus-Zustand des LED-Bauelements 10 sein. In einer alternativen Ausführung in 8D können Taschen 68 von fluoreszierendem Material auf der reflektierenden Beschichtung 64 angeordnet sein. Diese Taschen 68 von fluoreszierendem Material können verwendet werden, um den An/Aus-Zustand des LED-Bauelements 10 anzuzeigen oder um eine Emission von sichtbarem Licht bereitzustellen.
  • In einem Ausführungsbeispiel stellt die Erfindung ein Verfahren zum Entwickeln/Designen und/oder zum Herstellen eines Schaltkreises bereit, der ein Bauelement oder mehrere Bauelemente beinhaltet, die wie hierin beschrieben gestaltet entwickelt/designt und hergestellt sind. Hierzu zeigt 9 ein illustrierendes Flussdiagramm zum Herstellen eines Schaltkreises 1026 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Zu Anfang kann ein Benutzer ein Bauelementdesignsystem 1010 verwenden, um ein Bauelementdesign 1012 für ein Halbleiterbauelement wie hierin beschrieben zu generieren. Das Bauelementdesign 1012 kann Programmcode beinhalten, der von einem Bauelementherstellungssystem 1014 verwendet wird, um einen Satz von physikalischen Bauelementen 1016 gemäß den durch das Bauelementdesign 1012 definierten Merkmalen zu generieren. In ähnlicher Weise kann das Bauelementdesign 1012 an ein Schaltkreisdesignsystem 1020 gegeben werden (beispielsweise als eine zur Verwendung in Schaltkreisen erhältliche Komponente), welches ein Benutzer verwenden kann, um ein Schaltkreisdesign 1022 zu generieren (beispielsweise durch Verbinden eines Eingangs oder Ausgangs oder mehrere Eingänge und Ausgänge zu verschiedenen in einem Schaltkreis enthaltenen Bauelemente). Das Schaltkreisdesign 1022 kann Programmcode aufweisen, welcher ein Bauelement aufweist, welches wie hierin beschrieben entwickelt/designt ist. In jedem Fall können das Schaltkreisdesign 1022 und/oder eines oder mehrere physikalische Bauelemente 1016 an ein Schaltkreisherstellungssystem 1024 gegeben werden, welches einen physikalischen Schaltkreis 1026 gemäß dem Schaltkreisdesign 1022 generieren kann. Der physikalische Schaltkreis 1026 kann ein Bauelement oder mehrere Bauelemente 1016 beinhalten, die wie hierin beschrieben entwickelt/designt sind.
  • Mit einem Bauelementdesignsystem 1010 zum Entwickeln/Designen und/oder ein Bauelementherstellungssystem 1014 kann ein Halbleiterbauelement 1016, wie hierin beschrieben, hergestellt werden. In diesem Fall kann das System 1010, 1014 eine Vielzweckrecheneinrichtung aufweisen, welche dergestalt programmiert ist, dass ein Verfahren zum Entwickeln/Designen und/oder Herstellen des Halbleiterbauelements 1016, wie hierin beschrieben, durchgeführt wird. In ähnlicher Weise stellt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Schaltkreisdesignsystem 1020 zum Entwickeln/Designen und/oder ein Schaltkreisherstellungssystem 1024 zum Herstellen eines Schaltkreises 1026 bereit, welcher mindestens ein Bauelement 1016 beinhaltet, welches wie hierin beschrieben entwickelt/designt und/oder hergestellt ist. In diesem Fall kann das System 1020, 1024 eine Vielzweckrecheneinrichtung aufweisen, welche programmiert ist, um ein Verfahren zum Entwickeln/Designen und/oder Herstellen des Schaltkreises 1026 einschließlich wenigstens eines Halbleiterbauelements 1016, wie hierin beschrieben, durchzuführen.
  • Ein auf mindestens einem computerlesbaren Medium fixiertes Computerprogramm kann, wenn es ausgeführt wird, ein Rechnersystem in die Lage versetzen , ein Verfahren zum Entwickeln/Designen und/oder Herstellen eines Halbleiterbauelements, wie hierin beschrieben durchzuführen. Beispielsweise kann das Computerprogramm das Bauelementdesignsystem 1010 in die Lage versetzen, das Bauelementdesign 1012 wie hierin beschrieben, zu generieren. Hierzu beinhaltet das computerlesbare Medium Programmcode, der einen hierin beschriebenen Prozess teilweise oder ganz durchführt, wenn er auf einem Rechnersystem ausgeführt wird. Es ist klar, dass die Bezeichnung „computerlesbares Medium“ einen Typ oder mehrere beliebige Typen von abtastbaren Ausdrucksmedien, die jetzt bekannt sind oder später entwickelt werden, aufweist, von denen eine gespeicherte Kopie des Programmcodes gelesen, reproduziert oder in anderer Weise durch eine Recheneinrichtung kommuniziert werden kann.
  • Bei einem weiteren Verfahren kann eine Kopie von Programmcode bereitgestellt werden, welcher einen hierin beschriebenen Prozess teilweise oder ganz durchführt, wenn er von einem Rechnersystem ausgeführt wird. In diesem Fall kann ein Rechnersystem eine Kopie des Programmcodes verarbeiten, um einen Satz von Datensignalen zu generieren und zum Empfang an einem zweiten festgelegten Ort zu senden, wobei bei dem Satz von Datensignalen eines oder mehrere seiner Charakteristika in einer solchen Weise gesetzt und/oder geändert sind, dass eine Kopie des Programmcodes in dem Satz von Datensignalen codiert wird. In ähnlicher Weise stellt eine Ausführung der Erfindung ein Verfahren zum Beschaffen einer Kopie von Programmcode bereit, welcher einen hierin beschriebenen Prozess teilweise oder ganz durchführt, welches beinhaltet, dass ein Rechnersystem den hierin beschriebenen Satz von Datensignalen empfängt und dass der Satz von Datensignalen in eine Kopie des in wenigstens einem computerlesbaren Medium fixierten Computerprogramm übersetzt wird. In beiden Fällen kann der Satz von Datensignalen unter Verwendung irgendeines Typs von Kommunikationsverbindung gesendet/empfangen werden.
  • Noch ein weiteres Verfahren dient zum Generieren eines Bauelementdesignsystems 1010 zum Entwickeln/Designen und/oder ein Bauelementherstellungssystem 1014 zur Herstellung eines Halbleiterbauelements, wie hierin beschrieben. In diesem Fall kann ein Rechnersystem erhalten werden (beispielsweise geschaffen werden, aufrechterhalten werden, verfügbar gemacht werden usw.) und eine oder mehrere Komponenten zum Durchführen eines hierin beschriebenen Prozesses können erhalten werden (beispielsweise geschaffen werden, erworben werden, verwendet werden, modifiziert werden usw.) und auf ein Rechnersystem verteilt werden. Hierzu kann das Verteilen einen oder mehrere der folgenden Schritte aufweisen: (1) Installieren von Programmcode auf einer Recheneinrichtung; (2) Hinzufügen einer oder mehrerer Rechen- und/oder I/O-Einrichtungen zu dem Rechnersystem; (3) Verbinden und/oder Modifizieren des Rechnersystems, um es in den Stand zu setzen, einen hierin beschriebenen Prozess durchzuführen; und/oder dergleichen.

Claims (20)

  1. Verfahren zum Unterbringen von Zweidrahtbauelementen in einem Gehäuse, wobei das Verfahren umfasst: Strukturieren eines Metallblechs (40) dergestalt, dass es eine Vielzahl von Öffnungen (42, 44) aufweist, die sich durch das Metallblech (40) erstrecken, wobei die Vielzahl von Öffnungen beinhaltet: einen ersten Satz von Öffnungen (42), wobei jede Öffnung (42) des ersten Satzes von Öffnungen eine Breite (d1) aufweist, die gleich groß ist wie ein Sollabstand zwischen einer ersten Elektrode zu einem ersten Kontakt (32) und einer zweiten Elektrode zu einem zweiten Kontakt (34) von jedem einer Vielzahl von Zweidrahtbauelementen (10A, 10B), die sich auf einem Wafer (60) befinden; und einen zweiten Satz von Öffnungen (44), wobei jede Öffnung (44) des zweiten Satzes von Öffnungen eine Breite (d2) aufweist, die gleich groß ist wie ein Sollabstand zwischen der ersten Elektrode zu dem ersten Kontakt (32) oder der zweiten Elektrode zu dem zweiten Kontakt (34) eines ersten Zweidrahtbauelements (10A) der Vielzahl von Zweidrahtbauelementen und einer benachbarten Elektrode zu einem benachbarten Kontakt eines zweiten Zweidrahtbauelements (10B) der Vielzahl von Zweidrahtbauelementen, welches sich auf dem Wafer (60) benachbart zu dem ersten Zweidrahtbauelement (10A) befindet; Bonden der Vielzahl von Zweidrahtbauelementen, die sich auf dem Wafer (60) befinden, an das Metallblech (40), wobei sich das erste Zweidrahtbauelement (10A) über einer ersten Öffnung (42) in dem ersten Satz von Öffnungen befindet, sodass der erste Kontakt (32) und der zweite Kontakt (34) des ersten Zweidrahtbauelements (10A) direkt an das Metallblech (40) auf gegenüberliegenden Seiten der ersten Öffnung (42) gebondet werden und wobei der erste Kontakt (32) oder der zweite Kontakt (34) des ersten Zweidrahtbauelements (10A) und ein benachbarter Kontakt des zweiten Zweidrahtbauelements (10B) direkt an das Metallblech (40) auf gegenüberliegenden Seiten einer zweiten Öffnung (44) in dem zweiten Satz von Öffnungen gebondet werden; und Schneiden des Metallblechs (40) und des Wafers (60) um jedes der Vielzahl von Zweidrahtbauelementen (10A, 10B) nach dem Bonden, wobei das gebondete Metallblech (40) jeweils die erste Elektrode zu dem ersten Kontakt (32) von jedem der Vielzahl von Zweidrahtbauelementen (10A, 10B) und die zweite Elektrode zu dem zweiten Kontakt (34) von jedem der Vielzahl von Zweidrahtbauelementen (10A, 10B) bildet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Strukturieren abwechselnd Öffnungen in dem ersten Satz von Öffnungen (42) und Öffnungen in dem zweiten Satz von Öffnungen (44) beinhaltet.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, welches weiterhin beinhaltet, jedes der Zweidrahtbauelemente (10A, 10B) zu verkapseln.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, welches weiterhin beinhaltet, innerhalb der ersten Öffnung (42) zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode des ersten Zweidrahtbauelements (10A) eine dielektrische Schicht (62) anzubringen.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, welches weiterhin beinhaltet, innerhalb der ersten Öffnung (42) zwischen dem ersten Zweidrahtbauelement (10A) und einem dritten Zweidrahtbauelement, welches über der ersten Öffnung (42) an das Metallblech (40) gebondet ist, eine dielektrische Schicht (63) anzubringen.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Strukturieren des Metallblechs (40) das Prägen einer dreidimensionalen Vertiefung (54) mindestens für das erste Zweidrahtbauelement (10A) oder das zweite Zweidrahtbauelement (10B) beinhaltet.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, welches weiterhin beinhaltet, innerhalb der dreidimensionalen Vertiefung (54) eine reflektierende Beschichtung (64) anzubringen.
  8. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Zweidrahtbauelemente (10A, 10B) lichtemittierende Dioden aufweisen, wobei das Verfahren darüber hinaus beinhaltet, innerhalb der dreidimensionalen Vertiefung (54) ein fluoreszierendes Material anzubringen, wobei das fluoreszierende Material seine Erscheinung ändert in Erwiderung auf einen An-/Aus-Zustand wenigstens des ersten Zweidrahtbauelements (10A) oder des zweiten Zweidrahtbauelements (10B).
  9. Verfahren zum Unterbringen von Zweidrahtleuchtdioden(LED)-Bauelementen in einem Gehäuse, wobei das Verfahren aufweist: Strukturieren eines Metallblechs (40) dergestalt, dass es eine Mehrzahl von Öffnungen (42, 44) aufweist, die sich durch das Metallblech (40) erstrecken, wobei die Vielzahl von Öffnungen beinhaltet: einen ersten Satz von Öffnungen (42), wobei jede Öffnung (42) des ersten Satzes von Öffnungen eine Breite (d1) aufweist, die gleich groß ist wie ein Sollabstand zwischen einer ersten Elektrode zu einem ersten Kontakt (32) und einer zweiten Elektrode zu einem zweiten Kontakt (34) eines ersten LED-Bauelements (110A), die sich auf einem Wafer (60) befinden; und einen zweiten Satz von Öffnungen (44), wobei jede Öffnung (44) des zweiten Satzes von Öffnungen eine Breite (d2) aufweist, die gleich groß ist wie ein Sollabstand zwischen der ersten Elektrode zu dem ersten Kontakt (32) oder der zweiten Elektrode zu dem zweiten Kontakt (34) des ersten LED-Bauelements (110A) und einer benachbarten Elektrode zu einem benachbarten Kontakt eines zweiten LED-Bauelements (110B), das sich auf dem Wafer (60) befindet; Bonden des ersten (110A) und zweiten (110B) LED-Bauelements, die sich auf dem Wafer (60) befinden, an das Metallblech (40), wobei ein erster Kontakt (32) und ein zweiter Kontakt (34) des ersten LED-Bauelements (110A) direkt auf gegenüberliegenden Seiten einer ersten Öffnung (42) des ersten Satzes von Öffnungen (42) gebondet wird und wobei das erste LED-Bauelement (110A) und das zweite LED-Bauelement (110B) sich auf gegenüberliegenden Seiten einer zweiten Öffnung (44) des zweiten Satzes von Öffnungen (44) befinden und Schneiden des Metallblechs um jedes der LED-Bauelemente (110A, 110B), wobei das gebondete Metallblech jeweils die erste Elektrode zu dem ersten Kontakt (32) des ersten (110A) und des zweiten (110B) LED-Bauelements und jeweils die zweite Elektrode zu dem zweiten Kontakt (34) des ersten (110A) und des zweiten LED-Bauelements (110B) bildet.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, welches außerdem beinhaltet, den Wafer (60) um jedes der LED-Bauelemente (110A, 110B) herum zu schneiden und jedes der LED-Bauelemente (110A, 110B) zu verkapseln.
  11. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Strukturieren des Metallblechs ein Prägen einer dreidimensionalen Vertiefung (54) für jedes der LED-Bauelemente (110A, 110B) beinhaltet.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, welches weiterhin beinhaltet, innerhalb der ersten Öffnung (42) zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode des ersten LED-Bauelements (110A) eine dielektrische Schicht (62) anzubringen.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, welches weiterhin beinhaltet, innerhalb der ersten Öffnung zwischen dem ersten LED-Bauelement (110A) und einem dritten LED-Bauelement, welches an das Metallblech (40) über die erste Öffnung (42) gebondet ist, eine dielektrische Schicht (63) anzubringen.
  14. Verfahren nach Anspruch 11, welches weiterhin beinhaltet, innerhalb der dreidimensionalen Vertiefung (54) für jedes der LED-Bauelemente (110A, 110B) eine reflektierende Beschichtung (64) aufzubringen.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, welches weiterhin beinhaltet, angrenzend an die reflektierende Beschichtung (64) ein fluoreszierendes Material aufzubringen, wobei das fluoreszierende Material in Erwiderung auf einen An-/Aus-Zustand für jedes der LED-Bauelemente seine Erscheinung ändert.
  16. Zweidraht(LED)-Gehäuseanordnung mit: einem Wafer (60) mit einer Vielzahl von Zweidraht(LED)-Bauelementen (110A, 110B); und einem Metallblech (40), welches dergestalt strukturiert ist, dass es eine Vielzahl von Öffnungen (42, 44) durch das Metallblech (40) aufweist, wobei das Metallblech an die Vielzahl von Zweidraht(LED)-Bauelementen (110A, 110B) gebondet ist, um eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode für jedes der Vielzahl von Zweidraht(LED)-Bauelementen (110A, 110B) zu bilden, dergestalt, dass jede Öffnung (42) in einem ersten Satz von Öffnungen (42) der Vielzahl von Öffnungen eine Breite (d1) aufweist, die gleich groß ist wie ein Abstand zwischen der ersten Elektrode zu einem ersten Kontakt (32) und der zweiten Elektrode zu einem zweiten Kontakt (34) von jedem der Vielzahl von Zweidraht-LED-Bauelementen (110A, 110B), die sich auf dem Wafer (60) befinden, und wobei jede Öffnung (44) in einem zweiten Satz von Öffnungen (44) der Vielzahl von Öffnungen eine Breite (d2) aufweist, die gleich groß ist wie ein Abstand zwischen der ersten Elektrode zu dem ersten Kontakt (32) oder der zweiten Elektrode zu dem zweiten Kontakt (34) eines ersten LED-Bauelements (110A), das sich auf einer ersten Seite einer Öffnung (44) in dem zweiten Satz von Öffnungen (44) befindet und einer benachbarten Elektrode zu einem benachbarten ersten Kontakt (32) oder zweiten Kontakt (34) eines zweiten LED-Bauelements (110B), welches sich auf einer gegenüberliegenden Seite der Öffnung (44) in dem zweiten Satz (44) von Öffnungen befindet, wobei das Metallblech (40) direkt zu jedem Kontakt von jedem der Vielzahl von Zweidraht-LED-Bauelementen (110A, 110B) gebondet ist, um die erste und die zweite Elektrode von jedem der Vielzahl von Zweidraht-LED-Bauelemente (110A, 110B) zu bilden.
  17. Zweidraht(LED)-Gehäuseanordnung nach Anspruch 16, wobei das Metallblech (40) außerdem eine Vielzahl von dreidimensionalen Vertiefungen (54) für jedes der Vielzahl von LED-Bauelementen (110A, 110B) aufweist.
  18. Zweidraht(LED)-Gehäuseanordnung nach Anspruch 17, welche weiterhin eine reflektierende Beschichtung (64) innerhalb wenigstens einer der Vielzahl von dreidimensionalen Vertiefungen (54) aufweist.
  19. Zweidraht(LED)-Gehäuseanordnung nach Anspruch 16, wobei das Metallblech (40) durch Chip-Bonding/Die-Bonding mit jedem der Vielzahl von Zweidraht(LED)-Bauelementen (110A, 110B) gebondet wird.
  20. Zweidraht(LED)-Gehäuseanordnung nach Anspruch 16, welche weiterhin eine dielektrische Schicht (62) innerhalb jeder Öffnung (42) des ersten Satzes von Öffnungen (42) zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode von jedem der Vielzahl von LED-Bauelementen (110A, 110B) aufweist.
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