WO2015173031A1 - Oberflächenmontierbares optoelektronisches bauelement und verfahren zum herstellen eines oberflächenmontierbaren optoelektronischen bauelements - Google Patents

Oberflächenmontierbares optoelektronisches bauelement und verfahren zum herstellen eines oberflächenmontierbaren optoelektronischen bauelements Download PDF

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Siegfried Herrmann
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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    • H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls

Definitions

  • Optoelectronic components such as light emitting diodes (LED), with laterally arranged radiation surfaces can be referred to as Sidelooker. These components can be mounted with their base on a circuit carrier, wherein the component generated by the device or to be detected by the device electromagnetic radiation is emitted or recorded on a perpendicular to the base surface arranged radiation surface.
  • LED light emitting diodes
  • Such devices may be provided for example for backlight illumination ⁇ a display such as a screen ei ⁇ nes mobile phone.
  • the sidelooker are arranged with their radiating surface to the side surfaces of a Lichtver ⁇ divider plate.
  • the light distribution plate in turn is arranged behind the liquid crystal display.
  • the light generated by the LEDs is coupled at the edges of the light distributor ⁇ plate in the light distribution plate.
  • the light distribution plate has output coupling structures with which the coupled-in light is uniformly coupled out and emitted in the direction of the liquid crystal display. The light penetrating the liquid crystal display can be perceived by a viewer of the display.
  • the requirement is to provide the most compact possible components in order to reduce the thickness of the display.
  • the height of the component is a relevant Krite ⁇ Ministry.
  • Previously used components such as the Micro SIDELED from OSRAM Opto Semiconductors, have at ⁇ play, to a height of about 0.65 mm.
  • There is thus the object of an optoelectronic component with ge ⁇ ringer provide height.
  • the Targa ⁇ be to provide a method for manufacturing the optoelectronic ⁇ construction elements.
  • a second electrical connection contact is provided on a second structural element of the device which is adapted to connect the device electrically and mechanically to the circuit carrier.
  • Structural element is provided a recess which completely penetrates the first and / or the second structural element in one direction perpendicular to ⁇ the mounting surface.
  • the chip is arranged in the recess and at least one side surface of the optoelectronic chip arranged perpendicular to the mounting surface is mechanically connected to the first and / or the second structural element.
  • the first and the second structural ⁇ element are formed from an electrically conductive material and electrically insulated from each other. Further, to the solution a method for manufacturing a surface-mounted optoelectronic component will strike pre ⁇ .
  • the method includes providing a structural element carrier, wherein a plurality of first and two ⁇ ter structural elements along a processing direction on the structural element carrier is arranged, and wherein the multi ⁇ number of first and second structural elements over a
  • Main body of the structural element carrier is mechanically interconnected.
  • the method comprises applying ei ⁇ nes connection means on the first structural element, the second structural element and / or an optoelectronic chip; insertion of the optoelectronic chip in which is arranged in the first and / or second structural element recess, wherein the recess is arranged perpendicularly to the processing direction ⁇ and the recess fully penetrates the Strukturele ⁇ ment carrier; a mechanical connec ⁇ the optoelectronic chip with the first and / or the second structural element; and electrically isolating the first structural element from the second structural element.
  • the simple structure allows low height components to be provided.
  • the electrically conductive first and second structural elements enable compact elec- trical contacting of the optoelectronic chip. For example, no vias or plated-through holes are required for the electrical contacting.
  • the structural elements can be designed such that the electrical and mechanical functions provided by the structural elements do not contribute to the height of the component.
  • the structural elements and the recess are designed such that the chip is arranged next to the structural elements.
  • the component is suitable for different chip types. For example, if the device has a light emitting chip, a sapphire chip, a siphire flip chip, or a thin film chip may be provided as a chip.
  • the common carrier structure element simplifies fabrication of the devices, because a common structure ⁇ element carrier has to be handled instead of a plurality of individual structural elements a ⁇ only.
  • the structural element carrier allows some of the process steps to be performed in parallel for a plurality of devices. For example, the mechanical bonding of the chips to the features may be performed in parallel for a plurality of devices. As a result, the production of the components can be simplified.
  • the proposed structure enables the provision of low-height devices.
  • the height of the first and second structural element can be approximately the height of the
  • the overall height of ⁇ surface-mountable optoelectronic Bauele ⁇ ment can be most twice as great as the height of the
  • components can be be found riding ⁇ in which the optoelectronic chip has ei ⁇ ne height of about 200 pm and the component has a total height of 300 pm. It is thus possible to provide components whose overall height corresponds at most to 1.5 times the height of the chip. Some execution can be provided examples ⁇ components in de ⁇ the total height of the component NEN about the amount of radiation area of the optoelectronic chip corresponds.
  • the first and / or second Strukturele ⁇ ment can be formed by processing a sheet.
  • the first and the second structural element may, for example, be stamped gratings which are produced by punching, etching or laser cutting. that were shaped.
  • the projections may be remnants of a separating web.
  • the separating webs can be provided to connect the structural elements to a base body of a structural element carrier.
  • the structural element carrier may be strip-shaped or bandförmi.
  • the recess may be arranged on a perpendicular plane of extension to a main surface of the disposed side Strukturele ⁇ ment carrier.
  • the component may have a gap separating the first structural element and the second structural element.
  • the gap may be filled with an electrically insulating Ma ⁇ TERIAL.
  • the gap may be filled with an adhesive or potting compound.
  • a reflector layer may be disposed on the mounting surface of the structural elements and / or on a mounting surface of the opposite top of the structure ⁇ elements. By the reflector layer, the efficiency of the device can he be ⁇ increased.
  • the reflector layer may be part of a film applied to the structural elements. Furthermore, the reflector layer may be a reflective potting compound.
  • a phosphor In the beam path of the chips can be arranged parallel to the radiating surface ⁇ a film, on the film, a phosphor is applied. In further regardssbeispie ⁇ len a phosphor may be applied directly to the radiation surface of the optoelectronic chip.
  • a potting compound embedded phosphor can be filled in a cavity formed by films and the structural elements. Dispensing may be provided, for example, for filling the phosphor into the cavity formed by the foils and the structural elements.
  • the first and second structural elements together can surround the optoelectronic chip at three side surfaces arranged perpendicular to the mounting surface. Accordingly, the first and second structural elements together may be substantially U-shaped.
  • At least two components can be a multi-component summarized ⁇ to.
  • the individual components be connected via an electrically conductive film mechanically and elekt ⁇ driven conductive manner of a multi-component Kgs ⁇ NEN.
  • the electrically lei ⁇ tends film may be an example of a circuit carrier.
  • the individual components of the multiple component be Kgs ⁇ NEN arranged in an electrical series circuit.
  • the electrically conductive foil may be arranged on the mounting surface and / or the upper side of the structural elements.
  • the electrically conductive foil may have a reflector layer . Further arranged on the mounting surface and on the upper side ⁇ films can project beyond the radiation surface and, together with the structural elements of a cavity. In this case, at least one of the films may be an electrically conductive film. In the cavity, a phosphor can be introduced. Due to the larger dimensions, a multiple ⁇ component compared to a single device, for example, be processed easily.
  • the device or the multi-device can be part of aPolbeleuch ⁇ processing device.
  • the backlight device may be arranged to illuminate the background of a liquid crystal display ⁇ a screen.
  • the rear ⁇ backlight means may comprise a light diffuser plate, wherein the device or the multi-device a vertically arranged at a light decoupling surface of the light distribution plate side surface of the light ⁇ distributor plate may be disposed on at least.
  • the components can be mechanically connected to one another via a mounting on the surface and / or the upper side is arranged ⁇ film only. Only mechanically connected to one another can mean that there is no electrically conductive connection between the components.
  • the mechanically ver together tied ⁇ components can then be separated from each other on a circuit carrier immediately prior to application.
  • the foil may have a reflector layer. The interconnected by the Fo ⁇ lie components can easily gehand ⁇ have to be transported and processed.
  • a base body of a structural element carrier miteinan ⁇ the composite end components can be wound onto a reel in conjunction with the structural ⁇ turelement whatsoever. Further, a film together mechanically ver ⁇ bunch forming devices can at least be wound onto a roll. The winding on a roll can be seen ⁇ transport packaging.
  • a film having a plurality of components into individual components or in groups with at least two construction elements ⁇ can be split.
  • For dividing the film so ⁇ as the mechanically interconnected via the film components can be provided for example laser cutting or cutting.
  • the structural element carrier can before the introduction of the
  • optoelectronic chips are rotated from a horizontal orientation to a vertical orientation.
  • the structure ⁇ element carrier can be rotated after the introduction of optoelectronic chips from a vertical orientation in a horizontal alignment.
  • a structure ⁇ carrier element can be wound in a horizontal orientation from a roll.
  • the optoelectronic chips can be introduced into the recesses in the vertically aligned structural element carrier.
  • the structural element carrier can be wrapped in a horizontal orientation on a roll ⁇ .
  • a film can be applied to an upper side and / or a lower side of the first and / or second structural element. Through the film, the mechanical Sta ⁇ stability of the components may be increased.
  • the application of a bonding agent, an introduction of electrical insulation between the first and the second structural element, introduction of heat energy and / or application of a phosphor to a radiation surface of an optoelectronic chip can be carried out in parallel for a plurality of components. Parallel processing can speed up processing and reduce costs.
  • the structural element carrier can be formed in the vertical alignment with a potting compound.
  • the potting compound may be, for example, a silicone resin.
  • the potting compound may contain re ⁇ inflecting particles.
  • the reflective particles may have a high reflectivity for the wavelength range of the device.
  • titanium dioxide may be provided as a material for the reflective particles.
  • At least the gap 22 can be filled.
  • By potting the mechanical ⁇ cal stability of the components can be increased.
  • Part of the potting compound can be removed after forming. For removing the
  • Potting compound may be provided, for example, sawing, grinding or etching.
  • the removal of the potting compound can be done parallel to the machining direction.
  • the height of the component can be adjusted who ⁇ .
  • Remote can be exposed by removing the potting compound, the terminals of the device.
  • the construction ⁇ element can be repeatedly reshaped with sealing compound.
  • the component can be formed before and after the introduction of the optoelectronic chips with potting compound. By forming prior to the introduction of the chips, the gap between the first and the second structural member with potting compound filled at ⁇ play at least in.
  • the chips may, for example, to ⁇ minimum the gap between the first and second structural ⁇ turelement, the slots between the structural elements and the base body and / or the space between the Be ⁇ tenphil of the chips and the recess with Vergussmasse ge ⁇ fills.
  • the application of a bonding agent, an introduction of electrical insulation between the first and the second structural element, introduction of thermal energy and / or application of a phosphor to a radiation surface of an optoelectronic chip can be carried out serially for a plurality of components.
  • serial processing the manufacturing process can be implemented as a roll to roll process.
  • 4b are schematic representations of a vertical orientation and a horizontal direction from ⁇ a structural member support for a pa ⁇ rallele processing
  • optical device may for example comprise elements which are adapted to emit electromag ⁇ -magnetic radiation and / or to detect electromagnetic radiation.
  • LED light emitting diode
  • a surface mountable optoelectronic device 10 is shown schematically.
  • 1a is a plan view of a mounting surface of the surface-mountable optoelectronic component 10.
  • a surface-mountable component 10 are referred to devices that are suitable for surface mounting on a circuit carrier, such as a circuit board.
  • This component form can also be referred to as SMD (Surface Mounted Device).
  • Oberflä ⁇ chenmontage the components are placed with a mounting surface on the circuit board. The components are then connected by gluing or soldering, for example, reflow soldering (English, reflow soldering) or with an electrically conductive adhesive, mechanically and electrically conductive with the scarf ⁇ tion carrier.
  • the component 10 illustrated in FIGS . 1 a and 1 b comprises a first structural element 12, a second structural element 14 and an optoelectronic chip 16.
  • the illustrated optoelectronic chip 16 has approximately the shape of a cuboid.
  • the chip 16 is arranged in a recess of the first structural element 12 and / or of the second structural element 14.
  • the illustrated structural elements 12, 14 together surround three side surfaces of the chip 16.
  • the recess penetrates the structural elements 12, 14 in the vertical direction Rich ⁇ tion - ie in the representation of Fig. La perpendicular to the plane - completely.
  • the recess is not bounded on one side by the structural elements 12, 14. This page can also be referred to below as the open side of the recess.
  • the first structural element 12 and the second structural element 14 surround the chip 16 in a substantially U-shaped manner.
  • the shape of the recess is adapted to the shape of the optoelectronic chip 16 to be accommodated.
  • ⁇ is asked embodiment, for example, may be provided with two top contacts a thin film ⁇ chip.
  • a gap 22 is provided, which separates the first structural element 12 from the second structural element 14.
  • the gap is intended to electrically suspend the first structural element 12 from the second structural element 14 isolate.
  • the gap can be filled, for example, with adhesive or egg ⁇ ner potting compound.
  • the chip 16 has on a side surface, that is a vertically arranged to the mounting surface 18 on a surface Strahlungsflä ⁇ che 20th
  • the radiating surface 20 is provided in the case of the illustrated example of the LED to decouple the electromagnetic radiation generated by the chip from the chip 16.
  • the layer sequence of the chip 16 provided for the generation of radiation is arranged parallel to the radiation surface 20.
  • the radiating surface 20 is disposed on the open side of the recess. Since the radiation surface 20 is arranged in the device 10 perpendicular to the mounting surface 18, the light emitted by the device 10 is coupled out laterally. This design can be called Sidelooker.
  • Sidelooker can be provided, for example, to couple light laterally in a light distribution plate.
  • the chip 16 is surrounded on three sides by the structural elements 12, 14 in a U-shape.
  • Egg ⁇ ne first of the radiation surface 20 adjacent side surface of the chip 16 is facing a first side surface of the recess to ⁇ .
  • the first side surface of the recess is formed by the first structural element 12.
  • a second averaging area to the radiation 20 adjacent side surface of the chip 16 is facing ei ⁇ ner second side surface of the recess.
  • the second side surface of the recess is formed by the second structure ⁇ element 14.
  • One of the radiation surface 20 opposite ⁇ back of the chip 16 faces a third side surface of the recess.
  • Recess can, as in the representation of FIG. 1 a , be formed completely by the first structural element 12 or by the second structural element 14. Further, the third side surface as shown in the illustration of FIG. 2a partially formed by the first structural element 12 and partially by the second structural element 14 ⁇ who.
  • the chip 16 is mechanically connected to both structural elements 12, 14.
  • the first and second structural elements 12, 14 are mechanically connected to each other via the chip 16.
  • a connection means 21 is vorgese ⁇ hen between the side surfaces of the chip 16 and the recess arranged in the side surfaces of the structural members 12, 14th
  • As connecting means 21 may be provided, for example, adhesive, electrically conductive adhesive or solder.
  • the connecting means may connect at least one side surface formed by the first structural element 12 and at least one lateral surface formed by the second structural element 14 to the optoelectronic chip 16.
  • 21 may be provided in some exporting approximately examples ⁇ for a component different connecting means. This can be provided, in particular, if the use of two electrically conductive connection means 21 would make the first and second structural element carriers 12, 14 electrically short-circuited.
  • the structural elements 12, 14 are formed from an electrically conductive ⁇ the material.
  • the structural members 12, 14 may be formed of metals such as copper or aluminum or an alloy comprising these materials.
  • the material of the structural elements may, for example, be chosen such that it has a high reflectivity for the radiation emitted by the chip 16.
  • the structural elements 12, 14 can be ge ⁇ formed for example by the machining of a sheet.
  • the structural elements 12, 14 may be, for example, leadframes.
  • the term punched grid is intended to denote comparable structures that were not produced by punching, but for example by etching or laser cutting.
  • the structural elements 12, 14 may be partially or completely provided with a coating.
  • the coating may for example be provided in order to improve the solderability of the structure ⁇ elements 12, 14th
  • a coating may be provided which serves as surface passivation.
  • FER The coating may be provided in order to increase the reflectivity of the structural elements 12, 14 or to improve the electrical contacting of the chip 16. It is also possible to provide a coating with a plurality of layers arranged one above the other. By several übereinan ⁇ the arranged layers can, for example, the quality of the electrical and mechanical connections between the
  • a titanium layer, a Pla ⁇ tintik, a nickel layer, a copper layer and / or a gold layer may be provided.
  • the layer thicknesses may tintik for example, 100 nm for the titanium layer, 100 nm for the Pla ⁇ and are 100 nm for the gold layer.
  • Layer thicknesses for the copper and nickel layer can be 1-2 pm.
  • the thickness of the layers can be less than 10 pm in total.
  • Projections 23 have traces of separation. In ⁇ for playing the structural elements 12 may have 14 traces of punching or laser cutting. Furthermore, projections 23 can also be arranged in the gap 22.
  • connection terminals Arranged on the mounting surface 18 areas of the structural ⁇ turiata 12, 14 form connection terminals respectively. Furthermore, coatings or planar electrically conductive structures may be provided on the mounting surface 18 of the structural elements 12, 14 for the connection contacts.
  • the connection contacts can be set up to connect the component mechanically and electrically conductively to a circuit carrier by surface mounting . For example, a solder joint or an electrically conductive adhesive may be provided for the mechanical and electrical conductive connection.
  • Perpendicular to the mounting surface 18 are contact surfaces angeord ⁇ net. The arranged perpendicular to the mounting surface 18 contact ⁇ surfaces are shown in Fig. Lb. The contact surfaces are provided for electrical contact ization of the chip 16.
  • two bonding wires 28 are at least ⁇ provided for electrical contact ation of the chip sixteenth
  • a 28 connects ers ⁇ ter bonding wire a is arranged on the radiation surface 20 of the chip 16 first bonding pad 30 with a first on the
  • Structural element 12 disposed first bonding surface 32 connects A second bonding wire 28, a second on the Strah ⁇ averaging area 20 of the chip 16 disposed bonding pad 34 having disposed on the second structural element 14 second bonding ⁇ surface 36.
  • the first and second bonding surface 32, 36 and the Radiation surface 20 are arranged compared to the substantially parallel to the radiation surface 20 of the chip 16 arranged end face 38 of the device 10 is reset.
  • the bonding pads 32, 36 ra ⁇ gen bonding wires 28 are not beyond the end face 38 also.
  • a phosphor 40 may be brought up ⁇ .
  • the phosphor 40 is shown hatched.
  • the phosphor 40 is provided to the radiation emitted by the chip 16 in a first wavelength range at least partially umzuwan ⁇ spindles into radiation having a second wavelength range, so that a viewer the emitted radiation performs, for example, as "white" light.
  • Kgs The bonding wires 28 ⁇ NEN be at least partially embedded in the phosphor 40.
  • the phosphor 40 may for example have a thickness of 20 pm.
  • Fig. Lc is a schematic sectional view through a second device 42.
  • the second device 42 is a variant of the in conjunction with the figures la and lb Darge ⁇ presented first component 10.
  • the second component 42 un ⁇ differs by from the first component one on one ner top 44 of the device 42 arranged first foil 46th
  • the upper side 44 of the component lies opposite the mounting surface.
  • the first film 46 has several layers.
  • the first film 46 comprises an adhesive layer 48, an insulation layer 49 and a reflector layer 50.
  • the insulation layer 49 is arranged between the adhesive layer 48 and the reflector layer 50.
  • the insulating layer 49 is electrically non-lei ⁇ tend.
  • the insulation ⁇ layer 49 may also be provided for the mechanical stabilization of the first film 46 and the entire device.
  • the material for the insulating layer 49 for example, polyimides or polymethyl methacrylates may be provided.
  • Reflector layer 50 is formed of a material having a high reflectivity for the electromagnetic radiation emitted by chip 16.
  • the material for the reflector layer 50 may be provided, for example, silver or aluminum.
  • the reflector layer 50 can be made, for example, on the insulating layer 49 by means of a coating on ⁇ . Further 50 further layers such as a second isolati ⁇ ons Mrs can be disposed over the reflector layer.
  • the first foil 46 may have, for example, a thickness of less than 50 ⁇ m.
  • the first film 46 is attached with the adhesive layer 48 on the upper side 44 of the structural member ⁇ 12th In addition to the reflectors ⁇ animal properties, the first film 46 may be the Bauele- ment mechanically stabilize.
  • the first foil 46 can reach up to the end face 38 of the component.
  • the first foil 46 can protrude beyond the recessed bonding surfaces 32, 36 and the chip 16 in the region of the recess.
  • the überste ⁇ rising portion of the first film 46 may be in addition to a mechanical stabilization and see the reflection of radiation further as a limit for the introduction of the phosphor be seen 40 provided ⁇ .
  • the Fig. ld is a schematic sectional view through a third component 52.
  • the third component 52 is a variant of Darge ⁇ presented in connection with Figures la and lb the first component 10.
  • the third component 52 differs un- from the first device 10 in that on the upper side 44 a first film 46 and on the mounting surface 18 ⁇ a second film 66 is arranged.
  • the second Fo ⁇ lie 66 may substantially correspond to the first film 46th
  • the second film 66 has a second insulation layer 51 already mentioned in connection with FIG. 1c.
  • the second Iso ⁇ lations slaughter 51 corresponds to the first insulating layer 49.
  • the second insulation layer 49 is disposed on the reflector layer 50th
  • the first and second film 46, 66 are in the region of ⁇ savings on the recessed bonding surfaces 32, 36 and the chip 16 via.
  • first and second sheets 46, 66 form a cavity together with the structural element 12, the radiation surface 20 and the bonding ⁇ surfaces 32, 36 form the bottom of the cavity.
  • this cavity for example, a phosphor particles having
  • the Fig. le is a schematic sectional view through a fourth component 54.
  • the fourth device 54 is a variant of the in conjunction with the figures la and lb Darge ⁇ presented first member 10.
  • the fourth component 54 differs from the first component 10 in that on the upper side 44 and / or the mounting surface 18 a re ⁇ inflecting potting compound 56 is arranged.
  • the reflec ⁇ -saving sealing compound 56 may for example be a filled with titanium dioxide particles ⁇ silicone resin.
  • the reflective potting compound 56 may form a reflector layer.
  • the re ⁇ inflectional potting compound may comprise, for example, a thickness of 10 pm to 50 pm.
  • FIGs 2a and 2b is a fifth
  • FIG. 2a is a plan view of the Montageflä ⁇ surface 18 of the surface-mounted optoelectronic Bauele ⁇ ments 60.
  • Fig. 2b is a schematic sectional representation along the illustrated in Fig. 2a line AA.
  • the five ⁇ te component 60 differs from the first component 10, in particular in that a sapphire flip-chip is vorgese ⁇ hen instead of a thin-film chip having two top contacts 61, the contacts are provided on the rear side. Accordingly, 61 no bonding wires are required for electrical contacting of the chip.
  • the contacts arranged on the rear side of the chip 61 are electrically conductively connected via two connection means 21 to the contact surfaces of the first and second structural elements 12, 14 arranged on the third side surface of the recess.
  • connection means 21 may be provided as a connecting means, a brazing alloy whose brazing temperature is above 250 ° C.
  • the first film 46 is arranged on the upper side 44 of the structural elements 12, 14, and the second film 66 is arranged on the mounting surface 18.
  • the films are dashed in depicting ⁇ development of Fig. 2a and transparent, because otherwise the chip is covered by the sheets 16.
  • the foils may correspond to the foils already explained in connection with FIG.
  • the first and second films 46, 66 are connected to one another via a film web 74.
  • the film web 74 is arranged at the level of the end face 38 substantially parallel to the radiation surface 20.
  • a phosphor 80 may be applied. This is indicated in the illustration of FIG.
  • the foil web 74 can be made, for example, from an insulation layer 49 or an insulating layer 49. ner support layer of the film may be formed. Further, the Fo ⁇ lien web 74 is transparent to the radiation emitted by the chip 16 and / or the phosphor 80 radiation.
  • the second film 66 explained in conjunction with FIGS. 2a and 2b may also be provided in the case of the first component 10.
  • mixed forms are also possible, such as a thin-film-on-chip may be provided with a top contact and a scruburgikon ⁇ tact.
  • the fifth component 60 may also have features of the second, third and / or fourth component 42, 52, 54.
  • the height "hc" of the chips 16, 61 approximately corresponds to the height of the structural elements 12, 14. Since the total height "hg" of the component is only slightly increased by the foils 46, 66, for example, a component can be provided whose total height "hc” is at most twice as large as the height "hc" of the chip 16, 61. A component can be provided whose total height "hg” is less than 0.5 mm. For example, devices 10 having a height ranging between 0.3 mm and 0.15 mm may be provided In one embodiment, the total height "hg” of the device may be 200 pm. The total length ⁇ "lg" of the components 10, 60 may for example be between 0.8 mm and 2.5 mm. The overall width "bg" of Bauele ⁇ elements 10, 60 may for example be between 0.3 mm and 1 mm wear.
  • FIG. 3 a shows a structural element carrier 102 in a horizontal orientation.
  • the structural element carrier 102 has a base body 104 and first and second structural elements 12, 14 introduced into the base body 104.
  • the main body 104 may be substantially an elongated sheet metal strip or a sheet metal strip.
  • the Strukturelement- carrier 102 may have, for example, a length of at least 20 cm, a width of a few centimeters and a thickness of Weni ⁇ ger than 0.5 mm.
  • the thickness of the Strukturelementträ ⁇ gers can be adapted to the height of the opotelektronischen chips.
  • the structural element support 102 can be provided wound up as a Rol ⁇ le.
  • On the Strukturele ⁇ mentritt 102 a plurality of first and second structural ⁇ turieri 12, 14 are arranged.
  • the first and second structural members 12, 14 are on the structural member support 102 along a machine direction "BR" disposed.
  • the shape of the first and second structural members 12, 14 may for In ⁇ game by punching, laser cutting and / or etching in the base 104 have been introduced.
  • the first and two-th structure elements 12, 14 are separated by the gaps 22.
  • the first and second structural members 12, 14 are from the main body 104 through the slots 106 of the base ⁇ body 104 separated.
  • the distance of a first Strukturele ⁇ ments 12 for each second structural element 14 corresponds to the distance between the first and second structural members 12, 14 in the finished component.
  • the structural elements 12, ie, 14 are already arranged in the product order.
  • on the first and second structural members 12, 14 is in each case at least one separating web 108.
  • the separating webs 108 are provided in order to bi-part the structural elements 12, 14 and the basic body 104 s for end ⁇ valid separation of the structural elements 12, 14 of the basic ⁇ body 104 to mechanically connect to each other.
  • the base body 104 has a multiplicity of delivery holes 110.
  • the delivery holes 110 are arranged at a constant Ab ⁇ each other and provided to facilitate conveying the structural element carrier 102 in the processing direction "BR".
  • recesses 111 can be arranged on the structural element carrier 102.
  • the recesses 111 are shaped so as to Jerusalem the occurring during the processing or operation of the devices mechanical stresses and deformations to re ⁇ .
  • the recesses 111 may be, for example, in Wesent ⁇ union perpendicular and / or parallel to the machine direction.
  • the recesses 111 may have at least two essentially arranged perpendicular to each other long ⁇ hole portions 112th In Fig. 3a, for example, ei ⁇ ne recess 111 with three slot sections 112 Darge ⁇ provides.
  • the first slot portion 112a is arranged substantially perpendicular to the machining direction "BR.”
  • the second slot portion 112b is substantially parallel to the
  • the Machining direction "BR" arranged.
  • the third Langlochab ⁇ section 112c is disposed substantially perpendicular to the machining direction ⁇ "BR" and offset from the first slot portion 112a.
  • a structural element carrier 102 is shown in a verti ⁇ cal orientation.
  • the structural element carrier 102 may be turned through from the position shown in Fig. 3a horizon metals Reg ⁇ tung into the position shown in Fig. 3b vertical orientation to facilitate, for example, an inserting the chips he ⁇ .
  • Fig. 3b In the illustration of Fig. 3b are the
  • connection means 21 on at least one side surface of the chip 16 or a soflä ⁇ surface of the recess.
  • the application of the connecting means 21 can, depending on the connection Manure and / or be made of Ma ⁇ machines used for applying before or after the rotation of the structural member support 102nd
  • connecting means for example, solder or adhesive may be provided.
  • connection means 21 can be hardened or soldered by the supply of heat energy.
  • soldering or gluing in addition to a mechanical connection, an electrical connection can also be provided.
  • the back contacts of the described in connection with Figures 2a and 2b sapphire flip chips 61 may be connected via a Lotverbin ⁇ extension mechanically and electrically conductively connected to the first structural ⁇ turelement 12 and the second structural element fourteenth
  • a wire bonding process for electrical contacting may additionally be provided.
  • Spraying can be applied to the radiation surface. Areas on which no phosphor is to be applied, for example, can be covered by a shadow mask.
  • the application of the bonding agent, the heat input and the application of the phosphor can be done serially or in parallel. With serial can be referred to a processing in which the processing steps are performed separately and sequentially for each component. As a parallel machining can be referred to, in which the processing ⁇ steps are performed at the same time for a variety of components ⁇ .
  • serial processing may be provided for a belt-shaped structural element carrier 102 provided on a roll.
  • a parallel processing can, for example, for a strip-shaped
  • Structural element carrier 102 may be provided.
  • a parallel Be ⁇ processing is explained with reference to Figures 4a and 4b.
  • Fig. 3c of the structural element carrier is shown in the vertical orientation. After the mechanical and electrical ⁇ rule connecting the chips 16 with the structural members 12, 14, the first and / or second sheets 46, 66 on the
  • Structural element carrier 102 are applied.
  • the films may be applied to the structural member carrier 102 in the vertical orientation or in the horizontal orientation. Entspre ⁇ accordingly it may be necessary to rotate the structural element support 102 from the vertical arrangement to the horizontal arrangement.
  • FIG. 3c is the structural element carrier 102 with the ers ⁇ th and second film 46 shown 66th
  • the first and two ⁇ te film 46, 66 are designed as two separate elements.
  • the first and second films 46, 66 project over the recessed chip 16 in the area of the radiation surface 20 in each case.
  • the overhanging foils 46, 46 can form a cavity together with the structural elements 12, 14 and the recessed chip 16. If no phosphor 40 on the
  • Radiation surface 20 was applied in the cavity can be a fluorescent particle comprising potting material to be In ⁇ game by dispensing filled.
  • the potting compound may include, for example, silicone.
  • the second foil 66 may have openings on the mounting surface 18. The openings are provided so that the connection contacts 24, 26 arranged on the mounting surface 18 remain freely accessible.
  • the mechanically MITEI ⁇ Nander bonded first and second structural members 12, 14 over the chip 16 and / or through a gap 22 in the presence parent electrically insulating material can be separated from the structural member support 102nd
  • the dividers 108 may be broken by laser cutting or punching, for example.
  • Separating the Strukturele ⁇ elements 12, 14 of the main body 104 may, for example, after the application of at least one of the first and second films 46, may be provided 66th
  • the first and / or the second film 46, 66 may be arranged so that after the interruption of the separating webs 108, the components are mechanically connected to one another via the first and / or the second film 46, 66.
  • Optoelectronic components to facilitate the over the first and / or second film and / or the structural element carrier 102 mechanically interconnected components can be wound, for example on a roll.
  • the winding on a roll can be provided for example in a serial processing.
  • the processing steps explained in connection with FIGS. 3a-3c can be designed, for example, as a roll-to-roll process.
  • the components wound up on a roll can be made available to a customer, for example a manufacturer of assembled circuit boards.
  • the components can then be singulated un ⁇ indirectly before applying the components to a scarf ⁇ tion carrier.
  • FIG. 4a an embodiment is shown in which the chip 16 is contacted via bonding wires 28.
  • the described processing steps can be carried out in the same way also for partially or exclusively contacted via the back ⁇ side chip 61.
  • Reference to the figures 4a and 4b a variant of paralle ⁇ len processing is explained.
  • Fig. 4a four structure ⁇ element carrier 102 are arranged parallel to each other.
  • the structural ⁇ turelementêt 102 are strip-shaped.
  • the structural ment carrier 102 are rotatably arranged in a frame 400.
  • the frame may be specifically designed to receive the structural element carriers during processing.
  • the frame may for example be part of the stamped grid.
  • the structure ⁇ element carrier 102 are arranged in the horizontal orientation. In the horizontal orientation, for example, an adhesive or a sealing compound can ⁇ material introduced into the gap 22 ⁇ the to isolate the first and second structural members 12, 14 reliably one another.
  • the structural elements can be rotated in the vertical orientation.
  • the vertical orientation is shown in Fig. 4b.
  • the frame is designed so that a rotation of the structural element carrier 102 by 90 ° from the horizontal position to the vertical position and / or vice versa is possible.
  • the transition between the frame 400 and the like may be designed Strukturelementträ- 102 respectively so that rotation Zvi ⁇ rule the horizontal position and the vertical position is possible.
  • connection means 21 to a plurality of first and / or second Strukturelemen ⁇ te 12, 14th
  • the optoelectronic chips can be 16, 61 placed in the off ⁇ savings in the vertical orientation.
  • the optoelectronic chip 16 may be permanently connected to the first and / or second structural members 12, 14th
  • phosphor can be applied to the radiation surface 20 of the optoelectronic chips 16, 61.
  • the phosphor can be sprayed onto ⁇ for example.
  • the components can be formed in the vertical arrangement with a potting compound.
  • the potting compound may have reflective Parti ⁇ cle.
  • the potting compound may correspond to the potting compound explained in connection with FIG.
  • Um ⁇ shapes of the structural elements with potting compound at least the gap 22 can be filled.
  • the potting compound the mechanical stability of the components can be increased. Further, the efficiency of the device can be gestei ⁇ Gert by forming, since at least a part of the non-emitted in the direction of the radiation surface 20 of radiation from the reflec ⁇ leaders potting compound 56 in the direction of the radiation surface 20 can be deflected.
  • a portion of the sealing compound can be ent ⁇ removed again after the forming.
  • Sawing, grinding or etching may be provided for removing the potting compound, for example.
  • the removal of the potting compound can be done parallel to the processing ⁇ direction.
  • Ferner may be exposed by removing the sealing compound on the ⁇ -circuit contacts of the device.
  • Potting compound may be removed, for example by sawing and grinding of the ⁇ art that on the mounting surface 18 and / or at the top 44 of the device remains a reflective layer.
  • the reflective layer may have a thickness of, for example, 10 pm to 50 pm.
  • the component can be formed in several steps with potting compound.
  • the device can be formed before and after the introduction of the optoelectronic chips with potting compound.
  • the gap between the ers ⁇ th and the second structural element can be filled with potting compound.
  • the slots between the structure elements and the base body and / or the gap zwi ⁇ tween the side surfaces of the chips and the recess are filled with potting compound.
  • 4c is a schematic representation of a horizon ⁇ tal arrangement for another embodiment. In the in Fig.
  • the punching ⁇ lattice is designed such that the structural element carriers are already provided in the vertical orientation 402nd
  • the structural element carrier 402 may be such be made available ⁇ that the recesses perpendicular to the - are arranged the main plane of the punched grid -. In the illustration of Figure 4c lie in the plane of the ⁇ .
  • the stamped grid illustrated in FIG. 4c may be, for example, a so-called semi-etched stamped grid.
  • the Rah ⁇ men 400 may be part of the lead frame.
  • processing status be ⁇ already chips were placed in the recesses 61 and electrically contacted.
  • a phosphor 40 has already been applied to the radiation surface 20 of the chips.
  • the chips 16 and the support structural element 402 with a potting compound forming reflectors ⁇ animal 406 are transforms.
  • the structural element carrier for example, in the cavity of a
  • the frame 400 of the stamped grid is not formed.
  • the end surfaces and the radiation fins 20 can Accordingly, the end faces of the Strukturelemen- be te and not converts the radiation surfaces of the chip or of the phosphor on an inserted into the cavity film auflie ⁇ gen..
  • Side-by-side structural element carriers 402 can be connected to one another via stabilizing webs 408.
  • the stabilizing webs 408 are shown in dashed lines, as they are ver ⁇ covers by the potting compound and thus would not actually be visible.
  • separating lines 410 are shown in FIG. 4c.
  • the construction ⁇ elements can sporadically along the dividing lines 410 ⁇ to.
  • the dividing lines can be arranged at a distance of 10 ⁇ m-50 ⁇ m from the side edge of the structural elements.
  • the separation of the components or the Entfer ⁇ NEN the potting reflective layers 56 can therefore having a thickness of 10 pm - 50 pm are generated.
  • the components transversely to the L josserstre ⁇ ckung of the structural element support can be separated.
  • the stabilizing webs 408 are separated when separating the compo ⁇ elements or the removal of the potting compound. At the interface, the severed Stabili ⁇ s istsstege are free. About the exposed parting surfaces of the stabilizing webs 408, the device can be electrically kon ⁇ taktiert. For example, a rest of the stabilizing webs arranged on the mounting surface can be provided as a terminal contact.
  • Fig. 5 is a schematic representation of a first multi ⁇ array device 500.
  • the first multi-device 500 comprises at least two components 502, 504.
  • the at least two devices 502, 504 are of an electrically conductive foil
  • the components 502, 504 are along the defined in connection with FIG. 3a machine direction spaced from each other ⁇ applied to the electrically conductive foil 506th
  • the spaces between the individual components can remain free or be filled with silicone, for example.
  • the electrically conductive film 506 is different from the first and second film 46, at least in that in addition to the adhesive layer 48, the insulating layer 49 and the reflector layer 50, a further insulation ⁇ layer and electrically conducting tracks are provided at least 510th
  • the electrical conductor tracks 510 can, for example, between two insulation layers 49 embedded.
  • the electrical ⁇ rule conductive traces 510 may be disposed on the side remote from the Strukturelemen ⁇ th 12 side of the electrically conductive foil 506th
  • the electrically conductive film may, starting from the structural member 12, an adhesive layer 48, a Isola ⁇ tion layer 49, a reflector layer 50, an insulation ⁇ layer 49, electrical traces 510, and a further insulating layer 49 have.
  • the electrically conductive foil 506 has plated-through holes 512.
  • Vias 512 pass through a portion of the isolati ⁇ ons slaughteren 49 as well as the reflector layer 50 and form an electrically conductive connection between the electrical Lei ⁇ terbahnen 510 and the terminal contacts 24, 26 of the individual components.
  • the reflector layer may have openings for the plated-through holes 512.
  • the vias 512 can, for example, with an electrically conductive adhesive material ⁇ or by a soldered connection with the Rankontak ⁇ th 24, 26 may be electrically conductively connected.
  • the electrically conductive foil may, for example, have a thickness of less than 100 ⁇ m.
  • the electrically conductive foil 506 has a first and a second external connection contact 514, 516.
  • the first and second external terminal contacts 514, 516 are provided to electrically connect the multiple component 500 to each other.
  • the first external terminal contact 514 is electrically connected via an electrical Lei ⁇ terbahn 510 with a first terminal contact 24 of the Bauele ⁇ ments 502nd
  • the second terminal contact 26 of the device 502 is electrically connected via an electrical Lei ⁇ terbahn 510 to the first terminal contact 24 of the Bauele ⁇ ments 504th
  • the second terminal ⁇ contact 26 of the device 506 is electrically connected via an electrical Lei ⁇ terbahn 510 with the second external terminal contact 516.
  • Multiple component 500 are electrically connected in series.
  • the electrically conductive foil 506 may on the other side of the components of the one in connection with the Figures lc, ld, 2a, 2b described films 46, 66 may be provided.
  • an electrically conductive foil 506 can be arranged on the upper side and the lower side of the components.
  • the multiple component 500 thus differs from, for example, arranged on a roller individual components in particular by the fact that the components of the Mehrfachbau ⁇ elements 500 are electrically connected to each other.
  • the components as well as the multiple components can be provided for example in order to couple light into a light distribution plate.
  • the multi-component and the Lichtvertei ⁇ lerplatte For example, part of aforementioned aforementioned ⁇ processing device a display such as, for example, a FLÜS ⁇ Crystal Display.
  • the components can be arranged with their radiation surface 20 on a side surface of the light distributor ⁇ plate.
  • the side surface of the light distributor ⁇ plate can perpendicular to a light output of the
  • the light path between the radiation surface and the side surface of the light distributor ⁇ plate can be adjustable. Adjustable, for example, mean that the length of the light path can be set to a desired value. The desired value may be less than 100 pm, for example. The length of the light path can be adjusted for example over the depth of the recess relative to the end face 38. Further, the length of the light path can be adjusted on the radiation surface at ⁇ parent phosphor 40 by the thickness of a.
  • the optoelectronic component and the process for Her ⁇ provide an optoelectronic device described with reference to some embodiments for Ver ⁇ anschaulichung the underlying idea.
  • the embodiments are not be limited to particular combinations of features ⁇ . Although some features and designs only have been described in connection with a particular embodiment or individual embodiments, they can each be combined with other features from otherPhilsbei ⁇ play. It is also possible to omit or add individually illustrated features or special embodiments in Ausure ⁇ tion examples, as far as the general technical teaching is realized.

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Abstract

Es wird ein oberflächenmontierbares optoelektronisches Bauelement (10) mit einem ersten Strukturelement (12), einem zweiten Strukturelement (14) und einem optoelektronischen Chip (16) beschrieben, wobei eine Strahlungsfläche des optoelektronischen Chips senkrecht zu einer Montagefläche (18) des Bauelements angeordnet ist. An der Montagefläche ist an dem ersten Strukturelement (12) und an dem zweiten Strukturelement (14) ein erster und zweiter elektrischer Anschlusskontakt vorgesehen, die geeignet sind, das Bauelement elektrisch und mechanisch mit einem Schaltungsträger zu verbinden. In dem ersten und/oder dem zweiten Strukturelement ist eine Aussparung vorgesehen, die das erste und/ oder das zweite Strukturelement in einer Richtung senkrecht zur Montagefläche vollständig durchdringt. Der Chip ist in der Aussparung angeordnet und zumindest über eine senkrecht zur Montagefläche angeordnete Seitenfläche mechanisch mit dem ersten und/oder dem zweiten Strukturelement verbunden. Das erste (12) und zweite Strukturelement (14) sind aus einem elektrisch leitenden Material geformt sind und voneinander elektrisch isoliert.

Description

Oberflachenmontlerbares optoelektronisches Bauelement und Verfahren zum Herstellen eines oberflachenmontierbaren optoelektronischen Bauelements
Der hier beschriebene Gegenstand betrifft ein
oberflachenmontierbares optoelektronisches Bauelement mit ei¬ ner seitlich angeordneten Strahlungsfläche. Ferner wird ein Verfahren zum Herstellen eines oberflachenmontierbaren optoelektronischen Bauelements mit einer seitlich angeordne¬ ten Strahlungsfläche beschrieben.
Optoelektronische Bauelemente, wie zum Beispiel Leuchtdioden (LED) , mit seitlich angeordneten Strahlungsflächen können als Sidelooker bezeichnet werden. Diese Bauelemente können mit ihrer Grundfläche auf einen Schaltungsträger montiert werden, wobei die von Bauelement erzeugte oder die vom Bauelement zu detektierende elektromagnetische Strahlung an einer senkrecht zur Grundfläche angeordneten Strahlungsfläche abgegeben oder aufgenommen wird.
Derartige Bauelemente können zum Beispiel zur Hintergrundbe¬ leuchtung einer Anzeige, beispielsweise einem Bildschirm ei¬ nes Mobiltelefons, vorgesehen sein. Die Sidelooker sind mit ihrer Strahlungsfläche an den Seitenflächen einer Lichtver¬ teilerplatte angeordnet. Die Lichtverteilerplatte wiederum ist hinter der Flüssigkristallanzeige angeordnet. Das von den LEDs erzeugte Licht wird an den Rändern der Lichtverteiler¬ platte in die Lichtverteilerplatte eingekoppelt. Die Licht¬ verteilerplatte weist Auskoppelstrukturen auf, mit denen das eingekoppelte Licht gleichmäßig ausgekoppelt wird und in Richtung der Flüssigkristallanzeige abgestrahlt wird. Das die Flüssigkristallanzeige durchdringende Licht kann von einem Betrachter der Anzeige wahrgenommen werden.
Mit Hinblick auf die Miniaturisierung mobiler Endgeräte be- steht die Anforderung möglichst kompakte Bauelemente bereit- zustellen, um die Dicke der Anzeige zu verringern. Insbeson- dere die Höhe des Bauelements ist dabei ein relevantes Krite¬ rium. Bisher verwendete Bauelemente, wie zum Beispiel die Micro SIDELED von OSRAM Opto Semiconductors , weisen bei¬ spielsweise eine Höhe von ungefähr 0,65 mm auf. Es besteht somit die Aufgabe ein optoelektronisches Bauelement mit ge¬ ringer Höhe bereitzustellen. Da mit abnehmender Größe der Bauelemente die Herstellung und die Verarbeitung der Bauele¬ mente zunehmend schwieriger werden, besteht ferner die Aufga¬ be, ein Verfahren zur Herstellung der optoelektronischen Bau¬ elemente bereitzustellen.
Vorgeschlagene Lösung
Zur Lösung der Aufgabe wird ein oberflächenmontierbares optoelektronisches Bauelement mit einem ersten Strukturele¬ ment, einem zweiten Strukturelement und einem
optoelektronischen Chip vorgeschlagen, wobei eine Strahlungs¬ fläche des optoelektronischen Chips senkrecht zu einer Monta¬ gefläche des Bauelements angeordnet ist. An der Montagefläche ist an einem ersten Strukturelement des Bauelements ein ers¬ ter elektrischer Anschlusskontakt vorgesehen, der geeignet ist, das Bauelement elektrisch und mechanisch mit einem
Schaltungsträger zu verbinden. An der Montagefläche ist an einem zweiten Strukturelement des Bauelements ein zweiter elektrischer Anschlusskontakt vorgesehen, der geeignet ist, das Bauelement elektrisch und mechanisch mit dem Schaltungs¬ träger zu verbinden. In dem ersten und/oder dem zweiten
Strukturelement ist eine Aussparung vorgesehen, die das erste und/oder das zweite Strukturelement in einer Richtung senk¬ recht zur Montagefläche vollständig durchdringt. Der Chip ist in der Aussparung angeordnet und zumindest eine senkrecht zur Montagefläche angeordnete Seitenfläche des optoelektronischen Chips ist mechanisch mit dem ersten und/oder dem zweiten Strukturelement verbunden. Das erste und das zweite Struktur¬ element sind aus einem elektrisch leitenden Material geformt und voneinander elektrisch isoliert. Ferner wird zur Lösung ein Verfahren zum Herstellen eines oberflächenmontierbaren optoelektronischen Bauelements vorge¬ schlagen. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen eines Strukturelementträgers, wobei eine Vielzahl erster und zwei¬ ter Strukturelemente entlang einer Bearbeitungsrichtung auf dem Strukturelementträger angeordnet ist, und wobei die Viel¬ zahl der ersten und zweiten Strukturelemente über einen
Grundkörper des Strukturelementträgers mechanisch miteinander verbunden ist. Zudem umfasst das Verfahren ein Aufbringen ei¬ nes Verbindungsmittels auf das erste Strukturelement, das zweite Strukturelement und/oder einen optoelektronischen Chip; ein Einsetzen des optoelektronischen Chips in eine in dem ersten und/oder dem zweiten Strukturelement angeordnete Aussparung, wobei die Aussparung senkrecht zur Bearbeitungs¬ richtung angeordnet ist und die Aussparung den Strukturele¬ mentträger vollständig durchdringt; ein mechanisches Verbin¬ den des optoelektronischen Chips mit dem ersten und/oder dem zweiten Strukturelement; und ein elektrisches Isolieren des ersten Strukturelements von dem zweiten Strukturelement.
Durch die einfache Struktur können Bauelemente mit geringer Höhe bereitgestellt werden. Die elektrisch leitenden ersten und zweiten Strukturelemente ermöglichen eine kompakte elekt rische Kontaktierung des optoelektronischen Chips. Zum Bei¬ spiel sind für die elektrische Kontaktierung keine Vias oder Durchkontaktierungen erforderlich. Durch das Anordnen des Chips in der Aussparung können die Strukturelemente derart gestaltet werden, dass die durch die Strukturelemente bereit gestellte elektrische und mechanische Funktionen nicht zur Höhe des Bauelements beitragen. Vereinfacht ausgedrückt sind die Strukturelemente und die Aussparung derart gestaltet, dass der Chip neben den Strukturelementen angeordnet ist. Da Bauelement ist für unterschiedliche Chiptypen geeignet. Wenn das Bauelement zum Beispiel einen lichtemittierenden Chip aufweist, kann als Chip zum Beispiel ein Saphir-Chip, ein Sa phir-Flip-Chip oder ein Dünnfilmchip vorgesehen sein. Ferner können Chips mit zwei Rückseitenkontakten, zwei Oberseiten- kontakten oder mit einem Oberseiten und einem Rückseitenkon¬ takt vorgesehen sein.
Ferner vereinfacht der gemeinsame Strukturelementträger die Herstellung der Bauelemente, da anstelle einer Vielzahl ein¬ zelner Strukturelemente lediglich ein gemeinsamer Struktur¬ elementträger gehandhabt werden muss. Zudem ermöglicht der Strukturelementträger, dass einige der Verfahrensschritte für eine Vielzahl von Bauelementen parallel durchgeführt werden können. Zum Beispiel kann das mechanische Verbinden der Chips mit den Strukturelementen für eine Vielzahl von Bauelementen parallel durchgeführt werden. Dadurch kann die Herstellung der Bauelemente vereinfacht werden.
Weitere Ausgestaltungen
Die vorgeschlagene Struktur ermöglicht das Bereitstellen von Bauelementen mit geringer Höhe. So kann die Höhe des ersten und zweiten Strukturelements ungefähr der Höhe des
optoelektronischen Chips entsprechen. Ferner kann die Gesamt¬ höhe des oberflächenmontierbaren optoelektronischen Bauele¬ ments maximal doppelt so groß sein, wie die Höhe des
optoelektronischen Chips. Zum Beispiel können Bauelemente be¬ reitgestellt werden, bei denen der optoelektronische Chip ei¬ ne Höhe von ungefähr 200 pm aufweist und das Bauelement eine Gesamthöhe von 300 pm aufweist. Es können somit Bauelemente bereitgestellt werden, deren Gesamthöhe maximal dem 1,5 fa¬ chen der Höhe des Chips entspricht. Bei einigen Ausführungs¬ beispielen können Bauelemente bereitgestellt werden, bei de¬ nen die Gesamthöhe des Bauelements ungefähr der Höhe der Strahlungsfläche des optoelektronischen Chips entspricht.
Als Material für die Strukturelemente kann zum Beispiel Kup¬ fer, Aluminium oder eine diese Metalle umfassende Legierung vorgesehen sein. Das erste und/oder das zweite Strukturele¬ ment können durch Bearbeiten eines Bleches geformt sein. Das erste und das zweite Strukturelement können zum Beispiel Stanzgitter sein, die durch Stanzen, Ätzen oder Laserschnei- den geformt wurden. Das erste und zweite Strukturelement kön nen an einer Seitenfläche zumindest einen Vorsprung aufwei¬ sen. Die Vorsprünge können Reste eines Trennsteges sein. Die Trennstege können vorgesehen sein, die Strukturelemente mit einem Grundkörper eines Strukturelementträgers zu verbinden. Der Strukturelementträger kann streifenförmig oder bandförmi sein. Die Aussparung kann an einer senkrecht zu einer Haupt- erstreckungsebene angeordneten Seitenfläche des Strukturele¬ mentträgers angeordnet sein. Die Materialdicke des Struktur¬ elementträgers kann der Höhe der optoelektronischen Chips entsprechen .
Das Bauelement kann einen Spalt aufweisen, der das erste Strukturelement und das zweite Strukturelement voneinander trennt. Der Spalt kann mit einem elektrisch isolierenden Ma¬ terial gefüllt sein. Zum Beispiel kann der Spalt mit einem Klebstoff oder einer Vergussmasse gefüllt sein.
An der Montagefläche der Strukturelemente und/oder an einer der Montagefläche gegenüberliegenden Oberseite der Struktur¬ elemente kann eine Reflektorschicht angeordnet sein. Durch die Reflektorschicht kann die Effizienz des Bauelements er¬ höht werden. Die Reflektorschicht kann Teil einer auf die Strukturelemente aufgebrachten Folie sein. Ferner kann die Reflektorschicht eine reflektierende Vergussmasse sein.
In dem Strahlengang des Chips kann parallel zur Strahlungs¬ fläche eine Folie angeordnet sein, wobei auf der Folie ein Leuchtstoff aufgebracht ist. In weiteren Ausführungsbeispie¬ len kann ein Leuchtstoff direkt auf die Strahlungsfläche des optoelektronischen Chips aufgebracht sein. Zum Beispiel kann ein in Vergussmasse eingebetteter Leuchtstoff in eine durch Folien und die Strukturelemente gebildete Kavität gefüllt werden. Für das Einfüllen des Leuchtstoffs in die durch die Folien und die Strukturelemente gebildete Kavität kann zum Beispiel Dispensen vorgesehen sein. Ferner kann der
Leuchtstoff auf die Strahlungsfläche des Chips aufgesprüht sein . Das erste und zweite Strukturelement können zusammen den optoelektronischen Chip an drei senkrecht zur Montagefläche angeordneten Seitenflächen umgeben. Entsprechend können das erste und das zweite Strukturelement zusammen im Wesentlichen U-förmig sein.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel können zumindest zwei Bauelemente zu einem Mehrfachbauelement zusammengefasst wer¬ den. Die einzelnen Bauelemente eines Mehrfachbauelements kön¬ nen über eine elektrisch leitende Folie mechanisch und elekt¬ risch leitend miteinander verbunden sein. Die elektrisch lei¬ tende Folie kann ein Beispiel für einen Schaltungsträger sein. Die einzelnen Bauelemente des Mehrfachbauelements kön¬ nen in einer elektrischen Reihenschaltung angeordnet sein. Die elektrisch leitende Folie kann an der Montagefläche und/oder der Oberseite der Strukturelemente angeordnet sein. Die elektrisch leitende Folie kann eine Reflektorschicht auf¬ weisen. Ferner können auf der Montagefläche und auf der Ober¬ seite angeordnete Folien über die Strahlungsfläche überstehen und zusammen mit den Strukturelementen eine Kavität bilden. Dabei kann zumindest eine der Folien eine elektrisch leitende Folie sein. In die Kavität kann ein Leuchtstoff eingebracht werden. Aufgrund der größeren Abmessungen kann ein Mehrfach¬ bauelement im Vergleich zu einem einzelnen Bauelement zum Beispiel einfacher weiterverarbeitet werden.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel können das Bauelement oder das Mehrfachbauelement Teil einer Hintergrundbeleuch¬ tungseinrichtung sein. Die Hintergrundbeleuchtungseinrichtung kann dazu eingerichtet sein, den Hintergrund einer Flüssig¬ kristallanzeige eines Bildschirms zu beleuchten. Die Hinter¬ grundbeleuchtungseinrichtung kann eine Lichtverteilerplatte aufweisen, wobei das Bauelement oder das Mehrfachbauelement an zumindest einer senkrecht zu einer Lichtauskoppelfläche der Lichtverteilerplatte angeordneten Seitenfläche der Licht¬ verteilerplatte angeordnet sein können. In einem weiteren Ausführungsbeispiel können die Bauelemente über eine auf der Montagefläche und/oder der Oberseite ange¬ ordnete Folie lediglich mechanisch miteinander verbunden sein. Lediglich mechanisch miteinander verbunden kann dabei bedeuten, dass zwischen den Bauelementen keine elektrisch leitende Verbindung besteht. Die mechanisch miteinander ver¬ bunden Bauelemente können dann unmittelbar vor dem Aufbringen auf einen Schaltungsträger voneinander getrennt werden. Die Folie kann eine Reflektorschicht aufweisen. Die durch die Fo¬ lie miteinander verbunden Bauelemente können einfach gehand¬ habt, transportiert und verarbeitet werden.
Über einen Grundkörper eines Strukturelementträgers miteinan¬ der verbundenden Bauelemente könne im Verbund mit dem Struk¬ turelementträger auf eine Rolle aufgewickelt werden. Ferner können über zumindest eine Folie mechanisch miteinander ver¬ bundenden Bauelemente auf eine Rolle aufgewickelt werden. Das Aufwickeln auf eine Rolle kann als Transportverpackung vorge¬ sehen sein.
Ferner kann eine Folie mit einer Vielzahl von Bauelementen in einzelne Bauelemente oder in Gruppen mit mindestens zwei Bau¬ elementen aufgeteilt werden. Für das Aufteilen der Folie so¬ wie der über die Folie mechanisch miteinander verbundenen Bauelemente kann zum Beispiel Lasertrennen oder Schneiden vorgesehen sein.
Der Strukturelementträger kann vor dem Einbringen der
optoelektronischen Chips von einer horizontalen Ausrichtung in eine vertikale Ausrichtung gedreht werden. Der Struktur¬ elementträger kann nach dem Einbringen der optoelektronischen Chips aus einer vertikalen Ausrichtung in eine horizontalle Ausrichtung gedreht werden. Zum Beispiel kann ein Struktur¬ elementträger in einer horizontalen Ausrichtung von einer Rolle gewickelt werden. Die optoelektronischen Chips können in den vertikal ausgerichteten Strukturelementträger in die Aussparungen eingebracht werden. Der Strukturelementträger kann in einer horizontalen Ausrichtung auf eine Rolle aufge¬ wickelt werden.
Nach dem Verbinden des optoelektronischen Chips mit den
Strukturelementen kann eine Folie auf eine Oberseite und/oder eine Unterseite des ersten und/oder zweiten Strukturelements aufgebracht werden. Durch die Folie kann die mechanische Sta¬ bilität der Bauelemente erhöht werden. Das Aufbringen eines Verbindungsmittels, ein Einbringen einer elektrischen Isolierung zwischen das erste und das zweite Strukturelement, ein Einbringen von Wärmeenergie und/oder ein Aufbringen eines Leuchtstoffs auf eine Strahlungsfläche eines optoelektronischen Chips kann parallel für eine Vielzahl von Bauelementen erfolgen. Durch die parallele Bearbeitung kann die Bearbeitung beschleunigt werden und die Kosten reduziert werden .
Der Strukturelementträger kann in der vertikalen Ausrichtung mit einer Vergussmasse umformt werden. Die Vergussmasse kann zum Beispiel ein Silikonharz sein. Die Vergussmasse kann re¬ flektierende Partikel enthalten. Die reflektierenden Partikel können für den Wellenlängenbereich des Bauelements eine hohe Reflektivität aufweisen. Zum Beispiel kann Titandioxid als Material für die reflektierenden Partikel vorgesehen sein.
Durch das Umformen mit Vergussmasse kann zumindest der Spalt 22 gefüllt werden. Durch die Vergussmasse kann die mechani¬ sche Stabilität der Bauelemente erhöht werden. Zudem kann durch das Umformen mit Vergussmasse eine reflektierende
Schicht erzeugt werden. Ein Teil der Vergussmasse kann nach dem Umformen entfernt werden. Für das Entfernen der
Vergussmasse kann zum Beispiel Sägen, Schleifen oder Ätzen vorgesehen sein. Das Entfernen der Vergussmasse kann parallel zur Bearbeitungsrichtung erfolgen. Durch das Entfernen der Vergussmasse kann die Höhe des Bauelements eingestellt wer¬ den. Fernern können durch das Entfernen der Vergussmasse die Anschlusskontakte des Bauelements freigelegt werden. Das Bau¬ element kann mehrmals mit Vergussmasse umformt werden. Zum Beispiel kann das Bauelement vor und nach dem Einbringen der optoelektronischen Chips mit Vergussmasse umformt werden. Durch das Umformen vor dem Einbringen der Chips kann zum Bei¬ spiel zumindest der Spalt zwischen dem ersten und dem zweiten Strukturelement mit Vergussmasse gefüllt werden. Durch das Umformen nach dem Einbringen der Chips kann zum Beispiel zu¬ mindest der Spalt zwischen dem ersten und dem zweiten Struk¬ turelement, die Schlitze zwischen den Strukturelementen und dem Grundkörper und/oder der Zwischenraum zwischen den Sei¬ tenflächen der Chips und der Aussparung mit Vergussmasse ge¬ füllt werden.
Das Aufbringen eines Verbindungsmittels, ein Einbringen einer elektrischen Isolierung zwischen das erste und das zweiten Strukturelement, ein Einbringen von Wärmeenergie und/oder ein Aufbringen eines Leuchtstoffs auf eine Strahlungsfläche eines optoelektronischen Chips können seriell für eine Vielzahl von Bauelementen erfolgen. Durch die serielle Bearbeitung kann das Herstellverfahren als Rolle zu Rolle Prozess umgesetzt werden .
Kurze Beschreibung der Figuren
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele anhand der Figuren näher erläutert. Die gleichen Bezugszeichen werden für gleichartige oder gleich wirkende Elemente bzw. Eigenschaften in allen Figuren verwendet. Die Figuren sind nicht maßstabs¬ getreu .
eine schematische Draufsicht auf ein erstes oberflächenmontierbares optoelektronisches Bauele¬ ment ;
eine schematische Seitenansicht des in Fig. la dar gestellten Bauelements;
eine schematische Schnittdarstellung eines zweiten oberflächenmontierbaren optoelektronischen Bauele¬ ments; eine schematische Schnittdarstellung eines dritten oberflachenmontierbaren optoelektronischen Bauele¬ ments;
eine schematische Schnittdarstellung eines vierten oberflachenmontierbaren optoelektronischen Bauele¬ ments;
eine schematische Draufsicht auf ein fünftes oberflächenmontierbares optoelektronisches Bauele¬ ment ;
eine schematische Schnittdarstellung des in Fig. 2a dargestellten Bauelements;
3c schematische Darstellungen zwischen einzelnen Bearbeitungsschritten;
4b schematische Darstellungen einer vertikalen Ausrichtung und einer horizontalen Aus¬ richtung eines Strukturelementträgers für eine pa¬ rallele Bearbeitung;
schematische Darstellung einer vertikalen Ausrich¬ tung eines Strukturelementträgers für eine paralle¬ le Bearbeitung;
eine schematische Darstellung eines Mehrfachbauele¬ ments .
Detaillierte Beschreibung von Ausführungsbeispielen
Der Begriff „optoelektronisches Bauelement" kann zum Beispiel Bauelemente umfassen, die dazu eingerichtet sind, elektromag¬ netische Strahlung zu emittieren und/oder elektromagnetische Strahlung zu detektieren. Nachfolgend wird die vorgeschlagene Lösung am Beispiel einer Licht emittierenden Diode (LED) er¬ läutert, wobei die für eine LED erläuterten Merkmale auch bei anderen optoelektronischen Bauelementen vorgesehen sein kön¬ nen .
In Fig. la ist ein oberflächenmontierbares optoelektronisches Bauelement 10 schematisch dargestellt. Die Fig. la ist eine Draufsicht auf eine Montagefläche des oberflächenmontierbaren optoelektronischen Bauelements 10. Die Fig. lb ist eine sehe- matische Draufsicht auf die Strahlungsfläche 20 des Bauele¬ ments 10. Als oberflächenmontierbares Bauelement 10 werden Bauelemente bezeichnet, die für eine Oberflächenmontage auf einem Schaltungsträger, wie zum Beispiel einer Leiterplatte, geeignet sind. Diese Bauelementform kann auch als SMD (engl. Surface Mounted Device) bezeichnet werden. Bei der Oberflä¬ chenmontage werden die Bauelemente mit einer Montagefläche auf den Schaltungsträger gelegt. Die Bauelemente werden dann durch Kleben oder Löten, zum Beispiel Wiederaufschmelzlöten (engl, reflow-soldering) oder mit einem elektrisch leitenden Klebstoff, mechanisch und elektrisch leitend mit dem Schal¬ tungsträger verbunden.
Das in den Figuren la und lb dargestellte Bauelement 10 um- fasst ein erstes Strukturelement 12, ein zweites Strukturele¬ ment 14 und einen optoelektronischen Chip 16. Der dargestell¬ te optoelektronische Chip 16 weist ungefähr die Form eines Quaders auf. Der Chip 16 ist in einer Aussparung des ersten Strukturelements 12 und/oder des zweiten Strukturelements 14 angeordnet. Die dargestellten Strukturelemente 12, 14 umgeben zusammen drei Seitenflächen des Chips 16. Die Aussparung durchdringt die Strukturelemente 12, 14 in vertikaler Rich¬ tung - also bei der Darstellung der Fig. la senkrecht zur Zeichenebene - vollständig. Die Aussparung wird an einer Sei- te nicht durch die Strukturelemente 12, 14 begrenzt. Diese Seite kann nachstehend auch als offene Seite der Aussparung bezeichnet werden. Somit umgeben das erste Strukturelement 12 und das zweite Strukturelement 14 den Chip 16 im Wesentlichen U-förmig. Die Form der Aussparung ist an die Form des aufzu- nehmenden optoelektronischen Chips 16 angepasst. Für das dar¬ gestellte Ausführungsbeispiel kann zum Beispiel ein Dünnfilm¬ chip mit zwei Oberseitenkontakten vorgesehen sein.
Ausgehend von der Aussparung ist ein Spalt 22 vorgesehen, der das erste Strukturelement 12 von dem zweiten Strukturelement 14 trennt. Der Spalt ist dazu vorgesehen, das erste Struktur¬ element 12 von dem zweiten Strukturelement 14 elektrisch zu isolieren. Der Spalt kann zum Beispiel mit Klebstoff oder ei¬ ner Vergussmasse gefüllt sein.
Der Chip 16 weist an einer Seitenfläche, also einer senkrecht zur Montagefläche 18 angeordneten Fläche eine Strahlungsflä¬ che 20 auf. Die Strahlungsfläche 20 ist beim erläuterten Bei¬ spiel der LED dazu vorgesehen, die von dem Chip erzeugte elektromagnetische Strahlung aus dem Chip 16 auszukoppeln. Die zur Strahlungserzeugung vorgesehene Schichtenfolge des Chips 16 ist parallel zur Strahlungsfläche 20 angeordnet. Die Strahlungsfläche 20 ist an der offenen Seite der Aussparung angeordnet. Da die Strahlungsfläche 20 in dem Bauelement 10 senkrecht zur Montagefläche 18 angeordnet ist, wird das von dem Bauelement 10 emittierte Licht seitlich ausgekoppelt. Diese Bauform kann als Sidelooker bezeichnet werden.
Sidelooker können zum Beispiel vorgesehen sein, um Licht seitlich in eine Lichtverteilerplatte einzukoppeln .
Bei dem dargestellten Bauelement 10 ist der Chip 16 an drei Seiten von den Strukturelementen 12, 14 U-förmig umgeben. Ei¬ ne erste an die Strahlungsfläche 20 angrenzende Seitenfläche des Chips 16 ist einer ersten Seitenfläche der Aussparung zu¬ gewandt. Die erste Seitenfläche der Aussparung wird durch das erste Strukturelement 12 gebildet. Eine zweite an die Strah- lungsfläche 20 angrenzende Seitenfläche des Chips 16 ist ei¬ ner zweiten Seitenfläche der Aussparung zugewandt. Die zweite Seitenfläche der Aussparung wird durch das zweite Struktur¬ element 14 gebildet. Eine der Strahlungsfläche 20 gegenüber¬ liegende Rückseite des Chips 16 ist einer dritten Seitenflä- che der Aussparung zugewandt. Die dritte Seitenfläche der
Aussparung kann so wie bei der Darstellung der Fig. la voll¬ ständig durch das erste Strukturelement 12 oder durch das zweite Strukturelement 14 gebildet werden. Ferner kann die dritte Seitenfläche so wie bei der Darstellung der Fig. 2a dargestellt teilweise durch das erste Strukturelement 12 und teilweise durch das zweite Strukturelement 14 gebildet wer¬ den . Der Chip 16 ist mechanisch mit beiden Strukturelementen 12, 14 verbunden. Das erste und zweite Strukturelement 12, 14 sind über den Chip 16 mechanisch miteinander verbunden. Für die mechanische Verbindung ist zwischen den Seitenflächen des Chips 16 und den in der Aussparung angeordneten Seitenflächen der Strukturelemente 12, 14 ein Verbindungsmittel 21 vorgese¬ hen. Als Verbindungsmittel 21 kann zum Beispiel Klebstoff, elektrisch leitender Klebstoff oder Lot vorgesehen sein. Das Verbindungsmittel kann zumindest einen durch das erste Struk- turelement 12 gebildete Seitenfläche und zumindest eine durch das zweite Strukturelement 14 gebildete Seitenfläche mit dem optoelektronischen Chip 16 verbinden. Bei einigen Ausfüh¬ rungsbeispielen können für ein Bauelement unterschiedliche Verbindungsmittel 21 vorgesehen sein. Dies kann insbesondere dann vorgesehen sein, wenn durch die Verwendung von zwei elektrisch leitenden Verbindungsmitteln 21 der erste und zweite Strukturelementträger 12, 14 elektrisch kurzgeschlos¬ sen wären.
Die Strukturelemente 12, 14 sind aus einem elektrisch leiten¬ den Material geformt. Die Strukturelemente 12, 14 können aus Metallen, wie zum Beispiel Kupfer oder Aluminium oder einer diese Materialien aufweisenden Legierung, geformt sein. Das Material der Strukturelemente kann zum Beispiel so gewählt sein, dass es für die von dem Chip 16 emittierte Strahlung eine hohe Reflektivität aufweist. Die Strukturelemente 12, 14 können zum Beispiel durch die Bearbeitung eines Bleches ge¬ formt werden. Die Strukturelemente 12, 14 können zum Beispiel Stanzgitter (engl. Leadframe) sein. Der Begriff Stanzgitter soll dabei auch vergleichbare Strukturen bezeichnen, die nicht mittels Stanzen erzeugt wurden, sondern zum Beispiel durch Ätzen oder Laserschneiden.
Die Strukturelemente 12, 14 können teilweise oder vollständig mit einer Beschichtung versehen sein. Die Beschichtung kann zum Beispiel vorgesehen sein, um die Lötbarkeit der Struktur¬ elemente 12, 14 zu verbessern. Ferner kann eine Beschichtung vorgesehen sein, die als Oberflächenpassivierung dient. Fer- ner kann die Beschichtung vorgesehen sein, um die Reflektivität der Strukturelemente 12, 14 zu erhöhen oder um die elektrische Kontaktierung des Chips 16 zu verbessern. Es kann auch eine Beschichtung mit mehreren übereinander ange- ordneten Schichten vorgesehen sein. Durch mehrere übereinan¬ der angeordnete Schichten kann zum Beispiel die Qualität der elektrischen und mechanischen Verbindungen zwischen den
Strukturelementen 12, 14 und einem Schaltungsträger und/oder zwischen den Strukturelementen 12, 14 und dem Chip 16 verbes- sert werden. Zum Beispiel können eine Titanschicht, eine Pla¬ tinschicht, eine Nickelschicht eine Kupferschicht und/oder eine Goldschicht vorgesehen sein. Die Schichtdicken können zum Beispiel 100 nm für die Titanschicht, 100 nm für die Pla¬ tinschicht und 100 nm für die Goldschicht betragen. Die
Schichtdicken für die Kupfer und Nickelschicht können 1-2 pm betragen. Die Dicke der Schichten kann in Summe weniger als 10 pm betragen.
An den nicht in der Aussparung angeordneten Seitenflächen der Strukturelemente 12, 14 sind Vorsprünge 23 angeordnet. Die
Vorsprüngen 23 weisen Spuren einer Vereinzelung auf. Zum Bei¬ spiel können die Strukturelemente 12, 14 Spuren von Stanzen oder Laserschneiden aufweisen. Ferner können auch in dem Spalt 22 Vorsprünge 23 angeordnet sein.
Die an der Montagefläche 18 angeordneten Bereiche der Struk¬ turelemente 12, 14 bilden jeweils Anschlusskontakte. Für die Anschlusskontakte können ferner Beschichtungen oder flächige elektrisch leitende Strukturen an der Montagefläche 18 der Strukturelemente 12, 14 vorgesehen sein. Die Anschlusskontak¬ te können dazu eingerichtet sein, das Bauelement durch eine Oberflächenmontage mechanisch und elektrisch leitend mit ei¬ nem Schaltungsträger zu verbinden. Für die mechanische und elektrische leitende Verbindung kann zum Beispiel eine Lot- Verbindung oder ein elektrisch leitender Klebstoff vorgesehen sein . Senkrecht zur Montagefläche 18 sind Kontakt flächen angeord¬ net. Die senkrecht zur Montagefläche 18 angeordneten Kontakt¬ flächen sind in Fig. lb dargestellt. Die Kontakt flächen sind zur elektrischen Kontakt ierung des Chips 16 vorgesehen. Bei dem in den Figuren la und lb dargestellten Ausführungsbei¬ spiel sind zur elektrischen Kontakt ierung des Chips 16 zumin¬ dest zwei Bonddrähte 28 vorgesehen. Dabei verbindet ein ers¬ ter Bonddraht 28 ein auf der Strahlungsfläche 20 des Chips 16 angeordnetes erstes Bondpad 30 mit einer auf dem ersten
Strukturelement 12 angeordneten ersten Bondfläche 32. Ein zweiter Bonddraht 28 verbindet ein zweites auf der Strah¬ lungsfläche 20 des Chips 16 angeordnetes Bondpad 34 mit einer auf dem zweiten Strukturelement 14 angeordneten zweiten Bond¬ fläche 36. Die erste und zweite Bondfläche 32, 36 und die Strahlungsfläche 20 sind im Vergleich zu der im Wesentlichen parallel zur Strahlungsfläche 20 des Chips 16 angeordneten Stirnfläche 38 des Bauelements 10 zurückgesetzt angeordnet. Durch die zurückgesetzte Anordnung der Bondflächen 32, 36 ra¬ gen die Bonddrähte 28 nicht über die Stirnfläche 38 hinaus.
Auf der Strahlungsfläche 20 kann ein Leuchtstoff 40 aufge¬ bracht sein. In den Darstellungen der Figuren la und lb ist der Leuchtstoff 40 schraffiert dargestellt. Der Leuchtstoff 40 ist dazu vorgesehen, die von dem Chip 16 in einem ersten Wellenlängenbereich emittierte Strahlung zumindest teilweise in Strahlung mit einem zweiten Wellenlängenbereich umzuwan¬ deln, so dass ein Betrachter die emittierte Strahlung zum Beispiel als „weißes" Licht wahrnimmt. Die Bonddrähte 28 kön¬ nen zumindest teilweise in den Leuchtstoff 40 eingebettet sein. Der Leuchtstoff 40 kann zum Beispiel eine Dicke von 20 pm aufweisen.
Die Fig. lc ist eine schematische Schnittdarstellung durch ein zweites Bauelement 42. Das zweite Bauelement 42 ist eine Variante des in Verbindung mit den Figuren la und lb darge¬ stellten ersten Bauelements 10. Das zweite Bauelement 42 un¬ terscheidet sich von dem ersten Bauelement durch eine auf ei- ner Oberseite 44 des Bauelements 42 angeordnete erste Folie 46.
Die Oberseite 44 des Bauelements liegt der Montagefläche ge- genüber. Die erste Folie 46 weist mehrere Schichten auf. Bei dem in Fig. lb dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die erste Folie 46 eine Klebeschicht 48, eine Isolationsschicht 49 und eine Reflektorschicht 50. Die Isolationsschicht 49 ist zwischen der Klebeschicht 48 und der Reflektorschicht 50 an- geordnet. Die Isolationsschicht 49 ist elektrisch nicht lei¬ tend. Neben der elektrischen Isolation kann die Isolations¬ schicht 49 auch zur mechanischen Stabilisierung der ersten Folie 46 sowie des gesamten Bauelements vorgesehen sein. Als Material für die Isolationsschicht 49 können zum Beispiel Polyimide oder Polymethylmethacrylate vorgesehen sein. Die
Reflektorschicht 50 ist aus einem Material gebildet, das für die von dem Chip 16 emittierte elektromagnetische Strahlung einen hohen Reflexionsgrad aufweist. Als Material für die Reflektorschicht 50 kann zum Beispiel Silber oder Aluminium vorgesehen sein. Die Reflektorschicht 50 kann zum Beispiel auf die Isolationsschicht 49 mittels einer Beschichtung auf¬ gebracht werden. Ferner können über der Reflektorschicht 50 noch weitere Schichten wie zum Beispiel eine zweite Isolati¬ onsschicht angeordnet sein. Die erste Folie 46 kann zum Bei- spiel eine Dicke von weniger als 50 pm aufweisen.
Die erste Folie 46 ist mit der Klebeschicht 48 auf der Ober¬ seite 44 des Strukturelements 12 befestigt. Neben den reflek¬ tierenden Eigenschaften kann die erste Folie 46 das Bauele- ment mechanisch stabilisieren. Die erste Folie 46 kann bis zur Stirnfläche 38 des Bauelements reichen. Die erste Folie 46 kann im Bereich der Aussparung über die zurückgesetzten Bondflächen 32, 36 und den Chip 16 überstehen. Der überste¬ hende Abschnitt der ersten Folie 46 kann neben einer mechani- sehen Stabilisierung und der Reflexion von Strahlung ferner als Begrenzung für das Einbringen des Leuchtstoffs 40 vorge¬ sehen sein. Die Fig . ld ist eine schematische Schnittdarstellung durch ein drittes Bauelement 52. Das dritte Bauelement 52 ist eine Variante des in Verbindung mit den Figuren la und lb darge¬ stellten ersten Bauelements 10. Das dritte Bauelement 52 un- terscheidet sich von dem ersten Bauelement 10 dadurch, dass auf der Oberseite 44 eine erste Folie 46 und auf der Montage¬ fläche 18 eine zweite Folie 66 angeordnet ist. Die zweite Fo¬ lie 66 kann im Wesentlichen der ersten Folie 46 entsprechen. Die zweite Folie 66 weist eine bereits in Verbindung mit Fig. lc genannte zweite Isolationsschicht 51 auf. Die zweite Iso¬ lationsschicht 51 entspricht der ersten Isolationsschicht 49. Die zweite Isolationsschicht 49 ist auf der Reflektorschicht 50 angeordnet. Die erste und zweite Folie 46, 66 stehen im Bereich der Aus¬ sparung über die zurückgesetzten Bondflächen 32, 36 und den Chip 16 über. Auf der zweiten Folie 66 sind Öffnungen für die auf der Montagefläche 18 angeordneten ersten und zweiten An¬ schlusskontakte 24, 26 vorgesehen. Die überstehende erste und zweite Folien 46, 66 bilden zusammen mit dem Strukturelement 12 eine Kavität, wobei die Strahlungsfläche 20 und die Bond¬ flächen 32, 36 den Boden der Kavität bilden. In diese Kavität kann zum Beispiel eine Leuchtstoffpartikel aufweisende
Vergussmasse 40 gefüllt werden.
Die Fig . le ist eine schematische Schnittdarstellung durch ein viertes Bauelement 54. Das vierte Bauelement 54 ist eine Variante des in Verbindung mit den Figuren la und lb darge¬ stellten ersten Bauelements 10. Das vierte Bauelement 54 un- terscheidet sich von dem ersten Bauelement 10 dadurch, dass an der Oberseite 44 und/oder der Montagefläche 18 eine re¬ flektierende Vergussmasse 56 angeordnet ist. Die reflektie¬ rende Vergussmasse 56 kann zum Beispiel ein mit Titandioxid¬ partikeln gefülltes Silikonharz sein. Die reflektierende Vergussmasse 56 kann eine Reflektorschicht bilden. Die re¬ flektierende Vergussmasse kann zum Beispiel eine Dicke von 10 pm bis 50 pm aufweisen. An der Montagefläche 18 des vier¬ ten Bauelements 54 sind die Anschlusskontakte 24, 26 angeord- net . Bei einer Höhe des Chips von 200 pm kann somit ein Bau¬ element mit einer Höhe von weniger als 300 pm bereitgestellt werden . In den Figuren 2a und 2b ist ein fünftes
oberflachenmontierbares optoelektronisches Bauelement 60 dar¬ gestellt. Die Fig. 2a ist eine Draufsicht auf die Montageflä¬ che 18 des oberflachenmontierbaren optoelektronischen Bauele¬ ments 60. Die Fig. 2b ist eine schematische Schnittdarstel- lung entlang der in Fig. 2a dargestellten Linie AA. Das fünf¬ te Bauelement 60 unterscheidet sich von dem ersten Bauelement 10 insbesondere dadurch, dass anstelle eines Dünnfilmchips mit zwei Oberseitenkontakten ein Saphir-Flip-Chip 61 vorgese¬ hen ist, dessen Kontakte an der Rückseite vorgesehen sind. Entsprechend sind zur elektrischen Kontaktierung des Chips 61 keine Bonddrähte erforderlich. Die an der Rückseite des Chips 61 angeordnete Kontakte sind über zwei Verbindungsmittel 21 jeweils mit dem an der dritten Seitenfläche der Aussparung angeordneten Kontaktflächen des ersten und zweiten Struktur- elements 12, 14 elektrisch leitend verbunden. Zum Beispiel kann als Verbindungsmittel eine Lotlegierung vorgesehen sein, deren Löttemperatur bei über 250 °C liegt.
Ferner ist bei dem in den Figuren 2a und 2b dargestellten Ausführungsbeispiel auf der Oberseite 44 der Strukturelemente 12, 14 die erste Folie 46 und auf der Montagefläche 18 die zweite Folie 66 angeordnet. Die Folien sind bei der Darstel¬ lung der Fig. 2a gestrichelt und transparent dargestellt, da ansonsten der Chip 16 durch die Folien verdeckt wird. Die Fo- lien können den bereits in Verbindung mit Fig. ld erläuterten Folien entsprechen. Bei der Darstellung der Figuren 2a und 2b sind die erste und zweite Folie 46, 66 über einen Foliensteg 74 miteinander verbunden. Der Foliensteg 74 ist auf Höhe der Stirnfläche 38 im Wesentlichen parallel zur Strahlungsfläche 20 angeordnet. Auf den Foliensteg 74 kann ein Leuchtstoff 80 aufgebracht sein. Dies ist in der Darstellung der Fig. 2b durch die schraffierte Fläche gekennzeichnet. Der Foliensteg 74 kann zum Beispiel aus einer Isolationsschicht 49 oder ei- ner Trägerschicht der Folie gebildet sein. Ferner ist der Fo¬ liensteg 74 für die von dem Chip 16 und/oder dem Leuchtstoff 80 emittierte Strahlung transparent. Die in Verbindung mit den Figuren 1 und 2 erläuterten Merkma¬ le sind voneinander unabhängig. Zum Beispiel kann auch beim ersten Bauelement 10, die in Verbindung mit den Figuren 2a und 2b erläuterte zweite Folie 66 vorgesehen sein. Zudem sind auch Mischformen möglich, so kann zum Beispiel auch ein Dünn- filmchip mit einem Oberseitenkontakt und einem Rückseitenkon¬ takt vorgesehen sein. Entsprechend kann an der Strahlungsflä¬ che 20 des Chips 16 ein in Verbindung mit den Figuren la und lb beschriebener Bonddraht 28 zur elektrischen Kontaktierung des Oberseitenkontakts und an der Rückseite des Chips 16 eine in Verbindung mit den Figuren 2a und 2b beschriebene Lotver¬ bindung zur elektrischen Kontaktierung des Rückseitenkontakts angeordnet sein. Ferner kann das fünfte Bauelement 60 auch Merkmale des zweiten, dritten und/oder vierten Bauelements 42, 52, 54 aufweisen.
Bei den Bauelementen 10, 42, 52, 54 60 entspricht die Höhe „hc" der Chips 16, 61 ungefähr der Höhe der Strukturelemente 12, 14. Da durch die Folien 46, 66 die Gesamthöhe „hg" des Bauelements lediglich geringfügig erhöht wird, kann ein Bau- element bereitgestellt werden, dessen Gesamthöhe „hc" maximal doppelt so groß ist wie die Höhe „hc" des Chips 16, 61. Es kann ein Bauelement bereitgestellt werden, dessen Gesamthöhe „hg" kleiner ist als 0,5 mm. Zum Beispiel können Bauelemente 10 mit einer Höhe im Bereich zwischen 0,3 mm und 0,15 mm be- reitgestellt werden. Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Gesamthöhe „hg" des Bauelements 200 pm betragen. Die Gesamt¬ länge „lg" der Bauelemente 10, 60 kann zum Beispiel zwischen 0,8 mm und 2,5 mm betragen. Die Gesamtbreite „bg" der Bauele¬ mente 10, 60 kann zum Beispiel zwischen 0,3 mm und 1 mm be- tragen.
Anhand der Darstellung der Figuren 3a bis 3c wird ein Verfah¬ ren zum Herstellen optoelektronischer Bauelemente erläutert. Die Figuren sind dabei jeweils schematische Darstellungen zwischen ausgewählten Bearbeitungsschritten.
In Fig. 3a ist ein Strukturelementträger 102 in einer hori- zontallen Ausrichtung dargestellt. Der Strukturelementträger 102 weist einen Grundkörper 104 und in den Grundkörper 104 eingebrachte erste und zweite Strukturelemente 12, 14 auf. Der Grundkörper 104 kann im Wesentlichen ein langgestreckter Blechstreifen oder ein Blechband sein. Der Strukturelement- träger 102 kann zum Beispiel eine Länge von mindestens 20 cm, eine Breite von einigen Zentimetern und eine Dicke von weni¬ ger als 0,5 mm aufweisen. Die Dicke des Strukturelementträ¬ gers kann an die Höhe der opotelektronischen Chips angepasst sein .
Der Strukturelementträger 102 kann zum Beispiel auf eine Rol¬ le aufgewickelt bereitgestellt werden. Auf dem Strukturele¬ mentträger 102 sind eine Vielzahl erster und zweiter Struk¬ turelemente 12, 14 angeordnet. Die ersten und zweiten Struk- turelemente 12, 14 sind auf dem Strukturelementträger 102 entlang einer Bearbeitungsrichtung „BR" angeordnet. Die Form der ersten und zweiten Strukturelemente 12, 14 kann zum Bei¬ spiel durch Stanzen, Laserschneiden und/oder Ätzen in den Grundkörper 104 eingebracht worden sein. Die ersten und zwei- ten Strukturelemente 12, 14 sind voneinander durch die Spalte 22 getrennt. Das erste und zweite Strukturelement 12, 14 sind von dem Grundkörper 104 durch die Schlitze 106 von dem Grund¬ körper 104 getrennt. Der Abstand eines ersten Strukturele¬ ments 12 zum jeweiligen zweiten Strukturelement 14 entspricht dem Abstand der ersten und zweiten Strukturelemente 12, 14 im fertigen Bauelement. Die Strukturelemente 12, 14 sind also bereits in Produktordnung angeordnet. Am ersten und zweiten Strukturelement 12, 14 ist jeweils zumindest ein Trennsteg 108 vorgesehen. Die Trennstege 108 sind vorgesehen, um die Strukturelemente 12, 14 und den Grundkörper 104 bis zum end¬ gültigen Trennen der Strukturelemente 12, 14 von dem Grund¬ körper 104 mechanisch miteinander zu verbinden. Auf der von den Strukturelementen 12, 14 abgewandten Seite weist der Grundkörper 104 eine Vielzahl von Förderlöchern 110 auf. Die Förderlöcher 110 sind in einen gleichbleibenden Ab¬ stand zueinander angeordnet und vorgesehen, um ein Fördern des Strukturelementträgers 102 in Bearbeitungsrichtung „BR" zu erleichtern.
Ferner können auf den Strukturelementträger 102 Ausnehmungen 111 angeordnet sein. Die Ausnehmungen 111 sind so geformt, um die bei der Bearbeitung oder beim Betrieb der Bauelemente auftretenden mechanischen Spannungen und Verformungen zu re¬ duzieren. Die Ausnehmungen 111 können zum Beispiel im Wesent¬ lichen senkrecht und/oder parallel zur Bearbeitungsrichtung angeordnet sein. Ferner können die Ausnehmungen 111 zumindest zwei im Wesentlichen senkrecht zueinander angeordnete Lang¬ lochabschnitte 112 aufweisen. In Fig. 3a ist zum Beispiel ei¬ ne Ausnehmung 111 mit drei Langlochabschnitten 112 darge¬ stellt. Der erste Langlochabschnitt 112a ist im Wesentlichen senkrecht zur Bearbeitungsrichtung „BR" angeordnet. Der zwei- te Langlochabschnitt 112b ist im Wesentlichen parallel zur
Bearbeitungsrichtung „BR" angeordnet. Der dritte Langlochab¬ schnitt 112c ist im Wesentlichen senkrecht zur Bearbeitungs¬ richtung „BR" und versetzt zum ersten Langlochabschnitt 112a angeordnet .
In Fig. 3b ist ein Strukturelementträger 102 in einer verti¬ kalen Ausrichtung dargestellt. Der Strukturelementträger 102 kann aus der in Fig. 3a dargestellten horizontallen Ausrich¬ tung in die in Fig. 3b dargestellte vertikale Ausrichtung ge- dreht werden, um zum Beispiel ein Einsetzten der Chips zu er¬ leichtern. Bei der Darstellung der Fig. 3b sind die
optoelektronischen Chips 16 bereits in den Strukturelement¬ träger 102 eingesetzt worden. Vor dem Einsetzten der optoelektronischen Chips 16 wird auf zumindest eine Seitenfläche der Chips 16 oder eine Seitenflä¬ che der Aussparung ein Verbindungsmittel 21 aufgebracht. Das Aufbringen des Verbindungsmittels 21 kann je nach Verbin- dungsmittel und/oder der für das Aufbringen verwendeten Ma¬ schinen vor oder nach dem Drehen der Strukturelementträgers 102 erfolgen. Als Verbindungsmittel kann zum Beispiel Lot oder Klebstoff vorgesehen sein.
Nach dem Aufbringen der optoelektronischen Chips 16, 61 kann durch die Zuführung von Wärmenergie das Verbindungsmittel 21 ausgehärtet bzw. gelötet werden. Durch das Löten oder Kleben kann neben einer mechanischen Verbindung auch eine elektri- sehe Verbindung bereitgestellt werden. Zum Beispiel können die Rückseitenkontakte des in Verbindung mit den Figuren 2a und 2b erläuterten Saphir-Flip-Chips 61 über eine Lotverbin¬ dung mechanisch und elektrisch leitend mit dem ersten Struk¬ turelement 12 sowie dem zweiten Strukturelement 14 verbunden werden. Für Chips mit zumindest einem Oberseitenkontakt kann zusätzlich ein Drahtbondprozess zur elektrischen Kontaktie- rung vorgesehen sein.
Ferner kann nach dem elektrischen Kontaktieren der
optoelektronischen Chips Leuchtstoff, zum Beispiel durch
Sprühen auf die Strahlungsfläche aufgebracht werden. Bereiche auf denen kein Leuchtstoff aufgebracht werden soll, können zum Beispiel durch eine Schattenmaske abgedeckt werden. Das Aufbringen des Verbindungsmittels, der Wärmeeintrag und das Aufbringen des Leuchtstoffs können seriell oder parallel erfolgen. Mit seriell kann dabei eine Bearbeitung bezeichnet werden, bei der die Bearbeitungsschritte für jedes Bauelement separat und nacheinander ausgeführt werden. Als parallel kann eine Bearbeitung bezeichnet werden, bei der die Bearbeitungs¬ schritte gleichzeitig für eine Vielzahl von Bauelementen aus¬ geführt werden. Eine serielle Bearbeitung kann zum Beispiel für einen bandförmigen Strukturelementträger 102 vorgesehen sein, der auf einer Rolle bereitgestellt wird. Eine parallele Bearbeitung kann zum Beispiel für einen streifenförmigen
Strukturelementträger 102 vorgesehen sein. Eine parallele Be¬ arbeitung wird anhand der Figuren 4a und 4b erläutert. Zum Beispiel können das Aufbringen des Verbindungsmittels 21, der Wärmeeintrag und/oder das Aufbringen des Leuchtstoffs paral¬ lel oder seriell durchgeführt werden.
In Fig. 3c ist der Strukturelementträger in der vertikalen Ausrichtung dargestellt. Nach dem mechanischen und elektri¬ schen Verbinden der Chips 16 mit den Strukturelementen 12, 14 kann die erste und/oder die zweite Folie 46, 66 auf den
Strukturelementträger 102 aufgebracht werden. In Abhängigkeit von der jeweiligen Vorrichtung können die Folien in der ver- tikalen Ausrichtung oder in der horizontallen Ausrichtung auf den Strukturelementträger 102 aufgebracht werden. Entspre¬ chend kann es erforderlich sein, den Strukturelementträger 102 aus der vertikalen Anordnung in die horizontale Anordnung zu drehen.
In der Fig. 3c ist der Strukturelementträger 102 mit der ers¬ ten und zweiten Folie 46, 66 dargestellt. Die erste und zwei¬ te Folie 46, 66 sind als zwei separate Elemente ausgeführt. Die erste und zweite Folie 46, 66 stehen jeweils im Bereich der Strahlungsfläche 20 über den zurückgesetzten Chip 16 über. Die überstehenden Folien 46, 46 können zusammen mit den Strukturelementen 12, 14 und den zurückgesetzten Chip 16 eine Kavität bilden. Sofern noch kein Leuchtstoff 40 auf die
Strahlungsfläche 20 aufgebracht wurde, kann in die Kavität eine Leuchtstoffpartikel umfassende Vergussmasse, zum Bei¬ spiel mittels Dispensen, gefüllt werden. Die Vergussmasse kann zum Beispiel Silikon umfassen.
Die zweite Folie 66 kann an der Montagefläche 18 Öffnungen aufweisen. Die Öffnungen sind vorgesehen, damit die auf der Montagefläche 18 angeordneten Anschlusskontakte 24, 26 frei zugänglich bleiben.
Die über den Chip 16 und/oder über ein in dem Spalt 22 an- geordnetes elektrisch isolierendes Material mechanisch mitei¬ nander verbundenen ersten und zweiten Strukturelemente 12, 14 können von dem Strukturelementträger 102 getrennt werden. Für das Trennen der ersten und zweiten Strukturelemente 12, 14 können die Trennstege 108 zum Beispiel durch Laserschneiden oder Stanzen unterbrochen werden. Nach dem Trennen der ersten und zweiten Strukturelemente 12, 14 von dem Strukturelement¬ träger 102 können an den Seitenflächen der Strukturelemente 12, 14 Vorsprünge 23 verbleiben. Das Trennen der Strukturele¬ mente 12, 14 von dem Grundkörper 104 kann zum Beispiel nach dem Aufbringen zumindest einer der ersten und zweiten Folien 46, 66 vorgesehen sein. Die erste und/oder die zweite Folie 46, 66 können so angeordnet sein, dass nach dem Unterbrechen der Trennstege 108 die Bauelemente über die ersten und/oder die zweite Folie 46, 66 mechanisch miteinander verbunden sind .
Um die Handhabung und die weitere Verarbeitung der
optoelektronischen Bauelemente zu erleichtern, können die über die ersten und/oder zweiten Folie oder und/oder den Strukturelementträger 102 mechanisch miteinander verbundenen Bauelemente zum Beispiel auf eine Rolle aufgewickelt werden. Das Aufwickeln auf einen Rolle kann zum Beispiel bei einer seriellen Bearbeitung vorgesehen sein. Die in Verbindung mit den Figuren 3a-3c erläuterten Bearbeitungsschritte können zum Beispiel als Rolle zu Rolle Prozess gestaltet sein. Die auf einer Rolle aufgewickelten Bauelemente können einem Kunden, zum Beispiel einem Hersteller von bestückten Schaltungsträ- gern, bereitgestellt werden. Die Bauelemente können dann un¬ mittelbar vor dem Aufbringen der Bauelemente auf einen Schal¬ tungsträger vereinzelt werden.
In den Figuren 3a-3c ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem der Chip 16 über Bonddrähte 28 kontaktiert wird. Die erläuterten Bearbeitungsschritte können jedoch in gleicher Weise auch für teilweise oder ausschließlich über die Rück¬ seite kontaktierte Chips 61 ausgeführt werden. Anhand der Figuren 4a und 4b wird eine Variante zur paralle¬ len Bearbeitung erläutert. In der Fig. 4a sind vier Struktur¬ elementträger 102 parallel zueinander angeordnet. Die Struk¬ turelementträger 102 sind streifenförmig. Die Strukturele- mentträger 102 sind drehbar in einem Rahmen 400 angeordnet. Der Rahmen kann zum Beispiel speziell für die Aufnahme der Strukturelementträger während der Bearbeitung vorgesehen sein. Ferner kann der Rahmen zum Beispiel Teil des Stanzgit- ters sein. Bei der Darstellung der Fig. 4a sind die Struktur¬ elementträger 102 in der horizontalen Ausrichtung angeordnet. In der horizontalen Ausrichtung kann zum Beispiel ein Kleb¬ stoff oder eine Vergussmasse in den Spalt 22 eingebracht wer¬ den, um das erste und zweite Strukturelement 12, 14 zuverläs- sig voneinander zu isolieren.
Aus der horizontalen Ausrichtung können die Strukturelemente in die vertikale Ausrichtung gedreht werden. Die vertikale Ausrichtung ist in Fig. 4b dargestellt. Der Rahmen ist so ge- staltet, dass eine Drehung der Strukturelementträger 102 um 90° aus der horizontalen Position in die vertikale Position und/oder umgekehrt möglich ist. Bei Ausführungsbeispielen, bei denen der Rahmen 400 Teil des Stanzgitters ist, kann der Übergang zwischen dem Rahmen 400 und den Strukturelementträ- gern 102 jeweils so gestaltet sein, dass eine Drehung zwi¬ schen der horizontalen Position und der vertikalen Position möglich ist.
In der vertikalen Ausrichtung kann ein Verbindungsmittel 21 auf eine Vielzahl der ersten und/oder zweiten Strukturelemen¬ te 12, 14 aufgebracht werden. Ferner können in der vertikalen Ausrichtung die optoelektronischen Chips 16, 61 in die Aus¬ sparungen eingebracht werden. Durch Einbringen von Wärmeener¬ gie können die optoelektronischen Chips 16 dauerhaft mit den ersten und/oder zweiten Strukturelementen 12, 14 verbunden werden. Zudem kann in der vertikalen Anordnung Leuchtstoff auf die Strahlungsfläche 20 der optoelektronischen Chips 16, 61 aufgebracht werden. Der Leuchtstoff kann zum Beispiel auf¬ gesprüht werden. Es kann eine Schattenmaske vorgesehen sein, um den Leuchtstoff strukturiert auf eine Vielzahl von Strah¬ lungsflächen aufzusprühen. Ferner können die Bauelemente in der vertikalen Anordnung mit einer Vergussmasse umformt werden. Für das Umformen der Bau¬ elemente kann zum Beispiel Formpressen oder Spritzpressen vorgesehen sein. Die Vergussmasse kann reflektierende Parti¬ kel aufweisen. Die Vergussmasse kann der in Verbindung mit Fig. le erläuterten Vergussmasse entsprechen. Durch das Um¬ formen der Strukturelemente mit Vergussmasse kann zumindest der Spalt 22 gefüllt werden. Durch die Vergussmasse kann die mechanische Stabilität der Bauelemente erhöht werden. Ferner kann durch das Umformen die Effizienz des Bauelements gestei¬ gert werden, da zumindest ein Teil der nicht in Richtung der Strahlungsfläche 20 abgegebenen Strahlung von der reflektie¬ renden Vergussmasse 56 in Richtung der Strahlungsfläche 20 abgelenkt werden kann.
Ein Teil der Vergussmasse kann nach dem Umformen wieder ent¬ fernt werden. Für das Entfernen der Vergussmasse kann zum Beispiel Sägen, Schleifen oder Ätzen vorgesehen sein. Das Entfernen der Vergussmasse kann parallel zur Bearbeitungs¬ richtung erfolgen. Durch das Entfernen der Vergussmasse kann zum Beispiel die Höhe des Bauelements eingestellt werden. Fernern können durch das Entfernen der Vergussmasse die An¬ schlusskontakte des Bauelements freigelegt werden. Die
Vergussmasse kann zum Beispiel durch Sägen und Schleifen der¬ art entfernt werden, dass an der Montagefläche 18 und/oder an der Oberseite 44 des Bauelements eine reflektierende Schicht verbleibt. Die reflektierende Schicht kann eine Dicke von zum Beispiel 10 pm bis 50 pm aufweisen.
Das Bauelement kann in mehreren Schritten mit Vergussmasse umformt werden. Zum Beispiel kann das Bauelement vor und nach dem Einbringen der optoelektronischen Chips mit Vergussmasse umformt werden. Durch das Umformen vor dem Einbringen der Chips kann zum Beispiel zumindest der Spalt zwischen dem ers¬ ten und dem zweiten Strukturelement mit Vergussmasse gefüllt werden. Durch das Umformen nach dem Einbringen der Chips kann zum Beispiel zumindest der Spalt zwischen dem ersten und dem zweiten Strukturelement, die Schlitze zwischen den Struktur- elementen und dem Grundkörper und/oder der Zwischenraum zwi¬ schen den Seitenflächen der Chips und der Aussparung mit Vergussmasse gefüllt werden. Die Fig. 4c ist eine schematische Darstellung einer horizon¬ talen Anordnung für ein weiteres Ausführungsbeispiel. Bei dem in Fig. 4c dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Stanz¬ gitter derart gestaltet, dass die Strukturelementträger 402 bereits in der vertikalen Ausrichtung bereitgestellt werden. Insbesondere können die Strukturelementträger 402 derart be¬ reitgestellt werden, dass die Aussparungen senkrecht zur der - bei der Darstellung der Fig. 4c in der Zeichenebene liegen¬ den - Haupterstreckungsebene des Stanzgitters angeordnet sind. Das in Fig. 4c dargestellte Stanzgitter kann zum Bei- spiel ein sogenanntes halbgeätztes Stanzgitter sein. Der Rah¬ men 400 kann Teil des Stanzgitters sein.
Bei den in Fig. 4c dargestellten Bearbeitungsstand wurden be¬ reits Chips 61 in die Aussparungen eingebracht und elektrisch kontaktiert. Zudem wurde bereits ein Leuchtstoff 40 auf die Strahlungsfläche 20 der Chips aufgebracht. Ferner sind die Chips 16 und der Strukturelementträger 402 mit einer reflek¬ tierenden Vergussmasse 406 umformt. Für das Umformen kann der Strukturelementträger zum Beispiel in die Kavität eines
Spritzpresswerkzeuges gelegt werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Rahmen 400 des Stanzgitters nicht umformt. Die Stirnflächen und die Strahlungsflächen 20 können auf einer in die Kavität eingebrachten Folie auflie¬ gen. Entsprechend werden die Stirnflächen der Strukturelemen- te und die Strahlungsflächen der Chips beziehungsweise des Leuchtstoffs nicht umformt.
Nebeneinander angeordnete Strukturelementträger 402 können über Stabilisierungsstege 408 miteinander verbunden sein. In der Darstellung der Fig. 4c sind die Stabilisierungsstege 408 gestrichelt dargestellt, da sie durch die Vergussmasse ver¬ deckt sind und somit eigentlich nicht sichtbar wären. Zudem sind in Fig. 4c Trennlinien 410 dargestellt. Die Bau¬ elemente können entlang der Trennlinien 410 vereinzelt wer¬ den. Die Trennlinien können mit einem Abstand von 10 pm - 50 pm zur Seitenkante der Strukturelemente angeordnet sein. Durch das Trennen der Bauelemente beziehungsweise dem Entfer¬ nen der Vergussmasse können somit reflektierende Schichten 56 mit einer Dicke von 10 pm - 50 pm erzeugt werden. Zusätzlich zu den in Fig. 4c dargestellten Trennlinien, die im Wesentli¬ chen parallel zur Längserstreckung der Strukturelementträger angeordnet sind, können die Bauelemente quer zur Längserstre¬ ckung des Strukturelementträgers vereinzelt werden.
Die Stabilisierungsstege 408 werden beim Trennen der Bauele¬ mente beziehungsweise dem Entfernen der Vergussmasse durch- trennt. An der Trennfläche liegen die durchtrennten Stabili¬ sierungsstege frei. Über die freiliegenden Trennflächen der Stabilisierungsstege 408 kann das Bauelement elektrisch kon¬ taktiert werden. Zum Beispiel kann ein an der Montagefläche angeordneter Rest der Stabilisierungsstege als Anschlusskon- takt vorgesehen sein.
Fig. 5 ist eine schematische Darstellung eines ersten Mehr¬ fachbauelements 500. Das erste Mehrfachbauelement 500 umfasst zumindest zwei Bauelemente 502, 504. Die zumindest zwei Bau- elemente 502, 504 sind über eine elektrisch leitende Folie
506 mechanisch und elektrisch leitend miteinander verbunden. Die Bauelemente 502, 504 sind entlang der in Verbindung mit der Fig. 3a definierten Bearbeitungsrichtung beabstandet von¬ einander auf die elektrisch leitende Folie 506 aufgebracht. Die Zwischenräume zwischen den einzelnen Bauelementen können frei bleiben oder zum Beispiel mit Silikon gefüllt sein.
Die elektrisch leitende Folie 506 unterscheidet sich von der ersten und zweiten Folie 46, 66 zumindest dadurch, dass zu- sätzlich zu der Klebeschicht 48, der Isolationsschicht 49 und der Reflektorschicht 50 zumindest eine weitere Isolations¬ schicht und elektrische Leiterbahnen 510 vorgesehen sind. Die elektrischen Leiterbahnen 510 können zum Beispiel zwischen zwei Isolationsschichten 49 eingebettet sein. Die elektri¬ schen Leiterbahnen 510 können auf der von den Strukturelemen¬ ten 12 abgewandten Seite der elektrisch leitenden Folie 506 angeordnet sein. Die elektrisch leitende Folie kann ausgehend von dem Strukturelement 12 eine Klebeschicht 48, eine Isola¬ tionsschicht 49, eine Reflektorschicht 50, eine Isolations¬ schicht 49, elektrische Leiterbahnen 510, und eine weitere Isolationsschicht 49 aufweisen. Ferner weist die elektrisch leitende Folie 506 Durchkontaktierungen 512 auf. Die
Durchkontaktierungen 512 durchdringen einen Teil der Isolati¬ onsschichten 49 sowie die Reflektorschicht 50 und bilden eine elektrisch leitende Verbindung zwischen den elektrischen Lei¬ terbahnen 510 und den Anschlusskontakten 24, 26 der einzelnen Bauelemente. Die Reflektorschicht kann Öffnungen für die Durchkontaktierungen 512 aufweisen. Die Durchkontaktierungen 512 können zum Beispiel mit einem elektrisch leitenden Kleb¬ stoff oder durch eine Lotverbindung mit den Anschlusskontak¬ ten 24, 26 elektrisch leitend verbunden sein. Die elektrisch leitende Folie kann zum Beispiel eine Dicke von weniger als 100 pm aufweisen.
Ferner weist die elektrisch leitende Folie 506 einen ersten und einen zweiten externen Anschlusskontakt 514, 516 auf. Der erste und der zweite externe Anschlusskontakt 514, 516 sind vorgesehen, um das Mehrfachbauelement 500 elektrisch zu kon¬ taktieren. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der erste externe Anschlusskontakt 514 über eine elektrische Lei¬ terbahn 510 mit einem ersten Anschlusskontakt 24 des Bauele¬ ments 502 elektrisch leitend verbunden. Der zweite Anschluss- kontakt 26 des Bauelements 502 ist über eine elektrische Lei¬ terbahn 510 mit dem ersten Anschlusskontakt 24 des Bauele¬ ments 504 elektrisch leitend verbunden. Der zweite Anschluss¬ kontakt 26 des Bauelements 506 ist über eine elektrische Lei¬ terbahn 510 mit dem zweiten externen Anschlusskontakt 516 elektrisch leitend verbunden. Die Bauelemente 504, 506 des
Mehrfachbauelements 500 sind elektrisch in Reihe geschaltet. Zusätzlich zur elektrisch leitenden Folie 506 kann auf der anderen Seite der Bauelemente einer der in Verbindung mit den Figuren lc, ld, 2a, 2b beschriebenen Folien 46, 66 vorgesehen sein. Ferner kann auf der Oberseite und der Unterseite der Bauelemente eine elektrisch leitende Folie 506 angeordnet sein. Das Mehrfachbauelement 500 unterscheidet sich somit von zum Beispiel auf einer Rolle angeordneten Einzelbauelementen insbesondere dadurch, dass die Bauelemente des Mehrfachbau¬ elements 500 elektrisch leitend miteinander verbunden sind.
Durch das Zusammenfassen von zumindest zwei Bauelementen zu einem Mehrfachbauelement, kann die Handhabung der Bauelemente bei der weiteren Verarbeitung vereinfacht werden.
Die Bauelemente sowie die Mehrfachbauelemente können zum Bei¬ spiel zum Einkoppeln von Licht in eine Lichtverteilerplatte vorgesehen sein. Das Mehrfachbauelement und die Lichtvertei¬ lerplatte können zum Beispiel Teil einer Hintergrundbeleuch¬ tungseinrichtung einer Anzeige, wie zum Beispiel einer Flüs¬ sigkristallanzeige sein. Die Bauelemente können mit ihrer Strahlungsfläche 20 an einer Seitenfläche der Lichtverteiler¬ platte angeordnet sein. Die Seitenfläche der Lichtverteiler¬ platte kann senkrecht zu einer Lichtauskoppelfläche der
Lichtverteilerplatte angeordnet sein. Der Lichtweg zwischen der Strahlungsfläche und der Seitenfläche der Lichtverteiler¬ platte kann einstellbar sein. Einstellbar kann zum Beispiel bedeuten, dass die Länge des Lichtweges auf einen gewünschten Wert eingestellt werden kann. Der gewünschte Wert kann zum Beispiel kleiner als 100 pm sein. Die Länge des Lichtweges kann zum Beispiel über die Tiefe der Aussparung relativ zur Stirnfläche 38 eingestellt werden. Ferner kann die Länge des Lichtweges durch die Dicke eines auf der Strahlungsfläche an¬ geordneten Leuchtstoffs 40 eingestellt werden.
Das optoelektronische Bauelement und das Verfahren zum Her¬ stellen eines optoelektronischen Bauelements wurden zur Ver¬ anschaulichung des zugrundeliegenden Gedankens anhand einiger Ausführungsbeispiele beschrieben. Die Ausführungsbeispiele sind dabei nicht auf bestimmte Merkmalskombinationen be¬ schränkt. Auch wenn einige Merkmale und Ausgestaltungen nur im Zusammenhang mit einem besonderen Ausführungsbeispiel oder einzelnen Ausführungsbeispielen beschrieben wurden, können sie jeweils mit anderen Merkmalen aus anderen Ausführungsbei¬ spielen kombiniert werden. Es ist ebenso möglich, in Ausfüh¬ rungsbeispielen einzeln dargestellte Merkmale oder besondere Ausgestaltungen wegzulassen oder hinzuzufügen, soweit die allgemeine technische Lehre realisiert bleibt.
Auch wenn die Schritte des Verfahrens zum Herstellen des optoelektronischen Bauelements in einer bestimmten Reihenfol¬ ge beschrieben sind, so ist es selbstverständlich, dass jedes der in dieser Offenbarung beschriebenen Verfahren in jeder anderen, sinnvollen Reihenfolge durchgeführt werden kann, wo¬ bei auch Verfahrensschritte ausgelassen oder hinzugefügt wer¬ den können, soweit nicht von dem Grundgedanken der beschrie¬ benen technischen Lehre abgewichen wird.

Claims

Patentansprüche
1. Oberflächenmontierbares optoelektronisches Bauelement (10, 42, 52, 54, 60) mit einem ersten Strukturelement (12), einem zweiten Strukturelement (14) und einem
optoelektronischen Chip (16, 61), wobei eine Strahlungsfläche (20) des optoelektronischen Chips (16, 61) senkrecht zu einer Montagefläche (18) des Bauelements (10, 42, 52, 54, 60) ange¬ ordnet ist, und wobei
- an der Montagefläche (18) an einem ersten Strukturele¬ ment (12) des Bauelements (10, 42, 52, 54, 60) ein erster elektrischer Anschlusskontakt (24) vorgesehen ist, der geeig¬ net ist, das Bauelement (10, 42, 52, 54, 60) elektrisch und mechanisch mit einem Schaltungsträger zu verbinden;
- an der Montagefläche (18) an einem zweiten Strukturele¬ ment (14) des Bauelements (10, 42, 52, 54, 60) ein zweiter elektrischer Anschlusskontakt (26) vorgesehen ist, der geeig¬ net ist, das Bauelement (10, 42, 52, 54, 60) elektrisch und mechanisch mit dem Schaltungsträger zu verbinden;
- in dem ersten und/oder dem zweiten Strukturelement (12, 14) eine Aussparung vorgesehen ist, die das erste und/oder das zweite Strukturelement (12, 14) in einer Richtung senk¬ recht zur Montagefläche (18) vollständig durchdringt;
der Chip (16, 61) in der Aussparung angeordnet ist;
- zumindest eine senkrecht zur Montagefläche (18) angeord¬ nete Seitenfläche des optoelektronischen Chips (16, 61) me¬ chanisch mit dem ersten und/oder dem zweiten Strukturelement (12, 14) verbunden ist; und
das erste und zweite Strukturelement (12, 14) aus einem elektrisch leitenden Material geformt sind und voneinander elektrisch isoliert sind.
2. Bauelement nach Anspruch 1, wobei eine Höhe des ersten und/oder des zweiten Strukturelements (12) ungefähr einer Höhe (hc) des optoelektronischen Chips (16, 61) entspricht.
3. Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Gesamthöhe (hg) des Bauelements maximal doppelt so groß ist, wie die Höhe (hc) des optoelektronischen Chips (16, 61) .
4. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei an der Montagefläche (18) und/oder an einer der Montagefläche (18) gegenüberliegenden Oberseite (44) des ersten und/oder des zweiten Strukturelements (12, 14) eine Folie angeordnet ist .
5. Bauelement nach Anspruch 4, wobei im Strahlengang des Chips (16, 61) parallel zur Strahlungsfläche (20) eine Folie (74) angeordnet ist und auf der Folie ein Leuchtstoff (80) aufgebracht ist.
6. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das erste und/oder das zweite Strukturelement (12, 14) durch Be¬ arbeiten eines Bleches geformt sind.
7. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das erste und zweite Strukturelement (12, 14) den
optoelektronischen Chip (16, 61) zusammen an drei senkrecht zur Montagefläche (18) angeordneten Seitenflächen umgeben.
8. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Bauelement einen von der Aussparung ausgehenden Spalt (22) aufweist, der das erste Strukturelement (12) und das zweite Strukturelement (14) voneinander trennt.
9. Mehrfachbauelement (500) mit zumindest zwei der in den
Ansprüchen 1 bis 8 beschriebenen Bauelemente (10, 42, 52, 54, 60, 502, 504), wobei die zumindest zwei Bauelemente (502, 504) über eine elektrisch leitende Folie (506) mechanisch und elektrisch leitend miteinander verbunden sind.
10. Bauelementtransportanordnung mit einer Vielzahl von Bau¬ elementen (10, 42, 52, 54) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Vielzahl der Bauelemente (10, 42, 52, 54) über zu- mindest eine Folie (46, 66) mechanisch miteinander verbunden sind .
11. Hintergrundbeleuchtungseinrichtung für eine Anzeigeein- richtung, wobei die Hintergrundbeleuchtungseinrichtung zumin¬ dest eines der Bauelemente (10, 60) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 und eine Lichtverteilerplatte aufweist, wobei das zu¬ mindest eine Bauelement (10, 42, 52, 56, 60) mit der Strah¬ lungsfläche (20) an einer Seitenfläche der Lichtverteiler- platte angeordnet ist, und wobei die Seitenfläche der Licht¬ verteilerplatte senkrecht zu einer Lichtauskoppelfläche der Lichtverteilerplatte angeordnet ist.
12. Verfahren zum Herstellen eines oberflächenmontierbaren optoelektronischen Bauelements mit,
Bereitstellen eines Strukturelementträgers (102), wobei eine Vielzahl erster und zweiter Strukturelemente (12, 14) entlang einer Bearbeitungsrichtung (BR) auf dem Strukturele¬ mentträger (102) angeordnet sind, und wobei die Vielzahl der ersten und zweiten Strukturelemente (12, 14) über einen
Grundkörper (104) des Strukturelementträgers (102) mechanisch miteinander verbunden sind;
Aufbringen eines Verbindungsmittels (21) auf das erste Strukturelement (12), das zweite Strukturelement (14) und/oder einen optoelektronischen Chip (16, 61);
Einsetzen des optoelektronischen Chips (16, 61) in eine in dem ersten und/oder dem zweiten Strukturelement (12, 14) angeordneten Aussparung, wobei die Aussparung senkrecht zur Bearbeitungsrichtung (BR) angeordnet ist und die Aussparung den Strukturelementträger (102) vollständig durchdringt;
mechanisches Verbinden des optoelektronischen Chips mit dem ersten und/oder dem zweiten Strukturelement;
elektrisches Isolieren des ersten Strukturelements von dem zweiten Strukturelement.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Strukturelement¬ träger vor dem Einbringen der optoelektronischen Chips (16, 61) von einer horizontalen Ausrichtung in eine vertikale Aus- richtung gedreht wird und/oder der Strukturelementträger nach dem Einbringen der optoelektronischen Chips (16, 61) aus ei¬ ner vertikalen Ausrichtung in eine horizontalle Ausrichtung gedreht wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei nach dem Ver¬ binden des optoelektronischen Chips (16, 61) mit dem Struk¬ turelement eine Folie (46, 66) auf eine Oberseite und/oder eine Unterseite des ersten und/oder zweiten Strukturelements aufgebracht wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei das Aufbringen eines Verbindungsmittels, ein Einbringen einer elektrischen Isolierung zwischen das erste und das zweiten Strukturelement, ein Einbringen von Wärmeenergie und/oder ein Aufbringen eines Leuchtstoffs auf eine Strahlungsfläche eines optoelektronischen Chips parallel für eine Vielzahl von Bau¬ elementen erfolgt.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei das Aufbringen eines Verbindungsmittels, ein Einbringen einer elektrischen Isolierung zwischen das erste und das zweiten Strukturelement, ein Einbringen von Wärmeenergie und/oder ein Aufbringen eines Leuchtstoffs auf eine Strahlungsfläche eines optoelektronischen Chips seriell für eine Vielzahl von Bau¬ elementen erfolgt.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, wobei der Strukturelementträger (102) in der vertikalen Ausrichtung mit einer Vergussmasse umformt wird und ein Teil der Vergussmasse nach dem Umformen entfernt wird.
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