WO2016180851A1 - Optoelektronisches bauteil - Google Patents
Optoelektronisches bauteil Download PDFInfo
- Publication number
- WO2016180851A1 WO2016180851A1 PCT/EP2016/060499 EP2016060499W WO2016180851A1 WO 2016180851 A1 WO2016180851 A1 WO 2016180851A1 EP 2016060499 W EP2016060499 W EP 2016060499W WO 2016180851 A1 WO2016180851 A1 WO 2016180851A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- housing
- laser
- laser diode
- optoelectronic component
- component
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/005—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
- H01S5/0087—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping for illuminating phosphorescent or fluorescent materials, e.g. using optical arrangements specifically adapted for guiding or shaping laser beams illuminating these materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/022—Mountings; Housings
- H01S5/0233—Mounting configuration of laser chips
- H01S5/02345—Wire-bonding
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/022—Mountings; Housings
- H01S5/02208—Mountings; Housings characterised by the shape of the housings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/022—Mountings; Housings
- H01S5/02218—Material of the housings; Filling of the housings
- H01S5/02234—Resin-filled housings; the housings being made of resin
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/022—Mountings; Housings
- H01S5/0225—Out-coupling of light
- H01S5/02255—Out-coupling of light using beam deflecting elements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/022—Mountings; Housings
- H01S5/0225—Out-coupling of light
- H01S5/02257—Out-coupling of light using windows, e.g. specially adapted for back-reflecting light to a detector inside the housing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/024—Arrangements for thermal management
- H01S5/02469—Passive cooling, e.g. where heat is removed by the housing as a whole or by a heat pipe without any active cooling element like a TEC
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
- H01S5/4031—Edge-emitting structures
- H01S5/4056—Edge-emitting structures emitting light in more than one direction
Definitions
- a laser diode device and a method of manufacturing a laser diode device are described in detail below.
- the object underlying the invention can be seen to provide an optoelectronic component suitable for surface mounting.
- an optoelectronic device comprising:
- the carrier has a first surface and a second surface opposite the first surface, the carrier comprising a first aperture formed extending from the first surface to the second surface.
- the first connection conductor has a mounting surface on which a laser diode is arranged, so that the
- the carrier comprises a ceramic. It is also possible that the carrier is formed of a ceramic. In one embodiment, the ceramic is
- the first surface of the carrier and the second surface of the carrier are parallel to each other.
- the aperture extends from the first surface of the carrier to the second surface of the carrier and preferably completely penetrates the carrier.
- the first aperture is substantially perpendicular to the first
- the technical advantage causes the first lead to be used efficiently. Because it has a dual function: assembly function and
- Mounting surface is also realized with advantage also a thermal contact between the laser diode and mounting surface. As a result, heat that arises during operation of the laser diode can be dissipated efficiently.
- the first electrical connection conductor is electrically insulated from the first
- the first connection conductor comprises a metal or is formed from a metal.
- the electrical connection conductor comprises
- connection conductor Copper or is formed from copper.
- the connection conductor can also be coated with gold.
- copper has good electrical and thermal conductivity.
- laser diodes can be used which provide a high laser power. Due to the improved thermal behavior continues to be an optical
- the carrier has a second opening extending from the first surface to the second surface.
- the second aperture is also substantially perpendicular to the first
- a second electrical connection conductor is guided through the second opening, which is electrically conductively connected to the laser diode, for example by a bonding wire.
- the second connection conductor is preferably formed from a metal, particularly preferably from copper.
- the first connection conductor and the second connection conductor are electrically insulated from one another, so that, for example, by means of the two connection conductors, the laser diode can be subjected to an electrical voltage for operation.
- the housing is at least partially formed of a ceramic-copper composite.
- the carrier may be formed of a ceramic element, in which the metallic connecting conductors, such as copper, are embedded.
- Such a composite may be referred to as a DCB composite.
- DCB stands for "Direct Copper Bonding.”
- Such a DCB composite can be formed from one or more layers, for example, one layer is a ceramic layer, another layer is a copper layer, for example SMD construction, SMD stands for "Surface
- the mounting surface runs flush with the second surface of the carrier.
- the mounting surface and the second surface of the carrier form a plane continuous surface.
- Component be realized with a lower height.
- Component can be built particularly flat in an advantageous manner.
- the component can be installed in small installation spaces.
- the laser diode is arranged wholly or partially on the mounting surface.
- the laser diode partially on the mounting surface and partially on the second surface of the carrier
- the mounting surface is formed extending above the second surface.
- the mounting surface is spaced from the second surface of the carrier in the direction of its normal.
- the first terminal conductor in this embodiment has a first one
- Mounting member which comprises the mounting surface and which projects beyond the second surface of the carrier.
- Laser radiation of the laser diode is increased.
- the laser radiation can radiate over a wall of the housing, without this deflecting or scattering the laser radiation.
- this can bring the laser diode to an optimal height to an optional Deflection element or optional deflection elements optimal
- Installation position of the laser diode can be realized.
- Deflection element is preferably a mirror, a prism or a reflective housing wall.
- the first comprises
- Terminal conductor an external connection element, for example, extends along the first surface of the carrier.
- the external connection element is in direct contact with the carrier.
- the external connection element preferably has an exposed contact surface, which is provided to contact the component from the outside in an electrically conductive manner.
- the contact surface preferably extends parallel to the second and / or the first
- the component with the contact surface is the component with the contact surface
- Component can be mounted by soldering on another surface.
- the component is thus preferably formed surface mountable. This allows, for example, the external
- An SMD component advantageously allows a particularly simple assembly.
- the laser diode has a laser beam exit side (laser facet). Through the laser beam exit side, the laser diode emits laser radiation during operation.
- the laser diode is preferably designed as an edge emitter. When laser radiation is written above and below, it means laser radiation coupled out of the laser diode. Laser radiation also refers to the laser radiation which is coupled out of the laser diode and has been reflected or deflected by one or more elements, for example a deflection element.
- the laser diode has a laser beam exit side, which extends substantially perpendicular to the mounting surface.
- Housing preferably has a housing wall side, which faces the laser beam exit side.
- the housing wall usually encloses an angle between 0 ° and 90 ° with the mounting surface.
- the housing wall side is
- the housing wall side is formed such that the laterally emerging from an edge emitter laser radiation, which initially runs parallel to the mounting surface and then strikes the housing wall side, with the help of the housing wall side to a
- the housing wall side with the mounting surface preferably includes an angle of between 30 ° and 50 ° inclusive, more preferably approximately 45 °.
- the housing wall itself acts with advantage as an optical deflecting element for the laser radiation.
- the light exit surface of the component runs in this embodiment parallel to
- top-looker also referred to herein as a top-looker.
- Laser radiation reflected away from the mounting surface can be dispensed with advantageously when the
- Housing side wall takes over this task. This saves costs as well as assembly time.
- the laser radiation can thereby be emitted in an embodiment upwards away from the housing.
- the housing side wall is provided to redirect the laser radiation, for example by reflection, then the
- Laser radiation impinges be provided with a specular reflective coating.
- specularly reflective coating be provided with a specular reflective coating.
- Coating is advantageously designed to increase the reflection of the laser radiation.
- the laser diode has a laser beam exit side, which extends substantially perpendicular to the mounting surface, wherein the housing has a side wall of the housing opposite the laser beam exit side, which runs substantially parallel to the laser beam exit side, wherein the
- Housing side wall for the laser radiation at least partially transmissive and in the beam path of the
- This design allows the device to emit laser radiation in the same direction as the laser diode through the
- Laser beam exit side can be dispensed advantageously on a deflection, which saves costs and installation time.
- the laser radiation is emitted laterally from the housing.
- Mounting surface is, in the present case also side-looker
- an optical deflecting element is arranged in the beam path of the laser radiation of the laser diode.
- a desired emission direction of the component can thus be deflected.
- An optical deflection element is for example a mirror, a prism or a
- Housing wall for example, a housing side wall.
- Housing side wall is preferably with an optical
- the deflecting element is integrated in the housing side wall.
- the optical deflecting element can simply as
- the deflecting element has a dielectric coating.
- a beam quality or a beam quality can advantageously be increased.
- Optical losses can be minimized or reduced.
- the deflecting element may have a curvature, in particular a parabolic shape
- the component has a seating surface on which a cap described below can be placed and positioned.
- the seating surface is arranged, for example, on at least one outer side wall of the housing.
- the Aufsitz2-1 is in this case formed circumferentially around the housing. Particularly preferred is the
- the seating surface may be part of a support element integrated with the housing.
- the support member projects, for example, laterally from the
- the support element is rod-shaped and is integrated into the housing such that it completely completes the housing parallel to a surface of the carrier
- the support element is integrated in the carrier as part of the housing.
- the laser diode is arranged in a cavity of the housing.
- the cavity can be at least partially permeable to the laser radiation, preferably completely
- the laser diode is completely embedded in the solid.
- the solid encapsulates the laser diode preferably and protects it from environmental influences.
- the laser diode is in
- the component has a cover.
- the cover encapsulates the laser diode, preferably hermetically.
- Encapsulation is meant to be dirt, like dust and
- the technical advantage causes the laser diode is encapsulated by an environment, so that the component can be used, for example, in harsh environments.
- the Laser diode is protected in an advantageous manner from environmental influences. This advantageously increases one
- the cover can give the housing, for example, a visually appealing and self-contained form.
- the cover comprises a window through which the laser radiation can exit from the component.
- the cover is particularly preferably formed metallic. Particularly preferably, the areas of the covers, which are intended to be mechanically stable connected to the housing, provided with a nickel layer to enable a welding process.
- the cover may be formed, for example, as a cap having a cavity which is provided to the
- a cap is particularly suitable for use with a Sidelooker configuration component.
- the cap preferably comprises a window, which is arranged in a side surface of the cap.
- the cap is formed as a planar cover, which is placed on the housing.
- the plane cover includes a
- the cover comprises a
- Conversion element preferably in the region of its window. It It is also possible to provide a plurality of conversion elements in the component.
- the window and / or the conversion element are arranged in the beam path of the laser radiation.
- the laser diode is soldered to the mounting surface.
- a solder connection is more thermally conductive compared to an adhesive connection, so that an improved thermal connection of the laser diode to the connection conductor can be realized. As a result, an optical output power is advantageously increased.
- the laser diode is formed as a laser diode chip. According to another embodiment, the laser diode is formed as a laser diode bar.
- the component comprises a plurality of laser diodes, which, as in the case of designs with only one laser diode, are arranged on corresponding mounting surfaces of connection conductors.
- a region of the housing which at least partially transmissive to laser radiation of the laser diode and in the beam path of the
- Laser radiation is arranged, is provided with a conversion element for a wavelength conversion of the laser radiation.
- the window is with the
- the conversion element usually comprises a phosphor for wavelength conversion.
- a phosphor for wavelength conversion.
- light can be produced with different colors: for example, blue, red, green, yellow. It is also possible that white light with the help of
- the phosphor for example, one of the following
- rare-earth-doped garnets rare-earth-doped alkaline earth sulfides, rare minerals Earth-doped thiogallates, endowed with rare earths
- each laser diode can have a separate one in the respective beam path
- conversion element to be arranged.
- the conversion elements can be here in terms of their
- the individual conversion elements comprise different materials
- an RGBY module may be formed. RGBY stands for “Red, Green, Blue and Yellow", ie "Red, Green, Blue and Yellow”.
- RGBY stands for "Red, Green, Blue and Yellow", ie "Red, Green, Blue and Yellow”.
- Such a module comprises, for example, the component comprising the housing with a plurality of conversion elements.
- Fig. 3 shows the component according to FIGS. 1 and 2 in one
- FIG. 4 is a schematic sectional view of a
- 6 to 9 are each a schematic sectional view of an optoelectronic component according to a respective further exemplary embodiment
- FIGS. 14 and 15 are each a schematic sectional view of an optoelectronic component according to a respective further exemplary embodiment, and FIGS.
- 16 to 18 show schematic representations of a cover according to one embodiment in each case.
- the component 101 comprises a housing 103 having a
- Carrier 105 has a first surface 107 and a second surface 109.
- the first surface 107 lies opposite the second surface 109 and runs parallel to it.
- the carrier 105 has a first opening 111, which is formed extending from the first surface 107 to the second surface 109.
- a first electrical connection conductor 115 is guided in the first opening 111.
- the first electrical connecting conductor 115 is arranged in an electrically insulated manner by the carrier 105.
- the carrier 105 comprises a second opening 113, which is likewise formed extending from the first surface 107 to the second surface 109. Also in the second opening 113, a second connection conductor 117 is guided. The second electrical connection conductor 117 is likewise electrically insulated from the carrier 105.
- the electrical connection conductor 115 has a mounting element with a mounting surface 119 that runs parallel to the second surface 109.
- the mounting surface 119 extends above the second surface 109.
- a laser diode 121 is arranged on the mounting surface 119.
- Laser diode 121 electrically connected to the connection conductor 115th
- Two bonding wires 123 are provided, which connect the laser diode 121 to the second electrical connection conductor 117
- the carrier 105 is formed of or comprises a ceramic.
- the two electrical connection conductors 115 and 117 are preferably formed from copper and in particular from gold-coated copper.
- the laser diode 121 is formed as an edge emitter and has a laser exit side 125 through which Laser radiation 117 emerges. That is, the laser diode 121 emits laser radiation 127 from its laser exit side 125.
- the laser exit side 125 is perpendicular to the mounting surface 119.
- the term "perpendicular" and angle deviations of ⁇ 3 ° are included to include possible manufacturing tolerances with.
- the laser radiation 127 strikes a housing side wall 129, because the housing side wall 129 is in the beam path of the
- Laser radiation 127 is arranged.
- the housing side wall 129 is at an angle between 0 ° and 90 ° of
- Laser exit side 125 arranged opposite.
- the angle is greater than 0 ° and less than 90 °.
- the housing side wall 129 is in an embodiment not shown with an optical
- the housing side wall 129 disposed opposite a further housing side wall 131 is provided. This can, as FIG. 1 shows, also be arranged at an angle to the laser exit side 125.
- Housing side walls 129,131 are integrally formed with the carrier 105 and thus also comprise or are formed from a ceramic. Alternatively, it is also possible that the housing side walls of a separate
- Reflector element are included, which is placed on the support.
- a cavity 137 is limited, in which the laser diode 121st
- the housing 103 comprises a cover 133, which is placed on top of the housing and the cavity 137 hermetically seals.
- a hermetic seal of the laser diode 121 is effected against an environment.
- the laser diode 121 is advantageously protected from external environmental conditions.
- the cover 133 has a window 135 through which the laser radiation 127 reflected by the housing side wall 129 from the cavity 137, ie from the housing 103, ie thus from the component 101,
- FIG. 1 The design according to FIG. 1 is a top-looker.
- Fig. 2 shows once again the component 101 of Fig. 1 with fewer reference numerals.
- Fig. 3 shows the component 101 of Fig. 1 and 2 in a plan view.
- 4 shows a further optoelectronic component 201 in a side view.
- FIG. 5 shows the component 201 according to FIG. 4 in a plan view.
- Embodiment of Figure 4 no housing side wall 129, which is arranged inclined to the laser exit side 125 according to the Fig. 1 and Fig. 2. Rather, the component 201 has a housing side wall 129, which in the
- Substantially perpendicular to the mounting surface 119 extends and is arranged in the beam path of the laser radiation 127. That is, the housing sidewall 129 is substantially
- a window 135 is provided, which is arranged in the beam path of the laser radiation 127 and for the laser radiation is at least partially transmissive. That is, in the component 201, the laser radiation 127 is not emitted upward, but sideways. At this Design is a side-looker.
- the window 135 is not shown in detail in FIG. 4.
- the housing comprises a seating surface 205, which protrudes laterally beyond the housing.
- a cap can be placed, which is not shown in the figure.
- the Aufsitz preparation 205 is in the present
- Embodiment Part of a support element which is integrated into the housing and this duchdringt completely.
- Laser diode 121 are provided.
- the reference numeral 207 are rear contact surfaces of the electrical
- Terminal conductors 115 and 117 marked. Although these rear contact surfaces 207 are not actually visible in a plan view. Nevertheless, they are in the overview for the sake of clarity
- Fig. 6 shows another embodiment of a
- the component 301 is formed substantially analogously to the component 101 of FIG. Again, the housing side walls 129 and 131 are correspondingly at an angle to the
- Laser beam exit side 125 is arranged.
- the mounting surface 119 does not extend above the second surface 109, but flush with the second surface 109. Due to its size, the laser diode 121 is arranged by this flush on both the mounting surface 119 and in a region of the second surface 109.
- the bonding wires 123 are not shown in FIG. 6.
- FIG. 7 shows a further optoelectronic component 401.
- the component 401 is formed substantially analogously to the component 301 of FIG. 6. However, the component 401 has no cover 133. Rather, the cavity 137 is at least partially filled with a solid 403. This
- Solid 403 is at least partially transparent to the laser radiation, preferably completely transmissive, and hermetically encapsulates the laser diode 121 from an environment.
- the solid 403 is preferably formed of a hermetic substance which generates heat during operation of the
- Laser diode 121 is created, can dissipate.
- FIG. 8 shows yet another optoelectronic component 501.
- the component 501 is formed substantially analogously to the component 401 of FIG. 7. However, as a difference, the housing side wall 129 has been removed by, for example, removing material. That means that in the corresponding
- the angle and the respective refractive indices are coordinated so that the laser radiation 127 is totally reflected at this interface, ie at the interface transition. Even so, the laser radiation 127 is reflected away from the mounting surface 119.
- FIG. 9 shows an optoelectronic component 601.
- the component 601 is formed substantially analogously to the component 201 of FIG. 4.
- the mounting surface 119 is formed flush with the second surface 109.
- the laser radiation 127 emerges from the housing 103 to the side. This is realized analogously to the component 201 of FIG. 4.
- the further housing side wall 131 does not run parallel to the laser beam exit side 125, but at an acute angle, analogous to FIGS. 1, 6 to 8.
- FIG. 10 and 11 show an optoelectronic component 701 according to a further embodiment.
- Fig. 10 shows a corresponding plan view.
- Fig. 11 shows a corresponding
- the component 701 comprises two laser diodes 121, which are arranged at least partially opposite one another in the housing 103 on a common carrier 105.
- the carrier 105 has a housing intermediate wall 705, which has two surfaces 707 extending at an angle to each other. Left and right of the housing intermediate wall 705, the two laser diodes 121 are arranged.
- the laser diodes 121 are formed as edge emitters and emit their laser radiation in the direction of the surfaces 707 of the housing intermediate wall.
- the surfaces 707 are arranged analogously to the housing side wall 129 at an acute angle to the laser beam exit side 125, so that the laser radiation 127 is reflected away from the mounting surface 119.
- Reference numeral 703 symbolically denotes an exit field of the reflected laser radiation 127 from a light exit surface of the component.
- the housing intermediate wall 705 is formed integrally with the carrier 105 and thus also comprises or is formed from a ceramic. In particular, the
- Housing partition 705 may be formed of a ceramic-copper composite.
- FIGS. 10 and 11 are shown in FIGS. 10 and 11.
- connection conductors 115, 117 are not shown.
- Fig. 12 shows a plan view of another
- Fig. 12 shows a plan view of the member 801 with attached cover 133.
- the reference numerals 803, 805, 807 and 809 respectively denote a conversion element which can convert laser radiation into electromagnetic radiation having a wavelength other than the laser wavelength.
- the component 801 can emit wavelengths other than the laser wavelengths of the individual
- the conversion element 803 converts the laser radiation into red light.
- the conversion element 807 for example, converts the laser radiation into blue light.
- the conversion element 809 for example, converts the laser radiation into green light.
- the laser wavelengths are tuned to the individual conversion elements 803, 805, 807 and 809 in order to achieve an optimum degree of conversion.
- Conversion elements 803, 805, 807 and 809 are formed as areas in the cover 133, which are arranged in the respective beam path of the laser diodes of the component 801. That is, the component 801 has four laser diodes arranged on a common carrier 105 and, due to a reflection on respective housing side walls and / or housing intermediate walls, laser radiation is directed upwards
- FIG. 13 shows the component 801 without laser diodes 121.
- FIG. 14 shows an optoelectronic component 901, which is formed identically to the component 301 of FIG. 6, wherein no reference numerals are shown for the sake of clarity.
- FIG. 15 shows a further optoelectronic component 901.
- the component 901 is formed analogously to the component 301 of FIG. 6.
- the housing side wall 129 is not formed to be straight. Rather, the housing side wall 129 has a curvature, for example a parabolic curvature. As a result, the laser radiation 127 can also be reflected away from the mounting surface 119.
- the laser radiation 127 can be reflected substantially parallel.
- FIGS. 16 to 18 each show a cover 133 according to one embodiment.
- the cover 133 is formed as a cap, the plurality of cap surface elements 1001, which are arranged to form a cube or a cuboid at an angle to each other.
- the plurality of cap surface elements 1001 which are arranged to form a cube or a cuboid at an angle to each other.
- Cap surface elements 1001 has the window 135. These cap surface elements 1001 thus form housing walls, in particular housing side walls.
- the cap 133 of FIG. 16 is, for example, placed on the seating surfaces 205 of the component 201 and mechanically stable and preferably hermetically sealed to the housing along the seating surface 205 by means of a welding process.
- Welding process can be arc welding.
- the cover 133 is designed as a planar cover.
- the plane cover comprises a metal frame into which a window 135
- the planar cover is placed on the housing and along the frame
- the cover 133 of FIG. 18 has only two cap surface elements 1001 arranged at an angle to one another, wherein one of the cap surface elements 1001 is a window 135
- This cap member 133 of FIG. 18 becomes
- the welding process for connection between housing and cover does not take place in a single plane, but along the edges of the cover in two planes.
- the invention thus has in their respective
- Embodiments in particular the following advantages An improved thermal behavior, so that more
- Power loss can be derived respectively that an optical output power can be increased.
- Beam deflection are integrated by a mirrored surface in the housing itself, so that the beam deflection must not be supplemented as a separate component.
- a desired emission direction can be achieved perpendicular to the mounting surface and it does not necessarily resort to an additional deflection optics.
- Packageform is in particular scalable and can
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
Optoelektronisches Bauteil Die Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauteil (101), umfassend: - ein Gehäuse (103) mit einem Träger (105), - wobei der Träger eine erste Oberfläche (107) und eine der ersten Oberfläche gegenüberliegende zweite Oberfläche (109) aufweist, - wobei der Träger einen ersten Durchbruch (111) und einen zweiten Durchbruch (113) umfasst, der von der ersten Oberfläche zur zweiten Oberfläche verlaufend gebildet ist, - wobei durch den ersten Durchbruch (111) ein erster elektrischer Anschlussleiter (115) z.B. aus Kupfer geführt ist und im zweiten Durchbruch (113) ein zweiter Anschlussleiter (117), - wobei der erste Anschlussleiter (111) eine Montagefläche (119) aufweist, - auf der eine Laserdiode (121) angeordnet ist, so dass die Laserdiode elektrisch mit dem ersten Anschlussleiter (115) verbunden ist, - wobei der Träger (105) eine Keramik umfasst, und der Träger kann eine geneigte Seite (129) zur Umlenkung des Laserstrahls (127) aufweisen und das Gehäuse (103) kann durch ein Fenster (135) abgeschlossen sein.
Description
Beschreibung
Optoelektronisches Bauteil Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2015 208 704.2, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Die Offenlegungsschrift DE 10 2005 036 266 AI zeigt ein
Gehäuse für ein Laserdiodenbauelement, ein
Laserdiodenbauelement und ein Verfahren zum Herstellen eines Laserdiodenbauelements .
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann darin gesehen werden, ein für eine Oberflächenmontage geeignetes optoelektronisches Bauteil anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch ein Bauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Unteransprüche.
Nach einem Aspekt wird ein optoelektronisches Bauteil bereitgestellt, umfassend:
ein Gehäuse mit einem Träger,
wobei der Träger eine erste Oberfläche und eine der ersten Oberfläche gegenüberliegende zweite Oberfläche aufweist, wobei der Träger einen ersten Durchbruch umfasst, der von der ersten Oberfläche zur zweiten Oberfläche verlaufend gebildet ist,
wobei durch den Durchbruch ein erster elektrischer
Anschlussleiter geführt ist,
wobei der erste Anschlussleiter eine Montagefläche aufweist, auf der eine Laserdiode angeordnet ist, so dass die
Laserdiode elektrisch leitend mit dem Anschlussleiter
verbunden ist,
wobei der Träger eine Keramik umfasst.
Es ist auch möglich, dass der Träger aus einer Keramik gebildet ist. In einer Ausführungsform ist die Keramik
Aluminiumnitrid oder umfasst Aluminiumnitrid. Beispielsweise verlaufen die erste Oberfläche des Trägers und die zweite Oberfläche des Trägers parallel zueinander.
Der Durchbruch erstreckt sich von der ersten Oberfläche des Trägers zur zweiten Oberfläche des Trägers und durchdringt den Träger bevorzugt vollständig. Bevorzugt verläuft der erste Durchbruch im Wesentlichen senkrecht zur ersten
Oberfläche und/oder zur zweiten Oberfläche des Trägers.
Dadurch, dass der erste Anschlussleiter eine Montagefläche aufweist, die für die Laserdiode gleichzeitig als eine elektrische Kontaktierung der Laserdiode wirkt, wird
beispielsweise der technische Vorteil bewirkt, dass der erste Anschlussleiter effizient verwendet werden kann. Denn er weist eine Doppelfunktion auf: Montagefunktion und
elektrische Anschlussfunktion. Gegenüber bekannten Bauteilen, in denen diese beiden Funktionen getrennt realisiert sind, wird in vorteilhafter Weise eine Fertigung oder Herstellung des Bauteils vereinfacht. Neben dem elektrischen und
mechanischen Kontakt zwischen der Laserdiode und der
Montagefläche ist in der Regel mit Vorteil ebenfalls ein thermischer Kontakt zwischen Laserdiode und Montagefläche realisiert. Dadurch kann mit Vorteil Wärme, die im Betrieb der Laserdiode entsteht, effizient abgeführt werden.
Gemäß einer Ausführungsform des Bauteils ist der erste elektrische Anschlussleiter elektrisch isoliert von dem
Träger ausgebildet.
Beispielsweise umfasst der erste Anschlussleiter ein Metall oder ist aus einem Metall gebildet. Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst der elektrische Anschlussleiter
Kupfer oder ist aus Kupfer gebildet. Der Anschlussleiter kann auch mit Gold beschichtet sein. Kupfer weist gleichzeitig eine gute elektrische und thermische Leitfähigkeit auf. Es wird also insbesondere der technische Vorteil bewirkt, dass
eine gute elektrisch leitfähige Verbindung und eine gute thermische Verbindung hin zur Laserdiode realisiert sind. Eine Abwärme, die im Betrieb der Laserdiode entsteht, kann dadurch in vorteilhafter Weise schnell abgeführt werden.
Dadurch können auch Laserdioden verwendet werden, die eine hohe Laserleistung bereitstellen. Durch das verbesserte thermische Verhalten wird weiterhin eine optische
Ausgangsleistung erhöht. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Träger einen zweiten Durchbruch auf, der von der ersten Oberfläche zur zweiten Oberfläche verläuft. Bevorzugt verläuft auch der zweite Durchbruch im Wesentlichen senkrecht zur ersten
Oberfläche und/oder zur zweiten Oberfläche des Trägers. In der Regel ist durch den zweiten Durchbruch ein zweiter elektrischer Anschlussleiter geführt, der mit der Laserdiode elektrisch leitend verbunden ist, beispielsweise durch einen Bonddraht. Der zweite Anschlussleiter ist hierbei bevorzugt aus einem Metall gebildet, besonders bevorzugt aus Kupfer. Der erste Anschlussleiter und der zweite Anschlussleiter sind voneinander elektrisch isoliert, so dass beispielsweise mittels der beiden Anschlussleiter die Laserdiode zum Betrieb mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt werden kann. Beispielsweise ist das Gehäuse zumindest teilweise aus einem Keramik-Kupferverbundstoff gebildet. So kann der Träger aus einem Keramikelement gebildet sein, in das die metallischen Anschlussleiter, etwa aus Kupfer, eingebettet sind. Ein derartiger Verbund kann als DCB-Verbund bezeichnet werden. DCB steht für „Direct Copper Bonding". Ein solcher DCB- Verbund kann aus einer oder mehreren Schichten gebildet sein. Eine Schicht ist beispielsweise eine Keramikschicht, eine weitere Schicht ist beispielsweise eine Kupferschicht. Durch einen solchen DCB-Verbund kann das Bauteil zum Beispiel in SMD-Bauweise realisiert werden. SMD steht für „Surface
Mounting Device". Ein solches SMD-Bauteil ist ein
oberflächenmontierbares Bauteil.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Montagefläche bündig mit der zweiten Oberfläche des Trägers verläuft. Mit anderen Worten bilden die Montagefläche und die zweite Oberfläche des Trägers bei dieser Ausführungsform eine plane durchgehende Fläche aus. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil bewirkt, dass ein nahtloser Übergang zwischen Montagefläche und der zweiten Oberfläche realisiert ist. Die Laserdiode ist somit auf Höhe der zweiten Oberfläche des Trägers angeordnet. Dadurch kann beispielsweise ein
Bauteil mit einer geringeren Höhe realisiert werden. Das
Bauteil kann in vorteilhafter Weise besonders flach gebaut werden. Somit kann das Bauteil auch in kleinen Einbauräumen eingebaut werden. Die Laserdiode ist ganz oder teilweise auf der Montagefläche angeordnet. Insbesondere bei einer bündigen Anordnung der Montagefläche und der zweiten Oberfläche des Trägers ist es möglich, dass die Laserdiode teilweise auf die Montagefläche und teilweise auf der zweiten Oberfläche des Trägers
angeordnet ist.
Alternativ hierzu ist es auch möglich, dass die Montagefläche oberhalb der zweiten Oberfläche verlaufend gebildet ist. Mit anderen Worten, ist es möglich, dass die Montagefläche beabstandet zur zweiten Oberfläche des Trägers in Richtung ihrer Normalen angeordnet ist. Beispielsweise weist der erste Anschlussleiter bei dieser Ausführungsform ein erstes
Montageelement auf, das die Montagefläche umfasst und das über die zweite Oberfläche des Trägers hinausragt.
Dadurch, dass die Montagefläche oberhalb der zweiten
Oberfläche verläuft, wird beispielsweise der technische
Vorteil bewirkt, dass eine Abstrahlhöhe für die
Laserstrahlung der Laserdiode erhöht ist. Dadurch kann beispielsweise die Laserstrahlung über eine Wand des Gehäuses strahlen, ohne dass diese die Laserstrahlung ablenkt oder streut. Insbesondere kann dadurch die Laserdiode auf eine optimale Höhe gebracht werden, um ein optionales
Umlenkelement oder optionale Umlenkelemente optimal
ausleuchten zu können, so dass die Laserstrahlung optimal umgelenkt werden kann. Dadurch kann eine Abstrahlrichtung der Laserstrahlung von dem Bauteil unabhängig von einer
Einbauposition der Laserdiode realisiert werden. Ein
Umlenkelement ist vorzugsweise ein Spiegel, eine Prisma oder eine reflektierende Gehäusewand.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform schließt eine
Seitenfläche des Montageelements mit einer Seitenfläche der Laserdiode bündig ab.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst der erste
Anschlussleiter ein externes Anschlusselement, das sich beispielsweise entlang der ersten Oberfläche des Trägers erstreckt. Bevorzugt steht das externe Anschlusselement in direktem Kontakt mit dem Träger. Das externe Anschlusselement weist bevorzugt eine freiliegende Kontaktfläche auf, die dazu vorgesehen ist, das Bauteil von außen elektrisch leitend zu kontaktieren. Die Kontaktfläche erstreckt sich hierbei bevorzugt parallel zu der zweiten und/oder der ersten
Oberfläche des Trägers.
Beispielsweise wird das Bauteil mit der Kontaktfläche
elektrisch leitend auf eine andere Fläche aufgebracht. Das
Bauteil kann mittels Löten auf einer anderen Fläche montiert werden. Das Bauteil ist somit bevorzugt oberflächenmontierbar ausgebildet. Dies ermöglicht beispielsweise das externe
Anschlusselement mit der Kontaktfläche. Ein SMD-Bauteil erlaubt mit Vorteil eine besonders einfache Montage.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Laserdiode eine Laserstrahlaustrittsseite (Laserfacette) aufweist. Durch die Laserstrahlaustrittsseite emittiert die Laserdiode im Betrieb Laserstrahlung. Die Laserdiode ist vorzugsweise als Kantenemitter ausgebildet. Wenn vorstehend und nachstehend von Laserstrahlung geschrieben wird, so ist damit die aus der Laserdiode ausgekoppelte Laserstrahlung gemeint.
Laserstrahlung bezeichnet auch die Laserstrahlung, die aus der Laserdiode ausgekoppelt ist und von einem oder mehreren Elementen, zum Beispiel ein Umlenkelement, reflektiert oder abgelenkt worden ist.
In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Laserdiode eine Laserstrahlaustrittsseite aufweist, die im Wesentlichen senkrecht zur Montagefläche verläuft. Das
Gehäuse weist bevorzugt eine Gehäusewandseite auf, die der Laserstrahlaustrittsseite zugewandt ist. Die Gehäusewandseite schließt mit der Montagefläche in der Regel einen Winkel zwischen 0° und 90° ein. Die Gehäusewandseite ist
beispielsweise dazu vorgesehen, von der
Laserstrahlaustrittsseite ausgesandte Laserstrahlung zu reflektieren. Beispielsweise ist die Gehäusewandseite derart ausgebildet, dass die seitlich aus einem Kantenemitter austretende Laserstrahlung, die zunächst parallel zu der Montagefläche verläuft und dann auf die Gehäusewandseite trifft, mit Hilfe der Gehäusewandseite zu einer
Lichtaustrittsfläche des Bauteils umgelenkt wird. Hierbei schließt die Gehäusewandseite mit der Montagefläche bevorzugt einen Winkel zwischen einschließlich 30° und einschließlich 50°, besonders bevorzugt zirka 45°, ein. Die Gehäusewand selber wirkt hierbei mit Vorteil als optisches Umlenkelement für die Laserstrahlung. Die Lichtaustrittsfläche des Bauteils verläuft bei dieser Ausführungsform parallel zur
Montagefläche, wobei das Licht der Laserdiode zunächst ebenfalls parallel zur Montagefläche verläuft und dann von der Gehäusewandseite umgelenkt wird. Eine Bauform, bei der die Laserstrahlung von einer Lichtaustrittsfläche ausgesandt wird, die parallel zur Montagefläche verläuft, wird
vorliegend auch als Top-Looker bezeichnet.
Auf ein zusätzliches optisches Element, welches die
Laserstrahlung weg von der Montagefläche reflektiert, kann in vorteilhafter Weise verzichtet werden, wenn die
Gehäuseseitenwand diese Aufgabe übernimmt. Das spart Kosten
sowie Montagezeit. Die Laserstrahlung kann dadurch in einer Ausführungsform nach oben weg vom Gehäuse abgestrahlt werden.
Ist die Gehäuseseitenwand dazu vorgesehen, die Laserstrahlung umzulenken, beispielsweise durch Reflexion, so kann die
Gehäuseseitenwand zumindest in dem Bereich, in dem die
Laserstrahlung auftrifft, mit einer spekular reflektierenden Beschichtung versehen sein. Die spekular reflektierende
Beschichtung ist mit Vorteil dazu eingerichtet, die Reflexion der Laserstrahlung zu erhöhen.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Laserdiode eine Laserstrahlaustrittsseite aufweist, die im Wesentlichen senkrecht zur Montagefläche verläuft, wobei das Gehäuse eine der Laserstrahlaustrittsseite gegenüberliegende Gehäuseseitenwand aufweist, die im Wesentlichen parallel zur Laserstrahlaustrittsseite verläuft, wobei die
Gehäuseseitenwand ein für die Laserstrahlung zumindest teilweise durchlässiges und im Strahlengang der
Laserstrahlung angeordnetes Fenster aufweist. Diese Bauform ermöglicht es, dass das Bauteil Laserstrahlung in die gleiche Richtung abstrahlt, wie die Laserdiode durch die
Laserstrahlaustrittsseite. Auch hier kann in vorteilhafter Weise auf ein Umlenkelement verzichtet werden, was Kosten und eine Montagezeit einspart. Bei dieser Ausführungsform wird die Laserstrahlung seitlich aus dem Gehäuse abgestrahlt. Eine Bauform, bei der die Laserstrahlung von einer Seitenfläche ausgesandt wird, die im Wesentlichen senkrecht zur
Montagefläche steht, wird vorliegend auch Side-Looker
genannt.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass im Strahlengang der Laserstrahlung der Laserdiode ein optisches Umlenkelement angeordnet ist. Dadurch ist beispielsweise der technische Vorteil bewirkt, dass die Laserstrahlung von ihrer
ursprünglichen Abstrahlrichtung umgelenkt werden kann. Eine gewünschte Abstrahlrichtung des Bauteils kann somit
unabhängig von einer Abstrahlrichtung der Laserdiode
eingestellt werden. Es können auch mehrere optische Umlenkelemente vorgesehen sein, die gleich oder
unterschiedlich ausgebildet sind. Ein optisches Umlenkelement ist beispielsweise ein Spiegel, ein Prisma oder eine
Gehäusewand, beispielsweise eine Gehäuseseitenwand. Die
Gehäuseseitenwand ist vorzugsweise mit einer optischen
Beschichtung, beispielsweise mit einer spekular
reflektierenden Beschichtung, versehen. Es ist auch möglich, dass das Umlenkelement in die Gehäuseseitenwand integriert ist.
Das optische Umlenkelement kann einfach auch nur als
Umlenkelement bezeichnet werden. Beispielsweise weist das Umlenkelement eine dielektrische Beschichtung auf. Dadurch kann in vorteilhafter Weise eine Strahlqualität oder eine Strahlgüte gesteigert werden. Optische Verluste können minimiert oder verringert werden. Das Umlenkelement kann eine Krümmung aufweisen, insbesondere eine parabolförmige
Krümmung .
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Bauteil eine Aufsitzfläche auf, auf die eine unten beschriebene Kappe aufgesetzt und positioniert werden kann. Die Aufsitzfläche ist beispielsweise an mindestens einer äußeren Seitenwand des Gehäuses angeordnet. Die Aufsitzfläche ist hierbei umlaufend um das Gehäuse ausgebildet. Besonders bevorzugt ist die
Aufsitzfläche metallisch ausgebildet und weist bevorzugt an ihrer Oberfläche eine nickelhaltige Schicht auf. Aufgrund der nickelhaltigen Schicht kann die Kappe, sofern sie auf den Auflageflächen ebenfalls mit einer nickelhaltigen Schicht versehen ist, mittels eine Schweißprozesse, etwa
Elektroschweißen, mit der Aufsitzfläche mechanisch stabil und insbesondere dicht verbunden werden. Die Aufsitzfläche kann Teil eines Stützelementes sein, das in das Gehäuse integriert ist. Das Stützelement ragt beispielsweise seitlich aus dem
Gehäuse heraus und die Teile des Stützelements, die seitlich aus dem Gehäuse herausragen umfassen die Aufsitzfläche.
Beispielsweise ist das Stützelement stabförmig ausgebildet
und ist derart in das Gehäuse integriert, dass es das Gehäuse parallel zu einer Oberfläche des Trägers vollständig
durchdringt. Weiterhin ist es möglich, dass das Stützelement in den Träger als Teil des Gehäuses integriert ist.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Laserdiode in einer Kavität des Gehäuses angeordnet ist. Die Kavität kann mit einem für die Laserstrahlung zumindest teilweise durchlässigen, vorzugsweise vollständig
durchlässigen, Festkörper gefüllt sein. Bevorzugt ist die Laserdiode vollständig in den Festkörper eingebettet. Der Festkörper verkapselt die Laserdiode bevorzugt und schützt diese vor Umwelteinflüssen. Die Laserdiode wird in
vorteilhafter Weise vor Umwelteinflüssen geschützt. Dies erhöht in vorteilhafter Weise eine Lebensdauer der
Laserdiode .
Durch das Vorsehen eines solchen Festkörpers kann
beispielsweise auf eine zusätzliche unten beschriebene
Abdeckung verzichtet werden. Dies spart Material und Kosten. Insbesondere muss, wenn eine Abdeckung vorgesehen ist, diese nicht notwendigerweise die hermetische Abkapslung übernehmen. Eine solche Abdeckung ist somit einfacher zu montieren. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Bauteil eine Abdeckung auf. Die Abdeckung verkapselt die Laserdiode, bevorzugt hermetisch. Mit dem Begriff „hermetische
Verkapselung" ist gemeint, dass Schmutz, wie Staub und
Flüssigkeiten, nur zu vernachlässigbaren Anteilen an die Leuchtdiode gelangen können. Insbesondere verhindert eine hermetische Verkapselung, dass eingedrungener Schmutz im Betrieb des Bauteils die Abstrahlung über die Laserfacette behindert . Durch eine verkapselnde Abdeckung ist beispielsweise der technische Vorteil bewirkt, dass die Laserdiode von einer Umgebung abgekapselt ist, so dass das Bauteil beispielsweise auch in rauen Umgebungen eingesetzt werden kann. Die
Laserdiode wird in vorteilhafter Weise vor Umwelteinflüssen geschützt. Dies erhöht in vorteilhafter Weise eine
Lebensdauer der Laserdiode. Bei einer Laserdiode, die blaues Licht emittiert, ist eine gute Verkapselung besonders wichtig, da hochenergetische Anteile der Laserstrahlung von Schmutz, der in das Bauelement eingedrungen ist, Verbindungen abspalten können, die sich auf der Laserfacette ablagern können und so die Abstrahlleistung des Bauteil verringert.
Die Abdeckung kann dem Gehäuse beispielsweise eine optisch ansprechende und in sich geschlossene Form verleihen. Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Abdeckung ein Fenster, durch welche die Laserstrahlung aus dem Bauteil austreten kann .
Die Abdeckung ist besonders bevorzugt metallisch ausgebildet. Besonders bevorzugt sind die Bereiche der Abdeckungen, die dazu vorgesehen sind, mit dem Gehäuse mechanisch stabil verbunden zu werden, mit einer Nickelschicht versehen, um einen Schweißprozess zu ermöglichen.
Die Abdeckung kann beispielsweise als Kappe ausgebildet sein, die eine Kavität aufweist, die dazu vorgesehen ist, die
Laserdiode aufzunehmen. Eine Kappe ist insbesondere dazu geeignet, bei einem Bauteil mit einer Sidelooker- Konfiguration verwendet zu werden. Hierzu umfasst die Kappe bevorzugt ein Fenster, das in einer Seitenfläche der Kappe angeordnet ist.
Alternativ ist es auch möglich, dass die Kappe als plane Abdeckung ausgebildet ist, die auf das Gehäuse aufgesetzt ist. Beispielsweise umfasst die plane Abdeckung einen
Metallrahmen, in den das Fenster eingelassen ist.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Abdeckung ein
Konversionselement, bevorzugt im Bereich ihres Fensters. Es
können auch mehrere Konversionselemente bei dem Bauteil vorgesehen sein.
Bevorzugt sind das Fenster und/oder das Konversionselement im Strahlengang der Laserstrahlung angeordnet.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Laserdiode auf die Montagefläche gelötet ist. Eine Lötverbindung ist im Vergleich zu einer Klebeverbindung thermisch leitfähiger, so dass eine verbesserte thermische Anbindung der Laserdiode an den Anschlussleiter realisiert werden kann. Dadurch ist in vorteilhafter Weise eine optische Ausgangsleistung erhöht.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Laserdiode als Laserdiodenchip gebildet. Nach einer weiteren Ausführungsform ist die Laserdiode als ein Laserdiodenbarren gebildet.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Bauteil mehrere Laserdioden, die, wie bei Bauformen mit nur einer Laserdiode, auf entsprechenden Montageflächen von Anschlussleitern angeordnet sind.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein Bereich des Gehäuses, welcher zumindest teilweise durchlässig für Laserstrahlung der Laserdiode und im Strahlengang der
Laserstrahlung angeordnet ist, mit einem Konversionselement für eine Wellenlängenkonversion der Laserstrahlung versehen ist. Beispielsweise ist das Fenster mit dem
Konversionselement versehen. Das Konversionselement umfasst in der Regel einen Leuchtstoff zur Wellenlängenkonversion. Abhängig von dem Leuchtstoff kann Licht mit verschiedenen Farben erzeugt werden: zum Beispiel Blau, Rot, Grün, Gelb. Es ist auch möglich, dass weißes Licht mit Hilfe des
Konversionselements erzeugt wird.
Als Leuchtstoff ist beispielsweise eines der folgenden
Materialien geeignet: mit seltenen Erden dotierte Granate, mit seltenen Erden dotierte Erdalkalisulfide, mit seltenen
Erden dotierte Thiogallate, mit seltenen Erden dotierte
Aluminate, mit seltenen Erden dotierte Silikate, mit seltenen Erden dotierte Orthosilikate, mit seltenen Erden dotierte Chlorosilikate, mit seltenen Erden dotierte
Erdalkalisiliziumnitride, mit seltenen Erden dotierte
Oxynitride, mit seltenen Erden dotierte Aluminiumoxinitride, mit seltenen Erden dotierte Siliziumnitride, mit seltenen Erden dotierte Sialone. Umfasst das Bauteil mehrere Laserdioden, so kann in dem jeweiligen Strahlengang jeder Laserdiode ein separates
Konversionselement angeordnet sein. Die Konversionselemente können sich hierbei hinsichtlich ihrer
Konversionseigenschaften unterscheiden. Beispielsweise umfassen die einzelnen Konversionselemente verschiedene
Leuchtstoffe, so dass rotes, grünes und blaues Licht erzeugt werden kann. Zum Beispiel kann so nach einer Ausführungsform ein RGBY-Modul gebildet werden. RGBY steht für „Red, Green, Blue und Yellow", also „Rot, Grün, Blau und Gelb". Ein solches Modul umfasst beispielsweise das Bauteil aufweisend das Gehäuse mit mehreren Konversionselementen.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im
Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der
Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden, wobei Fig. 1 und Fig. 2 jeweils eine schematische
Schnittdarstellung eines optoelektronischen Bauteils gemäß einem Ausführungsbeispiel,
Fig. 3 das Bauteil gemäß der Fig. 1 und 2 in einer
schematischen Draufsicht,
Fig. 4 eine schematische Schnittdarstellung eines
optoelektronischen Bauteils gemäß einem weiteren
Ausführungsbeispiel , Fig. 5 das Bauteil gemäß Fig. 4 in einer schematischen Draufsicht,
Fig. 6 bis 9 jeweils eine schematische Schnittdarstellung eines optoelektronischen Bauteils gemäß jeweils einem weiteren Ausführungsbeispiel,
Fig. 10 und 11 zwei schematische Ansichten eines
optoelektronischen Bauteils gemäß einem weiteren
Ausführungsbeispiel ,
Fig. 12 und 13 jeweils ein weiteres Ausführungsbeispiel eines optoelektronisches Bauteils in zwei Ansichten,
Fig. 14 und 15 jeweils eine schematische Schnittdarstellung eines optoelektronischen Bauteils gemäß jeweils einem weiteren Ausführungsbeispiel, und
Fig. 16 bis 18 schematische Darstellungen einer Abdeckung gemäß jeweils einem Ausführungsbeispiel zeigen .
Im Folgenden können für gleiche Merkmale gleiche
Bezugszeichen verwendet werden. Der Übersicht halber kann vorgesehen sein, dass nicht alle Zeichnungen alle
Bezugszeichen aufweisen.
Fig. 1 zeigt ein optoelektronisches Bauteil 101. Das Bauteil 101 umfasst ein Gehäuse 103 aufweisend einen
Träger 105. Der Träger 105 weist eine erste Oberfläche 107 und eine zweite Oberfläche 109 auf. Die erste Oberfläche 107
liegt gegenüber der zweiten Oberfläche 109 und verläuft parallel zu dieser.
Des Weiteren weist der Träger 105 einen ersten Durchbruch 111 auf, der von der ersten Oberfläche 107 zur zweiten Oberfläche 109 verlaufend gebildet ist. In dem ersten Durchbruch 111 ist ein erster elektrischer Anschlussleiter 115 geführt. Hierbei ist der erste elektrische Anschlussleiter 115 elektrisch isoliert von dem Träger 105 angeordnet.
Des Weiteren umfasst der Träger 105 einen zweiten Durchbruch 113, der ebenfalls von der ersten Oberfläche 107 zu der zweiten Oberfläche 109 verlaufend gebildet ist. Auch in dem zweiten Durchbruch 113 ist ein zweiter Anschlussleiter 117 geführt. Der zweite elektrische Anschlussleiter 117 ist ebenfalls elektrisch isoliert von dem Träger 105.
Der elektrische Anschlussleiter 115 weist ein Montageelement mit einer Montagefläche 119 auf, die parallel zu der zweiten Oberfläche 109 verläuft. Die Montagefläche 119 verläuft oberhalb der zweiten Oberfläche 109. Auf der Montagefläche 119 ist eine Laserdiode 121 angeordnet. Hierbei ist die
Laserdiode 121 elektrisch mit dem Anschlussleiter 115
verbunden .
Es sind zwei Bonddrähte 123 vorgesehen, die die Laserdiode 121 mit dem zweiten elektrischen Anschlussleiter 117
elektrisch leitend verbinden. Dadurch ist in vorteilhafter Weise eine elektrische Kontaktierung der Laserdiode 121 bewirkt .
Der Träger 105 ist aus einer Keramik gebildet oder umfasst eine solche. Die beiden elektrischen Anschlussleiter 115 und 117 sind vorzugsweise aus Kupfer gebildet und insbesondere aus mit Gold beschichtetes Kupfer.
Die Laserdiode 121 ist als Kantenemitter ausgebildet und weist eine Laseraustrittsseite 125 auf, durch welche
Laserstrahlung 117 austritt. Das heißt, dass die Laserdiode 121 von ihrer Laseraustrittsseite 125 Laserstrahlung 127 emittiert. Die Laseraustrittsseite 125 verläuft senkrecht zu der Montagefläche 119. Mit der Formulierung "senkrecht" sind auch Winkelabweichungen von ±3° umfasst, um auch mögliche Fertigungstoleranzen mit zu umfassen.
Die Laserstrahlung 127 trifft auf eine Gehäuseseitenwand 129, denn die Gehäuseseitenwand 129 ist im Strahlengang der
Laserstrahlung 127 angeordnet. Die Gehäuseseitenwand 129 ist unter einem Winkel zwischen 0° und 90° der
Laseraustrittsseite 125 gegenüberliegend angeordnet. Der Winkel ist größer als 0° und kleiner als 90°. Dadurch ist in vorteilhafter Weise der technische Vorteil bewirkt, dass die Gehäuseseitenwand 129 die Laserstrahlung 127 weg von der Montagefläche 119 reflektiert. Insbesondere wird die
Laserstrahlung nach oben bezogen auf die Papierebene der Fig. 1 weg reflektiert. Die Gehäuseseitenwand 129 ist in einer nicht gezeigten Ausführungsform mit einer optischen
Beschichtung versehen, beispielsweise mit einer
dielektrischen Beschichtung. Dadurch kann in vorteilhafter Weise ein Reflexionsgrad erhöht werden und eine
Strahlqualität verbessert werden. Der Gehäuseseitenwand 129 gegenüberliegend angeordnet ist eine weitere Gehäuseseitenwand 131 vorgesehen. Diese kann, wie die Fig. 1 zeigt, ebenfalls unter einem Winkel zu der Laseraustrittsseite 125 angeordnet sein. Die beiden
Gehäuseseitenwände 129,131 sind integral mit dem Träger 105 gebildet und umfassen somit ebenfalls eine Keramik oder sind aus einer solchen gebildet. Alternativ ist es auch möglich, dass die Gehäuseseitenwände von einem separaten
Reflektorelement umfasst sind, das auf den Träger aufgesetzt ist .
Durch die beiden Gehäuseseitenwände 129 und 131 ist eine Kavität 137 begrenzt, in welcher die Laserdiode 121
angeordnet ist.
Ferner umfasst das Gehäuse 103 eine Abdeckung 133, die von oben auf das Gehäuse aufgesetzt ist und die Kavität 137 hermetisch abdichtet. Somit ist eine hermetische Abdichtung der Laserdiode 121 gegenüber einer Umgebung bewirkt. Dadurch ist in vorteilhafter Weise die Laserdiode 121 von äußeren Umgebungsbedingungen geschützt. Die Abdeckung 133 weist ein Fenster 135 auf, durch welches die von der Gehäuseseitenwand 129 reflektierte Laserstrahlung 127 aus der Kavität 137, also aus dem Gehäuse 103, also somit aus dem Bauteil 101,
austreten kann. Dieses Fenster 135 ist hier in Fig. 1 nicht im Detail gezeigt. Bei der Bauform gemäß der Figur 1 handelt es sich um einen Top-Looker. Fig. 2 zeigt noch einmal das Bauteil 101 der Fig. 1 mit weniger Bezugszeichen.
Fig. 3 zeigt das Bauteil 101 der Fig. 1 respektive 2 in einer Draufsicht. Fig. 4 zeigt ein weiteres optoelektronisches Bauteil 201 in einer Seitenansicht. Fig. 5 zeigt das Bauteil 201 gemäß Fig. 4 in einer Draufsicht.
Im Unterschied zu dem Bauteil gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figuren 1 und 2 weist das Bauteil 201 gemäß dem
Ausführungsbeispiel der Figur 4 keine Gehäuseseitenwand 129 auf, die geneigt entsprechend der Fig. 1 und Fig. 2 zu der Laseraustrittsseite 125 angeordnet ist. Vielmehr weist das Bauteil 201 eine Gehäuseseitenwand 129 auf, die im
Wesentlichen senkrecht zur Montagefläche 119 verläuft und im Strahlengang der Laserstrahlung 127 angeordnet ist. Das heißt, dass die Gehäuseseitenwand 129 im Wesentlichen
parallel zur Laserstrahlaustrittsseite 125 verläuft. In der Gehäuseseitenwand 129 ist ein Fenster 135 vorgesehen, das im Strahlengang der Laserstrahlung 127 angeordnet ist und für die Laserstrahlung zumindest teilweise durchlässig ist. Das heißt, dass in dem Bauteil 201 die Laserstrahlung 127 nicht nach oben abgestrahlt wird, sondern zur Seite. Bei dieser
Bauform handelt es sich um einen Side-Looker. Das Fenster 135 ist in Fig. 4 nicht im Detail gezeigt.
Weiterhin umfasst das Gehäuse eine Aufsitzfläche 205, die seitlich über das Gehäuse hinausragt. Auf die Aufsitzfläche 205 kann eine Kappe aufgesetzt werden, die in der Figur nicht dargestellt ist. Bevorzugt sind die Kappe und auch die
Aufsitzfläche 205 metallisch mit einer Nickeloberfläche ausgebildet, so dass die Kappe mit dem Gehäuse verschweißt werden kann.
Die Aufsitzfläche 205 ist bei dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel Teil eines Stützelementes, das in das Gehäuse integriert ist und dieses vollständig duchdringt.
In den Draufsichten der Figuren 3 und 5 sind die Durchbrüche zu erkennen, die zur elektrischen Kontaktierung der
Laserdiode 121 vorgesehen sind. Mit dem Bezugszeichen 207 sind rückwärtige Kontaktflächen der elektrischen
Anschlussleiter 115 und 117 gekennzeichnet. Diese rückwärtige Kontaktflächen 207 sind zwar in einer Draufsicht real nicht zu sehen. Dennoch sind sie der Übersicht halber in den
Draufsichten eingezeichnet. Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines
optoelektronischen Bauteils 301.
Das Bauteil 301 ist im Wesentlichen analog zu dem Bauteil 101 der Fig. 1 gebildet. Auch hier sind die Gehäuseseitenwände 129 und 131 entsprechend winklig zu der
Laserstrahlaustrittsseite 125 angeordnet. Allerdings verläuft die Montagefläche 119 nicht oberhalb der zweiten Oberfläche 109, sondern bündig mit der zweiten Oberfläche 109. Aufgrund ihrer Größe ist die Laserdiode 121 durch diese Bündigkeit sowohl auf der Montagefläche 119 als auch in einem Bereich der zweiten Oberfläche 109 angeordnet. Der Übersicht halber sind in Fig. 6 die Bonddrähte 123 nicht gezeigt.
Fig. 7 zeigt ein weiteres optoelektronisches Bauteil 401.
Das Bauteil 401 ist im Wesentlichen analog zu dem Bauteil 301 der Fig. 6 gebildet. Allerdings weist das Bauteil 401 keine Abdeckung 133 auf. Vielmehr ist die Kavität 137 mit einem Festkörper 403 zumindest teilweise aufgefüllt. Dieser
Festkörper 403 ist für die Laserstrahlung zumindest teilweise durchlässig, vorzugsweise vollständig durchlässig, und kapselt die Laserdiode 121 von einer Umgebung hermetisch ab. Der Festkörper 403 ist vorzugsweise aus einer hermetischen Substanz gebildet, die eine Wärme, die im Betrieb der
Laserdiode 121 entsteht, abführen kann.
Fig. 8 zeigt noch ein anderes optoelektronisches Bauteil 501.
Das Bauteil 501 ist im Wesentlichen analog zu dem Bauteil 401 der Fig. 7 gebildet. Allerdings wurde als ein Unterschied die Gehäuseseitenwand 129 entfernt, indem beispielsweise Material abgetragen wurde. Das heißt, dass in dem entsprechenden
Bereich der Festkörper 403 freigelegt wurde. Entsprechend ist nun in diesem Bereich eine Oberfläche des Festkörpers 403 entsprechend dem Verlauf der Gehäuseseitenwand 129 gebildet. Daher zeigt das Bezugszeichen 129 mit einer gestrichelten Bezugslinie auf diese Oberfläche des Festkörpers 403. Es ist somit ein Grenzflächenübergang zwischen dem Material des
Festkörpers 403 und der Umgebung gebildet. Hierbei sind der Winkel und die jeweiligen Brechungsindizes so aufeinander abgestimmt, dass die Laserstrahlung 127 totalreflektiert wird an diesem Interface, also an dem Grenzflächenübergang. Auch so wird die Laserstrahlung 127 weg von der Montagefläche 119 reflektiert .
Fig. 9 zeigt ein optoelektronisches Bauteil 601. Das Bauteil 601 ist im Wesentlichen analog zu dem Bauteil 201 der Fig. 4 gebildet. Als ein Unterschied ist analog zu den Figuren 6 bis 8 die Montagefläche 119 bündig mit der zweiten Oberfläche 109 gebildet. Analog zu dem Bauteil 201 der Fig. 4
tritt auch hier die Laserstrahlung 127 zur Seite aus dem Gehäuse 103 aus. Dies wird analog zu dem Bauteil 201 der Fig. 4 realisiert. Als ein Unterschied zu dem Bauteil 201 der Fig. 4 verläuft die weitere Gehäuseseitenwand 131 nicht parallel zu der Laserstrahlaustrittsseite 125, sondern analog zu den Figuren 1, 6 bis 8, unter einem spitzen Winkel.
Fig. 10 und 11 zeigen ein optoelektronisches Bauteil 701 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Fig. 10 zeigt eine entsprechende Draufsicht. Fig. 11 zeigt eine entsprechende
Seitenansicht. Das Bauteil 701 umfasst zwei Laserdioden 121, die zumindest teilweise gegenüberliegend im Gehäuse 103 auf einem gemeinsamen Träger 105 angeordnet sind. Der Träger 105 weist eine Gehäusezwischenwand 705 auf, die zwei winklig zueinander verlaufende Flächen 707 aufweist. Links und rechts von der Gehäusezwischenwand 705 sind die beiden Laserdioden 121 angeordnet. Die Laserdioden 121 sind als Kantenemitter gebildet und emittieren ihre Laserstrahlung in Richtung der Flächen 707 der Gehäusezwischenwand. Hierbei sind die Flächen 707 analog zu der Gehäuseseitenwand 129 unter einem spitzen Winkel zu der Laserstrahlaustrittsseite 125 angeordnet, sodass die Laserstrahlung 127 weg von der Montagefläche 119 reflektiert wird. Mit dem Bezugszeichen 703 ist symbolisch ein Austrittsfeld der reflektierten Laserstrahlung 127 von einer Lichtaustrittsfläche des Bauteils gekennzeichnet. Die Gehäusezwischenwand 705 ist integral mit dem Träger 105 gebildet und umfasst somit ebenfalls eine Keramik oder ist aus einer solchen gebildet. Insbesondere kann die
Gehäusezwischenwand 705 aus einem Keramik-Kupferverbundstoff gebildet sein.
Der Übersicht halber sind nicht alle bereits in der Fig. 1 gezeigten Merkmale in den Fig. 10 und 11 gezeigt.
Beispielsweise sind die elektrischen Anschlussleiter 115, 117 nicht gezeigt.
Fig. 12 zeigt eine Draufsicht auf ein weiteres
optoelektronisches Bauteil 801.
Hierbei zeigt Fig. 12 eine Draufsicht auf das Bauteil 801 mit aufgesetzter Abdeckung 133. Die Bezugszeichen 803, 805, 807 und 809 bezeichnen respektive ein Konversionselement, welches Laserstrahlung in elektromagnetische Strahlung mit einer anderen Wellenlänge als die Laserwellenlänge konvertieren kann. Dadurch kann das Bauteil 801 andere Wellenlängen emittieren als die Laserwellenlängen der einzelnen
Laserdioden, die hier nicht im Detail gezeigt sind.
Beispielsweise konvertiert das Konversionselement 803 die Laserstrahlung in rotes Licht. Das Konversionselement 805 konvertiert beispielsweise die Laserstrahlung in gelbes
Licht. Das Konversionselement 807 konvertiert beispielsweise die Laserstrahlung in blaues Licht. Das Konversionselement 809 konvertiert beispielsweise die Laserstrahlung in grünes Licht. Hierbei sind die Laserwellenlängen abgestimmt auf die einzelnen Konversionselemente 803, 805, 807 und 809, um einen optimalen Konversionsgrad zu bewirken. Diese vier
Konversionselemente 803, 805, 807 und 809 sind als Bereiche in der Abdeckung 133 gebildet, die im jeweiligen Strahlengang der Laserdioden des Bauteils 801 angeordnet sind. Das heißt, dass das Bauteil 801 vier Laserdioden aufweist, die auf einem gemeinsamen Träger 105 angeordnet sind und aufgrund einer Reflexion an entsprechenden Gehäuseseitenwänden und/oder Gehäusezwischenwänden Laserstrahlung nach oben hin zur
Abdeckung 133 und somit zu den Konversionselementen 803, 805, 807 und 809 emittiert. Fig. 13 zeigt das Bauteil 801 ohne Laserdioden 121.
Durch die Verwendung der Konversionselemente 803, 805, 807 und 809 ist in vorteilhafter Weise ein sogenanntes RGBY-Modul geschaffen. Das heißt, dass das Bauteil 801 rotes, gelbes, blaues und grünes Licht emittieren kann.
Fig. 14 zeigt ein optoelektronisches Bauteil 901, welches identisch zu dem Bauteil 301 der Fig. 6 gebildet ist, wobei der Übersicht halber keine Bezugszeichen eingezeichnet sind. Fig. 15 zeigt ein weiteres optoelektronisches Bauteil 901.
Das Bauteil 901 ist analog zu dem Bauteil 301 der Fig. 6 gebildet. Als ein Unterschied ist die Gehäuseseitenwand 129 nicht geradlinig verlaufend gebildet. Vielmehr weist die Gehäuseseitenwand 129 eine Krümmung auf, beispielsweise eine parabolförmige Krümmung. Auch dadurch kann die Laserstrahlung 127 weg von der Montagefläche 119 reflektiert werden.
Insbesondere kann bei entsprechender Anordnung der gekrümmten Gehäuseseitenwand 129 zu der Laserstrahlaustrittsseite 125 und entsprechendem Krümmungsradius die Laserstrahlung 127 im Wesentlichen parallel reflektiert werden.
Fig. 16 bis 18 zeigen jeweils eine Abdeckung 133 gemäß jeweils einem Ausführungsbeispiel.
Die Abdeckung 133 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 16 ist als Kappe ausgebildet, die mehrere Kappenflächenelemente 1001 auf, die zu einem Würfel oder einem Quader winklig zueinander angeordnet sind. Eines dieser
Kappenflächenelemente 1001 weist das Fenster 135 auf. Diese Kappenflächenelemente 1001 bilden somit Gehäusewände, insbesondere Gehäuseseitenwände. Die Kappe 133 der Fig. 16 wird beispielsweise auf die Aufsitzflächen 205 des Bauteils 201 aufgesetzt und entlang der Aufsitzfläche 205 mittels eines Schweißprozesse mechanisch stabil und bevorzugt hermetisch dicht mit dem Gehäuse verbunden. Bei dem
Schweißvorgang kann es sich um Elektroschweißen handeln.
Die Abdeckung 133 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 17 ist als plane Abdeckung ausgebildet. Die plane Abdeckung umfasst einen Metallrahmen, in den ein Fenster 135
eingebettet ist. Die Abdeckung 133 der Fig. 17 wird
beispielsweise als Abdeckung für das Bauteil 101 oder 301
verwendet. Bei einem dieser Bauteile wird die plane Abdeckung auf das Gehäuse aufgesetzt und entlang dem Rahmen
verschweißt, so dass eine mechanisch stabile Verbindung entsteht, die bevorzugt hermetisch dicht ist.
Die Abdeckung 133 der Fig. 18 weist lediglich zwei winklig zueinander angeordnete Kappenflächenelemente 1001 auf, wobei eines der Kappenflächenelemente 1001 ein Fenster 135
aufweist. Dieses Kappenelement 133 der Fig. 18 wird
beispielsweise als Abdeckung für das Bauteil 201 oder 601 verwendet. Im Unterschied zu den Abdeckungen gemäß den
Ausführungsbeispielen der Figuren 16 und 17 findet hier der Schweißprozess zur Verbindung zwischen Gehäuse und Abdeckung nicht in einer einzigen Ebene statt, sondern entlang den Rändern der Abdeckung in zwei Ebenen.
Die Erfindung weist also in ihren entsprechenden
Ausführungsformen insbesondere folgende Vorteile auf: Ein verbessertes thermisches Verhalten, so dass mehr
Verlustleistung abgeleitet werden kann respektive dass eine optische Ausgangsleistung gesteigert werden kann.
Insbesondere ist ein besseres thermisches Verhalten bewirkt, da ein kleinerer thermischer Übergangswiderstand entsteht. Durch die erfindungsgemäße Verschlusstechnik mittels der Abdeckungen können im Bestückungsprozess Zeit und Kosten eingespart werden, da im Barren- respektive Plattenverbund gearbeitet werden kann. Insbesondere kann eine
Strahlumlenkung durch eine verspiegelte Fläche im Gehäuse selbst integriert werden, so dass die Strahlumlenkung nicht als separates Bauteil ergänzt werden muss. Somit kann eine gewünschte Abstrahlrichtung senkrecht zur Montagefläche erreicht werden und es muss nicht zwangsläufig auf eine zusätzliche Umlenkoptik zurückgegriffen werden. Die
Packageform ist insbesondere skaliertbar und kann
beispielsweise in einer 2mal2-Konfiguration hergestellt und angeboten werden. Durch eine Integration verschiedener
Konversionselemente oder Oberflächen ist es insbesondere
möglich, ein kompaktes RGBY-Modul zu erstellen, welches eine weit höhere Leuchtdichte aufweist als bekannte LED-Varianten. Insbesondere bei mehreren Laserdioden im Gehäuse kann ein thermisches Übersprechen verhindert werden. Dies wird
insbesondere durch die Verwendung von Kupfer, insbesondere mit Gold beschichtetem Kupfer, für den Anschlussleiter und/oder eines Trägers aus einem Keramik-Kupferverbundstoff erzielt .
Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten
Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der
Erfindung zu verlassen.
Bezugs zeichenliste
optoelektronisches Bauteil 101, 201, 301, 401, 501, 601, 701, 801, 901
Gehäuse 103
Träger 105
erste Oberfläche 107
zweite Oberfläche 109
Durchbruch 111
weiterer Durchbruch 113
elektrischer Anschlussleiter 115
weiterer elektrischer Anschlussleiter 117
Montagefläche 119
Laserdiode 121
Bonddraht 123
Laserstrahlaustrittsseite 125
Laserstrahlung 127
Gehäuseseitenwand 129
weitere Gehäuseseitenwand 131
Abdeckung 133
Fenster 135
Kavität 137
Aufsitzfläche 205
rückwärtige Kontaktfläche 207
Festkörper 403
Austrittsfeld der Laserstrahlung 703
Gehäusezwischenwand 705
Flächen der Gehäusezwischenwand 707
Konversionselement 803, 805, 807, 809
Kappenflächenelement 1001
Claims
Patentansprüche
1. Optoelektronisches Bauteil (101, 201, 301, 401, 501, 601, 701, 801, 901), umfassend:
- ein Gehäuse (103) mit einem Träger (105),
- wobei der Träger (105) eine erste Oberfläche (107) und eine der ersten Oberfläche (107)
gegenüberliegende zweite Oberfläche (109) aufweist, - wobei der Träger (105) einen ersten Durchbruch (111) umfasst, der von der ersten Oberfläche (107) zur zweiten Oberfläche (109) verlaufend gebildet ist,
- wobei durch den ersten Durchbruch (111) ein erster elektrischer Anschlussleiter (115) geführt ist, - wobei der erste Anschlussleiter (115) eine
Montagefläche (119) aufweist,
- auf der eine Laserdiode (121) angeordnet ist, so dass die Laserdiode (121) elektrisch leitend mit dem ersten Anschlussleiter (115) verbunden ist,
- wobei der Träger (105) eine Keramik umfasst.
2. Optoelektronisches Bauteil (101, 201, 301, 401, 501, 601, 701, 801, 901) nach Anspruch 1, wobei die Montagefläche (119) bündig mit der zweiten Oberfläche (109) verlaufend gebildet ist.
3. Optoelektronisches Bauteil (101, 201, 301, 401, 501, 601, 701, 801, 901) nach Anspruch 1, wobei die Montagefläche (119) beabstandet von der zweiten Oberfläche (109) angeordnet ist.
4. Optoelektronisches Bauteil (101, 201, 301, 401, 501, 601, 701, 801, 901) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Träger (105) einen zweiten Durchbruch (113) aufweist, der von der ersten Oberfläche (107) zur zweiten Oberfläche
(109) verlaufend gebildet ist, wobei durch den zweiten Durchbruch (113) ein zweiter elektrischer Anschlussleiter
(117) geführt ist, der mit der Laserdiode (121) elektrisch verbunden ist.
Optoelektronisches Bauteil (101, 201, 301, 401, 501, 601, 701, 801, 901) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Laserdiode (121) eine Laserstrahlaustrittsseite
(125) aufweist, die im Wesentlichen senkrecht zur
Montagefläche (119) verläuft,
- - eine Gehäusewandseite des Gehäuses (103) der
Laserstrahlaustrittsseite (125) zugewandt ist, und
- Laserstrahlung, die von der Laserstrahlaustrittsseite (125) im Betrieb ausgesandt wird und parallel zu der Montagefläche (119) verläuft, von der
Gehäusewandseite zu einer Lichtaustrittsfläche des Bauteils umgelenkt wird.
Optoelektronisches Bauteil (101, 201, 301, 401, 501, 601, 701, 801, 901) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Laserdiode (121) eine Laserstrahlaustrittsseite (125) aufweist, die im Wesentlichen senkrecht zur Montagefläche (119) verläuft, wobei das Gehäuse (103) eine der
Laserstrahlaustrittsseite (125) gegenüberliegende
Gehäuseseitenwand (129) aufweist, die im Wesentlichen parallel zur Laserstrahlaustrittsseite (125) verläuft, wobei die Gehäuseseitenwand (129) ein für die
Laserstrahlung (127) zumindest teilweise durchlässiges und im Strahlengang der Laserstrahlung (127) angeordnetes Fenster (135) aufweist.
Optoelektronisches Bauteil (101, 201, 301, 401, 501, 601, 701, 801, 901) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei ein Bereich des Gehäuses (103), welcher zumindest
teilweise durchlässig für Laserstrahlung (127) der
Laserdiode (121) und im Strahlengang der Laserstrahlung (127) angeordnet ist, mit einem Konversionselement (803, 805, 807, 809) für eine Wellenlängenkonversion der
Laserstrahlung (127) versehen ist.
8. Optoelektronisches Bauteil (101, 201, 301, 401, 501, 601, 701, 801, 901) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei im Strahlengang der Laserstrahlung (127) der Laserdiode (121) ein optisches Umlenkelement angeordnet ist.
9. Optoelektronisches Bauteil (101, 201, 301, 401, 501, 601, 701, 801, 901) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Laserdiode (121) in einer Kavität (137) des Gehäuses (103) angeordnet ist, welche mit einem für die
Laserstrahlung (127) zumindest teilweise durchlässigen und die Laserdiode (121 abkapselnden Festkörper (403)
zumindest teilweise aufgefüllt ist.
10. Optoelektronisches Bauteil (101, 201, 301, 401, 501, 601, 701, 801, 901) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der elektrische Anschlussleiter (115) Kupfer, insbesondere mit Gold beschichtetes Kupfer, umfasst.
11. Optoelektronisches Bauteil (101, 201, 301, 401, 501, 601, 701, 801, 901) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Träger (105) aus einem Keramik- Kupferverbundstoff gebildet ist.
12. Optoelektronisches Bauteil (101, 201, 301, 401, 501, 601, 701, 801, 901) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Gehäuse (103) eine die Laserdiode (121)
abkapselnde Abdeckung (133) umfasst.
13. Optoelektronisches Bauteil nach dem vorherigen Anspruch, bei dem das Gehäuse (103) eine Aufsitzfläche (205)
umfasst, auf der die Abdeckung (133) aufsitzt, wobei die Aufsitzfläche (205) und die Abdeckung (133) mechanisch stabil verbunden sind. 14. Optoelektronisches Bauteil nach dem vorherigen Anspruch, bei dem die Aufsitzfläche (205) Teil eines Stützelements ist, das in das Gehäuse (103) integriert ist und seitlich aus dem Gehäuse (103) herausragt, wobei die Teile des
Stützelements, die aus dem Gehäuse (103) herausragen, die Aufsitzfläche (205) umfassen.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102015208704.2 | 2015-05-11 | ||
DE102015208704.2A DE102015208704A1 (de) | 2015-05-11 | 2015-05-11 | Optoelektronisches Bauteil |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2016180851A1 true WO2016180851A1 (de) | 2016-11-17 |
Family
ID=55969140
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/EP2016/060499 WO2016180851A1 (de) | 2015-05-11 | 2016-05-11 | Optoelektronisches bauteil |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102015208704A1 (de) |
WO (1) | WO2016180851A1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018078025A1 (de) * | 2016-10-28 | 2018-05-03 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Laserbauelement und verfahren zum herstellen eines laserbauelements |
JP2020537332A (ja) * | 2017-10-09 | 2020-12-17 | オスラム オーエルイーディー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングOSRAM OLED GmbH | オプトエレクトロニクス半導体部品、およびオプトエレクトロニクス半導体部品を製造するための方法 |
US11652331B2 (en) | 2018-01-19 | 2023-05-16 | Osram Oled Gmbh | Method for producing a housing cover for a laser component and housing cover for a laser component and laser component |
US11749959B2 (en) | 2018-07-19 | 2023-09-05 | Osram Oled Gmbh | Semiconductor laser |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107534268A (zh) * | 2015-04-24 | 2018-01-02 | 京瓷株式会社 | 光元件搭载用封装件、电子装置以及电子模块 |
DE102019215098A1 (de) | 2019-10-01 | 2021-04-01 | Robert Bosch Gmbh | Mikromechanisch-optisches Bauteil und Herstellungsverfahren |
DE102020212424A1 (de) | 2020-10-01 | 2022-04-07 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Laser-Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines Laser-Bauelements |
DE102021130369A1 (de) | 2021-11-19 | 2023-05-25 | OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Optoelektronisches bauelement und verfahren zur herstellung |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005036266A1 (de) | 2005-07-11 | 2007-01-25 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Gehäuse für ein Laserdiodenbauelement, Laserdiodenbauelement und Verfahren zum Herstellen eines Laserdiodenbauelements |
US20080123337A1 (en) * | 2006-11-27 | 2008-05-29 | Shinko Electric Industries Co., Ltd. | Lighting apparatus |
US20090294789A1 (en) * | 2008-05-27 | 2009-12-03 | Sony Corporation | Light emitting device and method of manufacturing light emitting device |
US20130022069A1 (en) * | 2011-07-20 | 2013-01-24 | Kong Weng Lee | High power surface mount technology package for side emitting laser diode |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10247315B4 (de) * | 2002-10-10 | 2005-12-15 | Schott Ag | TO-Gehäuse für Hochfrequenzanwendungen - Verdrahtungsträger aus Keramik |
EP1605524B1 (de) * | 2003-03-18 | 2010-06-30 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Gehäuse für lichtemittierendes element und verwendendes halbleiterbauteil |
JP5133963B2 (ja) * | 2004-12-03 | 2013-01-30 | 日本特殊陶業株式会社 | セラミック基板 |
DE102009051746A1 (de) * | 2009-09-30 | 2011-03-31 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Optoelektronisches Bauelement |
US20110280266A1 (en) * | 2010-05-14 | 2011-11-17 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Semiconductor laser apparatus, method of manufacturing semiconductor laser apparatus and optical apparatus |
DE102013104728A1 (de) * | 2013-05-07 | 2014-11-13 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Laserdiodenvorrichtung |
-
2015
- 2015-05-11 DE DE102015208704.2A patent/DE102015208704A1/de not_active Withdrawn
-
2016
- 2016-05-11 WO PCT/EP2016/060499 patent/WO2016180851A1/de active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005036266A1 (de) | 2005-07-11 | 2007-01-25 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Gehäuse für ein Laserdiodenbauelement, Laserdiodenbauelement und Verfahren zum Herstellen eines Laserdiodenbauelements |
US20080123337A1 (en) * | 2006-11-27 | 2008-05-29 | Shinko Electric Industries Co., Ltd. | Lighting apparatus |
US20090294789A1 (en) * | 2008-05-27 | 2009-12-03 | Sony Corporation | Light emitting device and method of manufacturing light emitting device |
US20130022069A1 (en) * | 2011-07-20 | 2013-01-24 | Kong Weng Lee | High power surface mount technology package for side emitting laser diode |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018078025A1 (de) * | 2016-10-28 | 2018-05-03 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Laserbauelement und verfahren zum herstellen eines laserbauelements |
US10741993B2 (en) | 2016-10-28 | 2020-08-11 | Osram Oled Gmbh | Laser component and method of producing a laser component |
JP2020537332A (ja) * | 2017-10-09 | 2020-12-17 | オスラム オーエルイーディー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングOSRAM OLED GmbH | オプトエレクトロニクス半導体部品、およびオプトエレクトロニクス半導体部品を製造するための方法 |
US11316075B2 (en) | 2017-10-09 | 2022-04-26 | Osram Oled Gmbh | Optoelectronic semiconductor component, and method for producing an optoelectronic semiconductor component |
JP7108687B2 (ja) | 2017-10-09 | 2022-07-28 | オスラム オーエルイーディー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | オプトエレクトロニクス半導体部品、およびオプトエレクトロニクス半導体部品を製造するための方法 |
US11652331B2 (en) | 2018-01-19 | 2023-05-16 | Osram Oled Gmbh | Method for producing a housing cover for a laser component and housing cover for a laser component and laser component |
US11749959B2 (en) | 2018-07-19 | 2023-09-05 | Osram Oled Gmbh | Semiconductor laser |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102015208704A1 (de) | 2016-11-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2016180851A1 (de) | Optoelektronisches bauteil | |
DE112014002391B4 (de) | Laserbauelement und Verfahren zu seiner Herstellung | |
EP1771891B1 (de) | Lichtemittierendes bauelement und leuchtmodul | |
EP2047526B1 (de) | Beleuchtungsanordnung | |
EP1982360B1 (de) | Lumineszenzdioden-bauelement mit gehäuse | |
EP1095411B1 (de) | Strahlungaussendendes und/oder -empfangendes bauelement | |
EP2062301B1 (de) | Gehäuse für optoelektronisches bauelement und anordnung eines optoelektronischen bauelementes in dem gehäuse | |
DE102008060615B4 (de) | Licht aussendende Diode | |
EP2345074B1 (de) | Trägerkörper für ein halbleiterbauelement, halbleiterbauelement und verfahren zur herstellung eines trägerkörpers | |
DE102005036266A1 (de) | Gehäuse für ein Laserdiodenbauelement, Laserdiodenbauelement und Verfahren zum Herstellen eines Laserdiodenbauelements | |
DE112013000928B4 (de) | Optoelektronisches Halbleiterbauelement | |
DE102005020908A1 (de) | Beleuchtungsvorrichtung | |
WO2017013225A1 (de) | Optoelektronische leuchtvorrichtung | |
EP2415077A1 (de) | Optoelektronisches bauelement | |
WO2016188908A1 (de) | Bauelement | |
WO2017060161A1 (de) | Halbleiterlaser und halbleiterlaseranordnung | |
DE102008045925A1 (de) | Optoelektronisches Bauteil und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauteils | |
DE102017114668A1 (de) | Optoelektronisches Halbleiterbauteil und Anordnung mit einem optoelektronischen Halbleiterbauteil | |
DE102022114582A1 (de) | Optoelektronisches bauelement und verfahren zum herstellen eines optoelektronischen bauelements | |
DE102016106270A1 (de) | Herstellung eines halbleiterbauelements | |
DE102014101154A1 (de) | Optoelektronische Anordnung | |
DE212018000299U1 (de) | LED-Gehäuse und lichtemittierendes Modul mit diesem Gehäuse | |
EP0839400B1 (de) | Halbleiterlaserchip und infrarot-emitter-bauelement | |
WO2015114103A1 (de) | Oberflächenmontierbares multichip-bauelement | |
WO2022207221A1 (de) | Optoelektronischer halbleiterchip |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 16722645 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 16722645 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |