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DE102013220960A1 - Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zu seiner Herstellung Download PDF

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DE102013220960A1
DE102013220960A1 DE201310220960 DE102013220960A DE102013220960A1 DE 102013220960 A1 DE102013220960 A1 DE 102013220960A1 DE 201310220960 DE201310220960 DE 201310220960 DE 102013220960 A DE102013220960 A DE 102013220960A DE 102013220960 A1 DE102013220960 A1 DE 102013220960A1
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Germany
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housing body
potting material
composite
optoelectronic component
cavity
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DE201310220960
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Inventor
Markus Pindl
Martin Brandl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ams Osram International GmbH
Original Assignee
Osram Opto Semiconductors GmbH
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Publication date
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Priority to CN201480056820.0A priority patent/CN105874600A/zh
Priority to JP2016523927A priority patent/JP2016533641A/ja
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Abstract

Ein optoelektronisches Bauelement umfasst einen Gehäusekörper, an dessen Oberseite eine Kavität ausgebildet ist. An der Oberseite des Gehäusekörpers ist außerdem ein Kanal ausgebildet, der sich von der Kavität zu einer Außenkante der Oberseite des Gehäusekörpers erstreckt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelement gemäß Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements gemäß Patentanspruch 10.
  • Aus dem Stand der Technik sind optoelektronische Bauelemente bekannt, bei denen ein optoelektronischer Halbleiterchip, beispielsweise ein Leuchtdiodenchip (LED-Chip), in einer Kavität eines Gehäuses angeordnet ist. Die Kavität ist mit einem Vergussmaterial verfüllt, in das der optoelektronische Halbleiterchip eingebettet ist. Bei der Herstellung solcher optoelektronischer Bauelemente werden die Kavitäten eines zusammenhängenden Verbunds einer Mehrzahl von Gehäusen gleichzeitig mit Vergussmaterial befüllt. Das Vergießen kann beispielsweise durch Formpressen (Compression Molding) erfolgen. Das Vergussmaterial verteilt sich dabei über die Ränder der Kavitäten hinweg zwischen den Gehäusen des Verbunds. Hierzu muss über den Rändern der Kavitäten der Gehäuse ein ausreichender Raum vorhanden sein, der ebenfalls durch das Vergussmaterial befüllt wird. Dieser über den Gehäusen der optoelektronischen Bauelemente verbleibende Teil des Vergussmaterials erhöht die Materialkosten, bewirkt eine Reduzierung des Wirkungsgrads und erschwert das Vereinzeln der optoelektronischen Bauelemente.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein optoelektronisches Bauelement bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch ein optoelektronisches Bauelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements anzugeben. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind verschiedene Weiterbildungen angegeben.
  • Ein optoelektronisches Bauelement umfasst einen Gehäusekörper, an dessen Oberseite eine Kavität ausgebildet ist. Außerdem ist an der Oberseite des Gehäusekörpers ein Kanal ausgebildet, der sich von der Kavität zu einer Außenkante der Oberseite des Gehäusekörpers erstreckt. Vorteilhafterweise kann die Kavität des Gehäusekörpers dieses optoelektronischen Bauelements während der Herstellung des optoelektronischen Bauelements durch den Kanal mit einem Vergussmaterial befüllt werden.
  • In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements ist an einem Bodenbereich der Kavität ein optoelektronischer Halbleiterchip angeordnet. Der optoelektronische Halbleiterchip kann beispielsweise ein Leuchtdiodenchip (LED-Chip) sein. Die Kavität des Gehäuses des optoelektronischen Bauelements kann einen Reflektor für durch den optoelektronischen Halbleiterchip des optoelektronischen Bauelements emittierte elektromagnetische Strahlung bilden und diese bündeln. Die Anordnung des optoelektronischen Halbleiterchips am Bodenbereich der Kavität des Gehäuses schützt den optoelektronischen Halbleiterchip vorteilhafterweise vor einer Beschädigung durch äußere mechanische Einwirkungen.
  • In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements ist in der Kavität und dem Kanal ein Vergussmaterial angeordnet. Vorteilhafterweise kann das Vergussmaterial während der Herstellung des optoelektronischen Bauelements über den Kanal in die Kavität gelangen, wodurch das optoelektronische Bauelement vorteilhafterweise besonders einfach herstellbar ist. Das in der Kavität angeordnete Vergussmaterial kann vorteilhafterweise einem zusätzlichen Schutz eines in der Kavität angeordneten und in das Vergussmaterial eingebetteten optoelektronischen Halbleiterchips dienen.
  • In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements weist das Vergussmaterial Silikon auf. Vorteilhafterweise ist das Vergussmaterial dadurch kostengünstig erhältlich und einfach zu verarbeiten. Außerdem kann das Vergussmaterial dadurch optisch im Wesentlichen transparent für durch einen optoelektronischen Halbleiterchip des optoelektronischen Bauelements emittierte elektromagnetische Strahlung ausgebildet sein.
  • In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements weist das Vergussmaterial eingebettete wellenlängenkonvertierende Partikel auf. Die in das Vergussmaterial eingebetteten wellenlängenkonvertierenden Partikel können dazu vorgesehen sein, eine Wellenlänge einer durch einen optoelektronischen Halbleiterchip des optoelektronischen Bauelements emittierten elektromagnetischen Strahlung zu konvertieren. Hierzu können die wellenlängenkonvertierenden Partikel ausgebildet sein, elektromagnetische Strahlung mit einer ersten Wellenlänge zu absorbieren und anschließend elektromagnetische Strahlung mit einer zweiten, typischerweise größeren, Wellenlänge zu emittieren. Die wellenlängenkonvertierenden Partikel können beispielsweise einen organischen oder einen anorganischen Leuchtstoff aufweisen. Die wellenlängenkonvertierenden Partikel können auch Quantenpunkte umfassen.
  • In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements erstreckt sich das Vergussmaterial über die Oberseite des Gehäusekörpers und bildet dort eine Schicht. Vorteilhafterweise kann die Schicht während der Herstellung des optoelektronischen Bauelements ebenfalls zur Befüllung der Kavität mit dem Vergussmaterial beitragen.
  • In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements weist ein über dem Gehäusekörper angeordneter Abschnitt der Schicht eine Dicke von weniger als 100 µm auf, bevorzugt eine Dicke von weniger als 50 µm. Vorteilhafterweise geht in einer Schicht derart geringer Dicke nur ein sehr kleiner Teil einer durch einen optoelektronischen Halbleiterchip des optoelektronischen Bauelements emittierten elektromagnetischen Strahlung verloren. Außerdem ist zur Ausbildung einer solch dünnen Schicht nur eine sehr geringe Menge an Vergussmaterial erforderlich.
  • In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements weist dieses eine Linse auf, die über der Kavität angeordnet ist. Die optische Linse kann beispielsweise als Sammellinse oder als Zerstreuungslinse ausgebildet sein. Die optische Linse kann vorteilhafterweise einer Formung eines durch das optoelektronische Bauelement emittierten Lichtstrahls dienen.
  • In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements ist die Linse einstückig mit dem Vergussmaterial ausgebildet. Vorteilhafterweise ist die Linse dadurch besonders einfach und kostengünstig herstellbar. Insbesondere ist es möglich, die Linse gleichzeitig mit dem Einfüllen des Vergussmaterials in die Kavität des Gehäusekörpers des optoelektronischen Bauelements auszubilden.
  • Ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements umfasst Schritte zum Bereitstellen eines plattenförmigen Verbunds einer Mehrzahl von Gehäusekörpern, wobei jeder Gehäusekörper eine zu einer Oberseite des Verbunds geöffnete Kavität aufweist, wobei die Kavitäten benachbarter Gehäusekörper durch zur Oberseite des Verbunds geöffnete Kanäle verbunden sind, zum Anordnen eines Vergussmaterials in den Kavitäten der Gehäusekörper, und zum Zerteilen des Verbunds. Vorteilhafterweise ermöglicht dieses Verfahren eine parallele Herstellung einer Mehrzahl optoelektronischer Bauelemente, wodurch sich niedrige Herstellungskosten pro optoelektronischem Bauelement ergeben. Während des Anordnens des Vergussmaterials in den Kavitäten der Gehäusekörper kann das Vergussmaterial vorteilhafterweise durch die Kanäle zu den Kavitäten der Gehäusekörper vordringen. Dadurch kann ein über der Oberseite des Verbunds angeordneter Raum zur Verteilung des Vergussmaterials vorteilhafterweise besonders klein ausgebildet werden, wodurch das Verfahren vorteilhafterweise mit einem minimalen Verbrauch von Vergussmaterial verbunden ist. Außerdem ist dadurch bei den durch das Verfahren erhältlichen optoelektronischen Bauelementen über der Oberseite der Gehäusekörper nur eine dünne Schicht von Vergussmaterial ausgebildet, wodurch durch diese Schicht bewirkte Helligkeitsverluste gering sind.
  • In einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst dieses einen vor dem Anordnen des Vergussmaterials durchgeführten weiteren Schritt zum Anordnen eines optoelektronischen Halbleiterchips an einem Bodenbereich der Kavität eines Gehäusekörpers. Vorteilhafterweise wird der optoelektronische Halbleiterchip in der Kavität des Gehäusekörpers in das Vergussmaterial eingebettet, wodurch der optoelektronische Halbleiterchip vor einer späteren Beschädigung durch äußere mechanische Einwirkungen geschützt wird.
  • In einer Ausführungsform des Verfahrens fließt das Vergussmaterial während des Anordnens des Vergussmaterials zumindest teilweise durch die Kanäle. Vorteilhafterweise kann das Vergussmaterial dadurch auf einfache Weise in die Kavitäten der mehreren Gehäusekörper gelangen, wodurch eine zuverlässige Befüllung aller Kavitäten gewährleistet werden kann.
  • In einer Ausführungsform des Verfahrens wird das Vergussmaterial durch Formpressen (Compression Molding) in den Kavitäten angeordnet. Vorteilhafterweise gestattet dies eine kostengünstige Durchführung des Verfahrens.
  • In einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Bereitstellen des plattenförmigen Verbunds ein Ausbilden des Verbunds durch Spritzpressen (Injection Molding). Vorteilhafterweise ermöglicht dies eine kostengünstige Herstellung des plattenförmigen Verbunds der Mehrzahl von Gehäusekörpern.
  • In einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Zerteilen des Verbunds entlang senkrecht zu den Kanälen orientierter Trennebenen. Dadurch müssen beim Zerteilen des Verbunds vorteilhafterweise nur kurze Abschnitte des Vergussmaterials zerteilt werden, wodurch das Zerteilen in einem einfachen und einstufigen Prozess erfolgen kann.
  • 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. Dabei zeigen in jeweils schematisierter Darstellung
  • 1 eine Aufsicht auf einen Verbund einer Mehrzahl von Gehäusekörpern;
  • 2 einen Schnitt durch den Verbund;
  • 3 eine Aufsicht auf ein optoelektronisches Bauelement; und
  • 4 einen Schnitt durch das optoelektronische Bauelement.
  • 1 zeigt eine schematische Aufsicht auf einen Verbund 100 von Gehäusekörpern 200. 2 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht des Verbunds 100. Der Verbund 100 kann auch als Panel bezeichnet werden.
  • Der Verbund 100 umfasst eine Mehrzahl der Gehäusekörper 200. Die Gehäusekörper 200 sind in einer regelmäßigen Anordnung in dem Verbund 100 angeordnet und miteinander verbunden. Im in den Figuren dargestellten Beispiel umfasst der Verbund 100 eine Matrix von 3 × 5 Gehäusekörpern 200. Der Verbund 100 könnte jedoch auch eine wesentlich größere Anzahl an Gehäusekörpern 200 umfassen.
  • Die Gehäusekörper 200 sind an einer Oberseite 301 eines in den Figuren nur schematisch dargestellten Leiterrahmens 300 angeordnet. Der Leiterrahmen 300 kann auch als Leadframe bezeichnet werden. Der Leiterrahmen 300 weist ein elektrisch leitendes Material auf, beispielsweise ein Metall. Der Leiterrahmen 300 ist als im Wesentlichen flache Platte mit der Oberseite 301 und einer der Oberseite 301 gegenüberliegenden Unterseite 302 ausgebildet. In lateraler Richtung kann der Leiterrahmen 300 eine Strukturierung mit zwischen der Oberseite 301 und der Unterseite 302 ausgebildeten Durchbrüchen aufweisen, die den Leiterrahmen 300 in lateraler Richtung in voneinander elektrisch isolierte Abschnitte unterteilt.
  • Die zusammenhängenden Gehäusekörper 200 des Verbunds 100 weisen ein elektrisch isolierendes Material auf, beispielsweise ein Kunststoffmaterial. Die Gehäusekörper 200 können beispielsweise ein Epoxid aufweisen. Die Gehäusekörper 200 können beispielsweise durch Spritzgießen (Injection Molding) an der Oberseite 301 des Leiterrahmens 300 ausgebildet worden sein.
  • Die zusammenhängenden Gehäusekörper 200 des Verbunds 100 weisen eine von der Oberseite 301 des Leiterrahmens 300 abgewandte Oberseite 201 auf. Die Oberseiten 201 der zusammenhängenden Gehäusekörper 200 des Verbunds 100 bilden gemeinsam eine Oberseite 201 des Verbunds 100.
  • Jeder Gehäusekörper 200 des Verbunds 100 weist eine zur Oberseite 201 des jeweiligen Gehäusekörpers 200 geöffnete Kavität 210 auf. Die Kavität 210 erstreckt sich von der Oberseite 201 des Gehäusekörpers 200 in den Gehäusekörper 200 hinein bis zur Oberseite 301 des Leiterrahmens 300. Die Oberseite 301 des Leiterrahmens 300 bildet dadurch einen Bodenbereich 211 der Kavität 210. In lateraler Richtung des Verbunds 100 können die Kavitäten 210 beispielsweise rechteckige oder, wie dargestellt, kreisscheibenförmige Querschnittsflächen aufweisen. Die sich zwischen dem Bodenbereich 211 einer Kavität 210 und der Oberseite 201 des jeweiligen Gehäusekörpers 200 erstreckenden Wände der Kavität 210 können, wie dargestellt, senkrecht orientiert sein. Die Kavitäten 210 könnten sich aber beispielsweise auch vom Bodenbereich 211 zur Oberseite 201 hin aufweiten.
  • Die Kavitäten 210 benachbarter Gehäusekörper 200 des Verbunds 100 sind jeweils durch Kanäle 220 miteinander verbunden. Die Kanäle 220 erstrecken sich von den Oberseiten 201 der Gehäusekörper 200 in die Gehäusekörper 200 hinein, erreichen dabei bevorzugt aber nicht die Oberseite 301 des Leiterrahmens 300. Somit werden Bodenbereiche der Kanäle 220 bevorzugt durch das Material der zusammenhängenden Gehäusekörper 200 des Verbunds 100 gebildet. Die Kanäle 220 erstrecken sich bevorzugt geradlinig auf kürzestem Weg zwischen den Kavitäten 210 benachbarter Gehäusekörper 200. Senkrecht zu seiner von einer Kavität 210 zur nächsten Kavität 210 orientierten Längserstreckungsrichtung weist jeder Kanal 220 eine Breite auf, die bevorzugt deutlich geringer als die lateralen Durchmesser der Kavitäten 210 ist.
  • Im in 1 und 2 dargestellten Beispiel sind die Gehäusekörper 200 des Verbunds 100 in einer regelmäßigen Rechteckanordnung von Zeilen und Spalten angeordnet. Die Kanäle 220 erstrecken sich dabei sowohl zeilen- als auch spaltenweise zwischen den Kavitäten 210 einander benachbarter Gehäusekörper 200. Dadurch ist bei jedem Gehäusekörper 200 des Verbunds 100, bis auf an einem Außenrand des Verbunds 100 angeordneten Gehäusekörpern 200, die Kavität 210 über vier Kanäle 220 mit den Kavitäten 210 von vier benachbarten Gehäusekörpern 200 verbunden. Es ist jedoch auch möglich, auf einige der Kanäle 220 zu verzichten und Kanäle 220 beispielsweise lediglich spaltenweise oder lediglich zeilenweise anzuordnen. Ebenfalls möglich wäre, zusätzliche diagonale Kanäle 220 vorzusehen, die die Kavitäten 210 über Eck benachbarter Gehäusekörper 200 miteinander verbinden. Ebenfalls möglich ist, die Gehäusekörper 200 des Verbunds 100 in einer anderen als einer Rechteckanordnung anzuordnen. Auch in diesem Fall sind die Kavitäten 210 der Gehäusekörper 200 über Kanäle 220 miteinander verbunden.
  • Die Kavitäten 210 und die Kanäle 220 der Gehäusekörper 200 werden bevorzugt bereits während des Herstellens des Verbunds 100 von Gehäusekörpern 200 ausgebildet. Dies kann beispielsweise durch Verwendung einer geeigneten Form bei einer Herstellung des Verbunds 100 von Gehäusekörpern 200 durch Spritzgießen (Injection Molding) erfolgen.
  • Am Bodenbereich 211 der Kavität 210 jedes Gehäusekörpers 200 des Verbunds 100 ist je ein optoelektronischer Halbleiterchip 500 angeordnet. Die optoelektronischen Halbleiterchips 500 können beispielsweise Leuchtdiodenchips (LED-Chips) sein. Jeder optoelektronische Halbleiterchip 500 weist eine Oberseite 501 und eine der Oberseite 501 gegenüberliegende Unterseite 502 auf. Jeder optoelektronische Halbleiterchip 500 ist dazu ausgebildet, elektromagnetische Strahlung, beispielsweise sichtbares Licht, zu erzeugen und an seiner Oberseite 501 abzustrahlen. Jeder optoelektronische Halbleiterchip 500 ist so am Bodenbereich 211 einer Kavität 210 eines Gehäusekörpers 200 angeordnet, dass die Unterseite 502 des optoelektronischen Halbleiterchips 500 dem Bodenbereich 211 der Kavität 210 zugewandt ist. Dabei kann die Unterseite 502 des optoelektronischen Halbleiterchips 500 beispielsweise mit einem elektrisch leitenden Verbindungsmittel, etwa einem Lot oder einem elektrisch leitenden Kleber, mit der Oberseite 301 eines Abschnitts des Leiterrahmens 300 verbunden sein.
  • Bei jedem optoelektronischen Halbleiterchip 500 ist an der Oberseite 501 eine erste elektrische Kontaktfläche ausgebildet. Eine zweite elektrische Kontaktfläche des optoelektronischen Halbleiterchips 500 kann beispielsweise an der Unterseite 502 des optoelektronischen Halbleiterchips 500 ausgebildet sein. Bei jedem optoelektronischen Halbleiterchip 500 kann zwischen der ersten elektrischen Kontaktfläche und der zweiten elektrischen Kontaktfläche eine elektrische Spannung an den optoelektronischen Halbleiterchip 500 angelegt werden, um den optoelektronischen Halbleiterchip 500 zur Emission elektromagnetischer Strahlung zu veranlassen. Bei jedem optoelektronischen Halbleiterchip 500 ist die an der Oberseite 501 ausgebildete erste elektrische Kontaktfläche mittels eines Bonddrahts 510 elektrisch leitend mit einem Abschnitt des Leiterrahmens 300 verbunden. Der Bonddraht 510 erstreckt sich dabei bevorzugt vollständig innerhalb der Kavität 210 des jeweiligen Gehäusekörpers 200. Die an der Unterseite 502 angeordnete zweite elektrische Kontaktfläche kann bei jedem optoelektronischen Halbleiterchip 500 beispielsweise durch das elektrisch leitende Verbindungsmittel zwischen dem optoelektronischen Halbleiterchip 500 und der Oberseite 301 des Leiterrahmens 300 elektrisch leitend mit einem Abschnitts des Leiterrahmens 300 verbunden sein.
  • Das Anordnen der optoelektronischen Halbleiterchips 500 in den Kavitäten 210 der Gehäusekörper 200 des Verbunds 100 erfolgt bevorzugt nach dem Ausbilden der Gehäusekörper 200 des Verbunds 100. Anschließend erfolgt das Anlegen der Bonddrähte 510.
  • Die Kavitäten 210 der Gehäusekörper 200 des Verbunds 100 sind mit einem Vergussmaterial 400 gefüllt. Auch die Kanäle 220 sind mit dem Vergussmaterial 400 gefüllt. Die in den Kavitäten 210 der Gehäusekörper 200 des Verbunds 100 angeordneten optoelektronischen Halbleiterchips 500 und die mit den optoelektronischen Halbleiterchips 500 verbundenen Bonddrähte 510 sind in das Vergussmaterial 400 eingebettet. Dadurch schützt das Vergussmaterial 400 die optoelektronischen Halbleiterchips 500 und die Bonddrähte 510 vor einer Beschädigung durch äußere mechanische Einwirkungen sowie vor einem Vordringen von Schmutz und Feuchtigkeit.
  • Das Vergussmaterial 400 weist ein für durch die optoelektronischen Halbleiterchips 500 emittierte elektromagnetische Strahlung im Wesentlichen optisch transparentes Material auf. Beispielsweise kann das Vergussmaterial 400 Silikon aufweisen. Das Vergussmaterial 400 kann außerdem eingebettete wellenlängenkonvertierende Partikel aufweisen, die dazu vorgesehen sind, eine Wellenlänge der durch die optoelektronischen Halbleiterchips 500 emittierten elektromagnetischen Strahlung zu konvertieren. Hierzu können die in das Vergussmaterial 400 eingebetteten wellenlängenkonvertierenden Partikel ausgebildet sein, elektromagnetische Strahlung einer ersten Wellenlänge zu absorbieren und anschließend elektromagnetische Strahlung einer zweiten, typischerweise größeren, Wellenlänge zu emittieren. Hierdurch können die in das Vergussmaterial 400 eingebetteten wellenlängenkonvertierenden Partikel beispielsweise dazu ausgebildet sein, durch die optoelektronischen Halbleiterchips 500 erzeugtes blaues Licht in weißes Licht zu konvertieren. Die in das Vergussmaterial 400 eingebetteten wellenlängenkonvertierenden Partikel können beispielsweise einen organischen Leuchtstoff oder einen anorganischen Leuchtstoff aufweisen. Die wellenlängenkonvertierenden Partikel können auch Quantenpunkte umfassen.
  • Das Vergussmaterial 400 füllt die Kavitäten 210 der Gehäusekörper 200 des Verbunds 100 bevorzugt vollständig. In jeder Kavität 210 ist ein Volumenabschnitt 410 des Vergussmaterials 400 angeordnet, in den der optoelektronische Halbleiterchip 500 und der Bonddraht 510 eingebettet sind.
  • Zusätzlich erstreckt sich das Vergussmaterial 400 auch über die Oberseiten 201 der Gehäusekörper 200 des Verbunds 100. Ein über den Oberseiten 201 der Gehäusekörper 200 des Verbunds 100 angeordneter Teil des Vergussmaterials 400 bildet eine Überdeckungsschicht 420. Die Überdeckungsschicht 420 verbindet somit die in den Kavitäten 210 benachbarter Gehäusekörper 200 des Verbunds 100 angeordneten Volumenabschnitte 410 des Vergussmaterials 400. Zusätzlich sind die in den Kavitäten 210 benachbarter Gehäusekörper 200 angeordneten Volumenabschnitte 410 des Vergussmaterials 400 durch in den Kanälen 220 angeordnete Teile des Vergussmaterials 400 miteinander verbunden.
  • Die oberhalb der Oberseiten 201 der Gehäusekörper 200 des Verbunds 100 angeordnete Überdeckungsschicht 420 des Vergussmaterials 400 weist in Richtung senkrecht zu den Oberseiten 201 der Gehäusekörper 200 eine Dicke 421 auf. Bevorzugt liegt die Dicke 421 der Überdeckungsschicht 420 bei weniger als 100 µm. Besonders bevorzugt weist die Überdeckungsschicht 420 eine Dicke 421 von weniger als 50 µm auf.
  • Über der Kavität 210 jedes Gehäusekörpers 200 des Verbunds 100 ist eine optische Linse 430 angeordnet. Die optische Linse 430 ist oberhalb der Überdeckungsschicht 420 des Vergussmaterials 400 angeordnet und besteht bevorzugt aus dem Vergussmaterial 400. Die optischen Linsen 430 können während des Einbringens des Vergussmaterials 400 in die Kavitäten 210 der Gehäusekörper 200 des Verbunds 100 ausgebildet werden. Die optischen Linsen 430 sind bevorzugt als Sammellinsen ausgebildet, können aber auch als Zerstreuungslinsen oder anders ausgebildet sein. Die optischen Linsen 430 können zur Strahlformung der durch die optoelektronischen Halbleiterchips 500 emittierten elektromagnetischen Strahlung dienen. Beispielsweise können die optischen Linsen 430 zur Bündelung der durch die optoelektronischen Halbleiterchips 500 emittierten elektromagnetischen Strahlung dienen.
  • Das Einbringen des Vergussmaterials 400 in die Kavitäten 210 der Gehäusekörper 200 des Verbunds 100 kann beispielsweise durch Formpressen (Compression Molding) erfolgen. Dabei kann das Vergussmaterial 400 sich über die Kanäle 220 zwischen den Kavitäten 210 der einzelnen Gehäusekörper 200 des Verbunds 100 verteilen. Das Vergussmaterial 400 fließt dabei durch die Kanäle 220. In geringerem Maße kann sich das Vergussmaterial 400 auch über die Überdeckungsschicht 420 über den Oberseiten 201 der Gehäusekörper 200 des Verbunds 100 verteilen. Durch die Kanäle 220 wird sichergestellt, dass die Kavitäten 210 aller Gehäusekörper 200 des Verbunds 100 vollständig durch das Vergussmaterial 400 verfüllt werden.
  • Nach dem Einfüllen des Vergussmaterials 400 in die Kavitäten 210 der Gehäusekörper 200 des Verbunds 100 können die Gehäusekörper 200 durch Zerteilen des Verbunds 100 voneinander getrennt werden. Dazu wird der Verbund 100 entlang von Trennebenen 110 getrennt. Die Trennebenen 110 verlaufen zwischen den Gehäusekörpern 200. In der in 1 und 2 dargestellten Rechteckanordnung der Gehäusekörper 200 verlaufen die Trennebenen 110 zwischen den Zeilen und Spalten der Gehäusekörper 200. Die Trennebenen 110 erstrecken sich durch die Kanäle 220 der Gehäusekörper 200 des Verbunds 100. Dabei werden die Kanäle 220 durch die Trennebenen 110 senkrecht zu ihrer von einer Kavität 210 zur nächsten Kavität 210 orientierten Längsrichtung geschnitten.
  • Das Zerteilen des Verbunds 100 kann beispielsweise durch einen Sägeprozess erfolgen. Dabei verlaufen die Sägeschnitte im Wesentlichen durch das Material der Gehäusekörper 200 des Verbunds 100 und lediglich im Bereich der schmalen Kanäle 220 und im Bereich der Überdeckungsschicht 420 durch das Vergussmaterial 400. Dies kann es ermöglichen, einen Härteunterschied zwischen dem Material der Gehäusekörper 200 und dem Vergussmaterial 400 unberücksichtigt zu lassen und das Zerteilen des Verbunds 100 entlang der Trennebenen 110 in einem einstufigen Sägeprozess durchzuführen. Diese Möglichkeit wird insbesondere durch die geringe Dicke 421 der über den Oberseiten 201 der Gehäusekörper 200 angeordneten Überdeckungsschicht 420 des Vergussmaterials 400 unterstützt. Das Zerteilen des Verbunds 100 kann aber beispielsweise auch in einem zweistufigen Sägeprozess erfolgen, bei dem in einer Stufe die Überdeckungsschicht 420 des Vergussmaterials 400 und in einer weiteren Stufe die Gehäusekörper 200 des Verbunds 100 zerteilt werden.
  • 3 zeigt eine schematische Aufsicht auf ein optoelektronisches Bauelement 600, das aus einem Teil des zerteilten Verbunds 100 gebildet ist. 4 zeigt eine schematische geschnittene Seitenansicht des optoelektronischen Bauelements 600. Das optoelektronische Bauelement 600 weist ein Gehäuse 610 auf, das durch einen Gehäusekörper 200 des Verbunds 100, einen Abschnitt des Leiterrahmens 300 und das in der Kavität 210 des Gehäusekörpers 200 und den Kanälen 220 des Gehäusekörpers 200 angeordnete Vergussmaterial 400 gebildet ist. Das Gehäuse 610 umschließt den in der Kavität 210 des Gehäusekörpers 200 angeordneten optoelektronischen Halbleiterchip 500 des optoelektronischen Bauelements 600.
  • Die Oberseite 201 des Gehäusekörpers 200 des Gehäuses 610 des optoelektronischen Bauelements 600 weist Außenkanten 202 auf, die durch Zerteilen des Verbunds 100 entlang der Trennebenen 110 gebildet worden sind. Die Kanäle 220 des Gehäusekörpers 200 des Gehäuses 610 des optoelektronischen Bauelements 600 erstrecken sich von der Kavität 210 des Gehäusekörpers 200 zu den Außenkanten 202 des Gehäusekörpers 200.
  • Das optoelektronische Bauelement 600 kann beispielsweise als SMD-Bauelement für eine Oberflächenmontage vorgesehen sein. Beispielsweise kann das optoelektronische Bauelement 600 für eine Montage durch Wiederaufschmelzlöten (Reflow-Löten) vorgesehen sein. Hierzu können an der Unterseite 302 des Leiterrahmens 300 des Gehäuses 610 des optoelektronischen Bauelements 600 zwei Lötkontaktflächen gebildet sein, die elektrisch leitend mit den beiden elektrischen Kontaktflächen des optoelektronischen Halbleiterchips 500 des optoelektronischen Bauelements 600 verbunden sind.
  • Es ist auch möglich, die in dem Verbund 100 angeordneten Gehäusekörper 200 aus einem Keramikmaterial auszubilden. In diesem Fall kann der Leiterrahmen 300 entfallen. Jeder Gehäusekörper 200 des Verbunds 100 kann in diesem Fall eingebettete elektrisch leitende Durchkontakte aufweisen, die sich zwischen dem Bodenbereich 211 der Kavität 210 des jeweiligen Gehäusekörpers 200 und einer der Oberseite 201 des jeweiligen Gehäusekörpers 200 gegenüberliegenden Unterseite des Gehäusekörpers 200 erstrecken. Die Kanäle 220 können in diesem Fall als Vertiefungen im Substrat des Gehäusekörpers 200 ausgebildet sein, die beispielsweise mittels eines Lasers oder durch Verwendung von Mehrschichtkeramiken angelegt werden können. Der übrige Aufbau und die weitere Bearbeitung entsprechen bei einem Verbund 100 derartig ausgebildeter Gehäusekörper 200 dem anhand der 1 bis 4 Beschriebenen.
  • Die Erfindung wurde anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben. Dennoch ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Beispiele eingeschränkt. Vielmehr können hieraus andere Variationen vom Fachmann abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
  • Bezugszeichenliste
    • 100
    Verbund
    101
    Oberseite
    110
    Trennebene
    200
    Gehäusekörper
    201
    Oberseite
    202
    Außenkante
    210
    Kavität
    211
    Bodenbereich
    220
    Kanal
    300
    Leiterrahmen
    301
    Oberseite
    302
    Unterseite
    400
    Vergussmaterial
    410
    Volumenabschnitt
    420
    Überdeckungsschicht
    421
    Dicke
    430
    optische Linse
    500
    optoelektronischer Halbleiterchip
    501
    Oberseite
    502
    Unterseite
    510
    Bonddraht
    600
    optoelektronisches Bauelement
    610
    Gehäuse

Claims (15)

  1. Optoelektronisches Bauelement (600) mit einem Gehäusekörper (200), wobei an einer Oberseite (201) des Gehäusekörpers (200) eine Kavität (210) ausgebildet ist, wobei an der Oberseite (201) des Gehäusekörpers (200) ein Kanal (220) ausgebildet ist, der sich von der Kavität (210) zu einer Außenkante (202) der Oberseite (201) des Gehäusekörpers (200) erstreckt.
  2. Optoelektronisches Bauelement (600) gemäß Anspruch 1, wobei an einem Bodenbereich (211) der Kavität (210) ein optoelektronischer Halbleiterchip (500) angeordnet ist.
  3. Optoelektronisches Bauelement (600) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in der Kavität (210) und dem Kanal (220) ein Vergussmaterial (400) angeordnet ist.
  4. Optoelektronisches Bauelement (600) gemäß Anspruch 3, wobei das Vergussmaterial (400) Silikon aufweist.
  5. Optoelektronisches Bauelement (600) gemäß einem der Ansprüche 3 und 4, wobei das Vergussmaterial (400) eingebettete wellenlängenkonvertierende Partikel aufweist.
  6. Optoelektronisches Bauelement (600) gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei sich das Vergussmaterial (400) über die Oberseite (201) des Gehäusekörpers (200) erstreckt und dort eine Schicht (420) bildet.
  7. Optoelektronisches Bauelement (600) gemäß Anspruch 6, wobei ein über dem Gehäusekörper (200) angeordneter Abschnitt der Schicht (420) eine Dicke (421) von weniger als 100 µm aufweist, bevorzugt eine Dicke (421) vom weniger als 50 µm.
  8. Optoelektronisches Bauelement (600) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das optoelektronische Bauelement (600) eine optische Linse (430) aufweist, die über der Kavität (210) angeordnet ist.
  9. Optoelektronisches Bauelement (600) gemäß Anspruch 8 und einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei die optische Linse (430) einstückig mit dem Vergussmaterial (400) ausgebildet ist.
  10. Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements (600) mit den folgenden Schritten: – Bereitstellen eines plattenförmigen Verbunds (100) einer Mehrzahl von Gehäusekörpern (200), wobei jeder Gehäusekörper (200) eine zu einer Oberseite (101) des Verbunds (100) geöffnete Kavität (210) aufweist, wobei die Kavitäten (210) benachbarter Gehäusekörper (200) durch zur Oberseite (101) des Verbunds (100) geöffnete Kanäle (220) verbunden sind; – Anordnen eines Vergussmaterials (400) in den Kavitäten (210) der Gehäusekörper (200); – Zerteilen des Verbunds (100).
  11. Verfahren gemäß Anspruch 10, wobei vor dem Anordnen des Vergussmaterials (400) der folgende weitere Schritt durchgeführt wird: – Anordnen eines optoelektronischen Halbleiterchips (500) an einem Bodenbereich (211) der Kavität (210) eines Gehäusekörpers (200).
  12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 und 11, wobei das Vergussmaterial (400) während des Anordnens des Vergussmaterials (400) zumindest teilweise durch die Kanäle (220) fließt.
  13. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei das Vergussmaterial (400) durch Formpressen in den Kavitäten (210) angeordnet wird.
  14. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei das Bereitstellen des plattenförmigen Verbunds (100) ein Ausbilden des Verbunds (100) durch Spritzpressen umfasst.
  15. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei das Zerteilen des Verbunds (100) entlang senkrecht zu den Kanälen (220) orientierter Trennebenen (110) erfolgt.
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