DE102011079403A1

DE102011079403A1 - Optoelektronisches Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements

Info

Publication number: DE102011079403A1
Application number: DE102011079403A
Authority: DE
Inventors: Michael Bestele; Erik Heinemann; Simon Jerebic; Jan Marfeld; Markus Pindl
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2011-07-19
Filing date: 2011-07-19
Publication date: 2013-01-24
Also published as: US20140191272A1; CN107104097B; WO2013010765A1; CN103890983B; CN103890983A; US9368700B2; TWI566440B; CN107104097A; KR20140053205A; TW201314973A

Abstract

Ein optoelektronisches Bauelement (100) weist ein Substrat (102) auf, auf dem ein Halbleiterchip (104) und ein benetzbares Attraktor-Element (106a, 106b, 106c, 106d) angeordnet sind. Ein Pigmente (110) aufweisenden Medium (108) bedeckt den freiliegenden Bereich des Substrats (102), der nicht von dem Halbleiterchip (104) und dem Attraktor-Element (106a, 106b, 106c, 106d) abgedeckt ist, zumindest bereichsweise. Das Pigmente (110) aufweisende Medium (108) benetzt den Halbleiterchip (104) und das Attraktor-Element (106a, 106b, 106c, 106d) zumindest teilweise.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelement, und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Bauelements.
Optoelektronische Bauelemente weisen einen Halbleiterchip auf, der elektromagnetische Strahlung emittieren kann. Der Halbleiterchip kann auf einem Licht absorbierenden Substrat angeordnet sein. Um die reflektiven Eigenschaften des Substrats zu verbessern bzw. zu verändern, können die freiliegenden Bereiche des Substrats mit einem Medium bedeckt sein, in das Pigmente eingebracht sind. Der Halbleiterchip ist durch das Pigmente aufweisende Medium benetzbar. Insbesondere sind die Seitenflächen des Halbleiterchips benetzbar. Bei der Benetzung ziehen die Seitenflächen des Halbleiterchips auf Grund der Oberflächenspannung das Medium hoch. Dies kann zu einer ungleichmäßigen Schichtdicke des Mediums über dem Substrat führen, wobei mit steigendem Abstand vom Halbleiterchip die Dicke des Mediums abnimmt. Eine geringe Dicke des Mediums kann nachteilig sein, da sich mit abnehmender Dicke des Pigmentgefüllten Mediums die reflektiven Eigenschaften und in der Folge die Effizienz des optoelektronischen Bauelements verschlechtern.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein optoelektronisches Bauelement sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen anzugeben, das das pigmentgefüllte Medium in einer ausreichenden Dicke über dem Substrat bereitstellt, so dass die reflektiven Eigenschaften und in der Folge die Effizienz des optoelektronischen Bauelements von einer ausreichenden Güte sind.
Diese Aufgabe wird durch ein optoelektronisches Bauelement gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 und durch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen optoelektronischen Bauelements gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 20 gelöst.
Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen des optoelektronischen Bauelements und des Verfahrens zur Herstellung des optoelektronischen Bauelements sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Beispielhafte Ausführungsformen
Verschiedene Ausführungsformen weisen ein optoelektronisches Bauelement mit einem Halbleiterchip auf, der auf einem Substrat angeordnet ist. Auf dem Substrat ist ein benetzbares Attraktor-Element angeordnet. Ein Pigmente aufweisendes Medium bedeckt den freiliegenden Bereich des Substrats, der nicht von dem Halbleiterchip und nicht von dem Attraktor-Element abgedeckt ist, zumindest bereichsweise. Das Medium benetzt den Halbleiterchip und das Attraktor-Element zumindest teilweise. Die Dicke des Mediums über dem Substrat wird durch den Einsatz des Attraktor-Elements vergrößert. Dadurch werden die reflektiven Eigenschaften des optoelektronischen Bauelements gegenüber Ausführungsformen ohne Attraktor-Element verbessert. In der Folge wird die Effizienz des optoelektronischen Bauelements erhöht. Mit anderen Worten wird der negative Einfluss des Substrats auf die optischen Eigenschaften des optoelektronischen Bauelements reduziert.
Als Substrat kann ein Keramiksubstrat, eine Metallkernplatine, ein Leadframe oder ein Kunststofflaminat verwendet werden. Das Kunststofflaminat besteht aus glasfaserverstärktem Kunststoff mit einer Metallisierung. Alle obigen Substrattypen absorbieren Licht zumindest teilweise.
Der Halbleiterchip ist wie das Attraktor-Element durch das pigmentaufweisende Medium benetzbar. Durch die Oberflächenspannung des flüssigen Mediums wird das Medium an den Seitenflächen des Halbleiterchips hochgezogen. Die vom Substrat abgewandte, Licht abstrahlende Oberfläche des Halbleiterchips darf hierbei nicht vom Medium benetzt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform basiert der Halbleiterchip auf einem III-V-Verbindungshalbleitermaterial, insbesondere auf Galliumnitrid (GaN). Der Halbleiterchip weist mindestens eine aktive Zone auf, die elektromagnetische Strahlung emittiert. Die aktiven Zonen können pn-Übergänge, Doppelheterostruktur, Mehrfach-Quantentopfstruktur (MQW), Einfach-Quantentopfstruktur (SQW) sein. Quantentopfstruktur bedeutet: Quantentöpfe (3-dim), Quantendrähte (2-dim) und Quantenpunkte (1-dim).
In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Halbleiterchip als Oberflächenemitter, insbesondere als sogenannter Dünnfilmchip, ausgebildet sein. Der Dünnfilmchip ist beispielsweise aus der Offenlegungsschrift WO 2005081319 A1 bekannt.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Medium Silikon auf. Silikon weist eine niedrige Oberflächenspannung auf. Deshalb weist Silikon eine gute Benetzbarkeit auf. Silikon ist transparent, strahlungsstabil und temperaturstabil. Besonders bevorzugt weist das Verbindungsmaterial weiches Silikon auf. Weiches Silikon weist eine Härte von etwa Shore 20 bis etwa Shore 60 auf. Weiches Silikon weist eine hohe Temperaturstabilität, eine hohe Strahlungsstabilität und eine hohe Reißdehnung auf wodurch die Gefahr von Rissbildung im Silikon minimiert wird.
Alternativ oder zusätzlich kann das Medium auch Epoxydharz oder Hybridmaterialien aufweisen.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Pigmentgefüllte Medium eine Mindestdicke über dem Substrat von wenigstens 10% der geringeren Höhe von Attraktor-Element und von Halbleiterchip über dem Substrat aufweisen. Dies ist vorteilhaft, da dadurch die Reflektivität des Pigmentgefüllten Mediums ausreichend hoch ist. Mit anderen Worten ist der negative Einfluss des Substrats auf die Reflektivität des opotoelektronischen Bauelements vernachlässigbar.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind nur die Seitenflächen des Attraktor-Elements durch das Medium benetzt. Das flüssige Medium zieht sich auf Grund der Oberflächenspannung an den Seitenflächen des Attraktor-Elements hoch. Dadurch wird der Flüssigkeitsfilm, genauer die Oberfläche der Flüssigkeit, angehoben. Dies ist vorteilhaft, da dadurch die Höhe des Mediums über dem Substrat in der Umgebung des Attraktor-Elements vergrößert wird. Die Deckfläche des Attraktor-Elements ist nicht vom Medium bedeckt. Mit anderen Worten erfolgt kein Überverguss. Vorteilhaft ist ein leichter Unterverguss des Mediums zwischen dem Halbleiterchip und dem Attraktor-Element. Bei einem leichten Unterverguss weist das vergossene Medium die Form eines Meniskus auf.
In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform kann das Attraktor-Element vollständig durch das Medium bedeckt sein. Der attraktive Effekt der Seitenflächen des Attraktor-Elements auf das flüssige Medium ist hierbei zwar geringer als in der vorigen Ausführungsform. Auch besteht die Gefahr, dass die Licht abstrahlende Oberfläche des Halbleiterchips zumindest teilweise vom Medium bedeckt ist. Allerdings kann die vollständige Bedeckung des Attraktor-Elemets durch das Medium prozesstechnische Vorteile aufweisen.
Durch eine näherungsweise homogene Schichtdicke des Pigmente aufweisenden Mediums kann die Homogenität des Farbeindrucks erhöht werden. Die Schichtdicke bestimmt den Anteil des von den Pigmenten reflektierten Lichtes zum Anteil des vom Substrat reflektierten Lichtes.
Um die Reflektivität des optoelektronischen Bauelements weiter zu erhöhen, kann das Substrat mit einem Edelmetall, wie Gold oder Silber, beschichtet sein. Besonders vorteilhaft sind Silberbeschichtungen, da Silber eine hohe Reflektivität für elektromagnetische Strahlung im gesamten sichtbaren Spektralbereich aufweist. Die Beschichtung des Substrats mit einem Edelmetall kann zusätzlich zur Erhöhung der Schichtdicke des Pigmentgefüllten Mediums erfolgen.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Attraktor-Element eine Höhe über dem Substrat von 10% bis 300%, vorzugsweise von 80% bis 120%, der Höhe des Halbleiterchips auf. Die Höhe des optoelektronischen Halbleiterchips kann zwischen etwa 40 µm und etwa 1000 µm, vorzugsweise zwischen 80 µm und 200 µm liegen. Dieser Höhenbereich für das benetzbare Attraktor-Element ist besonders vorteilhaft, da dadurch einerseits eine ausreichende Höhe des Mediums erreicht wird und andererseits die Bauhöhe des optoelektronischen Bauelements nicht negativ beeinflusst wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das optoelektronische Bauelement mindestens einen weiteren Halbleiterchip auf. Solche Multichipanordnungen sind besonders vorteilhaft, da sie eine hohe Lichtleistung aufweisen.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das optoelektronische Bauelement mindestens ein weiteres Attraktor-Element auf. Eine Mehrzahl von Attraktor-Elementen kann vorteilhaft sein, da dadurch eine notwendige minimale Dicke des Mediums auch zwischen relativ weit von einander entfernten Halbleiterchips eingehalten werden kann. Besonders vorteilhaft ist es, näherungsweise einheitliche Abstände zwischen sämtlichen Elementen, also zwischen benachbarten Halbleiterchips, benachbarten Attraktor-Elementen und zwischen benachbarten Halbleiterchips und Attraktor-Elementen einzuhalten. Beispielsweise sollte ein Attraktor-Element zwischen 2/3 und 3/2 des Abstandes von zwei benachbarten Halbleiterchips vom nächstliegenden Halbleiterchip entfernt sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann das mindestens eine Attraktor-Element um den mindestens einen Halbleiterchip angeordnet sein. Dadurch lassen sich beliebig geformte Chipanordnungen an beliebig geformte Berandungen von optoelektronischen Bauelementen anpassen.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Attraktor-Element einen Bonddraht auf. Der Bonddraht kann Gold aufweisen. Der Großteil des Bonddrahts wird durch das Pigmente aufweisende Medium benetzt. Nur die Spitze des Bonddrahts ragt aus der Flüssigkeitsoberfläche heraus. Dies ist besonders vorteilhaft, da nur ein minimaler Anteil der Reflektivität des reflektierenden Mediums verloren geht. Zudem kann der Bondraht besonders einfach durch Schweißen auf dem Substrat befestigt werden.
In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform ist der gesamte Bonddraht inklusive der Spitze von dem Medium bedeckt. Dies ist besonders vorteilhaft, da sich dadurch die Reflektivität im Vergleich zur vorigen Ausführungsform nochmals erhöht.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Attraktor-Element ein blockiges Element, insbesondere aus Silizium, Gallium Arsenid, Germanium, Kunststoff, Glas, Saphir oder Metall, wie Kupfer oder Gold, auf. Das blockige Element kann die Form eines Quaders aufweisen. Das blockige Element ist besonders vorteilhaft, da dadurch eine hohe Schichtdicke des Pigment gefüllten Mediums und damit eine hohe Reflektivität der Schicht erreichbar ist. Zudem kann das blockige Element besonders einfach durch Kleben oder Löten auf dem Substrat befestigt werden. Das blockige Element wird vorzugsweise mit der gleichen Methode auf dem Substrat befestigt wie die Halbleiterchips. Dies gewährleistet eine besonders einfache Herstellung des optoelektronischen Bauelements.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Attraktor-Element ein Begrenzungselement auf. Das Begrenzungselement kann Polybutylenterephthalat (PBT), aufweisen. Polybutylenterephthalat kann weiß oder eingefärbt sein. Es ist durch ein Medium wie Silikon benetzbar, elektrisch isolierend, weist eine hohe Reflektivität für elektromagnetische Strahlung im gesamten sichtbaren Spektralbereich auf und ist hitzebeständig. Das Begrenzungselement kann um den mindestens einen Halbleiterchip angeordnet sein. Das Begrenzungselement ist besonders vorteilhaft, da dadurch Anordnungen von Halbleiterchips an verschiedene Berandungen des optoelektronischen Bauelements angepasst werden können.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Attraktor-Element ein Begrenzungselement mit einer Innenstruktur auf. Das Begrenzungselement und die Innenstruktur sind einstückig ausgebildet. Die Kombination von Begrenzungselement und Innenstruktur in einem Attraktor-Element ist besonders vorteilhaft, da eine Anordnung von Halbleiterchips an beliebige Berandungen des optoelektronischen Bauelements angepasst werden können und zugleich eine Attraktor-Struktur zwischen den Halbleiterchips platziert werden kann. Das Attraktor-Element kann in einem einzigen Prozessschritt aufgebracht werden.
Die einstückige Kombination von Begrenzungselement und Innenstruktur weist Polybutylenterephthalat (PBT) auf.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Innenstruktur des Attraktor-Elements die Form eines Gitters auf. Diese regelmäßige Struktur ist besonders vorteilhaft, da die Abstände von den Halbleiterchips zum Attraktor-Element näherungsweise einheitlich sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Medium weiße Pigmente auf. Die weißen Pigmente dienen dazu, elektromagnetische Strahlung aus dem gesamten sichtbaren Spektralbereich zu reflektieren. Mit anderen Worten sind weiße Pigmente breitbandig hoch reflektiv. Ziel ist es, möglichst viel weißes Licht zu reflektieren. Als weiße Pigmente können Pigmente aus Titandioxid (TiO₂) und/oder aus Aluminiumoxid (Al₂O₃) und/oder aus Zirkoniumoxid (ZrO) verwendet werden. Die Abhängigkeit der Reflektivität des Pigmentgefüllten Mediums von der Schichtdicke des Pigmentgefüllten Mediums ist nicht linear. Bei Schichtdicken zwischen etwa 1 µm und 20 µm steigt die Reflektivität stark an. Bei Schichtdicken zwischen 50 µm und 100 µm nimmt die Reflektivität nur noch unwesentlich zu. Vorzugsweise sollte die minimale Schichtdicke bei mindestens etwa 20 µm liegen. Für einen 200 µm dicken Halbleiterchip wären dies 10% der Höhe des Halbleiterchips.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Medium schwarze Pigmente auf. Die schwarzen Pigmente können Russpartikel oder Graphitpartikel sein. Die Reflektivität des Mediums kann auf verschwindende Werte abfallen. Dies ist besonders vorteilhaft, da dadurch ein hoher Kontrast zwischen dem Halbleiterchip und der den Halbleiterchip umgebenden Substratfläche erreichbar ist. Eine große Dicke des mit schwarzen Pigmenten gefüllten Mediums zwischen und um die Halbleiterchips und zwischen und um die Attraktor-Elemente verstärkt den Schwarzeindruck.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Medium bunte Pigmente auf. Die bunten Pigmente können rötliche Eisenoxidpigmente aufweisen. Durch den Einsatz bunter Pigmente werden nur bestimmte Wellenlängen des sichtbaren Lichtes reflektiert. Fällt weißes Licht auf das Medium, das mit roten Pigmenten gefüllt ist, wird vorwiegend rotes Licht reflektiert. Besonders vorteilhaft an einem ausreichend dicken Medium mit bunten Pigmenten ist es, dass eine hohe Farbhomogenität erreicht werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform liegen die Pigmente in einer Konzentration von bis zu 70% vorzugsweise von 25% bis 35% Gewichtsprozent, in dem Medium vor. Je höher die Konzentration von weißen Pigmenten, desto höher ist die Reflektivität des Mediums für weißes Licht. Je höher die Konzentration von bunten Pigmenten, desto intensiver ist der Farbeindruck des Mediums.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist auf der vom Substrat abgewandten Fläche des Halbleiterchips, auf der vom Substrat abgewandten Fläche des Attraktor-Elements und auf dem Medium eine Leuchtstoffpartikel aufweisende Schicht aufgebracht. Die Leuchtstoffpartikel aufweisende Schicht kann als Matrixmaterial Silikon aufweisen. Die Leuchtstoffpartikel können Phosphore aufweisen. Als Phosphore können Lanthan dotiertes Yttriumoxid (Y₂O₃-La₂O₃), Yttrium Aluminium Granat (Y₃Al₅O₁₂-YAG), Dysprosiumoxid (Dy₂O₃), Aluminium Oxynitrid (Al₂₃O₂₇N₅) oder Aluminium Nitrid (AlN) in einer Konzentration von etwa 5 bis etwa 15 Gewichtsprozent vorliegen. Yttrium Aluminium Granat beispielsweise wandelt blaues Licht in länger welliges Licht aus dem gelb-grünen Spektralbereich.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist auf der vom Substrat abgewandten Fläche des Halbleiterchips, auf der vom Substrat abgewandten Fläche des Attraktor-Elements und auf dem Medium eine Diffusorpartikel aufweisende Schicht aufgebracht. Die Diffusorpartikel streuen Licht ohne seine Wellenlänge zu beeinflussen und sorgen für die Mischung des Lichtes. Die Diffusorpartikel können Aluminiumoxid (Al₂O₃) aufweisen.
Diffusorpartikel und Leuchtstoffpartikel wechselwirken mit dem vom Halbleiterchip emittiertem Licht und streuen einen Teil dieses Lichts in das mit Pigmenten gefüllte Medium zurück. Im Falle eines Mediums mit weißen Pigmenten wird das zurück gestreute Licht von den weißen Pigmenten reflektiert und kann zumindest teilweise aus dem optoelektronischen Bauelement ausgekoppelt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist auf der vom Substrat abgewandten Fläche des Halbleiterchips, auf der vom Substrat abgewandten Fläche des Attraktor-Elements und auf dem Medium eine Leuchtstoffpartikel aufweisende Schicht aufgebracht. Auf der Leuchtstoffpartikel aufweisenden Schicht ist eine Diffusorpartikel aufweisende Schicht aufgebracht.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist auf der vom Substrat abgewandten Fläche des Halbleiterchips, auf der vom Substrat abgewandten Fläche des Attraktor-Elements und auf dem Medium eine Schicht aufgebracht, die sowohl Leuchtstoffpartikel als auch Diffusorpartikel aufweist.
In einer alternativen, bevorzugten Ausführungsform ist auf der vom Substrat abgewandten, Licht abstrahlenden Oberfläche des Halbleiterchips ein Konverterplättchen aufgebracht. Das Konverterplättchen kann aus einem keramischen Matrixmaterial bestehen, in das Leuchtstoffpartikel eingebracht sind. Auf das Konverterplättchen, auf die vom Substrat abgewandte Fläche des Attraktor-Elements und auf das Medium kann eine Diffusorpartikel aufweisende Schicht aufgebracht sein.
Verschiedene Ausführungsformen weisen ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements auf. Zunächst wird ein Substrat bereitgestellt auf dem ein Halbleiterchip angeordnet ist. Weiter wird auf dem Substrat ein benetzbares Attraktor-Element angeordnet. Danach wird zumindest bereichsweise ein Pigmente aufweisendes, flüssiges Medium auf den freiliegenden Bereich des Substrats aufgebracht, der nicht von dem Halbleiterchip und dem Attraktor-Element abgedeckt ist. Anschließend wird das flüssige Medium ausgehärtet.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird das flüssige Medium durch Dispensen, insbesondere durch Jetten, auf das Substrat aufgebracht.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird nach dem Aushärten des Pigmente aufweisenden Mediums eine Diffusorpartikel aufweisende Schicht auf die vom Substrat abgewandte Fläche des Halbleiterchips, auf die vom Substrat abgewandte Fläche des Attraktor-Elements und auf das ausgehärtete Medium aufgebracht.
In einer alternativen, bevorzugten Ausführungsform wird nach dem Aushärten des Pigmente aufweisenden Mediums eine Leuchtstoffpartikel aufweisende Schicht auf die vom Substrat abgewandte Fläche des Halbleiterchips, auf die vom Substrat abgewandte Fläche des Attraktor-Elements und auf das ausgehärtete Medium aufgebracht.
In einer weiteren, alternativen, bevorzugten Ausführungsform wird nach dem Aushärten des Pigmente aufweisenden Mediums zunächst eine Leuchtstoffpartikel aufweisende Schicht auf die vom Substrat abgewandten Flächen des Halbleiterchips und des Attraktor-Elements sowie auf das ausgehärtet Medium aufgebracht. Anschließend wird eine Diffusorpartikel aufweisende Schicht aufgebracht.
In einer weiteren, alternativen, bevorzugten Ausführungsform wird nach dem Aushärten des Pigmente aufweisenden Mediums auf die vom Substrat abgewandten Flächen des Halbleiterchips und des Attraktor-Elements sowie auf das ausgehärtet Medium eine Schicht aufgebracht, die sowohl Leuchtstoffpartikel als auch Diffusorpartikel aufweist.
In einer weiteren, alternativen, bevorzugten Ausführungsform wird nach dem Aushärten des Pigmente aufweisenden Mediums zunächst ein Konverterplättchen auf den Halbleiterchip aufgebracht. Anschließend wird auf das Konverterplättchen, auf die vom Substrat abgewandte Fläche des Attraktor-Elements sowie auf das ausgehärtet Medium eine Diffusorpartikel aufweisende Schicht aufgebracht.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Verschiedene Ausführungsbeispiele werden im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und zum besseren Verständnis übertrieben groß oder verkleinert dargestellt sein.
1a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines bekannten optoelektronischen Bauelements in Draufsicht;
1b zeigt das Ausführungsbeispiel des bekannten optoelektronischen Bauelements aus 1a in Schnittansicht;
2a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements in Draufsicht;
2b zeigt das Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Bauelements aus 2a in Schnittansicht;
3a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements in Draufsicht;
3b, 3c und 3d zeigen Ausführungsbeispiele des optoelektronischen Bauelements aus 3a in Schnittansicht;
4a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements in Draufsicht;
4b zeigt das Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Bauelements aus 4a in Schnittansicht;
5a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements in Draufsicht;
5b zeigt das Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Bauelements aus 5a in Schnittansicht;
6a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements in Draufsicht;
6b zeigt das Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Bauelements aus 6a in Schnittansicht;
7a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements in Draufsicht;
7b zeigt das Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Bauelements aus 7a in Schnittansicht;
8a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements in Draufsicht;
8b zeigt das Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Bauelements aus 8a in Schnittansicht;
9a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements in Draufsicht;
9b zeigt das Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Bauelements aus 9a in Schnittansicht;
10a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements in Schnittansicht;
10b zeigt ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements in Schnittansicht;
10c zeigt ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements in Schnittansicht;
10d zeigt ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements in Schnittansicht.
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
1a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines bekannten optoelektronischen Bauelements 100 in Draufsicht. Auf einem in Draufsicht nicht sichtbaren Substrat sind vier Halbleiterchips 104 regelmäßig angeordnet. Der freiliegende Bereich des Substrats zwischen und um die vier Halbleiterchips 104 ist vollständig mit einem Medium 108 bedeckt, das Pigmente 110 aufweist. Das Medium 108 kann Silikon aufweisen. Die Pigmente 110 können weiße Pigmente aus Titandioxid sein. Das optoelektronische Bauelement weist einen definierten Rand 118 auf. Auf dem Pigmente 110 aufweisenden Medium 108 können Schichten aufgebracht sein, die Leuchtstoffpartikel und/oder Diffusorpartikel aufweisen. Der Übersichtlichkeit halber sind diese Schichten in 1a nicht dargestellt. Es ist eine Schnittachse 120 eingezeichnet entlang derer die Schnittansicht des optoelektronischen Bauelements 100 in 1b dargestellt ist.
1b zeigt das Ausführungsbeispiel des bekannten optoelektronischen Bauelements aus 1a in Schnittansicht. In der Schnittansicht sind zwei Halbleiterchips 104 erkennbar, die auf einem Substrat 102 angeordnet sind. Das Substrat 102 kann Keramik aufweisen. Das Keramiksubstrat 102 absorbiert elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Spektralbereich. Um die reflektiven Eigenschaften des Substrats 102 zu verändern, ist auf dem Substrat 102 ein Medium 108 aufgebracht das Pigmente 110 enthält. Die Pigmente 110 können weiße Pigmente sein. Das Pigmente 110 aufweisende Medium 108 benetzt die Seitenflächen der Halbleiterchips 104 vollständig; zwischen den Halbleiterchips 104 und zwischen dem Halbleiterchips 104 und dem Rand 118 ist das Medium 108 in Form eines Untervergusses in Meniskusform angeordnet. Der Abstand zwischen den Halbleiterchips 104 ist so groß, dass das Medium 108 an seiner dünnsten Stelle 112, in der Mitte zwischen den beiden Halbleiterchips 104, eine Höhe über dem Substrat 102 von weniger als 10 % der Höhe der Halbleiterchips 104 aufweist. Dies hat zur Folge, dass das Keramiksubstrat 102 zwischen den Halbleiterchips durch das Medium durchscheint. Mit anderen Worten ist die Reflektivität des Mediums 108 reduziert. Auf das Medium 108 auftreffende elektromagnetische Strahlung aus dem sichtbaren Spektralbereich wird vermehrt vom Substrat absorbiert und kann damit nicht mehr aus dem optoelektronischen Bauelement ausgekoppelt werden. Die Effizienz des optoelektronischen Bauelements nimmt ab.
Diese auftreffende Strahlung ist rück gestreutes Licht aus Schichten 114, 116, die auf dem Pigmentgefüllten Medium 108 aufgebracht sind. Eine Leuchtstoffpartikel 124 aufweisende Schicht 114 ist unmittelbar auf dem Pigmentgefüllten Medium 108 aufgebracht. Als Leuchtstoffe kommen Phosphore wie Yttrium Aluminium Granat (YAG) zum Einsatz, die die von den Halbleiterchips 104 emittierte blaue Primärstrahlung in länger wellige gelb-grüne Sekundärstrahlung wandeln. Auf der Leuchtstoffpartikel 124 aufweisenden Schicht 114 ist eine Diffusorpartikel 122 aufweisende Schicht 116 aufgebracht. Als Diffusorpartikel 122 kommt Aluminiumoxid (Al₂O₃) zum Einsatz. Die Diffusorpartikel wechselwirken mit der blauen Primärstrahlung und der gelben Sekundärstrahlung ohne deren Wellenlänge zu verändern. Die Diffusorpartikel 122 aufweisende Schicht 116 dient zur Mischung von Primärstrahlung und Sekundärstrahlung. Die Leuchtstoffpartikel 124 und die Diffusorpartikel 122 strahlen Licht in alle Raumrichtungen ab. Deshalb trifft ein Teil der blauen Primärstrahlung und ein Teil der gelben Sekundärstrahlung auf das mit Pigmente 110 gefüllte Medium 108. Da das vergossene, Pigmente 110 aufweisende, Medium 108 zwischen den Halbleiterchips 104 sehr dünn ist, passiert ein Teil der rückgestreuten Primär- und Sekundärstrahlung das Medium ohne von einem weißen Pigment 110 reflektiert zu werden. Dieser Anteil kann vom Substrat 102 absorbiert werden.
Der Übersichtlichkeit halber sind in den 2a, 2b, 3a, 3b, 3c, 3d, 4a, 4b, 5a, 5b, 6a, 6b, 7a, 7c, 8a, 8b, 9a und 9b keine Leuchtstoffpartikel 124 oder Diffusorpartikel 122 aufweisenden Schichten 114, 116 dargestellt. Das Zusammenwirken von Leuchtstoffpartikel 124 und/oder Diffusorpartikel 122 aufweisenden Schichten 114, 115, 116 mit dem Pigmente 110 aufweisendem Medium 108 ist in den 10a, 10b, 10c und 10d dargestellt.
2a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements in Draufsicht. Das optoelektronische Bauelement weist eine quadratische oder zumindest eine rechteckige Form mit einer linearen Berandung 118 auf. Auf einem in Draufsicht nicht sichtbaren Substrat sind vier Halbleiterchips 104 regelmäßig angeordnet. Zudem ist mittig ein benetzbares Attraktor-Element 106a auf dem Substrat angeordnet. Das Attraktor-Element 106a ist also zwischen den Halbleiterchips 104 angeordnet. Das Attraktor-Element hat zu jedem der vier Halbleiterchips 104 in etwa den gleichen Abstand. Das Attraktor-Element (106a) ist ein Bonddraht. Der Bonddraht ist aus Gold.
Das optoelektronische Bauelement weist einen definierten Rand 118 auf. Der freiliegende Bereich des Substrats zwischen und um die vier Halbleiterchips 104 ist vollständig mit einem Medium 108 bedeckt, das Pigmente 110 aufweist. Das Medium 108 kann Silikon aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann das Medium 108 Epoxydharz oder ein Hybridmaterial aufweisen. Die Pigmente 110 können weiße Pigmente sein. Die weißen Pigmente können Titandioxid (TiO₂) und/oder Aluminiumoxid (Al₂O₃) und/oder Zirkoniumoxid (ZrO) aufweisen. Alternativ können die Pigmente 110 schwarzen Pigmente, insbesondere Russpartikeln oder Graphitpartikeln, sein. Alternativ können die Pigmente 110 bunte Pigmente, insbesondere Eisenoxidpigmente, sein.
2b zeigt das Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Bauelements aus 2a in Schnittansicht entlang einer Schnittachse 120. Zwischen den beiden Halbleiterchips 104 ist der Bonddraht als das benetzbare Attraktor-Element 106 auf dem Substrat 102 angeordnet. Das Substrat 102 kann ein Keramiksubstrat, eine Metallkernplatine, ein Leadframe oder ein Kunststofflaminat sein. Das Pigmente 110 aufweisende Medium 108 benetzt den Bonddraht 106a nahezu vollständig. Nur die Spitze des Bonddrahtes 106a ragt geringfügig aus dem Medium 108 heraus. Deshalb ist der Einfluss des Bonddrahts 106a auf die reflektiven Eigenschaften des Mediums 108 minimal. Das Pigmente 110 aufweisende Medium 108 weist eine Mindestdicke 112 über dem Substrat 102 von wenigstens 10% der geringeren Höhe von Attraktor-Element 106a und von Halbleiterchip 104 über dem Substrat 102 auf. In 2b weist der Bonddraht 106a in etwa die gleiche Höhe auf wie die benachbarten Halbleiterchips 104. In der vorliegenden 2b beträgt die Mindestdicke 112 etwa 60% der Höhe der benachbarten Halbleiterchips 104. Diese große Dicke des Mediums 108 gewährleistet, dass die reflektiven Eigenschaften des optoelektronischen Bauelements durch das darunterliegende Substrat 102 nicht oder kaum beeinflusst werden. Im Falle von weißen Pigmenten 110 wird ein Großteil, der auf das Medium einfallenden elektromagnetischen Strahlung reflektiert. Die Verluste durch Absorption der elektromagnetischen Strahlung durch das Substrat sind minimiert. Die Pigmente 110 liegen in einer Konzentration von bis zu 70% vorzugsweise von 25% bis 35% Gewichtsprozent, in dem Medium 108 vor. Die Mindestdicke 112 des Pigmente 110 aufweisenden Mediums 108 ist zwischen dem Bondraht 106a und den Halbleiterchips 104 und zwischen den Halbleiterchips 104 und dem Rand 118 des optoelektronischen Bauelements in etwa gleich groß. Dies gewährleistet, dass die gesamte Fläche des optoelektronischen Bauelements eine in etwa einheitliche Reflektivität aufweist. Dies führt im Fall von weißen Pigmenten zu einer Orts unabhängigen, homogenen Helligkeit des optoelektronischen Bauelements.
3a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements in Draufsicht. Das Attraktor-Element 106b ist ein blockiges Element. Das blockige Attraktor-Element 106b kann Silizium, Gallium Arsenid, Germanium, Kunststoff, Glas, Saphir oder Metall, wie Kupfer oder Gold, aufweisen. Das Attraktor-Element 106b ist mittig zwischen den vier Halbleiterchips 104 angeordnet.
3b zeigt das Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Bauelements aus 3a in Schnittansicht. Das blockige Element 106b weist die gleiche Höhe über dem Substrat 102 auf wie die Halbleiterchips 104. Die Mindestdicke 112 beträgt etwa 60% der Höhe des blockigen Elements 106b bzw. der Höhe der Halbleiterchips 104. Die Seitenflächen des blockigen Attraktor-Elements 106b sind durch das Medium 108 vollständig benetzt. Im Übrigen entspricht das Ausführungsbeispiel dem in 2b dargestellten Ausführungsbeispiel.
3c zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Bauelements aus 3a in Schnittansicht. Das Attraktor-Element 106b weist eine Höhe über dem Substrat 102 von etwa 130% der Höhe des Halbleiterchips 104 auf. Die Mindestdicke 112 des Pigment 110 gefüllten Mediums 108 ist größer als die Mindestdicke 112 im in 3b gezeigten Ausführungsbeispiel. Durch die größere Dicke des Pigment 110 gefüllten Mediums 108 wird der Einfluss des Substrats auf die reflektiven Eigenschaften des optoelektronischen Bauelements gegenüber dem Ausführungsbeispiel von 3b weiter reduziert. Im Falle von weißen Pigmenten 110 wird die auf das Medium 108 einfallende elektromagnetische Strahlung nahezu vollständig reflektiert. Die Verluste durch Absorption der Strahlung durch das Substrat 102 werden minimiert.
3d zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Bauelements aus 3a in Schnittansicht. Das Attraktor-Element 106b weist eine Höhe über dem Substrat 102 von etwa 60% der Höhe des Halbleiterchips 104 auf. Die Mindestdicke 112 des Pigment 110 gefüllten Mediums 108 ist kleiner als die Mindestdicke 112 bei den in 3b und 3c gezeigten Ausführungsbeispielen. Jedoch ist die Dicke des Mediums 108 ausreichend, um zu gewährleisten, dass die reflektiven Eigenschaften des optoelektronischen Bauelements vom Substrat 102 nur wenig beeinflusst werden.
In nicht gezeigten Ausführungsbeispielen kann die Höhe des Attraktorelements zwischen 10% bis 300%, vorzugsweise von 80% bis 120%, der Höhe des Halbleiterchips 104 aufweisen.
4a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements in Draufsicht. Der Licht emittierende Halbleiterchip 104 ist mittig auf dem Substrat des optoelektronischen Bauelements angeordnet. Vier blockige Attraktor-Elemente 106b sind in regelmäßigen Abständen um den Halbleiterchip angeordnet. Im Übrigen entspricht das Ausführungsbeispiel dem in 3a gezeigten Ausführungsbeispiel.
4b zeigt das Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Bauelements aus 4a in Schnittansicht. Der Halbleiterchip 104 ist mittig zwischen den blockigen Attraktor-Elementen 106b auf dem Substrat 102 angeordnet. Im Übrigen entspricht das Ausführungsbeispiel dem in 3b gezeigten Ausführungsbeispiel.
5a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements in Draufsicht. Die Halbleiterchips sind auf dem Substrat jeweils in der Nähe der Ecken des optoelektronischen Bauelements angeordnet. Eine Vielzahl von Attraktor-Elementen 106a ist in regelmäßiger Weise auf dem Substrat zwischen den Halbleiterchips 104 angeordnet. Es ergibt sich ein Feld von Bonddrähten 106a. Im Übrigen entspricht das Ausführungsbeispiel dem in 2a gezeigten Ausführungsbeispiel.
5b zeigt das Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Bauelements aus 5a in Schnittansicht. Entlang der Schnittachse 120 sind vier Bonddrähte 106a in etwa äquidistant zwischen zwei Halbleiterchips 104 angeordnet. Die Mindestdicke 112 des Mediums 108 liegt bei etwa 60% der Höhe des nächstliegenden Halbleiterchips 104 bzw. des nächstliegenden Bonddrahtes 106a. Im Übrigen entspricht das Ausführungsbeispiel dem in 2b gezeigten Ausführungsbeispiel.
6a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements in Draufsicht. Die Berandung 118 des optoelektronischen Bauelements ist rund. Im Zentrum ist eine Vielzahl von Halbleiterchips 104 in einer rechteckigen Form angeordnet. Um die Halbleiterchips 104 ist ein Feld von Bonddrähten 106a in regelmäßigen Abständen zueinander und zu den Halbleiterchips 104 angeordnet. Das Ausführungsbeispiel zeigt die Anpassung einer rechteckigen Anordnung von Halbleiterchips 104 an eine runde Berandung 118 bei optoelektronischen Bauelementen. Im Übrigen entspricht das Ausführungsbeispiel dem in 2a gezeigten Ausführungsbeispiel.
6b zeigt das Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Bauelements aus 6a in Schnittansicht. Entlang der Schnittachse 120 sind drei Halbleiterchips 104 näherungsweise äquidistant zwischen zwei Bonddrähten 106a angeordnet. Im Übrigen entspricht das Ausführungsbeispiel dem in 2b gezeigten Ausführungsbeispiel.
7a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements in Draufsicht. Dieses Ausführungsbeispiel ist ein zum Ausführungsbeispiel von 6a alternatives Ausführungsbeispiel. Die Berandung 118 des optoelektronischen Bauelements ist rund. Dieses Ausführungsbeispiel dient zur Anpassung rechteckiger Chipanordnungen an runde Berandungen. Im Zentrum ist eine Vielzahl von Halbleiterchips 104 in einer rechteckigen Form angeordnet. Das Attraktor-Element 106c ist ein Begrenzungselement und ist um das rechteckige Feld aus Halbleiterchips 104 angeordnet. Das Begrenzungselement 106c umschließt das Feld aus Halbleiterchips 104 vollständig. Das Begrenzungselement 106c besteht aus Polybutylenterephthalat (PBT).
7b zeigt das Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Bauelements aus 7a in Schnittansicht. Entlang der Schnittachse 120 sind drei Halbleiterchips 104 näherungsweise äquidistant zueinander in der Aussparung des Begrenzungselements 106c angeordnet. Das Begrenzungselement 106c weist einen Sockel auf, der in etwa die gleiche Höhe wie die Halbleiterchips 104 hat. Der umlaufende Sockel des Begrenzungselements 106c wird durch einen erhabenen, umlaufenden Rand 118 eingefasst.
8a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements in Draufsicht. Es ist eine unregelmäßige Anordnung von Halbleiterchips 104 auf einem Substrat gezeigt, das eine runde Berandung 118 aufweist. Das Begrenzungselement 106c weist zu den Halbleiterchips 104 hin eine gewinkelte Form auf. Diese Form gewährleistet, dass der Abstand zwischen den Halbleiterchips 104 und dem Attraktor-Element 106c für jeden Halbleiterchip 104 in etwa gleich ist. Im Übrigen entspricht das Ausführungsbeispiel dem in 7a gezeigten Ausführungsbeispiel.
8b zeigt das Ausführungsbeispiel des optoelektronischen Bauelements aus 8a in Schnittansicht. Durch das ungleichmäßig geformte Begrenzungselement 106c wird erreicht, dass die Mindestdicke 112 des Mediums 108 zwischen allen Halbleiterchips 104 und dem Begrenzungselement 106c in etwa gleich ist. Dies gewährleistet einheitliche reflektive Eigenschaften über die gesamte Erstreckung des optoelektronischen Bauelements. Im Übrigen entspricht das Ausführungsbeispiel dem in 7b gezeigten Ausführungsbeispiel.
9a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements in Draufsicht. Die Berandung 118 des optoelektronischen Bauelements ist rund. Dieses Ausführungsbeispiel dient zur Anpassung rechteckiger Chipanordnungen an runde Berandungen. Das einstückig ausgebildete Attraktor-Element 106d weist ein Begrenzungselement 106d.1 und eine gitterförmige Innenstruktur 106d.2 auf. Durch die gitterförmige Innenstruktur 106d.2 werden zwischen den Halbleiterchips 104 regelmäßig angeordnete Stege ausgebildet. Das Begrenzungselement 106d.1 ist um das rechteckige Feld aus Halbleiterchips 104 angeordnet. Das Begrenzungselement 106d.1 und die gitterförmige Innenstruktur 106d.2 bestehen aus Polybutylenterephthalat (PBT).
9b zeigt das Ausführungsbeispiel aus 9a in Schnittansicht. Entlang der Schnittachse 120 sind drei Halbleiterchips 104 in den Aussparungen des Attraktor-Elements 106d angeordnet. Das Begrenzungselement 106d.1 weist einen Sockel auf, der in etwa die gleiche Höhe wie die Halbleiterchips 104 hat. Der umlaufende Sockel des Begrenzungselements 106d.1 wird durch einen erhabenen, umlaufenden Rand 118 eingefasst. Zwischen den Halbleiterchips 104 ist eine Innenstruktur 106d.2 derart angeordnet, dass der Abstand der Halbleiterchips 104 zum Begrenzungselement 106d.1 und zur Innenstruktur 106d.2 in etwa einheitlich ist. Durch diese einheitlichen Abstände wird erreicht, dass die Mindestdicke 112 des Mediums 108 zwischen den Halbleiterchips 104 und dem Attraktor-Element 106d.1, 106d.2 an allen Orten in etwa gleich groß ist.
10a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements in Schnittansicht. Das Ausführungsbeispiel in 10a ist eine Weiterbildung des in 3b gezeigten Ausführungsbeispiels. Bei den Pigmenten 110 handelt es sich um weiße Pigmente. Über dem Medium 108, über den Halbleiterchips 104 und über dem blockigen Attraktor-Element 106b ist eine Leuchtstoffpartikel 124 aufweisende Schicht 114 aufgebracht. Die Leuchtstoffpartikel können Yttrium Aluminium Granat (YAG) aufweisen. Die Halbleiterchips 104 emittieren blaues Primärlicht. Ein Teil des Primärlichtes wird durch die Leuchtstoffpartikel 124 in Sekundärlicht aus dem gelb-grünen Spektralbereich gewandelt. Ein Teil des blauen Primärlichtes und des gelb-grünen Sekundärlichtes wird auf das Medium 108 zurückgestreut. Die weißen Pigmente 110 reflektieren Primär- und Sekundärlicht Gleichermaßen. Das reflektierte Primär- und Sekundär-licht können aus dem optoelektronischen Bauelement ausgekoppelt werden. Die Lichtleistung des optoelektronischen Bauelements kann durch den Einsatz des mit weißen Pigmenten 110 gefüllten Mediums 108 mit einer Mindestdicke 112 von 10% der Höhe des benachbarten Halbleiterchips 104 oder des benachbarten Attraktor-Elements 106b deutlich erhöht werden.
10b zeigt ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements in Schnittansicht. 10b ist eine Weiterbildung des Ausführungsbeispiels in 10a. Auf die Leuchtstoffpartikel 124 aufweisende Schicht 114 ist eine Diffusorpartikel 122 aufweisende Schicht 116 aufgebracht. Die Diffusorpartikel 122 weisen Aluminiumoxid (Al₂O₃) auf. Die Diffusorpartikel 122 streuen sowohl Primär- als auch Sekundärlicht ohne die Wellenlänge des Lichtes zu verändern. Die Schicht 116 dient zur besseren Mischung von Primär- und Sekundärlicht. Im Falle von blauem Primär- und gelbem Sekundärlicht strahlt das optoelektronische Bauelement homogenes weißes Licht homogen über die gesamte Oberfläche des optoelektronischen Bauelements ab.
10c zeigt ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements in Schnittansicht. 10c zeigt eine zu den in den 10a und 10b dargestellten Ausführungsbeispielen alternative Ausführungsform. Hierbei ist jeweils ein Konverterplättchen 126 unmittelbar auf die vom Substrat abgewandte Fläche der Halbleiterchips 104 aufgebracht. Die Konverterplättchen 126 sind als konvertergefüllte Silikonplättchen ausgebildet. Als Konverter dienen Leuchtstoffpartikel 114. Der Leuchtstoff kann in das Silikonplättchen eingebettet sein. Alternativ kann das Plättchen als gesintertes Keramikplättchen ausgebildet sein, bei dem der Leuchtstoff in das Keramikplättchen eingebettet ist. Die Leuchtstoffteilchen weisen phosphoreszente Materialien auf. Die phosphoreszenten Materialien können Yttrium Aluminium Granat oder Orthosilikate aufweisen. Der sogenannte Layertransfer ist exemplarisch in WO 2010017831 beschrieben. Diese sogenannte chipnahe Konversion ist vorteilhaft, da die Konversion der elektromagnetischen Strahlung in einer Fokus-Ebene mit dem Chip erfolgt. Die Diffusorpartikel 122 aufweisende Schicht 116 ist unmittelbar auf die Konverterplättchen 126, auf das Attraktor-Element 106b und auf das Pigment 110 gefüllte Medium 108 aufgebracht. Diese Schicht 116 mischt das blaue Primärlicht und das gelb-grüne Sekundärlicht. Es ergibt sich wiederum homogenes weißes Licht, das homogen über die Fläche des optoelektronischen Bauelements abgestrahlt wird.
10d zeigt ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauelements in Schnittansicht. 10d zeigt eine zu den in den 10a, 10b und 10c dargestellten Ausführungsbeispielen alternative Ausführungsform. Statt zweier separater Schichten 114 und 116 ist eine einzige Schicht 115 vorgesehen, die sowohl Leuchtstoffpartikel 124 als auch Diffusorpartikel 122 aufweist. Die Leuchtstoffpartikel 124 und die Diffusorpartikel 122 sind in der Schicht 115 durchmischt und näherungsweise homogen verteilt.
Bezugszeichenliste

100: optoelektronisches Bauelement
102: Substrat
104: Halbleiterchip
106a: Attraktor-Element als Bonddraht
106b: Attraktor-Element als blockiges Element
106c: Attraktor-Element als Begrenzungselement
106d: Attraktorelement als Begrenzungselement mit Innenstruktur
106d.1: Begrenzungselement des Attraktor-Elements 106d
106d.2: Innenstruktur des Attraktor-Elements 106d
108: Medium
110: Pigmente im Medium
112: Mindestdicke des Mediums
114: Leuchtstoffpartikel 124 aufweisende Schicht
115: Leuchtstoffpartikel 124 und Diffusorpartikel
122: aufweisende Schicht
116: Diffusorpartikel 122 aufweisende Schicht
118: Rand des optoelektronischen Bauelements
120: Schnittachse
122: Diffusorpartikel
124: Leuchtstoffpartikel
126: Konverterplättchen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2005081319 A1 [0010]
WO 2010017831 [0095]

Claims

Optoelektronisches Bauelement (100) mit: – einem Substrat (102), – einem auf dem Substrat (102) angeordneten Halbleiterchip (104), – einem auf dem Substrat (102) angeordneten benetzbaren Attraktor-Element (106a, 106b, 106c, 106d), – einem Pigmente (110) aufweisenden Medium (108), das den freiliegenden Bereich des Substrats (102), der nicht von dem Halbleiterchip (104) und dem Attraktor-Element (106a, 106b, 106c, 106d) abgedeckt ist, zumindest bereichsweise bedeckt und das den Halbleiterchip (104) und das Attraktor-Element (106a, 106b, 106c, 106d) zumindest teilweise benetzt.
Optoelektronisches Bauelement gemäß Anspruch 1, wobei das Pigmente (110) aufweisende Medium (108) eine Mindestdicke (112) über dem Substrat (102) von wenigstens 10% der geringeren Höhe von Attraktor-Element (106a, 106b, 106c, 106d) und von Halbleiterchip (104) über dem Substrat (102) aufweist.
Optoelektronisches Bauelement gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei mindestens eine Seitenfläche des Attraktor-Elements (106a, 106b, 106c, 106d) durch das Medium (108) benetzt ist.
Optoelektronisches Bauelement gemäß einem der vorigen Ansprüche, wobei das Attraktor-Element (106a, 106b, 106c, 106d) eine Höhe über dem Substrat (102) von 10% bis 300%, vorzugsweise von 80% bis 120%, der Höhe des Halbleiterchips (104) aufweist.
Optoelektronisches Bauelement gemäß einem der vorigen Ansprüche mit mindestens einem weiteren Halbleiterchip (104) und/oder mindestens einem weiteren Attraktor-Element (106a, 106b, 106c, 106d).
Optoelektronisches Bauelement gemäß Anspruch 5, wobei das mindestens eine Attraktor-Element (106a, 106b, 106c, 106d), zwischen den Halbleiterchips (104) angeordnet ist.
Optoelektronisches Bauelement gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei das mindestens eine Attraktor-Element (106a, 106b, 106c, 106d) um den mindestens einen Halbleiterchip (104) angeordnet ist.
Optoelektronisches Bauelement gemäß einem der vorigen Ansprüche, wobei das Attraktor-Element (106a) einen Bonddraht, insbesondere aus Gold, aufweist.
Optoelektronisches Bauelement gemäß einem der vorigen Ansprüche, wobei das Attraktor-Element (106b) als blockiges Element ausgebildet ist, das wenigstens eines der folgenden Materialien aufweist: – Silizium, – Gallium Arsenid, – Germanium, – Kunststoff, – Glas, – Saphir oder – Metall, insbesondere Kupfer oder Gold.
Optoelektronisches Bauelement gemäß einem der vorigen Ansprüche, wobei das Attraktor-Element (106c) ein Begrenzungselement, insbesondere aus Polybutylenterephthalat (PBT), aufweist.
Optoelektronisches Bauelement gemäß einem der vorigen Ansprüche, wobei das Attraktor-Element (106d) ein Begrenzungselement (106d.1) mit einer Innenstruktur (106d.2), insbesondere aus Polybutylenterephthalat (PBT), aufweist.
Optoelektronisches Bauelement gemäß Anspruch 11, wobei die Innenstruktur (106d.2) die Form eines Gitters aufweist.
Optoelektronisches Bauelement gemäß einem der vorigen Ansprüche, wobei das Medium (108) wenigstens eines der folgenden Materialien aufweist: – Silikon, – Epoxydharz oder – Hybridmaterialien.
Optoelektronisches Bauelement gemäß einem der vorigen Ansprüche, wobei das Medium (108) mit weißen Pigmenten (110), aus wenigstens einem der folgenden Materialien gefüllt ist: – Titandioxid (TiO₂), – Aluminiumoxid (Al₂O₃) oder – Zirkoniumoxid (ZrO).
Optoelektronisches Bauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Medium (108) mit schwarzen Pigmenten (110), aus wenigstens einem der folgenden Materialien gefüllt ist: – Russpartikel oder – Graphitpartikel.
Optoelektronisches Bauelement gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Medium (108) mit bunten Pigmenten (110), insbesondere Eisenoxidpigmenten, gefüllt ist.
Optoelektronisches Bauelement gemäß einem der vorigen Ansprüche, wobei die Pigmente (110) in einer Konzentration von bis zu 70% vorzugsweise von 25% bis 35% Gewichtsprozent, in dem Medium (108) vorliegen.
Optoelektronisches Bauelement gemäß einem der vorigen Ansprüche, wobei das Substrat (102) eines der folgenden Elemente aufweist: – ein Keramiksubstrat, – eine Metallkernplatine, – einen Leadframe oder – ein Kunststofflaminat.
Optoelektronisches Bauelement gemäß einem der vorigen Ansprüche, wobei auf der vom Substrat (102) abgewandten Fläche des Halbleiterchips (104), auf der vom Substrat (102) abgewandten Fläche des Attraktor-Elements (106a, 106b, 106c, 106d) und auf dem Medium (108) eine Leuchtstoffpartikel (124) aufweisende Schicht (114) und/oder eine Diffusorpartikel (122) aufweisende Schicht (116) aufgebracht sind/ist.
Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements (100) mit den folgenden Schritten: – Bereitstellen eines Substrates (102) mit einem darauf angeordneten Halbleiterchip (104); – Anordnen eines benetzbaren Attraktor-Elements (106a, 106b, 106c, 106d) auf dem Substrat (102); – zumindest bereichsweises Aufbringen eines Pigmente (110) aufweisenden flüssigen Mediums (108) auf den freiliegenden Bereich des Substrats (102), der nicht von dem Halbleiterchip (104) und dem Attraktor-Element (106a, 106b, 106c, 106d) abgedeckt ist, wobei der Halbleiterchip (104) und das Attraktor-Element (106a, 106b, 106c, 106d) zumindest teilweise benetzt werden; – Aushärten des flüssigen Mediums (108).
Verfahren gemäß Patentanspruch 20, wobei das Aufbringen des flüssigen Mediums (108) durch Dispensen, insbesondere durch Jetten, erfolgt.