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Es wird ein strahlungsemittierendes Bauelement angegeben.
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Die Druckschrift
WO 02/17451 A1 beschreibt ein strahlungsemittierendes Bauelement.
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Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein strahlungsemittierendes Bauelement anzugeben, das besonders vielseitig einsetzbar ist.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des strahlungsemittierenden Bauelements umfasst das strahlungsemittierende Bauelement einen metallischen Trägerkörper. Der metallische Trägerkörper kann beispielsweise aus einem Metall bestehen. Ferner ist es möglich, dass der metallische Trägerkörper mit einem Grundmaterial gebildet ist, das an seiner Außenfläche mit einem Metall beschichtet ist. Bei dem Grundmaterial kann es sich beispielsweise auch um ein Metall handeln, dass sich vom Metall an der Außenfläche unterscheidet. In jedem Fall weist der metallische Trägerkörper zumindest an seiner Außenfläche metallische Eigenschaften auf.
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Der metallische Trägerkörper ist dabei vorzugsweise mehrteilig ausgebildet. Die Teile des metallischen Trägerkörpers sind dabei nicht direkt elektrisch leitend miteinander verbunden. Das heißt, erst ein elektrisches Anschließen des strahlungsemittierenden Bauelements am Bestimmungsort stellt eine elektrisch leitende Verbindung zwischen diesen Teilen des metallischen Trägerkörpers her.
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Ferner können Teile des metallischen Trägerkörpers, die elektrisch nicht miteinander verbunden sind, durch Kontaktdrähte (so genannte Bonddrähte, zum Beispiel aus Gold) miteinander verbunden werden.
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Der metallische Trägerkörper ist beispielsweise als so genannter Leiterrahmen (englisch: leadframe) ausgebildet. Das heißt, der metallische Trägerkörper ist dann durch einen strukturierten Metallstreifen gebildet. Der metallische Trägerkörper umfasst zumindest zwei Anschlussstellen zur elektrischen Kontaktierung des Bauelements. Über die zwei Anschlussstellen kann das strahlungsemittierende Bauelement von außen elektrisch kontaktiert werden, das heißt die zumindest zwei Anschlussstellen sind mit aktiven Komponenten des strahlungsemittierenden Bauelements elektrisch leitend verbunden.
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Gemäß zumindest einer Ausgestaltungen des strahlungsemittierenden Bauelements umfasst das strahlungsemittierende Bauelement einen Laserdiodenchip, der am metallischen Trägerkörper befestigt ist. Der Laserdiodenchip ist dabei über den metallischen Trägerkörper mit den zumindest zwei Anschlussstellen elektrisch leitend verbunden. Bei dem Laserdiodenchip handelt es sich beispielsweise um eine kantenemittierende Halbleiterlaserdiode.
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Der Laserdiodenchip kann im Betrieb zur Erzeugung von elektromagnetischer Strahlung im Spektrum von UV-Strahlung bis Infrarotstrahlung geeignet sein. Insbesondere kann der Laserdiodenchip auch zur Erzeugung von farbigem Licht, wie beispielsweise rotem, blauem oder grünem Licht geeignet sein.
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Zur Befestigung des Laserdiodenchips am metallischen Trägerkörper kann dieser beispielsweise durch Löten oder Kleben am metallischen Trägerkörper befestigt sein. Dabei ist es möglich, dass über ein Verbindungsmittel, das zwischen Laserdiodenchip und metallischen Trägerkörper angeordnet ist, auch ein elektrisch leitender Kontakt zwischen dem Laserdiodenchip und dem metallischen Trägerkörper vermittelt wird. Bei dem Verbindungsmittel kann es sich dann insbesondere um ein elektrisch leitendes Lot oder einen elektrisch leitenden Klebstoff handeln.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des strahlungsemittierenden Bauelements umfasst das strahlungsemittierende Bauelement ein Gehäuse, das den metallischen Trägerkörper stellenweise umgibt. Das Gehäuse bildet zumindest einen Teil der Außenfläche des strahlungsemittierenden Bauelements aus. Der metallische Trägerkörper kann dabei stellenweise direkt und formschlüssig an das Gehäuse grenzen und beispielsweise zur Verbindung mit dem Gehäuse in dieses eingebettet sein. Dazu kann der metallische Trägerkörper mit dem Material des Gehäuses beispielsweise umspritzt sein.
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Teile des metallischen Trägerkörpers, zum Beispiel zumindest die Anschlussstellen zur elektrischen Kontaktierung des Bauelements, sind vom Gehäuse unbedeckt und von außerhalb des strahlungsemittierenden Bauelements zumindest stellenweise frei zugänglich. Wenn der metallische Trägerkörper mehrteilig ausgebildet ist, kann ein mechanischer Zusammenhalt der Teile des metallischen Trägkörpers durch das Gehäusevermittelt werden.
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Das Gehäuse kann im Hinblick auf seine Grundform beispielsweise würfel- oder quaderartig ausgebildet sein. Das strahlungsemittierende Bauelement ist damit besonders einfach verbaubar, da diese äußere Form ein einfaches und genaues Greifen des strahlungsemittierenden Bauelements ermöglicht.
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Das Gehäuse umgibt den metallischen Trägerkörper und die auf dem metallischen Trägerkörper aufgebrachten Komponenten nicht vollständig, sondern es weist beispielsweise zumindest eine Öffnung aus, durch die vom Laserdiodenchip im Betrieb erzeugte elektromagnetische Strahlung nach außen dringen kann.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des strahlungsemittierenden Bauelements ist das Gehäuse mit einem Kunststoff gebildet. Das Gehäuse kann dabei als so genanntes Premould-Gehäuse ausgeführt sein. Das Gehäuse ist dabei beispielsweise mittels Spritzpressens oder Spritzgießens hergestellt.
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Beispielswiese wird das Gehäuse durch Umspritzen des metallischen Trägerkörpers, das heißt zum Beispiel eines bereits strukturierten Metallstreifens, mit dem Gehäusematerial hergestellt. Dadurch entsteht ein Gehäuse, das zumindest eine Kavität aufweist, in der die aktiven Elemente des Gehäuses angeordnet sein können. Beispielsweise ist der Laserdiodenchip in der Gehäusekavität angeordnet.
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Teile des metallischen Trägerkörpers verlaufen durch das Gehäuse hindurch und bilden an der den aktiven Komponenten, insbesondere dem Laserdiodenchip, abgewandten Seite des Gehäuses insbesondere die Anschlussstellen zur elektrischen Kontaktierung des Bauelements aus, an denen das strahlungsemittierende Bauelement von außen elektrisch kontaktiert werden kann.
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Zur Bildung des Gehäuses kann beispielsweise ein Flüssigkristallpolymer oder ein anderer Kunststoff Verwendung finden.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des strahlungsemittierenden Bauelements erstrecken sich die Anschlussstellen jeweils zumindest stellenweise entlang einer Bodenfläche und einer zur Bodenfläche quer verlaufenden Seitenfläche des Gehäuses. Die Bodenfläche und die Seitenfläche des Gehäuses grenzen dabei direkt aneinander und können beispielsweise auch senkrecht zueinander stehen. Die Anschlussstellen verlaufen damit nicht nur entlang einer Bodenfläche oder nur entlang einer Seitenfläche, sondern überspannen zumindest zwei das Gehäuse nach außen begrenzende Flächen zumindest stellenweise.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des strahlungsemittierenden Bauelements ist das Bauelement mittels der Anschlussstellen oberflächenmontierbar, derart, dass die Bodenfläche oder die Seitenfläche eine Montagefläche des Bauelements ausbildet. Das heißt, das strahlungsemittierende Bauelement kann mittels einer Oberflächenmontagetechnik (englisch: surface-mounting technology, SMT) am gewünschten Einsatzort befestigt und elektrisch kontaktiert werden. Es handelt sich bei dem strahlungsemittierenden Bauelement daher um ein oberflächenmontierbares Bauelement (surface-mounted device, SMD).
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Dabei kann das strahlungsemittierende Bauelement in zumindest zwei Orientierungen am Zielort montiert werden. Entweder bildet die Bodenfläche eine Montagefläche des Bauelements aus oder die zur Bodenfläche quer verlaufende Seitenfläche bildet die Montagefläche aus. Damit kann das Bauelement – abhängig vom Verlauf der Bodenfläche relativ zur Seitenfläche – in zumindest zwei unterschiedlichen Orientierungen montiert werden. Dies ist insbesondere dadurch ermöglicht, dass sich die Anschlussstellen sowohl entlang der Bodenfläche als auch entlang der Seitenfläche erstrecken.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des strahlungsemittierenden Bauelements umfasst das strahlungsemittierende Bauelement einen metallischen Trägerkörper, der zumindest zwei Anschlussstellen zur elektrischen Kontaktierung des Bauelements umfasst, einen Laserdiodenchip, der am metallischen Trägerkörper befestigt ist und mit den zumindest zwei Anschlussstellen elektrisch leitend verbunden ist und ein Gehäuse, das den metallischen Trägerkörper stellenweise umgibt. Das Gehäuse ist dabei mit einem Kunststoff gebildet, die Anschlussstellen erstrecken sich jeweils zumindest stellenweise entlang einer Bodenfläche, und einer zur Bodenfläche quer verlaufenden Seitenfläche des Gehäuses und das Bauelement ist mittels der Anschlussstellen oberflächenmontierbar, derart, dass die Bodenfläche oder die Seitenflächen eine Montagefläche des Bauelements ausbildet.
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Eine einem hier beschriebenen strahlungsemittierenden Bauelement zugrundeliegende Idee besteht dabei darin, dass über eine Montage des Bauelements mit der Bodenfläche als Montagefläche oder der Seitenfläche als Montagefläche die Abstrahlcharakteristik des Bauelements besonders einfach an die Einsatzbedingungen für das Bauelement angepasst werden kann. Ein Laserdiodenchip weist parallel beziehungsweise senkrecht zum aktiven Bereich, beispielsweise einem pn-Übergang, unterschiedliche Divergenzwinkel auf (so genannte fast axis und slow axis). Je nach gewünschter Anwendung variiert die gewünschte Ausrichtung der Divergenzwinkel im Raum. Durch die Montage des strahlungsemittierenden Bauelements mit der Bodenfläche oder der Seitenfläche als Montagefläche kann auf einfache Weise ausgewählt werden, in welche Richtungen sich größere oder kleinere Divergenzwinkel ergeben sollen. Zum Beispiel verläuft die Bodenfläche des Gehäuses parallel zum pn-Übergang der aktiven Zone. Die Seitenfläche des Gehäuses kann dann quer, insbesondere senkrecht, zum pn-Übergang verlaufen.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des strahlungsemittierenden Bauelements grenzen Bereiche des Laserdiodenchips, die dem metallischen Trägerkörper nicht zugewandt sind, an Luft oder ein anderes Gas. Mit anderen Worten ist der Laserdiodenchip vorliegend nicht mit einem strahlungsdurchlässigen Material vergossen, sondern abgesehen dort, wo er am metallischen Trägerkörper befestigt ist, weist der Laserdiodenchip freiliegende und frei zugängliche Außenflächen auf. Das heißt, es gibt keinen direkten Kontakt zwischen dem Laserdiodenchip und beispielsweise einem Kunststoff, der das Gehäuse des strahlungsemittierenden Bauelements bildet. Auf diese Weise kann auch kein mechanischer Stress aufgrund unterschiedlicher Längenausdehnungskoeffizienten zwischen dem Halbleitermaterial des Laserdiodenchips und dem Kunststoff auftreten. Das derart ausgebildete strahlungsemittierende Bauelement, bei dem der Laserdiodenchip zumindest stellenweise an Luft oder ein anderes Gas grenzt, zeichnet sich daher durch eine besonders hohe Alterungsstabilität und Ausfallssicherheit aus.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des strahlungsemittierenden Bauelements ist an der Bodenfläche und an der Seitenfläche des Gehäuses jeweils zumindest ein Passstift ausgebildet. Der Passstift kann dabei integraler Bestandteil des Gehäuses sein, das heißt der Passstift kann mit dem Gehäuse einteilig ausgebildet sein und aus demselben Material wie das Gehäuse bestehen.
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Beispielsweise sind an der Bodenfläche und an der Seitenfläche, entlang der sich die Anschlussstellen zumindest stellenweise erstrecken, jeweils zwei Passstifte ausgebildet. Über die Passstifte kann eine Justage des strahlungsemittierenden Bauelements bei der Montage des Bauelements erfolgen. Das heißt, über die am Gehäuse angebrachten oder in das Gehäuse integrierten Passstifte kann eine formschlüssige Positionierung in entsprechende Bohrungen beispielsweise einer Leiterplatte erfolgen.
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Das strahlungsemittierende Bauelement kann auf diese Weise besonders genau am Bestimmungsort montiert werden, ohne dass eine aufwändige Justage notwendig ist. Da ein Gehäuse, das als Premould-Gehäuse ausgebildet ist, besonders geringe Fertigungstoleranzen aufweist, kann eine besonders genaue Justage des strahlungsemittierenden Bauelements am Bestimmungsort ohne hohen Justageaufwand erfolgen, wenn das Gehäuse ein Premould-Gehäuse ist und Passstifte an der Bodenfläche und der Seitenfläche zur Montage aufweist.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des strahlungsemittierenden Bauelements umfasst das strahlungsemittierende Bauelement ein Strahlungsaustrittsfenster an einer weiteren Seitenfläche des Gehäuses, wobei das Strahlungsaustrittsfenster einer Strahlungsaustrittsfläche des Laserdiodenchips zugewandt ist. Das heißt, das Strahlungsaustrittsfenster ist dem Laserdiodenchip in dessen Abstrahlrichtung nachgeordnet und zumindest ein Großteil der vom Laserdiodenchip im Betrieb emittierten elektromagnetischen Strahlung trifft auf das Strahlungsaustrittsfenster. Ein Großteil der Strahlung, die auf das Strahlungsaustrittsfenster trifft, bevorzugt wenigstens 75% dieser Strahlung, treten durch das Strahlungsaustrittsfenster aus und verlassen auf diese Weise das strahlungsemittierende Bauelement.
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Das Strahlungsaustrittsfenster ist zumindest im Bereich eines Strahlungsdurchtritts der vom Laserdiodenchip im Betrieb erzeugten elektromagnetischen Strahlung für diese Strahlung durchlässig ausgebildet. Das Gehäuse ist im Bereich des Strahlungsaustrittsfensters nicht vorhanden, beispielsweise wird schon bei der Herstellung des Gehäuses eine, relativ zu anderen Seitenflächen des Gehäuses abgesenkte Seitenfläche hergestellt, an die sich das Strahlungsaustrittsfenster anschließt. Das Strahlungsaustrittsfenster kann dazu beispielsweise mit einem klarsichtig transparentem Gehäusedeckel ausgebildet sein.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des strahlungsemittierenden Bauelements weist das Strahlungsaustrittsfenster zumindest im Bereich des Strahlungsdurchtritts eine gezielt eingestellte mittlere Rauheit auf. Das heißt, das Strahlungsaustrittsfenster ist im Bereich des Strahlungsdurchtritts nicht glatt ausgebildet, sondern gezielt aufgeraut.
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Es wurde dabei festgestellt, dass ein Aufrauen des Strahlungsaustrittsfensters, wenigstens dort, wo Strahlung durch das Strahlungsaustrittsfenster tritt, ein inhomogenes Intensitätsprofil der vom Laserdiodenchip im Betrieb erzeugten elektromagnetischen Strahlung homogenisieren kann. Insbesondere, wenn es sich bei dem Laserdiodenchip um einen Breitstreifenlaser oder einen Multimodenlaser handelt, kann der Betrachter im Fernfeld lokale Maxima, so genannte Hot-Spots, wahrnehmen. Durch die gezielte Aufrauung, zumindest im Bereich des Strahlungsdurchtritts, können diese Inhomogenitäten reduziert werden.
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Die Aufrauung ist dabei vorzugsweise statistisch, das heißt mittels Analyseverfahren wie beispielsweise einer Fourier-Transformation ist keine Periodizität der Aufrauung zu erkennen. Die mittlere Rauheit der Aufrauung ist im Bereich der Wellenlänge der vom Laserdiodenchip im Betrieb erzeugten elektromagnetischen Strahlung. Insbesondere kann die mittlere Rauheit dabei aus einem Bereich von wenigstens 0,5 bis höchstens 1,5 einer Peakwellenlänge der vom Laserdiodenchip im Betrieb erzeugten Strahlung liegen. Die Peakwellenlänge ist die Wellenlänge größter Intensität der emittierten Strahlung. Bevorzugt liegt die mittlere Rauheit in einem Bereich von wenigstens 0,75 bis höchstens 1,25 der Peakwellenlänge der vom Laserdiodenchip im Betrieb erzeugten Strahlung.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des strahlungsemittierenden Bauelements umfasst das strahlungsemittierende Bauelement einen Transistor zum Schalten des Laserdiodenchips und eine Parallelschaltung von wenigstens zwei Kondensatoren zur Energieversorgung des Laserdiodenchips, wobei der Transistor und die Kondensatoren auf dem metallischen Träger befestigt sind und mit den zumindest zwei Anschlussstellen elektrisch leitend verbunden sind und das Bauelement zur Erzeugung von Laserpulsen geeignet ist.
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Insbesondere die Verwendung von mehreren Kondensatoren kann die Zeitkonstante einer Entladung der in den Kondensatoren gespeicherten elektrischen Energie, also die Zeitkonstante der Einprägung des elektrischen Stroms in den Laserdiodenchip, verkürzen. Aufgrund der Tatsache, dass der Transistor, die Kondensatoren und die Anschlussstellen auf dem gleichen metallischen Träger und damit räumlich besonders nah zueinander angeordnet sind, verringern sich die Signalwege im strahlungsemittierenden Bauelement, was die Induktivität des Systems verringert und eine besonders kurze Abfolge von Laserpulsen ermöglicht. Beispielsweise kann das strahlungsemittierende Bauelement auf diese Weise zur Erzeugung von Nanosekunden-Laserimpulsen geeignet sein.
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Das hier beschriebene strahlungsemittierende Bauelement zeichnet sich insbesondere durch seine kleinen äußeren Abmessungen aus, die eine besonders nahe räumliche Anordnung der Komponenten des strahlungsemittierenden Bauelements wie dem Transistor, den Kondensatoren und dem Laserdiodenchip zueinander ermöglichen. Beispielsweise beträgt die Länge des strahlungsemittierenden Bauelements zwischen wenigstens 7,5 und höchstens 12,5 mm, die Breite beträgt zwischen wenigstens 5 und höchsten 9 mm und die Höhe beträgt zwischen wenigstens 3 und höchstens 7 mm. Bei einem solchen strahlungsemittierenden Bauelement ist es möglich, dass Transistor, Kondensator und Laserdiodenchip untereinander in Abständen zueinander angeordnet sind, die kleiner oder gleich 10 mm, bevorzugt kleiner oder gleich 7 mm sind. Das heißt, der Abstand zwischen den genannten Komponenten ist paarweise kleiner oder gleich 10 mm, bevorzugt kleiner oder gleich 7 mm. Dies ermöglicht besonders kurze Schaltzeiten.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform des strahlungsemittierenden Bauelements ist der Transistor über wenigstens zwei Kontaktdrähte elektrisch leitend mit dem Laserdiodenchip verbunden. Die Kontaktdrähte können jeweils an Bereichen des metallischen Trägerkörpers ausgebildet sein, die jeweils mit dem Transistor beziehungsweise dem Laserdiodenchip elektrisch leitend verbunden sind. Über die Verwendung von mehreren Kontaktdrähten kann die Induktivität weiter verringert werden, was eine besonders schnelle Pulsabfolge der Laserpulse ermöglicht.
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Beim hier beschriebenen strahlungsemittierenden Bauelement ist es ferner möglich, dass das strahlungsemittierende Bauelement zwei oder mehr Laserdiodenchips umfasst. Die Laserdiodenchips können dabei gleichartig ausgebildet sein, das heißt beispielsweise Strahlung im gleichen Wellenlängenbereich erzeugen, oder unterschiedlich ausgebildet sein und damit beispielsweise Licht unterschiedlicher Farbe emittieren. Vorzugsweise umfasst das strahlungsemittierende Bauelement für jeden Laserdiodenchip genau einen Transistor, der dem Laserdiodenchip eineindeutig zugeordnet ist und für jeden Laserdiodenchip eine Parallelschaltung von wenigstens zwei Kondensatoren, die ausschließlich diesem Laserdiodenchip zugeordnet sind.
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Vorteilhaft ergibt sich bei einem hier beschriebenen strahlungsemittierenden Bauelement, dass durch die kurzen Signalwege zwischen der Ansteuerelektronik, also beispielsweise dem Transistor, und dem Laserdiodenchip Parameter des Pulsbetriebs wie beispielsweise die Pulsbreite sowie die Anstiegs- und Abfallszeiten der Laserpulse reduziert werden können. Durch die Verwendung eines Gehäuses, das mit einem Kunststoff gebildet ist, ist es möglich, ein besonders kostengünstiges strahlungsemittierendes Bauelement zu realisieren, das beispielsweise im Vergleich zu strahlungsemittierenden Bauelementen mit metallischen Gehäusen besonders billig produziert werden kann.
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Im Folgenden wird das hier beschriebene strahlungsemittierende Bauelement anhand von Ausführungsbeispielen und den dazugehörigen Figuren näher beschrieben.
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Die schematischen Darstellungen der 1A, 1B, 2, 3, 4A, 4B, 5A, 5B und 6 zeigen Ausführungsformen von hier beschriebenen strahlungsemittierenden Bauelementen, anhand derer Eigenschaften eines hier beschriebenen strahlungsemittierenden Bauelements näher erläutert sind.
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Die grafischen Auftragungen der 7A und 7B dienen zur Erläuterung von Eigenschaften von Ausführungsbeispielen hier beschriebener strahlungsemittierender Bauelemente.
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In Verbindung mit den schematischen Darstellungen der 8A, 8B, 8C, 8D, 9A, 9B, 9C, 10 sind weitere Ausführungsbeispiele eines hier beschriebenen strahlungsemittierenden Bauelements näher erläutert. des Gehäuses 3 oder eine Anpassung beispielsweise der Leiterplatte ist dabei nicht nötig.
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Ferner besteht die einzige mechanische Verbindung zwischen dem Laserdiodenchip und dem metallischen Trägerkörper 1 in einer Klebung oder Lötung auf dem metallischen Trägerkörper 1. Innerhalb des Gehäuses 3 befindet sich ausschließlich Luft oder ein anderes Gas. Durch den fehlenden Verguss des Laserdiodenchips werden mechanische Verspannungen auf den Laserdiodenchip und damit verbundene negative Effekte hinsichtlich der Zuverlässigkeit des Bauelements reduziert.
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Durch die Optimierung des elektrischen Designs, also die räumlich nahe Anordnung der aktiven Komponenten zueinander und die Verwendung von wenigstens zwei Kondensatoren 6, kann das Kurzpulsverhalten der vom strahlungsemittierenden Bauelement im Betrieb emittierten Laserstrahlung verbessert werden. Die Strahlung zeichnet sich dann insbesondere durch eine besonders kurze Pulsbreite und kurze Anstiegszeiten und Abstiegszeiten der Pulse aus.
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Ferner wird vorliegend auf die toleranzkritische Verwendung von teueren Metallgehäusen verzichtet und stattdessen ein kostengünstigeres Gehäuse 3 verwendet, das insbesondere mit einem Kunststoff gebildet ist. Dadurch ergeben sich verbesserte Toleranzen, die eine aktive Justage des optischen Systems unnötig machen. Insbesondere durch die Verwendung von Passstifte 9, die am Gehäuse 3 ausgebildet sind, kann eine formschlüssige Verbindung mit beispielsweise einer Leiterplatte hergestellt werden, auf die das strahlungsemittierende Bauelement montiert ist. Ferner werden durch die Passstifte 9 Depositionierungen während des Montagevorgangs, zum Beispiel eines Lötprozesses, verhindert.
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Bei den Depositionierungen kann es sich beispielsweise um ein Aufschwimmen des Gehäuses auf dem flüssigen Lot oder so genanntes Tomb-Stoning, also ein Verkippen des Bauelements beim Erhärten des Lots, handeln. Die Passstifte 9 verhindern diese Depositionierungen besonders effektiv, wenn sie im Rahmen einer Presspassung in entsprechende Bohrungen der Leiterplatte, auf der das Bauelement montiert ist, eingebracht werden.
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In Verbindung mit den 8A bis 8D ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen strahlungsemittierenden Bauelements näher erläutert. Im Unterschied zu den vorangegangenen Ausführungsbeispielen umfasst das strahlungsemittierende Bauelement ein zweiteiliges Strahlungsaustrittsfenster. Das Strahlungsaustrittsfenster 4 umfasst einen strahlungsdurchlässigen Bereich 4a, der beispielsweise mit einem Glas gebildet ist. Weiter umfasst das Strahlungsaustrittsfenster 4 eine Abdeckung 4b, die an der der Bodenfläche 3a abgewandten Seite des Bauelements angeordnet ist und die mit einem hochtemperaturbeständigen Kunststoff wie PP, PPA, PPS, LCP, PEEK, Epoxidharz gebildet ist. Die Abdeckung 4b kann dabei strahlungsdurchlässig oder strahlungsundurchlässig ausgebildet sein. Ferner sind in den 8B und 8C die Länge L, die Höhe H, die Breite B1, der Abstand zwischen Laserdiodenchip 2 und der weiteren Seitenfläche 3c B2, der Abstand zwischen den Anschlussstellen 1b D1 sowie die Breite der Anschlussstellen D2 gezeigt. Zum Beispiel erweisen sich folgende Werte als vorteilhaft:
L = 8,55 mm
H = 3,85 mm
D1 = 1,75 mm
D2 = 0,80 mm
B1 = 6,45 mm
B2 = 3,225 mm
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Die Werte können dabei um ±20%, vorzugsweise um ±10% um die angegebenen Werte schwanken.
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Aus der schematischen Perspektivdarstellung der 8D ist weiter ersichtlich, dass den Anschlussstellen 1a, 1b unterschiedliche Funktionen zukommen können. So kann der Anschluss 101 für eine Erdung des Bauelements vorgesehen sein, ebenso der Anschluss 104. Der Anschluss 102 kann zur Spannungsversorgung des Bauelements dienen, wohingegen der Anschluss 103 für eine externe Ansteuerung des strahlungsemittierenden Bauelements vorgesehen ist.
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In Verbindung mit den schematischen Darstellungen der 9A, 9B und 9C sind verschiedene Möglichkeiten zur Befestigung eines einteiligen Strahlungsaustrittsfensters 4 am Gehäuse 3 beschrieben. Das Strahlungsaustrittsfenster 4 ist dabei zum Beispiel mit einem hoch temperaturbeständigen Kunststoff gebildet, der strahlungsdurchlässig ist. Wie aus der Schnittdarstellung der 9B ersichtlich ist, kann das Gehäuse 3 an einer dem Strahlungsaustrittsfenster 4 zugewandten Seite eine Ausbuchtung 40 aufweisen, die in eine entsprechende Einkerbung 41 des Strahlungsaustrittsfensters 4 eingreift. Auf diese Weise ist beispielsweise eine Einrastverbindung zwischen den beiden Komponenten ermöglicht. Bei der Ausbuchtung 40 kann es sich dann insbesondere um eine Rastnase handeln. Diese Verbindungsart ermöglicht auch eine verbindungsmittelfreie Verbindung zwischen dem Strahlungsaustrittsfenster 4 und dem Gehäuse 3.
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Zusätzlich ist es, wie in der 9C gezeigt, möglich, dass zwischen dem Kunststoffgehäuse 3 und dem Strahlungsaustrittsfenster 4 ein Verbindungsmittel 42, beispielsweise ein Klebstoff, angeordnet ist. Das Verbindungsmittel 42 kann beispielsweise auf einem Vorsprung 43 des Gehäuses 3 angeordnet sein, der sich entlang einer Seitenfläche erstreckt.
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In Verbindung mit der 10 ist ein Ausführungsbeispiel eines hier beschriebenen strahlungsemittierenden Bauelements näher erläutert, bei dem das Strahlungsaustrittsfenster 4 zweiteilig ausgebildet ist. Das Strahlungsaustrittsfenster 4 umfasst einen strahlungsdurchlässigen Bereich 4a, der dem Laserdiodenchip 2 in Abstrahlrichtung nachgeordnet ist. Ferner umfasst das Strahlungsaustrittsfenster 4 eine Abdeckung 4b, die strahlungsundurchlässig ausgebildet sein kann. Der strahlungsundurchlässige Bereich 4 ist beispielsweise als Platte, zum Beispiel Glasplatte, ausgebildet, die in eine Einkerbung oder Führungsschienen des Kunststoffgehäuses 3 eingeschoben ist.
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Die Abdeckung 4b weist einen Vorsprung auf, der die Platte dann in Richtung der Bodenfläche 3a des Kunststoffgehäuses 3 drückt. Die Abdeckung 4b kann beispielsweise mittels eines Klebstoffes an einem Vorsprung 43 des Kunststoffgehäuses 3 durch Kleben befestigt sein. Das heißt, bei Ausführungsbeispiel der 10 ist das Strahlungsaustrittsfenster 4 zweiteilig. Die Abdeckung 4b kann insbesondere aus dem gleichen Material wie das Kunststoffgehäuse 3 bestehen. Alternativ zum Befestigen mittels eines Verbindungsmittels, zum Beispiel alternativ zu Kleben, kann die Abdeckung 4b auch wieder durch eine formschlüssige Verbindung wie die weiter oben beschriebene Einrastverbindung am Kunststoffgehäuse 3 befestigt sein.
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Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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