DE10353604A1

DE10353604A1 - Optoelectronic component and method for producing an optoelectronic component

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Publication number: DE10353604A1
Application number: DE10353604A
Authority: DE
Inventors: Jörg Erich SORG; Robert Lutz
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2003-08-27
Filing date: 2003-11-17
Publication date: 2005-04-07
Anticipated expiration: 2023-11-18
Also published as: DE10353604B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelement mit mindestens einem optoelektronischen Sender oder Empfänger zum Emittieren bzw. Empfangen von einer Bauelementstrahlung und einer Koppelfläche, an der Bauelementstrahlung aus dem Bauelement ausgekoppelt bzw. in das Bauelement eingekoppelt wird. Die Koppelfläche ist zumindest zum Teil aus Oberflächen einer Vielzahl von Koppelelementen gebildet und durch diese dreidimensional strukturiert. Zudem weisen die Koppelelemente im wesentlichen eine für die Bauelementstrahlung durchlässige gehärtete Polymermasse auf. DOLLAR A Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelementes, bei dem eine Bauelement-Grundform bereitgestellt wird, die mindestens einen optoelektronischen Sender oder Empfänger zum Emittieren bzw. Empfangen von einer Bauelementstrahlung sowie eine Grenzfläche aufweist, an der die Bauelementstrahlung aus der Bauelement-Grundform ausgekoppelt bzw. in diese eingekoppelt wird. Dabei wird auf der Grenzfläche eine Vielzahl von Koppelelementen gebildet, indem eine Vielzahl von Tropfen, die im wesentlichen eine härtbare Polymermasse aufweisen, auf die Grenzfläche aufgebracht und gehärtet wird. Die Polymermasse ist zumindest in einem gehärteten Zustand für die Bauelementstrahlung durchlässig.The invention relates to an optoelectronic component having at least one optoelectronic transmitter or receiver for emitting or receiving a component radiation and a coupling surface on which component radiation is coupled out of the component or coupled into the component. The coupling surface is at least partially formed from surfaces of a plurality of coupling elements and structured by these three-dimensional. In addition, the coupling elements essentially have a cured polymer compound permeable to the component radiation. DOLLAR A Furthermore, the invention relates to a method for producing an optoelectronic component, in which a basic component form is provided which has at least one optoelectronic transmitter or receiver for emitting or receiving a component radiation and an interface at which the component radiation from the Component basic form is coupled out or coupled into this. In this case, a plurality of coupling elements is formed on the interface by applying a plurality of drops, which essentially have a curable polymer composition, to the interface and hardening it. The polymer composition is permeable to the component radiation at least in a cured state.

Description

Die Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelement mit mindestens einem optoelektronischen Sender oder Empfänger zum Emittieren bzw. Empfangen von einer Bauelementstrahlung, und einer Koppelfläche, an der die Bauelementstrahlung aus dem Bauelement ausgekoppelt bzw. in das Bauelement eingekoppelt wird.The The invention relates to an optoelectronic component with at least an opto-electronic transmitter or receiver for emitting or receiving from a component radiation, and a coupling surface, on the component radiation coupled out of the device or is coupled into the device.

Zudem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Bauelementes, bei dem eine Bauelement-Grundform bereitgestellt wird, die mindestens einen optoelektronischen Sender oder Empfänger zum Emittieren bzw. Empfangen von einer Bauelementstrahlung sowie eine Grenzfläche aufweist, an der die Bauelementstrahlung aus der Bauelement-Grundform ausgekoppelt bzw. in diese eingekoppelt wird.moreover The invention relates to a method for producing such Component in which a component basic form is provided, the at least one optoelectronic transmitter or receiver for Emitting or receiving a component radiation and a interface at which the component radiation from the component basic shape decoupled or coupled into this.

Unter Bauelementstrahlung ist in diesem Zusammenhang eine elektromagnetische Strahlung zu verstehen. Diese kann innerhalb der Bauelement-Grundform auch teilweise oder komplett in eine Strahlung mit unterschiedlicher Wellenlänge konvertiert werden. In einem derartigen Fall umfasst der Begriff Bauelementstrahlung auch die konvertierte Strahlung.Under Component radiation is an electromagnetic in this context Understand radiation. This can be within the basic component form also partially or completely in a radiation with different wavelength be converted. In such a case, the term includes Component radiation also converts the radiation.

Ein derartiges Bauelement ist beispielsweise in Möllmer, Waitl, "Siemens SMT-TOPLED für die Oberflächenmontage", Siemens Components 29 (1991), Heft 5, Seite 193 bis 196, beschrieben. Es weist eine in ein Gehäuse montierte Leuchtdiode auf, die durch eine strahlungsdurchlässige Vergußmasse eingekapselt ist. Die Vergußmasse weist nach außen eine unstrukturierte, im Wesentlichen plane Grenzfläche auf, an der eine Bauelementstrahlung aus dem Bauelement ausgekoppelt wird.One Such a device is, for example, in Möllmer, Waitl, "Siemens SMT-TOPLED for the Surface mounting ", Siemens Components 29 (1991), No. 5, pages 193 to 196. It has one in a housing mounted light-emitting diode encapsulated by a radiation-permeable potting compound is. The potting compound points outward an unstructured, essentially planar interface, at the a component radiation coupled out of the device becomes.

In der Druckschrift ist ebenfalls beschrieben, wie eine Steigerung der Strahlungsauskopplung aus dem Bauelement erreicht werden kann, indem eine äußere Optik auf die Grenzfläche aufgebracht wird. Als Beispiel für eine äußere Optik ist eine Linse beschrieben, die zum Beispiel aus Polycarbonat gefertigt sein kann.In The document is also described as an increase the radiation extraction from the device can be achieved by an external appearance on the interface is applied. As an example for an external appearance is described a lens made of polycarbonate, for example can be.

Zudem ist bekannt, daß mit strukturierten Strahlungsauskoppelflächen ebenfalls eine deutliche Steigerung von Ein- oder Auskopplung von elektromagnetischer Strahlung erreicht werden kann. Ein Beispiel für ein derartiges Bauelement ist ein oben beschriebenes Bauelement, auf dessen Grenzfläche eine Fresnel-Linse aufgebracht worden ist.moreover is known that with structured radiation decoupling also a significant Increase of coupling or decoupling of electromagnetic radiation can be achieved. An example of such a device is a device described above, on the interface of a Fresnel lens has been applied.

Derartige Bauelemente mit einer aufgebrachten äußeren Optik haben den Nachteil, daß ihre Herstellung relativ aufwendig ist, da die äußere Optik gesondert hergestellt und nachfolgend sehr genau auf der Strahlungsauskoppelfläche positioniert und befestigt werden muß. Eine Schwierigkeit besteht darin, die äußere Optik derart aufzubringen, daß eine optimale Einkopplung von Strahlung aus dem Bauelement in die Optik und umgekehrt gewährleistet ist. Dabei sind insbesondere Luftspalte zwischen der Grenzfläche und der Optik zu vermeiden, an denen elektromagnetische Strahlung totalreflektiert werden kann.such Components with an applied external appearance have the disadvantage that theirs Production is relatively expensive, since the outer optics manufactured separately and subsequently positioned very accurately on the radiation decoupling surface and must be attached. One difficulty is to apply the external appearance in such a way that one optimal coupling of radiation from the component into the optics and vice versa guaranteed is. In particular, air gaps between the interface and To avoid the optics, in which totally reflects electromagnetic radiation can be.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein optoelektronisches Bauelement der eingangs genannten Art mit einer strukturierten Koppelfläche bereitzustellen, das einfach und kostengünstig herstellbar ist. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen eines einfachen und kostengünstigen Verfahrens zur Herstellung eines derartigen optoelektronischen Bauelements.Of the The present invention is based on the object, an optoelectronic To provide a component of the type mentioned above with a structured coupling surface, easy and inexpensive can be produced. Another object of the present invention is providing a simple and inexpensive Method for producing such an optoelectronic component.

Diese Aufgaben werden durch ein Bauelement mit den Merkmalen von Anspruch 1 beziehungsweise durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildun gen des Bauelements sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 9, während die Ansprüche 11 bis 21 vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens zum Gegenstand haben.These Tasks are performed by a component having the features of claim 1 or by a method having the features of claim 10 solved. Advantageous Weiterbildun conditions of the device are the subject of claims 2 to 9 while the requirements 11 to 21 advantageous developments of the method of the subject to have.

Erfindungsgemäß ist die Koppelfläche des optoelektronischen Bauelements der eingangs genannten Art zumindest zum Teil aus Oberflächen einer Vielzahl von Koppelelementen gebildet und durch diese dreidimensional strukturiert. Dabei weisen die Koppelelemente im wesentlichen eine für die Bauelementstrahlung durchlässige gehärtete Polymermasse auf.According to the invention coupling surface the optoelectronic component of the type mentioned at least partly from surfaces formed a plurality of coupling elements and through these three-dimensional structured. The coupling elements essentially have one for the Component radiation permeable hardened Polymer mass on.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen des Bauelementes wird die Koppelfläche erzeugt, indem auf der Grenzfläche der Bauelement-Grundform eine Vielzahl von Koppelelementen gebildet wird. Dies erfolgt durch ein Aufbringen und Härten einer Vielzahl von Tropfen, die im wesentlichen eine härtbare Polymermasse aufweisen. Die Polymermasse ist zumindest in einem gehärteten Zustand für die Bauelementstrahlung durchlässig.In the method according to the invention for producing the component, the coupling surface is produced by forming a multiplicity of coupling elements on the interface of the component basic form becomes. This is done by applying and curing a plurality of drops, which essentially have a curable polymer composition. The polymer composition is permeable to the component radiation at least in a cured state.

Das Wort „Masse" in dem Begriff „Polymermasse" impliziert im Sinne der Erfindung nicht, dass die Polymermasse eine gewisse Mindestviskosität aufweist. Vielmehr kann diese im ungehärteten Zustand insbesondere auch eine derart geringe Viskosität aufweisen, dass ihre Konsistenz als flüssig bezeichnet werden kann.The The word "mass" in the term "polymer mass" implies in the sense not the invention that the polymer composition has a certain minimum viscosity. Rather, this can be in the unhardened State in particular also have such a low viscosity, that their consistency as liquid can be designated.

Zur Herstellung des optoelektronischen Bauelementes ist es vorteilhafterweise nicht notwendig, eine äußere Optik in einem separaten Prozeß herzustellen und auf die Grenzfläche der Bauelement-Grundform aufzubringen. Vielmehr werden die Koppelelemente aus einem Material, das im wesentlichen eine Polymermasse aufweist, direkt auf der Grenzfläche gebildet. Das Material liegt in einem flüssigen oder zähflüssigen Zustand vor und wird in Form von Tropfen auf die Grenzfläche aufgebracht. Dies geschieht vorzugsweise derart, daß die Tropfen in einem freien Flug auf die Grenzfläche gelangen, das heißt, daß sie beispielsweise aus einem Abstand auf die Grenzfläche fallengelassen oder auf diese geschossen werden können. Dies kann beispielsweise nach einem Prinzip, wie es bei Tintenstrahldruckern zum Einsatz kommt, erfolgen.to Production of the optoelectronic component is advantageously not necessary, an external appearance in a separate process and on the interface to apply the component basic shape. Rather, the coupling elements from a material which essentially has a polymer mass, directly on the interface educated. The material is in a liquid or viscous state and is applied in the form of drops on the interface. this happens preferably such that the Drops arrive in a free flight on the interface, that is, they, for example dropped from a distance on the interface or on these can be shot. This can be done, for example, according to a principle, as is the case with inkjet printers used, done.

Vorteilhafterweise werden die Tropfen bereits während des Aufbringens in einem signifikanten Maß gehärtet. Dies bedeutet, daß die Viskosität der Tropfen während des Aufbringens derart erhöht wird, daß diese nach dem Auftreffen auf die Grenzfläche nicht zu einem dünnen Film zerfließen oder jeweils in viele Teile zerspritzen, sondern als dreidimensionale Elemente auf der Grenzfläche bestehen bleiben. Verformen können sich die derart gehärteten Tropfen nach und insbesondere auch während dem Auftreffen auf die Grenzfläche dagegen sehr wohl. Der Begriff Tropfen bezeichnet im Zusammenhang mit der Erfindung ein bestimmtes Volumen einer Flüssigkeit oder einer Masse, das eine beliebige Form haben kann.advantageously, the drops are already during hardened to a significant degree. This means that the viscosity of the drops while of applying so increased will that after that the impact on the interface not a thin one Melt film or in each case into many parts, but as three-dimensional Elements on the interface remain. Can deform the so hardened Drops after and especially during the impact on the Boundary against it very well. The term drop designates in connection with the Invention a particular volume of a liquid or a mass, that can have any shape.

Bevorzugt wird als Polymermasse eine Reaktionsmasse verwendet, die durch eine elektromagnetische Strahlung oder durch Wärme initiiert härtbar ist. Das Härten der Tropfen wird bei Verwendung einer derartigen Polymermasse durch Beaufschlagung der Tropfen mit elektromagnetischer Strahlung beziehungsweise Wärme initiiert. Zweckmäßigerweise geschieht dies während des Aufbringens der Tropfen auf die Grenzfläche.Prefers is used as a polymer mass, a reaction mass, which by a electromagnetic radiation or initiated by heat curable. The hardening the drop is transmitted by using such a polymer composition Acting on the drops with electromagnetic radiation, respectively Heat initiated. Conveniently, this happens during the application of the drops to the interface.

Reaktionsmassen mit einem derartigen Härtungsmechanismus können in einem schnellen durch eine Initiierung angeregten Prozeß in eine Gelphase übergehen. Eine so erreichbare Anhärtung kann innerhalb einer kurzen Zeit erfolgen, die sogar weniger als eine Sekunde betragen kann.reaction masses with such a curing mechanism can in a fast process initiated by an initiation into a Go over the gel phase. Such an achievable hardening can be done within a short time, which is even less than can be one second.

Besonders bevorzugt wird als Reaktionsmasse eine durch eine UV-Strahlung initiiert härtbare Reaktionsmasse verwendet. Das Härten der Tropfen wird dabei entsprechend durch Beaufschlagen mit UV-Strahlung initiiert, was wiederum zweckmäßigerwei se während des Aufbringens der Tropfen auf die Grenzfläche geschieht.Especially Preferably, the reaction mass is initiated by UV radiation curable Reaction mass used. The hardening The drop is doing accordingly by applying UV radiation initiated, which in turn suitably while the application of the drops on the interface happens.

Eine UV-initiiert härtbare Reaktionsmasse hat gegenüber einer Reaktionsmasse, die durch Strahlung aus dem sichtbaren Spektralbereich initiiert härtbar ist, den Vorteil, daß sie vor dem Aufbringen der Tropfen nicht vor Licht geschützt werden muß, damit eine vorzeitige Initiierung des Härtens vermieden wird.A UV-initiated curable Reaction mass has opposite a reaction mass, which by radiation from the visible spectral range initiates curable is the advantage that she should not be protected from light before applying the drops must, with it premature initiation of curing is avoided.

Mittels elektromagnetischer Strahlung können die Tropfen durchstrahlt werden, wodurch eine Initiierung der Härtung in dem gesamten Volumen des Tropfens im wesentlichen gleichzeitig erfolgt, wogegen bei einer Initiierung durch Wärmezufuhr diese zuerst am Außenbereich des Tropfens erfolgt.through electromagnetic radiation can the drops are irradiated, thereby initiating the hardening in the total volume of the drop takes place substantially simultaneously, whereas in the case of an initiation by heat supply, these first at the outer area of the drop.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird als Polymermasse eine Harzmasse, bevorzugt eine Epoxidharzmasse verwendet.In a preferred embodiment As a polymer composition is a resin composition, preferably an epoxy resin uses.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens beinhaltet ein Heizen der Bauelement-Grundform vor dem Aufbringen und Härten der Tropfen, so daß die Grenzfläche eine erhöhte Temperatur aufweist. Bevorzugt wird die Grenzfläche auf eine Temperatur zwischen einschließlich 60°C und einschließlich 130°C erwärmt. Durch die erhöhte Temperatur der Grenzfläche wird das Härten der Tropfen insbesondere ab deren Auftreffen auf der Grenzfläche beschleunigt.A particularly advantageous embodiment of the method involves heating the component base mold the application and hardening the drop, so that the interface an increased Temperature has. Preferably, the interface is at a temperature between including 60 ° C and heated to 130 ° C. By the increased Temperature of the interface will harden accelerates the drop in particular from their impact on the interface.

Zweckmäßigerweise umfaßt die Bauelement-Grundform einen für die Bauelementstrahlung durchlässiges Einkapselungsmaterial, mit dem der optoelektronische Sender beziehungsweise Empfänger zumindest teilweise umhüllt ist. Bei dieser Ausführungsform wird die Grenzfläche der Bauelement-Grundform durch eine Oberfläche des Einkapselungsmaterials gebildet.The component basic form expediently comprises an encapsulation material that is permeable to the component radiation and with which the optoelectronic transmitter or receiver is at least partially enveloped. In this embodiment, the interface of the device basic shape by a Surface of the encapsulating material is formed.

Die Koppelelemente werden zweckmäßigerweise mit einer mittleren Ausdehnung zwischen einschließlich 50 μm und einschließ lich 500 μm gebildet. Unter Ausdehnung ist in diesem Zusammenhang die Länge eines auf eine Gerade projizierten Koppelelementes zu verstehen, wobei die Gerade in einer Haupterstreckungsebene der Grenzfläche verläuft. Die mittlere Ausdehnung ist demnach die über alle Richtungen gemittelte Ausdehnung eines Koppelelementes.The Coupling elements are expediently formed with a mean extent between 50 microns inclusive and including 500 microns. Under extension in this context is the length of a to understand a straight projected coupling element, wherein the straight line runs in a main extension plane of the interface. The mean extension is therefore the average over all directions Extension of a coupling element.

Besonders bevorzugt werden die Koppelelemente mit einer linsenartigen Form gebildet, was eine Auskopplung beziehungsweise Einkopplung von elektromagnetischer Strahlung begünstigt.Especially The coupling elements are preferred with a lens-like shape formed what a coupling or coupling of electromagnetic Radiation favors.

Als Polymermasse wird vorzugsweise ein Epoxidharz mit einem Diglycidylether von Bisphenol A als Hauptbestandteil und einem Kationen freisetzenden Photoinitiator verwendet. Mit besonderem Vorteil wird hierfür ein Epoxidharz eingesetzt, das folgende in Gewichtsprozent angegebenen Bestandteile umfaßt:
80 bis 99% Di- und mehrfunktionelle Epoxidharze
0 bis 10% monofunktionelles Epoxidharz
0–19% Vinylether
0–10% aliphatischer oder cycloaliphatischer Alkohol
0–5% Haftvermittler
0,1–5% Photoinitiator für kationisch initiierte Härtung.As the polymer composition, an epoxy resin having a diglycidyl ether of bisphenol A as a main component and a cation-releasing photoinitiator is preferably used. With particular advantage, an epoxy resin is used for this purpose, which comprises the following components stated in percent by weight:
80 to 99% di- and polyfunctional epoxy resins
0 to 10% monofunctional epoxy resin
0-19% vinyl ether
0-10% aliphatic or cycloaliphatic alcohol
0-5% adhesion promoter
0.1-5% photoinitiator for cationic initiated cure.

Eine Zusammensetzung der Polymermasse ist vorteilhafterweise derart ausgewählt, daß sie eine ausreichend hohe Glasübergangstemperatur von 100°C und mehr aufweist.A Composition of the polymer composition is advantageously selected such that it has a sufficiently high glass transition temperature from 100 ° C and more.

Bevorzugt ist die Polymermasse optisch an ein Material angepaßt, auf dem die Koppelelemente angeordnet sind. Der Brechungsindex der gehärteten Polymermasse kann mehr als 1,5 aufweisen.Prefers the polymer composition is optically adapted to a material, on the coupling elements are arranged. The refractive index of the cured polymer mass can have more than 1.5.

Alle im Zusammenhang mit dem Verfahren beschriebenen Ausführungsformen und Vorteile gelten auch für das derart hergestellte Bauelement.All Embodiments described in connection with the method and benefits also apply to the device produced in this way.

Weitere Vorteile, bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen des optoelektronischen Bauelements und des Verfahrens ergeben sich aus dem in folgenden in Verbindung mit den 1 bis 3 erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:Further advantages, preferred embodiments and further developments of the optoelectronic component and of the method will become apparent from the following in connection with FIGS 1 to 3 explained embodiments. Show it:

1 eine schematische Seitenansicht einer Vielzahl von Bauelement-Grundformen, eines Tropfenspenders sowie eines Heizkörpers während eines Stadiums eines Ausführungsbeispiels des Verfahrens, 1 3 is a schematic side view of a plurality of component basic forms, a drop dispenser and a radiator during a stage of an embodiment of the method,

2 eine schematische Seitenansicht eines Ausführungsbeispieles des optoelektronischen Bauelements und 2 a schematic side view of an embodiment of the optoelectronic device and

3 eine schematische Draufsicht des in 2 gezeigten optoelektronischen Bauelementes. 3 a schematic plan view of the in 2 shown optoelectronic component.

In den Ausführungsbeispielen und Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Bestandteile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In the embodiments and figures are the same or equivalent components respectively provided with the same reference numerals.

Die dargestellten Bestandteile sowie die Größenverhältnisse der Bestandteile untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen. Vielmehr sind einige Details der Figuren zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt.The represented components and the size ratios of the components with each other are not to scale to watch. Rather, some details of the figures are for the better Understanding exaggerated shown big.

In 1 ist eine Mehrzahl von Bauelement-Grundformen 6 gezeigt, die jeweils eine Grenzfläche 4 sowie ein Gehäuse 8 aufweisen. Zudem weisen die Bauelement-Grundformen 6 jeweils elektrisch leitende Anschlüsse 9 auf, die bei dem in 1 gezeigten Stadium des Ausführungsbeispieles des Verfahrens in einem Leadframe-Band 10 miteinander verbunden sind.In 1 is a plurality of component basic shapes 6 shown, each having an interface 4 as well as a housing 8th exhibit. In addition, the component basic shapes have 6 each electrically conductive connections 9 at the in 1 shown stage of the embodiment of the method in a leadframe band 10 connected to each other.

Die Bauelement-Grundformen 6 werden über einen Heizkörper 11 hinweggeführt und von diesem geheizt, so daß die Grenzflächen 4 beispielsweise auf eine Temperatur von etwa 80°C erwärmt werden. Gleichzeitig werden die Bauelement-Grundformen 6 nacheinander unter ein Öffnungsventil 14 eines Tropfenspen ders 12 geführt, mittels dem Tropfen 1, die beispielsweise aus einem einkomponentigen Epoxidharz bestehen, nebeneinander auf die Grenzfläche 4 aufgebracht werden. Hierzu kann der Tropfenspender 12 in Y-Richtung oder in X- und Y-Richtung bewegbar und positionierbar sein (siehe eingezeichnete Achsen in 1). Alternativ ist auch möglich, daß die Bauelement-Grundformen 6 zusätzlich zu ihrer Beweglichkeit in X-Richtung (siehe schwarzen Pfeil in 1) auch in Y-Richtung bewegbar und positionierbar sind.The basic component shapes 6 be over a radiator 11 carried away and heated by this, so that the interfaces 4 For example, be heated to a temperature of about 80 ° C. At the same time, the component basic shapes become 6 successively under an opening valve 14 a droppings ders 12 guided, by means of a drop 1 , which consist for example of a one-component epoxy resin, next to each other on the interface 4 be applied. For this purpose, the drop dispenser 12 be movable and positionable in the Y direction or in the X and Y direction (see axes drawn in FIG 1 ). Alternatively, it is also possible that the component basic shapes 6 in addition to their mobility in the X direction (see black arrow in 1 ) are movable and positionable in the Y direction.

Der Tropfenspender 12 weist eine Kammer auf, in der das Epoxidharz unter einem relativ hohen Druck von beispielsweise 20 bar in flüssiger Form aufbewahrt wird.The drop dispenser 12 has a chamber in which the epoxy resin is stored in liquid form under a relatively high pressure of for example 20 bar.

Das Öffnungsventil 14 des Tropfenspenders 12 ist durch Piezokeramiken betätigbar, wodurch sich kurze Schaltzeiten ergeben. Vermittels des hohen Druckes in der Kammer des Tropfenspenders 12 werden die Tropfen 1 so zu sagen auf die Grenzfläche 4 einer Bauelement-Grundform 6 geschossen, indem das Ventil 14 für kurze Zeit geöffnet wird.The opening valve 14 of the drop dispenser 12 is actuated by piezoceramics, resulting in short switching times. By means of the high pressure in the chamber of the drop dispenser 12 become the drops 1 so to speak on the interface 4 a component basic shape 6 shot by the valve 14 is opened for a short time.

Als Epoxidharz wird beispielsweise ein UV-initiiert kationisch härtbares Epoxidharz verwendet, das eine Zusammensetzungen mit den folgenden in Gewichtsteilen (ppw) angegebenen Bestandteilen aufweisen kann: Bisphenol-A-Epoxidgießharz, GY260 88,9 ppw Epoxynovolak D.E.N. 438 10,9 ppw Tego-DF48 (Haftvermittler) 0,4 ppw Initiator UVI6974 1,0 ppw. As the epoxy resin, for example, there is used a UV-initiated cationic curable epoxy resin which may have a composition having the following components in parts by weight (ppw): Bisphenol A epoxy casting resin, GY260 88.9 ppw Epoxynovolak DEN 438 10.9 ppw Tego-DF48 (adhesion promoter) 0.4 ppw Initiator UVI6974 1.0 ppw.

Mit dem Epoxidharz werden Koppelelemente 2 erhalten, die unter den möglichen Einsatzbedingungen eines herzustellenden Bauelements 7 (siehe 2 oder 3) gegen Temperatur-, Feuchte- und Strahlenbelastung so stabil sind, daß sie über einen möglichst großen Zeitraum weder eine Vergilbung, Eintrübung oder sonstige Veränderung aufweisen, die die Licht ausbeute wesentlich herabsetzen oder die Abstrahlcharakteristik bedeutend verändern könnten.With the epoxy resin coupling elements 2 obtained under the possible conditions of use of a device to be manufactured 7 (please refer 2 or 3 ) are so stable against temperature, humidity and radiation exposure that they have no yellowing, clouding or other change over as large a period as possible, which could significantly reduce the light yield or significantly alter the emission characteristics.

Eine Modifikation beinhaltet die Zugabe einer bestimmten Menge an Vinylethern, mit deren Hilfe die Anhärtezeit der Tropfen weiter verkürzt werden kann. Darüber hinaus ist im Sinne der Erfindung eine Zugabe weiterer Stoffe möglich, solange das Epoxidharz oder im allgemeineren Fall das Polymer strahlungsdurchlässig und härtbar bleibt. So kann z.B. ein Lumineszenz-Konversionsmaterial in der Polymermasse enthalten sein.A Modification involves the addition of a certain amount of vinyl ethers, with their help the hardening time the drop further shortened can be. About that In addition, according to the invention, an addition of further substances is possible, as long as the epoxy resin or, more generally, the polymer is radiation-transmissive and curable remains. Thus, e.g. a luminescence conversion material in the Be contained polymer mass.

Geeignete Lumineszenz-Konversionsmaterialien, wie etwa ein YAG:Ce Pulver, sind z.B. in der WO98/12757 beschrieben, deren Inhalt insofern hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.suitable Luminescence conversion materials, such as a YAG: Ce powder, are e.g. in WO98 / 12757, the contents of which hereby hereby by reference is recorded.

Die Harzzusammensetzung kann innerhalb von etwa einer Sekunde oder kürzer anhärtbar sein und zeigt nach vollständiger Aushärtung eine ausreichende Haftfestigkeit. Sie übersteht Lötbadbedingungen schadlos und ohne Verminderung der thermomechanischen Eigenschaften der Koppelelemente.The Resin composition may be hardenable within about one second or less and points to complete curing sufficient adhesion. It survives solder bath conditions harmless and without reducing the thermo-mechanical properties of the coupling elements.

Die Tropfen 1 werden auf dem Flugweg von dem Ventil 14 auf die Grenzfläche 4 sowie auf der Grenzfläche 4 mittels einer UV-Strahlung 13 bestrahlt. Dadurch wird ein Härten der Tropfen 1 initiiert, so daß ein Anhärten der Tropfen 1 noch während deren Aufbringen auf die Grenzfläche 4 erfolgt. Die Strahlungsintensität der UV-Strahlung beträgt beispielsweise 4 Watt/cm², wodurch die Tropfen 1 auf ihrem Flug von dem Ventil 14 zur Grenzfläche 4, der zum Beispiel nur einige Millisekunden dauern kann, ausreichend angehärtet werden.The drops 1 be on the way from the valve 14 on the interface 4 as well as on the interface 4 by means of UV radiation 13 irradiated. This will harden the drops 1 initiated, allowing a hardening of the drops 1 while still applying them to the interface 4 he follows. The radiation intensity of the UV radiation is for example 4 watts / cm ² , whereby the drops 1 on her flight from the valve 14 to the interface 4 which, for example, can last only a few milliseconds, be sufficiently hardened.

Beim Auftreffen der Topfen 1 auf die Grenzfläche 4 wird diesen Wärmeenergie von der erwärmten Grenzfläche 4 zugeführt, was eine Beschleunigung des Härtens bewirkt. Insgesamt wird die Viskosität der Tropfen derart erhöht, daß sich diese nach dem Auftreffen auf die Grenzfläche 4 zwar etwas verformen können, jedoch als dreidimensionale Elemente auf einer begrenzten Teilfläche der Grenzfläche 4 bestehen bleiben und somit Koppelelemente 2 bilden. Die Koppelelemente 2 können so z.B. mit einer linsenartigen Form gebildet sein.When the pots hit 1 on the interface 4 This heat energy is removed from the heated interface 4 supplied, which causes an acceleration of curing. Overall, the viscosity of the drops is increased so that these after hitting the interface 4 although they can deform something, but as three-dimensional elements on a limited area of the interface 4 remain and thus coupling elements 2 form. The coupling elements 2 can be formed for example with a lens-like shape.

Die freie Fläche der Koppelelemente 2 und eine etwaig freie Fläche der Grenzfläche 4 bilden gemeinsam eine Koppelfläche 3. Nach dem Aufbringen der Tropfen 1 auf die Grenzfläche 4 beziehungsweise nach dem Ausbilden der Koppelelemente 2 können diese bei erhöhter Temperatur ausreichend lange ausgehärtet werden.The free area of the coupling elements 2 and any free area of the interface 4 together form a coupling surface 3 , After applying the drops 1 on the interface 4 or after the formation of the coupling elements 2 These can be cured for a sufficiently long time at elevated temperature.

Nachfolgend können die elektrisch leitenden Anschlüsse 9 zwischen den Bauelement-Grundformen 6 mit aufgebrachten Koppelelementen 2 durchtrennt (siehe gestrichelte Linien in 1) und die optoelektronischen Bauelemente 7 aus dem Verbund des Leadframe-Bandes 10 vereinzelt werden.Below are the electrically conductive connections 9 between the component basic shapes 6 with applied coupling elements 2 cut through (see dashed lines in 1 ) and the optoelectronic components 7 from the composite of the leadframe band 10 to be isolated.

In 2 ist ein derart hergestelltes Bauelement gezeigt, bei dem die elektrisch leitenden Anschlüsse 9 nach unten sowie auf die Rückseite des Gehäuses 8 gebogen worden sind, so daß das optoelektronische Bauelement 7 oberflächenmontierbar ist. In dem Gehäuse ist beispielsweise eine lichtemittierende Halbleiterdiode montiert und elektrisch leitend mit den elektrisch leitenden Anschlüssen 9 verbunden (nicht gezeigt). Die Halbleiterdiode ist außerdem mit einem strahlungsdurchlässigen Einkapselungsmaterial 5 verkapselt, hier z.B. mit einem Verguß, wobei eine nach außen gewandte Oberfläche des Einkapselungsmaterials 5 die Grenzfläche 4 bildet, die beispielsweise plan ist (siehe 3).In 2 is shown such a manufactured device, in which the electrically conductive terminals 9 down as well as on the back of the case 8th have been bent so that the optoelectronic device 7 is surface mountable. In the housing, for example, a light-emitting semiconductor diode is mounted and electrically conductive with the electrically conductive terminals 9 connected (not shown). The semiconductor diode is also provided with a radiation transmissive encapsulating material 5 encapsulated, here eg with a potting, wherein an outwardly facing surface of the encapsulating material 5 the interface 4 forms, for example, is plan (see 3 ).

Das Einkapselungsmaterial 5 besteht beispielsweise aus einem Epoxidharz und das Material der Koppelelemente 2 ist beispielsweise derart gewählt, daß es ungefähr einen gleichen oder geringeren Brechungsindex hat wie der Einkapselungsmaterial 5. Alternativ kann das Einkapselungsmaterial z.B. auch ein Spritzmaterial, etwa ein Spritzpressmaterial sein. Die durch das Einkapselungsmaterial gebildete, runde Grenzfläche 4 weist einen Durchmesser von z.B. 2,4 mm auf, während die Koppelelemente ein mittlere Ausdehnung von z.B. 0,3 mm aufweisen.The encapsulating material 5 consists for example of an epoxy resin and the material of the coupling elements 2 For example, it is selected to have about the same or lower refractive index as the encapsulating material 5 , Alternatively, the encapsulating material may, for example, also be a spray material, for example a transfer molding material. The round interface formed by the encapsulating material 4 has a diameter of eg 2.4 mm, while the coupling elements have an average extension of 0.3 mm, for example.

Der Schutzumfang der Erfindung ist nicht durch die Beschreibung der Erfindung anhand des Ausführungsbeispiels auf dieses beschränkt. Beispielsweise kann die Grenzfläche 4 auch gekrümmt sein oder können die Koppelemente 2 auch direkt auf einem optoelektronischen Halbleiterchip aufgebracht sein und dabei deutlich geringere Ausmaße als die im Ausführungsbeispiel genannten aufweisen. Die Erfindung umfaßt jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüche beinhaltet, auch wenn diese Kombinationen explizit in den Patentansprüchen angegeben ist.The scope of the invention is not limited by the description of the invention based on the embodiment of this. For example, the interface 4 also be curved or the coupling elements 2 be applied directly to an optoelectronic semiconductor chip and thereby have significantly smaller dimensions than those mentioned in the embodiment. The invention includes any novel feature as well as any combination of features, which includes in particular any combination of features in the claims, even if these combinations are explicitly stated in the claims.

Claims

Optoelectronic component having at least one optoelectronic transmitter or receiver for emitting or receiving a component radiation, and a coupling surface, at which the component radiation is coupled out of the component or coupled into the component, characterized in that the coupling surface at least partially from surfaces of a Formed plurality of coupling elements and is structured by these three-dimensional and that the coupling elements substantially have a permeable for the component radiation cured polymer composition.

Optoelectronic component according to claim 1, characterized in that the polymer mass is a reaction mass which initiated by electromagnetic radiation or by heat hardened is.

Optoelectronic component according to claim 2, characterized characterized in that the reaction mass by a UV radiation initiated hardened is.

Optoelectronic component according to one of the preceding Claims, characterized in that the polymer composition is a resin composition an epoxy resin composition.

Optoelectronic component according to one of the preceding Claims, characterized in that the optoelectronic component a for the electromagnetic radiation permeable encapsulating material comprises, with which the opto-electronic transmitter or receiver at least partially wrapped is and a surface has, on which the coupling elements are arranged.

Optoelectronic component according to one of the preceding Claims, characterized in that the coupling elements have an average extension between inclusive 50 μm and including 500 microns have.

Optoelectronic component according to one of the preceding Claims, characterized in that the coupling elements are a lens-like Have shape.

Optoelectronic component according to one of the preceding Claims, characterized in that the polymer composition has a glass transition temperature of more than 100 ° C having.

Optoelectronic component according to one of the preceding claims, characterized in that that the polymer composition is optically adapted to a material on which the coupling elements are arranged.

Method for producing an optoelectronic Component in which a component basic form is provided, the at least one optoelectronic transmitter or receiver for Emitting or receiving a component radiation and a interface at which the component radiation from the component basic shape decoupled or coupled into this, characterized that on the interface a plurality of coupling elements is formed by a plurality of drops essentially comprising a curable polymer composition, on the Grenzflä surface applied and cured wherein the polymer composition is at least in a cured state for the Component radiation permeable is.

Method according to claim 10, characterized in that that the drops are applied so that they are in a free Flight to the interface reach.

Method according to claim 10 or 11, characterized that drops during hardened to a significant degree.

Method according to one of claims 10 to 12, characterized that as the polymer composition, a reaction mass is used by an electromagnetic radiation or / and initiated by heat is curable and that hardening the drop by applying these to the electromagnetic radiation or heat is initiated.

Method according to claim 13, characterized in that that as the reaction mass is initiated by a UV radiation curable reaction mass is used.

Method according to one of claims 10 to 14, characterized in that the polymer composition is a resin composition, preferably an epoxy resin composition is used.

Method according to one of claims 10 to 15, characterized that the basic component form before applying and curing the Drop is heated so that the interface has an elevated temperature which is preferably between 60 ° C inclusive and 130 ° C inclusive.

Method according to one of claims 10 to 16, characterized that the basic component form one for the electromagnetic radiation permeable Encapsulation material includes, with which the optoelectronic transmitter or receiver at least partially enveloped is, the interface through a surface the encapsulating material is formed.

Method according to one of claims 10 to 17, characterized that the coupling elements with a mean extent between including 50 μm and including Formed 500 microns become.

Method according to one of claims 10 to 18, characterized that the coupling elements are formed with a lens-like shape.

Method according to one of claims 10 to 19, characterized that as the polymer composition is an epoxy resin with a diglycidyl ether of Bisphenol A as the main constituent and a cation-releasing photoinitiator is used.

Method according to claim 20, characterized in that that an epoxy resin is used as the polymer composition, the following in parts by weight specified ingredients comprises: 80 to 99% di- and multifunctional epoxy resins 0 to 10% monofunctional epoxy resin 0-19% vinyl ether 0-10% more aliphatic or cycloaliphatic alcohol 0-5% adhesion promoter 0.1-5% photoinitiator for cationic initiated hardening.