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Title:
OPTOELECTRONIC COMPONENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2010/040342
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an optoelectronic component (1), at least one embodiment thereof comprising a planar base body (2) and at least one group (30) having at least two base elements (3), wherein each base element (3) is designed to have an optoelectronic semiconductor element (4). The base elements (3) are attached to a mounting surface (5) on a top side (31) of the base body (2). The base elements (3) of the group (30) are further laterally adjacently disposed on the mounting surface (5) and electrically connected in series. At least two base elements (3) of the group (30) are designed as a single piece. The group (30) of the base elements (3) electrically contacts the base body (2) by means of spring and/or pressure contacts (6).

Inventors:
BOGNER GEORG (DE)
HERRMANN SIEGFRIED (DE)
ZEILER THOMAS (DE)
ENGL KARL (DE)
Application Number:
PCT/DE2009/001391
Publication Date:
April 15, 2010
Filing Date:
October 08, 2009
Export Citation:
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Assignee:
OSRAM OPTO SEMICONDUCTORS GMBH (DE)
BOGNER GEORG (DE)
HERRMANN SIEGFRIED (DE)
ZEILER THOMAS (DE)
ENGL KARL (DE)
International Classes:
H01L25/075
Domestic Patent References:
WO2005008791A22005-01-27
WO2001047036A12001-06-28
Foreign References:
US20050207165A12005-09-22
US20070237197A12007-10-11
US20080170396A12008-07-17
Attorney, Agent or Firm:
EPPING HERMANN FISCHER PATENTANWALTSGESELLSCHAFT MBH (DE)
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Claims:
- -

Patentansprüche

1. Optoelektronisches Bauteil (1) mit

- einem planaren Grundkörper (2), - zumindest einer Gruppe (30) mit wenigstens zwei

Grundelementen (3), wobei jedes Grundelement (3) mit einem optoelektronischen Halbleiterelement (4) gestaltet ist, wobei - die Grundelemente (3) auf einer Montagefläche (5) an einer Oberseite (9) des Grundkörpers (2) angebracht sind,

- die Grundelemente (3) der Gruppe (30) in einer Reihe lateral benachbart auf der Montagefläche (6) angeordnet und elektrisch in Serie geschaltet sind,

- wenigstens zwei Grundelemente (3) der Gruppe (30) einstückig ausgeführt sind, und

- die Gruppe (30) der Grundelemente (3) über Feder- und/oder Druckkontakte (6) mit dem Grundkörper (2) elektrisch kontaktiert ist.

2. Optoelektronisches Bauteil (1) nach Anspruch 1, bei dem alle Grundelemente (3) der Gruppe (30) einstückig ausgeführt sind.

3. Optoelektronisches Bauteil (1) nach Anspruch 1 oder 2, bei dem sich die Montagefläche (5) in einer Ausnehmung

(7) des Grundkörpers (2) befindet.

4. Optoelektronisches Bauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine mechanische Kontaktierung der Gruppe (30) - -

der Grundelemente (3) am Grundkörper (2) durch die Feder- und/oder Druckkontakte (6) erfolgt.

5. Optoelektronisches Bauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine elektrische Verbindung zwischen zwei benachbarten Grundelementen (3) der Gruppe (30) über eine einstückige, flächig gestaltete Leiterbahn (8) an einer dem Grundkörper (2) abgewandten Grundelementoberseite (31) erfolgt.

6. Optoelektronisches Bauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Halbleiterelemente (4) elektrische Kontakte (17) auf einander gegenüberliegenden Hauptflächen der Halbleiterelemente (4) aufweisen.

7. Optoelektronisches Bauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Federkontakte (6) mit einem Federbügel gestaltet sind.

8. Optoelektronisches Bauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Halbleiterelemente (4) den Grundkörper (2) vollständig oder teilweise überragen, in einer Richtung senkrecht zur Montagefläche (5) .

9. Optoelektronisches Bauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zwischen zumindest zwei Grundelementen (3) der Gruppe (30) eine Fuge zum Ausgleichen unterschiedlicher thermischer Ausdehnungskoeffizienten von Grundelementen (3) und Grundkörper (2) angebracht ist.

10. Optoelektronisches Bauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das zumindest zwei Gruppen (30) von Grundelementen (3) umfasst, wobei die Gruppen (30) , in einer Richtung senkrecht zu einer Längsausdehnung (L) der Gruppen (30) , lateral nebeneinander angeordnet sind.

11. Optoelektronisches Bauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem wenigstens zwei Grundelemente (3) der Gruppe (30) an Randflächen (11) Vereinzelungsspuren aufweisen.

12. Optoelektronisches Bauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das ohne Bond-Drähte gestaltet ist.

13. Optoelektronisches Bauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das aus dem Grundkörper (2), der Gruppe (30) von Grundelementen (3) , den Feder- und/oder Druckkontakten (6) und elektrischen Leitungen besteht.

14. Optoelektronisches Bauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der

- die Gruppe (30) wenigstens sechs Grundelemente (3) umfasst, die einstückig ausgeführt sind,

- das optoelektronische Halbleiterelement (4) als Leuchtdiodenchip ausgestaltet ist, - der Grundkörper (2) mit einer Keramik oder einer Metallkernplatine gestaltet ist, und

- die Gruppe (30) der Grundelemente (3) mit genau zwei Federkontakten (6) mit dem Grundkörper (2) elektrisch und mechanisch kontaktiert ist.

Description:
Beschreibung

Optoelektronisches Bauteil

Es wird ein optoelektronisches Bauteil angegeben.

Optoelektronische Bauteile wie etwa Leucht- oder Fotodioden haben eine breite technische Anwendung gefunden. Einige Gesichtspunkte, die der Verbreitung von solchen Bauteilen Vorschub leisteten, sind deren hohe Effizienz und große Lebensdauer. Einzelne optoelektronische Bauteile, wie beispielsweise Leuchtdiodenchips, lassen sich auf vielfältige Weise zu verschiedenartigen Lichtquellen kombinieren. Verbünde aus Halbleiterchips können hierbei beispielsweise modular aufgebaut sein.

Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein gut handhabbares optoelektronisches Bauteil anzugeben.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils umfasst dieses einen planaren Grundkörper. Planar kann hierbei bedeuten, dass der Grundkörper zwei einander gegenüberliegende, eben ausgestaltete, parallel zueinander orientierte Hauptseiten aufweist. Die Hauptseiten können hierbei etwa von einer Ausnehmung durchdrungen sein. Der Grundkörper ist insbesondere mechanisch starr und selbsttragend ausgestaltet. Der Grundkörper kann zum Beispiel einen quadratischen oder rechteckigen Grundriss aufweisen. Ebenso möglich ist beispielsweise ein hexagonaler oder trigonaler Grundriss.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils weist dieses zumindest eine Gruppe von Grundelementen auf. Die Gruppe umfasst wenigstens zwei Grundelemente, bevorzugt eine Mehrzahl von Grundelementen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils ist jedes Grundelement mit einem, insbesondere mit genau einem, optoelektronischen Halbleiterelement gestaltet. Beispielsweise umfasst das Grundelement ein Substrat, auf dem das Halbleiterelement aufgebracht und mit dem es elektrisch kontaktiert ist. Das Halbleiterelement ist beispielsweise ein Leuchtdiodenchip. Bei dem Halbleiterelement kann es sich um einen Dünnfilmchip oder um eine substratlose Leuchtdiode handeln. Derartige Halbleiterelemente sind in der Druckschrift WO 2005/081919 Al und in der Druckschrift DE 10 2007 004 304 Al beschrieben, deren Offenbarungsgehalt hinsichtlich des dort beschriebenen Halbleiterelements durch Rückbezug mit aufgenommen wird.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils weist der Grundkörper eine Montagefläche an einer Oberseite auf. Die Montagefläche ist bevorzugt planar und eben ausgestaltet.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils sind die Grundelemente auf der Montagefläche des Grundkörpers angebracht. Das kann bedeuten, dass die Grundelemente auf der Montagefläche aufgeklebt oder aufgelötet sind. Bevorzugt jedoch sind die Grundelemente reversibel auf der Montagefläche angebracht, so dass, beispielsweise nach Ablauf der Lebensdauer eines Grundelements, dieses ersetzt werden kann. Ein solches

Anbringen kann mit Feder-, Spann- oder Druckkräften erfolgen. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils sind die Grundelemente der Gruppe in einer Reihe lateral benachbart auf der Montagefläche angeordnet. Bezüglich einer Projektion auf die Montagefläche überlappen die Grundelemente also nicht.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils sind die Grundelemente der Gruppe elektrisch in Serie geschaltet. Das kann bedeuten, dass lediglich zwei elektrische Anschlüsse notwendig sind, um die gesamte Gruppe von Grundelementen elektrisch zu beschälten.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils sind wenigstens zwei Grundelemente der Gruppe einstückig ausgeführt. Einstückig bedeutet hierbei, dass eine Vielzahl von Grundelementen ein gemeinsames Substrat aufweist, auf dem alle weiteren Komponenten der Grundelemente, insbesondere die optoelektronischen Halbleiterelemente, aufgebracht sind. Beispielsweise wird eine Vielzahl von Grundelementen im Waferverbund mit einem

Wafer, der mit Silizium gestaltet sein kann, gefertigt. Der Wafer kann anschließend derart in Teile separiert werden, dass eines der Teile wenigstens zwei Grundelemente aufweist.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils sind die Grundelemente über Feder- und/oder Druckkontakte mit dem Grundkörper elektrisch kontaktiert. Die elektrische Kontaktierung erfolgt insbesondere über eine reversible Verbindung. Zur elektrischen Kontaktierung zwischen Grundkörper und der Gruppe der Grundelemente ist beispielsweise kein Lot oder kein elektrisch leitfähiger Kleber vonnöten. Die Kontaktierung ist beispielsweise über eine Spann-, Druck- oder Federkraft, die eine Komponente senkrecht zur Montageseite aufweisen kann, realisiert. Es ist möglich, dass eine elektrisch leitende Feder, die mit einer elektrischen Leitung des Grundkörpers verbunden ist, auf eine Leiterbahn des Grundelements drückt und somit zur elektrischen Kontaktierung dient.

In mindestens einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils umfasst dieses einen planaren Grundkörper und zumindest eine Gruppe mit wenigstens zwei Grundelementen, wobei jedes Grundelement mit einem optoelektronischen

Halbleiterelement gestaltet ist. Die Grundelemente sind auf einer Montagefläche an einer Oberseite des Grundkörpers angebracht. Weiterhin sind die Grundelemente der Gruppe in einer Reihe lateral benachbart auf der Montagefläche angeordnet und elektrisch in Serie geschaltet. Wenigstens zwei Grundelemente der Gruppe sind einstückig ausgeführt. Die Gruppe der Grundelemente ist über Feder- und/oder Druckkontakte mit dem Grundkörper elektrisch kontaktiert.

Es ist also eine Mehrzahl von Halbleiterelementen über

Grundelemente auf einem Grundkörper angebracht. Die Mehrzahl von Halbleiterelementen kann somit im Verbund gehandhabt werden. Mit anderen Worten dient das Grundelement als eine Art standardisierter Zwischenträger, der zum Beispiel das Halbleiterelement umfasst. Da der Grundkörper größere

Abmessungen aufweist als ein einzelnes Grundelement oder ein einzelnes Halbleiterelement, ist die Handhabung vereinfacht und die Empfindlichkeit des optoelektronischen Bauteils gegenüber Beschädigung, etwa bei der Montage, verringert.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils sind alle Grundelemente der Gruppe einstückig ausgeführt. Es weisen also alle Grundelemente beispielsweise ein gemeinsames Substrat auf . Die Grundelemente der Gruppe sind beispielsweise barrenartig angeordnet. Dadurch, dass alle Grundelemente einstückig ausgeführt sind, ist eine hohe Positioniergenauigkeit der Halbleiterelemente relativ zueinander ermöglicht, da die Halbleiterelemente beispielsweise im Waferverbund auf beispielsweise dem den Grundelementen gemeinsamen Substrat aufgebracht werden können. Eine hohe Positioniergenauigkeit der

Halbleiterelemente relativ zueinander kann eine Abbildung von vom optoelektronischen Bauteil erzeugter Strahlung erleichtern.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils befindet sich die Montagefläche in einer Ausnehmung des Grundkörpers . Die Ausnehmung durchdringt insbesondere die Oberseite des Grundkörpers. Aufgrund der Ausnehmung gebildete Begrenzungsflächen des Grundkörpers, die in Draufsicht auf die Oberseite des Grundkörpers sichtbar sind, werden als zur Oberseite gehörig betrachtet . Die Ausnehmung kann so gestaltet sein, dass ein passgenaues Anbringen der

Grundelemente einer Gruppe in der Ausnehmung ermöglicht ist. Hierdurch ist ebenfalls ein guter thermischer Kontakt zwischen Grundelement und Grundkörper gewährleistet. Beispielsweise kann über die Ausnehmung erreicht werden, dass die sich in der Ausnehmung auf der Montagefläche befindlichen Grundelemente mindestens bezüglich zwei, insbesondere bezüglich drei lateralen Richtungen mechanisch fixiert sind. Eine Ausnehmung erleichtert auch eine Kontaktierung über Feder- und/oder Druckkontakte, da die Grundelemente in der Ausnehmung, beispielsweise an Randbereichen der Ausnehmung, mit vergleichsweise hoher Genauigkeit relativ zum Grundkörper positionierbar sind. Mit anderen Worten bildet der Randbereich der Ausnehmung, zumindest stellenweise, einen Anschlag für zumindest ein Grundelement, so dass das Grundelement den Randbereich der Ausnehmung berührt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils erfolgt eine mechanische Kontaktierung der Gruppe der Grundelemente am Grundkörper durch die Feder- und/oder Druckkontakte. Beispielsweise werden die Grundelemente der Gruppe durch die Federkontakte auf die Montagefläche gepresst und hierdurch fixiert. Bevorzugt erfolgt auch die mechanische Befestigung der Gruppe der Grundelemente über die Feder- und/oder Druckkontakte. Das heißt, die Gruppe der Grundelemente kann ohne Zuhilfenahme von Haftvermittlern wie Klebern oder Lote insbesondere reversibel am Grundkörper befestigt sein. Ist im Betrieb des optoelektronischen Bauteils eine Gruppe der Grundelemente etwa ausgefallen, so kann diese ohne größeren Aufwand ersetzt werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils erfolgt eine elektrische Verbindung zwischen zwei benachbarten Grundelementen der Gruppe über eine einstückige, flächig ausgestaltete Leiterbahn an einer dem Grundkörper abgewandten Grundelementoberseite. Die Leiterbahn steht insbesondere nicht in direktem Kontakt zum Grundkörper. Sind die Grundelemente im Waferverbund gefertigt, so können die Leiterbahnen grundelementübergreifend ebenfalls im Waferverbund gefertigt sein.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils sind die einzelnen Grundelemente, im Rahmen der Herstellungstoleranzen, identisch ausgestaltet. Mit anderen

Worten gleichen sich die Grundelemente einander. Hierdurch ist es ermöglicht, dass das optoelektronische Bauteil modular aufgebaut sein kann. Beispielsweise kann die Anzahl an - -

Grundelementen, die eine Gruppe umfasst, hierdurch auf einfache Art variiert und/oder angepasst werden. Auch verschiedenartige Grundkörper sind ohne großen Aufwand mit den Grundelementen kombinierbar.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils weisen die Halbleiterelemente elektrische Kontakte auf, die sich auf einander gegenüberliegenden Hauptflächen der Halbleiterelemente befinden. Die Halbleiterelemente sind also insbesondere nicht als Flip-Chips gestaltet.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils sind die Federkontakte mit Federbügeln gestaltet. Federbügel ermöglichen einen vergleichsweise hohen mechanischen Anpressdruck der Grundelemente auf der Montagefläche. Außerdem können über Federbügel verhältnismäßig große laterale Toleranzen bezüglich der elektrischen Kontaktierung der Grundelemente mit dem Grundkörper akzeptiert werden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils überragen die Halbleiterelemente den Grundkörper, in einer Richtung senkrecht zur Montagefläche, mindestens teilweise. Insbesondere überragen die Halbleiterelemente den Grundkörper vollständig. Das heißt insbesondere, dass sich die Halbleiterelemente nicht in einem durch die Ausnehmung gebildeten Volumen beziehungsweise Hohlraum befinden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils ist zwischen zumindest zwei Grundelementen der

Gruppe eine Fuge angebracht. Die Fuge dient zum Ausgleich unterschiedlicher thermischer Ausdehnungskoeffizienten von Grundelementen und Grundkörper. Sind beispielsweise mehr als - -

zehn oder mehr als 50 Grundelemente einstückig ausgeführt, so kann im Betrieb des optoelektronischen Bauteils entstehende Wärme zu thermisch bedingten Spannungen zwischen den Grundelementen und dem Grundkörper führen. Über eine Fuge können diese thermischen Spannungen reduziert werden. Die Fuge kann dadurch realisiert werden, dass zwei nicht einstückig ausgeführte Grundelemente direkt aneinander stoßen. Bevorzugt ist die Fuge mit Luft gefüllt. Ebenso möglich ist es aber auch, dass ein Puffermaterial, etwa ein Silikon, die Fuge mindestens teilweise füllt. Da die lateralen Ausmessungen des optoelektronischen Bauteils im Bereich von mm bis cm liegen, ist es ausreichend, dass die Fuge eine Breite im Bereich von 1 μm bis 200 μm, insbesondere zwischen 5 μm und 35 μm, aufweist. Es ist auch möglich, dass die Fuge zwei benachbarte Grundelemente nicht vollständig voneinander trennt. Die Fuge kann also auch eine lokale Reduzierung einer Dicke eines den Grundelementen gemeinsamen Substrats, in einer Richtung senkrecht zur Montagefläche, darstellen. Bevorzugt jedoch sind die benachbarten Grundelemente vollständig voneinander separiert.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils umfasst dieses mindestens zwei Gruppen von Grundelementen. Hierdurch kann ein matrix- beziehungsweise arrayartiger Aufbau des optoelektronischen Bauteils realisiert werden. Das optoelektronische Bauteil kann auch eine pixelartige Struktur aufweisen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils sind die mindestens zwei Gruppen des Bauteils, in einer Richtung senkrecht zu einer Längsausdehnung der Gruppen, lateral nebeneinander angeordnet. Beispielsweise sind die Gruppen von Grundelementen streifenartig gestaltet. - S -

Werden mehrere Streifen bezüglich der Längsausdehnung nebeneinander gelegt, so ist ein arrayartiger Aufbau des optoelektronischen Bauteils erleichtert.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils weisen wenigstens zwei Grundelemente der Gruppe an Randflächen Vereinzelungsspuren auf. Randflächen sind insbesondere solche Flächen, die eine Verbindung zwischen einer dem Grundkörper zugewandten Hauptseite der Grundelemente mit der Grundelementoberseite herstellen. Die Vereinzelungsspuren können auf einen Säge-, Laser- oder Brechprozess zurückzuführen sein.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils ist dieses ohne Bond-Drähte gestaltet. Bond-Drähte können mechanisch nur schwach belastet werden, ohne eine Zerstörung der Bond-Drähte zu verursachen. Ebenso ist das Aufbringen von Bond-Drähten vergleichsweise aufwändig.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils besteht dieses aus dem Grundkörper, der Gruppe von Grundelementen, den Feder- und/oder Druckkontakten und elektrischen Leitungen. Die elektrischen Leitungen können hierbei elektrische Kontakte des Halbleiterelements, Leiterbahnen des Grundkörpers oder der Grundelemente und/oder

Durchkontaktierungen umfassen. Das optoelektronische Bauteil weist insbesondere keinen Rahmen auf, der die Grundelemente und/oder die Halbleiterelemente umrandet. Ebenso wenig weist das Bauteil eine Abdeckung, etwa in Form einer Glasplatte, oder einen das Halbleiterelement umgebenden Vergusskörper auf . Hierdurch ist ein besonders kompaktes optoelektronisches Bauteil realisierbar. - -

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils beträgt eine Dicke des Bauteils, in einer Richtung senkrecht zur Montagefläche, weniger als 500 μm, insbesondere weniger als 300 μm, bevorzugt weniger als 200 μm. Weisen die Halbleiterelemente eine Dicke von höchstens 20 μm und die

Grundelemente ein Substrat mit einer Dicke von höchstens 200 μm auf und befindet sich das Substrat der Grundelemente vollständig oder nahezu vollständig in der Ausnehmung, so kann ein mechanisch stabiler Grundkörper mit einer Dicke von mehreren 100 μm verwendet werden, um ein derartiges optoelektronisches Bauteil zu realisieren. Die Dicke des Bauteils kann somit im Wesentlichen durch die Dicke des Grundkörpers bestimmt sein.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils umfasst die Gruppe wenigstens sechs Grundelemente, die einstückig ausgeführt sind.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils ist ein Verhältnis der lateralen Ausdehnung der

Grundelemente, in einer Richtung parallel zur Montagefläche, kleiner als 4, insbesondere kleiner als 2,5. Das heißt, eine Längsseite des Grundelements ist höchstens 2,5-mal beziehungsweise viermal länger als eine Querseite des Grundelements. Bevorzugt liegt das Verhältnis der lateralen Ausdehnungen im Bereich zwischen 1,5 und 2,5.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils ist der Grundkörper mit einer Keramik, einer Metallkernplatine oder einem Halbleitermaterial, insbesondere mit Silizium, gestaltet. Solche Materialen können eine hohe thermische Leitfähigkeit von mehr als 50 W/ (m K) aufweisen. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauteils ist die Gruppe der Grundelemente mit genau zwei Feder- und/oder Druckkontakten kontaktiert. Bevorzugt ist die Gruppe der Grundelemente über die Feder- und/oder Druckkontakte auch am Grundkörper befestigt.

Einige Anwendungsbereiche, in denen hier beschriebene optoelektronische Bauteile Verwendung finden können, sind etwa die Hinterleuchtung von Displays oder Anzeigeeinrichtungen. Weiterhin können die hier beschriebenen optoelektronischen Bauteile auch in Beleuchtungseinrichtungen eingesetzt werden. Die hier beschriebenen optoelektronischen Bauteile können zum Beispiel in Projektoren, in Scheinwerfern, insbesondere in Kfz -Scheinwerfern, oder in Lichtstrahlern verwendet werden. Ebenso ist es möglich, dass hier beschriebene optoelektronische Bauteile im Bereich der Allgemeinbeleuchtung, insbesondere für großflächige Beleuchtungseinrichtungen, eingesetzt werden.

Nachfolgend wird ein hier beschriebenes optoelektronisches Bauteil unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gleiche Bezugszeichen geben dabei gleiche Elemente in den einzelnen Figuren an. Es sind dabei jedoch keine maßstäblichen Bezüge dargestellt, vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein.

Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Draufsicht (A) und eine schematische Schnittdarstellung (B) eines Ausführungsbeispiels eines hier beschriebenen optoelektronischen Bauteils, und - -

Figur 2 eine schematische Schnittdarstellung eines

Ausführungsbeispiels eines hier beschriebenen optoelektronischen Bauteils mit zwei Gruppen von Grundelementen.

In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauteils 1 dargestellt. Ein Grundkörper 2, der mit einer Metallkernplatine oder mit einer mit elektrischen Leitungen versehenen Keramik gestaltet ist, weist eine Ausnehmung 7 auf. Durch die Ausnehmung 7 ist eine Oberseite 9 des Grundkörpers 2 durchdrungen. Eine Hauptfläche der Ausnehmung 7 bildet eine Montagefläche 5. Auf der Montagefläche 5 ist eine Gruppe 30 von Grundelementen 3 angebracht. Gemäß Figur 1 besteht die Gruppe 30 aus sechs

Grundelementen, die bezüglich einer Längsausdehnung L lateral benachbart angeordnet sind. Die Anzahl der Grundelemente 3 der Gruppe 30 ist hierbei skalierbar. Die Gruppe 30 der Grundelemente 3 ist passgenau in die Ausnehmung 7 eingebracht.

Die Grundelemente 3 sind, im Rahmen der

Herstellungstoleranzen, zueinander identisch ausgestaltet und weisen ein Verhältnis von Längs- zu Querseite von zirka 2,4 auf. Auf einer Grundelementoberseite 31 sind Leiterbahnen 8 und ein elektrischer Kontakt 17b angebracht. Die einzelnen Grundelemente 3 sind über die Leiterbahnen 8 elektrisch in Serie geschaltet. Die Leiterbahnen 8 sind durch eine Grundelementgrenze 15 physisch nicht unterbrochen.

Auf dem mit der Grundelementoberseite 31 in Kontakt stehendem elektrischen Kontakt 17b befindet sich ein optoelektronisches Halbleiterelement 4. Das Halbleiterelement 4 ist als substratloser Leuchtdiodenchip gestaltet und weist eine Dicke von weniger als 20 μra auf. An einer dem Substrat 13 abgewandten Lichtaustrittsfläche 14 des Halbleiterelements 4 befindet sich ein weiterer elektrischer Kontakt 17a. Über die elektrischen Kontakte 17a, 17b erfolgt die Stromeinspeisung in das Halbleiterelement 4. Die elektrischen Leiterbahnen 8 sind einerseits mit dem Kontakt 17b und andererseits, über eine Brücke 12, mit dem elektrischen Kontakt 17a an der Lichtaustrittsfläche 14 elektrisch verbunden.

Das Substrat 13 des Grundelements 3 befindet sich nahezu vollständig in der Ausnehmung 7. Das Halbleiterelement 4 überragt den Grundkörper 2, in einer Richtung senkrecht zur Montagefläche 5, vollständig.

Die sechs Grundelemente 3 der Gruppe 30 sind einstückig ausgeführt. Das heißt, alle Grundelemente 3 verfügen über dasselbe, die Grundelemente 3 übergreifende Substrat 13. Das Substrat 13 kann mit Silizium gestaltet sein. Einzelne Grundelemente 3 sind durch die Grundelementgrenze 15 von einander separiert. Die Grundelementgrenze 15 ist bevorzugt eine fiktive Linie, die eine Art Einheitszelle bezüglich der Grundelemente 3 angibt.

Die Gruppe 30 der Grundelemente 3 kann im Waferverbund erzeugt werden. Hierzu werden auf dem Substrat 13 die Leiterbahnen 8 und gegebenenfalls die elektrischen Kontakte 17b, etwa über einen photolithographischen Prozess, erzeugt. Anschließend werden die optoelektronischen Halbleiterelemente 4, zum Beispiel über einen Wafertransferprozess, auf dem

Substrat 13 aufgebracht. Durch den Wafertransferprozess kann eine hohe Positioniergenauigkeit der Halbleiterelemente relativ zueinander gewährleistet sein. Die relative Positioniergenauigkeit beträgt im Wesentlichen der Genauigkeit eines fotolithographischen Herstellungsprozesses bei der Herstellung der Halbleiterelemente 4.

Über das Erstellen von Brücken 12 erfolgt eine Kontaktierung an der Lichtaustrittsfläche 14 der Halbleiterelemente 4. Die Brücken 12 können mit einem elektrisch isolierenden Lack in Verbindung mit einer darauf befindlichen Metallisierung gestaltet sein.

In einem nachfolgenden Prozessschritt kann das Substrat 13 in einzelne Riegel oder Barren, etwa über Sägen, zertrennt werden. Das Zertrennen erfolgt bevorzugt entlang der Grundelementgrenzen 15. Die Längsausdehnung L einer Gruppe 30 und somit die Anzahl deren Grundelemente 3 ist bei einer derart hergestellten Gruppe 30 prinzipiell lediglich durch den Durchmesser des Substrats 13, über das die Grundelemente 3 erzeugt sind, limitiert. Durch ein derartiges Separieren eines das Substrat 13 umfassenden Wafers weisen mindestens Randflächen 11 des, bezüglich der Längsausdehnung L, ersten und letzten Grundelements 3 Vereinzelungsspuren auf.

Die Gruppe 30 der Grundelemente 3 ist über mit Federbügeln gestalteten Federkontakten 6 elektrisch mit dem Grundkörper 2 kontaktiert und ebenfalls über die Federkontakte 6 mechanisch am Grundkörper 2 befestigt. Der Grundkörper 2 weist in Figur 1 nicht dargestellte elektrische Leitungen auf, mit denen eine elektrische Verbindung zwischen einem externen, nicht zum optoelektronischen Bauteil gehörigen und nicht gezeichneten Gerät beziehungsweise Träger und den Grundelementen 3 der Gruppe 30 herstellbar ist. Abhängig von der konkreten Anwendung kann der Grundkörper 2 verschiedene Formgebungen aufweisen. Durch die Verwendung der Gruppe 30 von Grundelementen 3 können in verschiedenen Grundkörpern 2, die für verschiedene konkrete Anwendungen konzipiert sind, gleich gestaltete Grundelemente 3 und/oder Halbleiterelemente 4 verwendet werden. Insbesondere kann die Anzahl der Grundelemente 3, die eine Gruppe 30 umfasst und die Anzahl an Gruppen 30, die auf einem Grundkörper 2 angebracht sind, auf diese Weise effizient und ohne großen Aufwand angepasst werden.

Über ein derart gestaltetes optoelektronisches Bauteil 1 können also verschiedene Module aufgebaut werden, die gleiche Grundelemente 3, gegebenenfalls in unterschiedlicher Anzahl, und unterschiedliche Grundkörper 2 umfassen.

Weist die Gruppe 30 der Grundelemente 3 eine große Anzahl an Grundelementen 3 auf, beispielsweise 50 oder mehr

Grundelemente 3, so können im Betrieb des optoelektronischen Bauteils 1 Spannungen aufgrund unterschiedlicher thermischer Ausdehnungskoeffizienten des Materials des Grundkörpers 2 und der Grundelemente 3, insbesondere des Substrats 13, auftreten. In diesem Falle kann, anders als in Figur IA gezeigt, die Gruppe 30 durch eine nicht dargestellte Fuge in zwei Untergruppen separiert sein. Durch die Fuge sind zwei benachbarte Grundelemente 3 voneinander separiert. Die Gruppe 30 kann also aus zwei aneinander gefügten, einzelnen, streifenförmigen Barren von Grundelementen 3 bestehen. Die Fuge weist bevorzugt eine Breite, zur Längsausdehnung L der Gruppe 30, von zirka 10 μm auf.

Optional kann, anders als in Figur IA illustriert, die Gruppe 30 der Grundelemente 3 mit mehr als zwei Feder- und/oder

Druckkontakten 6 elektrisch und/oder mechanisch kontaktiert beziehungsweise befestigt werden. Es ist hierbei ausreichend, wenn die elektrische Kontaktierung lediglich über zwei sich - -

aneinander gegenüberliegenden, kurzen Seiten der Gruppe 30 befinden und somit das bezüglich der Längsausdehnung L erste und letzte Grundelement 3 elektrisch kontaktiert. Die zusätzlichen Feder- und/oder Druckkontakte können ausschließlich zur mechanischen Befestigung dienen.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Bauteils 1 ist in Figur 2 gezeigt. In der Ausnehmung 7 befinden sich zwei Gruppen 30a, 30b von Grundelementen 3. Jede Gruppe 30a, 30b weist ein eigenes Substrat 13 auf, über das die zur jeweiligen Gruppe gehörigen Grundelemente 3 einstückig miteinander verbunden sind. Zur Vereinfachung der Darstellung ist nur ein Federkontakt 6 bezüglich der Gruppe 30b in Figur 2 dargestellt. Eine Dicke D des Bauteils 1, in einer Richtung senkrecht zur Montagefläche 5, beträgt zirka 300 μm.

Anders als in Figur 2 dargestellt ist es ebenso möglich, dass alle Grundelemente 3 der Gruppen 30a, 30b auf einem gemeinsamen, die gesamte Ausnehmung 7 ausfüllenden Substrat 13 aufgebracht sind.

Die hier beschriebene Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele 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. - -

Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2008 051 044.0, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.