Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung Nr . 10 2022 102 494 . 6 vom 02 . Februar 2022 , deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung auf genommen wird .

Die vorliegende Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelementpackage und ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelementpackages .

HINTERGRUND

Optoelektronische Bauelemente , die Licht in einem ultravioletten Teil des elektromagnetischen Spektrums erzeugen, sogenannte UVC-Bauteile sehen sich mit der Herausforderung konfrontiert , einerseits die geforderten Helligkeiten bei gleichzeitig ausreichender Lebensdauer zu erreichen .

Derzeit werden Packages zur Erzeugung von ultraviolettem Licht häufig auf einem Keramiksubstrat realisiert . Hierzu wird das optoelektronische Bauelement in einer Multi Layer Keramik mit einer Kavität montiert , wobei die Seitenwände üblicherweise senkrecht ausgestaltet sind . Zum Schutz des optoelektronischen Bauelements erfolgt oftmals zusätzlich eine Glasabdeckung, welche für den ultravioletten Teil des Spektrums transparent ist .

Nachteilig hat sich bei diesem Konzept herausgestellt , dass ein wesentlicher Anteil des Lichts durch die Kavität absorbiert und somit die optische Leistung des Gesamtpackages reduziert wird . Hintergrund ist vor allem die Tatsache , dass die optoelektronischen Bauelemente nicht als Oberflächenemitter, sondern als Volumenemitter ausgebildet sind und somit Licht zu allen Seiten abgeben . Alternativ besteht deswegen die Möglichkeit , in die Kavität ein zusätzliches Linsenmaterial einzubringen, umso das von dem Bauelement abgegebene Licht umzulenken, zu kollimieren und in eine gewünschte Richtung abzustrahlen . Dennoch besteht das Bedürfnis , derartige Bauelemente zur Lichterzeugung in einem ultravioletten Teil des elektromagnetischen Spektrums effizienter zu gestalten, ohne das Design und die Herstellung technisch komplexer und damit zu verteuern .

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Diesem Bedürfnis wird mit den Gegenständen der unabhängigen Patentansprüche Rechnung getragen . Weiterbildungen und Ausgestaltungsformen des vorgeschlagenen Prinzips sind in den Unteransprüchen angegeben .

Die Erfinder schlagen hierzu vor , ein Bauelementpackage vorzusehen, welches auf einem Gehäusematerial auf der Basis eines Fluorpolymer basiert . Hierzu kommt vor allem Fluortetrapolyethylen oder auch Polychlortrifluorethylen als Gehäusematerial in Betracht . Dieses Material hat die Eigenschaft , zum einen die energiereiche ultraviolette Strahlung des optoelektronischen Bauelements ohne größere Beschädigungen zu überstehen, wodurch die Lebensdauer eines derartigen Bauelementpackage signifikant erhöht wird . Zum anderen besitzt ein Fluorpolymer eine für diesen Spektralbereich hohe Ref lektivität , sodass Licht , welches durch Seitenflächen eines in dem Bauelementpackage angeordneten optoelektronischen Bauelement emittiert , zurückreflektiert wird . Dadurch kann eine entsprechende Abstrahlung in Richtung der Emissionsebene erreicht werden und die optische Leistung des Bauelementpackages gegenüber konventionellen Anordnungen signifikant verbessert .

Die Grundidee ist somit eine Kombination von speziellen Materialien und Prozessen zur Herstellung eines Bauelementpackages und insbesondere eines QFN Package , bei dem durch die spezielle Ausgestaltung des Gehäusematerials und die Verwendung des geeigneten Materials ein QFN Package mit hoher Effektivität im UVC Bereich und einer hohen Lebensdauer realisiert wird . Durch eine geeignete Prozessreihenfolge während der Herstellung eines derartigen Bauelementpackages lassen sich Hochtemperaturschritte , die zu einer möglichen Schädigung des optoelektronischen Bauelementes führen können, vor der Bestückung mit dem Bauelement ausführen . In einem Aspekt umfasst ein optoelektronisches Bauelementpackage ein Trägersubstrat mit wenigstens zwei mit einem elektrischen Material , insbesondere einem Metall verfüllte , Durchkontaktierungen durch das Trägersubstrat zur elektrischen Kontaktierung eines optoelektronischen Bauelements . Zudem umfasst das optoelektronische Bauelementpackage wenigstens ein auf dem Trägersubstrat angeordnetes optoelektronisches Bauelement , das dazu ausgebildet ist , Licht in einem ultravioletten Bereich des Spektrums zu erzeugen, wobei das wenigstens eine optoelektronische Bauelement wenigstens zwei Anschlussbereiche aufweist , von denen j eder mit einer der zwei elektrisch leitfähigen Durchkontaktierungen elektrisch gekoppelt ist . Das wenigstens eine optoelektronische Bauelement ist ferner von einem Packagematerial auf Basis eines Fluorpolymers umgeben, welches zumindest bereichsweise Seitenflächen des wenigstens einen optoelektronischen Bauelementes bedeckt , wobei eine den Anschlussbereichen des wenigstens einen optoelektronischen Bauelementes gegenüberliegende Oberseite des wenigstens einen optoelektronischen Bauelementes von dem Packagematerial freibleibt . Das Packagematerial auf Basis eines Fluorpolymers kann insbesondere Tetrafluorpolyethylen und/oder Polychlortrifluorethylen umfassen . Beide Materialien gehören zu den Polyhalogenolef inen, die sich durch eine hohe chemische Reaktionsträgheit und gleichzeitig einer hohen Stabilität gegen Licht im UVC Bereich des Spektrums aus zeichnen .

Nach dem vorgeschlagenen Prinzip umgibt das Packagematerial auf Basis des Fluorpolymer das wenigstens eine optoelektronische Bauelement wenigstens teilweise , insbesondere zumindest Seitenflächen des wenigstens einen optoelektronischen Bauelementes , wobei eine den Anschlussbereichen des wenigstens einen optoelektronischen Bauelementes gegenüberliegende Oberseite des wenigstens einen optoelektronischen Bauelementes ausgespart ist . Ebenso sind auch die Anschlussbereiche frei von dem Packagematerial .

Auf diese Weise wird eine Einbettung des wenigstens einen optoelektronischen Bauelementes mittels eins hochreflektierenden Materials geschaffen, das das von dem wenigstens einen optoelektronischen Bauelement erzeugte Licht in Richtung auf die Oberseite bzw . Lichtaustrittsseite umlenkt . In einigen Aspekten ist vorgesehen, dass die Oberseite des wenigstens einen optoelektronischen Bauelements mit einer Oberseite des Packagematerials im Wesentlichen bündig abschließt . Mit anderen Worten liegt in diesem Ausführungsbeispiel eine Oberseite des Packagematerials im Wesentlichen auf der gleichen Höhe wie die Oberseite und damit die Lichtaustrittsseite des optoelektronischen Bauelements .

Sofern die Oberseite des wenigstens einen optoelektronischen Bauelementes besonders geschützt werden muss , kann es in einigen Aspekten zweckmäßig sein, diese unterhalb der Oberseite des Packagematerials anzuordnen, sodass das Bauelement vollständig innerhalb einer Aussparung in dem Packagematerial vorhanden ist .

Die Oberseite kann mit einem zusätzlichen transparenten Material zum weiteren Schutz vor möglichen Beschädigungen aber auch zur Lichtkol- limierung verfüllt sein . In einigen Aspekten ist auf der Oberseite des wenigstens einen optoelektronischen Bauelementes ein transparentes Material angeordnet . Dabei kann es sich beispielsweise um ein Linsenmaterial handeln, welches über der Lichtaustrittsseite ein optisches Element , beispielsweise eine Linse zur weiteren Formung des von dem Bauelement abgegebenen Lichts bildet .

Einige Aspekte beschäftigen sich mit dem Packagematerial auf Basis eines Fluorpolymer . In einigen Aspekten besteht dieses Fluorpolymer im Wesentlichen aus Polytetrafluorethylen . Alternativ lassen sich einzelne Fluorbestandteile im Polymer auch durch Chlor oder andere Halogenide ersetzen . Derartige Polymere zeichnen sich neben ihrer Hochtemperatur- und Chemikalienbeständigkeit auch durch einen nicht vorhandenen Schmelzpunkt aus , d . h . sie zersetzen sich, anstatt zu schmelzen . Aus diesem Grund ist in einigen Aspekten vorgesehen, dass optoelektronische Bauelementpackage mit dem Packagematerial auf Basis eines Fluorpolymers zu sintern bzw . durch Kompressionspressen herzustellen .

In einigen weiteren Ausgestaltungen ist das Packagematerial durch eine Verbundlaminatschicht gebildet . Das Packagematerial kann dabei zumindest eine erste Verbundfolie und eine erste isolierende Schicht auf Basis eines Fluorpolymers , insbesondere umfassend Polytetrafluorethylen ( PTFE ) , umfassen, die in Form eines Schichtenstapels übereinander angeordnet sind . Insbesondere kann das Packagematerial dabei eine erste Verbundfolie aufweisen, die zwischen einer ersten und einer zweiten isolierenden Schicht angeordnet ist , und die die beiden isolierenden Schichten miteinander verbindet . Zudem kann das Packagematerial eine zweite Verbundfolie umfassen, die auf einer der ersten Verbundfolie abgewandten Oberseite der ersten oder zweiten isolierenden Schicht angeordnet ist , und die in Kontakt mit dem Trägersubstrat steht . Bei den Verbundfolien kann es sich beispielsweise um Klebefolien handeln, die wenigstens eines aus CTFE und FEP umfassen können .

Bei der Verbundlaminatschicht kann es sich zum Zeitpunkt der Herstellung des optoelektronischen Bauelementpackages beispielsweise um eine vorstrukturierte Verbundlaminatschicht mit wenigstens einer Öffnung handeln, die auf dem Trägersubstrat angeordnet wird, sodass das optoelektronische Bauelement in der Öffnung angeordnet ist . Das optoelektronische Bauelement ist entsprechend von der Verbundlaminatschicht umgeben, j edoch kann zu diesem Zeitpunkt noch ein Zwischenraum zwischen dem optoelektronischen Bauelement und der Verbundlaminatschicht vorhanden sein, um ein Anordnen des optoelektronischen Bauelementes in der wenigstens einen Öffnung zu ermöglichen . Durch Verpressen der Verbundlaminatschicht mit dem Trägersubstrat wird das Material der ersten bzw . zweiten Verbundfolie in Zwischenräume zwischen dem optoelektronischen Bauelement und der ersten bzw . zweiten isolierenden Schicht gepresst , sodass bei dem fertigen optoelektronischen Bauelementpackage das Material der ersten bzw . zweiten Verbundfolie von dem Packagematerial zumindest bereichsweise die Seitenflächen des optoelektronischen Bauelementes bedeckt .

Weitere Aspekte beschäftigen sich mit den unterschiedlichen Ausgestaltungsmöglichkeiten des Trägersubstrates . In einigen Ausgestaltungen umfasst das Bauelementpackage eine Schicht auf Basis eines Fluorpolymer mit wenigstens zwei , mit einem elektrisch leitenden Material verfüllten Durchkontaktierungen . Die Durchkontaktierung sind im Bereich des optoelektronischen Bauelementes angeordnet , und weisen auf einer dem optoelektronischen Bauelement abgewandten Seite wenigstens zwei flächige Kontaktbereiche auf , mittels denen das optoelektronische Bauelement elektrisch versorgt werden kann . Zwischen dem Trägersubstrat und der Packagematerial kann zudem eine klebende Verbundfolie angeordnet sein . Auf dieser Verbundfolie ist das Packagematerial bzw . das optoelektronische Bauelement aufgebracht . In diesem Zusammenhang kann die Verbundfolie somit eine Klebefolie darstellen .

In einigen weiteren Ausgestaltungen umfasst das Trägersubstrat eine erste strukturierte Kupferlaminatschicht , sowie ein zweite strukturierte Kupferlaminatschicht mit einer isolierenden Schicht bzw . einem isolierenden Kern zwischen den beiden strukturierten Kupferlaminatschichten . Der isolierende Kern umfasst wenigstens zwei mit einem elektrisch leitenden Material , insbesondere einem Metall verfüllte Durchkontaktierungen . Die Durchkontaktierungen befinden sich dabei im Bereich des optoelektronischen Bauelementes und sind j eweils mit einem der zwei Anschlussbereiche elektrisch gekoppelt . Je nach Ausgestaltung umfasst der isolierende Kern ebenfalls ein Fluorpolymer , kann j edoch auch aus anderen Materialien, wie beispielsweise FR4 oder eine Mischung aus Polytetrafluorethylen und Glaspartikeln bestehen oder diese aufwe sen .

In einigen weiteren Ausgestaltungen umfasst das Trägersubstrat einen Schichtenstapel aus einer für UV-Licht transparenten isolierenden Schicht und einer UV-Licht reflektierenden Schicht . Die für UV-Licht transparente isolierende Schicht kann dabei in Kontakt mit dem Packagematerial bzw . dem optoelektronischen Bauelement stehen und als nichtleitende Passivierungsschicht ( z . B . SiÜ2 , AI2O3 ) zwischen weiteren Schichten des Schichtenstapels und dem optoelektronischen Bauelement (UVC LED-Chip ) dienen . Die für UV-Licht reflektierende Schicht kann beispielsweise aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet sein . Insbesondere kann die für UV-Licht reflektierende Schicht dazu ausgebildet sein Licht im UVC Wellenlängenbereich besonderes gut zu reflektieren . Dies kann durch eine metallische Schicht ( z . B . Al , Ag ) oder die Kombination aus metallischem Spiegel und Bragg Reflektor ( DBR Stack) realisiert werden . Zudem kann das Trägersubstrat bzw . der Schichtenstapel eine Verstärkungsschicht aufweisen, die beispielsweise zwischen der für UV-Licht transparenten isolierenden Schicht und der für UV-Licht reflektierenden Schicht angeordnet ist . Durch die Verstärkungsschicht kann die mechanische Stabilität des Trägersubstrates erhöht werden .

Die wenigstens zwei mit einem elektrischen Material , insbesondere einem Metall verfüllten, Durchkontaktierungen durch das Trägersubstrat zur elektrischen Kontaktierung des optoelektronischen Bauelements können zudem durch eine Passivierungsschicht geschützt sein . Die Passivierungsschicht kann dabei die Durchkontaktierungen j eweils in laterale Richtung umgeben, sodass diese nicht in Kontakt zu dem Schichtenstapel stehen .

In einigen weiteren Ausgestaltungen umfasst das Trägersubstrat ein Multi Layer Stack mit zumindest einer ersten Verbundfolie , einer strukturierten Kupferlaminatschicht und einer zwischen der ersten Verbundfolie und der strukturierten Kupferlaminatschicht angeordneten isolierenden Schicht . Zudem kann das Multi Layer Stack eine weitere isolierende Schicht und eine zwischen den beiden isolierenden Schichten angeordnete zweite Verbundfolie umfassen . Mittels einem derartigen Multi Layer Stack ist es beispielsweise möglich einen komplexen Unterbau mit beispielsweise mehreren Verschaltungsebenen beispielsweise zur Ansteuerung mehrere optoelektronischer Bauelemente bereitzustellen . Zudem ist mittels einem derartigen Multi Layer Stack ein sogenanntes „Fanout Wafer-level packaging" möglich . Das Multi Layer Stack kann beispielsweise PTFE Multilagen und/oder Hybride Multilagen umfassen und/oder kann ein Prepreq mit thermoplastischen Verbundfolien umfassen bzw . daraus gebildet sein . Mittels eines Multi Layer Stack kann beispielsweise ein hoher Grad an Verschaltungsfreiheitsgraden erreicht werden, indem Passivierungsschichten und Leiterbahnschichten gestapelt und ggf . strukturiert werden und sich so in Kombination mit Vias eine Vielzahl von elektrischen Pfaden durch das Multi Layer Stack ergeben . Für Komplexe Anordnungen mit beispielsweise einer Vielzahl von optoelektronischen Bauelementen können mehrere Verschaltungsebene notwendig sein um eine gewünschte Verdrahtung zu realisieren .

Je nach Ausgestaltung umfasst die isolierende Schicht bzw . umfassen die isolierenden Schichten ein Fluorpolymer (beispielsweise PTFE ) , können j edoch auch aus anderen Materialien, wie beispielsweise FR4 oder eine Mischung aus Polytetrafluorethylen und Glaspartikeln bestehen oder diese aufweisen . Die erste bzw . zweite Verbundfolie kann zudem beispielsweise durch eine thermoplastische Verbundfolie gebildet sein, die wenigstens eines aus CTFE und FEP umfassen kann .

Ein weiterer Aspekt betrifft ein Verfahren zur Herstellung wenigstens eines optoelektronischen Bauelementpackages . Dabei kann grundsätzlich in zwei unterschiedliche Prozessflussvarianten unterschieden werden .

Gemäß einer ersten Ausführungsform wird in einem ersten Schritt ein Verbund von dem wenigstens einen von Packagematerial umgebenen optoelektronischen Bauelement erzeugt , der in einem weiteren Schritt auf das Trägersubstrat aufgebracht und mit diesem verbunden wird . Gemäß einer zweiten Ausführungsform wird hingegen das wenigstens eine optoelektronische Bauelement auf dem Trägersubstrat mittels einer vorgefertigten und vorstrukturierten Packlagematerial-Schicht umgeben, welches auf das Trägersubstrat auf gedrückt wird .

Das Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform umfasst die Schritte : Bereitstellen eines temporären Trägers mit wenigstens einem darauf angeordneten optoelektronischen Bauelement , wobei das wenigstens eine optoelektronische Bauelement dazu ausgebildet ist Licht in einem ultravioletten Bereich des Spektrums zu erzeugen, und wenigstens zwei Anschlussbereiche aufweist , die in Richtung des temporären Trägers weisen;

Einbringen des temporären Trägers in ein Mold Tool ;

Umgeben des wenigstens einen auf dem temporären Träger angeordneten optoelektronischen Bauelementes mit einem Packagematerial auf Basis eines Fluorpolymers , insbesondere Polytetrafluorethylen derart , dass zumindest bereichsweise die Seitenflächen des optoelektronischen Bauelementes von dem Packagematerial bedeckt sind und eine den Anschlussbereichen gegenüberliegende Oberseite des wenigstens einen optoelektronischen Bauelements von dem Packagematerial freibleibt ;

Entfernen des temporären Trägers ; und

Bereitstellen eines Trägersubstrat mit wenigstens zwei mit einem elektrischen Material , insbesondere einem Metall , verfüllten Durchkontaktierungen durch das Trägersubstrat auf einer der Oberseite des wenigstens einen optoelektronischen Bauelements gegenüberliegenden Seite des Packagematerials , wobei j ede der zwei elektrisch leitfähigen Durchkontaktierungen mit einem Anschlussbereich elektrisch gekoppelt ist .

Die Schritte des Bereitstellens des temporären Trägers , des Einbringens des temporären Trägers in ein Mold Tool , des Umgebens des wenigstens einen auf dem temporären Träger angeordneten optoelektronischen Bauelementes mit einem Packagematerial , und des Entfernens des temporären Trägers können dabei dem Erzeugen eines Verbundes von dem wenigstens einen von Packagematerial umgebenen optoelektronischen Bauelement entsprechen, der in einem weiteren Schritt auf das Trägersubstrat aufgebracht und mit diesem verbunden wird .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Schritt des Umgebens des wenigstens einen auf dem temporären Träger angeordneten optoelektronischen Bauelementes mit dem Packagematerial ein Sintern oder Kompressionspressen des Packagematerials . Das Mold Tool kann dazu beispielsweise zum Kompressionsmolden ausgeführt sein . Zudem kann der Schritt des Umgebens des wenigstens einen auf dem temporären Träger angeordneten optoelektronischen Bauelementes mit dem Packagematerial ein Entfernen von Packagematerial auf der Oberseite des wenigstens einen optoelektronischen Bauelements umfassen . Dies kann beispielsweise durch Ätzen, Schleifen oder Polieren erfolgen .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Schritt des Umgebens des wenigstens einen auf dem temporären Träger angeordneten optoelektronischen Bauelementes mit dem Packagematerial ein Formpressen des Packagematerials in einen das wenigstens eine auf dem temporären Träger angeordnete optoelektronische Bauelement umgebenden Zwischenraum, und optional ein Sintern des in dem Zwischenraum befindlichen Packagematerials in einem Temperaturbereich unter 450 ° C und insbesondere unter 400 ° und insbesondere unter 350 ° C .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren zudem den Schritt eines Verpressens des Trägersubstrates mit dem Packagematerial und dem wenigstens einen optoelektronischen Bauelement . Alternativ kann das Trägersubstrat auch durch Aufbringen einzelner Schichten auf dem Packagematerial erzeugt bzw . aufgewachsen werden .

Das Trägersubstrat kann beispielsweise durch ein bereits im obigen beschriebenes Multi Layer Stack gebildet sein .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Schritt des Bereitstellens des Trägersubstrates ein Erzeugen und Verfüllen der wenigstens zwei Durchkontaktierungen, nachdem das Trägersubstrat auf der der Oberseite des wenigstens einen optoelektronischen Bauelements gegenüberliegenden Seite des Packagematerials bereitgestellt bzw . angeordnet worden ist . Die Durchkontaktierungen können entsprechend nachdem das Trägersubstrat auf der der Oberseite des wenigstens einen optoelektronischen Bauelements gegenüberliegenden Seite des Packagematerials bereitgestellt bzw . angeordnet worden ist in das Trägersubstrat geätzt oder gelasert und anschließend mit einem elektrisch leitfähigen Material verfüllt werden . Die Durchkontaktierungen können dazu bereits vorbereitet und lediglich mit einem Zwischenmaterial wie einem Photoresist gefüllt sein, oder können erst auf dem Packagematerial in das Trägersubstrat eingebracht werden . Alternativ dazu ist es möglich, dass die Durchkontaktierungen bereits in dem Trägersubstrat vorliegen, bevor dieses auf das Packagematerial aufgebracht wird .

Das Verfahren gemäß der zweiten Ausführungsform umfasst die Schritte : Bereitstellen eines Trägersubstrats mit wenigstens zwei mit einem elektrischen Material , insbesondere einem Metall , verfüllten Durchkontaktierungen durch das Trägersubstrat ;

Anordnen wenigstens eines optoelektronischen Bauelementes auf dem Trägersubstrat , wobei das wenigstens eine optoelektronische Bauelement dazu ausgebildet ist Licht in einem ultravioletten Bereich des Spektrums zu erzeugen, und wobei das wenigstens eine optoelektronische Bauelement wenigstens zwei Anschlussbereiche aufweist , die in Richtung des Trägersubstrats weisen;

Befestigen des wenigstens einen optoelektronischen Bauelementes auf dem Trägersubstrat derart , dass j eder der Anschlussbereiche mit einer der zwei elektrisch leitfähigen Durchkontaktierungen elektrisch gekoppelt ist ;

Umgeben des wenigstens einen auf dem Trägersubstrat angeordneten optoelektronischen Bauelementes mit einer strukturierten Packa- gematerial-Schicht auf Basis eines Fluorpolymers , insbesondere Polytetrafluorethylen, derart , dass die strukturierte Package- material-Schicht das wenigstens eine auf dem Trägersubstrat angeordnete optoelektronische Bauelement in laterale Richtung umgibt .

Die strukturierte Packagematerial-Schicht weist dabei insbesondere wenigstens eine Öffnung auf und wird derart auf dem Trägersubstrat angeordnet , dass das wenigstens eine optoelektronische Bauelement in der wenigstens einen Öffnung angeordnet ist und somit das Packagematerial das wenigstens eine auf dem Trägersubstrat angeordnete optoelektronische Bauelement in laterale Richtung umgibt .

Die Schritte des Bereitstellens des Trägersubstrates , des Anordnens wenigstens eines optoelektronischen Bauelementes auf dem Trägersubstrat , und des Befestigens des wenigstens einen optoelektronischen Bauelementes auf dem Trägersubstrat können dabei dem Erzeugen eines Trägerverbundes von dem wenigstens einen optoelektronischen Bauelement auf dem Trägersubstrat entsprechen, auf den eine vorgefertigte und vorstrukturierte Packlagematerial-Schicht aufgebracht wird, und so das wenigstens eine optoelektronische Bauelement mit dem Packagematerial umgeben wird .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die strukturierte Pack- agematerial-Schicht eine strukturierte Verbundlaminatschicht mit zumindest einer ersten Verbundfolie und einer ersten isolierenden Schicht auf Basis eines Fluorpolymers , insbesondere umfassend PTFE . Eine derartige strukturierte Packagematerial-Schicht kann beispielsweise in Form von vorgefertigten PTFE Laminaten und dazwischen angeordneten thermoplastischen Verbundfolien vorliegen, die die wenigstens eine Öffnung aufweisen .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren zudem ein Bereitstellen der strukturierten Packagematerial-Schicht umfassend die Schritte Formpressen eines Packagematerials in einem Mold Tool und/oder Sintern des Packagematerials in einem Temperaturbereich unter 450 ° C und insbesondere unter 400 ° und insbesondere unter 350 ° C . Nach dem erfindungsgemäßen Prinzip des Verfahrens zur Herstellung eines Bauelementpackage wird damit in einem ersten Schritt eine vorstrukturierte Packagematerial-Schicht bzw . ein vorstrukturiertes Fluorpolymerhalbzeug hergestellt .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner ein Verpressen des Trägersubstrates mit der Packagematerial-Schicht und dem wenigstens einen optoelektronischen Bauelement . Durch das Verpressen kann im Falle einer Verbundlaminatschicht Material der Verbundfolie ( n) in Zwischenräume zwischen der Packagematerial-Schicht und dem wenigstens einen optoelektronischen Bauelement gepresst werden .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren zudem den Schritt eines Entfernens von überschüssigem Packagematerial auf einer den Anschlussbereiche gegenüberliegenden Oberseite des wenigstens einen optoelektronischen Bauelements . Dadurch kann sichergestellt werden, dass sich auf der Oberseite des wenigstens einen optoelektronischen Bauelements kein reflektierendes Material befindet und das von dem optoelektronischen Bauelement emittierte Licht bestmöglich aus dem optoelektronischen Bauelementpackage ausgekoppelt werden kann .

In einem weiteren Aspekt umfasst das Verfahren ein Ausformen eines transparenten Linsenmaterials auf zumindest der Oberseite des optoelektronischen Bauelements . Das Linsenmaterial kann dabei eine Oberseite der Packagematerial-Schicht insbesondere überragen . Das Linsenmaterial lässt sich in der gewünschten Art und Weise formen, sodass eine zusätzliche Kollimierung, Fokussierung oder auch Streuung möglich ist .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Schritt des Bereitstellens des Trägersubstrats ein Bereitstellen eines PCB , welches zumindest eine erste strukturierte Kupferlaminatschicht , eine zweite strukturierte Kupferlaminatschicht und eine zwischen der ersten strukturierten Kupferlaminatschicht und der zweiten strukturierten Kupfer- laminatschicht angeordnete isolierende Schicht umfasst . Die isolierende Schicht umfasst dabei wenigstens eines aus PTFE , FR4 , und einer Mischung aus PTFE und Si02 Partikeln .

Vorteile , die sich für ein hier beschriebenes optoelektronisches Bauelementpackage bzw . für ein mittels der hier beschriebenen Verfahren hergestelltes optoelektronisches Bauelementpackage ergeben können folgende sein : geringe Bauteilgröße , da die Reflexionsschicht in Form des Packagematerials auf Basis eines Fluorpolymers gleichzeitig eine Gehäuseverkapselung für das optoelektronische Bauelement bildet und eine separate Gehäuseverkapselung somit wegfällt ; kostengünstige Bauteile aufgrund der reduzierten Bauteilgröße , und da beispielsweise durch die Verwendung eines Multi Layer Stack als Trägersubstrat eine einfache , aber trotzdem komplexe Ansteuerung möglich ist ; maximale Nutzbarkeit des von dem optoelektronischen Bauelement emittierten Lichts vor allem in Anwendungen mit sekundären Optiken, da das von dem optoelektronischen Bauelement emittierte Licht auch im Falle eines Volumenemitters direkt an dessen Seitenflächen reflektiert wird ( Oberflächenemitter-Charakteristik ) ; j e nach Prozessflussvariante ist kein Löt oder Sinter Interconnect zwischen Trägersubtrat und optoelektronischem Bauelement nötig . Dies führt wiederum zu einer Reduzierung der Kosten, zu einer höheren Robustheit und somit weniger Bauteilschäden, und zu einer verbesserten Feuchtestabilität ; hohe Robustheit des Gesamtbauteils , da sich im Strahlengang des von dem optoelektronischen Bauelement emittierten Lichts lediglich hoch UVC stabile Materialien befinden; kostengünstige Bauteile da für das Trägersubstrat auf günstige Materialien zurückgegriffen werden kann;

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Weitere Aspekte und Ausführungsformen nach dem vorgeschlagenen Prinzip werden sich in Bezug auf die verschiedenen Ausführungsformen und Beispiele offenbaren, die in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen ausführlich beschrieben werden . Es zeigen, j eweils schematisch, Fig . 1A bis 3C zeigen Verfahrensschritte eines Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelementpackage mit einigen Aspekten nach dem vorgeschlagenen Prinzip ;

Fig . 4A und 4B zeigen Ausgestaltungen eines optoelektronischen

Bauelementpackages mit einigen Aspekten nach dem vorgeschlagenen Prinzip ;

Fig . 5A bis 5E zeigen Verfahrensschritte eines weiteren Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelementpackage mit einigen Aspekten nach dem vorgeschlagenen Prinzip;

Fig . 6A bis 8B zeigen weitere Ausgestaltungen eines optoelektronischen Bauelementpackages mit einigen Aspekten nach dem vorgeschlagenen Prinzip;

Fig . 9A bis 9F zeigen Verfahrensschritte eines weiteren Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelementpackage mit einigen Aspekten nach dem vorgeschlagenen Prinzip; und

Fig . 10A bis 11B zeigen weitere Ausgestaltungen eines optoelektronischen Bauelementpackages mit einigen Aspekten nach dem vorgeschlagenen Prinzip .

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

Die folgenden Ausführungsformen und Beispiele zeigen verschiedene Aspekte und ihre Kombinationen nach dem vorgeschlagenen Prinzip . Die Ausführungsformen und Beispiele sind nicht immer maßstabsgetreu . Ebenso können verschiedene Elemente vergrößert oder verkleinert dargestellt werden, um einzelne Aspekte hervorzuheben . Es versteht sich von selbst , dass die einzelnen Aspekte und Merkmale der in den Abbildungen gezeigten Ausführungsformen und Beispiele ohne weiteres miteinander kombiniert werden können, ohne dass dadurch das erfindungsgemäße Prinzip beeinträchtigt wird . Einige Aspekte weisen eine regelmäßige Struktur oder Form auf . Es ist zu beachten, dass in der Praxis geringfügige Abweichungen von der idealen Form auf treten können, ohne j edoch der erfinderischen Idee zu widersprechen .

Außerdem sind die einzelnen Figuren, Merkmale und Aspekte nicht unbedingt in der richtigen Größe dargestellt , und auch die Proportionen zwischen den einzelnen Elementen müssen nicht grundsätzlich richtig sein . Einige Aspekte und Merkmale werden hervorgehoben, indem sie vergrößert dargestellt werden . Begriffe wie "oben" , "oberhalb" , "unten" , "unterhalb" , "größer" , " kleiner" und dergleichen werden j edoch in Bezug auf die Elemente in den Figuren korrekt dargestellt . So ist es möglich, solche Beziehungen zwischen den Elementen anhand der Abbildungen abzuleiten .

Figuren 1A bis IE zeigen schematisch erste Verfahrensschritte eine Ausführungsform eines Herstellungsverfahrens für ein optoelektronisches Bauelementpackage nach dem vorgeschlagenen Prinzip . Figuren 2A und 2B zeigen zudem daran anschließende Verfahrensschritte einer ersten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens und Figuren 3A bis 3C daran anschließende Verfahrensschritte einer zweiten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens .

In Figur 1A wird ein erster temporärer Träger 5a bereitgestellt , der im vorliegenden Beispiel insbesondere auf einer Oberseite desselben klebrige Eigenschaften aufweist , um auf diesen optoelektronische Bauelemente setzten und zumindest temporär befestigen zu können . Dieser Schritt ist in Figur 1B dargestellt , entsprechend der exemplarisch drei optoelektronische Bauelemente 2 auf den temporären Träger 5a gesetzt werden, derart , dass elektrische Anschlussbereiche 21 , 22 der optoelektronischen Bauelemente 2 in Richtung des temporären Trägers 5a weisen . Figur IC zeigt einen temporären Träger 5a , auf den exemplarisch vier optoelektronische Bauelemente 2 aufgebracht wurden . Die optoelektronischen Bauelemente 2 weisen j eweils zwei elektrische Anschlussbereiche 21 , 22 auf , die in Kontakt mit dem ersten temporären Träger 5a stehen . In dieser Ausführungsform sind lediglich vier optoelektronische Bauelemente 2 auf dem ersten temporären Träger 5a zur Herstellung zumindest eines optoelektronischen Bauelementpackage dargestellt , es versteht sich j edoch, dass das der erste temporäre Träger 5a als Endlosband ausgebildet sein kann und eine Vielzahl von optoelektronischen Bauelementen 2 auf demselben angeordnet sein können .

Der erste temporäre Träger 5a mit den darauf angeordneten optoelektronischen Bauelementen 2 wird in einem weiteren Schritt , dargestellt in Fig . ID, in ein Mold Tool 3 ' eingebracht . Dieses weist eine seitliche Bgrenzung auf und wird derart auf den temporären Träger aufgesetzt , dass sich zwischen dem temporären Träger und dem Mold Tool 3 ' ein Zwischenraum ergibt , in dem die optoelektronischen Bauelemente 2 angeordnet sind . In das Mold Tool 3 ' wird ein pulverförmiges Packagematerial 3 ₀ auf Basis eines Fluorpolymer in den Zwischenraum eingebracht , sodass dieses die optoelektronischen Bauelemente 2 vollständig umgibt . Anschließend erfolgt ein Verpressen unter Druck und auch erhöhter Temperatur ( in Form eines Formpressens ) , bei dem das Flurpolymer sich mechanisch mit der Oberfläche der optoelektronischen Bauelemente 2 verbindet .

Der so durch Kompressionspressen hergestellte Formkörper kann zusätzlich gesintert werden, sodass sich das Packagematerial mit den optoelektronischen Bauelementen 2 mechanisch stabil verbindet . Auf diese Weise wird ein mechanisch stabiler und zusammenhängender Fluorpolymerreflektor um die optoelektronischen Bauelemente 2 herum gebildet . Der Schritt des Sinterns kann auch während des Formpressens erfolgen, so dass Druck und erhöhte Temperatur die mechanische Verbindung und Stabilität erzeugen .

Während des Kompressionschrittes gelangt j edoch oftmals Packagematerial auf die Oberseite 23 der optoelektronischen Bauelemente 2 . Daher erfolgt in einem darauf folgenden Schritt , dargestellt in Figur IE , ein sogenanntes Deflashing ( Rückschleifen) , bei dem Rückstände des Packagematerials auf der Oberseite 23 entfernt werden . Hierzu wird die Oberseite der optoelektronischen Bauelemente 2 mechanisch oder auch chemisch-mechanisch gereinigt . Nach erfolgtem Reinigen der Oberseite 23 der optoelektronischen Bauelemente 2 erfolgt ein Umlaminierschritt , sodass die mit dem ersten temporären Träger 5a in Kontakt stehenden Anschlussbereiche 21 , 22 freigelegt werden und für weitere Prozessschritte adressierbar sind . Dazu wird auf die Oberseite 23 der optoelektronischen Bauelemente 2 ein zweiter temporärer Träger 5b aufgebracht und der erste temporäre Träger 5a wird entfernt .

Figuren 2A und 2B zeigen an die in den Figuren 1A bis IE anschließende Verfahrensschritte einer ersten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens . Gemäß Fig . 2A wird ein zuvor erzeugtes Trägersubstrat 6 , im dargestellten Fall in Form eines Muti Layer Stacks , mit dem Packagematerial & optoelektronisches Bauteil Verbund verpresst . Das Trägersubstrat 6 umfasst dabei thermoplastische Verbundfolien 9a , 9b, isolierende Schichten 7a , 7b, sowie strukturierte Kupferlaminatschichten 14a, 14b . Zudem weist das Trägersubstrat 6 mit einem elektrischen Material , insbesondere einem Metall verfüllte Durchkontaktierungen 4a , 4b auf , die sich durch das Trägersubstrat 6 erstrecken und die j eweils mit einem der elektrischen Anschlussbereiche 21 , 22 gekoppelt sind . Die Durchkontaktierungen 4a, 4b können bereits im Multi Layer Stack eingebracht sein oder alternativ nach dem Verpressen mittels Laser und anschließendem Verfüllen erzeugt werden .

In einem weiteren Schritt gemäß Fig . 2B werden der erste und der zweite temporäre Träger 5a , 5b entfernt und eine Rückseitenkontaktierung 66 für im darauf folgenden vereinzelte optoelektronische Bauelementpackages 1 erzeugt . Dies kann mittels gängiger PCB Prozesse , wie beispielsweise eine Aufmetallisierung der Durchkontaktierung 4a, 4b erfolgen . Daran anschließend erfolgt ein Vereinzelungsschritt dargestellt mittels der schraffierten Linie , mittels beispielsweise sägen, wodurch einzelne optoelektronische Bauelementpackages 1 bereitgestellt werden .

Figuren 3A, 3B und 3C zeigen an die in den Figuren 1A bis IE anschließende Verfahrensschritte einer zweiten Ausführungsform des Herstellungsverfahrens . Gemäß Fig . 3A kann ein Trägersubstrat 6 in Form mehrerer funktionaler Schichten auch direkt auf das Packagematerial 3 bzw . die elektrischen Anschlussbereiche 21 , 22 aufgebracht , beispielsweise aufgedampft oder gesputtert, werden. In einem ersten Schritt wird, wie exemplarisch dargestellt in Fig. 3A, eine für UV-Licht transparente isolierende Schicht 10 (z.B. SiÜ2, AI2O3) auf das Packagematerial 3 aufgebracht. Die elektrischen Anschlussbereiche 21, 22 werden dabei durch ein Zwischenmaterial 15, beispielsweise eine lithographisch erzeugte Lackschickt, geschützt. Auf die transparente Schicht 10 wird in einem weiteren Schritt eine UV-Licht reflektierende Schicht 11 aufgebracht, die insbesondere dazu ausgebildet ist Licht im UVC Wellenlängenbereich zu reflektieren. Dies kann durch eine metallische Schicht (z.B. Al, Ag) oder die Kombination aus metallischem Spiegel und Bragg Reflektor (DBR Stack) realisiert werden. Ebenso werden bei dieser Schicht bestimmte Bereiche ausgespart und mittels dem Zwischenmaterial 15 gefüllt, um z.B. die elektrische Funktion des LED Chips zu gewährleisten bzw. in einem nachfolgenden Schritt, dargestellt in Fig. 3B, Durchkontaktierungen 4a, 4b zu erzeugen und zu verfüllen.

Zur Erzeugung der Durchkontaktierungen 4a, 4b wird zuerst das Zwischenmaterial entfernt, und die dadurch entstehenden Durchkontaktierungen 4a, 4b werden mit einem elektrisch leitfähigen Material verfällt. Anschließend wird eine Rückseitenkontaktierung 66 für im darauffolgenden vereinzelte optoelektronische Bauelementpackages 1 erzeugt. Dies kann mittels gängiger PCB Prozesse, wie beispielsweise eine Aufmetallisierung der Durchkontaktierung 4a, 4b erfolgen. Die Durchkontaktierungen 4a, 4b können dabei lateral vergrößert und auf eine entsprechende Dicke gebracht werden (z.B. Galvanik + Plating, z.B. Cu, Au, Ni, Pt) .

Abschließend werden optoelektronische Bauelementpackages 1 durch einen Sägeprozess separiert und von dem zweiten temporären Träger 5b entfernt. Ein entsprechend hergestelltes optoelektronisches Bauelementpackage 1 ist in Fig. 3C dargestellt.

Figuren 4A und 4B zeigen jeweils eine Darstellung eines optoelektronischen Bauelementpackage 1 nach dem vorgeschlagenen Prinzip. Gemäß der Seitendarstellung in Fig. 4A umfasst das Bauelementpackage 1 ein Trägersubstrat 6 mit einer isolierenden Schicht 7 und einer Verbundfolie 9. Zudem umfasst das optoelektronische Bauelementpackage 1 ein optoelektronisches Bauelement 2 mit einem ersten und einem zweiten elektrischen Anschlussbereich 21 , 22 , welches in einem Packagematerial 3 eingeschlossen ist . Das Packagematerial 3 besteht aus einem Fluorpolymer beispielsweise Tetrafluorpolyethylen . Das optoelektronische Bauelement 2 ist derart in dem Packagematerial 3 eingebettet bzw . angeordnet , dass Seitenwände 20 und zumindest teilweise eine Unterseite des optoelektronischen Bauelements 2 von dem Packagematerial 3 bedeckt sind eine Oberseite 23 des optoelektronischen Bauelements 2 von dem Packagematerial 3 j edoch freibleibt . Die Oberseite 23 des optoelektronischen Bauelements schließt dabei bündig mit der entsprechenden Oberseite des Packagematerials 3 ab . Die beiden elektrischen Anschlussbereiche 21 , 22 sind mit j eweils einer Durchkontaktierung 4a, 4b durch das Trägersubstrat 6 gekoppelt , und eine elektrische Ansteuerung des optoelektronischen Bauelements 2 erfolgt über die Unterseitenkontakte 66 , die j eweils elektrisch leitend mit einer der Durchkontaktierungen 4a , 4b verbunden sind .

Das Fluorpolymer bzw . Packagematerial 3 wird als Reflektor für das optoelektronische Bauelementpackage 1 verwendet , und ist derart um das optoelektronischen Bauelements 2 angeordnet , dass von dem optoelektronischen Bauelement 2 emittiertes Licht im Wesentlichen nur durch die Oberseite 23 emittieren kann . Durch die Verwendung eines reflektierenden Flurpolymer wird erreicht , dass das von dem optoelektronischen Bauelement abgegebene Licht im ultravioletten Spektrum von den Seitenwänden 20 nach oben hin reflektiert und damit aus der Oberseite 23 bzw . Lichtaustrittebene hinaus gelenkt wird . Die Benutzung von einem Fluorpolymer besitzt darüber hinaus den Vorteil , dass Licht im ultravioletten Bereich nur geringe Alterungsprozesse hervorruft und so die Lebensdauer des Packages 1 deutlich erhöht wird .

Das Trägersubstrat 6 kann hingegen auch andere Schichten umfassen, wie beispielsweise in Figur 4B dargestellt . Demnach weist das Trägersubstrat 6 eine für UV-Licht transparente isolierende Schicht 10 ( z . B . SiÜ2 , AI2O3 ) , eine Verstärkungsschicht 12 , sowie eine UV-Licht reflektierende Schicht 11 ( z . B . Al , Ag ) auf . Durch das Trägersubstrat 6 erstrecken sich wiederum die Durchkontaktierungen 4a , 4b , die j eweils mit einem der beiden elektrischen Anschlussbereiche 21 , 22 elektrisch gekoppelt . Die Durchkontaktierungen 4a , 4b sind zudem j eweils durch eine die Durchkontaktierungen 4a , 4b j eweils in laterale Richtung umgebende Passivierungsschicht 13 geschützt , sodass diese nicht in Kontakt zu den Schichten des Trägersubstrates stehen . Dadurch kann beispielsweise ein möglicher Kurzschluss innerhalb des optoelektronischen Bauelementpackages 1 verhindert werden . Die Unterseitenkontakte 66 , die j eweils elektrisch leitend mit einer der Durchkontaktierungen 4a, 4b verbunden sind können beispielsweise durch eine strukturierte Kupferlaminatschicht , oder durch ein auf galvanisiertes metallisches Material gebildet sein .

Die Figuren 5A bis 5E zeigen Verfahrensschritte eines weiteren Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelementpackage mit einigen Aspekten nach dem vorgeschlagenen Prinzip . In Figur 5A wird ein Trägersubstrat 6 bereitgestellt , welches in Form einer Kupferlaminatstruktur mit einem inneren isolierenden Kern bzw . einer isolierenden Schicht 7 ausgeführt ist . Die Kupferlaminatstruktur besitzt eine erste strukturierte Kupferlaminatschicht 14a und eine zweite strukturierte Kupferlaminatschicht 14b . Der innere Kern 69 umfasst Tetrafluorpolyethylen oder auch ein anderes geeignetes isolierendes Material wie FR4 und besitzt mehrere mit einem elektrisch leitfähigen Material gefüllte Durchkontaktierungen 4a , 4b . Die Durchkontaktierungen 4a, 4b verbinden j eweils Bereiche der strukturierten ersten Kupferlaminatschicht 14a und der strukturierten zweiten Kupferlaminatschicht 14b .

Auf das Trägersubstrat 6 bzw . auf die erste strukturierte Kupferlaminatschicht 14a werden in einem nachfolgenden Schritt , wie dargestellt in Fig . 5B, gesetzt , derart , dass elektrische Anschlussbereiche 21 , 22 der optoelektronischen Bauelemente 2 in Richtung des Trägersubstrates 6 bzw . die erste strukturierte Kupferlaminatschicht 14a weisen . Figur 5B zeigt im unteren Teilbild ein Trägersubstrat 6 , auf das exemplarisch drei optoelektronische Bauelemente 2 aufgebracht wurden . Die optoelektronischen Bauelemente 2 weisen j eweils zwei elektrische Anschlussbereiche 21 , 22 auf , die in Kontakt mit der ersten strukturierten Kupferlaminatschicht 14a stehen . In dieser Ausführungsform sind lediglich drei optoelektronische Bauelemente 2 auf dem Trägersubstrat 6 zur Herstellung zumindest eines optoelektronischen Bauelementpackage dargestellt , es versteht sich j edoch, dass das Trägersubstrat 6 als Endlosband ausgebildet sein kann und eine Vielzahl von optoelektronischen Bauelementen 2 auf demselben angeordnet sein können .

Diese Ausgestaltungsform hat den Vorteil , dass das Trägersubstrat bzw . die Kupferlaminatstruktur 6 bereits als vorgefertigtes Trägersubstrat zur Verfügung steht und das Packagematerial aus dem Fluorpolymer in einem separaten Schritt gefertigt und aufgebracht werden kann . Gemäß Fig . 5C wird auf das Trägersubstrat 6 mit den darauf angeordneten optoelektronischen Bauelementen 2 ein Packagematerial 3 in Form einer Verbundlaminatschicht aufgebracht . Das Packagematerial weist dabei eine zwischen einer ersten und zweiten isolierenden Schicht 7a, 7b angeordnete erste Verbundfolie 9a, sowie eine auf der zweiten isolierenden Schicht 7b angeordnete zweite Verbundfolie 9b auf . Die isolierenden Schichten 7a, 7b sind dabei auf Basis eines Fluorpolymers , insbesondere umfassend PTFE , und sind in Form eines Schichtenstapels übereinander mit dazwischenliegenden Verbundfolien angeordnet . Die zweite Verbundfolie 9b, die auf der zweiten isolierenden Schicht angeordnet ist , steht in Kontakt mit dem Trägersubstrat 6 . Bei den Verbundfolien kann es sich beispielsweise um Klebefolien handeln, die wenigstens eines aus CTFE und FEP umfassen können .

Die Verbundlaminatschicht 3 ist dabei vorstrukturiert , also weist eine Strukturierung bzw . Öffnungen 31 auf , und wird auf dem Trägersubstrat 6 derart angeordnet , sodass die optoelektronischen Bauelemente 2 j eweils in einer der Öffnungen 31 angeordnet sind . Die optoelektronischen Bauelemente 2 sind entsprechend j eweils von der Verbundlaminatschicht 3 umgeben, j edoch kann zu diesem Zeitpunkt noch ein Zwischenraum zwischen den optoelektronischen Bauelementen 2 und der Verbundlaminatschicht 3 vorhanden sein, um ein Anordnen der Verbundlaminatschicht 3 auf dem Trägersubstrat 6 ermöglicht ist , ohne mit den optoelektronischen Bauelementen 2 zu kollidieren .

Gemäß Fig . 5D wird die Verbundlaminatschicht 3 anschließend mit dem Trägersubstrat 6 bzw . den optoelektronischen Bauelementen 2 verpresst , wodurch Material der ersten bzw . zweiten Verbundfolie 9a, 9b in die Zwischenräume zwischen den optoelektronischen Bauelementen 2 und der Verbundlaminatschicht 3 gepresst wird . Dadurch sind die Seitenflächen 20 von dem Packagematerial 3 in Form des Materials der ersten bzw . zweiten Verbundfolie 9a, 9b bedeckt . Da die zweite Verbundfolie 9b zudem in Kontakt mit dem Trägersubstrat 6 steht kann nach dem Verpressen eine gute Verbindung zwischen dem Trägersubstart 6 und dem Packagematerial 3 gewährleistet werden .

Wie im unteren Teilbild der Fig . 5D dargestellt kann sich nach dem Verpressen zudem auch Material der Verbundfolie auf der Oberseite 23 der optoelektronischen Bauelemente 2 befinden . Dieses Material wird, wie in Fig . 5E dargestellt , in einem nachfolgenden Schritt entfernt und die Oberseite 23 wird gereinigt , bevor durch einen Vereinzelungsschritt , beispielsweise mittels Sägen, die optoelektronischen Bauelementpackages 1 erzeugt werden .

Die Figuren 6A und 6B zeigen mögliche Ausführungsformen eines entsprechend hergestellten die optoelektronischen Bauelementpackages 1 . Figur 6A zeigt noch einmal , dass die Oberseite 23 des optoelektronischen Bauelements 2 mit der entsprechenden Oberseite des Packagematerials 3 bündig abschließt , und dass die Seitenflächen 20 des optoelektronischen Bauelements 2 mit dem Packagematerial 3 in Form des Materials der Verbundfolien 9 bedeckt sind . Zudem ist erkennbar , dass die Durchkontaktierungen 4a , 4b j eweils Bereiche der strukturierten ersten Kupferlaminatschicht 14a und der strukturierten zweiten Kupferlaminatschicht 14b verbinden, und, dass die elektrischen Anschlussbereiche 21 , 22 j eweils in Kontakt mit einem der Bereiche der ersten strukturierten Kupferlaminatschicht 14a stehen . Das optoelektronische Bauelementpackage 1 kann entsprechend über die Bereiche der strukturierten zweiten Kupferlaminatschicht 14b angesteuert werden .

Fig . 6B zeigt eine Ausführungsform, bei der das optoelektronische Bauelementpackage 1 zudem ein zusätzliches Material , das über der Lichtaustrittsseite bzw . Oberseite 23 des optoelektronischen Bauelements 2 eine linsenförmige Struktur 8 ausbildet . Die Form der Linse kann dabei j e nach Bedürfnis entsprechend gewählt werden, sodass das vom optoelektronischen Bauelement 2 im Betrieb abgegebene Licht kollimiert und als gerichteter Strahl nach oben abgestrahlt wird . Das Linsenmaterial 8 ist ebenso wie das Packagematerial 3 gegenüber der durch das Bauelement 2 erzeugten Strahlung beständig, sodass die Lebensdauer dadurch nicht reduziert wird .

Zudem ist in Fig . 6B dargestellt , dass die Oberseite 23 des optoelektronischen Bauelementes 2 gegenüber der entsprechenden Oberseite des Packagematerials 3 zurückversetzt ist , sodass das Bauelement 2 vollständig innerhalb einer Aussparung in dem Packagematerial 3 angeordnet ist . Zudem sind die Seitenflächen 20 des optoelektronischen Bauelementes 2 nur teilweise von dem Material der Verbundfolien 9 bedeckt , sodass sich für das Linsenmaterial eine Verankerungsstruktur in dem Zwischenraum zwischen dem optoelektronischen Bauelement 2 und dem Packagematerial 3 ausbildet . Dass das Packagematerial 3 die Seitenflächen 20 lediglich teilweise bedeckt kann beispielweise dadurch eingestellt werden, dass die Dicke der Verbundfolien 9 entsprechend angepasst ist , sodass weniger Material der Verbundfolien 9 zu Verfügung steht um in die Zwischenräume gepresst zu werden und/oder durch Anpassen der Fertigungsparameter beim Schritt des Verpressens , wie beispielsweise Druck und/oder Temperatur . Durch Anpassen der Fertigungsparameter kann beispielsweise die Viskosität des Materials der Verbundfolien 9 eingestellt werden, und abhängig von dem Verpressdruck kann zudem eingestellt werden wieviel Material abhängig von der Viskosität des Materials in die Zwischenräume gepresst wird .

Die Figuren 7A bis 8B zeigen weitere mögliche Ausführungsformen eines entsprechend hergestellten optoelektronischen Bauelementpackages 1 . Die j eweils dargestellten optoelektronischen Bauelementpackages 1 weisen dabei zwei bzw . vier optoelektronische Bauelemente 2 auf , die j eweils auf dem Trägersubstrat 6 angeordnet sind . Bei den Bauelementpackages 1 kann es sich dabei um sogenannte Multi Chip Packages handeln . Die dargestellte Anzahl und Anordnung der optoelektronischen Bauelemente 2 soll j edoch lediglich exemplarisch verstanden werden, und es können auch mehrere optoelektronische Bauelemente 2 auf dem Trägersubstrat 6 in einer beliebigen Anordnung angeordnet sein .

Das Trägersubstrat 6 weist dabei gemäß Fig . 7A eine Multistackstruktur mit einer ersten isolierenden Schicht 7a, einer zweiten isolierenden Schicht 7b , einer Verbundfolie 9 und einer strukturierten Kupferlaminatschicht 14 auf . Die Durchkontaktierungen 4a, 4b erstrecken sich dabei durch das Trägersubstrat 6 bzw . j eweils durch die isolierenden Schichten 7a , 7b und verbinden die Anschlussbereiche 21 , 22 mit Bereichen der strukturierten Kupferlaminatschicht 14 . Durch ein derartiges Trägersubstrat 6 können mehrere Verschaltungsebenen und somit eine komplexere Ansteuerung der optoelektronischen Bauelemente 2 bereitgestellt werden .

Fig . 7B zeigt eine Draufsicht auf ein optoelektronisches Bauelementpackage 1 bzw . Multi Chip Package . Die optoelektronischen Bauelemente 2 sind dabei in einem Quadrat zueinander achsensymmetrisch angeordnet und werden von dem Packagematerial 3 umgeben bzw . in laterale Richtung voneinander getrennt .

Die Figuren 8A und 8B zeigen j eweils eine Ausführungsform eines optoelektronischen Bauelementpackage 1 bzw . Multi Chip Package umfassend ein zusätzliches Material , das über der Lichtaustrittsseite bzw . Oberseite 23 der optoelektronischen Bauelemente 2 eine linsenförmige Struktur 8 ausbildet . Die Form der Linse kann dabei j e nach Bedürfnis entsprechend gewählt werden, sodass das von den optoelektronischen Bauelementen 2 im Betrieb abgegebene Licht kollimiert und als gerichteter Strahl nach oben abgestrahlt wird . Das Linsenmaterial 8 ist ebenso wie das Packagematerial 3 gegenüber der durch das Bauelement 2 erzeugten Strahlung beständig , sodass die Lebensdauer dadurch nicht reduziert wird .

Gemäß Figur 8A ist das Linsenmaterial 8 dabei in einer Aussparung in dem Packagematerial 3 auf der Oberseite 23 der optoelektronischen Bauelemente 2 angeordnet , wohingegen in der in Figur 8B dargestellten Ausführungsform das Linsenmaterial 8 auf der Oberseite 23 der optoelektronischen Bauelemente 2 bzw . auf der damit bündigen Oberseite des Packagematerials 3 angeordnet bzw . ausgebildet ist .

Die Figuren 9A bis 9F zeigen eine weitere Ausführungsform eines Herstellungsverfahrens für ein optoelektronisches Bauelementpackage nach einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips . Ausgangspunkt für dieses Verfahren ist hierbei eine separat hergestellte Packagematerial- Schicht/Ref lektor 3 mit Öffnungen 31 auf Basis eines Flurpolymermaterials sowie ein Trägersubstrat 6 mit einer Multistackstruktur, wie sie beispielsweise als Printed Circuit Board bereits bekannt sind . Die Verbindung dieser beiden Elemente erfolgt dann mittels einer thermoplastischen und gegenüber der ultravioletten Strahlung stabilen Verbundfolie 9 . Möglichkeiten hierzu sind Folien aus CTFE (Chlortrifluorethylen ) oder FEP ( Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymer ) .

In Figur 9A ist die Bereitstellung des Trägersubstrates 6 als Kupferlaminatstruktur skiz ziert . Dieses umfasst eine erste strukturierte Kupferlaminatschicht 14a , eine zweite strukturierte Kupferlaminatschicht 14b und eine dazwischenliegende isolierenden Schicht 7 , beispielsweise aus PTFE oder FR4 . Die strukturierten Kupferlaminatschichten 14a, 14b können aufgeraut , aufgeklebt oder anderweitig mit dem der isolierenden Schicht 7 verbunden werden . Die erste strukturierte Kupferlaminatschicht 14a weist Bereiche auf , die dazu ausgebildet sind, Kontaktflächen für ein später aufgebrachtes optoelektronische Bauelement zu bilden, und die zweite strukturierte Kupferlaminatschicht 14b weist Bereiche auf , die als Unterseitenkontakte für das optoelektronische Bauelementpackage dienen . Das Trägersubstart 6 besitzt darüber hinaus verschiedene Durchkontaktierungen 4a, 4b, die wie dargestellt , j eweils Bereiche der ersten strukturierten Kupferlaminatschicht 14a mit Bereichen der zweiten strukturierten Kupferlaminatschicht 14b verbinden . Eine solche Struktur kann als Endlosband hergestellt werden und kann j e nach Bedarf auf eine gewünschte Länge gekürzt werden .

Davon separat wird das Packagematerial 3 auf Basis eines Fluorpolymers vorbereitet . Zu diesem Zweck wird in einem Mold-Tool mittels Kompressionspressen das pulverförmige Material 3 ₀ auf Basis eines Fluorpolymers in Zwischenräume eingebracht und zur Bildung eines Halbzeugs und Formkörpers verpresst . Zusätzlich erfolgt in einem zweiten Schritt ein Sintern, sodass die in Figur 9B dargestellte Packagematerial-Schicht 3 mit den Öffnungen 31 ausgeformt wird . Das Packagematerial besitzt im Gegensatz zu den meisten Thermoplasten keinen Schmelzpunkt , d . h . er zersetzt sich bei größeren Temperaturen direkt ohne vorher flüssig zu werden . Dies verhindert zwar eine Herstellung durch Spritzpressen, erlaubt es j edoch die mit dem Sinterprozess verbundenen Temperaturschritte von den späteren Prozessschritten abzutrennen und so das Packagematerial getrennt herzustellen .

In einem darauf folgenden Schritt in Figur 9C wird eine klebrige Verbundfolie 9 auf das Trägersubstrat 6 aufgebracht . Diese zusätzliche Verbundfolie 9 dient zum späteren Befestigen der Packagematerial- Schicht 3 auf dem Trägersubstart 6 . Für diesen Zweck wird die Packa- gematerial-Schicht an einem ersten temporären Träger 5a befestigt und diese anschließend auf die Verbundfolie 9 geklebt . Ein zusätzlicher Temperaturschritt bzw . Verpress-Schritt kann notwendig sein, um eine innige Verbindung zwischen der Verbundfolie 9 auf der einen Seite und dem Trägersubstrat 6 sowie der Packagematerial-Schicht 3 auf der anderen Seite auszubilden .

Anschließend wird der temporäre Träger 5a wie in Figur 9D dargestellt abgenommen und Bestandteile der Verbundfolie 9 werden gemäß Fig . 9D von Kontaktbereichen des Trägersubstrates 6 entfernt . Auf die dadurch freilegenden Kontaktbereich der ersten strukturierten Kupferlaminatschicht 14a werden in einem darauf folgenden Schritt , wie in Fig . 9E dargestellt , optoelektronische Bauelemente 2 in die Öffnungen 31 gesetzt . In einem weiteren optionalen Schritt können die freiliegenden Kontaktflächen zusätzlich noch vorprozessiert werden, um eine bessere elektrische und mechanische Verbindung zu den Anschlussbereichen 21 , 22 der Bauelemente 2 zu bewirken . Im vorliegenden Ausführungsbeispiel umfassen die Bauelemente 2 auf ihren Anschlussflächen 21 , 22 ein entsprechendes Lot , sodass ein zusätzlicher Schritt des Aufbringens eines Materials auf die Kontaktbereiche des Trägersubstrates 6 nicht notwendig ist .

In einem abschließenden optionalen Schritt lassen sich die Öffnungen mit einem zusätzlichen transparenten Material auffüllen und dieses in eine Linsenform bringen . Dadurch werden einerseits die optoelektronischen Bauelemente 2 geschützt und andererseits erlaubt die Linsenform eine Kollimierung bzw . -Formung des von den Bauelementen abgegebenen Lichts . Figuren 10A und 10B zeigen Ausführungsformen eines derart hergestellten und vereinzelten optoelektronischen Bauelementpackage 1 . Figur 10A zeigt ein optoelektronisches Bauelementpackage 1 , welches durch Vereinzeln der in Fig . 9E dargestellten Struktur erzeugt worden ist , und Figur 10B ein optoelektronisches Bauelementpackage 1 , welches durch Vereinzeln der in Fig . 9F dargestellten Struktur erzeugt worden ist .

In ähnlicher Weise zeigen auch die Figuren 11A und 11B ein entsprechendes Ausführungsbeispiel , bei dem das Trägersubstrat 6 wie in den Ausführungsbeispielen der Figuren 10A und 10B als strukturiertes Kupferlaminat mit einem inneren Kern auf TFPE oder FR4 Basis ausgeführt ist . Die Packagematerial-Schicht ist auf einer Verbundfolie 9 aufgebracht und mit dieser befestigt . Entgegen der den Ausführungsbeispiele der Figuren 10A und 10B sind in der Öffnung 31 j edoch j eweils zwei optoelektronische Bauelemente 2 angeordnet , sodass es sich j eweils um um sogenannte Multi Chip Packages handeln . Eine der Durchkontaktierungen bzw . ein Bereich j eweils der ersten und der zweiten strukturierten Kupferlaminatschicht die mittels der Durchkontaktierung verbunden sind wirken dabei als gemeinsamer elektrischer Anschluss für die beiden optoelektronischen Bauelemente 2 . Gemäß Figur 11B ist ein transparentes Material 8 in der Öffnung eingebracht , das ein lichtformendes Element für beide optoelektronische Bauelemente 2 bildet .

Bei dem hier vorgeschlagenen Prinzip wird eine vorstrukturierte auf Basis eines Fluorpolymermaterials basierende Packagematerial-Schicht gebildet , die in anschließenden Prozessschritten als Reflektor für ein Bauelementpackage dient . Die separate Herstellung ermöglicht die notwendigen Prozessparameter für eine Erzeugung der Packagematerial- Schicht aus dem Fluorpolymer zu optimieren . Dadurch wird eine mögliche Beschädigung eines optoelektronischen Bauelementes durch zu hohe Temperaturen oder mechanischen Stress verhindert , die bei einer gemeinsamen Herstellung aufgrund der notwendigen Prozessparameter für die Erzeugung der Packagematerial-Schicht auf treten würden .

Zur Verbesserung der Haftung des Materials der Packagematerial-Schicht auf dem Trägersubstrat bzw . auch an einer weiteren Fläche ist es mög- lieh, das Trägersubstrat mit zusätzlichen Prozessschritten beispielsweise einem Plasmaätzen auf zurauen und damit eine bessere mechanische Verbindung zu erreichen . Eine auf diese Weise hergestellte Packagema- terial-Schicht dient als Reflektor und kann mit zusätzlichen lichtfor- menden Elementen versehen werden . Da Fluorpolymer für Licht im ultravioletten Bereich größtenteils reflektiv ist und gleichzeitig eine hohe Beständigkeit gegenüber dieser Strahlung zeigt , ist es für die Ausgestaltung von Packages für ultraviolettes Licht besonders geeignet . Die Verwendung einer Verbundlaminatschicht uns anschließendes Verpressen erlaubt es , das verwendete Packagematerial ausreichend stabil und fest an das Trägersubstrat zu koppeln .

Bei dem Verfahren wird im Ergebnis ein Halbzeug bereitgestellt , bei dem die Hochtemperaturschritte insbesondere der Sinterprozess und Pressformprozess vor dem Aufbringen des optoelektronischen Bauelementes bereits vorgenommen wurden .

BEZUGSZEICHENLISTE optoelektronisches Bauelementpackage optoelektronisches Bauelement ₀ , 3 Packagematerial ' Mold Tool a , 4b Durchkontaktierung a , 5b , 5c temporärer Träger Trägersubstrat , 7a, 7b isolierende Schicht Linse , Linsenmaterial , 9a, 9b Verbundfolie 0 für UV-Licht transparente isolierende Schicht1 UV-Licht reflektierende Schicht 2 Verstärkungsschicht

Pas sivi er ungs schicht 4 , 14a, 14b strukturierte Kupferlaminatschicht 5 Zwischenmaterial 0 Seitenfläche 1 , 22 Anschlussbereich 3 Oberseite 1 Öffnung 6 Rückseitenkontaktierung