(57)【要約】【課題】有利なコストで製造可能なオプトエレクトロニクス半導体チップのため回路基板を提供する。【解決手段】第１の絶縁性フィルム１２が第１の金属フィルム１１の上面で第１の金属フィルム１１に被着されている。第１の絶縁性フィルム１２は空所１５を有し、この空所１５では第１の金属フィルム１１が露出している。空所１５は、その内部でオプトエレクトロニクス半導体チップ２を第１の金属フィルム１１に導電性に取り付けるために設けられている。第２の金属フィルム１３は、第１の絶縁性フィルム１２の、第１の金属フィルム１１とは反対側の上面に被着されている。少なくとも第１の絶縁性フィルム１２の空所１５の領域には第２の金属フィルム１３は設けられておらず、第２の金属フィルム１３は、オプトエレクトロニクス半導体チップ２との電気的な接触接続のために設けられている。【選択図】図１Ｂ
2014146801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オプトエレクトロニクス半導体チップ（２）のための回路基板（１）において、
導電性の第１の金属フィルム（１１）と、
第１の絶縁性フィルム（１２）と、
導電性の第２の金属フィルム（１３）とを有し、
前記第１の絶縁性フィルム（１２）は、前記第１の金属フィルム（１１）の上面において該第１の金属フィルム（１１）に被着されており、且つ、該第１の金属フィルム（１１）と機械的に接続されており、
前記第１の絶縁性フィルム（１２）は空所（１５）を有し、該空所（１５）において前記第１の金属フィルム（１１）は露出されており、
前記空所（１５）は、該空所（１５）内で前記オプトエレクトロニクス半導体チップ（２）を前記第１の金属フィルム（１１）に導電性に取り付けるために設けられており、
前記第２の金属フィルム（１３）は、前記第１の絶縁性フィルム（１２）の、前記第１の金属フィルム（１１）側とは反対側の上面に被着されており、且つ、前記第１の絶縁性フィルム（１２）と機械的に接続されており、
少なくとも、前記第１の絶縁性フィルム（１２）の前記空所（１５）の領域においては、前記第２の金属フィルム（１３）は設けられておらず、
前記第２の金属フィルム（１３）は、前記オプトエレクトロニクス半導体チップ（２）との電気的な接触接続のために設けられていることを特徴とする、
回路基板（１）。
【請求項２】
前記第１の金属フィルム（１１）及び前記第２の金属フィルム（１３）は接着剤（１６）を介して、前記第１の絶縁性フィルム（１２）と接続されている、請求項１に記載の回路基板（１）。
【請求項３】
前記第１の絶縁性フィルム（１２）は、前記空所（１５）を除き、前記第１の金属フィルム（１１）の上面を完全に覆い、前記空所（１５）は水平方向（ｌ）において、前記第１の絶縁性フィルム（１２）の材料によって完全に包囲されている、請求項１又は２記載の回路基板（１）。
【請求項４】
前記第１の金属フィルム（１１）及び前記第２の金属フィルム（１３）はそれぞれ、アルミニウムフィルムによって形成されている、請求項１から３のいずれか１項記載の回路基板（１）。
【請求項５】
前記第１の金属フィルム（１１）及び前記第２の金属フィルム（１３）はそれぞれ、少なくとも２０μｍから最大で４００μｍの厚さを有する、請求項１から４のいずれか１項記載の回路基板（１）。
【請求項６】
前記回路基板（１）は第２の絶縁性フィルム（１４）を有し、該第２の絶縁性フィルム（１４）は、前記第１の金属フィルム（１１）の、前記第１の絶縁性フィルム（１２）側とは反対側の下面において、前記第１の金属フィルム（１１）に被着されており、且つ、該第１の金属フィルム（１１）と機械的に接続されている、請求項１から５のいずれか１項記載の回路基板（１）。
【請求項７】
前記第２の絶縁性フィルム（１４）は、前記第１の金属フィルム（１１）側とは反対側の下面において接着層（１７）を有する、請求項１から６のいずれか１項記載の回路基板（１）。
【請求項８】
オプトエレクトロニクスモジュール（３）において、
請求項１から７のいずれか１項記載の回路基板（１）と、
オプトエレクトロニクス半導体チップ（２）とを有し、
前記オプトエレクトロニクス半導体チップ（２）は、前記空所（１５）内で前記第１の金属フィルム（１１）に導電性に取り付けられており、且つ、
前記オプトエレクトロニクス半導体チップ（２）は、前記第２の金属フィルム（１３）と導電性に接続されていることを特徴とする、オプトエレクトロニクスモジュール（３）。
【請求項９】
前記オプトエレクトロニクス半導体チップ（２）は、前記オプトエレクトロニクス半導体チップ（２）及び前記第２の金属フィルム（１３）に取り付けられているコンタクトエレメント、特にコンタクトワイヤ（２１）を介して、前記第２の金属フィルム（１３）と導電性に接続されている、請求項８記載のオプトエレクトロニクスモジュール（３）。
【請求項１０】
前記オプトエレクトロニクス半導体チップ（２）は注型体（２２）によって包囲されており、該注型体（２２）は前記第１の金属フィルム（１１）及び前記第１の絶縁性フィルム（１２）と直接的に接している、請求項８又は９のうちの少なくとも１項記載のオプトエレクトロニクスモジュール（３）。
【請求項１１】
オプトエレクトロニクスモジュールを有する装置において、
請求項８から１０のうちの少なくとも１項記載のオプトエレクトロニクスモジュール（３）を少なくとも２つ有し、
前記オプトエレクトロニクスモジュール（３）のうち第２のオプトエレクトロニクスモジュールは、前記オプトエレクトロニクスモジュール（３）のうち第１のオプトエレクトロニクスモジュールの上に配置されており、該配置は、前記第２のオプトエレクトロニクスモジュールの前記第１の金属フィルム（１１）が、前記第１のオプトエレクトロニクスモジュールの前記第２の金属フィルム（１３）を部分的に覆い、且つ、前記第１の金属フィルム（１１）及び前記第２の金属フィルム（１３）が相互に導電的且つ機械的に接続されているように行われており、
前記第１のオプトエレクトロニクスモジュール及び前記第２のオプトエレクトロニクスモジュールは電気的に直列に接続されていることを特徴とする、
オプトエレクトロニクスモジュールを有する装置。
【請求項１２】
３つ以上のオプトエレクトロニクスモジュール（３）が上下に重なって配置されており、各オプトエレクトロニクスモジュール（３）は、該オプトエレクトロニクスモジュールのうち１つのオプトエレクトロニクスモジュールの第１の金属フィルム（１１）の導電性で機械的な接続部で、該第１の金属フィルム（１１）の下に直接的に設けられているオプトエレクトロニクスモジュールの第２の金属フィルム（１３）と電気的に直列に接続されている、請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
全てのオプトエレクトロニクスモジュール（３）は接続領域（３１）内で相互に重畳しているが、前記オプトエレクトロニクスモジュール（３）の前記オプトエレクトロニクス半導体チップ（２）は重畳していない、請求項１１又は１２記載の装置。
【請求項１４】
前記オプトエレクトロニクス半導体チップ（２）は、少なくとも１つの仮想線、特に仮想円（Ｋ）又は仮想渦（Ｓ）に沿って配置されている、請求項１１から１３のいずれか１項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オプトエレクトロニクス半導体チップのための回路基板回路基板に関する。さらに本発明は、この種の回路基板を備えたオプトエレクトロニクスモジュールに関する。さらに本発明は、これらのオプトエレクトロニクスモジュールを有する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
WO2009/132615には、回路基板について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】WO2009/132615
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、殊に有利なコストで製造可能な回路基板を提供することにある。さらに本発明の別の課題は、この種の回路基板を備えたオプトエレクトロニクスモジュールならびにこれらのオプトエレクトロニクスモジュールを有する装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によればこの課題は、導電性の第１の金属フィルムと、第１の絶縁性フィルムと、導電性の第２の金属フィルムとを有し、前記第１の絶縁性フィルムは、前記第１の金属フィルムの上面において該第１の金属フィルムに被着されており、且つ、該第１の金属フィルムと機械的に接続されており、前記第１の絶縁性フィルムは空所を有し、該空所において前記第１の金属フィルムは露出されており、前記空所は、該空所内で前記オプトエレクトロニクス半導体チップを前記第１の金属フィルムに導電性に取り付けるために設けられており、前記第２の金属フィルムは、前記第１の絶縁性フィルムの、前記第１の金属フィルム側とは反対側の上面に被着されており、且つ、前記第１の絶縁性フィルムと機械的に接続されており、少なくとも、前記第１の絶縁性フィルムの前記空所の領域においては、前記第２の金属フィルムは設けられておらず、前記第２の金属フィルムは、前記オプトエレクトロニクス半導体チップとの電気的な接触接続のために設けられていることにより解決される。
【０００６】
回路基板の少なくとも１つの実施形態によれば、この回路基板は、オプトエレクトロニクス半導体チップの収容に適している。つまりこの回路基板は、オプトエレクトロニクス半導体チップのための回路基板である。オプトエレクトロニクス半導体チップは、放射を送出する発光半導体チップ又は受光半導体チップである。例えばこれを発光ダイオードチップ又はフォト検出器チップとすることができる。この場合、回路基板はその形状とサイズに関して、オプトエレクトロニクス半導体チップが回路基板によって機械的に担持され、回路基板を介して電気的に接触できるように構成されている。
【０００７】
回路基板の少なくとも１つの実施形態によれば、この回路基板は導電性の第１の金属フィルムを含んでいる。金属フィルム（metal foil）とは、著しく薄い金属フィルムないしは金属箔のことである。金属フィルムは別個に製造された回路基板モジュールであり、これは回路基板の製造にあたり回路基板の独立した部材として準備することができる。したがって殊に金属フィルムとは、回路基板の他のモジュールに材料を付着して形成するような層ではなく、金属フィルムはすでに回路基板の製造前に、回路基板の他のモジュールは別個に存在するものである。このことは既述の第１の金属フィルムについても、あとで述べる他のすべての金属フィルムについてもあてはまる。フィルムとはここではきわめて薄いシートのことであり、その水平方向サイズすなわちフィルムの主延在面に対し平行な方向におけるサイズは、その垂直方向サイズすなわちその厚さよりも著しく大きい。ここで述べるフィルムは可撓性でありフレキシブルに形成されている。
【０００８】
第１の金属フィルムは例えば金属又は合金から成り、第１の金属フィルムは導電性に形成されている。
【０００９】
回路基板の少なくとも１つの実施形態によれば、回路基板は電気的に絶縁性である第１の絶縁性フィルムを含んでいる。第１の絶縁性フィルムも、最初に回路基板の他のモジュールに材料を付着させて形成するような層ではなく、第１の絶縁性フィルムはすでに回路基板の製造前に別個のモジュールとして存在している。
【００１０】
回路基板の少なくとも１つの実施形態によれば、この回路基板は導電性の第２の金属フィルムを含んでいる。例えば第１の金属フィルムはその厚さ及び／又は材料組成に関して、第１の金属フィルムと同一に形成されている。
【００１１】
回路基板の少なくとも１つの実施形態によれば第１の絶縁性フィルムは、第１の金属フィルムの上面で第１の金属フィルムに被着されており、この金属フィルムと機械的に接続されている。その際、第１の絶縁性フィルムを、第１の金属フィルムと直接接触させることができる。さらに第１の絶縁性フィルムと金属フィルムとの間に、接続材料を配置することができる。
【００１２】
回路基板の少なくとも１つの実施形態によれば、第１の絶縁性フィルムは空所を含み、この空所では第１の金属フィルムが露出している。すなわち第１の金属フィルムの上面で第１の絶縁性フィルムが部分的に取り除かれており、第１の絶縁性フィルムの空所の領域においてそのように構成されている。この空所を通して、妨げなく第１の金属フィルムと接続可能である。
【００１３】
回路基板の少なくとも１つの実施形態によればこの空所は、オプトエレクトロニクス半導体チップをこの空所内で第１の金属フィルムに導電状態で取り付けるために設けられている。つまりこの空所の形状とサイズは、空所内でオプトエレクトロニクス半導体チップを第１の金属フィルムに取り付けることができるように選定されており、例えばそのチップが第１の絶縁性フィルムと接触しないように選定されている。その際にこの空所は、オプトエレクトロニクス半導体チップが空所の領域で第１の金属フィルムに例えば導電状態で接着可能又ははんだ付け可能であるように選定されている。
【００１４】
回路基板の少なくとも１つの実施形態によれば、第１の絶縁性フィルムの、第１の金属フィルムとは反対側の上面に第２の金属フィルムが取り付けられており、この第２の金属フィルムは第１の絶縁性フィルムと機械的に接続されている。この場合、第２の金属フィルムと第１の絶縁性フィルムがじかに接触し合うようにすることができ、及び／又は双方のフィルムの間に接着剤を配置してもよい。したがって第１の金属フィルムと第１の絶縁性フィルムと第２の金属フィルムは、複数のフィルムから成る積層体を成しており、これらのフィルムは部分的に上下に配置されている。
【００１５】
回路基板の少なくとも１つの実施形態によれば、第１の絶縁性フィルムの少なくとも空所の領域には、第２の金属フィルムが設けられていない。すなわち第１の絶縁性フィルムは第２の金属フィルムによって全体的に覆われているのではなく、第１の絶縁性フィルムがオプトエレクトロニクス半導体チップ収容のために空所を有する個所では少なくとも、第２の金属フィルムによっては覆われていない。したがって第２の金属フィルムは特に空所を覆っていない。
【００１６】
回路基板の少なくとも１つの実施形態によれば第２の金属フィルムは、オプトエレクトロニクス半導体チップの電気的な接触接続のために設けられている。つまり第２の金属フィルムはその導電性と回路基板における配置に関して、オプトエレクトロニクス半導体チップを電気的に接触接続する役割を果たすように構成されている。例えばこの場合、オプトエレクトロニクス半導体チップを第１の金属フィルム及び第２の金属フィルムとそれぞれ導電接続することができるので、第１の金属フィルムと第２の金属フィルムを介して通電することによって、オプトエレクトロニクス半導体チップを作動させることができる。
【００１７】
オプトエレクトロニクス半導体チップのための回路基板の少なくとも１つの実施形態によれば回路基板は、第１の導電性の金属フィルムと、第１の絶縁性フィルムと、第２の導電性の金属フィルムを含んでいる。この場合、第１の絶縁性フィルムは、第１の金属フィルムの上面で第１の金属フィルムに取り付けられており、このフィルムと機械的に接続されている。その際、第１の絶縁性フィルムは空所を有しており、この空所のところでは第１の金属フィルムが露出している。ここでは空所は、オプトエレクトロニクス半導体チップをこの空所内で第１の金属フィルムに導電状態で取り付けるために設けられている。第２の金属フィルムは、第１の絶縁性フィルムの、第１の金属フィルムとは反対側の上面に取り付けられており、第１の絶縁性フィルムと機械的に接続されている。そして第１の絶縁性フィルムの少なくとも空所の領域には第２の金属フィルムは設けられておらず、第２の金属フィルムはオプトエレクトロニクス半導体チップの電気的な接触接続のために設けられている。
【００１８】
ここで述べる回路基板は殊に、以下の着想に基づくものである。例えば発光ダイオードチップといったオプトエレクトロニクス半導体チップは、フラットな光源を実現するため、ボード上に接着可能又ははんだ付け可能である。ここで用いられるボードは比較的高価である。この種のボードの代わりに、ここで述べる回路基板は、金属フィルムと絶縁性フィルムとから成る積層体として形成されており、このような積層体は格別好適なコストで製造可能である。さらにここで述べる回路基板はその厚さが僅かな点で優れており、このことによって、フラットな光源の製造にあたり光源を厚くしすぎることなく、多数の回路基板を上下に積み重ねることができる。
【００１９】
回路基板の少なくとも１つの実施形態によれば、第１の金属フィルムと第２の金属フィルムは、接着剤を介して絶縁性フィルムと接続されている。つまり複数のフィルムから成る積層体を例えばラミネートされた積層体とすることができ、その際、個々のフィルムはそれぞれ接着剤を介して互いに接続されている。接着剤によって、金属フィルムを絶縁性フィルムと部分的に直接接続し合うようにすることができる。
【００２０】
回路基板の少なくとも１つの実施形態によれば、第１の絶縁性フィルムは第１の金属フィルムをその上面に設けられた空所を除いて全体的に覆っており、この空所は水平方向では第１の絶縁性フィルムの材料によって完全に取り囲まれている。第１の絶縁フィルムによって第１の金属フィルムが全体的に覆われていることにより、回路基板を機械的にきわめて安定に形成することができる。第１の空所は例えば第１の絶縁性フィルム内のスルーホール又は孔として形成されており、このスルーホール又は孔は水平方向で第１の絶縁性フィルムの材料によってその周囲を取り囲まれている。これによって、あとでオプトエレクトロニクス半導体チップを配置可能な空所の領域においても、回路基板の機械的安定性が高められる。
【００２１】
回路基板の少なくとも１つの別の実施形態によれば、第１の金属フィルム及び第２の金属フィルムはそれぞれアルミニウムフィルムによって形成される。つまり、２つの金属フィルムはアルミニウムフィルムを含むか又はアルミニウムから成る。各金属フィルムは、ここではそれぞれ、少なくとも２０μｍから多くとも５００μｍまで、特には少なくとも２０μｍから多くとも４００μｍまでの所定の厚さ、すなわち、ラテラル方向に対して垂直なヴァーティカル方向での所定の広がりを有している。有利には、この場合、第１の金属フィルム及び第２の金属フィルムの厚さは、少なくとも７５μｍから多くとも２００μｍまでの間であり、例えば１００μｍである。
【００２２】
第１の絶縁性フィルムは金属フィルムよりも薄く形成することができる。例えば、絶縁性フィルムは一方の金属フィルムよりも２５％薄く構成される。各金属フィルムが例えばそれぞれ１００μｍの厚さを有する場合、第１の絶縁性フィルムは７５μｍの厚さを有する。こうした薄い第１の絶縁性フィルムは、薄さに関連して低い熱抵抗を有するため、特に有利である。
【００２３】
回路基板の機械的安定性を改善するために第１の絶縁性フィルムをより厚く構成すべき場合には、第１の絶縁性フィルムは、良好な熱伝導性を有する原材料の繊維もしくは粒子が充填されたマトリクス材料を含む。例えば、第１の絶縁性フィルムは、セラミック材料及び／又は金属酸化物及び／又は金属窒化物及び／又はケイ素によって形成することができ、例えばシリコーンもしくはエポキシ樹脂から成るマトリクス材料へ導入される。
【００２４】
回路基板の少なくとも１つの別の実施形態によれば、回路基板は第２の絶縁性フィルムを含む。第２の絶縁性フィルムは、第１の金属フィルムのうち第１の絶縁性フィルムとは反対側の下面で第１の金属フィルムに被着されており、第１の金属フィルムに機械的に接続されている。第２の絶縁性フィルムは第１の絶縁性フィルムと同様に構成することができる。第１の絶縁性フィルムと第１の金属フィルムと第２の絶縁性フィルムと第２の金属フィルムとはフィルム積層体を形成しており、各フィルムは少なくとも一部の領域で重なっている。
【００２５】
この場合特に、第１の金属フィルムは、第２の絶縁性フィルム側の下面に、部分的に、第２の絶縁性フィルムのない領域を有する。こうした露出領域によって、例えば第１の金属フィルムの電気コンタクトが形成される。
【００２６】
回路基板の少なくとも１つの別の実施形態によれば、第２の絶縁性フィルムは、第１の金属フィルムとは反対側の下面に接着層を有する。当該接着層は例えば回路基板を設定位置に固定するために設けられている。
【００２７】
さらに、本発明では、オプトエレクトロニクスモジュールが提供される。オプトエレクトロニクスモジュールは例えば発光ダイオードもしくはフォトディテクタであってよい。オプトエレクトロニクスモジュールは上述した回路基板をオプトエレクトロニクス半導体チップ用の支持体として含む。つまり、回路基板について開示されている特徴の全てがオプトエレクトロニクスモジュールにも当てはまる。
【００２８】
オプトエレクトロニクスモジュールの少なくとも１つの別の実施形態によれば、オプトエレクトロニクスモジュールは上述した回路基板及びオプトエレクトロニクス半導体チップを含む。ここで、オプトエレクトロニクス半導体チップは空所内で第１の金属フィルムに導電的に固定され、かつ、第２の金属フィルムに導電接続される。この場合、オプトエレクトロニクスモジュールは複数のオプトエレクトロニクス半導体チップを含んでもよい。その場合、回路基板は各オプトエレクトロニクス半導体チップに対して例えばちょうど１つずつの空所を有し、各空所にオプトエレクトロニクス半導体チップが導電的に固定される。さらにこのケースでは、回路基板が複数の第２の金属フィルムを含んでもよく、その場合には各オプトエレクトロニクス半導体チップが一対一で対応する第２の金属フィルムに導電接続される。
【００２９】
オプトエレクトロニクスモジュールの少なくとも１つの別の実施形態によれば、オプトエレクトロニクス半導体チップが、オプトエレクトロニクス半導体チップと第１の金属フィルムとに固定されたコンタクト部材、例えばコンタクトワイヤ（ボンディングワイヤ）を介して、第２の金属フィルムに導電接続されている。つまり、オプトエレクトロニクス半導体チップと第２の金属フィルムとの間の接続は、特には有線コンタクト（ボンディングワイヤ）によって行われる。コンタクトワイヤに代えて、フィルムコンタクト法などの別の接続技術を使用することもできる。また、ワイヤに代えて、特に金属から成る帯状体を使用してもよい。
【００３０】
オプトエレクトロニクスモジュールの少なくとも１つの別の実施形態によれば、オプトエレクトロニクス半導体チップはポッティング部材によって包囲されている。ポッティング部材はここでは第１の金属フィルムと第１の絶縁性フィルムとに直接に接触している。つまり、ポッティング部材は、第１の絶縁性フィルム内の空所が完全に覆われ、これにより第１の絶縁性フィルムと第１の金属フィルムとが直接に接触するように、オプトエレクトロニクス半導体チップの所定の領域に配置されている。このとき、第１の絶縁性フィルムへの直接接触は必ずしも要さない。
【００３１】
ポッティング部材は例えば放射透過性のプラスチック材料、例えばシリコーン及び／又はエポキシ樹脂によって形成されている。ポッティング部材には放射光散乱粒子もしくは放射光変換粒子を充填できる。ポッティング部材は例えばオプトエレクトロニクス半導体チップへ滴下することができる。当該ポッティング部材により、オプトエレクトロニクス半導体チップと、例えば、オプトエレクトロニクス半導体チップを第２の金属フィルムに導電接続するコンタクトワイヤとをカバーすることができる。オプトエレクトロニクス半導体チップとコンタクトワイヤとはこのようにポッティング部材により機械的に保護される。ポッティング部材は例えば放射光散乱粒子もしくは放射光変換粒子が導入されたマトリクス材料を含む。第１の導電性フィルムを、マトリクス材料と同じ材料、例えばシリコーンから形成できることにより、ポッティング部材と第１の絶縁性フィルムとの間の直接接触によって、ポッティング部材と回路基板との特に良好な接着を達成することができる。
【００３２】
また、ポッティング部材は、一部の領域で第２の金属フィルムと直接に接触していてもよい。
【００３３】
本発明では、オプトエレクトロニクスモジュールを含む装置も提供される。この装置は、上述したオプトエレクトロニクスモジュールを少なくとも２つ含むので、回路基板及びオプトエレクトロニクスモジュールについて開示されている特徴の全てが当該装置にも当てはまる。
【００３４】
オプトエレクトロニクスモジュールを含む装置は上述したオプトエレクトロニクスモジュールを少なくとも２つ含む。例えば、各オプトエレクトロニクスモジュールを同様に構成することができる。つまり、各オプトエレクトロニクスモジュールは、外寸法の点で及び／又は使用されるオプトエレクトロニクス半導体チップの点で、同様に構成できる。さらには、例えば、装置の種々のオプトエレクトロニクスモジュールにおいて、動作中に種々の色の光を放出する種々のオプトエレクトロニクス半導体チップを使用することも可能である。
【００３５】
オプトエレクトロニクスモジュールを含む装置の少なくとも１つの別の実施形態によれば、当該装置は少なくとも２つのオプトエレクトロニクスモジュールを含む。ここで、第２のオプトエレクトロニクスモジュールは、この第２のオプトエレクトロニクスモジュールの第１の金属フィルムが第１のオプトエレクトロニクスモジュールの第２の金属フィルムを一部の領域で覆い、２つの金属フィルム双方が相互に導電接続及び機械接続されるように配置される。ここで、第１のオプトエレクトロニクスモジュールと第２のオプトエレクトロニクスモジュールとは電気的に直列に接続される。
【００３６】
すなわち、一部の領域での重なり配置とはんだ付けもしくは接着などの導電接続とにより、２つのオプトエレクトロニクスモジュールの直列回路が形成される。当該直列回路は、第２のオプトエレクトロニクスモジュールの第１の金属フィルムと第１のオプトエレクトロニクスモジュールの第２の金属フィルムとを介して電気的に接続可能である。
【００３７】
オプトエレクトロニクスモジュールを含む装置の少なくとも１つの実施形態によれば、３つ以上のオプトエレクトロニクスモジュールが上下に配置され、各オプトエレクトロニクスモジュールは、それぞれ、１つのオプトエレクトロニクスモジュールの第１の金属フィルムの導電接続及び機械接続によって、直下のオプトエレクトロニクスモジュールの第２の金属フィルムに電気的に直列に接続される。つまり、各オプトエレクトロニクスモジュールは、直接に連続する２つのオプトエレクトロニクスモジュールの第１の金属フィルムと第２の金属フィルムとが相互に導電接続及び機械接続されるように、上下に配置される。このようにすれば、簡単に、複数のオプトエレクトロニクスモジュールの直列回路を実現することができる。
【００３８】
ここでは、個々のオプトエレクトロニクスモジュール間に接続材料を配置せず、これらのオプトエレクトロニクスモジュールを、これらが互いに重なり合う領域において、圧力によって結びつけて一体化し、直接続いているオプトエレクトロニクスモジュールの上記の第１の金属フィルム及び第２の金属フィルムが互いに直接接触されて設けられるようにする。上記の一体化のための加圧は、例えば、外部のクランプにより、又はオプトエレクトロニクスモジュールの回路基板全体を貫通して延在するねじ接続又は打ち抜き接続に行うことが可能である。
【００３９】
上記の装置の少なくとも１つの実施形態によれば、この装置のすべてのオプトエレクトロニクスモジュールは、接続領域内で互いに重なり合い、これらのオプトエレクトロニクスモジュールの上記のオプトエレクトロニクス半導体チップは重ならない。これは、例えば、オプトエレクトロニクスモジュールを平ら又は星型に配置することによって得られる。
【００４０】
上記の装置の少なくとも１つの実施形態によれば、この装置のオプトエレクトロニクスモジュールのオプトエレクトロニクス半導体チップは、少なくとも１つの仮想的な円又は仮想的な螺旋に沿って配置される。すなわち、オプトエレクトロニクス半導体チップは、例えば、仮想的な閉じた線に沿って配置することができるのである。このようにすることにより、例えば多くのオプトエレクトロニクス半導体チップによって広い面積を覆うことができ、直列接続された複数の半導体チップからなる平らな光源を簡単に形成することができる。
【００４１】
以下では、実施例及びこれに対応する図面に基づき、ここで説明している回路基板、ここで説明しているオプトエレクトロニクスモジュール、ならびにここで説明している装置を詳しく説明する。同じ部材、同種の部材又は同じ作用の部材は、図面において同じ参照符号が付されている。図面及びこれらの図面に示した部材相互の大きさの関係は、縮尺通りであると見なしてはならない。むしろ一層図示し易くするため、及び／又は理解し易くするために個々の部材は、誇張して大きく示されていることがある。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１Ａ】本発明による回路基板及びオプトエレクトロニクスモジュールを示す斜視図
【図１Ｂ】本発明による回路基板及びオプトエレクトロニクスモジュールを示す斜視図
【図１Ｃ】本発明による回路基板及びオプトエレクトロニクスモジュールを示す斜視図
【図１Ｄ】本発明による回路基板及びオプトエレクトロニクスモジュールを示す断面図
【図２Ａ】本発明による回路基板及びオプトエレクトロニクスモジュールを示す斜視図
【図２Ｂ】本発明による回路基板及びオプトエレクトロニクスモジュールを示す斜視図
【図２Ｃ】本発明による回路基板及びオプトエレクトロニクスモジュールを示す平面図
【図３Ａ】本発明による回路基板及びオプトエレクトロニクスモジュールを示す側面図
【図３Ｂ】本発明による回路基板及びオプトエレクトロニクスモジュールを示す斜視図
【図３Ｃ】オプトエレクトロニクス半導体チップがポッティング部材によって包囲されている様子を示す図
【図４】本発明による回路基板及びオプトエレクトロニクスモジュールを示す斜視図
【図５】本発明による回路基板及びオプトエレクトロニクスモジュールを示す斜視図
【図６Ａ】本発明による装置の構成を示す図
【図６Ｂ】本発明による装置の構成を示す図
【図７】本発明によるオプトエレクトロニクスモジュールの接続を示す図
【発明を実施するための形態】
【００４３】
図１Ａ及び１Ｂの概略斜視図に基づき、ここで説明している回路基板を詳しく説明する。回路基板１には、第１の金属フィルム１１と、第１の絶縁性フィルム１２と、第２の金属フィルム１３とが含まれている。個々のフィルムは、例えば、接着剤１６によって互いに機械的に接続される。第１及び第２の金属フィルムの厚さ及びその金属組成は同じに構成されている。例えば、第１の金属フィルム１１及び第２の金属フィルム１３はそれぞれ、約１００μｍの厚さを有するアルミニウムフィルムである。
【００４４】
第１の絶縁性フィルム１２は、２つの金属フィルム１１，１３を電気的に互いに絶縁するプラスチックフィルムである。さらに第１の絶縁性フィルム１２は、回路基板１を機械的に安定化するために使用される。
【００４５】
第１の絶縁性フィルム１２は、空所１５を有しており、この空所では第１の金属フィルム１１に自由に到達することができる。第２の金属フィルム１３は、横方向Ｉに第１の金属フィルム１１よりもサイズが小さい。択一的には第２の金属フィルム１３は、第１の絶縁性フィルム１２と同様に空所１５を有し得る。第１の絶縁性フィルム１２は、空所１５を除いて第１の金属フィルム１１の上面を完全に覆っている。第１の絶縁性フィルム１２は、例えば、７５μｍの厚さを有する。
【００４６】
図１Ｂからわかるように、個々のフィルム１１，１２，１３は、例えば、積層によって互いに接続される。
【００４７】
図１Ｃに示した次のステップでは、例えば発光ダイオードチップのようなオプトエレクトロニクス半導体チップ２を機械的に強固にかつ導電的に、絶縁性フィルム１２の上記の空所内において第１の金属フィルム１１に取り付けることができる。この場合にオプトエレクトロニクス半導体チップ２は、コンタクトワイヤ２１を介して導電的に第２の金属フィルム１３に接続される。これにより、ここで説明している、例えば発光ダイオードのようなオプトエレクトロニクスモジュールが実現されるのである。
【００４８】
発光ダイオードチップ２は、例えば、薄膜チップとすることが可能であり、この薄膜チップでは、このチップのエピタキシャル成長させた複数の層から成長基板が除去される。
【００４９】
図１Ｄには、オプトエレクトロニクスモジュールの概略側面図が示されており、この図からわかるのは、殊に厚さが薄いという点でこのオプトエレクトロニクスモジュールが優れていることである。
【００５０】
図２Ａないし２Ｃに関連し、概略図に基づいてここで説明しているオプトエレクトロニクスモジュールを説明する。これらの図からわかるように、個々のオプトエレクトロニクスモジュール３は、外寸について、例えば図示した破線に沿って裁断し得る。このため、これらのフィルムの積層体を切断することができる。
【００５１】
図２Ｂに示されているのは、ここで説明しているオプトエレクトロニクスモジュールが、１つだけではなくそれもよりも多くのオプトエレクトロニクス半導体チップ２を含むことができることであり、オプトエレクトロニクス半導体チップが１つずつしか載置されていない複数のオプトエレクトロニクスモジュール３がここでも得られるように、このオプトエレクトロニクスモジュールを切り分けることができる。これにより、ストライプ状のオプトエレクトロニクスモジュールが形成される。これについては図２Ｃを参照されたい。
【００５２】
図３Ａないし３Ｃに関連して示されているのは、半導体チップ２がポッティング部材２２によって包囲されているオプトエレクトロニクスモジュールである。ポッティング部材２２は、例えば、マトリクス材料によって構成されており、このマトリクス材料は、第１の絶縁性フィルム１２の材料と同じとすることが可能である。これにより、ポッティング部材２２と、回路基板１との間で極めて良好な接着を行うことができる。ポッティング部材２２は、半導体チップ２及び空所１５を覆い、かつ、この実施例では第１の金属フィルム１１，第２の金属フィルム１３及び第１の絶縁性フィルム１２に直接接触している。
【００５３】
ポッティング部材２２は、回路基板１とは反対側の上面においてレンズ状に湾曲させることができ、これにより、例えば、動作時に半導体チップ２において形成される電磁ビームの出力結合が増大する。さらにポッティング材料２２は、コンタクトワイヤ２１及び半導体チップ２に対する機械的な保護になる。コンタクトワイヤ２１は、完全にポッティング部材２２内に配置することができる。
【００５４】
図３に関連してポッティング部材２２に対する種々異なる構成を説明する。ポッティング部材２２は、充填領域２２ｂ及び充填されていない光学的に透過な領域２２ａ及びを有し得る。充填領域２２ｂには、例えば、ルミネセンス変換材料を充填することができる。この場合にこのオプトエレクトロニクスモジュールは、動作時に、例えば白色光を放射するのに好適になり得る。
【００５５】
ポッティング部材２２が、例えば、充填領域２２ｂによって包囲されている非充填領域２２ａを有する場合、放射角により、このオプトエレクトロニクスモジュールから放出される混合ビームの殊に均一な色が得られる。
【００５６】
充填領域２２ｂを覆ってレンズ状に湾曲した非充填領域２２ａが設けられている場合、殊に高効率時には上記の放射角によって均一な色が得られる。
【００５７】
図４及び５に関連し、概略図に基づき、ここで説明している回路基板の別の実施例を詳しく説明する。この実施例において回路基板には、第１の絶縁性フィルム１２とは反対側である、第１の金属フィルム１１の下面に配置された第２の絶縁性フィルム１４が含まれている。第２の絶縁性フィルム１４は、例えば、下側に接着層１７を含む接着フィルムとすることが可能である。この接着フィルムは、冷却体に回路基板を接着するために設けることが可能である。さらにこの接着フィルムは、冷却体に対する電気絶縁部を構成し得る。
【００５８】
第２の絶縁性フィルム１４は、１つ（図４を参照されたい）又は複数（図５を参照されたい）の切り取り線１８を含むことができ、この切り取り線に沿って第２の絶縁性フィルム１４をところどころ除去することができる。第２の絶縁性フィルム１４が除去された個所において、第１の金属フィルム１１は露出しており、例えば電気的に接触接続することが可能である。
【００５９】
図６Ａを参照しながら、本発明によるオプトエレクトロニクスモジュール３の装置を詳細に説明する。この装置はここでは面光源である。即ち、半導体チップ２はここでは例えば発光ダイオードチップである。装置は、接続領域３１において相互に重畳している複数のオプトエレクトロニクスモジュール３を含み、この重畳は、第２の金属フィルム１３が、この第２の金属フィルム１３の直接上に位置している、隣接するオプトエレクトロニクスモジュール３の第１の金属フィルム１１と電気的に接触するように、また必要に応じて直接的に接触するように行われている。
【００６０】
縦長に実施されているオプトエレクトロニクスモジュールはここでは放射状に配置されており、半導体チップ２は閉じられた線に沿って配置されており、ここでは円Ｋに沿って配置されている。
【００６１】
図６Ｂには、図６Ａとは異なり、小さいオプトエレクトロニクスモジュールと大きいオプトエレクトロニクスモジュールとが相互に組み合わされており、それにより半導体チップが２つの同心円又は渦Ｓに沿って配置されている。そのようにして、装置の放射面を非常に多数のオプトエレクトロニクス半導体チップで占めることができる。
【００６２】
図７を参照しながら、図６Ａ及び図６Ｂに示したような装置の電気的な結線を詳細に説明する。オプトエレクトロニクスモジュール３の個々の回路基板１は接続領域３１において相互に電気的且つ機械的に接続されている。そのようにして、個々のオプトエレクトロニクスモジュール間の直列接続が実現されている。オプトエレクトロニクスモジュール３は、第２の金属フィルム１３における、第１の金属フィルム１１側とは反対側の表面において、別の第３の絶縁性フィルムを有することができ、この第３の絶縁性フィルムは接続領域３１においてのみであり、コンタクトワイヤ２１の領域においては除去されている。
【００６３】
本願は、ドイツ連邦共和国特許出願第102013201327.2号の優先権を主張するものであり、その開示内容は参照により本願に含まれるものとする。
【００６４】
むしろ本発明はあらゆる新規の特徴並びにそれらの特徴のあらゆる組み合わせを含むものであり、これには殊に特許請求の範囲に記載した特徴の組み合わせ各々が含まれ、このことはそのような組み合わせ自体が特許請求の範囲あるいは実施例に明示的には記載されていないにしても当てはまる。
【符号の説明】
【００６５】
１  回路基板
２  オプトエレクトロニクス半導体チップ
１１  第１の金属フィルム
１２  第１の絶縁性フィルム
１３  第２の金属フィルム
１４  第２の絶縁性フィルム
１５  空所
１６  接着剤
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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