(57)【要約】  本発明は、プリント基板（１）とオプトエレクトロニクス半導体チップ（２）とケーシング体（３）とを有し、前記プリント基板（１）は、チップ接続領域（１０）を備えた上側（１ａ）を有し、前記オプトエレクトロニクス半導体チップ（２）はチップ接続領域（１０）に固定され、前記ケーシング体（３）は前記プリント基板（１）の上側（１ａ）にて当該プリント基板（１）に固定されさらに反射器領域（３０）を備えたオプトエレクトロニクス素子に関する。ここでは前記反射器領域（３０）が前記ケーシング体（３）に開口部（３１）を含んでおり、該開口部（３１）には前記オプトエレクトロニクス半導体チップ（２）が配置されさらに前記ケーシング体（３）はプラスチック材料で形成され、該プラスチック材料は前記反射器領域にて所々で金属化されている。
2013529841.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
オプトエレクトロニクス素子であって、
プリント基板（１）と、
オプトエレクトロニクス半導体チップ（２）と、
ケーシング体（３）とを有し、
前記プリント基板（１）は、チップ接続領域（１０）を備えた上側（１ａ）を有しており、
前記オプトエレクトロニクス半導体チップ（２）は、前記チップ接続領域（１０）に固定されており、
前記ケーシング体（３）は、前記プリント基板（１）の上側（１ａ）にて当該プリント基板（１）に固定され、さらに反射器領域（３０）を備えている、オプトエレクトロニクス素子において、
前記反射器領域（３０）が前記ケーシング体（３）において開口部（３１）を含んでおり、該開口部（３１）内には前記オプトエレクトロニクス半導体チップ（２）が配置されており、さらに、
前記ケーシング体（３）はプラスチック材料で形成されており、該プラスチック材料は前記反射器領域（３０）において少なくとも所々で金属化されていることを特徴とする、オプトエレクトロニクス素子。
【請求項２】
前記半導体チップ（２）は注封体（３５）に埋め込まれており、該注封体（３５）は白色、黒色又は有色に見え、この場合前記チップ接続領域（１０）とは反対側のオプトエレクトロニクス半導体チップ（２）の表面が前記注封体（３５）から露出している、請求項１記載のオプトエレクトロニクス素子。
【請求項３】
前記プリント基板（１）は基体（１１）を有しており、該基体（１１）はプラスチック材料、とりわけポリフェニレンスルフィで形成されている、請求項１又は２記載のオプトエレクトロニクス素子。
【請求項４】
前記プリント基板（１）の上側（１ａ）は、ワイヤ接続領域（１２）を有しており、該ワイヤ接続領域（１２）は前記チップ接続領域（１０）から離間されており、
前記ケーシング体（３）は、ワイヤ領域（３２）を有しており、該ワイヤ領域（３２）は前記ケーシング体（３）において開口部（３３）を含んでおり、該開口部（３３）内には前記ワイヤ接続領域（１２）が配置されており、前記ワイヤ領域（３２）は反射器領域（３０）から離間されている、請求項１から３いずれか１項記載のオプトエレクトロニクス素子。
【請求項５】
前記オプトエレクトロニクス半導体チップ（２）と前記ワイヤ接続領域（１２）に固定される接続ワイヤ（４）を有しており、この場合前記接続ワイヤ（４）は前記ケーシング体（３）において凹部（３４）を通って案内されており、該凹部（３４）は前記反射器領域（３０）とワイヤ領域（３２）とを相互に接続している、請求項４記載のオプトエレクトロニクス素子。
【請求項６】
前記凹部（３４）の底面（３４ａ）において前記プリント基板（１）が所々で露出している、請求項５記載のオプトエレクトロニクス素子。
【請求項７】
前記ケーシング体（３）は前記プリント基板（１）の上側（１ａ）において当該プリント基板（１）を、前記反射器領域（３０）及び場合によりワイヤ領域（３２）と凹部（３４）まで完全に覆っている、請求項１から６いずれか１項記載のオプトエレクトロニクス素子。
【請求項８】
前記ケーシング体（３）の側面（３ｃ）は少なくとも所々で前記プリント基板（１）の側面（１ｃ）と面一に終端している、請求項１から７いずれか１項記載のオプトエレクトロニクス素子。
【請求項９】
前記ケーシング体（３）の基準面は、前記プリント基板（１）の基準面と同じ形を有している、請求項１から８いずれか１項記載のオプトエレクトロニクス素子。
【請求項１０】
前記ケーシング体（３）の基準面は、前記プリント基板（１）の基準面と同じ大きさを有している、請求項１から９いずれか１項記載のオプトエレクトロニクス素子。
【請求項１１】
前記反射器領域（３０）はチップに近い側の反射器開口部（３０ａ）とチップから遠い側の反射器開口部（３０ｂ）とを含んでおり、
前記反射器領域（３０）の開口部（３１）は、前記チップから遠い側の反射器開口部（３０ｂ）から前記チップに近い側の反射器開口部（３０ａ）まで先細になっており、さらに
前記反射器領域の少なくとも１つの反射器面（３０ｃ）は、前記チップに近い反射器開口部（３０ａ）と前記チップから遠い反射器開口部（３０ｂ）とを相互に接続しており、この場合前記反射器面（３０ｃ）は、少なくとも所々で金属化された前記ケーシング体（３）の一部によって形成されている、請求項１から１０いずれか１項記載のオプトエレクトロニクス素子。
【請求項１２】
前記ケーシング体（３）は、前記反射器面（３０ｃ）の領域だけが金属化されている、請求項１１記載のオプトエレクトロニクス素子。
【請求項１３】
前記チップに近い反射器開口部（３０ａ）は、前記オプトエレクトロニクス半導体チップ（２）の主表面（２ａ）の表面積よりも最大で４倍広い表面積を有している、請求項１から１２いずれか１項記載のオプトエレクトロニクス素子。
【請求項１４】
前記プリント基板（１）はその上側（１ａ）とは反対側に下側（１ｂ）を有しており、さらに前記下側（１ｂ）には、表面実装のための素子接続領域（１３）が形成されている、請求項１から１３いずれか１項記載のオプトエレクトロニクス素子。
【請求項１５】
前記オプトエレクトロニクス素子は最大で１.００ｍｍの厚さ（ｄ）を有しており、前記プリント基板（１）は最大で０.３５ｍｍの厚さ（ｄｌ）を有しており、前記ケーシング体（３）は最大で０.６５ｍｍの厚さ（ｄｇ）を有している、請求項１から１４いずれか１項記載のオプトエレクトロニクス素子。
【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素子に関している。
【背景技術】
【０００２】
ＷＯ２００４／０７７５５８Ａ１明細書からはオプトエレクトロニクス素子が公知である。
【０００３】
本発明が解決すべき課題は、そのようなオプトエレクトロニクス素子をできるだけ小型に構成することである。
【０００４】
本発明によるオプトエレクトロニクス素子の少なくとも１つの実施形態によれば、このオプトエレクトロニクス素子がプリント基板を含んでおり、このプリント基板は、例えば電気的絶縁材料で形成される基体を含んでいる。この基体の内部及び／又はその上部には、複数の導体路と電気的な端子部分とが構造化されており、それらは、オプトエレクトロニクス素子のプリント基板上に被着される構成要素との電気的なコンタクト形成のために用いられている。
【０００５】
プリント基板は、例えばプラスチック材料で形成された基体を含んでいてもよい。つまり基体がプラスチック材料で形成されていてもよい。この場合プリント基板は、印刷された回路板（ＰＣＢ）であってもよい。
【０００６】
前記プリント基板は、例えばプリント基板の第１の主表面によって形成された上側を含む。さらに前記プリント基板は、前記上側に対向する下側を含んでいる。前記プリント基板はその上側にチップ接続領域を有している。このチップ接続領域は、例えばプリント基板のオプトエレクトロニクス半導体チップが固定され導電的に接続され得る金属化領域である。その際プリント基板はその上側に２以上の同様に構成されたチップ接続領域を有していてもよい。
【０００７】
オプトエレクトロニクス素子の別の少なくとも１つの有利な実施形態によれば、このオプトエレクトロニクス素子がチップ接続領域に固定されたオプトエレクトロニクス半導体チップを含んでいる。このオプトエレクトロニクス半導体チップは、例えばチップ接続領域に蝋付けまたは被着されていてもよい。このオプトエレクトロニクス半導体チップは、ビーム受信又はビーム発信し得るオプトエレクトロニクス半導体チップである。例えばオプトエレクトロニクス半導体チップは、赤外線領域、可視光スペクトル領域及び／又は紫外線ビームスペクトル領域の電磁ビーム生成モードに適している発光ダイオードチップである。この構成素子は２以上のオプトエレクトロニクス半導体チップを含み得る。ここでの各オプトエレクトロニクス半導体チップはチップ接続領域に固定されている。
【０００８】
有利には前記オプトエレクトロニクス半導体チップは表面発光器である。すなわちこのオプトエレクトロニクス半導体チップでは、例えば当該オプトエレクトロニクス半導体チップ上側の主要面を通ってその大半若しくは全ての面から電磁ビームが放射される。オプトエレクトロニクス半導体チップの側面を通って放射される電磁ビームはほとんどか若しくは全くない。それに対してオプトエレクトロニクス半導体チップは有利には薄膜発光ダイオードチップとして構成される。
【０００９】
薄膜発光ダイオードトップは有利には以下に挙げる少なくとも１つの特徴を有している。すなわち、
支持体要素、特に支持体基板の方に向いたビーム発生半導体積層体、とりわけビーム発生エピタキシャル成長積層体の主要面に、前記半導体積層体内で生成される電磁ビームの少なくとも一部を当該半導体積層体内へ逆反射させる反射層が被着又は形成され、
前記薄膜発光ダイオードチップは、支持体要素の上に半導体積層体がエピタキシャル成長された成長基板の支持体要素ではなく、半導体積層体に事後的に固定された別個の支持体要素を有しており、
前記半導体積層体は、２０μｍ以下の範囲、とりわけ１０μｍ以下の範囲の厚さを有し、
前記半導体積層体は成長基板から開放されている。ここでの"…成長基板から開放されている…"とは、本願では、場合によって成長のために使用される成長基板が、半導体積層体から除去されていること、若しくはそれが少なくとも大幅に薄くなっていることを意味している。特にこの"大幅に薄い"とは、それ自体だけ、若しくは、エピタキシャル成長積層体と供にそれらだけ、では、自己支持できない位の薄さを指す。そのような大幅に薄くなった成長基板として残った残留部分は、とりわけそのような成長基板としての機能には不適切である。さらに、本発明では、前記半導体積層体が、その内部でほぼエルゴード的な光の分散を理想的に引き起こすような混合構造を備えた少なくとも１つの平面、すなわち可及的にエルゴード的分散特性を有する平面を備えた少なくとも１つの半導体層を含んでいる。
【００１０】
前記薄膜発光ダイオードチップは、良好な近似において、ランベルト形表面発光体であり、それ故に例えば自動車用ヘッドライトのような投光器への使用に適している。
【００１１】
オプトエレクトロニクス素子の別の少なくとも１つの実施形態によれば、この素子がプリント基板の基板表面側に固定されたケーシング体を含んでいる。例えばこのケーシング体は、プリント基板の表面側で接着剤を用いて当該プリント基板に固定されていてもよい。さらに前記ケーシング体は、接着手段を用いずにプリント基板に固定することも可能である。そのために前記ケーシング体は、例えば射出成形手法を用いて、あるいは射出プレス成形手法を用いて、プリント基板の表面側に射出ないしプレス成形されていてもよい。そのときのケーシング体とプリント基板との間の機械的な接続は、例えばケーシング体材料を硬化処理することで行われるようにしてもよい。
【００１２】
前記ケーシング体は、反射器領域を有している。この反射器領域は、オプトエレクトロニクス半導体チップからその作動中に発生する電磁ビーム若しくはオプトエレクトロニクス半導体チップからその作動中に検出される電磁ビームを反射するために設けられている。
【００１３】
オプトエレクトロニクス素子の別の少なくとも１つの実施形態によれば、前記反射器領域は、オプトエレクトロニクス半導体チップが配設されている開口部をケーシング体に含んでいる。その際この開口部は、有利にはプリント基板とは反対側のケーシング体上側から、プリント基板に向いているケーシング体下側の方へ延在している。すなわちこのことは、当該開口部内で前記プリント基板がチップ接続領域と供に露出していることを意味する。このようにして前記ケーシング体は開口部領域においてオプトエレクトロニクス半導体チップを少なくともまばらに取り囲んでいる。前記開口部内のオプトエレクトロニクス半導体チップとは反対側のケーシング体側面は、反射器領域のビーム反射面、つまり反射器面を形成し、これは例えば積層化にも適している。当該構成素子が２以上のオプトエレクトロニクス半導体チップを有するならば、前記開口部内に２以上のオプトエレクトロニクス半導体チップが配設されてもよい。さらに、前記反射器領域が２以上の開口部を含み、それぞれの各開口部に１つのオプトエレクトロニクス半導体チップを配置することも可能である。
【００１４】
オプトエレクトロニクス素子の別の少なくとも１つ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、白色、黒色又は有色の注封体内に埋め込まれる。その場合チップ接続領域とは反対側のオプトエレクトロニクス半導体チップの表面が少なくともところどころで注封材料から開放されている。とりわけこの注封体はケーシング体外側表面の色を有している。
【００１５】
前記注封体はビーム透過性に構成されていてもよい。この注封体は、例えば反射的に構成される。それに対して前記注封体は例えばシリコン及び／又はエポキシ樹脂からなるマトリックス材料を含み得る。この材料には反射性の粒子、例えば酸化チタンからなる粒子が充填されている。
【００１６】
さらに前記粒子はＺｒＯ2からなっていてもよいし、少なくともＺｒＯ2を含んでいてもよい。前記半導体チップが青色光若しくは紫外光を発光するならば、ＺｒＯ2はこの種の波長領域において特に僅かな吸収特性しか有さない。換言すれば、このケースでは電磁ビームの高い成分が注封体によって反射される。
【００１７】
総体的に前記ビーム反射性の粒子は、少なくともＴｉＯ2、ＢａＳＯ4、Ｚｎｏ、ＡｌxＯy、ＺｒＯ2、のような材料からなっているか、そのような材料の少なくとも１つを含んでいてもよい。それにより当該の注封体は白色に見える。
【００１８】
さらに前記注封体には例えば煤からなるビーム吸収性粒子が充填されていてもよい。それによりこの注封体は黒色に見える。
【００１９】
前記オプトエレクトロニクス半導体チップは有利には例えば薄膜発光ダイオードチップとして構成された表面発光体である。すなわちここでのオプトエレクトロニクス半導体チップはとりわけボリュームのある発光体ではない。つまりこのケースでは電磁ビームが半導体チップの側面を通って出射することはない。
【００２０】
オプトエレクトロニクス素子の別の少なくとも１つの実施形態によれば、前記ケーシング体がプラスチック材料で形成されている。このプラスチック材料とは、有利には熱的に特に安定したプラスチック材料であり、有利には溶融処理可能なものである。それに対して前記ケーシング体は例えばポリフェニレンスルフィ（ＰＰＳ）で形成される。プリント基板の基体は、同じプラスチック材料で形成されてもよいし、類似の熱膨張特性を備えた別のプラスチック材料で形成されてもよい。
【００２１】
オプトエレクトロニクス素子の別の少なくとも１つの実施形態によれば、前記ケーシング体は反射器領域において少なくともところどころ金属化されている。すなわち、ケーシング体の一部、例えばケーシング体の開口部においては少なくともところどころ金属層によって覆われている。例えば反射器領域の反射器面がケーシング体の金属化された領域によって形成されていてもよい。このケーシング体は例えば反射器領域の開口部内のみが金属化され、ケーシング体のその他の部分は、金属化から開放されている。しかしながら、前記ケーシング体の露出している外面全てを金属化することも可能である。そのようなオプトエレクトロニクス素子の実施形態は特にフラットに形成可能である。
【００２２】
前記ケーシング体の金属化部は、例えば熱蒸着を用いて当該ケーシング体のプラスチック材料上に被着させてもよい。金属、この場合ケーシング体上に被着される金属は、作動中にオプトエレクトロニクス半導体チップによって検出すべき若しくは出射すべき電磁ビームに関連して選択される。例えば金は８００ｎｍ以上の波長を伴う赤外線ビームに対して適している。銀若しくはアルミニウムを伴う金属化部はとりわけ可視光領域に対して適している。前記金属化部の金属は、有利には前記ケーシング体に直接被着される。腐食性及び拡散性の傾向がある金属を適用した場合には、そのケーシング体とは反対側の金属化部にパッシベーション層が被着される。このパッシベーション層はビーム透過性に、有利には反射すべきビームに対して透過的に形成される。前記パッシベーション層は、例えば酸化珪素及び／又は窒化珪素で形成されていてもよい。
【００２３】
オプトエレクトロニクス素子の別の少なくとも１つの実施形態によれば、前記素子が、上側にチップ接続領域を備えたプリント基板と、前記チップ接続領域に固定されているオプトエレクトロニクス半導体チップと、前記プリント基板の上側で当該プリント基板に固定され反射器領域を有しているケーシング体とを含んでいる。この場合前記反射器領域は、ケーシング体において開口部を含んでおり、該開口部にはオプトエレクトロニクス半導体チップが配設されており、さらに前記ケーシング体はプラスチック材料で形成されており、該プラスチック材料は反射器領域において少なくともところどころ金属化されている。
【００２４】
ここで説明するオプトエレクトロニクス素子の基礎となっている考察は、とりわけ以下の通りである。
【００２５】
薄いプリント基板、例えば印刷されたプリント基板の適用は、比較的厚いケーシング体のための空間を、オプトエレクトロニクス素子の予め定められた厚さ全体を超えることなく実現可能である。それにより、反射器領域、例えばケーシング体を完全に貫通する開口部をケーシング体に含んでいる反射器領域をオプトエレクトロニクス半導体チップ上で特に高く形成する形成することが、当該構成素子の全高を総合的に非常に高くすることなく可能となる。それによりとりわけ放射円錐のもとで最大２０°の狭い照射角度が小型な構造空間にもかかわらず可能となる。
【００２６】
反射器領域の構成により、同じような構造の隣接するビーム発光型オプトエレクトロニクス素子間のいわゆる"クロストーク"の問題も低減される。なぜなら相互に隣接的に配置されたオプトエレクトロニクス素子の照射ビームが次のように案内されるからである。すなわちそのビームが、隣に配置されているオプトエレクトロニクス素子の半導体チップには入射せず、それによってその素子に吸収されたりその素子によって分散されることがないように案内されるからである。
【００２７】
プラスチック材料で形成され、射出プレス方法又は射出成型方法によって製造可能なケーシング体の適用は、反射器領域の特に簡単で正確にマッチした製造を可能にする。この場合反射器領域、とりわけその開口部は、特に小さく構成することが可能となり、それによってオプトエレクトロニクス半導体チップに向いた反射器開口部の面積が当該オプトエレクトロニクス半導体チップの外面の表面積のサイズ内に納まる。
【００２８】
オプトエレクトロニクス素子の別の少なくとも１つの実施形態によれば、プリント基板がその上側で、チップ接続領域から離間されたワイヤ接続領域を有している。すなわち、このワイヤ接続領域とチップ接続領域の両方は、プリント基板の上側に配設され、例えばプリント基板の基体を用いて相互に電気的に絶縁されて、かつ相互に間隔をおいて当該プリント基板上側に配設されている。ケーシング体はさらにワイヤ領域を有しており、このワイヤ領域はケーシング体において開口部を含んでいる。その際ワイヤ領域は反射器領域に対して離間されている。すなわち、例えば前記反射器領域とワイヤ領域はケーシング体において同じ開口部を含んでいるのではなく、ケーシング体において少なくとも２つの開口部が形成されており、それらの開口部がケーシング体を完全に貫通している。その場合第１の開口部は反射器領域に対応しており、第２の開口部はワイヤ領域に対応している。第２の開口部、すなわちワイヤ領域には、プリント基板のワイヤ接続領域が配置されている。つまりこの開口部はケーシング体において貫通孔を形成しており、そこには少なくともワイヤ接続領域がプリント基板の上側に露出している。
【００２９】
オプトエレクトロニクス素子の別の少なくとも１つの実施形態によれば、オプトエレクトロニクス素子が接続ワイヤを含んでおり、該接続ワイヤはオプトエレクトロニクス半導体チップとワイヤ接続領域に固定されている。接続ワイヤを介してオプトエレクトロニクス半導体チップは、例えばｎ側と電気的にコンタクト形成される。その際接続ワイヤは、反射器領域とワイヤ領域とを相互に接続する凹部を通ってケーシング体に案内される。例えばこの凹部は、反射器領域からワイヤ領域まで延在するトンネル若しくはトレンチとしてケーシング材料内で形成され得る。前記凹部の底面においてはところどころプリント基板が露出している。このケースでは、前記凹部は例えばケーシング体の貫通孔である。しかしながら前記ケーシング体は凹部の領域において完全に除去されているのではなく、当該凹部の底面がケーシング体材料によって形成されていてもよい。各ケースにおいては、反射器領域とワイヤ領域との間で接続ワイヤが凹部を通って次のように案内されている。すなわち、接続ワイヤがプリント基板とは反対側のケーシング体上側を超えて突出することがないように案内されている。
【００３０】
オプトエレクトロニクス素子の別の少なくとも１つの実施形態によれば、ケーシング体がプリント基板を、反射器領域から見て、場合によってはワイヤ領域及び凹部から見て、当該プリント基板上側を完全に覆う。このことは、プリント基板の上側がケーシング体によって覆われ、外側から前記領域までがアクセス不能及び／又は見えないことを意味する。
【００３１】
ケーシング体の別の有利な少なくとも１つの実施形態によれば、ケーシング体の少なくとも１つの側面が少なくとも所々において当該プリント基板の少なくとも１つの側面と面一に終端している。例えば、ケーシング体とプリント基板の全ての側面が相互に面一に終端している。
【００３２】
別の有利な実施形態によれば、ケーシング体の基準面がプリント基板の基準面と同じ形を有しており、及び／又は、ケーシング体の基準面がプリント基板の基準面と同じ大きさを有している。プリント基板が例えば矩形状若しくは正方形に形成されるならば、ケーシング体は平行六面体となる。プリント基板とケーシング体の側面は相互に面一に終端している。総体的にオプトエレクトロニクス素子は平行六面体の形態を有し、その場合には下側がプリント基板によって形成される。当該六面体の前記下側とは反対側の上側には、少なくとも１つの開口部が反射器領域に存在している。
【００３３】
オプトエレクトロニクス素子の別の少なくとも１つの実施形態によれば、反射器領域がチップに近い反射器開口部とチップから遠い反射器開口部とを含んでいる。その際例えば反射器領域に割り当てられている開口部は、チップから遠い反射器開口部からチップに近い反射器開口部に向けて先細になっている。すなわち、特に、チップから遠い反射器開口部が、チップに近い反射器開口部よりも大きな表面積を有している。反射器領域の少なくとも１つの反射器面が、チップに近い反射器開口部とチップから遠い反射器開口部とを相互に結び付けている。この反射器面は、例えばオプトエレクトロニクス素子の金属化されたケーシング体によって開口部内で形成される。すなわち、この反射器面は、少なくとも所々金属化されたケーシング体の一部によって形成されている。その際とりわけ、ケーシング体は、反射器面の領域だけ金属化されていてもよい。それにより、金属化部の形成に対して非常に僅かな金属しか必要なくなる。
【００３４】
オプトエレクトロニクス素子の別の少なくとも１つの実施形態によれば、チップに近い反射器開口部が、プリント基板とは反対側のオプトエレクトロニクス半導体チップ主要面の表面積よりも最大で４倍大きい面積を有している。例えば前記半導体チップの主要面は、そのカバー面であってもよい。ビーム発光型オプトエレクトロニクス半導体チップにおけるビーム発光は、例えばその大半が前記主要面によって行われてもよい。そのようなとりわけ小さい、チップに近い反射器開口部は、次のことによって達成され得る。すなわち、オプトエレクトロニクス素子のワイヤ接続領域がチップ接続領域から離されて配置され、ケーシング体のワイヤ領域が反射器開口部から離間されて配置されることによって達成される。そのようにして反射器開口部は、特に小型に選択され、その光学特性に関してのみを考慮するだけでよい。
【００３５】
オプトエレクトロニクス素子の別の少なくとも１つの実施形態によれば、プリント基板は上側とは反対側に下側を有し、この場合プリント基板の下側に素子接続領域が形成されている。この素子接続領域を介してオプトエレクトロニクス素子は表面実装可能となる。
【００３６】
オプトエレクトロニクス素子の別の少なくとも１つの実施形態によれば、オプトエレクトロニクス素子は、最大で１ｍｍの厚さを有している。その場合プリント基板は最大で０.３５ｍｍの厚さを有し、ケーシング体は最大で０.６５ｍｍの厚さを有している。オプトエレクトロニクス素子のそのような僅かな厚さは、とりわけプラスチックからなる基体と、射出成形法若しくは射出プレス法を用いて生成可能なケーシング体とを備えたプリント基板の適用によって可能となる。プラスチックからなる基体を備えたプリント基板の適用は、特に薄いプリント基板を可能にする。前述した製造方法は、特に正確にマッチするケーシング体の製造と反射器領域の製造とを可能にする。
【００３７】
以下の明細書では本発明によるオプトエレクトロニクス素子の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１Ａ】本発明によるオプトエレクトロニクス素子の様々な実施例の概略図
【図１Ｂ】本発明によるオプトエレクトロニクス素子の様々な実施例の概略図
【図１Ｃ】本発明によるオプトエレクトロニクス素子の様々な実施例の概略図
【図１Ｄ】本発明によるオプトエレクトロニクス素子の様々な実施例の概略図
【図１Ｅ】本発明によるオプトエレクトロニクス素子の様々な実施例の概略図
【図１Ｆ】本発明によるオプトエレクトロニクス素子の様々な実施例の概略図
【図１Ｇ】本発明によるオプトエレクトロニクス素子の様々な実施例の概略図
【図２】当該素子から作動中に照射された電磁ビームの相対強度Ｅが照射半角αに依存してプロットされた線図
【００３９】
実施例
前記図面中、同じ要素、同種の要素、又は作用の同じ要素には、同じ参照符号が付されている。これらの図面とこれらの図面中に示されている要素のサイズ比はそれぞれ異なっており、必ずしも縮尺通りではない。それどころか、個々の要素は、見易くするために、及び／又は分かり易くするために、拡大して示されている場合もある。
【００４０】
図１Ａには、ここで説明するオプトエレクトロニクス素子の実施例が概略的な透視図で示されている。このオプトエレクトロニクス素子はプリント基板１を含んでおり、このプリント基板１は本発明によれば例えばプラスチックからなる基体１１を有している（例えば図１Ｃ参照）。プリント基板１の上側１ａにはケーシング体３が配設されている。プリント基板１の側面１ｃとケーシング体３の側面３ｃはそれぞれ相互に面一に終端している。
【００４１】
プリント基板１とケーシング体３は、同じ形態と大きさの矩形状の基準面を有している。総体的にオプトエレクトロニクス素子は平行六面体を有しており、この場合当該平行六面体の下側がプリント基板１によって形成されている。
【００４２】
前記ケーシング体３の上側３ａには、プリント基板１の方向へ向けて２つの開口部３１、３３と、凹部３４が形成されている。
【００４３】
反射器領域３０は、第１の開口部３１を含んでいる。この第１の開口部３１は、前記ケーシング体３の上側３ａから前記プリント基板１の上側１ａまで延在しており、そのため前記プリント基板１の上側１ａは開口部３１の領域において所々で露出している。プリント基板１はそこにおいてチップ接続領域１０を含んでいる。このチップ接続領域１０には、オプトエレクトロニクス半導体チップ２、例えば発光ダイオードチップ２が固定され、電気的に接続されている。
【００４４】
前記オプトエレクトロニクス半導体チップ２の周囲には反射器領域３０ｃが延在している。反射器面は例えば開口部３１の領域においてケーシング体３によって形成されており、このケーシング体は前記開口部領域において少なくとも金属層５によってコーティングされている（例えば図１Ｃの断面図参照）。場合によっては必要に応じて、当該金属層５のケーシング体３とは反対側がパッシベーション層６で覆われていてもよい。このパッシベーション層はビーム透過性に、有利には透明に形成されていてもよい。
【００４５】
前記プリント基板１の上側１ａに対して傾斜して延在する反射器面３０ｃには、環状部３０ｄが続いており、この環状部３０は前記プリント基板１の上側１ａにおいて前記プリント基板に対して垂直若しくは実質的に垂直に延在している（これに対しては図１Ｅの概略的な透視断面図参照）。当該環状部３０ｄの領域では、ケーシング体３が金属層５から露出していてもよい。例えば放射特性の設定のために、前記ケーシング体３を、当該領域において、オプトエレクトロニクス半導体チップから作動中に生成された電磁ビームに対してビーム吸収性の構成にすることも可能である。但し、前記環状部領域においては金属層５をケーシング体３に被着することも可能である。この環状部３０ｄは、最大で前記オプトエレクトロニクス半導体チップの高さに相応する高さを有する。
【００４６】
前記ケーシング体３は、第２の開口部３３を有しており、この第２の開口部３３は、ワイヤ領域３２を含んでいる。前記第２の開口部３３内では、プリント基板１の上側１ａがワイヤ接続領域によって露出されている。
【００４７】
接続ワイヤ４はオプトエレクトロニクス半導体チップ２の電気的なコンタクト形成のために、当該オプトエレクトロニクス半導体チップ２からワイヤ接続領域１２まで案内され、前記オプトエレクトロニクス半導体チップ２とワイヤ接続領域１２とに固定されている。
【００４８】
この場合前記接続ワイヤ４は、凹部３４を通って案内されており、該凹部内では反射器面３０ｃを所々で貫通している。前記凹部３４の底面３４ａでは（図１Ｂの概略的平面図参照）、プリント基板１の上側１ａが露出していてもよい。その際当該プリント基板１の上側１ａがワイヤ領域３２と凹部３４底面３４ａ領域とにおいてビーム吸収性に、例えば黒色に構成されて当該領域における障害的反射が回避されるようにしてもよい。それとは反対に前記プリント基板１の上側１ａは、反射器領域３０において反射的にコーティングされていてもよい。その場合例えば酸化チタンの充填されたシリコン注封部が埋め込まれてそれが前記環状部３０を覆うようにしてもよい。
【００４９】
反射器領域３０を含む前記開口部３１は、ビーム透過性の注封材料で充填されていてもよく、これはケーシング体３の上側３ａまで達するか若しくはそれを超えて突出している。ワイヤ領域３２を含んでいる前記開口部３３と凹部３４は、注封材料によって覆われていてもよい。それは例えばケーシング体３の上側３ａと同じ色を有していてもよい。それにより前記ワイヤ領域３２は、外からは識別できなくなる。さらに当該注封材料を黒色で形成し、それによって例えば散乱光を吸収しやすくしてもよい。
【００５０】
図１Ｂには当該オプトエレクトロニクス素子の実施例の概略的平面図が示されている。このオプトエレクトロニクス素子の幅ｂは、有利には最大で２ｍｍであり、例えば１.７ｍｍであってもよい。前記オプトエレクトロニクス素子の長さｌは、有利には最大で３ｍｍであり、例えば２.７５ｍｍであってもよい。
【００５１】
図１Ｃには当該オプトエレクトロニクス素子の実施例の概略的断面図が示されている。このオプトエレクトロニクス素子の厚さ全体はｄは、有利には最大で１ｍｍであり、例えば０.９ｍｍであってもよい。プリント基板１の厚さｄｌは、有利には最大で４０ｍｍであり、例えば０.３ｍｍであってもよい。さらにケーシング体３の厚さｄｇは有利には最大で０.６５ｍｍであり、例えば０.６ｍｍであってもよい。総体的にこのようにして特にコンパクトなオプトエレクトロニクス素子が実現される。この場合プリント基板１の僅かな厚みに基づいて、反射器領域３０の反射器が、比較的高く、詳細には少なくとも０.６ｍｍの高さで形成され得る。
【００５２】
図１Ｄの概略的断面図には、オプトエレクトロニクス半導体チップ２の主表面２ａの表面積がチップに近い側の反射器開口部３０ａのサイズ基準に収まっている。反射器の比較的高い高さに関連して最大で２０°の放射半角α、例えば１３°の放射半角αを達成することが可能になる（これについては図２の線図参照）。ビーム発光型オプトエレクトロニクス半導体チップを用いた場合の放射強度は、例えば７０ｍＡの通電のもとでステラジアン（ｓｒ）毎に例えば８０ｍＷであってもよい。
【００５３】
図１Ｆのプリント基板１の下側１ｂの平面図に関連して、当該プリント基板１の下側１ｂには素子接続領域１３が配置されていることが識別できる。これらの素子接続領域１３は前記チップ接続領域１０ないしは前記ワイヤ接続領域１２と導電的に接続されており、当該オプトエレクトロニクス素子の表面実装のために用いられる。
【００５４】
図１Ｇには、オプトエレクトロニクス素子の実施例の概略的断面図が示されている。この図１Ｇからみてとれることは、オプトエレクトロニクス半導体チップ２が最大で０.２０ｍｍの高さ、例えば０.１５ｍｍの高さを有している。反射器面３０ｃの高さは例えば少なくとも０.４ｍｍ、例えば０.４７ｍｍであってもよい。ケーシング体３の上側３ａにおける前記第１の開口部３１の直径は、例えば少なくとも０.６ｍｍ、最大で１.１ｍｍ、例えば１ｍｍであってもよい。
【００５５】
前記図１Ｇにはさらに、オプトエレクトロニクス半導体チップ２が環状部３０ｄの領域において注封体３５によって取り囲まれていている様子が示されている。この注封体３５はこの場合半導体チップ２の上側まで達し、当該半導体チップ２の上側と面一に終端している。
【００５６】
前記注封体３５は、ビーム透過性に構成されていてもよい。また前記注封体は例えば反射的に構成されていてもよい。その際には前記注封体３５は、例えばシリコン及び／又はエポキシ樹脂からなるマトリックス材料を含み、それは反射性の粒子、例えば酸化チタンで充填されている。この注封体３５は白色に見える。
【００５７】
さらに、前記粒子はＺｒＯ2からなっていてもよいし、前記粒子は少なくともＺｒＯ2を含んでいてもよい。前記半導体チップ２が青色光若しくは紫外光を発光するならば、ＺｒＯ2はこの種の波長領域において特に少ない吸収性しか持たない。換言すれば、このようなケースでは電磁ビームの高い成分が注封体によって反射される。
【００５８】
総体的に、ビーム反射性の粒子は少なくともＴｉＯ2、ＢａＳＯ4、ＺｎＯ、ＡｌxＯy、ＺｒＯ2の材料からなっていてもよいし、又は前述した材料の１つを含んでいてもよい。
【００５９】
さらに、前記注封体３５はビーム吸収性の粒子、例えば煤からなる粒子で充填されていてもよく、その場合には当該注封体３５は、黒色に輝く。オプトエレクトロニクス半導体チップ２は有利には表面発光器であり、これは例えば薄膜発光ダイオードチップとして構成される。このことは前記オプトエレクトロニクス半導体チップ２が特に小さなボリュームの発光器であることを意味する。
【００６０】
本発明は、前記明細書において図面に基づいて説明してきた実施例に限定されるものではない。それどころか本発明はあらゆる新しい特徴並びに当該特徴のあらゆる組み合わせも含み得るものである。このことは特に特許請求の範囲に含まれているあらゆる組み合わせも含まれることを意味している。例えばこれらの特徴若しくはこれらの組み合わせ自体が当該特許請求の範囲若しくは発明の詳細な説明の実施例中に明示的に述べられていなかったとしても、それらが本発明の権利範囲に含まれることはいうまでもない。
【００６１】
この特許出願は、独国特許出願第１０２０１００２３９５５.０の優先権を主張しており、それ故本願発明においては前記独国特許出願の開示内容にも遡及効果が及んでいる。
【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１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図１Ｇ】
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【図２】
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【国際調査報告】
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