DE102021130076A1

DE102021130076A1 - μLED PACKAGING AND PROCESS OF PRODUCTION

Info

Publication number: DE102021130076A1
Application number: DE102021130076.2A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Herrmann
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2021-11-17
Filing date: 2021-11-17
Publication date: 2023-05-17

Abstract

Die Erfindung betrifft eine µLED Packung, umfassend ein vertikales optoelektronisches Bauelement (10) mit einem ersten Kontakt (100) und einem gegenüberliegenden zweiten Kontakt (101). Es ist zudem ein erstes leitendes Kontaktelement (11) mit einer ersten Dicke, auf dem das vertikale optoelektronische Bauelement (10) mit dem ersten Kontakt (100) angeordnet. Ein zweites leitendes Kontaktelement mit einer zweiten Dicke umgibt das erste leitende Kontaktelement räumlich beabstandet. Eine transparente leitende Deckfläche (14) erstreckt sich von dem zweiten leitenden Kontaktelement (12) zu dem zweiten Kontakt (101) erstreckt.

The invention relates to a μLED package, comprising a vertical optoelectronic component (10) with a first contact (100) and an opposite second contact (101). There is also a first conductive contact element (11) with a first thickness, on which the vertical optoelectronic component (10) with the first contact (100) is arranged. A second conductive contact element having a second thickness spatially surrounds the first conductive contact element. A transparent conductive top surface (14) extends from the second conductive contact element (12) to the second contact (101).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine µLED Packung sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.The present invention relates to a μLED package and a method for its production.

HINTERGRUNDBACKGROUND

Aktuelle Anwendungen bei optoelektronischen Packungen (engl. Packages) besitzen meist feste Vorgaben hinsichtlich Größe und Anordnung der Kontaktflächen. µLEDs insbesondere in vertikaler Bauform sind für verschiedene Anwendungen daher nur bedingt geeignet. µLEDS für den horizontalen Einsatz besitzen zwar ebenso wie SMT Packungen die Kontakte auf einer Seite, allerdings ist die Anschlusstechnik eine besondere Herausforderung.Current applications in optoelectronic packages usually have fixed specifications with regard to the size and arrangement of the contact surfaces. µLEDs, especially in a vertical design, are therefore only suitable to a limited extent for various applications. Although µLEDS for horizontal use have contacts on one side just like SMT packages, the connection technology is a particular challenge.

Daher besteht das Bedürfnis, SMT Packungen anzugeben, der Bauform möglichst gering ist, die aber dennoch die Vorteil einer einfacheren Anschlusstechnik bietet. Derartige SMT Packungen sollen zudem für den Massentransfer geeignet sein, um damit beispielsweise Displaylösungen oder andere Applikationen zu realisieren.There is therefore a need to specify SMT packages that have the smallest possible design but still offer the advantage of simpler connection technology. Such SMT packages should also be suitable for mass transfer in order to implement display solutions or other applications, for example.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Diesem Bedürfnis wird mit den unabhängigen Patentansprüchen Rechnung getragen. Ergänzende Maßnahmen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.This need is taken into account by the independent patent claims. Supplementary measures and developments are the subject of the dependent claims.

Der Erfinder schlägt vor, durch geeignete Maßnahmen die Größe einer µLED Packung weiter zu reduzieren und gleichzeitig ein vertikales optoelektronisches Bauelement derart weiterzubilden, dass die daraus resultierende µLED Packung für eine SMT Fertigung geeignet ist.The inventor proposes using suitable measures to further reduce the size of a μLED package and at the same time to further develop a vertical optoelectronic component in such a way that the resulting μLED package is suitable for SMT production.

Hierbei soll auf zusätzliche Trägerelemente innerhalb der µLED Packung vollständig verzichtet werden; vielmehr übernimmt eine Füllschicht aus einem transparenten Material gemeinsam mit für den elektrischen Anschluss vorgesehen Kontakten die mechanische Stabilisierung der µLED Packung. Durch diese Verbindung kann die Größe und insbesondere die Höhe einer derartigen Packung weiter reduziert und somit besonders flache pLED-Bausteine für Display Anwendungen geschaffen werden. Zusätzlich sind weitere Maßnahmen denkbar, um eine gerichtete Lichtemission des von dem vertikalen optoelektronischen Bauelement abgegebenen Lichts zu bewirken.Here, additional carrier elements within the µLED package should be completely dispensed with; Rather, a filling layer made of a transparent material, together with contacts provided for the electrical connection, takes over the mechanical stabilization of the µLED package. Through this connection, the size and in particular the height of such a package can be further reduced and thus particularly flat pLED modules for display applications can be created. In addition, further measures are conceivable in order to bring about a directed light emission of the light emitted by the vertical optoelectronic component.

In einem Aspekt der Erfindung wird demnach eine µLED Packung vorgeschlagen, die ein vertikales optoelektronisches Bauelement mit einem ersten Kontakt und einem im ersten Kontakt gegenüberliegenden zweiten Kontakt aufweist.In one aspect of the invention, a μLED package is therefore proposed which has a vertical optoelectronic component with a first contact and a second contact lying opposite in the first contact.

Die Form der optoelektronischen Bauelemente kann dabei rechteckig bzw. quadratisch, kreisförmig oder auch viel-eckig ausgestaltet sein. Bei dem vertikalen optoelektronischen Bauelement handelt es sich um eine µLED, deren jeweilige Anschlusskontakte auf zwei gegenüberliegenden Hauptseiten liegt. Darüber hinaus zeichnen sich derartige µLEDs durch eine besonders kleine Bauform im Bereich weniger Mikrometer aus, beispielsweise kleiner als 10µm. µLEDS können auch kleiner als 5µm oder sogar im Bereich kleiner als 2µµ liegen. Derartige µLEDs sind oftmals als Volumenemitter ausgebildet, d.h. sie zeigen ein Abstrahlverhalten zu allen Seiten hin.The shape of the optoelectronic components can be rectangular or square, circular or polygonal. The vertical optoelectronic component is a µLED whose respective connection contacts are on two opposite main sides. In addition, such μLEDs are characterized by a particularly small design in the range of a few micrometers, for example less than 10 μm. µLEDS can also be smaller than 5 µm or even in the range smaller than 2 µµ. Such µLEDs are often designed as volume emitters, i.e. they emit radiation on all sides.

Nach dem vorgeschlagenen Prinzip umfasst die µLED Packung nun ein erstes leitendes Kontaktelement mit einer ersten Dicke, auf dem das vertikale optoelektronische Bauelement mit dem ersten Kontakt angeordnet ist. Zudem ist ein zweites leitendes Kontaktelement mit einer zweiten Dicke vorgesehen, welche das erste leitende Kontaktelement räumlich beabstandet zumindest teilweise umgibt oder zumindest von diesem beabstandet ist. Durch den räumlichen Abstand wird zum einen ein elektrischer Kurzschluss zwischen dem ersten und dem zweiten leitenden Kontaktelement vermieden; und zum anderen dient das zweite leitende Kontaktelement in einigen Ausgestaltungen auch als Reflektor für das von dem vertikalen optoelektronischen Bauelement abgegebene Licht.According to the proposed principle, the μLED package now includes a first conductive contact element with a first thickness, on which the vertical optoelectronic component is arranged with the first contact. In addition, a second conductive contact element is provided with a second thickness, which at least partially surrounds the first conductive contact element at a spatial distance or is at least spaced from it. On the one hand, the spatial distance avoids an electrical short circuit between the first and the second conductive contact element; and on the other hand, in some configurations, the second conductive contact element also serves as a reflector for the light emitted by the vertical optoelectronic component.

Schließlich ist eine transparente und elektrisch leitende Deckfläche vorgesehen, die sich von dem zweiten leitenden Kontaktelemente zu dem zweiten Kontakt des vertikalen optoelektronischen Bauelements hin erstreckt. Damit wird das vertikale optoelektronische Bauelement an das zweite leitende Kontaktelement elektrisch angeschlossen.Finally, a transparent and electrically conductive cover surface is provided, which extends from the second conductive contact element to the second contact of the vertical optoelectronic component. The vertical optoelectronic component is thus electrically connected to the second conductive contact element.

Durch die vorgeschlagene Ausgestaltung kann auf einen zusätzlichen mechanischen Träger verzichtet werden. Die beiden leitenden Kontaktelemente besitzen, die für die µLED Packung erforderliche mechanische Stabilität. Durch die Anordnung des zweiten Kontaktelements, welche das erste Kontaktelement räumlich umgibt, ist sichergestellt, dass das von dem vertikalen optoelektronischen Bauelement in den Zwischenraum abgestrahlte Licht durch geeignete Maßnahmen hin zur transparenten leitenden Deckfläche umgelenkt wird. Insofern bildete die transparente leitende Deckfläche auch die Abstrahlebene für die µLED Packung.The proposed configuration means that an additional mechanical support can be dispensed with. The two conductive contact elements have the mechanical stability required for the µLED package. The arrangement of the second contact element, which spatially surrounds the first contact element, ensures that the light emitted by the vertical optoelectronic component into the intermediate space is deflected by suitable measures towards the transparent, conductive cover surface. In this respect, the transparent, conductive cover surface also formed the emission level for the µLED package.

Durch die minimalistische Bauform wird eine µLED Packung für µLEDs geschaffen, die neben der eigentlichen µLED im Wesentlichen lediglich aus zwei Kontakten, einer leitenden Deckschicht sowie einer dazwischenliegenden Füllschicht besteht. Die Gesamthöhe einer derartigen Packung hängt vor allem von der Dicke des ersten leitenden Kontaktelements sowie der Dicke des vertikalen optoelektronischen Bauelements ab und kann nur wenige Mikrometern betragen. Insbesondere ist die Höhe kleiner als 10µm und liegt, beispielsweise im Bereich von 4µm bis 5µm. Je nach Abstrahlcharakteristik kann der Zwischenraum zwischen dem ersten und dem zweiten Kontaktelement entsprechend gewählt sein, sodass sich die gewünschte Abstrahleigenschaft über die transparente leitende Deckfläche ergibt.The minimalist design creates a µLED package for µLEDs, which essentially consists of only two contacts, a conductive top layer and an intermediate filling layer in addition to the actual µLED. The overall height of such a pack is contingent mainly on the thickness of the first conductive contact element and the thickness of the vertical optoelectronic component and can be only a few micrometers. In particular, the height is less than 10 μm and is, for example, in the range from 4 μm to 5 μm. Depending on the emission characteristics, the intermediate space between the first and the second contact element can be selected accordingly, so that the desired emission properties result over the transparent, conductive cover surface.

In einigen Aspekten bewirken die geringe Bauhöhe, das Volumen sowie das geringe Gewicht eine besonders geeignete Ausgestaltung für die weitere Verarbeitung in Displays. Dabei umfasst die µLED Packung im Wesentlichen lediglich vier verschiedene Materialien, nämlich das Material der leitenden Kontaktelemente, die transparente leitende Fläche, eine im Zwischenraum zwischen dem ersten, zweiten Kontaktelement angeordnete füllt Schicht sowie den eigentlichen Chip. In einigen Aspekten kann die µLED Packung auch mehrere vertikale optoelektronische Bauelemente umfassen, die jeweils auf einem ersten Kontaktelement angeordnet sind. Ein zweites Kontaktelement bildet einen gemeinsamen Kontakt mit jedem der µLEDs aus. Auf diese Weise kann eine µLED Packung geschaffen werden, bei der drei µLEDS unterschiedlicher Farbemission zur Bildung eines einzelnen Pixels bereitgestellt sind.In some aspects, the low overall height, the volume and the low weight result in a particularly suitable configuration for further processing in displays. The µLED package essentially comprises only four different materials, namely the material of the conductive contact elements, the transparent conductive surface, a filling layer arranged in the space between the first and second contact element, and the actual chip. In some aspects, the μLED package can also include a plurality of vertical optoelectronic components, each arranged on a first contact element. A second contact element forms a common contact with each of the µLEDs. In this way, a µLED package can be created in which three µLEDs of different color emission are provided to form a single pixel.

Um eine besonders geringe Bauhöhe zu gewährleisten, kann die zweite Dicke im Wesentlichen der Summe aus der ersten Dicke und einer Höhe des vertikalen optoelektronischen Bauelements entsprechen. Eine zusätzliche Höhe kommt lediglich durch die Dicke der aufgebrachten transparenten leitenden Deckfläche zustande. Diese Deckfläche kann in einigen Aspekten ITO oder ein anderes transparentes leitfähiges Oxid umfassen.In order to ensure a particularly low overall height, the second thickness can essentially correspond to the sum of the first thickness and a height of the vertical optoelectronic component. An additional height comes about only through the thickness of the applied transparent conductive cover surface. This top surface may, in some aspects, comprise ITO or another transparent conductive oxide.

In diesem Zusammenhang sei festgehalten, dass die transparente leitende Deckfläche eine beliebige Dicke und Struktur aufweisen kann. Dadurch lässt sich in der transparenten leitenden Deckfläche eine weitere Funktionalität implementieren. Beispielsweise ist es möglich, die transparente leitende Deckfläche mit einer Oberflächenrauigkeit oder einer Struktur auszugestalten, um die Auskopplung des Lichts aus der Deckfläche zu vereinfachen. Ebenso kann in einigen Ausgestaltungen vorgesehen sein, dass die transparente leitende Deckfläche sich über das zweite leitende Kontaktelement erstreckt und dieses auf seiner Oberfläche hin bedeckt. Dadurch wird auch eine besonders gute elektrische Kontaktierung zwischen dem zweiten leitenden Kontaktelement und der transparenten leitenden Deckfläche gewährleistet.In this context, it should be noted that the transparent conductive cover surface can have any thickness and structure. As a result, a further functionality can be implemented in the transparent conductive cover surface. For example, it is possible to design the transparent conductive cover surface with a surface roughness or a structure in order to simplify the outcoupling of the light from the cover surface. Likewise, in some configurations it can be provided that the transparent conductive cover surface extends over the second conductive contact element and covers it on its surface. This also ensures a particularly good electrical contact between the second conductive contact element and the transparent conductive cover surface.

In einigen Aspekten können zusätzliche metallische oder dotierte Halbleiterschichtenfolgen vorgesehen sein, um eine besonders gute elektrische Kontaktierung zwischen der leitenden Deckfläche und den Kontaktelementen bzw. den Kontakten des vertikalen optoelektronischen Bauelements zu gewährleisten. Die jeweils entgegen der Deckfläche gerichteten Oberflächen der Kontaktelemente bilden die Kontaktbereiche der SMT Packung zum elektrischen Anschluss derselben. Da diese oftmals größer in ihrer Fläche als die eigentliche µLED und weiter voneinander beabstandet sind wird eine weitere Verarbeitung der SMT Packung deutlich vereinfacht.In some aspects, additional metallic or doped semiconductor layer sequences can be provided in order to ensure particularly good electrical contacting between the conductive cover area and the contact elements or the contacts of the vertical optoelectronic component. The surfaces of the contact elements that are directed opposite the top surface form the contact areas of the SMT package for the electrical connection of the same. Since these are often larger in area than the actual µLED and further apart from each other, further processing of the SMT package is significantly simplified.

Ein anderer Aspekt beschäftigt sich mit der mechanischen Stabilisierung sowie der Positionierung des vertikalen optoelektronischen Bauelemente innerhalb der µLED Packung. Aufgrund der Tatsache, dass das optoelektronische Bauelement lediglich Ausmaße im Bereich weniger Mikrometer besitzt, kann es zweckmäßig sein, das erste leitende Kontaktelement mit einer deutlich größeren Grundfläche auszugestalten. Dies erlaubt eine verbesserte und vereinfachte Positionierung des vertikalen optoelektronischen Bauelements auf dem ersten leitenden Kontaktelement.Another aspect deals with the mechanical stabilization and the positioning of the vertical optoelectronic components within the µLED package. Due to the fact that the optoelectronic component only has dimensions in the range of a few micrometers, it can be expedient to design the first conductive contact element with a significantly larger base area. This allows an improved and simplified positioning of the vertical optoelectronic component on the first conductive contact element.

Darüber hinaus erzeugt eine vergrößerte Grundfläche des ersten leitenden Kontaktelements bezüglich der Grundfläche des ersten Kontakts bzw. des vertikalen optoelektronischen Bauelements eine verbesserte mechanische Stabilität der µLED Packung. In einigen Aspekten kann das erste leitende Kontaktelement zudem eine leitende reflektierende Oberfläche aufweisen. Dadurch wird ein von dem vertikalen optoelektronischen Bauelement nach unten abgestrahltes Licht von der reflektierenden Oberfläche des ersten leitenden Kontaktelements in Richtung auf die Detektorfläche umgelenkt. In diesem Zusammenhang kann eine dem ersten Kontaktelement zugewandte Seite des zweiten Kontaktelements geneigt ausgeführt sein, so dass auftreffendes Licht in Richtung der Deckfläche umgelenkt wird. Die Neigung kann in einigen Aspekten konstant sein, aber auch gewölbt, so dass siech eine parabolische form oder eine andere nichtlineare Form ergibt.In addition, an enlarged base area of the first conductive contact element with respect to the base area of the first contact or of the vertical optoelectronic component produces improved mechanical stability of the μLED package. In some aspects, the first conductive contact element may also include a conductive reflective surface. As a result, light emitted downwards by the vertical optoelectronic component is deflected by the reflecting surface of the first conductive contact element in the direction of the detector surface. In this context, a side of the second contact element that faces the first contact element can be designed to be inclined, so that incident light is deflected in the direction of the cover surface. The slope can be constant in some aspects, but also curved to give a parabolic shape or some other non-linear shape.

Die Form des ersten leitenden Kontaktelements kann dabei der Form der µLED entsprechen, aber auch von dieser abweichen. In einigen Aspekten kann das erste leitende Kontaktelement eine kreisförmige Form aufweisen. Ebenso sind auch andere Formen wie quadratisch, rechteckig oder viel-eckig möglich. In entsprechender Weise kann die Form des zweiten leitenden Kontaktelements an die Form des ersten leitenden Kontaktelements angepasst sein. Es ist beispielsweise möglich, eine gewisse Rotationssymmetrie um eine durch das vertikale optoelektronische Bauelement gehende Achse in dem ersten bzw. zweiten Kontaktelement zu implementieren.The shape of the first conductive contact element can correspond to the shape of the μLED, but can also deviate from it. In some aspects, the first conductive contact element may have a circular shape. Other shapes such as square, rectangular or polygonal are also possible. Correspondingly, the shape of the second conductive contact element can be adapted to the shape of the first conductive contact element. It is possible, for example, to have a certain rotational symmetry about an axis running through the vertical optoelectronic component to be implemented in the first or second contact element.

Ein anderer Aspekt betrifft die Ausgestaltung des Raumes zwischen dem ersten Kontaktelement und dem das erste Kontaktelement umgebende zweite Kontaktelement. Dieses ist in einigen Aspekten mit einem isolierenden transparenten Material gefüllt. Das Material ist beispielsweise Glas, SiO2, Polymere, Polysiloxane oder ein anderes transparentes Material, dass während des Herstellungsprozesses durch geeignete Maßnahmen nach dem Aufbringen des vertikalen optoelektronischen Bauelements in den Zwischenraum verfüllt wird.Another aspect relates to the design of the space between the first contact element and the second contact element surrounding the first contact element. This is filled with an insulating transparent material in some aspects. The material is, for example, glass, SiO2, polymers, polysiloxanes or another transparent material that is filled into the gap during the production process by suitable measures after the vertical optoelectronic component has been applied.

In einigen Aspekten kann das Material in dem Zwischenraum zu dem Konverterpartikel enthalten, beispielsweise in Form von Quantendots. Damit wird eine µLED Packung zur Erzeugung von Mischlicht geschaffen, wobei durch das in den Zwischenraum abgestrahlte Licht des vertikalen optoelektronischen Bauelements durch die Konverterpartikel konvertiert wird. Für eine mögliche Vollkonversion ist es denkbar, den zweiten Kontakt des optoelektronischen Bauelements als reflektierenden Kontakt auszugestalten, sodass aus diesem kein Licht nach außen dringt, sondern das Licht lediglich zur Seite hin in den mit Konverterpartikeln gefüllten Zwischenraum abgestrahlt wird.In some aspects, the material may be contained in the interstitial space with the converter particle, for example in the form of quantum dots. This creates a μLED package for generating mixed light, with the light emitted into the gap from the vertical optoelectronic component being converted by the converter particles. For a possible full conversion, it is conceivable to design the second contact of the optoelectronic component as a reflective contact, so that no light penetrates to the outside, but the light is only emitted to the side into the space filled with converter particles.

In einigen Aspekten wird demzufolge vorgeschlagen, unterschiedlich farbige Konverterpartikel bzw. Quantendots in den Zwischenraum einzufühlen und auf diese Weise µLED Packungen mit unterschiedlichen Farben zu erzeugen. So ist es denkbar, die µLED Packungen als Teilpixel eines Pixels mit den Farben Rot, Grün und Blau auszubilden. Dies kann sowohl über unterschiedliche Materialsysteme in dem vertikalen optoelektronischen Bauelement erfolgen als auch durch geeignete Konvertermaterialien im Zwischenraum zwischen dem ersten leitenden Kontaktelement und dem zweiten leitenden Kontaktelement. In diesem Zusammenhang sei auf die obige Überlegung verweisen, bei dem verschiedenfarbige µLEDs in einer einzelnen µLED Packung verbaut sind, um ein Pixel zu bilden.In some aspects, it is therefore proposed to feel differently colored converter particles or quantum dots in the intermediate space and in this way to produce μLED packages with different colors. So it is conceivable to form the µLED packages as partial pixels of a pixel with the colors red, green and blue. This can be done both by using different material systems in the vertical optoelectronic component and by suitable converter materials in the intermediate space between the first conductive contact element and the second conductive contact element. In this regard, reference is made to the above consideration where different colored µLEDs are built into a single µLED package to form a pixel.

Darüber hinaus kann das in den Zwischenraum verfüllte transparenten Material zu dem Artikel für eine verbesserte Wärmeleitung beinhalten. Dies ist dann zweckmäßig, wenn die Wärmekapazität bzw. die Wärmeleitung des ersten leitenden Kontaktelements nicht ausreichend groß ausgestaltet ist, bzw. das vertikale optoelektronische Bauelement in einem besonders energieintensiven Modus betrieben wird.In addition, the filled in the gap can include transparent material to the article for improved heat conduction. This is expedient when the heat capacity or the heat conduction of the first conductive contact element is not sufficiently large, or the vertical optoelectronic component is operated in a particularly energy-intensive mode.

Mit den hier vorgeschlagenen Ausgestaltungen wird eine µLED Packung geschaffen, deren elektrischen Kontakte auf der der Emissionsfläche abgewandten Seite der µLED Packung liegen. Dadurch wird ein vertikales optoelektronisches Bauelement, insbesondere eine vertikale µLED für SMT Techniken vorbereitet. Die entsprechenden Kontaktelemente für die µLED Packung können dabei in unterschiedlicher Weise ausgestaltet sein.With the configurations proposed here, a μLED package is created whose electrical contacts lie on the side of the μLED package which is remote from the emission surface. As a result, a vertical optoelectronic component, in particular a vertical μLED, is prepared for SMT techniques. The corresponding contact elements for the μLED package can be designed in different ways.

In einem Ausführungsbeispiel ist die entstehende µLED Packung rotationssymmetrisch, wobei das zweite leitende Kontaktelement des erste leitende Kontaktelement vollständig umgibt. In einem anderen Ausführungsbeispiel ist eine derartige Symmetrie nicht gegeben, sondern das erste und zweite leitende Kontaktelement sind als Kontaktzylinder oder Kontaktstäbe entlang einer gedachten Linie ausgeführt. Das vertikale optoelektronische Bauelement liegt auf der gedachten Linie ausgeführt. Dabei kontaktiert das zweite leitende Kontaktelement die leitende Deckfläche elektrisch. Zu einer Verbesserung der Stromverteilung kann zudem vorgesehen sein, an den Seitenflächen angeordnete metallische Reflektoren mit dieser leitenden Deckfläche zu verbinden. Insofern können die leitenden reflektierenden Bereiche ebenso als zweite Kontaktelemente dienen. Zudem übernehmen sie aufgrund ihres geringeren Widerstandes im Vergleich zum Flächenwiderstand der transparenten leitenden Deckschicht teilweise den Stromtransport zu dem zweiten Kontakt des optoelektronischen Bauelements.In one embodiment, the resulting μLED package is rotationally symmetrical, with the second conductive contact element completely surrounding the first conductive contact element. In another exemplary embodiment, there is no such symmetry, rather the first and second conductive contact elements are designed as contact cylinders or contact rods along an imaginary line. The vertical optoelectronic component lies on the imaginary line. The second conductive contact element makes electrical contact with the conductive cover surface. In order to improve the current distribution, provision can also be made for metallic reflectors arranged on the side surfaces to be connected to this conductive cover surface. In this respect, the conductive, reflective areas can also serve as second contact elements. In addition, due to their lower resistance compared to the surface resistance of the transparent conductive cover layer, they partially take over the current transport to the second contact of the optoelectronic component.

In einigen Aspekten umgibt das zweite Kontaktelement das erste Kontaktelement nur teilweise, beispielsweise halbkreisförmig. In einigen Aspekten kann die dem ersten Kontaktelement zugewandte Seite einen parabolischen Verlauf aufweisen, wobei das erste Kontaktelement in dessen Brennpunkt angeordnet ist. Dabei ist es möglich, dass eine Unterseite der SMT Packung teilweise verspiegelt ist, um das Licht besser zur Seite herauslenken zu können. Die Hauptabstrahlebene wird dann durch die Öffnung des zweiten Kontaktelements gebildet.In some aspects, the second contact element only partially surrounds the first contact element, for example in a semi-circle. In some aspects, the side facing the first contact element may have a parabolic profile, with the first contact element being arranged at its focal point. It is possible that the underside of the SMT package is partially mirrored in order to better deflect the light to the side. The main emission level is then formed by the opening of the second contact element.

Anderer Aspekt betrifft die Ausgestaltung eines Verfahrens nach dem vorgeschlagenen Prinzip.Another aspect relates to the design of a method based on the proposed principle.

Bei diesem wird in einem ersten Schritt eine metallische Struktur auf einem temporären Träger bereitgestellt, wobei die metallische Struktur ein erstes Kontaktelement und ein zweites Kontaktelement umfasst. Das zweite Kontaktelement überragt das erste Kontaktelement. Im Folgenden wird auf dem ersten Kontaktelement ein vertikales optoelektronisches Bauelement aufgebracht. Dieses ist mit seinem ersten Kontakt mit dem ersten Kontaktelement elektrisch leitend verbunden. Anschließend erfolgt ein Schichten sowie Verfüllen eines Raumes zwischen dem ersten Kontaktelement und dem zweiten Kontaktelement mit einem für das von dem vertikal optoelektronischen Bauelement erzeugten Licht transparenten Material. Das verfüllte Material sorgt für die notwendige mechanische Stabilität der späteren µLED Packung. Das transparente Material umgibt zudem das vertikale optoelektronische Bauelement vollständig und überdeckt dieses gegebenenfalls auch.In this, in a first step, a metallic structure is provided on a temporary carrier, the metallic structure comprising a first contact element and a second contact element. The second contact element protrudes beyond the first contact element. A vertical optoelectronic component is then applied to the first contact element. This is electrically conductively connected with its first contact to the first contact element. Subsequently, layers are applied and a space is filled between the first contact element and the second contact element with a light generated by the vertical optoelectronic component transparent material. The filled material ensures the necessary mechanical stability of the later µLED package. In addition, the transparent material completely surrounds the vertical optoelectronic component and optionally also covers it.

Letztere Aspekt ist unter anderem fertigungsbedingt, bewirkt aber auch, dass das transparente Material den Zwischenraum zwischen den beiden Kontaktelementen vollständig ausfüllt. Dadurch wird eine mechanische Beschädigung bei einem späteren Vorbau oder eine ungleiche thermische Belastung vermieden.The latter aspect is due, among other things, to production, but also means that the transparent material completely fills the space between the two contact elements. This avoids mechanical damage in a later stem or an unequal thermal load.

Das so aufgebrachte transparenten Material wird in einem folgenden Schritt teilweise entfernt, sodass der zweite Kontakt des vertikalen optoelektronischen Bauelements, sowie eine Oberfläche des zweiten Kontaktelementes freigelegt wird. Anschließend wird darauf ein leitfähiges und transparentes Material aufgebracht, sodass dieses eine elektrische Verbindung zwischen dem zweiten Kontakt des vertikalen optoelektronischen Bauelements und der freigelegten Oberfläche des zweiten Kontaktelements bildet. Dieses so aufgebrachte leitfähige transparente Material bildet gleichzeitig auch die Hauptabstrahlebene der µLED Packung und liegt insbesondere gegenüber den anschlussfähigen Oberflächen der beiden Kontaktelemente.The transparent material applied in this way is partially removed in a subsequent step, so that the second contact of the vertical optoelectronic component and a surface of the second contact element are uncovered. A conductive and transparent material is then applied thereto, so that this forms an electrical connection between the second contact of the vertical optoelectronic component and the exposed surface of the second contact element. This conductive transparent material applied in this way also forms the main emission level of the µLED package and is in particular opposite the connectable surfaces of the two contact elements.

In einem Aspekt dieses Verfahrens ist dabei vorgesehen, dass das zweite Kontaktelement das erste Kontaktelement insbesondere kreisförmig umgibt. Dabei wird neben einer rotationsymmetrischen Ausgestaltung auch eine symmetrischere Reflexion und Abstrahlung das von dem vertikalen optoelektronischen Bauelement abgegebenen Lichts in den Zwischenraum in Richtung auf die Detektorfläche erreicht.In one aspect of this method it is provided that the second contact element surrounds the first contact element, in particular in a circular manner. In addition to a rotationally symmetrical configuration, a more symmetrical reflection and emission of the light emitted by the vertical optoelectronic component into the intermediate space in the direction of the detector surface is also achieved.

In einem weiteren Aspekt umfasst das erste leitende Kontaktelement eine Grundfläche, die größer ist als die Grundfläche des ersten Kontakts des vertikalen optoelektronischen Bauelements. Insbesondere kann die Grundfläche des ersten leitenden Kontaktelements auch deutlich größer ausgestaltet sein als die Grundfläche des vertikalen optoelektronischen Bauelements.In a further aspect, the first conductive contact element comprises a base area which is larger than the base area of the first contact of the vertical optoelectronic component. In particular, the base area of the first conductive contact element can also be made significantly larger than the base area of the vertical optoelectronic component.

Auf diese Weise wird der Schritt eines Positionierens bzw. eines Aufbringens des vertikalen optoelektronischen Bauelements auf das erste leitende Kontaktelement vereinfacht. Dies ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn die laterale Ausdehnung des vertikalen optoelektronischen Bauelements lediglich einige wenige Mikrometer beträgt, sodass der Transferprozess durch die größere Grundfläche eine geringere erforderliche Positionierungsgenauigkeit benötigt.In this way, the step of positioning or applying the vertical optoelectronic component to the first conductive contact element is simplified. This is expedient in particular when the lateral extent of the vertical optoelectronic component is only a few micrometers, so that the transfer process requires less positioning accuracy due to the larger base area.

Darüber hinaus bietet ein größeres leitendes Kontaktelement eine zusätzliche mechanische Stabilität für die µLED Packung und erlaubt eine bessere Wärmeleitung. Schließlich ist durch die größere Grundfläche auch eine leichtere Kontaktierung der späteren µLED Packung mittels SMT Technologie gewährleistet.In addition, a larger conductive contact element provides additional mechanical stability for the µLED package and allows better heat conduction. Finally, the larger base area also ensures easier contacting of the later µLED package using SMT technology.

Ein weiterer Aspekt betrifft den Schritt des Beschichtens und Verfüllens des Zwischenraums zwischen den beiden Kontaktelementen. Hierzu kann ein Schleuderprozess zum Einsatz kommen, bei dem das transparente Material in einem ersten Schritt auf die temporären Träger aufgespritzt und anschließend abgeschleudert wird. Das transparente Material kann dabei Siliziumdioxid, SiO2 umfassen. Ebenso ist es möglich, Polymere, Polysiloxane oder andere transparenten Materialien zu verwenden.A further aspect relates to the step of coating and filling the gap between the two contact elements. A centrifugal process can be used for this purpose, in which the transparent material is sprayed onto the temporary carrier in a first step and then centrifuged off. The transparent material can include silicon dioxide, SiO2. It is also possible to use polymers, polysiloxanes or other transparent materials.

Der Schleuderprozess erfolgt dergestalt, dass das transparente Material das vertikale optoelektronische Bauelement nicht nur umgibt, sondern auch bedeckt. Dies ermöglicht eine vollständige Ausfüllung des Zwischenraums ohne Totstellen oder mit Luft gefüllte Bereiche. Nach dem Aufschleudern wird dann das Material teilweise wieder entfernt, sodass die Oberflächen des zweiten Kontaktelements und des zweiten Kontakts des vertikalen optoelektronischen Bauelements frei liegen. Das Entfernen kann durch eine flächiges Zurückätzen oder auch ein flächiges Abschleifen des aufgebrachten transparenten Materials erfolgen. In einigen Aspekten umfasst die Oberfläche des zweiten Kontaktes hierzu eine zusätzliche Planarisierungsschicht, die bei dem flächigen Abschleifen bzw. Rückätzen ebenfalls mit entfernt wird. Die zusätzliche Schicht dient einerseits dem Schutz des optoelektronischen Bauelements und kann andererseits zu einer Indexierung verwendet werden, dass nun der zweite Kontakt des vertikalen optoelektronischen Bauelements erreicht und freigelegt ist.The centrifugal process takes place in such a way that the transparent material not only surrounds the vertical optoelectronic component but also covers it. This allows the gap to be completely filled with no dead spots or air filled areas. After being spun on, the material is then partially removed again, so that the surfaces of the second contact element and of the second contact of the vertical optoelectronic component are exposed. The removal can be carried out by etching back over the entire surface or by grinding down the surface of the applied transparent material. In some aspects, the surface of the second contact includes an additional planarization layer for this purpose, which is also removed when the surface is ground down or etched back. The additional layer serves, on the one hand, to protect the optoelectronic component and, on the other hand, can be used for indexing so that the second contact of the vertical optoelectronic component is now reached and exposed.

Ein weiterer Aspekt betrifft das Bereitstellen einer metallischen Struktur auf dem temporären Träger. Hierzu können mittels fotolithografischer Prozesse die beiden Kontaktelemente auf dem Träger erzeugt und aufgebracht werden. Beispielsweise ist es möglich, auf einen temporären Träger erst ein Metall abzuscheiden, beispielsweise über einen galvanischen Abscheideprozess und anschließend die ersten und zweiten Kontaktelemente aus dem flächig abgeschiedenen Metall zu strukturieren. Der temporäre Träger kann eine zusätzliche Klebeschicht umfassen, an denen die Kontaktelemente befestigt sind. In einigen Aspekten ist auch das Polymer des temporären Trägers für eine ausreichende Oberflächenhaftung der beiden Kontaktelemente geeignet. Der temporäre Träger wird nach der Fertigung beim weiteren Prozessieren der SMT Packung entfernt. Entsprechend lassen sich auch die einzelnen µLED Packungen von dem temporären Träger abnehmen.A further aspect relates to the provision of a metallic structure on the temporary carrier. For this purpose, the two contact elements can be produced and applied to the carrier by means of photolithographic processes. For example, it is possible first to deposit a metal on a temporary carrier, for example by means of a galvanic deposition process, and then to structure the first and second contact elements from the metal that has been deposited over a large area. The temporary carrier can include an additional adhesive layer to which the contact elements are attached. In some aspects, the polymer of the temporary carrier is also suitable for sufficient surface adhesion of the two contact elements. The temporary carrier is removed after manufacture during further processing of the SMT package. Accordingly, the individual µLED packages can also be removed from the temporary carrier.

Figurenlistecharacter list

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.

1A zeigt einen Querschnitt einer µLED Packung nach dem vorgeschlagenen Prinzip;
1B bis 1D zeigen eine perspektivische Ansicht sowie Draufsichten von verschiedenen alternativen Ausgestaltungen einer µLED Packung;
2 illustriert die Draufsicht auf eine µ-LED Packung der 1A nach dem vorgeschlagenen Prinzip;
3 zeigt eine zweite Ausgestaltung einer µLED Packung nach dem vorgeschlagenen Prinzip;
4 stellt die Draufsicht auf eine µ-LED Packung nach der zweiten beispielhaften Ausgestaltung dar;
5 zeigt einen Querschnitt durch eine Ausführung der zweiten Ausgestaltung während des Herstellungsprozesses zur Erläuterung einiger Aspekte des vorgeschlagenen Prinzips;
6 zeigt einen Querschnitt durch die Ausführung der 5 nach weiteren Prozessschritten zur Erläuterung einiger Aspekte des vorgeschlagenen Prinzips;
7 bildet eine perspektivische Darstellung einer Ausgestaltung mit einigen Aspekten nach dem vorgeschlagenen Prinzip.
8A bis 8D sind die Ergebnisse eines beispielhaften Verfahrens zur Herstellung einer µ-LED Packung mit einigen Aspekten des vorgeschlagenen Prinzips;
9 beschreibt verschiedene Schritte eines Verfahrens zur Herstellung einer µ-LED Packung.

Further aspects and embodiments according to the proposed principle will become apparent with reference to the various embodiments and examples that are described in detail in connection with the accompanying drawings.

1A shows a cross section of a µLED package according to the proposed principle;
1B until 1D 12 show perspective and plan views of various alternative configurations of a µLED package;
2 illustrates the top view of a µ-LED package 1A according to the proposed principle;
3 shows a second embodiment of a μLED pack according to the proposed principle;
4 12 illustrates the plan view of a µ-LED package according to the second exemplary embodiment;
5 shows a cross section through an embodiment of the second embodiment during the manufacturing process to explain some aspects of the proposed principle;
6 shows a cross section through the execution of 5 after further process steps to explain some aspects of the proposed principle;
7 forms a perspective view of an embodiment with some aspects according to the proposed principle.
8A until 8D are the results of an exemplary method for manufacturing a µ-LED package with some aspects of the proposed principle;
9 describes various steps of a process for manufacturing a µ-LED package.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

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 auftreten können, ohne jedoch der erfinderischen Idee zu widersprechen.The following embodiments and examples show various aspects and their combinations according to the proposed principle. The embodiments and examples are not always to scale. Likewise, various elements can be enlarged or reduced in order to emphasize individual aspects. It goes without saying that the individual aspects and features of the embodiments and examples shown in the figures can be easily combined with one another without the principle according to the invention being impaired thereby. Some aspects have a regular structure or shape. It should be noted that slight deviations from the ideal shape can occur in practice, but without going against the inventive idea.

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“, „über“, „unten“, „unterhalb“, „größer“, „kleiner“ und dergleichen werden jedoch in Bezug auf die Elemente in den Figuren korrekt dargestellt. So ist es möglich, solche Beziehungen zwischen den Elementen anhand der Abbildungen abzuleiten.In addition, the individual figures, features and aspects are not necessarily of the correct size, nor are the proportions between the individual elements necessarily correct. Some aspects and features are highlighted by enlarging them. However, terms such as "above," "above," "below," "beneath," "greater," "lesser," and the like are properly represented with respect to the elements in the figures. It is thus possible to derive such relationships between the elements using the illustrations.

1A zeigt einen Querschnitt einer µLED Packung nach dem vorgeschlagenen Prinzip in einer perspektivischen Ansicht. Die µLED Packung 1 umfasst dabei ein vertikales optoelektronisches Bauelement 10, dass als µLED 10 ausgeführt ist. µLEDs zeichnen sich durch besonders kleine Abmessungen im Bereich weniger Mikrometer, beispielsweise im Bereich von 1µm bis 10µm aus. Vertikale optoelektronische Bauelemente besitzen zwei Kontaktflächen 100 und 101, die einander gegenüberliegen. Aufgrund der Größe und des Aufbaus des vertikalen optoelektronischen Bauelements 10 ist dieses nicht als Oberflächenemitter, sondern als Volumenemitter ausgebildet. Dies bedeutet, dass im Betrieb des Bauelements 10 Licht nach allen Seiten abgestrahlt wird. 1A shows a cross section of a µLED package according to the proposed principle in a perspective view. In this case, the μLED package 1 comprises a vertical optoelectronic component 10 that is designed as a μLED 10 . µLEDs are characterized by particularly small dimensions in the range of a few micrometers, for example in the range from 1 µm to 10 µm. Vertical optoelectronic components have two contact surfaces 100 and 101, which face each other. Due to the size and the structure of the vertical optoelectronic component 10, this is not designed as a surface emitter but as a volume emitter. This means that when the component 10 is in operation, light is emitted in all directions.

Das vertikale optoelektronische Bauelement 10 ist auf einem ersten Kontaktelement 11 angeordnet und mit einem ersten Kontakt 100 an diesem befestigt. Das erste Kontaktelement 11 umfasst dabei eine Dicke D, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel in der gleichen Größe wie die entsprechende Dicke des vertikalen optoelektronischen Bauelements liegt. In einigen Aspekten kann dieser Dicke D als auch die Größe des ersten Kontaktelementes variieren, um beispielsweise unterschiedliche geometrische Abmessungen zu erreichen.The vertical optoelectronic component 10 is arranged on a first contact element 11 and fastened thereto with a first contact 100 . In this case, the first contact element 11 has a thickness D, which in the present exemplary embodiment is of the same size as the corresponding thickness of the vertical optoelectronic component. In some aspects, this thickness D as well as the size of the first contact element can vary in order to achieve different geometric dimensions, for example.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das erste Kontaktelement 11 deutlich größer ausgeführt als dass darauf angeordnete vertikale optoelektronische Bauelement 10. Dieser Größenunterschied ist zum einen vorteilhafter, weil so eine Positionierung des vertikalen optoelektronischen Bauelements beim Aufsetzen auf das Kontaktelement 11 deutlich vereinfacht. Eine leichte Variation des Aufsatzortes führt nicht zu einer Verschlechterung der elektrischen Anschlussfähigkeit. Zudem wird durch die unterschiedliche Größe eine höhere Wärmekapazität in dem ersten Kontaktelement 11 erreicht, sodass auch eine besonders gute Wärmeableitung im Betrieb des vertikalen Bauelemente erfolgt.In the present exemplary embodiment, the first contact element 11 is significantly larger than the vertical optoelectronic component 10 arranged thereon. This difference in size is more advantageous because it simplifies positioning of the vertical optoelectronic component when it is placed on the contact element 11 . A slight variation of the essay location does not lead to a deterioration in electrical connectivity. In addition, due to the different size, a higher thermal capacity is achieved in the first contact element 11, so that there is also particularly good heat dissipation during operation of the vertical component.

Um das erste Kontaktelement 11 ist davon beabstandet ein zweites Kontaktelement 12 angeordnet. Dieses weist eine Dicke bzw. Höhe H auf, die größer ist als die Dicke des ersten Kontaktelementes 11. Das zweite Kontaktelement 12 überragt somit das erste Kontaktelement. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind beide Kontaktelemente kreisförmig ausgeführt. Daneben besteht jedoch auch die Möglichkeit, der rechteckige oder vieleckige Kontaktelemente vorzusehen.A second contact element 12 is arranged around the first contact element 11 at a distance therefrom. This has a thickness or height H which is greater than the thickness of the first contact element 11. The second contact element 12 thus protrudes beyond the first contact element. In the present embodiment, both contact elements are circular. In addition, however, there is also the possibility of providing rectangular or polygonal contact elements.

Das zweite Kontaktelement 12 besitzt wie das erste Kontaktelement 11 an der Unterseite eine Kontaktfläche zum elektrischen Anschluss der µLED Packung 1. Auf der Oberseite des zweiten Kontaktelementes 12 ist ein transparentes Material 14 aufgebracht, beispielsweise ITO, welches sich von der Oberfläche des Kontaktelementes 12 zu der ersten Kontaktfläche 101 des vertikalen optoelektronischen Bauelements 10 erstreckt. Das transparente leitfähige Material bildet die Deckfläche und die Haupt abstrahlebene für die µLED Packung 1. Der Raum zwischen dem ersten Kontaktelement 11 und dem darauf angeordneten vertikale optoelektronischen Bauelement 10 sowie dem zweiten Kontaktelements 12 ist mit einem transparenten Material 15 vollständig ausgefüllt. Material 15 umfasst beispielsweise Glas, kann aber auch aus einem Polymer oder einem Polysiloxan gebildet werden. Das im Zwischenraum eingebracht Material 15 verbindet einerseits die beiden Kontaktelemente und die µLED 10 innig miteinander und dient zur Stabilität der µLED Packung 1.Like the first contact element 11, the second contact element 12 has a contact surface on the underside for the electrical connection of the µLED package 1. A transparent material 14, for example ITO, is applied to the upper side of the second contact element 12, which extends from the surface of the contact element 12 to the first contact surface 101 of the vertical optoelectronic component 10 extends. The transparent conductive material forms the top surface and the main emission plane for the μLED package 1. The space between the first contact element 11 and the vertical optoelectronic component 10 arranged thereon and the second contact element 12 is completely filled with a transparent material 15. Material 15 includes, for example, glass, but may also be formed from a polymer or a polysiloxane. The material 15 introduced in the space on the one hand intimately connects the two contact elements and the μLED 10 with one another and serves to ensure the stability of the μLED package 1.

In einem Betrieb der µLED Packung 1 wird eine Spannung an die beiden Kontaktelemente 11 und 12 angelegt, sodass sich in Durchflussrichtung geschaltet ein Stromfluss durch das vertikale optoelektronische Bauelement 10 ergibt. Das als Volumenstrahler ausgebildete Bauelement strahlt nunmehr zum einen aus seinem ersten Kontakt 101 aus der Detektorfläche 14 heraus als auch zur Seite in den mit dem Material 15 gefüllten Zwischenraum. Das seitlich abgestrahlte Licht fällt auf die reflektierende Innenseite des Kontaktelements 12, und wird dort ebenfalls in Richtung auf die Detektorfläche 14 hin abgestrahlt.During operation of the μLED package 1, a voltage is applied to the two contact elements 11 and 12, so that when switched in the flow direction, a current flow through the vertical optoelectronic component 10 results. The component embodied as a volume emitter now radiates out of its first contact 101 out of the detector surface 14 and to the side into the intermediate space filled with the material 15 . The laterally radiated light falls on the reflecting inner side of the contact element 12 and is also radiated there in the direction of the detector surface 14 .

Um eine derartige gerichtete Abstrahlung weiter zu unterstützen ist in einigen Aspekten die Innenseite des zweiten Kontaktelements 12 geneigt, sodass darauf fallende Lichtstrahlen in Richtung auf die Hauptabstrahlebene der Deckfläche 14 umgelenkt werden. Gleichzeitig kann auch die Oberfläche des ersten Kontaktelementes 11 reflektierend ausgestaltet sein, sodass darauf fallende Lichtstrahlen ebenfalls in die Richtung auf das Deckelement 14 umgelenkt werden.In order to further support such a directed emission, the inner side of the second contact element 12 is inclined in some aspects, so that light rays falling on it are deflected in the direction of the main emission plane of the cover surface 14 . At the same time, the surface of the first contact element 11 can also be designed to be reflective, so that light rays falling on it are also deflected in the direction of the cover element 14 .

2 zeigt eine leichte Abwandlung dieses vorgeschlagenen Prinzips in einer Draufsicht. Bei dieser Ausgestaltung ist das zweite Kontaktelement 12 mit einer Breite B und einem reflektierenden Material in einer oval-förmigen Form ausgestaltet. Innerhalb des zweiten Kontaktelementes ist auf einem ersten Kontaktelement ein vertikales optoelektronisches Bauelement 10 angeordnet. Dieses ist rechteckig ausgestaltet und umfasst eine Grundfläche, die im Wesentlichen der Grundfläche des ersten Kontaktelementes entspricht. Der zweite Kontakt 101 hier in Draufsicht dargestellt schließt bündig mit der Oberseite des zweiten Kontaktelementes 12 ab, sodass eine darauf aufgebrachte Deckfläche 14 (hier nicht gezeigt) das zweite Kontaktelement 12 mit dem zweiten Kontakt 101 elektrisch leitend verbindet. Die ovale Ausgestaltung des zweiten Kontaktelementes ist in diesem Ausführungsbeispiel der rechteckigen Form des vertikalen optoelektronischen Bauelements geschuldet. Auch hier erfolgt eine Reflexion an den Seitenwänden des zweiten Kontaktelementes in Richtung auf die Detektorfläche und damit aus der Zeichenebene heraus. 2 shows a slight modification of this proposed principle in a plan view. In this configuration, the second contact element 12 is configured with a width B and a reflective material in an oval shape. A vertical optoelectronic component 10 is arranged within the second contact element on a first contact element. This is designed rectangular and includes a base area that essentially corresponds to the base area of the first contact element. The second contact 101 shown here in a top view ends flush with the upper side of the second contact element 12 so that a cover surface 14 applied thereto (not shown here) electrically conductively connects the second contact element 12 to the second contact 101 . In this exemplary embodiment, the oval configuration of the second contact element is due to the rectangular shape of the vertical optoelectronic component. Here, too, there is a reflection on the side walls of the second contact element in the direction of the detector surface and thus out of the plane of the drawing.

Die 1B zeigt eine alternative Ausgestaltungsform einer µLED Packung, die im vorliegenden Fall als Seitenemitter ausgebildet ist. Die µLED Packung umfasst einen ersten Kontakt 11, auf dem ein vertikales elektronisches Bauelement 1 angeordnet ist. Ein zweites Kontaktelement 12 ist halbkreisförmig um das erste Kontaktelement 11 angeordnet. Die dem ersten Kontaktelemente zugewandte Innenseite des zweiten Kontaktelementes 12 ist in diesem Ausführungsbeispiel senkrecht ausgestaltet. Darüber hinaus ist es das erste Kontaktelement 11 gegenüber einer Symmetrieachse des Kontaktelements 12 leicht versetzt, sodass dieses innerhalb der Hälfte des zweiten Kontaktelementes 12 liegt. The 1B shows an alternative embodiment of a μLED package, which in the present case is designed as a side emitter. The μLED package includes a first contact 11 on which a vertical electronic component 1 is arranged. A second contact element 12 is arranged in a semicircle around the first contact element 11 . The inner side of the second contact element 12 facing the first contact element is vertical in this exemplary embodiment. In addition, the first contact element 11 is slightly offset with respect to an axis of symmetry of the contact element 12 so that it lies within half of the second contact element 12 .

Der Zwischenraum zwischen ersten und zweiten Kontaktelement ist mit einem transparenten Material 15 aufgefüllt. Die in diesem Ausführungsbeispiel vorgesehene Deckfläche 14', ist im Gegensatz zu den vorangegangenen Beispielen nicht transparent sondern reflektierend ausgeführt und umfasst ein reflektierendes Metall, beispielsweise Gold oder Silber. Die Hauptabstrahlebene liegt somit am Rand der halbkreisförmigen Struktur mit dem zweiten Kontaktelement 12. Auf diese Weise strahlt die SMT Packung zur Seite hin, d. h. entlang der dargestellten Pfeilrichtung ab.The space between the first and second contact element is filled with a transparent material 15 . In contrast to the previous examples, the top surface 14' provided in this exemplary embodiment is not transparent but reflective and comprises a reflective metal, for example gold or silver. The main radiation plane is thus at the edge of the semi-circular structure with the second contact element 12. In this way, the SMT package radiates to the side, i. H. along the direction of the arrow shown.

Eine weitere alternative und verbesserte Ausführungsform zeigt die 1C in ihrer Draufsicht. Bei dieser ist das zweite Kontaktelement 12' mit seiner dem Kontaktelement 11 zugewandten Seitenfläche als parabolische Fläche ausgeformt, in dessen Brennpunkt das optoelektronische Bauelement 10 auf dem ersten Kontaktelement 11 angeordnet ist. Wie in dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel auch, ist die Deckfläche 14 (hier nicht dargestellt) als reflektierende Deckfläche ausgestaltet. In gleicher Weise befindet sich auch auf der Unterseite des mit Material gefüllten Zwischenraums der SMT Packung eine weitere reflektierende Fläche, sodass das auf diese Weise gebildete SMT Packung zur Seite hin abstrahlt. Durch den parabolischen Verlauf des zweiten Kontaktelements 12' erfolgt die Abstrahlung gerichtet mit im wesentlichen parallele Lichtstrahlen.Another alternative and improved embodiment is shown in FIG 1C in their top view. In this case, the second contact element 12 ′ is formed with its side surface facing the contact element 11 as a parabolic surface, at the focal point of which the optoelectronic component 10 is arranged on the first contact element 11 . As in the previous exemplary embodiment, the cover surface 14 (not shown here) is designed as a reflective cover surface. In the same way, there is also another reflective surface on the underside of the material-filled space of the SMT package, so that the SMT package formed in this way radiates to the side. Due to the parabolic course of the second contact element 12', the radiation takes place in a directed manner with essentially parallel light beams.

Ein weiterer Aspekt betrifft eine Ausgestaltung, wie sie in 1D dargestellt ist. Bei dieser ist das zweite umlaufende Kontaktelement 12'' aus mehreren Segmenten 120 aufgebaut, die voneinander beabstandet sind. Zwar umgibt das zweite Kontaktelement 12'' das erste Kontaktelement 11 mit dem darauf angeordneten vertikalen optoelektronischen Bauelement vollständig, jedoch wird durch die Zwischenräume eine SMT Packung schaffen, die zu allen Seiten hin abstrahlt. Eine derartige SMT Packung eignet sich besonders gut als Hintergrundbeleuchtung für LCD Displays und dergleichen. Dabei bedingt eine auf der Oberseite sowie der Unterseite angeordnete reflektierende Fläche eine verbesserte Seitenabstrahlung. Zudem wird durch das zweite Kontaktelement 12'' und das erste Kontaktelement 11 sowie dem transparenten Material innerhalb des Zwischenraums eine ausreichende Stabilität für das SMT Package gewährleistet.Another aspect relates to an embodiment as in 1D is shown. In this case, the second circumferential contact element 12'' is made up of a plurality of segments 120 which are spaced apart from one another. Although the second contact element 12'' completely surrounds the first contact element 11 with the vertical optoelectronic component arranged thereon, the gaps create an SMT package that radiates to all sides. Such an SMT package is particularly well suited as a backlight for LCD displays and the like. A reflective surface arranged on the upper side and the underside results in improved lateral radiation. In addition, sufficient stability for the SMT package is ensured by the second contact element 12'' and the first contact element 11 as well as the transparent material within the intermediate space.

3 zeigt eine weitere davon unterschiedliche Ausgestaltungsform, bei der eine vertikales optoelektronisches Bauelement als µLED in Form eines sehr kompakten und kleinen SMT Package ausgestaltet ist. Die SMT Packung zeichnet sich dabei durch eine Länge L von nur wenigen 10 um, eine Tiefe T von ebenfalls weniger als 10 um sowie eine Höhe H im Bereich von 4-5 um aus. 3 shows another embodiment that differs from this, in which a vertical optoelectronic component is designed as a μLED in the form of a very compact and small SMT package. The SMT package is distinguished by a length L of only a few 10 μm, a depth T of likewise less than 10 μm and a height H in the range of 4-5 μm.

Die µLED Packung umfasst einen ersten Kontaktbereiche 11', der über einen Steg 11'' mit dem ersten Kontaktelement 11 elektrisch leitend verbunden ist. Erster Kontaktbereiche 11', der Steg 11'' sowie das erste Kontaktelement 11 kann von der Unterseite der µLED Packung elektrisch anschließbar sein. So ist es denkbar, dass die drei Elemente von ihrer Unterseite her eine zusammenhängende metallische Struktur bilden. Auf der Oberseite des ersten Kontaktelementes 11 ist nun ein rechteckiges vertikales optoelektronisches Bauelement 10 als µLED ausgeführt. Davon leichte beabstandet ist ein zweites Kontaktelement 12 angeordnet. Dieses ist ebenfalls wie der Kontaktbereich 11' kreisförmig ausgeführt und reicht von einer Unterseite der SMT Packung 1 bis hin zu einer mit einem transparenten leitfähigen Material 14 abgeschlossenen Oberseite.The μLED package includes a first contact area 11′, which is electrically conductively connected to the first contact element 11 via a web 11″. First contact areas 11', web 11'' and first contact element 11 can be electrically connected from the underside of the μLED package. So it is conceivable that the three elements form a coherent metallic structure from their underside. A rectangular, vertical optoelectronic component 10 is now embodied as a μLED on the upper side of the first contact element 11 . A second contact element 12 is arranged at a slight distance therefrom. Like the contact area 11 ′, this is also of circular design and extends from an underside of the SMT package 1 to an upper side which is sealed with a transparent conductive material 14 .

Die Höhe des zweiten Kontaktelementes 12 ist so gewählt, dass es in etwa der Summe der Höhen aus dem ersten Kontaktelement 11 und der Höhe des darauf angeordneten vertikalen optoelektronischen Bauelemente 12 entspricht. Auf diese Weise erzeugt die transparente leitfähige Schicht 14 eine elektrische Verbindung zwischen dem zweiten Kontaktelement 12 dem auf der Oberseite des vertikalen Bauelemente 10 vorhandenen Kontakts 101.The height of the second contact element 12 is selected such that it approximately corresponds to the sum of the heights of the first contact element 11 and the height of the vertical optoelectronic component 12 arranged thereon. In this way, the transparent conductive layer 14 creates an electrical connection between the second contact element 12 and the contact 101 present on the upper side of the vertical component 10.

Die hier dargestellte Form des Kontaktbereichs 11' des zweiten Kontaktelementes 12 ist aus verschiedenen möglichen Bauformen gewählt, jedoch bedingt die quadratische Ausgestaltung des vertikalen optoelektronischen Bauelementes 10 eine entsprechende Form der Grundfläche des ersten Kontaktelements 11. In gleicher Weise ist auch das erste Kontaktelement 11 mit seiner Grundfläche leicht größer ausgestaltet als das darauf angeordneten vertikale optoelektronische Bauelement, wodurch eine Positionierung im Bereich der Elemente 11', 11'' und 11 vereinfacht wird.The shape of the contact area 11' of the second contact element 12 shown here is selected from various possible designs, but the square configuration of the vertical optoelectronic component 10 requires a corresponding shape of the base area of the first contact element 11. In the same way, the first contact element 11 with its Base designed slightly larger than the vertical optoelectronic component arranged thereon, whereby positioning in the area of the elements 11 ', 11' 'and 11 is simplified.

Um die Leitfähigkeit der transparenten Deckfläche 14 sowie die Abstrahlcharakteristik dieses Bauelements zu verbessern, sind in einigen Ausführungsbeispielen die Seitenwände der µLED Packung mit einem reflektierenden Metall 20 versehen. In der hier gezeigten Ausführungsform ist ein Teil dieser reflektierenden Seitenfläche transparent dargestellt, um die dahinterliegenden Elemente sichtbar zu machen.In order to improve the conductivity of the transparent cover surface 14 and the emission characteristics of this component, the side walls of the μLED package are provided with a reflective metal 20 in some exemplary embodiments. In the embodiment shown here, a part of this reflective side surface is shown as transparent in order to make the elements behind it visible.

Die metallischen Seitenfläche 20 kann dabei wie dargestellt auf lediglich einer Seite aber auch auf allen Seiten der µLED Packung angeordnet sein. Dabei stehen die metallischen Flächen mit dem transparenten leitfähigen Material 14 und dem zweiten Kontaktelement 12 in leitender Verbindung. Die verbessert zum einen die elektrische Kontaktierung der µLED 10, zum anderen erlaubt sie eine Änderung der Abstrahlcharakteristik der µLED Packung 1.The metallic side surface 20 can be arranged on just one side, as shown, but also on all sides of the μLED package. The metallic surfaces are in conductive connection with the transparent conductive material 14 and the second contact element 12 . On the one hand, this improves the electrical contacting of the µLED 10 and, on the other hand, it allows the radiation characteristics of the µLED package 1 to be changed.

4 zeigt eine alternative Ausgestaltungsform einer µLED Packung in ihrer Draufsicht. Bei dieser ist das vertikale optoelektronische Bauelement 10 ähnlich wie in der Darstellung der 2 rechteckig ausgestaltet und in nur geringem Abstand von einem zweiten Kontakt 12 umgeben. Das Kontaktelement 12 ist mit reflektierenden Seiten 20' ausgestaltet. Der zwischen den Kontaktelementen vorhandene Zwischenraum ist mit einem transparenten Material 15 verfüllt und auf diesem eine transparente und leitfähige Deckschicht angeordnet. Die Deckschicht verbindet den ersten Kontakt 101 mit dem zweiten Kontaktelement. Das auf der rechten Seite der Packung 1 angeordnete zweite Kontaktelement 12 bildet auf der Unterseite µLED Packung eine Kontaktfläche zum Anschluss der µLED Packung aus. Das unterhalb des vertikalen Bauelements 10 angeordnete erste Kontaktelement bildet die erste Kontaktfläche der SMT Packung. 4 shows an alternative embodiment of a µLED package in its top view. In this case, the vertical optoelectronic component 10 is similar to that shown in FIG 2 designed rectangular and surrounded by a second contact 12 at only a short distance. The contact element 12 is designed with reflective sides 20'. The intermediate space present between the contact elements is filled with a transparent material 15 and a transparent and conductive cover layer is arranged on this. The cover layer connects the first contact 101 to the second contact element. The second contact element 12 arranged on the right-hand side of the package 1 forms a contact surface for connecting the μLED package on the underside of the μLED package. The first contact element arranged below the vertical component 10 forms the first contact surface of the SMT package.

Zur Herstellung einer derartigen SMT Packung nach dem vorgeschlagenen Prinzip werden die ersten und zweiten Kontaktelemente auf einem temporären Träger ausgebildet und anschließend die weiteren Maßnahmen durchgeführt.To produce such an SMT package according to the proposed principle, the first and second contact elements are formed on a temporary carrier and then the further measures are carried out.

Die 8A bis 8D zeigen verschiedene Aspekte dieses Herstellungsprozesses in einer perspektivischen Ansicht.The 8A until 8D show various aspects of this manufacturing process in a perspective view.

In 8A ist eine Matrix mit einem temporären Träger 30 gezeigt, die eine Vielzahl von metallischen Strukturelementen 11', 11 und 12 in Reihen und Spalten angeordnet zeigen. Dabei bildet die Struktur 11' eine Kontaktfläche für die SMT Packung, die jeweils über einen Steg mit dem ersten Kontaktelement 11 verbunden sind. Davon leicht abgesetzt befindet sich in gerader Linie das zweite Kontaktelement 12, welches ebenfalls eine Kontaktfläche zum Anschluss der µLED Packung bildet. Kantaktelement 12 ist höher ausgeführt als Kontaktelement 11.In 8A A matrix with a temporary carrier 30 is shown, which shows a multiplicity of metallic structural elements 11', 11 and 12 arranged in rows and columns. The structure 11′ forms a contact surface for the SMT package, which is connected to the first contact element 11 via a web. The second contact element 12, which also forms a contact surface for connecting the μLED package, is located slightly offset in a straight line. Contact element 12 is higher than contact element 11.

Die hier geformte Struktur kann durch ein galvanisches Abscheiden oder einen Abscheideprozess von Metall flächig auf den Träger 30 erfolgen. Der Träger wird dann strukturiert und die Kontaktstrukturen gebildet. Auf diese Weise lassen sich beliebige Kontaktstrukturen für die µLED Packung erzeugen, also insbesondere auch µLED Packungen mit mehreren ersten Kontaktelementen zur Bereitstellung von mehreren µLED in der Packung.The structure formed here can be produced over a large area on the carrier 30 by means of a galvanic deposition or a deposition process of metal. The carrier is then structured and the contact structures formed. Any desired contact structures for the μLED package can be produced in this way, ie in particular also μLED packages with a plurality of first contact elements for providing a plurality of μLEDs in the package.

In einem zweiten nachgeschalteten Schritt, dargestellt in größerer Detailschärfe in 8B werden nun auf die quadratisch ausgestalteten ersten Kontaktelemente 11 die vertikale höheren optoelektronischen Bauelemente 10 aufgesetzt und elektrisch kontaktiert. Dieser Vorgang wird über einen Transferprozess gesteuert, bei dem beispielsweise die Bauelemente mittels eines Stempelkissens aufgenommen und auf die entsprechenden Stellen in den ersten Kontaktelementen 11 gesetzt werden.In a second subsequent step, shown in greater detail in 8B the vertical, higher optoelectronic components 10 are now placed on the square-shaped first contact elements 11 and electrically contacted. This process is controlled via a transfer process in which, for example, the components are picked up using a stamp pad and placed on the appropriate locations in the first contact elements 11 .

Dabei ist es jedoch zweckmäßig, die ersten Kontaktelemente 11 hinsichtlich ihrer Dimension größer auszugestalten als die entsprechende Kontaktfläche für das vertikale optoelektronische Bauelement 10. Dadurch sind die Anforderungen an die Positionierung während des Transfervorgangs reduziert und Variationen beim Aufnehmen bzw. Absetzen durch den Transferprozess mittels eines Stempels führen nicht automatisch zu einem Fehlsetzen des Bauelements.However, it is expedient here to design the first contact elements 11 in terms of their dimension larger than the corresponding contact surface for the vertical optoelectronic component 10. This reduces the positioning requirements during the transfer process and variations when picking up or setting down through the transfer process using a stamp do not automatically lead to a misplacement of the component.

In einem folgenden Schritt werden die gezeigten Strukturen von einem transparenten Material umgeben. Dieses kann beispielsweise Siliziumdioxid, ein Polymer oder ein anderes transparentes Material sein, welches in einem ersten Teilschritt aufgespritzt oder anderweitig aufgebracht wird. In einem zweiten Teilschritt wird das Material wieder abgeschleudert, sodass sich eine dünne Schicht aus dem transparenten Material auf und neben den einzelnen Strukturen bildet. Die Menge des transparenten Materials ist dabei so gewählt, dass zum einen die Oberfläche des Elements 11' als auch das zweite Kontaktelement 12 sowie die Oberfläche der vertikal optoelektronischen Bauelemente 10 vollständig bedeckt werden. Dieser Vorgang erzeugt ein vollständiges Ausfüllen von Hohlräumen oder Zwischenräumen mit dem Material, sodass eine ausreichende Stabilität des späteren Bauelements gewährleistet ist. Anschließend kann das Material 15 noch strukturiert und teilweise wieder entfernt werden, sodass sich die in 8C dargestellten Körper ergeben. Dabei ist das Material 15 rechteckig um des optoelektronische Bauelement 10 angeordnet und bedeckt den Kontaktbereich 11' sowie das zweite Kontaktelement 12 vollständig.In a subsequent step, the structures shown are surrounded by a transparent material. This can be silicon dioxide, a polymer or another transparent material, for example, which is sprayed on or applied in some other way in a first partial step. In a second sub-step, the material is spun off again so that a thin layer of the transparent material forms on and next to the individual structures. The quantity of the transparent material is chosen such that on the one hand the surface of the element 11′ and the second contact element 12 as well as the surface of the vertical optoelectronic components 10 are completely covered. This process completely fills cavities or gaps with the material, so that sufficient stability of the subsequent component is ensured. The material 15 can then be structured and partially removed again, so that the in 8C result in the body shown. In this case, the material 15 is arranged in a rectangular manner around the optoelectronic component 10 and completely covers the contact region 11 ′ and the second contact element 12 .

In einem nachfolgenden Schritt wird nun ein Teil des Materials 15 wieder abgetragen, sodass die Oberfläche des zweiten Kontaktelementes 12 sowie die Oberfläche des vertikal optoelektronischen Bauelements 10 freiliegt. Dadurch kann eine elektrische Kontaktierung mittels der transparenten elektrisch leitfähigen Deckschicht 14 erfolgen. Diese wird in einem nachgeschalteten Schritt, dargestellt in 8D auf das transparente Material 15 aufgebracht und definiert die Hauptabstrahlebene der µLED Packung.In a subsequent step, part of the material 15 is now removed again, so that the surface of the second contact element 12 and the surface of the vertical optoelectronic component 10 are exposed. As a result, electrical contact can be made by means of the transparent, electrically conductive cover layer 14 . This will be done in a subsequent step, shown in 8D applied to the transparent material 15 and defines the main plane of emission of the μLED package.

Die 9 zeigt noch einmal in einer einfachen Ausführungsform die einzelnen Verfahrensschritte zur Herstellung einer µLED Packung nach dem vorgeschlagenen Prinzip.The 9 shows once again, in a simple embodiment, the individual process steps for producing a µLED package according to the proposed principle.

In einem ersten Schritt S1 wird die metallische Struktur auf einem temporären Träger bereitgestellt, wobei dieser ein erstes Kontaktelement sowie ein zweites Kontaktelemente umfasst. Es ist dabei vorgesehen, dass das zweite Kontaktelement das erste Kontaktelemente geringfügig überragt, sodass die Differenz zwischen den beiden Höhen bzw. Dicken der einzelnen Kontaktelemente im Wesentlichen der Höhe des später aufgebrachten vertikalen optoelektronischen Bauelements entspricht. Die so ausgebildete Struktur ist beispielsweise in 8A aber auch in Figur gezeigt.In a first step S1, the metallic structure is provided on a temporary carrier, which includes a first contact element and a second contact element. Provision is made here for the second contact element to protrude slightly beyond the first contact element, so that the difference between the two heights or thicknesses of the individual contact elements essentially corresponds to the height of the vertical optoelectronic component that is applied later. The structure formed in this way is, for example, in 8A but also shown in figure.

In diesem Zusammenhang zeigt 7 eine Matrix aus mehreren ersten und zweiten Kontaktelementen, wobei die jeweiligen zweiten Kontaktelemente rotationsymmetrisch um die ersten Kontaktelemente 11 auf einem temporären Träger angeordnet sind. Die Bereitstellung erfolgt über verschiedene Verfahren. Beispielsweise kann auf dem temporären Träger eine flächige Metallschicht aufgewachsen werden, die anschließend zur Erzeugung der einzelnen Kontaktelemente strukturiert wird. Überflüssiges Metall wird dabei entfernt.In this context shows 7 a matrix of a plurality of first and second contact elements, the respective second contact elements being arranged rotationally symmetrically around the first contact elements 11 on a temporary carrier. It is made available using various methods. For example, a flat metal layer can be grown on the temporary carrier, which is then structured to produce the individual contact elements. Excess metal is removed in the process.

In Schritt S2 wird nun die vertikale optoelektronische Komponente mit ihrem ersten Kontakt auf dem ersten Kontaktelement abgesetzt und gegebenenfalls leicht an diesem befestigt. Dies kann je nach Ausgestaltung über Leitsilber oder eine andere Komponente erfolgen. Allerdings ist es auch möglich, lediglich das optoelektronische Bauelement auf dem ersten Kontaktelement abzusetzen.In step S2, the vertical optoelectronic component is now placed with its first contact on the first contact element and possibly lightly attached to it. Depending on the design, this can be done using conductive silver or another component. However, it is also possible to only place the optoelectronic component on the first contact element.

Anschließend erfolgt ein Schichten und Verfüllen des Zwischenraumes zwischen dem ersten Kontaktelement und dem zweiten Kontaktelement mit einem transparenten Material, dergestalt, dass dieses Material das vertikale optoelektronische Bauelement vollständig umgibt und ebenso bedeckt. Insbesondere wird oftmals eine Menge an transparentem Material verwendet, deren Volumen etwas größer als das Volumen des zu verfüllenden Raumes ist, sodass das Material das optoelektronische Bauelement und das zweite Kontaktelement bedeckt. Dadurch werden Totstellen bzw. auch Räume reduziert, die unbeabsichtigterweise nicht mit Material verfüllt werden.Subsequently, the intermediate space between the first contact element and the second contact element is layered and filled with a transparent material, such that this material completely surrounds and also covers the vertical optoelectronic component. In particular, a quantity of transparent material is often used, the volume of which is slightly larger than the volume of the space to be filled, so that the material covers the optoelectronic component and the second contact element. This reduces dead spots or spaces that are unintentionally not filled with material.

In Schritt S4 wird das überschüssige Material, insbesondere das Material oberhalb des zweiten Kontaktelements sowie des zweiten Kontakts des vertikal optoelektronischen Bauelements wieder entfernt, sodass diese beiden Oberflächen freigelegt werden. Dies erfolgt durch ein Rückätzen oder auch ein Abschleifen des transparenten Materials in geeigneter Weise.In step S4, the excess material, in particular the material above the second contact element and the second contact of the vertical optoelectronic component, is removed again, so that these two surfaces are exposed. This is done by etching back or grinding the transparent material in a suitable manner.

Anschließend wird in Schritt S5 eine transparente leitfähige Deckschicht auf die freigelegten Bereiche aufgebracht, sodass der zweite Kontakt des optoelektronischen Bauelements und die Oberfläche des zweiten Kontaktelements durch das leitfähige transparente Material elektrisch miteinander verbunden sind. Das hergestellte µLED Package kann in Schritt S6 schließlich von dem temporären Träger abgenommen und weiterverarbeitet werden. Durch die Ausgestaltung mit den beiden Kontaktelementen ist das vorhandene SMT Package als horizontales Bauelement ausgeführt, besitzt also die Kontaktbereiche auf beiden Seiten und insbesondere gegenüber der Hauptabstrahlebene.Then, in step S5, a transparent, conductive cover layer is applied to the uncovered regions, so that the second contact of the optoelectronic component and the surface of the second contact element are electrically connected to one another by the conductive, transparent material. The μLED package produced can finally be removed from the temporary carrier and processed further in step S6. Due to the design with the two contact elements, the existing SMT package is designed as a horizontal component, ie it has the contact areas on both sides and in particular opposite the main emission plane.

Die 5 und 6 zeigen eine Schnittdarstellung durch eine SMT Packung während des Herstellungsprozesses von µLED Packungen. Dabei umfasst die SMT Packung mehrere µLEDs, so dass sie beispielsweise verschieden farbiges Licht erzeugen kann. Insofern erlaubt die in den 5 und 6 vorgeschlagene Anordnung auch µLED Packungen zu verwirklichen, bei der mehrere µLEDs 10 in einer einzelnen µLED Packung zusammengefasst sind. Eine derartige Ausführungsformen kann beispielsweise für die Herstellung eines einzelnen RGB Pixels mittels einer µLED Packung verwirklicht werden. Bei dieser wären dann drei erste Kontakte 11 und ein gemeinsamer zweiter Kontakt 12 in einer Packung vorgesehen, wobei die jeweiligen ersten Kontakte mit jeweils einer µLED 10 zur Erzeugung von rotem grünen bzw. blauen Licht elektrisch verbunden sind.The 5 and 6 show a sectional view through an SMT package during the manufacturing process of µLED packages. The SMT package includes several µLEDs so that it can generate different colored light, for example. In this respect, allowed in the 5 and 6 proposed arrangement also to realize μLED packs, in which several μLEDs 10 are combined in a single μLED pack. Such an embodiment can be realized, for example, for the production of a single RGB pixel by means of a μLED package. In this case, three first contacts 11 and a shared second contact 12 would then be provided in a package, with the respective first contacts being electrically connected to a respective μLED 10 for generating red, green or blue light.

In 5 ist nun auf dem temporären Träger 30 eine dünne Klebeschicht 31 aufgebracht, an der wiederum die ersten Kontaktelemente 11 und das zweite Kontaktelement 12 befestigt sind. Mögliche weitere erste Kontaktelemente sowie weitere zweite Kontaktelemente zur besseren Stromverteilung auf der gegenüberliegenden Seite der rechten µLED 10 sind hier nicht mehr dargestellt. Jedoch ist zu erwähnen, dass mit der dargestellten Ausführungsform auch mehrere µLEDs mit jeweils ersten Kontakten 11 und einem gemeinsamen zweiten Kontakt 12 ausgerüstet werden können. Das zweite Kontaktelement 12 überragt die jeweiligen ersten Kontaktelemente 11. Auf den Kontaktelementen 11 sind µLEDs angeordnet. Deren Oberfläche und die Oberfläche des zweiten Kontaktelements 12 liegen jeweils auf der gleichen Höhe, so dass sie bündig abschließen.In 5 a thin adhesive layer 31 is now applied to the temporary carrier 30, to which in turn the first contact elements 11 and the second contact element 12 are attached. Possible further first contact elements and further second contact elements for better current distribution on the opposite side of the right μLED 10 are no longer shown here. However, it should be mentioned that the illustrated embodiment can also be used to equip a number of μLEDs, each with first contacts 11 and a common second contact 12 . The second contact element 12 protrudes beyond the respective first contact elements 11. On the contact elements 11 μLEDs are arranged. Their surface and the surface of the second contact element 12 are each at the same height, so that they are flush.

In den Zwischenräumen zwischen dem ersten und zweiten Kontaktelementen ist ein Füllmaterial 15' angeordnet derart, dass die jeweiligen ersten Kontaktelemente 11 davon umgeben sind. Das Material umgibt auch die µLEDs 10 und bedeckt diese sowie das zweite Kontaktelement 12 vollständig. Wie in der 5 dargestellt, besitzt das aufgebrachte Material 15' keine durchgehende glatte Oberfläche, sondern folgt im Wesentlichen der Kontur der darunterliegenden Struktur aus den µLEDs 10 und den zweiten bzw. ersten Kontaktelementen.A filling material 15' is arranged in the spaces between the first and second contact elements in such a way that the respective first contact elements 11 are surrounded by it. The material also surrounds the μLEDs 10 and completely covers them and the second contact element 12 . Like in the 5 shown, the applied material 15′ does not have a continuous smooth surface, but essentially follows the contour of the underlying structure of the μLEDs 10 and the second or first contact elements.

Dies erfordert in einem weiteren Schritt das überschüssige Material 15' durch ein Abschleifen bzw. Rückätzen selektiv zu entfernen, bis einerseits die zweite Oberfläche des Kontaktelementes 12, und andererseits die zweiten Kontakte der optoelektronischen Bauelemente 10 frei liegen. Die Zwischenräume zwischen den optoelektronischen Bauelementen sowie zwischen dem zweiten Kontakt bleiben mit dem Material 15 verfüllt.In a further step, this requires the excess material 15' to be selectively removed by grinding or etching back until the second surface of the contact element 12 on the one hand and the second contacts of the optoelectronic components 10 on the other are exposed. The spaces between the optoelectronic components and between the second contact remain filled with the material 15 .

Anschließend wird wie 6 dargestellt die transparente leitfähige Deckschicht 14 aufgebracht, die einerseits das Kontaktelement 12 elektrisch kontaktiert und andererseits mit den zweiten Kontakten der µLEDs 10 verbunden ist. Die aufgebrachte transparente Deckschicht 14 aus einem leitfähigen Material definiert gleichzeitig auch die Hauptabstrahlebene für die in der 6 im Querschnitt dargestellte µLED Packung.Then how 6 shown, the transparent conductive cover layer 14 is applied, which on the one hand makes electrical contact with the contact element 12 and on the other hand is connected to the second contacts of the μLEDs 10 . The applied transparent cover layer 14 made of a conductive material also defines the main emission plane for the in the 6 µLED package shown in cross section.

In einem nachfolgenden hier nun nicht mehr gezeigten Schritt kann der temporäre Träger 30 von seiner Klebeschicht 31 abgezogen werden, sodass das resultierende µLED Package weiterverarbeitet und beispielsweise in Displays eingesetzt werden kann. Insgesamt beträgt die Höhe in dieser Ausgestaltungsform lediglich einige wenige Mikrometern, beispielsweise im Bereich von 4µm bis 5µm und ist somit deutlich kleiner ausgeführt als konventionell hergestellte Packungen für µLEDs. Auch lassen sich mehrere optoelektronische Bauelemente 10 kombinieren und in einer einzelnen µLED Packung zusammenfassen. Neben der oben bereits erwähnten Möglichkeit, unterschiedlich farbige µLEDs einem gemeinsamen Pixel in einer einzelnen Packung zusammenzufassen, bietet es sich auch an durch zusätzliche Konvertermaterialien in den Zwischenräumen ein konvertiertes Licht zu erzeugen. Die Konvertierung kann dabei vollständig oder auch nur teilweise erfolgen, wobei im letzteren Fall ein Mischlicht erzeugt wird. Für eine Vollkonvertierung ist es zweckmäßig, die Oberfläche der µLED mit einem reflektierenden Material zu versehen und darauf die transparente Deckschicht anzuordnen, oder die Deckschicht über der vertikalen µLED mit einem reflektierenden Material zu versehen. In beiden Fällen würde nach oben abgestrahltes Licht durch die reflektierende Deckschicht wieder in den Halbleiterkörper der µLED 10 zurückgelenkt werden. Umgekehrt wird seitlich abgestrahltes Licht durch die Konverterpartikel in konvertiertes Licht gewandelt und anschließend durch eine reflektierende Schicht an den Seitenwänden nach oben hin aus der Deckschicht 14 hinaus abgestrahlt.In a subsequent step, which is now no longer shown here, the temporary carrier 30 can be pulled off its adhesive layer 31 so that the resulting μLED package can be further processed and used in displays, for example. Overall, the height in this embodiment is only a few micrometers, for example in the range from 4 μm to 5 μm, and is therefore designed to be significantly smaller than conventionally produced packages for μLEDs. A plurality of optoelectronic components 10 can also be combined and combined in a single μLED package. In addition to the possibility already mentioned above of combining different colored µLEDs into a common pixel in a single package, it is also possible to generate a converted light using additional converter materials in the gaps. The conversion can be complete or only partial, with mixed light being generated in the latter case. For a full conversion, it is expedient to provide the surface of the µLED with a reflective material and to arrange the transparent top layer on top of it, or to provide the top layer over the vertical µLED with a reflective material. In both cases, light emitted upwards would be deflected back into the semiconductor body of μLED 10 by the reflective cover layer. Conversely, light emitted from the side is converted into converted light by the converter particles and then emitted upwards out of the cover layer 14 through a reflective layer on the side walls.

Mit der Herstellung von µLED Packungen nach dem vorgeschlagenen Prinzip lassen sich aus vertikalen optoelektronischen Bauelementen, insbesondere vertikal µLEDs SMT Bauformen mit definierten expandierten Anschlussstrukturen herstellen. Diese sind hinsichtlich ihrer Größe beliebig skalierbar, erweiterbar und damit für unterschiedliche Anwendungen geeignet. Für die vorgeschlagene Herstellung bietet es sich an fotolithografisch definierte Strukturen herzustellen, die die beschriebenen ersten und zweiten Kontaktelemente definieren. Dabei erfolgt ein selbstjustierender Kontakt durch die Ausbildung einer transparenten und leitfähigen Deckschicht, welche die Chipoberfläche und das zweite Kontaktelement elektrisch miteinander verbindet. Zudem können die Kontakte mit zusätzlich reflektierenden Materialien versehen oder selbst als Reflektoren ausgebildet sein. Dies mag für bestimmte Anwendungen besonders hilfreich sein, bei dem vor allem eingerichtetes Abstrahlverhalten erforderlich ist. Durch die Flexibilität hinsichtlich der Bauform gepaart mit den unterschiedlichen Möglichkeiten, die einzelnen Komponenten zu kombinieren ergibt sich eine besonders hohe Flexibilität in Ausgestaltung, Größe und Anwendungsmöglichkeiten. Entsprechend lassen sich die hier gezeigten und in der Zusammenfassung diskutierten Aspekte lassen sich auf verschiedene Weise miteinander kombinieren, ohne von dem erfindungsgemäßen Gedanken abzuweichen.With the production of μLED packages according to the proposed principle, vertical optoelectronic components, in particular vertical μLEDs, can be used to produce SMT designs with defined, expanded connection structures. These can be scaled and expanded as required in terms of their size and are therefore suitable for different applications. For the proposed production, it is possible to produce photolithographically defined structures that define the first and second contact elements described. In this case, a self-aligning contact takes place through the formation of a transparent and conductive cover layer, which electrically connects the chip surface and the second contact element to one another. In addition, the contacts can be provided with additional reflective materials or can themselves be designed as reflectors. This may be particularly helpful for certain applications where directed coverage is primarily required. The flexibility with regard to the design coupled with the different options for combining the individual components results in a particularly high level of flexibility in terms of design, size and possible applications. Accordingly, the aspects shown here and discussed in the summary can be combined with one another in various ways without deviating from the idea according to the invention.

BezugszeichenlisteReference List

11: µLED PackungµLED pack
1010: vertikales optoelektronisches Bauelement, µLEDvertical optoelectronic component, µLED
1111: erstes leitendes Kontaktelementfirst conductive contact element
11'11': Kontaktbereichcontact area
1111: Stegweb
1212: zweites leitendes Kontaktelementsecond conductive contact element
1414: transparente leitende Deckflächetransparent conductive top surface
15, 15'15, 15': transparentes Material, SiO2transparent material, SiO2
3030: temporärer Trägertemporary carrier
3131: Klebeschichtadhesive layer
3232: Füllmaterialfilling material
100100: erster Kontaktfirst contact
101101: zweiter Kontaktsecond contact
102102: Passivierungsschicht passivation layer
BB: BreiteBroad
HH: HöheHeight
DD: Dickethickness

Claims

µLED package, comprising: - a vertical optoelectronic component (10) having a first contact (100) and an opposite second contact (101); - A first conductive contact element (11) with a first thickness, on which the vertical optoelectronic component (10) is arranged with the first contact (100); - a second conductive contact element (12) having a second thickness at least partially spatially surrounding said first conductive contact element; - a transparent conductive top surface (14) extending from the second conductive contact element (12) to the second contact (101).

µLED pack after claim 1 , wherein the second thickness essentially corresponds to the sum of the first thickness and a height of the vertical optoelectronic component (10).

µLED pack according to one of Claims 1 until 2 , wherein the top surface (14) comprises ITO or another transparent conductive oxide.

µLED package according to one of the preceding claims, in which the transparent conductive cover surface (14) is arranged on the second conductive contact element (12).

µLED package according to one of the preceding claims, in which the first conductive contact element (11) comprises a base area which is larger than the first contact (100) arranged on this base area.

µLED package according to one of the preceding claims, in which a space between the first contact element (11) and the second contact element (12) partially surrounding the first contact element (11) is filled with an insulating transparent material (15).

µLED package according to one of the preceding claims, in which a space between the first conductive contact element (11) and the second contact element (12) partially surrounding the first conductive contact element (11) contains converter particles for generating light of a second wavelength from the vertical optoelectronic component (10) emitted light.

µLED package according to one of the preceding claims, in which the second conductive contact element (12) comprises a reflective surface (20), in particular for reflecting light towards the top surface.

µLED package according to one of the preceding claims, in which the first contact element (11) comprises a reflective surface.

µLED package according to one of the preceding claims, in which the transparent conductive cover surface (14) is structured, in particular has a roughened surface.

µLED package according to one of the preceding claims, in which the µLED package can be contacted electrically via the first and the second conductive contact element (11, 12) on the side facing away from the top surface.

µLED package according to one of the preceding claims, in which a side of the second contact element (12) facing the vertical optoelectronic component (10) is inclined.

A method of making a µLED package comprising: - Providing a metallic structure (11, 12) on a temporary carrier (30), wherein the metallic structure comprises a first conductive contact element (11) and a second conductive contact element (12), and the second conductive contact element projects beyond the first conductive contact element; - Application of a vertical optoelectronic component (10) with its first contact (100) on the first conductive contact element (11); - Coating and filling a space between the first conductive contact element (11) and the second conductive contact element (12) with a transparent material (15) so that the vertical optoelectronic component (10) is surrounded by the transparent material (15, 15'). and is covered. - Partial removal of the transparent material (15, 15 '), such that the second contact (101) of the vertical optoelectronic component (10) and a surface of the second contact element (12) is exposed; - Application of a conductive, in particular transparent material (14) to the exposed second contact (101) and the exposed surface.

procedure after Claim 13 In which the second contact element surrounds the first contact element (11), in particular in a circular manner.

procedure after Claim 13 or 14 , In which the first conductive contact element (11) comprises a base area which is larger than the first contact (100) of the vertical optoelectronic component (10) arranged on this base area.

Procedure according to one of Claims 13 until 15 , in which the step of coating and filling comprises a centrifugal process in which the transparent material (15, 15'), in particular comprising SiO2, is sprayed onto the temporary carrier (30) and then centrifuged off.

Procedure according to one of Claims 13 until 16 , in which the step of partially removing the material (15') comprises etching back over the surface or grinding down the surface of the applied transparent material (15').

Procedure according to one of Claims 13 until 17 , In which the provision of a metallic structure (11, 12) on a temporary carrier (30) a photolithographic production of the first and second contact element (11, 12) on the temporary carrier (30).

Procedure according to one of Claims 13 until 18 , further comprising removing the temporary support (30).