特許 6726287 オプトエレクトロニクス照明装置の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6726287

(24)【登録日】2020年6月30日

(45)【発行日】2020年7月22日

(54)【発明の名称】オプトエレクトロニクス照明装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01S 5/022 20060101AFI20200713BHJP

   F21S 2/00 20160101ALI20200713BHJP

   G02B 3/00 20060101ALI20200713BHJP

   G02B 3/02 20060101ALI20200713BHJP

   G02B 3/06 20060101ALI20200713BHJP

   F21Y 115/30 20160101ALN20200713BHJP

【ＦＩ】

   H01S5/022

   F21S2/00 311

   F21S2/00 330

   G02B3/00 Z

   G02B3/02

   G02B3/06

   F21Y115:30

【請求項の数】9

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2018-540390(P2018-540390)

(86)(22)【出願日】2017年2月3日

(65)【公表番号】特表2019-507376(P2019-507376A)

(43)【公表日】2019年3月14日

(86)【国際出願番号】EP2017052427

(87)【国際公開番号】WO2017134244

(87)【国際公開日】20170810

【審査請求日】2018年8月2日

(31)【優先権主張番号】102016101942.9

(32)【優先日】2016年2月4日

(33)【優先権主張国】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】599133716

【氏名又は名称】オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】Ｏｓｒａｍ Ｏｐｔｏ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ ＧｍｂＨ

(74)【代理人】

【識別番号】110002952

【氏名又は名称】特許業務法人鷲田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ウォイチック アンドレアス

(72)【発明者】

【氏名】ゲブール トビアス

(72)【発明者】

【氏名】ピンドル マルクス

【審査官】 大和田 有軌

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０４−０１４８８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１５／０２４４１４８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開平０９−３２１３８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０７７４５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０１５８０６２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特表２０１５−５１０２７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２１２７３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１７８４３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１１９６９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−００３８８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１６８３９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０５７４４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−３１５６５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−０４８６７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５５−００３６６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１０／０２１３４８７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許出願公開第２００３／０００７２５７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｓ ３／００ − ５／５０

Ｈ０１Ｌ ３１／００ − ３３／６４

Ｇ０２Ｂ ３／００ − ３／１４

Ｆ２１Ｋ ９／００ − ９／９０

Ｆ２１Ｓ ２／００ − ４５／７０

Ｆ２１Ｙ １０１／００ − １１５／３０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

オプトエレクトロニクス照明装置（９０１，９０３，１１０１）を製造する方法であって、以下のステップ、すなわち、
− レーザチップキャリア（５０１）を設けるステップ（１２０１）であって、それぞれがレーザファセット（５１７，５１９）を備えた２個の端面発光型レーザチップ（５１３，５１５）が、それぞれのレーザファセット（５１７，５１９）が互いに向かい合う状態で前記レーザチップキャリア（５０１）の上に配置される、ステップ（１２０１）と、
− 互いに反対側に位置する２つの光学要素（１０７，１０９）を備えたキャリア（１０１，３０１，１３０１）を、前記レーザチップキャリア（５０１）の上における２つのレーザファセット（５１７，５１９）の間に配置するステップ（１２０３）であって、前記配置するステップ（１２０３）の後に前記２つの光学要素（１０７，１０９）のそれぞれ一方が前記２つのレーザファセット（５１７，５１９）の一方に面するように配置する、ステップ（１２０３）と、
− 前記それぞれのレーザファセット（５１７，５１９）とそれぞれの光学要素（１０７，１０９）との間に、それぞれの光接続部（６０３）を光学材料（６０１）によって形成するステップ（１２０５）と、
− ２つの互いに分割されたレーザチップキャリア部分（８０１，８０３）を形成する目的で２個のレーザチップ（５１３，５１５）の間で前記レーザチップキャリア（５０１）を分割することによって、前記２個のレーザチップ（５１３，５１５）を個片化するステップ（１２０７）であって、前記レーザチップキャリア（５０１）の分割が、前記２つの光学要素（１０７，１０９）の１つをそれぞれが備えている２つの互いに分割されたキャリア部分（８０９，８１１）を形成する目的で、前記２つの光学要素（１０７，１０９）の間で前記キャリア（１０１，３０１，１３０１）を分割するステップを含む、ステップ（１２０７）と、
を行うことにより、
− それぞれの分割された前記レーザチップキャリア部分（８０１，８０３）の上に配置されている２個の個片化されたレーザチップ（８０５，８０７）を形成し、
それぞれのキャリア部分（８０９，８１１）における前記それぞれの光学要素（１０７，１０９）に、前記レーザチップ（８０５，８０７）の前記それぞれのレーザファセット（５１７，５１９）が、前記光学材料（６０１）によって光学的に接続されている、
方法。

【請求項2】

前記キャリア（１０１，３０１，１３０１）が、前記個片化するステップ（１２０７）の後に除去される、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記キャリア（１０１，３０１，１３０１）が可溶性材料から形成されており、前記キャリア（１０１，３０１，１３０１）の除去が、前記材料を溶解させるステップを含む、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記キャリア（１０１，３０１，１３０１）が、開口部（４０１）を囲む枠部として形成されており、前記２つの光学要素（１０７，１０９）がそれぞれ前記開口部（４０１）を覆うように前記キャリア（１０１，３０１，１３０１）の上に配置される、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記それぞれの光接続部（６０３）を形成するステップ（１２０５）のため、２個のレーザチップ（５１３，５１５）と、前記２つの光学要素（１０７，１０９）を有する前記キャリア（１０１，３０１，１３０１）とが、光学ポッティング材料によってポッティングされることにより、前記それぞれの光接続部（６０３）が、光学材料（６０１）としての前記光学ポッティング材料によって形成される、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記光接続部（６０３）を形成するステップ（１２０５）の後、前記２個のレーザチップ（５１３，５１５）を個片化するステップ（１２０７）の前に、前記２個のレーザチップ（５１３，５１５）と、前記２つの光学要素（１０７，１０９）を有する前記キャリア（１０１，３０１，１３０１）と、前記それぞれの光接続部（６０３）とが、ポッティング材料によってポッティングされる、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記レーザチップキャリア（５０１）の上に前記キャリア（１０１，３０１，１３０１）を配置するステップ（１２０３）が、前記レーザチップキャリア（５０１）の上に前記キャリア（１０１，３０１，１３０１）を接着剤によって接着接合するステップを含む、請求項１に記載の方法。

【請求項8】

前記２つの光学要素（１０７，１０９）それぞれが、光学要素の次の群、すなわち、球面レンズと、非球面レンズと、前記レーザチップ（５１３，５１５）によって放出され、かつ、前記レーザチップ（５１３，５１５）の速軸の方向または前記レーザチップ（５１３，５１５）の遅軸の方向に偏光しているレーザ放射を平行にするコリメータレンズから選択される要素である、請求項１に記載の方法。

【請求項9】

前記キャリア（１０１，３０１，１３０１）が、２つの湾曲部（１３０３，１３０５）を備えており、前記２つの湾曲部（１３０３，１３０５）が、それぞれの光学要素（１３０７，１３０９，１７０１）のレンズ湾曲部（１３１１，１３１３，１７０３，１９０３，２１０３）をそれぞれ収容する、請求項８に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、オプトエレクトロニクス照明装置を製造する方法に関する。さらに、本発明は、オプトエレクトロニクス照明装置に関する。

【背景技術】

【0002】

複数の端面発光型レーザチップをレーザチップキャリアの上に配置し、レーザチップをポッティングし、ポッティング工程の後にレーザチップを個片化する方法が知られている。個片化は、一例として、レーザチップキャリアをソーイング法で切り離すステップを含む。レーザ放射を取り出すための取り出し面は、個片化の結果として形成され、取り出し面は、ポッティング化合物によって形成されている。この取り出し面は、個片化の理由で、一般的には光を効率的に取り出すようには形成されない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

本発明の基礎となる目的は、レーザチップからレーザ放射を効率的に取り出すための効果的なコンセプトを提供することにおいて認識することができる。

【課題を解決するための手段】

【0004】

この目的は、独立請求項のそれぞれの主題によって達成される。本発明の有利な構造は、それぞれ従属請求項の主題である。

【0005】

一態様によれば、オプトエレクトロニクス照明装置を製造する方法であって、以下のステップ、すなわち、
− レーザチップキャリアを設けるステップであって、それぞれがレーザファセットを備えた２個の端面発光型レーザチップが、それぞれのレーザファセットが互いに向かい合う状態でレーザチップキャリアの上に配置される、ステップと、
− 互いに反対側に位置する２つの光学要素を備えたキャリアを、レーザチップキャリアの上における２つのレーザファセットの間に配置するステップであって、配置の後に２つの光学要素のそれぞれ一方が２つのレーザファセットの一方に面するように配置する、ステップと、
− それぞれのレーザファセットとそれぞれの光学要素との間に、それぞれの光接続部を光学材料によって形成するステップと、
− ２つの互いに分割されたレーザチップキャリア部分を形成する目的で２個のレーザチップの間でレーザチップキャリアを分割することによって、２個のレーザチップを個片化するステップであって、分割が、２つの光学要素の１つをそれぞれが備えている２つの互いに分割されたキャリア部分を形成する目的で、２つの光学要素の間でキャリアを分割するステップを含む、ステップと、
が行われることにより、
− それぞれの分割されたレーザチップキャリア部分の上に配置されている２個の個片化されたレーザチップを形成し、それぞれのキャリア部分におけるそれぞれの光学要素に、レーザチップのそれぞれのレーザファセットが、光学材料によって光学的に接続されている、
方法、を提供する。

【0006】

別の態様によれば、オプトエレクトロニクス照明装置であって、
− レーザファセットを備えた端面発光型レーザチップが上に配置されているレーザチップキャリア、
を備えており、
− レーザチップキャリアの上に光学要素が配置されており、
− レーザファセットと光学要素との間に光学材料によって光接続部が形成されている、
オプトエレクトロニクス照明装置、を提供する。

【0007】

本発明の基礎となる洞察として、レーザファセットと光学要素との間に光学材料によって光接続部を形成することによって、上記の目的を達成することができる。したがって光学要素は、レーザチップによって放出されるレーザ放射を効率的に取り出すための画成済みの取り出し面を形成している。これによって提供される技術的利点として、特に、レーザチップからのレーザ放射の効率的な取り出しを可能にすることができる。

【0008】

端面発光型レーザチップとは、特に、側面（レーザファセット）を介してレーザ放射を放出するレーザチップを意味する。

【0009】

反対側の２つの面にそれぞれの光学要素を備えたキャリアを設けることによって提供される技術的利点として、特に、２個のレーザチップに、専用の光学要素を共通のステップにおいて設けることができる。これは、オプトエレクトロニクス照明装置の実装・製造時間を低減する点で有利である。

【0010】

光学材料によって光接続部が形成されることによって提供される技術的利点として、特に、空隙に起因する屈折率のさらなる差異、あるいは、不透明材料における光出力の吸収が、防止される、または、回避される。

【0011】

したがって光接続部とは、特に、放出されたレーザ放射を、好ましくは損失が実質的に生じることなく光学要素までガイドする接続部を意味する。特に、光接続部とは、放出されたレーザ放射を、（例えば散乱および／または反射によって）実質的に逸れることなく光学要素までガイドする接続部を意味する。

【0012】

レーザチップキャリアを分割することによって２個のレーザチップを個片化することは、レーザチップキャリアによって形成されている、２個のレーザチップの間接的な結合が分離されることを意味する。すなわち、分離によって個片化する前には、２個のレーザチップはレーザチップキャリアによって間接的に結合されている。個片化する前には、２個のレーザチップを例えば互いに独立して移動させることはできない。個片化の後、間接的な結合が解放され、したがって、相互に独立した２個のレーザチップが形成される。レーザチップキャリア部分は、個片化されたレーザ部品と称することもできる。すなわち、個片化の後には、それぞれがレーザチップの一方を備えている２個の個片化されたレーザ部品が形成される。

【0013】

すなわちレーザチップは、特に、レーザチップキャリアの上に配置される前には、すでに個片化されているレーザチップである。一例として、共通の基板（例えばウェハ）上にレーザチップを形成または作製する、あるいは形成または作製しておく。作製した後、基板（例えばウェハ）を分離する（例えばソーイング法で切り離す）ことによってレーザチップを個片化し、したがって、個片化されたレーザチップを形成する。次いで、この個片化されたレーザチップをレーザチップキャリアの上に配置する。ただしこの配置の結果として、もともと個片化されていたレーザチップの間に、レーザチップキャリアによって間接的な結合が形成されるが、この間接的な結合は、前述したように、および後述するように、さらなる方法ステップにおいて再び分離される。

【0014】

一実施形態においては、光学材料は、エポキシ樹脂および／またはシリコーンを含む。

【0015】

一実施形態によれば、光学材料は、放出されるレーザ放射の波長の、少なくとも９０％、特に９５％、特に９９％の透過率を備えている。

【0016】

さらには、光学要素を設けることによって提供される技術的利点として、照明装置の外側からレーザファセットまでの湿気の経路長が増大する。これによって提供される技術的利点として、特に、湿気によるレーザファセットの損傷を低減する、または、回避することができる。結果として、本オプトエレクトロニクス照明装置は、たとえ厳しい周囲条件（例えば湿気の高い周囲条件）の中でも使用することができる。これによって提供される技術的利点として、特に、本オプトエレクトロニクス照明装置の寿命が延びる。

【0017】

一実施形態によれば、個片化の後に、キャリアが除去される。

【0018】

キャリアが除去されず、かつ、可溶性材料から形成されている場合、適用時に、または、使用中に、例えば湿気や化学物質に起因して、意図しないキャリアの溶解が起こることがある。結果として、レーザ光が取り出される光学要素の領域が汚れることがある。したがって、（吸収や散乱によって）取り出し効率が低下する。これらの不都合は、キャリアを除去することによって回避することができる。

【0019】

さらなる実施形態によれば、キャリアが可溶性材料から形成されており、除去が、この材料を溶解させるステップを含む。

【0020】

これによって提供される技術的利点として、特に、個片化の後にキャリアを効率的に除去することができる。

【0021】

一実施形態によれば、キャリアは、水溶性のＰＶＡレジストから、または、水溶性のＳＵ８レジストから形成されている。ＳＵ−８は、フォトレジストを意味する。ＰＶＡは、ポリビニルアルコール（フォトリソグラフィに使用される水溶性レジスト）を意味する。したがってＰＶＡは、ポリ酢酸ビニルではない。

【0022】

一実施形態によれば、キャリアは、接着性のフィルムとして形成される。一実施形態によれば、個片化の後、この接着性フィルムが除去される。このようなフィルムを設けることによって提供される技術的利点として、特に、個片化の後にキャリアを効率的に除去することができる。

【0023】

さらなる実施形態によれば、キャリアが、開口部を囲む枠部として形成されており、２つの光学要素が、それぞれ開口部を覆うようにキャリア上に配置される。

【0024】

これによって提供される技術的利点として、特に、２つの光学要素のための安定的なキャリアが形成される。これによって提供される技術的利点として、特に、個片化の後、光学要素のためのさらなる機械的な取付け部（レーザチップキャリア部分に残る２つのキャリア部分）が提供される。

【0025】

一実施形態によれば、キャリアが管として形成されており、２つの光学要素が、それぞれ管の前面および後面にカバーとして配置される。

【0026】

一実施形態によれば、光学要素は、薄板、特に、ガラス板である。

【0027】

一実施形態によれば、光学要素は、ガラスから形成されている。

【0028】

一実施形態によれば、それぞれの光接続部を形成するために、２個のレーザチップと、２つの光学要素を有するキャリアとが、光学ポッティング材料によってポッティングされ、したがって、それぞれの光接続部が、光学材料としての光学ポッティング材料によって形成される。

【0029】

これによって提供される技術的利点として、特に、光接続部を効率的に形成することができる。すなわち、ポッティング工程またはポッティング法の過程において光接続部が形成される。結果として、光学ポッティング材料によるポッティングによって、第一に、レーザチップのポッティングと、２つの光学要素を有するキャリアのポッティングとがもたらされる。このポッティングの第二の効果として、それぞれの光接続部が形成される。

【0030】

光学ポッティング材料は、特に、放出されるレーザ放射の波長において、９０％、特に９５％、特に９９％の透過率を備えている。

【0031】

別の実施形態によれば、光接続部を形成した後、２個のレーザチップを個片化する前に、２個のレーザチップと、２つの光学要素を有するキャリアと、それぞれの光接続部とが、ポッティング材料によってポッティングされる。

【0032】

これによって提供される技術的利点として、特に、光接続部を、ポッティングとは無関係に効率的に形成することができる。これによって、例えば、特別な光学的性質を有さない（すなわち特に、放出されるレーザ放射を効率的に透過させるように構成されていない）ポッティング材料を、ポッティングに使用することが可能になる。一例として、ポッティング材料は不透明なポッティング材料である。光接続部がすでに存在するため、このことはレーザ放射を取り出すうえで重要ではない。ポッティング材料は、特に、黒色ポッティング材料である。

【0033】

一実施形態によれば、ポッティングは、成形するステップを含む。ポッティングは、例えば射出成形するステップを含む。ポッティングは、例えばフォイルアシスト射出成形（フォイルアシスト成形（ＦＡＭ：foil assisted molding）とも称される）を含む。

【0034】

一実施形態によれば、キャリアをレーザチップキャリアの上に配置するステップは、キャリアをレーザチップキャリアの上に接着剤によって接着接合するステップを含む。

【0035】

これによって提供される技術的利点として、特に、キャリアをレーザチップキャリアの上に配置するステップを効率的に行うことができる。これは、特に、配置するステップ以降のステップ中にキャリアがずれることを防止することが可能にする点で有利である。

【0036】

接着剤は、例えばシリコーンを含む。

【0037】

さらなる実施形態によれば、２つの光学要素それぞれは、光学要素の次の群、すなわち、球面レンズと、非球面レンズと、コリメータレンズ、特に、レーザチップによって放出され、かつ、レーザチップの速軸の方向、または、レーザチップの遅軸の方向に偏光しているレーザ放射を平行にするコリメータレンズと、から選択される要素である。コリメータレンズは、例えば円柱レンズである。円柱レンズは、特に、速軸の方向に偏光しているレーザ放射を平行にする。したがってコリメータレンズ、特に円柱レンズは、特に、ＦＡＣレンズ（ＦＡＣ：Fast Axis Collimation）である。

【0038】

上に挙げた光学要素のうちの１つを設けることによって提供される技術的利点として、特に、放出されるレーザ放射の効率的な光学結像を達成することができる。これは、例えば、レーザチップの速軸の方向に偏光しているレーザ放射と、レーザチップの遅軸の方向に偏光しているレーザ放射の両方を、球面レンズおよび／または非球面レンズによって効率的に調整することが可能にする点で有利である。コリメータレンズを設けることによって提供される技術的利点として、特に、このコリメータレンズが、これら２つの偏光しているレーザ放射の一方のみを調整するように効果的に適合化される、または、構成される。コリメータレンズは、例えば円柱レンズである。

【0039】

一実施形態によれば、キャリアは、各レンズのレンズ湾曲部を収容する２つの湾曲部を備えている。

【0040】

これによって提供される技術的利点として、特に、レンズがキャリアにおいて効率的に収容される。このような湾曲部を設けることによって提供される技術的利点として、特に、部品の厚さを効率的に低減することができる。

【0041】

一実施形態によれば、本オプトエレクトロニクス照明装置は、オプトエレクトロニクス照明装置を製造する本方法によって製造されている、または、製造される。

【0042】

本オプトエレクトロニクス照明装置の技術的機能性は、オプトエレクトロニクス照明装置を製造する本方法の対応する技術的機能性から同様に明らかであり、逆も成立する。すなわち装置の特徴は、対応する方法の特徴から明らかであり、逆も同様である。

【0043】

一実施形態によれば、光学要素は、キャリアが存在しない状態でレーザチップキャリアの上に配置されている。したがって、光学要素は、特に、キャリアによって担持されていない、または、保持されていない。

【0044】

光学要素にレーザチップキャリア上のキャリアが存在しないとは、例えば、個片化の後に光学要素からキャリアが除去されたことを意味する。

【0045】

一実施形態によれば、光学要素は、レーザチップキャリアの上に配置されているキャリアによって囲まれている。

【0046】

したがって、この実施形態においては、例えば、個片化の後に光学要素からキャリアが除去されていない。

【0047】

さらなる実施形態によれば、キャリアは、開口部を囲む枠部として形成されており、光学要素が、開口部を覆うようにキャリアの上に配置されている。

【0048】

一実施形態によれば、キャリアは、レーザチップキャリアの上に接着剤によって接着接合されている。

【0049】

一実施形態によれば、レーザチップおよび光学要素が、光学ポッティング材料によってポッティングされており、したがって光接続部が、光学材料としての光学ポッティング材料によって形成されている。

【0050】

一実施形態によれば、レーザチップと、光学要素を有するキャリアとが、光学ポッティング材料によってポッティングされており、したがって、光接続部が、光学材料としての光学ポッティング材料によって形成されている。

【0051】

一実施形態によれば、レーザチップと、光学要素と、光接続部が、ポッティング材料によってポッティングされている。

【0052】

一実施形態によれば、レーザチップと、光学要素を有するキャリアと、光接続部が、ポッティング材料によってポッティングされている。

【0053】

一実施形態によれば、光学要素は、光学要素の次の群、すなわち、球面レンズと、非球面レンズと、コリメータレンズ、特に、レーザチップによって放出され、かつ、レーザチップの速軸の方向、または、レーザチップの遅軸の方向に偏光しているレーザ放射を平行にするコリメータレンズと、から選択される要素である。コリメータレンズは、例えば円柱レンズである。円柱レンズは、特に、速軸の方向に偏光しているレーザ放射を平行にする。したがってコリメータレンズ、特に円柱レンズは、特に、ＦＡＣレンズ（ＦＡＣ：Fast Axis Collimation）である。

【0054】

一実施形態によれば、キャリアは、レンズのレンズ湾曲部を収容する湾曲部を備えている。

【0055】

一実施形態によれば、個片化は、ソーイングを含む。一実施形態によれば、個片化は、レーザによって行われる。

【0056】

一実施形態によれば、レーザチップキャリアは、プリント基板として形成されている。プリント基板は、回路基板とも称される。プリント基板は、英語では「（ＰＣＢ：Printed Circuit Board）」と称される。このようなプリント基板によって提供される技術的利点として、特に、レーザチップの効率的な電気的接触をもたらすことができる。

【0057】

さらなる実施形態においては、レーザチップキャリアは、電気接触部が設けられたセラミック基板として形成されている。

【0058】

さらなる実施形態においては、レーザチップキャリアは、構造化された金属キャリア（例えばリードフレームとも称される）として形成されている。

【0059】

さらなる実施形態においては、レーザチップキャリアは、パネル（例えばリードフレームパネルまたはセラミックパネル）として形成されている。表現「パネル」は、特に、レーザチップキャリアがレーザチップのエピタキシャル構造のための成長基板ではないことを明確にすることを意図している。したがってレーザチップキャリアは、特に、ウェハではない。

【0060】

本発明の上述した特性、特徴、および利点と、これらを達成する方法は、図面を参照しながらさらに詳しく説明されている例示的な実施形態の以下の記述に関連して、さらに明らかになり、さらに明確に理解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0061】

【図1】第１のキャリアの平面図を示している。

【図2】図１のキャリアの側面図を示している。

【図3】第２のキャリアの平面図を示している。

【図4】図３のキャリアの側面図を示している。

【図5】オプトエレクトロニクス照明装置を製造する方法における特定の時点を示している。

【図6】オプトエレクトロニクス照明装置を製造する方法における特定の時点を示している。

【図7】オプトエレクトロニクス照明装置を製造する方法における特定の時点を示している。

【図8】オプトエレクトロニクス照明装置を製造する方法における特定の時点を示している。

【図9】オプトエレクトロニクス照明装置を製造する方法における特定の時点を示している。

【図10】図５〜図９に従って製造されたオプトエレクトロニクス照明装置を示している。

【図11】さらなるオプトエレクトロニクス照明装置を示している。

【図12】オプトエレクトロニクス照明装置を製造する方法の流れ図を示している。

【図13】第３のキャリアの平面図を示している。

【図14】図１３のキャリアの側面図を示している。

【図15】図３および図４と比較して異なる光学要素を有する、図３のキャリアの平面図を示している。

【図16】図１５のキャリアの側面図を示している。

【図17】レンズの正面図を示している。

【図18】図１７のレンズの側面図を示している。

【図19】円柱レンズの正面図を示している。

【図20】図１９のレンズの側面図を示している。

【図21】さらなる円柱レンズの正面図を示している。

【図22】図２１の円柱レンズの平面図を示している。

【発明を実施するための形態】

【0062】

以下では、同じ要素には同じ参照記号が使用されている。

【0063】

図１は、キャリア１０１の平面図を示している。

【0064】

キャリア１０１は、第１の面１０３を備えている。キャリア１０１は、第２の面１０５を備えている。第１の面１０３は、第２の面１０５の反対側に位置している。

【0065】

キャリア１０１の第１の面１０３に、第１の光学要素１０７が配置されている。第１の光学要素１０７は、例えばガラス板である。

【0066】

第２の面１０５に、第２の光学要素１０９が配置されている。第２の光学要素１０９は、例えばガラス板である。

【0067】

結果として、キャリア１０１は、互いに反対側の２つの光学要素１０７，１０９を備えている。

【0068】

キャリア１０１の幾何学形状は、例えば、２つの光学要素１０７，１０９のそれぞれの幾何学形状に対応しており、したがって光学要素１０７，１０９は、例えば、面１０３，１０５の外端と揃うように延在している。

【0069】

図２は、光学要素１０７が存在していないキャリア１０１の面１０３の側面図を示している。キャリア１０１は、平行六面体形状を備えている。

【0070】

キャリア１０１は、例えばフィルムである。

【0071】

キャリア１０１は、例えば可溶性材料または可溶性物質から形成されている。結果として、オプトエレクトロニクス照明装置を製造する方法における個片化ステップの後、キャリア１０１を溶解させることによってキャリア１０１を除去することができる。

【0072】

キャリア１０１は、一例として、水溶性材料から形成されている。キャリア１０１は、一例として、溶剤可溶性材料から形成されている。

【0073】

図３は、第２のキャリア３０１を平面図で示している。

【0074】

この場合も図１に類似して、２つの光学要素１０７，１０９が、それぞれキャリア３０１の第１の面１０３および第２の面１０５に配置されている。

【0075】

図４は、図３のキャリア３０１の側面図を示しており、光学要素１０７が除去された状態で第１の面１０３を見ている。

【0076】

キャリア３０１は、開口部４０１を囲む四角形枠として形成されている。開口部４０１は、一例として、キャリア３０１からスタンピングによってキャリア材料を除去することによって形成されている。

【0077】

開口部４０１は、両側から（すなわち第１の面１０３からと、第２の面１０５から）、それぞれ、２つの光学要素１０７，１０９の一方によって覆われる。

【0078】

キャリアの、この実施形態（すなわちキャリア３０１）では、個片化ステップの後、分割されたキャリア部分をもはや除去する必要がないようにすることを可能にする点で有利である。結果として、これらのキャリア部分は、レーザチップキャリアに残ったままにすることができる。

【0079】

図５は、オプトエレクトロニクス照明装置を製造する方法における最初の時点を示している。

【0080】

レーザチップキャリア５０１を設ける。レーザチップキャリア５０１は、上面５０３を備えている。上面５０３に、電気接触パッド５０５と、固定パッド５０７と、電気接触パッド５０９と、固定パッド５１１を配置する。この場合、２つの固定パッド５０７，５１１を、互いに向かい合うように配置する。

【0081】

固定パッド５０７の上にレーザチップ５１３を配置または固定する。固定パッド５１１の上にさらなるレーザチップ５１５を配置または固定する。

【0082】

２つの固定パッド５０７，５１１は、英語では「ダイ取付けパッド」と称される。「ダイ取付けパッド」は、独語ではチップ実装パッドと翻訳される。すなわち固定パッド５０７，５１１は、チップ実装パッドとも称される。

【0083】

２個のレーザチップ５１３，５１５は、端面発光型レーザチップである。すなわち２個のレーザチップ５１３，５１５は、側面を介してレーザ放射を放出する。より正確には、２個のレーザチップ５１３，５１５は、それぞれレーザファセット５１９およびレーザファセット５１７を介してレーザ放射を放出する。

【0084】

すなわち端面発光型レーザチップ５１３はレーザファセット５１９を備えており、レーザファセット５１９を介してレーザチップ５１３からレーザ放射を取り出すことができる。

【0085】

レーザチップ５１５はレーザファセット５１７を備えており、レーザファセット５１７を介してレーザ放射を取り出すことができる。

【0086】

それぞれのレーザチップ５１３，５１５の放出方向は、参照記号５２３を付した矢印によってシンボリックに示してある。

【0087】

２つの固定パッド５０７，５１１が互いに向かい合って配置されているため、２個のレーザチップ５１３，５１５も、レーザチップキャリア５０１の上に互いに向かい合って配置されている。

【0088】

この場合、それぞれのレーザファセット５１９，５１７が互いに向かい合って配置されるように、２個のレーザチップ５１３，５１５を配置する。すなわちレーザファセット５１７はレーザファセット５１９に面しており、逆も同様である。

【0089】

それぞれのレーザチップ５１３，５１５の電気的接触は、電気接触パッド５０５，５０９を介して可能にされている。一例として、２つの電気接続部５２１が、それぞれ、対応する電気接触パッド５０５，５０９から対応するレーザチップ５１３，５１５まで通じている。一例として、レーザチップ５１３，５１５には、ボンディングワイヤによって電気的に接触されている。

【0090】

参照記号５２５を付した波括弧は、ソーイング経路を示しており、オプトエレクトロニクス照明装置を製造する方法における後の時点で、２個のレーザチップ５１３，５１５を個片化する目的でこのソーイング経路に沿ってソーイングを行うように意図されている。２本の点線５２７，５２９はシンボリックに描かれており、ソーイング経路５２５の境界を表すように意図されている。

【0091】

すなわち、したがって、レーザチップキャリア５０１を２つの部分に分割または切断する目的で、ソーイング経路５２５に沿ってソーイングを行う。

【0092】

図６は、オプトエレクトロニクス照明装置を製造する方法における２番目の時点を示しており、この２番目の時点は、時間的に最初の時点の後に続く。

【0093】

図１のキャリア１０１を、レーザチップキャリア５０１の上面５０３の上における２つのレーザファセット５１７，５１９の間に配置する。キャリア１０１は、配置した後に光学要素１０７がレーザファセット５１９に面しており、かつ、光学要素１０９がレーザファセット５１７に面しているように、配置する。

【0094】

キャリア１０１は、レーザチップキャリア５０１の上面５０３に、例えばシリコーンの液滴または接着剤によって固定する。

【0095】

さらに、レーザファセット５１９と第１の光学要素１０７との間に光接続部６０３を形成する目的で、レーザファセット５１９と第１の光学要素１０７との間に光学材料６０１を導入する。

【0096】

さらに、レーザファセット５１７と第２の光学要素１０９との間に光接続部６０３を形成する目的で、レーザファセット５１７と第２の光学要素１０９との間に光学材料６０１を導入する。

【0097】

特に、接着剤、および／または、シリコーンの液滴、および／または、導入した光学材料６０１を硬化させる。

【0098】

図７は、オプトエレクトロニクス照明装置を製造する方法の３番目の時点における、さらなるステップを示しており、この３番目の時点は、時間的に２番目の時点の後に続く。

【0099】

レーザチップキャリア５０１上に配置されている個々の要素を、ポッティング材料７０１によってポッティングする。

【0100】

すなわち、したがって、レーザチップキャリア５０１の上面５０３と、電気接触パッド５０５，５０９と、固定パッド５０７，５１１と、２個のレーザチップ５１３，５１５と、ボンディングワイヤ５２１と、２つの光学要素１０７，１０９を有するキャリア１０１とを、ポッティング材料７０１によってポッティングする。

【0101】

この場合、特に、レーザチップキャリア５０１の上面５０３をポッティング材料７０１によって完全にポッティングする。

【0102】

ポッティングは、例えばいわゆる成形である。すなわち個々の要素が成形体に覆われる。

【0103】

図８は、オプトエレクトロニクス照明装置を製造する方法の４番目の時点における製造ステップを示しており、この４番目の時点は、時間的に３番目の時点の後に続く。

【0104】

２個のレーザチップ５１３，５１５を個片化する。この目的のため、レーザチップキャリア５０１をソーイング経路５２５に沿って分割する（特に、ソーイング法で切り離す）。

【0105】

キャリア１０１をソーイング経路５２５の上に配置したため、キャリア１０１もソーイング法で切り離される。しかしながら、この場合、個片化中に２つの光学要素１０７，１０９を損傷または破壊しないようにする目的で、ソーイングを２つの光学要素１０７，１０９の間で行う。

【0106】

したがって、個片化の後（すなわちソーイング法で切り離した後）、２つのレーザチップキャリア部分８０１，８０３が形成される。レーザチップキャリア部分８０１，８０３の上には、個片化されたそれぞれのレーザチップ８０５，８０７が配置されている。キャリア１０１もソーイング法で切り離されるため、２つのキャリア部分８０９，８１１が形成される。この場合、キャリア部分８０９には第１の光学要素１０７が配置されている。キャリア部分８１１には第２の光学要素１０９が配置されている。

【0107】

図９は、オプトエレクトロニクス照明装置を製造する方法の５番目の時点におけるさらなる製造ステップを示しており、この５番目の時点は、時間的に４番目の時点の後に続く。

【0108】

２つのキャリア部分８０９，８１１を除去する。一例として、キャリア１０１が可溶性材料から形成されているならば、キャリア部分８０９，８１１を溶解させる。キャリア１０１、したがって２つのキャリア部分８０９，８１１がフィルムとして形成されているならば、例えば、対応する光学要素１０７，１０９からフィルムを除去する（例えば剥がす）。

【0109】

結果として、それぞれがレーザチップキャリア（この場合にはレーザチップキャリア部分８０１，８０３）を備えている２つのオプトエレクトロニクス照明装置９０１，９０３が製造され、レーザチップキャリア部分８０１，８０３の上にそれぞれ端面発光型レーザチップ５１３，５１５が配置されている。それぞれのレーザファセット５１７，５１９と光学要素１０７，１０９との間に、光学材料６０１によって光接続部６０３が形成されている。

【0110】

図１０は、図９のオプトエレクトロニクス照明装置９０１を示している。

【0111】

参照記号１００１は、ポッティングされたポッティング材料７０１の側面を指しており、この側面１００１は、個片化の結果として、特に、ソーイング法で切り離した結果として生じたものである。この側面１００１は、個片化工程に起因して、端面発光型レーザチップのレーザファセットからレーザ放射を取り出すうえで通常では適さない、ある程度の粗さを備えている。

【0112】

しかしながら、本発明では、レーザチップのレーザファセットの前方に光学要素を配置し、この光学要素を光学材料によってレーザファセットに光学的に接続するため、レーザチップを対象とする、定義済みの光学特性を備えた画成済みの取り出し面が光学要素によって設けられる。

【0113】

この取り出し面は、オプトエレクトロニクス照明装置９０１の場合、第２の光学要素１０９の取り出し面１００３である。光学要素１０９は個片化工程中に損傷しないため、光学要素１０９の取り出し面１００３は、レーザ放射を取り出す目的に効果的に使用することができる。結果として、取り出し面の手間のかかる後処理（例えば機械的後処理または化学的後処理、例えば研磨）がもはや必要ない。結果として、オプトエレクトロニクス照明装置を製造するための時間的コストを低減することができる。

【0114】

図１１は、さらなるオプトエレクトロニクス照明装置１１０１を横断面図で示している。

【0115】

オプトエレクトロニクス照明装置を製造する方法において、キャリア１０１の代わりに、図３のキャリア３０１が使用されている。結果として、キャリア３０１をレーザチップキャリア５０１に残すことができ、後から除去する必要がない。

【0116】

図１１は、個片化ステップの後のオプトエレクトロニクス照明装置１１０１を示している。簡潔さのため、個片化された要素には、個片化されていない要素と同じ参照記号を使用してある。

【0117】

この実施形態によれば、オプトエレクトロニクス照明装置１１０１においては、レーザチップキャリア５０１上に配置されている個々の要素を黒色ポッティング材料１１０３によってポッティングする。結果として、光接続部６０３も黒色ポッティング材料１１０３によってポッティングされる。しかしながら、このポッティングは、レーザファセット５１９と光学要素１０７との間の光接続部の機能を妨げない。

【0118】

図１２は、オプトエレクトロニクス照明装置を製造する方法の流れ図を示している。

【0119】

本方法は、以下のステップ、すなわち、
− レーザチップキャリアを設けるステップ１２０１であって、それぞれがレーザファセットを備えた２個の端面発光型レーザチップが、それぞれのレーザファセットが互いに向かい合う状態でレーザチップキャリアの上に配置される、ステップ１２０１と、
− 互いに反対側に位置する２つの光学要素を備えたキャリアを、レーザチップキャリアの上における２つのレーザファセットの間に配置するステップ１２０３であって、配置の後に２つの光学要素のそれぞれ一方が２つのレーザファセットの一方に面するように配置する、ステップ１２０３と、
− それぞれのレーザファセットとそれぞれの光学要素との間に、それぞれの光接続部を光学材料によって形成するステップ１２０５と、
− ２つの互いに分割されたレーザチップキャリア部分を形成する目的で２個のレーザチップの間でレーザチップキャリアを分割することによって、２個のレーザチップを個片化するステップ１２０７であって、分割が、２つの光学要素の１つをそれぞれが備えている２つの互いに分割されたキャリア部分を形成する目的で、２つの光学要素の間でキャリアを分割するステップを含む、ステップ１２０７と、
を含み、
− したがって、それぞれの分割されたレーザチップキャリア部分の上に配置されている２個の個片化されたレーザチップが形成され（１２０９）、レーザチップのそれぞれのレーザファセットが、それぞれのキャリア部分のそれぞれの光学要素に光学材料によって光学的に接続されている。

【0120】

個片化は、ソーイング法で切り離すステップ、特に、レーザチップキャリアをソーイング法で切り離すステップと、キャリアをソーイング法で切り離すステップを含む。

【0121】

図１３は、さらなるキャリア１３０１の平面図を示している。

【0122】

キャリア１３０１は、その第１の面１０３に第１の湾曲部１３０３を備えている。キャリア１３０１は、その第２の面１０５に第２の湾曲部１３０５を備えている。すなわち、２つの面１０３，１０５に湾曲部１３０３，１３０５が設けられている。すなわち、湾曲部１３０３が面１０３に形成されている。すなわち、湾曲部１３０５が面１０５に形成されている。

【0123】

第１の面１０３に第１のレンズ１３０７が配置されている。レンズ１３０７はレンズ湾曲部１３１１を備えており、第１の面１０３の湾曲部１３０３は、第１のレンズ１３０７のレンズ湾曲部１３１１を湾曲部１３０３に収容することができるように、寸法設計または形成されている。

【0124】

第２の面１０５に第２のレンズ１３０９が配置されている。第２のレンズ１３０９はレンズ湾曲部１３１３を備えている。第２の面１０５の湾曲部１３０５は、レンズ湾曲部１３１３を湾曲部１３０５に収容することができるように、寸法設計または形成されている。

【0125】

図１４は、図１３のキャリア１３０１の面１０３の側面図を示している。

【0126】

図１５は、図３のキャリア３０１の平面図を示しており、この場合、図３による２つの光学要素１０７，１０９が、対応する面１０３，１０５に配置されていない。そうではなく、図１３の２枚のレンズ１３０７，１３０９が、対応する面１０３，１０５に配置されている。

【0127】

キャリア３０１が開口部４０１を備えているため、対応するレンズ湾曲部１３１１，１３１３をこの開口部４０１に収容することができる。

【0128】

図１７は、レンズ１７０１の正面図を示しており、レンズ１７０１は例えば球面レンズとして、または、非球面レンズとして形成されている。

【0129】

レンズ１７０１は、レンズ湾曲部１７０３を備えている。

【0130】

図１８は、図１７のレンズ１７０１の側面図を示している。

【0131】

図１９は、円柱レンズ１９０１の正面図を示しており、円柱レンズ１９０１は、速軸に沿って偏光しているレーザ放射を平行にするように構成されている。

【0132】

図２０は、図１９の円柱レンズ１９０１の側面図を示している。この側面図には、レンズ１９０１のレンズ湾曲部１９０３が見えている。

【0133】

図２１は、さらなる円柱レンズ２１０１の正面図を示している。円柱レンズ２１０１は、遅軸に沿って偏光しているレーザ放射を平行にするように構成されている。

【0134】

図２２は、図２１の円柱レンズ２１０１の平面図を示している。この平面図には、円柱レンズ２１０１のレンズ湾曲部２１０３が見えている。

【0135】

要約すれば、本発明は、端面発光型レーザチップからのレーザ放射を効率的に取り出すことを可能にする効果的な技術的コンセプトを提供する。本発明に係る基本的なコンセプトは、具体的には、例えば、２つに分割されるガラス窓（レーザファセットから距離をおいて配置されるキャリアの両側におけるガラス板のことであり、したがってキャリアはスペーサと称することもできる）を、互いに向かい合って位置している２つのレーザファセットの間に配置することにおいて認識することができる。２つに分割されるガラス窓は、例えばレーザファセットの前方におけるソーイングの経路付近に配置する。この場合、２つに分割される窓が２個の端面発光型レーザチップの間に位置決めされて、レーザファセットが互いに向かい合っていることが好ましい。成形またはポッティングされた要素を個片化する工程中に、キャリアがソーイング法で切り離されることが好ましい。しかしながら、この場合、ソーイング工程中にガラス面は損傷せず、依然として光学的な品質を備えている。

【0136】

キャリアは、例えば可溶性材料から形成されており、可溶性材料は、成形された部品が個片化された後に除去される。可溶性材料は、一例として、水溶性のＰＶＡレジストまたは水溶性のＳＵ８レジストである。したがって、一例として、個々の部品あたり１枚の光学板のみが残る。

【0137】

キャリアは、例えば接着性のフィルムから形成されており、フィルムは、部品が個片化された後に除去される。

【0138】

キャリアは、例えば、孔のあいた固体材料（例えば、前面および後面にガラスカバーを備えている管）から形成されており、この固体材料は個片化時にソーイング法で切り離される。この材料の枠部を備えた光学板が、個々の部品に残る。

【0139】

２つに分割されるガラス窓を配置した後（配置は、例えば、シリコーンの液滴または接着剤の液滴を塗布し、次いで窓を位置決めし、硬化させるステップを含むことができる）、一実施形態によれば、レーザファセットとガラスとの間に光接続部を形成または作製する目的で、レーザファセットとガラスの間にシリコーンの液滴を導入する。したがって、この導入によって、空隙の結果としての屈折率のさらなる差異、あるいは、不透明材料における光出力の吸収が発生しない。その後、一実施形態によれば、パッケージの残りを、不透明なプラスチックを使用しての成形によって封止する。

【0140】

透明な成形材料（ほぼ透明なポッティング材料または光学ポッティング材料）が使用される場合、一実施形態によれば、レーザファセットとガラス窓との間にシリコーンの液滴を追加的に配置するステップを省く。

【0141】

本発明に係る技術的なコンセプトから生まれる技術的利点は、特に、極めて有利かつ強力なレーザパッケージを製造できることにおいて認識することができる。

【0142】

製造工程は、技術的に簡単である。

【0143】

特に、極めて高い光学品質の取り出しがもたらされる。

【0144】

特に、窓の場合に被覆表面を使用することが可能である。すなわち、一実施形態によれば、第１の光学要素および／または第２の光学要素に表面被覆を設ける。

【0145】

特に、空隙が存在しないため、極めて効率的な取り出しがもたらされる。

【0146】

特に、黒色ポッティング材料が使用される場合、機械的安定性が極めて良好であり、一例として、外観上は不透明なパッケージが形成される。

【0147】

ポッティング材料は、例えばエポキシである。

【0148】

結果として、端面発光型レーザチップを備えた単純なＳＭＴ部品が提供され、これは有利である。ＳＭＴ（Surface Mounted Technology）は、「表面実装技術」を表す。

【0149】

さらには、光学要素の使用（特に、窓の使用）によって、パッケージ（照明装置）の外側からレーザチップのレーザファセットまでの湿気の経路長が増大する。

【0150】

ここまで本発明について、好ましい例示的な実施形態によって、より具体的に図解して詳しく説明してきたが、本発明は開示した例に制限されず、当業者には、これらの例から、本発明の保護範囲から逸脱することなく別の変形形態を導くことができる。

【0151】

本特許出願は、独国特許出願第１０２０１６１０１９４２．９号の優先権を主張し、この文書の開示内容は参照により本明細書に組み込まれている。

【符号の説明】

【0152】

１０１ キャリア
１０３ キャリアの第１の面
１０５ キャリアの第２の面
１０７ 第１の光学要素
１０９ 第２の光学要素
３０１ キャリア
４０１ 開口部
５０１ レーザチップキャリア
５０３ 上面
５０５ 電気接触パッド
５０７ 固定パッド
５０９ 電気接触パッド
５１１ 固定パッド
５１３ レーザチップ
５１５ レーザチップ
５１７ レーザファセット
５１９ レーザファセット
５２１ ボンディングワイヤ
５２３ レーザチップの放出方向
５２５ ソーイング経路
５２７，５２９ ソーイング経路の境界
６０１ 光学材料
６０３ 光接続部
７０１ ポッティング材料
８０１，８０３ レーザチップキャリア部分
８０５，８０７ 個片化されたレーザチップ
８０９，８１１ キャリア部分
９０１ オプトエレクトロニクス照明装置
９０３ オプトエレクトロニクス照明装置
１００１ ポッティングされたポッティング材料の側面
１００３ 光学要素１０９の取り出し面
１１０１ オプトエレクトロニクス照明装置
１１０３ 黒色ポッティング材料
１２０１ 設けるステップ
１２０３ 配置するステップ
１２０５ 形成するステップ
１２０７ 個片化するステップ
１２０９ 形成されるステップ
１３０１ キャリア
１３０３，１３０５ 湾曲部
１３０７，１３０９ レンズ
１３１１，１３１３ レンズ湾曲部
１７０１ レンズ
１７０３ レンズ湾曲部
１９０１ 円柱レンズ
１９０３ レンズ湾曲部
２１０１ 円柱レンズ
２１０３ レンズ湾曲部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】