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1. (WO2019030008) OPTOELECTRONIC SEMICONDUCTOR COMPONENT AND BIOMETRIC SENSOR
Note: Text based on automatic Optical Character Recognition processes. Please use the PDF version for legal matters

Patentansprüche

1. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) mit

- mindestens einem optoelektronischen Halbleiterchip (2), - einem Reflektor (3) mit einer Reflektorausnehmung (30), in der der mindestens eine Halbleiterchip (2) angebracht ist,

- einer Linse (4), die sich mindestens zum Teil in der

Reflektorausnehmung (30) befindet und die eine

Linsenausnehmung (40) aufweist, in oder an der der mindestens eine Halbleiterchip (2) oder zumindest einer der

Halbleiterchips (2) angebracht ist, und

- einem Verbindungsmittel (5), mit dem die Linse (4) an dem Reflektor (3) befestigt ist,

wobei

- die Linse (4) eine einer Reflektorinnenwand (31) der

Reflektorausnehmung (30) zugewandte Linsenaußenseite (41) aufweist,

- ein Spalt (7) zwischen dem Reflektor (3) und der Linse (4) nur teilweise mit dem Verbindungsmittel (5) gefüllt ist, und - der mindestens eine optoelektronische Halbleiterchip (2) die Linse (4) nicht berührt.

2. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach dem vorhergehenden Anspruch,

wobei sich das Verbindungsmittel (5) mindestens zum Teil zwischen der Reflektorinnenwand (31) und der Linsenaußenseite (41) befindet und/oder sich der Halbleiterchip (2) teilweise oder vollständig in der Linsenausnehmung (40) befindet.

3. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

wobei

- das Verbindungsmittel (5) die Linsenaußenseite (41) zu höchstens 30 % bedeckt und von dem Verbindungsmittel (5) freie Gebiete der Linsenaußenseite (41) zu einer

Totalreflexion einer von dem Halbleiterchip (2) im Betrieb erzeugten Strahlung (R) eingerichtet sind,

- in von dem Verbindungsmittel (5) bedeckten Gebieten der Linsenaußenseite (41) die Reflektorinnenwand (31) zu einer spekularen Reflexion der von dem Halbleiterchip (2) im

Betrieb erzeugten Strahlung (R) eingerichtet sind,

- die Reflektorinnenwand (31) von der Linsenaußenseite (41) beabstandet ist, und

- ein Brechungsindexunterschied zwischen der Linse (4) und dem Verbindungsmittel (5) höchstens 0,05 beträgt, bezogen auf eine Temperatur von 300 K und auf eine Wellenlänge maximaler Intensität der von dem Halbleiterchip (2) im Betrieb

erzeugten Strahlung (R) .

4. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

bei dem die Linsenausnehmung (40) frei von dem

Verbindungsmittel (5) ist und der Halbleiterchip (2) das Verbindungsmittel (5) nicht berührt,

wobei eine optische Achse (44) der Linse (4) schräg zu einer Montageebene (60) des Halbleiterchips (2) angeordnet ist, und wobei die Linsenausnehmung (40) rotationssymmetrisch um die optische Achse (44) der Linse (4) herum geformt ist.

5. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach dem vorhergehenden Anspruch,

bei dem eine Bodenseite (46) der Linse (4) senkrecht zur optische Achse (44) der Linse (4) und somit schräg zur

Montageebene (60) ausgerichtet ist,

wobei zwischen der Montageebene (60) und der Bodenseite (46) der Spalt (7) im Querschnitt gesehen keilförmig ist.

6. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche,

bei dem eine der Montageebene (60) abgewandte Linsenoberseite (45) der Linse (4) und eine Reflektoroberseite (35) des Reflektors (3) planar, bündig zueinander und parallel zur Montageebene (60) verlaufen.

7. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

bei dem die Linsenausnehmung (40) eine kegelstumpfförmige Linseninnenwand (42) und eine konvex gekrümmte, über dem

Halbleiterchip (2) angeordnete Deckelfläche (43) aufweist, wobei ein Abstand zwischen der Deckelfläche (43) und dem Halbleiterchip (2) zwischen einschließlich dem 0,5-Fachen und dem Doppelten einer Diagonalenlänge des Halbleiterchips (2) liegt.

8. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

bei dem die Linse (4) in Draufsicht gesehen asymmetrisch geformt ist und in Draufsicht entlang einer Längsachse (L) eine größte Ausdehnung und entlang einer Querachse (Q) eine kleinste Ausdehnung aufweist,

wobei die Längsachse (L) senkrecht zur Querachse (Q)

orientiert ist.

9. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

bei dem die Linse (4) von einer dem Halbleiterchip (2) abgewandten Seite her planare Linsenseitenflächen (48) aufweist, die parallel zueinander und zur optischen Achse (44) der Linse (4) orientiert sind und die in Seitenansicht gesehen rund verlaufen und sich in Richtung weg vom

Halbleiterchip (2) verbreitern.

10. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

bei dem mehrere der gleichartigen Halbleiterchips (2) in der Reflektorausnehmung (30) angebracht sind,

wobei genau eine Linse (4) vorhanden ist und die Linse (4) mehrere der Linsenausnehmungen (40) aufweist und die

Linsenausnehmungen (40) den Halbleiterchips (2) eineindeutig zugeordnet sind.

11. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

bei dem die Linse (4) an einer dem Halbleiterchip (2) abgewandten Seite ein Linsenplateau (49) aufweist,

wobei das Linsenplateau (49) in Draufsicht gesehen ein

Polygon ist und zur Verankerung der Linse (4) mit dem

Reflektor (3) eingerichtet ist.

12. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

bei dem sich das Verbindungsmittel (5) vollständig innerhalb der Reflektorausnehmung (30) befindet,

wobei alle Reflektorinnenwände (31) im Querschnitt gesehen gekrümmt verlaufen, und

wobei ein Abstrahlwinkelbereich des Halbleiterbauteils (1) einen Öffnungswinkel zwischen einschließlich 15° und 50° aufweist .

13. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

bei dem der Halbleiterchip (2, 2a) zur Emission einer

Strahlung (R) mit einer Wellenlänge maximaler Intensität zwischen einschließlich 750 nm und 980 nm eingerichtet ist, wobei es sich bei dem Halbleiterchip (2, 2a) um einen

Leuchtdiodenchip handelt.

14. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

das mindestens einen ersten Halbleiterchip (2a) und einen zweiten Halbleiterchip (2b) aufweist, die für

unterschiedliche Funktionen eingerichtet sind und voneinander verschiedene Emissionsspektren aufweisen,

wobei die Halbleiterchips (2a, 2b) in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, und

wobei die Linsenaußenseite (41) stellenweise zur

Totalreflexion und stellenweise zur spekularen oder diffusen Reflexion der von dem ersten Halbleiterchip (2a) im Betrieb erzeugten Strahlung (Rl) eingerichtet ist und die vom zweiten Halbleiterchip (2b) erzeugte Strahlung (R2) nicht zur

Linsenaußenseite (41) gelangt.

15. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach dem vorhergehenden Anspruch,

bei dem der erste Halbleiterchip (2a) zur Erzeugung von inkohärenter nahinfraroter Strahlung und der zweite

Halbleiterchip (2b) zur Erzeugung von roter oder

nahinfraroter kohärenter Strahlung eingerichtet ist,

wobei sich der erste Halbleiterchip (2a) in oder an der

Linsenausnehmung (40) befindet und der zweite Halbleiterchip (2b) außerhalb der Linsenausnehmung (40) angeordnet ist, und wobei innerhalb der Linse (4) keine optische Trennung

zwischen den Halbleiterchips (2a, 2b) vorhanden ist.

16. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche und nach Anspruch 7,

bei dem die Linse (4) neben der zentral angeordneten

Linsenausnehmung (40) ein Nebenplateau (24) aufweist, das eine Lichteintrittsfläche für den zweiten Halbleiterchip (2b) darstellt,

wobei das Nebenplateau (24) in Richtung weg von der

Deckelfläche (43) bündig mit der Linseninnenwand (42) abschließt, sodass die Linseninnenwand (42) an dem

Nebenplateau (24) und an einer dem Nebenplateau (24)

gegenüberliegenden Seite mit einer Toleranz von höchstens 0,2 mm gleich weit zum ersten Halbleiterchip (2a) reicht.

17. Optoelektronisches Halbleiterbauteil (1) nach dem vorhergehenden Anspruch,

bei dem das Nebenplateau (24) mit einer optisch wirksamen Struktur (25) versehen ist,

wobei die optisch wirksame Struktur (25) eine Linse, eine Aufrauung und/oder ein diffraktives optisches Element ist, wobei die optisch wirksame Struktur (25) näher an den

Halbleiterchips (2a, 2b) liegt als die Deckelfläche (43) , und wobei ein Durchmesser des Nebenplateaus (24) höchstens 30 % eines Durchmessers der Linsenausnehmung (40) beträgt.

18. Biometrischer Sensor mit

- mindestens einem optoelektronischen Halbleiterbauteil (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, und

- einem Detektor (8),

wobei der Detektor (8) dazu eingerichtet ist, eine von dem Halbleiterbauteil (1) ausgesandte und an einem zu

detektierenden Körper reflektierte Strahlung (R) zu

detektieren .

19. Biometrischer Sensor nach dem vorhergehenden Anspruch, der als Irisscanner (10) gestaltet ist, sodass der zu

detektierende Körper zumindest ein menschliches Auge (9) und/oder ein menschliches Gesicht ist.

20. Biometrischer Sensor nach einem der beiden

vorhergehenden Ansprüche,

aufweisend mindestens ein Halbleiterbauteil (1) gemäß einem der Ansprüche 14 bis 17,

wobei der mindestens eine zweite Halbleiterchip (2b) eine Lichtquelle für einen Näherungssensor ist, und

wobei sich der Detektor (8) oder zumindest einer der

Detektoren (8) in einer Detektorausnehmung (38) des

Reflektors (3) befindet und die Detektorausnehmung (38) in Draufsicht gesehen neben der Reflektorausnehmung (30) liegt.