CN102160200A - 用于光电子构件的外壳 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于光电子构件的外壳(1)。所述外壳(1)包括外壳体(2)以及第一和第二电连接条(11、12),所述电连接条在外壳体(2)内部分地延伸,并且在第一侧面(4a)上从外壳体(2)中引出。在外壳体(2)外,两个连接条(11、12)弯曲成,使得它们具有横向于第一侧面(4a)延伸的第一部分(11c、12c)和在距离(D)内沿着第一侧面(4a)延伸的第二部分(11d、12d)。此外,本发明涉及一种用于制造这样的外壳(1)的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种外壳,所述外壳尤其适用于侧向发射的构件,所谓的侧向发射器。此外,本发明涉及一种用于制造这样的外壳的方法。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种具有改善的稳定性的外壳。
本发明的另一个目的在于,提供一种用于制造这样的外壳的简单的方法。
这些目的通过根据权利要求1的外壳和根据权利要求14的方法得以实现。
外壳和制造方法的有利的实施方式和改进形式在相应的从属权利要求中说明。
根据优选的实施形式,外壳由外壳体以及第一和第二连接条形成。第一和第二连接条尤其设计成用于给光电子半导体芯片供电,所述光电子半导体芯片能够设置在外壳内。此外有利的是,连接条适用于将在工作时产生的损耗热从外壳中排出。
外壳体具有第一侧面,所述第一侧面横向于,即不平行于外壳体的正面和背面设置。连接条在外壳体内部分地延伸,并且在第一侧面上从外壳体中引出。在外壳体外,连接条弯曲成,使得它们具有横向于,最好垂直于第一侧面延伸的第一部分和在一定距离内沿着第一侧面延伸的第二部分。
在外壳的有利的实施方式中,在第一侧面和连接条的第二部分之间的距离的大小为0.4mm和0.6mm之间。该距离尤其为0.5mm。
第一和第二连接条最好相互平行第设置。此外有利的是,它们在外壳体内和外壳体外在共同的平面内延伸。此外,连接条尤其具有不超过一个的弯曲部。
本发明的尤其基于如下思想,为了构件的长时间稳定性,热量从构件中的排出必须良好地起作用,以便减少由于热量的损坏。
在本文中,相对后的连接条证明是有利的。连接条的厚度最好为0.2mm。特别优选的是,连接条具有至少0.3mm的厚度。
用于连接条的合适的材料为金属、金属化合物或含有金属的材料。连接条最好由铜合金形成。特别优选的是,连接条由CuCrSiTi(K75)组成。
用于外壳体的合适的材料为塑料,尤其是热塑性塑料。因为该热塑性塑料容易变形,所以通过较厚的连接条改善的热量排出对外壳体的长时间稳定性起到特别有利的影响。对于外壳体最好使用聚邻苯二甲酰胺(PPA)。
有利的是,外壳是可表面装配的,也就是说,其能够装配在电路板或其它连接载体上,并且能够无导线地电连接在该电路板或其它连接载体上。为此,外壳在连接载体上安装成,使得第一侧面面向连接载体。那么两个连接条同样面向连接载体,其中尤其是连接条的第二部分沿着连接载体延伸。借助接合剂,例如焊料,连接条的第二部分能够与连接载体机械连接和电连接。
根据有利的改进形式,连接条的第二部分与连接载体构成一个大于0°的角度。角度最好在1°和2°之间。在此,在相应的第一和第二部分之间的角度大于90°。这导致,第二部分略微倾斜于连接载体延伸,从而构成在第二部分和连接载体之间的小的间隙,有利的是,在所述间隙内聚积接合材料,并且因此能够引起在连接条和连接载体之间的良好的附着。
在优选的实施方式中,外壳具有支撑元件,所述支撑元件与外壳体连接,并且突出于第一侧面的平面。支撑元件计划用于将外壳支撑在连连接条的侧面上。支撑元件最好与外壳体一体地构成。
根据有利的实施形式,支撑元件具有至少相当于第二部分与第一侧面的距离加上连接条的厚度的高度。因此,支撑元件至少与连接条一样地突出于第一侧面的平面。外壳尤其不安装在连接条上,而是安装在连接载体上的支撑元件上。这使得外壳在连接载体上的与连接条的分布无关的平面设置变得容易。外壳的相对于连接载体的这个位置能够通过支撑元件确定。因此,例如连接条的相对于连接载体的略微倾斜的分布对外壳的位置不会起到负面的影响。
支撑元件例如能够具有细长的形状。支撑元件尤其能够从外壳体的正面延伸到外壳体的背面。这引起外壳在连接载体上的稳定的位置。
支撑元件最好平行于连接条的第二部分延伸,其中连接条设置在支撑元件之间。通过支撑元件构成隧道状的空腔,连接条位于所述空腔内。连接条暴露在外壳体的正面上,这允许在装配外壳后核定接合剂,尤其是焊料槽。这允许改进的质量控制。
根据优选的实施形式,两个连接条通过缝隙相互分开,所述缝隙尤其在外壳体外小于支撑元件的宽度。因此在运输多个外壳时,一个外壳的支撑元件不会在另一个外壳的连接条之间卡住。
在有利的实施方式中,外壳体在背面具有空腔。这具有由加工条件决定的优点。以这种方式,尤其能够在借助压铸制造外壳体时减少缩孔的形成。
此外有利的是,连接条延伸到空腔内。因此在连接条能够由背面获取。这例如也允许在外壳装配到连接载体上后还对焊接连接进行精加工。
空腔通过外壳体的后壁以及第二、第三和第四侧壁限定。第二侧壁的指向外的称为第二侧面的侧面平行于第一侧面设置。有利的是,第二侧壁突出于连接条,并且因此形成用于这些连接条的遮盖部,使得从上面保护连接条。此外,第二侧面用作吸入面,在构建时可在所述吸入面上抓住外壳。为了在此避免外壳的不利的倾翻,有利的是,第二侧面具有正方形的形状。第三和第四侧壁横向于,最好垂直于第一侧面设置。这些侧面不是封闭的,而是具有贯穿部,所述贯穿部尤其通入外壳体的背面的空腔内。有利的是,第三和第四侧壁的贯通部彼此相对,使得保持件能够毫无问题地穿过贯通部。保持件能够例如在固定键合线时使外壳稳定。
根据优选的实施形式,外壳体在正面具有凹槽,所述凹槽设计用于容纳光电子半导体芯片。有利的是,第一连接条的在外壳体内延伸的延伸部突入凹槽内。半导体芯片能够设置在延伸部上,并且与该延伸部电连接。此外,侧向限定凹槽的内壁具有凹部,第二连接条的一部分暴露在所述凹部内。半导体芯片能够借助于键合线与该部分连接。
在侧向发射的构件的优选的变形方案中,该构件具有根据上述实施方式的外壳和设置在外壳体内的发射辐射的半导体芯片,其中构件在连接载体上设置成,使得连接条的第二部分沿着连接载体延伸,并且通过导电的接合剂与连接载体连接。构件的主辐射方向平行于连接载体延伸。从外壳体中的发射在正面,即在凹槽的侧面上进行。
发射辐射的半导体芯片为了产生辐射具有带有pn结的有源区。该pn结能够在简单的情况下借助于直接相互邻接的p型和n型的半导体层形成。优选的是,在p型和n型的层之间构成产生真正的辐射的结构,例如为掺杂量子结构或非掺杂量子结构的形式。量子结构能够构成为单量子上层结构(SQW,单量子阱)或多量子上层结构(MQW,多量子阱),或者也能够构成为量子导线或量子点结构。
半导体芯片最好含有连接半导体材料,如AlnGamIn1-n-mP或AlnGamIn1-n-mN,其中0≤n≤1,0≤m≤1且n+m≤1。
根据用于制造如上所述的外壳的方法的有选的变形方案,连接框借助于第一和第二平面的连接条插入在成型装置内。此外,装置借助用于构成外壳体的外壳体材料填充,使得连接条至少部分地嵌入外壳体材料内。连接条在外壳体完成前或完成后设置有弯曲部,使得第一部分分别横向于第二部分延伸。
连接框具有框状的区域,所述区域围绕第一和第二连接条。每个连接条借助于两个连接腹板与框状的区域连接。在制成外壳体后,连接腹板可从框状的区域拆下。那么两个连接条不再挂在一起。它们作为分开的元件部分地嵌入外壳体内。在连接条之间的连接的解除是重要的,以便在构件工作时不发生短路。
外壳最好以批量生产的方式制造,这导致外壳的低成本的制造。为此有利的是,使用具有多个连接框的连接框组合件。连接框组合件例如能够为连续带。
在该方法的有利的实施形式中,外壳体借助于压铸法制造。最好使用塑料材料作为外壳体材料。尤其优选的是,外壳体由热塑性塑料材料制造。
在外壳的批量生产方面,压铸法是特别有利的。在这种情况下,已经说明的连接框组合件能够插入具有多个成型装置的压铸机内。成型装置用外壳体材料填充,并且构成各个外壳体。在外壳体完成后,连接框组合件能够被分开,使得存在各个外壳。
在制造侧向发射的结构元件时,最好在半导体芯片固定在外壳内之后才进行各个结构元件的分离。尤其是在制成外壳体后,连接框组合件作为连续带保留,或者切割成大致20cm长的条形件,其中每个单独的条形件具有多个连接框。
连接条能够在制造外壳体前或后设置有弯曲部。该弯曲部尤其通过连接条的弯曲而造成。
如果连接条在制成外壳体后被弯曲,那么连接条能够在第一部分的区域内被夹紧,使得在弯曲时没有力导入外壳体内。因此能够减少在外壳上的损坏。尤其是当如在较厚的连接条的情况下力变大时,夹紧表明是有利的措施。
如果连接条在制造外壳体前将弯曲,那么具有的优点是,不必以后在外壳体上施加弯曲力,并且因此不必担心由于弯曲力使得外壳损坏。但是,具有外壳体材料的弯曲的连接条的变形能够变得更复杂。毕竟在连接条的弯曲部的区域内困难的是,将成型装置密封成,使得没有外壳体材料从装置中溢出。因此,第一部分最好平行于平面延伸,在所述平面内,装置闭合。因此,装置能够在第一部分的区域内密封地封闭,使得在制造外壳体时没有材料从装置中溢出。
附图说明
另外的优点和有利的实施方式可从结合附图1至8的下面的阐述中获得。附图示出:
图1至4示出用于制造外壳的方法的优选的变形形式的不同的步骤的示意图;
图5至8示出外壳的优选的实施例的不同的示意图。
具体实施方式
在实施例和附图中,相同的或作用相同的组成部分设有相同的附图标记。
图1示出连接框组合件10的制造。在这种情况下,借助于在平面的金属板内的冲裁形成孔15(也参见图2)。金属板被冲裁成构成多个连在一起的连接框14。金属板尤其含有铜合金,最好是CuCrSiTi(K75)。
每个连接框分别具有第一连接条11和第二连接条12以及框状的区域13,所述框状区域围绕两个连接条11、12。第一连接条借助于两个连接腹板11a、11b与框状的区域13连接。同样,第二连接条借助于两个连接腹板12a、12b与框状的区域13连接。
图2示出连接框组合件的放大的部分图A。可看出,两个连接条11、12由于进一步的方法步骤具有弯曲部。弯曲部尤其通过两个连接条11、12的弯曲而产生。弯曲部导致两个连接条11、12的弯曲的形状,其中第一部分11c、12c分别横向于第二部分(未示出)延伸。
在紧接着的步骤(参见图3)中制造外壳体2。尤其是以组合的方式制造多个外壳体2。在这种情况下,连接的元件为具有连接在一起的连接框14的连接框组合件10。在每个连接框14的被冲裁的孔15中分别设置外壳体2,使得两个连接条11、12部分地嵌入外壳体内。
外壳体2最好被压铸。为此使用具有多个成型装置的压铸机(未示出)。成型装置在第一部分11c、12c的区域内闭合。图4示出在图3中示出的组合件的放大的部分图A,在所述部分图中可更好地看出第一部分11c、12c。
因为连接条11、12已经在制造外壳体2之前被弯曲,所以当存在第一部分11c、12c时,在相应的装置闭合的情况下,在连接条11、12的弯曲的区域内会有问题。第一部分在装置闭合的平面内延伸,并且因此允许在用外壳体材料填充时正确地密封装置。
在外壳体材料硬化后从压铸机中取出组合件。组合件沿着分隔线B被切开。在这种情况下,在连接腹板11a、11b、12a、12b上的第一和第二连接条11、12与框状的区域13分离。因此,第一和第二连接条11、12不再相互连接。设置在外壳内的半导体芯片能够借助于两个连接条11、12供电。
图5示出外壳1的正面的示意的俯视图,所述外壳最好根据结合图1至4所述的方法制造。
外壳1具有外壳体2以及第一连接条11和第二连接条12。外壳体2的第一侧面4a横向于外壳体2的正面和背面设置。两个连接条11、12在外壳体2内部分地延伸,并且在第一侧面4a上从外壳体2中引出。在外壳体2外,两个连接条11、12弯曲成,使得它们分别具有横向于,最好垂直于第一侧面4a延伸的第一部分11c、12c,并且分别具有第二部分11d、12d,所述第二部分在距离D(参见图6)内沿着第一侧面4a,最好相对于第一侧面4平行地或以小于2°的角度延伸。
外壳2在两个连接条11、12的侧面上具有支撑元件3,所述支撑元件突出于第一侧面4a的平面。支撑元件3最好为外壳体2的一部分。支撑元件用于支撑外壳。因此,外壳的重量不压在两个连接条11、12上,而是压在支撑元件3上。为了确保这个方式,有利的是,支撑元件3具有至少相当于距离D加上连接条11、12的厚度S(参见图6)的高度。此外,支撑元件3最好不比在两个连接条11、12之间的缝隙6窄。这能够防止一个外壳的支撑元件3在另一个外壳的缝隙6内卡住。
外壳体2具有中央的凹槽5,在所述凹槽内能够设置有光电子半导体芯片。半导体芯片能够设置在第一连接条11的延伸部11e(参见图2)上。延伸部11e位于凹槽5的底部8上,并且伸入该凹槽内(在图5中未示出)。
外壳体2的侧向限定凹槽5的内壁7基本上具有旋转对称的形状和光滑的表面。内壁7只是在两个连接条11、12的区域内设置有凹部7a、7b,所述凹部提供达到两个连接条11、12的入口。尤其是第二连接条12的通过凹部7b露出的区域设计用于安装键合线。那么,键合线能够从第二连接条12直至达到半导体芯片,所述半导体芯片能够设置在凹槽5的底部8上。半导体芯片最好焊在第一连接条11的伸入凹槽内的延伸部11e上。半导体芯片能够借助于第一和第二连接条11、12供电。
当只是考虑通过具有第一侧面4a、第二侧面4b以及横向于它们延伸的第三和第四侧面4c、4d的边界获得的基本形状时,与凹槽5相反,外壳体2具有转动对称的基本形状。
内壁7的形状尤其与朝着前面开口的截锥的壳面相同。有利的是,对于外壳体2使用具有高反射率的材料,使得内壁7形成反射体。外壳体2尤其含有显现出白色的材料,最好是PPA。
连接腹板11a、11b、12a、12b的其余部分在第三和第四侧面4c、4d上凸出于外壳体2。在外壳与框状的区域13(参见图4)分离时,剩下其余部分。
图6示出外壳1沿着线AA’(参见图5)剖切的侧视图。在这里可清楚地看出第一连接条11的分布。第一连接条11的一部分在外壳体2内延展,并且从凹槽5延伸至第一侧面4a。第一连接条11的另一部分设置在外壳体2外,并且分成相互横向延展的第一和第二部分11c、11d。
此外,能够图6中看出,外壳体2在背面具有空腔9。空腔9通过背壁16、第二和第三侧壁40b、40c以及第四侧壁(未示出)限定。外壳体2的具有空腔9的构造尤其能够在应用压铸法时防止缩孔的产生。
第一连接条11的以及第二连接条(未示出)的第二部分11d的端部伸入空腔9内。因此,仍能够在外壳1装配到连接载体上后从背面开始加工在外壳1和连接载体之间的连接,尤其是焊接连接。
第二侧壁40b突出于第一连接条11和第二连接条,并且因此形成一种盖顶,通过所述盖顶从上面保护连接条。
图7示出在图5和6中示出的外壳1的背面的俯视图。如可看出,第三侧壁40c和第四侧壁40d不是实心壁,而是具有贯通部17。贯通部17通入空腔9内。保持件穿过贯通部17和空腔9。保持件能够在线键合半导体芯片时固定外壳1。
图8示出在图5至7中示出的外壳1的立体图。支撑元件3构成为冰刀状,并且沿着第三和第四侧面4c、4d从外壳体2的正面延伸至背面。
有利的是,第二侧面4b具有正方形的面,使得在吸入外壳1时不必担心倾翻。
根据优选的实施形式,外壳1具有如下尺寸:4.6mm的宽度B和4.6mm的高度L(参见图7),此外具有3.8mm的深度T(参见图8)。支撑元件的高度H能够为0.85mm。
最好使用具有0.34mm的厚度的连接条。这样的连接条可实现从外壳1中的良好的散热。损耗热的绝大部分在半导体芯片的区域内产生,也就是说,在该情况下,在第一连接条11的区域内产生。因此有利的是,第一连接条11比第二连接条12更宽地构成。
在侧向发射的结构元件中,在凹槽5内设置有发射辐射的半导体芯片(未示出)。外壳1装配在两个连接条11、12的侧面上且装配在连接载体上。第二部分11d、12d最好沿着连接载体延伸,并且与该连接载体电连接。在工作时半导体芯片沿平行于最好为平面的连接载体延伸的主辐射方向发射辐射。
本发明并不是由于借助于实施例的说明而局限于这些实施例,而是包括每个新的特征以及特征的每个组合,这尤其包含在权利要求中的特征的每个组合,即便该特征或组合本身没有明确地在权利要求或实施例中说明。
本专利申请要求德国专利申请102008048259.5的优先权,其公开内容以参引的方式并入本文。
Claims (15)
1.一种用于光电子构件的外壳(1),具有:
-外壳体(2),所述外壳体(2)具有横向于所述外壳体(2)的正面和背面设置的第一侧面(4a);以及
-第一和第二电连接条(11、12),所述电连接条(11、12)设计成用于给光电子半导体芯片供电并且在所述外壳体(2)内部分地延伸,并且所述电连接条(11、12)在所述第一侧面(4a)上从外壳体(2)中引出并在所述外壳体(2)外弯曲成,使得它们具有横向于所述第一侧面(4a)延伸的第一部分(11c、12c)和沿着所述第一侧面(4a)以大于零的距离(D)延伸的第二部分(11d、12d)。
2.如权利要求1所述的外壳(1),其中在所述第一侧面(4a)和所述连接条(11、12)的所述第二部分(11d、12d)之间的所述距离(D)的大小为0.4mm和0.6mm之间。
3.如前述权利要求中任一项所述的外壳(1),其中所述第一和第二部分(11c、11d、12c、12d)构成一个大于90°的角度。
4.如前述权利要求中任一项所述的外壳(1),其中所述连接条(11、12)的厚度至少为0.2mm。
5.如前述权利要求中任一项所述的外壳(1),具有支撑元件(3),所述支撑元件(3)与所述外壳体(2)连接,并且突出于所述第一侧面(4a)的平面,其中所述支撑元件(3)具有至少相当于所述第二部分(11d、12d)与所述第一侧面(4a)的所述距离(D)加上所述连接条(11、12)的所述厚度(S)的高度(H)。
6.如前述权利要求中任一项所述的外壳(1),其中所述支撑元件(3)具有细长的形状,并且所述支撑元件(3)从所述外壳体(2)的正面延伸到所述外壳体(2)的背面,并且其中所述支撑元件(3)构成隧道状的空腔,所述连接条(11、12)位于所述空腔内。
7.如前述权利要求中任一项所述的外壳(1),其中所述外壳体(2)具有平行于所述第一侧面(4a)设置的第二侧面(4b),所述第二侧面(4b)具有正方形的形状。
8.如前述权利要求中任一项所述的外壳(1),其中所述外壳体(2)具有横向于所述第一侧面(4a)设置的第三和第四侧壁(40c、40d),所述第三和第四侧壁(40c、40d)分别设置有贯通部(17)。
9.如前述权利要求中任一项所述的外壳(1),其中所述贯通部(17)通入所述外壳体(2)的背面的空腔(9)内。
10.如前述权利要求中任一项所述的外壳(1),其中所述两个连接条(11、12)通过缝隙(6)相互分开,所述缝隙(6)小于所述支撑元件(3)的宽度。
11.如前述权利要求中任一项所述的外壳(1),其中所述外壳体(2)在所述正面具有凹槽(5),所述凹槽(5)设计用于容纳所述光电子半导体芯片。
12.如前述权利要求中任一项所述的外壳(1),其中所述第一连接条(11)的在所述外壳体(2)内延伸的延伸部(11e)突入所述凹槽(5)内。
13.一种侧向发射的构件,具有如前述权利要求中任一项所述的外壳(1)和设置在所述外壳体(2)内的发射射线的半导体芯片,其中所述构件在连接载体上设置成,使得所述连接条(11、12)的所述第二部分(11d、12d)沿着所述连接载体延伸,并且通过导电的接合剂与所述连接载体连接。
14.一种用于制造如前述权利要求中任一项所述的外壳(1)的方法,具有步骤:
-将具有第一和第二平面的连接(11、12)的连接框(14)插入成型装置内,其中所述连接条(11、12)的第一和第二部分(11c、11d、12c、12d)分别突出于所述装置;
-以用于构成所述外壳体(2)的外壳体材料填充所述装置,使得
所述连接条(11、12)至少部分地嵌入所述外壳体材料内,其中所述连接条(11、12)在所述外壳体(2)完成前或完成后设置有弯曲部,使得所述第一部分(11c、12c)分别横向于所述第二部分(11d、12d)延伸。
15.如前述权利要求中任一项所述的方法,其中所述外壳体(2)借助于压铸法由热塑性塑料材料制成。
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