CN105960715A

CN105960715A - 光电子部件及其生产方法

Info

Publication number: CN105960715A
Application number: CN201580007512.3A
Authority: CN
Inventors: C.加茨哈默; M.布兰德尔; T.格布尔
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2014-02-07
Filing date: 2015-02-03
Publication date: 2016-09-21
Anticipated expiration: 2035-02-03
Also published as: CN105960715B; WO2015117947A1; DE102014101556A1; US10411157B2; US20170317233A1

Abstract

本发明涉及一种光电子部件（10），其包括：具有第一电接触和第二电接触的半导体芯片（100）；具有第一芯片接触表面（210）和与第一芯片接触表面相对的第一焊料接触表面（220）的第一引线框架区段（200）；以及具有第二芯片接触表面（310）和与第二芯片接触表面相对的第二焊料接触表面（320）的第二引线框架区段（300）。第一电接触被以导电方式连接到第一芯片接触表面。第二电接触被以导电方式连接到第二芯片接触表面。第一引线框架区段和第二引线框架区段以第一焊料接触表面和第二焊料接触表面中的至少部分在外壳的下侧上可接近这样的方式被嵌入在外壳中。焊料停止元件（500）被布置在外壳的下侧上，所述焊料停止元件在第一焊料接触元件与第二焊料接触元件之间延伸。

Description

光电子部件及其生产方法

技术领域

本发明涉及根据专利权利要求1的光电子部件和根据专利权利要求11的用于产生光电子部件的方法。

本专利申请要求德国专利申请10 2014 101 556.8的优先权，由此通过引用并入该德国专利申请10 2014 101 556.8的公开内容。

背景技术

已知在被提供用于表面安装的电子和光电子部件（SMD部件）的情况下，相互相邻的焊接接触焊盘不应该下降至200 µm的最小距离以下。否则，焊料的聚结（coalescence）以及因此在电接触焊盘之间的电短路可以发生在部件的焊接安装期间。进一步已知借助于被嵌入到塑料外壳中的引线框架区段来形成SMD部件的电接触焊盘。可以将这样的部件的电子和光电子半导体芯片以半导体芯片的电接触焊盘被直接连接到引线框架区段这样的方式布置在引线框架区段上。由于在现有技术中在焊接接触焊盘之间需要的最小距离限定在引线框架区段之间的最小距离，这还导致妨碍进一步小型化的半导体芯片的最小尺寸。

发明内容

本发明的一个目标是提供一种光电子部件。通过包括权利要求1的特征的光电子部件来实现该目的。本发明的进一步的目标是规定一种用于产生光电子部件的方法。通过包括权利要求11的特征的方法来实现该目标。在从属权利要求中规定各种改进。

一种光电子部件包括：光电子半导体芯片，所述光电子半导体芯片包括第一电接触和第二电接触；第一引线框架区段，所述第一引线框架区段包括第一芯片接触焊盘和位于第一芯片接触焊盘相对处的第一焊接接触焊盘；以及第二引线框架区段，所述第二引线框架区段包括第二芯片接触焊盘和位于第二芯片接触焊盘相对处的第二焊接接触焊盘。第一电接触在这里被导电连接到第一芯片接触焊盘，并且第二电接触被导电连接到第二芯片接触焊盘。第一引线框架区段和第二引线框架区段以所述第一焊接接触焊盘和所述第二焊接接触焊盘中的至少部分在外壳的下侧处可接近这样的方式被嵌入到外壳中。焊料停止元件被布置在外壳的下侧处，所述焊料停止元件在第一焊接接触焊盘与第二焊接接触焊盘之间延伸。有利地，布置在该光电子部件的外壳的下侧处的焊料停止元件引起在第一引线框架区段的第一焊接接触焊盘与第二引线框架区段的第二焊接接触焊盘之间的电绝缘。布置在外壳的下侧处的焊料停止元件另外特别地防止在光电子部件的第一焊接接触焊盘与第二焊接接触焊盘之间的焊料的聚结。这有利地防止在光电子部件的第一焊接接触焊盘与第二焊接接触焊盘之间的非期望的短路。

在光电子部件的一个实施例中，第一焊接接触焊盘和第二焊接接触焊盘包括小于200 µm的距离。有利地，结果，可以非常紧凑地体现光电子部件。特别地，还可以非常紧凑地体现光电子部件的光电子半导体芯片，由于光电子半导体芯片只需桥接在光电子部件的第一引线框架区段的第一焊接接触焊盘与第二引线框架区段的第二焊接接触焊盘之间的小于200 µm的距离。

在光电子部件的一个实施例中，焊料停止元件部分地覆盖第一焊接接触焊盘和/或第二焊接接触焊盘。有利地，焊料停止元件从而扩大在第一焊接接触焊盘与第二焊接接触焊盘之间的有效距离，作为其结果，可以有利地防止光电子部件的第一焊接接触焊盘与第二焊接接触焊盘之间的非期望短路，尽管有在第一焊接接触焊盘与第二焊接接触焊盘之间的小距离。

在光电子部件的一个实施例中，焊料停止元件包括至少200 µm的边缘长度。有利地，这使确保在光电子部件的表面安装期间不发生在第一焊接接触焊盘与第二焊接接触焊盘之间的焊料的聚结以及因此在光电子部件的第一焊接接触焊盘与第二焊接接触焊盘之间的电短路在很大程度上成为可能。

在光电子部件的一个实施例中，第一焊接接触焊盘和第二焊接接触焊盘与外壳的下侧齐平地终止。有利地，光电子部件从而特别地非常适合于表面安装。

在光电子部件的一个实施例中，外壳在位于下侧相对处的顶侧处包括腔体。在这种情况下，在腔体中可接近第一芯片接触焊盘和第二芯片接触焊盘中的至少部分。光电子半导体芯片被布置在腔体中。有利地，光电子部件的外壳的腔体可以用于光电子半导体芯片的机械保护。此外，该腔体可以充当针对由光电子部件的光电子半导体芯片发射的电磁辐射的光学反射器。该腔体还可以用于接收嵌入光电子半导体芯片的罐封材料（pottingmaterial）。

在光电子部件的一个实施例中，罐封材料被布置在腔体中。有利地，罐封材料可以引起对光电子半导体芯片的保护以防由于外部机械影响的结果的损害。该罐封材料还可以包括被提供用于转换由光电子半导体芯片发射的电磁辐射的波长的嵌入式转换器颗粒。

在光电子部件的一个实施例中，第一电接触和第二电接触被布置在光电子半导体芯片的公共表面上。在这种情况下，例如可以将光电子半导体芯片体现为倒装芯片。有利地，这导致光电子半导体芯片和光电子部件的特别紧凑的实施例。

在光电子部件的一个实施例中，将光电子半导体芯片体现为体积发射蓝宝石倒装芯片。有利地，结果，可以用特别紧凑的尺寸体现光电子半导体芯片。

在光电子部件的一个实施例中，包括电接触的光电子半导体芯片的表面面对芯片接触焊盘。结果，在光电子部件的引线框架区段的芯片接触焊盘与光电子半导体芯片的电接触之间可以存在直接导电连接。举例来说，可以经由焊接连接将电接触连接到芯片接触焊盘。有利地不必需使用接合导线。

一种用于产生光电子部件的方法包括用于进行以下各项的步骤：将包括第一焊接接触焊盘的第一引线框架区段和包括第二焊接接触焊盘的第二引线框架区段以所述第一焊接接触焊盘和所述第二焊接接触焊盘中的至少部分在外壳的下侧处保持可接近这样的方式嵌入到外壳中；以及在第一焊接接触焊盘与第二焊接接触焊盘之间在外壳的下侧处布置焊料停止元件。有利地，该方法使产生包括极其紧凑的尺寸的光电子部件成为可能。在这种情况下，尽管有光电子部件的可能紧凑的尺寸，布置在外壳的下侧处的焊料停止元件还是确保在光电子部件的安装期间不发生在第一焊接接触焊盘与第二焊接接触焊盘之间的焊料的聚结和作为结果而产生的在第一焊接接触焊盘与第二焊接接触焊盘之间的电短路。

在本方法的一个实施例中，后者包括用于在位于下侧相对处的外壳顶侧处的腔体中布置光电子半导体芯片的进一步的步骤。有利地，可以用极其紧凑的外部尺寸来体现光电子半导体芯片。

在本方法的一个实施例中，将焊料停止元件作为焊料停止抗蚀剂施加到外壳的下侧上。有利地，结果，本方法可以成本有效的方式实现，并且适合于大量生产。

在本方法的一个实施例中，借助于掩膜来执行布置焊料停止元件。有利地，结果，本方法可以简单且成本有效的方式实现，并且适合于大量生产。

在本方法的一个实施例中，通过注射成型方法来执行将第一引线框架区段和第二引线框架区段嵌入到外壳中。有利地，结果，本方法可以简单且成本有效的方式实现，并且适合于大量生产。

附图说明

与以下的与绘图相关联更详细解释的示例性实施例的描述相关联，本发明的以上描述的性质、特征和优点以及它们被实现所用的方式将变得更清楚并更清楚理解。在这里，在所有情况下，在示意图中：

图1示出光电子部件的剖面侧视图；以及

图2示出安装在电路板上之后的光电子部件的剖面侧视图。

具体实施方式

图1示出光电子部件10的示意性剖面侧视图。例如，光电子部件10可以是发光二极管部件。

光电子部件10包括光电子半导体芯片100。光电子半导体芯片100可以例如是发光二极管芯片（LED芯片）。例如，可以将光电子半导体芯片100体现为倒装芯片。特别地，例如，可以将光电子半导体芯片100体现为体积发射蓝宝石倒装芯片。

光电子半导体芯片100包括发射侧101。光电子半导体芯片100被配置成在其发射侧101处发射电磁辐射，例如可见光。如果光电子半导体芯片100被体现为体积发射器，则光电子半导体芯片100可以不仅在发射侧101处、而且在其它表面处发射电磁辐射。

光电子半导体芯片100包括位于发射侧101相对处的接触侧102。第一电接触110和第二电接触120被布置在光电子半导体芯片100的接触侧102处。在第一电接触110与第二电接触120之间，可以向光电子半导体芯片100施加电压以便使光电子半导体芯片100发射电磁辐射。例如，可以将第一电接触110体现为阳极。例如，可以将第二电接触120体现为阴极。然而，还可能将第一电接触110体现为阴极并将第二电接触120体现为阳极。

光电子部件10包括外壳400。外壳400包括电绝缘材料，优选地塑料材料。举例来说，外壳400可以包括环氧树脂。外壳400可以例如通过成型方法、特别地例如通过注射成型方法产生。

外壳400包括顶侧401和位于顶侧401相对处的下侧402。在外壳400的顶侧401处，后者包括腔体410。可以将腔体410例如体现为以漏斗形样式（成圆锥形地）逐渐缩减的凹陷。

第一引线框架区段200和第二引线框架区段300被嵌入到光电子部件10的外壳400中。第一引线框架区段200和第二引线框架区段300在所有情况下包括导电材料，优选地金属。第一引线框架区段200和第二引线框架区段300相互间隔开并相互电绝缘。第一引线框架区段200和第二引线框架区段300优选地已经在外壳400的生产期间被嵌入到外壳400的材料中。在这种情况下，第一引线框架区段200和第二引线框架区段300可以由公共引线框架的区段形成。

第一引线框架区段200包括第一芯片接触焊盘210和位于第一芯片接触焊盘210相对处的第一焊接接触焊盘220。第二引线框架区段300包括第二芯片接触焊盘310和位于第二芯片接触焊盘310相对处的第二焊接接触焊盘320。第一芯片接触焊盘210和第二芯片接触焊盘310还可以被指定为接合焊盘。引线框架区段200、300的芯片接触焊盘210、310和引线框架区段200、300的焊接接触焊盘220、320在所有情况下至少部分地未被外壳400的材料覆盖。

第一引线框架区段200的第一芯片接触焊盘210中的部分和第二引线框架区段300的第二芯片接触焊盘310中的部分被暴露在外壳400的腔体410的区域中。在这种情况下，引线框架区段200、300的芯片接触焊盘210、310在与外壳400的顶侧401相同的空间方向上定向。

第一引线框架区段200的第一焊接接触焊盘220和第二引线框架区段300的第二焊接接触焊盘320中的部分被暴露在外壳400的下侧402处。优选地，第一焊接接触焊盘220和第二焊接接触焊盘320与外壳400的下侧402齐平地终止。光电子部件10的引线框架区段200、300的焊接接触焊盘220、320被提供用于电接触光电子部件10。例如，光电子部件10可以适合于表面安装。在这种情况下，例如可以通过回流焊接来电接触焊接接触焊盘220、320。

光电子部件10的光电子半导体芯片100被布置在外壳400的腔体410中，在第一引线框架区段200的第一芯片接触焊盘210和第二引线框架区段300的第二芯片接触焊盘310之上。在这种情况下，光电子半导体芯片100的接触侧102面对芯片接触焊盘210、310。结果，光电子半导体芯片100的发射侧101在与外壳400的顶侧401相同的空间方向上定向。可以在外壳400的顶侧401处发射在光电子半导体芯片100的发射侧101处发射的电磁辐射。

在光电子半导体芯片100的接触侧102处的第一电接触110被导电连接到第一引线框架区段200的第一芯片接触焊盘210。在光电子半导体芯片100的接触侧102处的第二电接触120被导电连接到光电子部件10的第二引线框架区段300的第二芯片接触焊盘310。在电接触110、120与芯片接触焊盘210、310之间的连接可以包括例如导电焊料或导电粘合剂。

第一引线框架区段200的第一芯片接触焊盘210和第二引线框架区段300的第二芯片接触焊盘310包括相互之间的距离250。距离250优选地小于200 µm。结果，光电子半导体芯片100的第一电接触110和第二电接触120还可以包括相互之间的小距离，其使以小尺寸体现光电子半导体芯片100成为可能。优选地，光电子半导体芯片100的第一电接触110和光电子半导体芯片100的第二电接触120还包括小于200 µm的相互之间的距离。

作为在第一芯片接触焊盘210与第二芯片接触焊盘310之间的小距离250的结果，第一焊接接触焊盘220和第二焊接接触焊盘320还可以包括相互之间的小距离。在第一焊接接触焊盘220与第二焊接接触焊盘320之间的距离可以大体上对应于在第一芯片接触焊盘210与第二芯片接触焊盘310之间的距离250。

在光电子部件10的外壳400的下侧402处布置焊料停止元件500，所述焊料停止元件在第一焊接接触焊盘220与第二焊接接触焊盘320之间延伸。焊料停止元件500覆盖第一焊接接触焊盘220的部分、外壳400的下侧402的部分和第二焊接接触焊盘320的部分。在这种情况下，焊料停止元件500包括在第一焊接接触焊盘220与第二焊接接触焊盘320之间的连接方向上的边缘长度510。边缘长度510大于在芯片接触焊盘210、310之间的距离250。优选地，边缘长度510大于200 µm。

焊料停止元件500包括未被焊料润湿的电绝缘材料。可以例如在外壳400的下侧402处借助于以焊料停止抗蚀剂的形式的掩模来布置焊料停止元件500。

在光电子部件10的外壳400的腔体410中布置罐封材料420。光电子半导体芯片100被嵌入到罐封材料420中。罐封材料420可以包括例如硅树脂。罐封材料420可以用于保护光电子半导体芯片100以防由于外部机械影响的结果的损坏。罐封材料420另外可以包括被提供用于转换由光电子半导体芯片100发射的电磁辐射的波长的嵌入式转换器颗粒。举例来说，被嵌入到罐封材料420中的转换器颗粒可以被配置成将具有从紫外线或蓝光谱范围的波长的电磁辐射转换成白光。作为嵌入式转换器颗粒的替换方案或者除嵌入式转换器颗粒之外，罐封材料420还可以包括其它嵌入式颗粒，例如散射颗粒。然而，还可以将罐封材料420完全省略。

布置在光电子部件10的外壳400的下侧402处的焊料停止元件500可以充当针对由光电子半导体芯片100在外壳400的下侧402的方向上发射的电磁辐射的反射器。在焊料停止元件500处反射的电磁辐射可以再一次通过光电子部件10的外壳400并在外壳400的顶侧401处被发射。结果，可以有利地减少光电子部件10的光损耗。

图2示出光电子部件10的进一步的示意性剖面侧视图。在图2中的图解中，光电子部件10被布置在电路板600上。

电路板600还可以被指定为印刷电路板或PCB。第一焊接接触焊盘610和第二焊接接触焊盘620被布置在电路板600的顶侧处。第一焊接接触焊盘610和第二焊接接触焊盘620可以经由导体轨（conductor track）和在图2中未图解的其它导电连接而被连接到进一步的电路部分。

光电子部件10以光电子部件10的外壳400的下侧402面对电路板600的顶侧这样的方式被布置在电路板600的顶侧之上。光电子部件10的第一引线框架区段200的第一焊接接触焊盘220被导电连接到电路板600的第一焊接接触焊盘610。光电子部件10的第二引线框架区段300的第二焊接接触焊盘320被导电连接到电路板600的第二焊接接触焊盘620。光电子部件10的焊接接触焊盘220、320可以已例如通过回流焊接或借助于用于表面安装的某种其它方法被连接到电路板600的焊接接触焊盘610、620。

电路板600的第一焊接接触焊盘610和第二焊接接触焊盘620包括相互之间的距离630。距离630的量值优选地近似对应于焊料停止元件500的边缘长度510。特别地，在电路板600的焊接接触焊盘610、620之间的距离630优选地大于200 µm。

在电路板600的第一焊接接触焊盘610与第二焊接接触焊盘620之间的距离630和被布置在光电子部件10的第一焊接接触焊盘220与第二焊接接触焊盘320之间的焊料停止元件500在光电子部件10的焊接接触焊盘220、320与电路板600的焊接接触焊盘610、620之间的焊接连接的生产期间防止焊料在电路板600的第一焊接接触焊盘610与第二焊接接触焊盘620之间和/或在光电子部件10的第一焊接接触焊盘220与第二焊接接触焊盘320之间通过并从而导致在第一焊接接触焊盘220、610与第二焊接接触焊盘320、620之间的短路。

已在优选示例性实施例的基础上更详细地图解并描述了本发明。尽管如此，本发明不限于公开的示例。相反，在不脱离本发明的保护范围的情况下，可以由本领域的技术人员从其得出其它变型。

参考标号列表：

10 光电子部件

100 光电子半导体芯片

101 发射侧

102 接触侧

110 第一电接触

120 第二电接触

200 第一引线框架区段

210 第一芯片接触焊盘

220 第一焊接接触焊盘

250 距离

300 第二引线框架区段

310 第二芯片接触焊盘

320 第二焊接接触焊盘

400 外壳

401 顶侧

402 下侧

410 腔体

420 罐封材料

500 焊料停止元件

510 边缘长度

600 电路板

610 第一焊接接触焊盘

620 第二焊接接触焊盘

630 距离

Claims

1.一种光电子部件（10），包括：

光电子半导体芯片（100），包括第一电接触（110）和第二电接触（120），

第一引线框架区段（200），包括第一芯片接触焊盘（210）和位于所述第一芯片接触焊盘（210）相对处的第一焊接接触焊盘（220），以及

第二引线框架区段（300），包括第二芯片接触焊盘（310）和位于所述第二芯片接触焊盘（310）相对处的第二焊接接触焊盘（320），

其中，所述第一电接触（110）被导电连接到所述第一芯片接触焊盘（210），并且所述第二电接触（120）被导电连接到所述第二芯片接触焊盘（310），

其中，所述第一引线框架区段（200）和所述第二引线框架区段（300）以所述第一焊接接触焊盘（220）和所述第二焊接接触焊盘（320）中的至少部分在外壳（400）的下侧（402）处能接近这样的方式被嵌入到外壳（400）中，

其中，在外壳（400）的下侧（402）处布置焊料停止元件（500），所述焊料停止元件在所述第一焊接接触焊盘（220）与所述第二焊接接触焊盘（320）之间延伸。

2.根据权利要求1所述的光电子部件（10），

其中，所述第一芯片接触焊盘（210）和所述第二芯片接触焊盘（310）包括小于200 µm的距离（250）。

3.根据前述权利要求中的任一项所述的光电子部件（10），

其中，所述焊料停止元件（500）部分地覆盖所述第一焊接接触焊盘（220）和/或所述第二焊接接触焊盘（320）。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的光电子部件（10），

其中，所述焊料停止元件（500）包括至少200 µm的边缘长度（510）。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的光电子部件（10），

其中，所述第一焊接接触焊盘（220）和所述第二焊接接触焊盘（320）与外壳（400）的下侧（402）齐平地终止。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的光电子部件（10），

其中，所述外壳（400）包括在位于下侧（402）相对处的顶侧（401）处的腔体（410），

其中，所述第一芯片接触焊盘（210）和所述第二芯片接触焊盘（310）中的至少部分在腔体（410）中能接近，

其中，所述光电子半导体芯片（100）被布置在腔体（410）中。

7.根据权利要求6所述的光电子部件（10），

其中，罐封材料（420）被布置在腔体（410）中。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的光电子部件（10），

其中，所述第一电接触（110）和所述第二电接触（120）被布置在所述光电子半导体芯片（100）的公共表面（102）上。

9.根据权利要求8所述的光电子部件（10），

其中，所述光电子半导体芯片（100）被体现为体积发射蓝宝石倒装芯片。

10.根据权利要求6和7中的任一项和权利要求8和9中的任一项所述的光电子部件（10），

其中，包括电接触（110、120）的所述光电子半导体芯片（100）的表面（102）面对芯片接触焊盘（210、310）。

11.一种用于产生光电子部件（10）的方法，

包括以下步骤：

- 将包括第一焊接接触焊盘（220）的第一引线框架区段（200）和包括第二焊接接触焊盘（320）的第二引线框架区段（300）以所述第一焊接接触焊盘（220）和所述第二焊接接触焊盘（320）中的至少部分保持在外壳的下侧（402）处能接近这样的方式嵌入到外壳（400）中；

- 在第一焊接接触焊盘（220）与第二焊接接触焊盘（320）之间在外壳（400）的下侧（402）处布置焊料停止元件（500）。

12.根据权利要求11所述的方法，

其中，所述方法包括以下进一步的步骤：

- 在位于下侧（402）相对处的外壳（400）的顶侧（401）处的腔体（410）中布置光电子半导体芯片（100）。

13.根据权利要求11和12中的任一项所述的方法，

其中，所述焊料停止元件（500）被作为焊料停止抗蚀剂施加到外壳（400）的下侧（402）上。

14.根据权利要求11至13中的任一项所述的方法，

其中，借助于掩模来执行布置所述焊料停止元件（500）。

15.根据权利要求11至14中的任一项所述的方法，

其中，通过注射成型方法执行向外壳（400）中嵌入第一引线框架区段（200）和第二引线框架区段（300）。