DE10032839A1

DE10032839A1 - Bauelement und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE10032839A1
Application number: DE2000132839
Authority: DE
Inventors: Georg Bogner; Guenther Waitl; Harald Jaeger
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2000-07-06
Filing date: 2000-07-06
Publication date: 2002-02-21

Abstract

Das Gehäuse (4) einer Leuchtdiode (1) ist teilweise mit einer Beschichtung (20) versehen, die bewirkt, daß die Leuchtdiode (1) nicht in eine Hauptstrahlrichtung (5), sondern in eine Abstrahlrichtung (8) emittiert.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bauelement mit einem Gehäuse, das für die Strahlung eines im Gehäuse angeordneten Leuchtdioden chips wenigstens teilweise transparent ist.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung des Bauelements.

Derartige Bauelement sind allgemein bekannt. Üblicherweise werden diese Bauelemente hinsichtlich ihrer Abstrahlungscha rakteristik in verschiedene Bauformen eingeteilt. So werden seitlich emittierende Bauformen ("side looker") von nach oben emittierenden Bauformen ("top looker") unterschieden. Die un terschiedlichen Bauformen erfordern in der Regel unterschied liche Gehäuseformen. Zur Herstellung der verschiedenen Bauformen der Leuchtdioden sind im allgemeinen unterschiedli che Werkzeuge nötig. Dies gilt sowohl für Leuchtdioden auf der Basis von Kontaktträgern ("leadframes") als auch bei Leuchtdioden auf der Basis von Leiterplatten. Insbesondere sind unterschiedliche Spritz- und Gießwerkzeuge notwendig. Die unterschiedlichen Bauformen für die Leuchtdioden erfor dern einen hohen spezifischen Entwicklungsaufwand und verur sachen hohe Werkzeugskosten.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Bauelement anzugeben, dessen Ab strahlcharakteristik auf einfache Weise an den jeweiligen Be darf angepaßt werden kann.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein Verfah ren zur Herstellung des Bauelements anzugeben.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch ein Bauelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst.

Die Einstellung der Abstrahlcharakteristik der Leuchtdiode wird auf einfache Weise durch eine reflektierende Abdeckung des Gehäuses bewerkstelligt. Daher kann für Leuchtdioden mit unterschiedlicher Abstrahlcharakteristik immer das gleiche Spritz- oder Gießwerkzeug verwendet werden. Die Werkzeugko sten für die Herstellung des Bauelements sind daher wesent lich geringer als die Werkzeugkosten zur Herstellung unter schiedlicher, herkömmlicher Leuchtdioden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Ge genstand der abhängigen Ansprüche.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1a und c eine Seitenansicht, eine Aufsicht und eine Stirnseitenansicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel einer Leuchtdiode;

Fig. 2a bis c jeweils eine Längsseitenansicht, eine Aufsicht und eine Stirnseitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Leuchtdiode;

Fig. 3 eine Stirnseitenansicht eines abgewandel ten Ausführungsbeispiels der Leuchtdiode aus den Fig. 2a bis c.

Fig. 1a zeigt eine Seitenansicht einer Leuchtdiode 1 mit ei nem Leuchtdiodenchip 2, der auf einem Kontaktträger 3 ("lead frame") angeordnet ist. Auf dem Kontaktträger 3 ist ein Ge häuse 4 angebracht, das den Leuchtdiodenchip 2 abdeckt. Das Gehäuse 4 ist aus einem Material gefertigt, das für die vom Leuchtdiodenchip 2 ausgesandte Strahlung transparent ist.

Bei dem Leuchtdiodenchip 2 handelt es sich um einen Leucht diodenchip, der hauptsächlich in Richtung einer Hauptstrahl richtung 5 abstrahlt. An sich handelt es sich bei der Leucht diode 1 daher um einen sogenannten "top looker".

Um die Leuchtdiode 1 in einem sogenannten "side looker" umzu wandeln, ist eine Oberseite 6 und eine Längsseite 7 mit einer in den Fig. 1a und 1b nicht dargestellten Beschichtung 20 versehen, die die vom Leuchtdiodenchip 2 ausgehende Strahlung in Richtung einer seitlichen Abstrahlrichtung 8 lenkt.

Die Beschichtung 20 kann mit Hilfe einer reflektierenden Far be bewerkstelligt werden. Die Farbe kann beispielsweise TiO₂ enthalten. Für die Beschichtung 20 kommen darüber hinaus re flektierende Folien in Frage. Zweckmäßigerweise werden diese Folien auf die entsprechenden Außenflächen, nämlich die Ober seite 6 und die Längsseite 7 des Leuchtdiodenchips 2 aufge klebt. Wegen der geringen Abmessungen der Leuchtdiode 1 von etwa einem Millimeter kann die Dicke der Beschichtung 20 na hezu gleich der Höhe der Leuchtdiode 1 sein.

Durch derartige Maßnahmen läßt sich die in Richtung der Ab strahlrichtung 8 abgestrahlte Strahlungsleistung nahezu ver dreifachen. Allerdings beträgt die in Richtung der Abstrahl richtung 8 abgestrahlte Strahlungsleistung nur etwa 60% der Strahlungsleistung, die ohne Abdeckung in Richtung der Haupt strahlrichtung 5 abgestrahlt würde.

Die Leuchtdiode 1 wird zweckmäßigerweise so hergestellt, daß zunächst der Leuchtdiodenchip 2 auf dem Kontaktträger 3 auf gebracht wird und dort gebondet wird. Der Leuchtdiodenchip 2 wird dabei so auf dem Kontaktträger 3 angeordnet, daß die Seitenflächen des Leuchtdiodenchips 2 im Winkel zu den Längs seiten 7 angeordnet sind. Dadurch wird die Strahlungsleistung, die in seitliche Richtung abgegeben wird, zusätzlich erhöht. Nach dem Bonden des Leuchtdiodenchips 2 auf dem Kon taktträger 3 wird das Gehäuse 4 im Spritzpreßverfahren aus einem thermoplastischen Kunststoff hergestellt. Im Spritz preßverfahren wird der thermoplastische Kunststoff einen Druck von wenigen Bar ausgesetzt. Dementsprechend werden die zum Bonden des Leuchtdiodenchips 2 verwendeten Bonddrähte und der Leuchtdiodenchip 2 selbst nicht beschädigt. Weiterhin ist von Vorteil, daß das Gehäuse 4 definierte Außenflächen auf weist. Dadurch wird das Aufbringen der Abdeckung, insbesonde re das Aufdrucken von Farbe auf den Außenflächen wesentlich erleichtert.

Es sei angemerkt, daß neben der Oberseite 6 und einer Längs seite 7 auch Stirnflächen 9 abdeckbar sind. Dies ist jedoch bei der anhand der Fig. 1a und b dargestellten Form der Leuchtdiode 1 nicht unbedingt erforderlich, da die Stirnflä chen 9 flächenmäßig nur einen kleinen Anteil der gesamten Au ßenfläche ausmachen.

In den Fig. 2a bis c ist eine weitere Leuchtdiode 10 dar gestellt, die zwei auf einem Kontaktträger 11 angeordnete Leuchtdiodenchips 2 aufweist.

Die Leuchtdiodenchips 2 sind antiparallel geschaltet. Dazu dienen Bonddrähte 13. Die Leuchtdiode 10 weist darüber hinaus die Besonderheit auf, daß die Oberseite 6 in Abstrahlrichtung 8 gegenüber einer Unterseite 12 und damit im Kontaktträger 11 ansteigt. Dadurch wird die von den Leuchtdiodenchips 2 in die Hauptstrahlrichtung 5 ausgesandte Strahlung in Richtung der Abstrahlrichtung 8 gelenkt und dadurch die Strahlungsleistung der in Richtung der Abstrahlrichtung 8 ausgesandten Strahlung verbessert. Die Steigung der Oberseite 6 darf nicht zu groß gewählt werden. Denn anderenfalls könnte die Leuchtdiode 10 nicht mehr als Leuchtdiode verwendet werden, die hauptsäch lich in die Hauptstrahlrichtung 5 Strahlung aussendet. Zweck mäßigerweise sollte der Öffnungswinkel zwischen Oberseite 6 und Unterseite 12 zwischen 3 bis 30 Grad, insbesondere zwi schen 3 bis 7 Grad, liegen.

Es ist auch denkbar, daß die Oberseite 6 zusammen mit einer der Längsseiten 7 eine gemeinsame, gewölbte Spiegelfläche 14 bildet, durch die die Strahlung in die seitliche Abstrahl richtung 8 gelenkt wird. Dies ist in Fig. 3 dargestellt.

Claims

1. Bauelement mit einem Gehäuse (4), das für die Strahlung eines im Gehäuse (4) angeordneten Leuchtdiodenchips (2) we nigstens teilweise transparent ist, dadurch gekennzeichnet, daß Außenflächen (6, 7, 9) des Gehäuses (4) mit einer die Strah lung zurückwerfenden Abdeckung (20) versehen sind.

2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (4) Seitenflächen (7), eine Oberseite (6) und ei ne Grundfläche (12) aufweist.

3. Bauelement nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß entlang der Grundfläche (13) ein Kontaktträger (11) verläuft.

4. Bauelement nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen (7) abgeschrägt sind.

5. Bauelement nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite (6) in einem Winkel zur Grundfläche (12) ver läuft.

6. Bauelement nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberseite (6) und die Seitenfläche (7) eine gewölbte Spiegelfläche (14) bilden.

7. Bauelement nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtdiodenchip (2) so auf dem Kontaktträger (11) ange ordnet ist, daß die Chipseitenflächen im Winkel zu den Sei tenflächen (7) des Gehäuses (4) verlaufen.

8. Bauelement nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtdiodenchip (2) vorzugsweise in Richtung (5) der Oberseite (6) abstrahlt.

9. Bauelement nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtdiodenchip (2) vorzugsweise in Richtung (8) einer Seitenfläche (7) abstrahlt.

10. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (20) in Richtung einer Vorzugsrichtung (5) und in einer vorbestimmten Abstrahlrichtung (8) entgegengesetzten Richtung auf den Außenflächen (6, 7) angeordnet ist.

11. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (20) mit weißer Farbe gebildet ist, die TiO₂ enthält.

12. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (20) von einer strahlungsreflektierenden Folie gebildet ist.

13. Verfahren zur Herstellung von in eine vorbestimmte Rich tung (8) strahlungsemittierenden Leuchtdioden (1), bei dem zunächst eine Leuchtdiode (1) mit einem Leuchtdiodenchip (2) in einem für die Strahlung des Leuchtdiodenchips (2) wenig stens teilweise transparenten Gehäuse (4) bereitgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in Richtung einer Vorzugsrichtung (5) der Leuchtdiode (1) und in einer der Abstrahlrichtung (8) entgegengesetzten Richtung auf den Außenflächen (6, 7) des Gehäuses (4) eine die Strah lung zurückwerfende Abdeckung (20) ausgebildet wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (20) als Farbschicht aufgedruckt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenflächen (6, 7) mit einer Folie beklebt werden.