DE102004003928A1 - Surface mount optoelectronic component for use in consumer electronics, has frame encapsulated with translucent material, where soldering terminals do not extend beyond outline of encapsulation material - Google Patents

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Abstract

The component has an electrical conductive frame forming a base for an assembly, and an optoelectronic chip mounted on the base. An electrical connection is provided between the chip and the frame by wiring. The frame is encapsulated with a translucent material (4) to facilitate transmission/reception of optical radiation via the component. Soldering terminals do not extend beyond an outline of the material.

Description

Gebiet der ErfindungTerritory of invention

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein mit Surface Mount Technologie bestückbares optoelektronisches Bauelement.The The present invention relates to a surface mount technology bestückbares optoelectronic component.

Technologischer Hintergrundtechnological background

Heutzutage sind viele verschiedene Arten von mit SM-Technologie bestückbaren optoelektronischen Bauelementen erhältlich. Im allgemeinen können sie in zwei Hauptgruppen unterteilt werden. Die erste Hauptgruppe bezieht sich auf die auf PCBs montierten mit SM-Technologie bestückbaren optoelektronischen Bauelemente. Diese Arten von optoelektronischen Bauelementen werden häufig in weniger anspruchsvollen Anwendungen wie Unterhaltungselektronik eingesetzt. Als Beispiel dienen die 0603 Chip LED-Produkte, die heute erhältlich sind. Ein PCB wird als Grundmaterial verwendet. Metallisierte Bahnen und Lotflecken werden für Chip-Befestigung, Drahtanschluss und Verlöten der Lötstifte bereitgestellt. Dieses optoelektronische Bauelement stellt ein einfaches Mittel zur Verfügung, um kleine Baugrößen und niedrige Höhenprofile zu erzielen. Es hat jedoch seine eigenen Grenzen. Wärmeableitung ist aufgrund der schlechten thermischen Leitfähigkeit des PCB-Materials beschränkt. Außerdem sind die Produkte bei Feuchtigkeit und hohen Temperaturen störanfällig.nowadays are many different types of optoelectronic devices that can be equipped with SM technology Components available. In general, you can they are divided into two main groups. The first main group refers to PCB mounted SM technology optoelectronic devices Components. These types of optoelectronic devices will be often in less demanding applications like consumer electronics used. As an example, the 0603 chip LED products, the available today are. A PCB is used as the base material. Metallised tracks and solder spots are for Chip attachment, wire connection and soldering of the solder pins provided. This Optoelectronic device provides a simple means to small sizes and low height profiles to achieve. However, it has its own limits. Heat dissipation is limited due to the poor thermal conductivity of the PCB material. Besides, they are the products are prone to failure in damp and high temperatures.

Die zweite Gruppe bezieht sich auf mit SM-Technologie bestückbare optoelektronische Bauelemente, die auf Leiterrahmen aufsitzen. Dieser Typ optoelektronischer Bauelemente ist in anspruchsvolleren Anwendungen aus Industrie und Automobilbau weit verbreitet. Ein klassisches Beispiel sind die PLCC2 und PLCC4 Bauteile. Ein Leiterrahmen dient als Grundmaterial zur Bestückung. Kunststoff wird auf den Rahmen eingegossen, um ein Gehäuse für die Bauteile und eine Eintiefung für die Befestigung des Chips bereitzustellen. Anschließend wird klares oder mattes Harz in die Eintiefung gegossen, um Lichtwellenübertragung zu ermöglichen. Dieser Typ optoelektronischer Bauelemente stellt gute Robustheit und eine gute Fähigkeit zur Wärmeableitung bereit. Aufgrund der Einschränkungen bei der Verarbeitung ist jedoch der Grad der möglichen Miniaturisierung begrenzt.The The second group refers to opto-electronic components that can be equipped with SM technology Components that sit on ladder frames. This type optoelectronic Components is used in more demanding industrial and industrial applications Automotive engineering widely used. A classic example is the PLCC2 and PLCC4 components. A ladder frame serves as a base material for Assembly. Plastic is poured onto the frame to form a housing for the components and a recess for to provide the attachment of the chip. Subsequently, will clear or matte resin poured into the recess to light wave transmission to enable. This type of optoelectronic devices provides good ruggedness and a good ability for heat dissipation ready. Due to the limitations however, during processing, the degree of possible miniaturization is limited.

Zusammenfassung der ErfindungSummary the invention

Entsprechend wird ein miniaturisiertes mit SM-Technologie bestückbares optoelektronisches Bauelement bereitgestellt. Das optoelektronische Bauelement beinhaltet ein elektrisch leitendes Material, das eingesetzte Material wird als Grundmaterial für die Bestückung verwendet, mindestens einen optoelektronischer Chip, der auf das Grundmaterial aufgesetzt ist, sowie eine elektrische Verbindung zwischen dem optoelektronischen Chip und dem elektrisch leitenden Material mittels Verdrahtungsmitteln (6), wobei das Grundmaterial in eine harte durchsichtige oder Licht durchlässige Harzmasse eingeschlossen ist, um die Aussendung oder den Empfang von Lichtwellen mittels des optoelektronischen Bauelementes zu ermöglichen.Accordingly, a miniaturized SM-technology optoelectronic device is provided. The optoelectronic component comprises an electrically conductive material, the material used is used as the base material for the assembly, at least one optoelectronic chip which is placed on the base material, and an electrical connection between the optoelectronic chip and the electrically conductive material by means of wiring means ( 6 ), wherein the base material is enclosed in a hard transparent or translucent resin composition to enable the transmission or reception of light waves by means of the optoelectronic component.

Die vorliegende Erfindung besteht aus gewissen neuen Eigenschaften und einer Verbindung von Bauteilen, die nachfolgend in den beiliegenden Zeichnungen vollständig beschrieben und veranschaulicht werden und die insbesondere in den beiliegenden Ansprüchen herausgestellt werden, wobei es klar ist, dass in den Details verschiedene Veränderungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen oder irgend einen Vorteil der vorliegenden Erfindung aufzugeben.The present invention consists of certain novel features and a connection of components, which are described below in the accompanying drawings Completely described and illustrated and in particular in the accompanying claims it is clear that in the details are different changes can be made without departing from the scope of the invention or any advantage abandon the present invention.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description the drawings

Zum Zwecke einer Vereinfachung des Verständnisses der Erfindung wird die bevorzugte Ausführung davon in den beiliegenden Zeichnungen veranschaulicht, aus deren Untersuchung im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung die Erfindung, ihr Aufbau und Betrieb und viele ihrer Vorteile unmittelbar zu verstehen und anzuerkennen sein werden.To the Purpose of simplifying the understanding of the invention the preferred embodiment thereof illustrated in the accompanying drawings, from the Investigation in the context of the following description the Invention, its construction and operation and many of its advantages immediately to be understood and recognized.

A ist ein zweidimensionaler Blick auf das miniaturisierte mit SM-Technologie bestückbare optoelektronische Bauelement entsprechend den bevorzugten Ausführungen der vorliegenden Erfindung; A Figure 3 is a two-dimensional view of the miniaturized SM technology mountable optoelectronic device according to the preferred embodiments of the present invention;

B ist eine Querschnittzeichnung des miniaturisierten mit SM-Technologie bestückbaren optoelektronischen Bauelementes entsprechend den bevorzugten Ausführungen der vorliegenden Erfindung und veranschaulicht den Aufbau innerhalb des optoelektronischen Bauelementes; B Fig. 12 is a cross-sectional drawing of the miniaturized SM technology-mountable optoelectronic device according to the preferred embodiments of the present invention and illustrates the structure within the optoelectronic device;

C ist eine Querschnittzeichnung des miniaturisierten mit SM-Technologie bestückbaren optoelektronischen Bauelementes entsprechend den bevorzugten Ausführungen der vorliegenden Erfindung optional mit einem Reflexionsschirm; C Fig. 12 is a cross-sectional drawing of the miniaturized SM technology-mountable optoelectronic device according to the preferred embodiments of the present invention optionally with a reflection screen;

D ist ein zweidimensionaler Blick auf das miniaturisierte mit SM-Technologie bestückbare optoelektronische Bauelement entsprechend den bevorzugten Ausführungen der vorliegenden Erfindung mit einem linsenförmigen Aufbau. D FIG. 12 is a two-dimensional view of the miniaturized SM technology-mountable optoelectronic device according to the preferred embodiments of the present invention having a lenticular configuration.

E ist ein zweidimensionaler Blick auf das miniaturisierte mit SM-Technologie bestückbare optoelektronische Bauelement entsprechend den bevorzugten Ausführungen der vorliegenden Erfindung mit einer mehrfachen Linsenstruktur; e Fig. 12 is a two-dimensional view of the miniaturized SM technology mountable optoelectronic device according to the preferred embodiments of the present invention having a multiple lens structure;

F ist eine zweidimensionale Bauteilzeichnung mit mehrfachen Lötstützpunkten. F is a two-dimensional component drawing with multiple solder pads.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungendetailed Description of the preferred embodiments

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein mit SM-Technologie bestückbares optoelektronisches Bauelement.The The present invention relates to a SM technology mountable optoelectronic component.

Ab hier beschreibt diese Spezifikation das optoelektronische Bauelement entsprechend den bevorzugten Ausführungen und mit Referenz auf die beiliegenden Zeichnungen. Es ist jedoch klar, dass eine Einschränkung der Beschreibung auf die bevorzugten Ausführungen der Erfindung und mit Referenz auf die beiliegenden Zeichnungen nichts weiter als eine Vereinfachung der Diskussion der vorliegenden Erfindung ist und es erwartet wird, dass in diesem Gebiet bewanderte Fachleute verschiedene Abweichungen und Entsprechungen entwickeln werden, ohne vom Umfang der beiliegenden Ansprüche abzuweichen.From Here, this specification describes the optoelectronic device according to the preferred embodiments and with reference to the enclosed drawings. However, it is clear that a limitation of Description of the preferred embodiments of the invention and with Reference to the accompanying drawings nothing more than a Simplification of the discussion of the present invention is and it is expected that experts skilled in this area will be different Deviations and correspondences will evolve without the scope to deviate from the appended claims.

Bezugnehmend auf die Zeichnungen basiert das optoelektronische Bauelement auf der Surface Mount Technologie. Ein elektrisch leitendes Material (1), vorzugsweise ein Metallrahmen, dient als Grundmaterial für die Bestückung. Ein optoelektronischer Chip oder Chips (3) wird (werden) auf das Grundmaterial oder optional innerhalb der Eintiefung montiert. Das gesamte Grundmaterial wird dann von einer harten durchsichtigen oder Licht durchlässigen Harzmasse (4) eingeschlossen, so dass Lichtwellen durch dieses Material ausgesendet oder empfangen werden können. Der Einschluss im Harz schützt den optoelektronischen Chip von der äußeren Umgebung.Referring to the drawings, the optoelectronic device is based on surface mount technology. An electrically conductive material ( 1 ), preferably a metal frame, serves as the base material for the assembly. An optoelectronic chip or chips ( 3 ) is mounted on the base material or optionally inside the recess. The entire base material is then replaced by a hard transparent or translucent resin composition ( 4 ) so that light waves can be transmitted or received through this material. The inclusion in the resin protects the optoelectronic chip from the outside environment.

Lötstützpunkte (1) auf externe Untersysteme wie PCB werden vom Grundmaterial selbst bereitgestellt. Die Endstellen befinden sich genau auf der Unterseite des Bauteils und befinden sich mit dem Einschlussmaterial auf der gleichen horizontalen Ebene. Abhängig von den Anforderungen der Anwendung ist eine verschiedene Anzahl von Lötstützpunkten möglich. Um die Lötstützpunkte zu erzeugen ist kein mechanischer Formungsprozess erforderlich. Diese Eigenschaften ermöglichen kleine Baugrößen und ebenso Bauteile mit einer großen Anzahl von Lötstützpunkten, welche bereitgestellt werden können, ohne durch Anforderungen des Formungsprozesses oder durch die Ausdehnung gesetzte Grenzen vorgegeben zu sein.Soldering points ( 1 ) on external subsystems such as PCB are provided by the base material itself. The terminals are located exactly on the underside of the component and are on the same horizontal plane with the inclusion material. Depending on the requirements of the application, a different number of soldering pads is possible. To create the solder pads, no mechanical forming process is required. These characteristics enable small sizes as well as components having a large number of soldering pads which can be provided without being dictated by molding requirements or expansion limits.

Das Grundmaterial (1), vorzugsweise Metall, ist durch eine Reihe von in das Grundmaterial eingearbeiteten 'Rillen' und 'Flügeln' (7) fest in die Harzmasse (4) eingebettet. Diese Eigenschaften erhöhen die Verankerung des Grundmaterials und minimieren infolgedessen das Eintreten von Schichtspaltung zwischen Harzmasse und Grundmaterial. Dies ist wichtig, weil Schichtspaltung eine der Grundursachen für Produktversagen gewesen ist.The basic material ( 1 ), preferably metal, is defined by a series of 'grooves' and 'wings' ( 7 ) firmly into the resin composition ( 4 ) embedded. These properties increase the anchoring of the base material and, as a result, minimize the occurrence of delamination between the resin composition and the base material. This is important because delamination has been one of the root causes of product failure.

Optional kann eine Eintiefung (2) in die Mitte des Bauteils eingearbeitet werden, um innerhalb dieses elektrisch leitenden Grundmaterials als Reflexionsschirm zu dienen. Diese Eintiefung kann durch Stanzen, Ätzen oder Kleinstbohren eingearbeitet werden.Optionally, a recess ( 2 ) are incorporated into the center of the component to serve as a reflection screen within this electrically conductive base material. This recess can be incorporated by punching, etching or micro-drilling.

In einer anderen Ausführung kann eine Linsenstruktur (5) als Teil des Einschlussmaterials integriert werden. Dies kann erzielt werden, indem sie in das Design der entsprechenden Druckgussform für den Einschlussprozess implementiert wird. Es können verschiedene Designs für die Linsen verwendet werden, um das gewünschte spektrale Lichtwellenmuster zu erhalten.In another embodiment, a lens structure ( 5 ) as part of the inclusion material. This can be achieved by implementing it in the design of the corresponding die for the inclusion process. Different lens designs can be used to obtain the desired spectral lightwave pattern.

In einer anderen Ausführung kann auch eine mehrfache Linsenstruktur integriert werden, um verschiedene funktionale Zwecke zu erzielen. Elektrische Verbindung(en) zwischen dem Chip und dem Grundmaterial wird (werden) durch einen metallischen Draht oder Drähte (6) bereitgestellt.In another embodiment, a multiple lens structure may also be integrated to achieve various functional purposes. Electrical connection (s) between the chip and the base material is (are) made by a metallic wire or wires ( 6 ) provided.

In der vorangegangenen Spezifikation wurde diese Erfindung in Beziehung zu bestimmten bevorzugten Ausführungen davon beschrieben und viele Einzelheiten zum Zweck der Veranschaulichung dargelegt. Es wird für Fachleute aus diesem Gebiet offensichtlich sein, dass die Erfindung zusätzlichen Ausführungen zugänglich ist und dass gewisse der hier beschriebenen Details außerordentlich verändert werden können, ohne von den grundlegenden Prinzipien der Erfindung abzuweichen.In In the foregoing specification, this invention has been related to certain preferred embodiments described and many details for the purpose of illustration explained. It will be for It will be apparent to those skilled in the art that the invention additional versions accessible and that certain of the details described here are extraordinary changed can be without departing from the basic principles of the invention.

Claims (9)

Ein miniaturisiertes mit SM-Technologie bestückbares optoelektronisches Bauelement mit: einem elektrisch leitenden Material (1), das als Grundmaterial für die Bestückung verwendet wird, mindestens ein optoelektronischer Chip (3), der auf das Grundmaterial aufgesetzt ist; und einer elektrischen Verbindung zwischen dem optoelektronischen Chip (3) und dem elektrisch leitenden Material (1) mittels Verdrahtungsmittel (6); wobei das Grundmaterial mit einer harten durchsichtigen oder Licht durchlässigen Harzmasse eingeschlossen ist, um das Senden und Empfangen von Lichtwellen durch das optoelektronische Bauelement zu ermöglichen.A miniaturized SM-technology optoelectronic device comprising: an electrically conductive material ( 1 ), which is used as base material for the assembly, at least one optoelectronic chip ( 3 ), which is placed on the base material; and an electrical connection between the optoelectronic chip ( 3 ) and the electrically conductive material ( 1 ) by means of wiring ( 6 ); wherein the base material is enclosed with a hard transparent or translucent resin composition to enable the transmission and reception of light waves through the optoelectronic device. Das optoelektronische Bauelement nach Anspruch 1, wobei das elektrisch leitende Material vorzugsweise ein Metallrahmen ist.The optoelectronic component according to claim 1, wherein the electrically conductive material is preferably a metal frame is. Das optoelektronische Bauelement nach Anspruch 1, wobei innerhalb des elektrisch leitenden Grundmaterials eine Eintiefung (2) vorgesehen ist.The optoelectronic component according to claim 1, wherein within the electrically conductive base material a recess ( 2 ) is provided. Das optoelektronische Bauelement nach Anspruch 1, worin eine Eintiefung (2) innerhalb der Eintiefung vorgesehen ist.The optoelectronic component according to claim 1, wherein a recess ( 2 ) is provided within the recess. Das optoelektronische Bauelement nach Anspruch 1, wobei eine Linsenstruktur (5) als Teil des Einschlussmaterials vorgesehen ist.The optoelectronic component according to claim 1, wherein a lens structure ( 5 ) is provided as part of the containment material. Das optoelektronische Bauelement nach Anspruch 1, wobei eine mehrfache Linsenstruktur als Teil des Einschlussmaterials vorgesehen ist.The optoelectronic component according to claim 1, wherein a multiple lens structure as part of the inclusion material is provided. Das optoelektronische Bauelement nach Anspruch 1, wobei in das Grundmaterial (1) eine Reihe von 'Rillen' und 'Flügeln' eingearbeitet sind, um die Verankerung zu erhöhen und das Eintreten von Schichtspaltung (7) zu minimieren.The optoelectronic component according to claim 1, wherein in the base material ( 1 ) a series of 'grooves' and 'wings' are incorporated to increase anchoring and the occurrence of delamination ( 7 ) to minimize. Das optoelektronische Bauelement nach Anspruch 1, wobei die Lötstützpunkte sich genau auf der Unterseite des Bauteils befinden.The optoelectronic component according to claim 1, the soldering posts are located exactly on the underside of the component. Das optoelektronische Bauelement nach Anspruch 1, wobei die Lötstützpunkte flach sind und mit dem Einschlussmaterial horizontal den gleichen Bezugswert aufweisen.The optoelectronic component according to claim 1, the soldering posts are flat and with the inclusion material horizontally the same Reference value.
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