DE102004003929B4 - Mit SM-Technologie bestückbares optoelektronisches Bauelement - Google Patents
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Abstract
Description
- Gebiet der Erfindung
- Die Erfindung bezieht sich auf ein mit Surface Mount Technologie bestückbares optoelektronisches Bauelement. Das Bauelement wurde entworfen, um mehrfache Arten der Beleuchtung zu ermöglichen; von oben, der Seite und von unten in Abhängigkeit von der Art der Bestückung. Die Bestückungsverbindungen werden durch das inhärent elektrisch leitende Grundmaterial bereitgestellt. Es ist kein mechanischer Formprozess erforderlich, um die gewünschten Bestückungsverbindungen herzustellen. Die Erfindung ermöglicht eine höhere Wärmeableitung aufgrund des verwendeten dickeren Grundmaterials und der in das Design integrierten Wärmesenke.
- Hintergrund der Erfindung
- Um die Anforderungen der verschiedenen Kunden zu erfüllen sind heute verschiedene Bauelemente-Konfigurationen auf dem Markt erhältlich. Zwei physikalische Hauptvariationen, die normalerweise im Zusammenhang mit optoelektronischen Bauelementen besprochen werden sind Abstrahlrichtung und Pinanschlüsse. Was die Abstrahlrichtung betrifft, kann der Kunde entweder zwischen einem Topstrahler oder Seitenstrahler wählen. Wie der Name impliziert haben Topstrahler die Beleuchtungsquelle auf der Bauelement-Oberfläche, während Seitenstrahler eine Quelle an der Seite des Bauelements haben. Die Wahl hängt sehr stark von der Anwendung selbst ab. Jede dieser Konfigurationen jedoch ist in Bezug auf physikalische Dimensionen einzigartig und nicht austauschbar. Vom Kunden wird erwartet, dass er den spezifischen Typ für seine Anforderungen bestellt.
- Zu den herkömmlichen Varianten von Pinanschlüssen, die am Markt erhältlich sind, zählen die J-Krümmung, der Knickflügel, der umgekehrte Knickflügel usw. Dies sind die Konfigurationen der Bestückungsverbindungen auf Untersystemen wie PCBs. Auf der Grundlage derzeitiger Marktinformationen gibt es noch keine mit SM-Technologie bestückbare optoelektronische Bauelemente, die ohne einen mechanischen Formprozess auskommen, um die gewünschten Bestückungsverbindungen zu erzeugen.
- Aus dem Stand der Technik sind optoelektronische Bauelemente bekannt. So offenbart die
DE 101 17 889 A1 einen Leiterrahmen und ein Gehäuse für ein strahlungsemittierendes Bauelement. DieDE 199 28 576 A1 betrifft ein oberflächenmontierbares LED-Bauelement mit verbesserter Wärmeabfuhr. Aus derUS 6 459 130 B1 ist ein optoelektronisches Bauelement bekannt, das auf der SM-Technologie basiert, und ein elektrisch leitendes Material zum Bilden eines Grundmaterials für die Bestückung aufweist. Ferner offenbart dieJP 11 307 820 A JP 2001 077 424 A DE 196 15 839 A1 ein Beleuchtungselement für diverse Anwendungen, zum Beispiel zur Anzeige von Betriebszuständen elektrischer Geräte, mit einem Gehäuse. Schließlich ist aus derJP 2002 324 917 A - Die Nachteile des Standes der Technik werden gegenständlich durch die Ansprüche 1 und 8 gelöst.
- Kurze Beschreibung der Zeichnungen
- Die angefügten Zeichnungen sind:
-
1A ist ein dreidimensionaler Blick von oben auf die Erfindung. -
1B ist ein dreidimensionaler Blick von unten auf die Erfindung. -
2 ist eine Querschnittszeichnung der Erfindung und zeigt den Aufbau bestehend aus Grundmaterial, Kunststoffgehäuse, optoelektronischen Chip und Eintiefung innerhalb des Kunststoffgehäuses, welches mit einer durchsichtigen oder Licht durchlässigen Harzmasse gefüllt ist. -
3 zeigt die Erfindung, nachdem sie auf ein PCB aufgesetzt wurde und wobei die seitlich hervorstehenden Flügel als Mittel zur elektrischen Verbindung eingesetzt werden. -
4 zeigt die Erfindung ähnlich wie in3 aber in umgekehrter Richtung auf ein PCB aufgesetzt, sodass eine Lichtbestrahlung von der Unterseite aus bereitgestellt wird. - Detailbeschreibung der Erfindung
- Die Erfindung bezieht sich auf ein mit SM-Technologie bestückbares optoelektronisches Bauelement.
- Bezugnehmend auf die Erfindung basiert das optoelektronische Bauelement auf der Surface Mount Technologie. Ein dickes elektrisch leitendes Material (
1 ) wird als Grundmaterial für die Bestückung verwendet. Ein Licht undurchlässiges Material (2 ) wird als Gehäuse für das ganze Bauelement verwendet. Eine Eintiefung (5 ) ist in das Kunststoffmaterial integriert. Ein optoelektronischer Chip (3 ) ist innerhalb dieser Eintiefung montiert. Diese Eintiefung wird mit harter durchsichtiger oder Licht durchlässiger Harzmasse gefüllt, sodass Lichtwellen durch dieses Fenster ausgesendet oder empfangen werden können. Elektrische Verbindungen(en) zwischen dem Chip und dem Grundmaterial wird (werden) durch einen metallischen Draht (4 ) bereitgestellt. - Weitere Verbindungen zu externen Untersystemen wie die PCBs werden durch das Grundmaterial selbst bereitgestellt; typischerweise durch Anlöten. Um die externen Verbindungen zu erzeugen sind keine weiteren mechanischen Formungsprozesse erforderlich. Das Grundmaterial erstreckt sich durchgehend von der Mitte bis zur Unterseite (
8 ) und zu einer der Seitenwände (7 ); es geht so weit, dass es aus dem Kunststoffgehäuse herausragt. Die Oberfläche der Unterseite (8 ) wird für die Verbindung verwendet, wenn ein Topstrahler erfordert ist. Alternativ kann die seitliche Oberfläche (7 ) verwendet werden, wenn das Bauelement als Seitenstrahler verwendet werden soll. Diese Eigenschaft ist es, die letzten Endes eine Konstruktion für ein universelles Bauteil hervorbringt, bei dem die Fähigkeiten sowohl als Topstrahler als auch als Seitenstrahler eingesetzt zu werden in einem einzigen Bauteil vereint sind. Das Grundmaterial ragt auch aus den anderen Seiten des Bauteils heraus (6 ). Diese Seitenflügel wirken als Wärmesenken, um die Wärmeableitung des Bauteils zu verbessern. - In anderen Bestückungsanordnungen können diese Seitenflügel auch als Mittel verwendet werden, eine Verbindung mit externen Oberflächen wie PCBs herzustellen, wie in
3 und4 gezeigt. In diesem Fall wird das Bauelement in das Untersystem, d. h. PCB, eingefasst und kann als Topstrahler und auch als Unterseitenstrahler verwendet werden. Diese Bestückungskonfiguration reduziert das Höhenprofil des Bauelements über dem Untersystem, da sich ein Teil des Bauelements unterhalb der Oberfläche des Untersystems befindet. In diesem Fall wirken die beiden anderen freien Oberflächen (7 ) und (8 ) stattdessen als Wärmesenken. - Der Konstruktion innewohnend ist es, dass keine Anschlussformung erforderlich ist, da die Verbindungen nach außen durch das Grundmaterial bereitgestellt werden. Dieses Merkmal schließt die mechanischen Beanspruchungen aus, denen die Bauteile typischerweise während der herkömmlichen Formprozesse ausgesetzt sind. Folglich nimmt die Robustheit und Zuverlässigkeit der Bauteile stark zu.
- Ein weiteres der Erfindung innewohnendes Merkmal ist sein relativ dickeres Grundmaterial im Vergleich zu anderen auf dem Markt erhältlichen vergleichbaren Produkten. Dies in Verbindungen mit den 'Wärmesenken' verbessert die Fähigkeit der Bauteile, Wärme abzuleiten, sehr stark. Höhere Ströme und Leistung können eingesetzt werden, um ein besseres Betriebsverhalten der Geräte hervorzubringen.
Claims (13)
- Optoelektronisches Bauelement, das auf der SM-Technologie (Surface Mount Technologie) basiert, mit: einem elektrisch leitenden Material (
1 ) zum Bilden eines Grundmaterials für die Bestückung, einem trüben Kunststoffmaterial (2 ) zum Bilden eines Gehäuses für die Bestückung, einer Eintiefung (5 ), welche sich innerhalb des Kunststoffmaterials (2 ) befindet, zumindest einer Auskragung des Grundmaterials zur Wärmeableitung, wobei die Auskragung aus einer seitlichen Oberfläche des Gehäuses ragt, zumindest einem in der Eintiefung (5 ) montierten optoelektronischen Chip (3 ), wobei das Grundmaterial vom Zentrum zum Boden (8 ) des Bauelements herausragt, wobei externe Verbindungsanschlüsse durch das Grundmaterial selbst bereitgestellt werden. - Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 1, wobei sich das Grundmaterial durchgehend von der Mitte bis zur Unterseite erstreckt und zum Gehäuse herausragt, wobei die Seitenflügel zur Wärmeableitung dienen.
- Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 1, wobei die Eintiefung (
5 ) mit einer durchsichtigen und Licht durchlässigen Harzmasse gefüllt ist. - Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 1, wobei elektrische Verbindung(en) zwischen dem Chip (
3 ) und dem Grundmaterial mit metallischem Draht (4 ) vorgesehen ist. - Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 1, wobei die Verbindungsanschlüsse zum Verbinden zu externen Untersystemen vorgesehen sind.
- Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 1, wobei die seitlichen Auskragungen für elektrische Verbindungsanschlüsse verwendet werden können.
- Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 1, wobei keine Anschlussformung für externe Verbindungsanschlüsse notwendig ist.
- Optoelektronisches Bauelement, das auf der SM-Technologie (Surface Mount Technologie) basiert, mit: einem elektrisch leitenden Material (
1 ) zum Bilden eines Grundmaterials für die Bestückung, einem trüben Kunststoffmaterial (2 ) zum Bilden eines Gehäuses für das Grundmaterial, einer Eintiefung (5 ), welche sich innerhalb des Kunststoffmaterial (2 ) befindet, zumindest einer Auskragung des Grundmaterials zur Wärmeableitung, wobei die Auskragung aus einer seitlichen Oberfläche ragt, zumindest einem in der Eintiefung (5 ) montierten optoelektronischen Chip (3 ), wobei das Grundmaterial vom Zentrum zu zwei anderen Seitenflächen des Bauelements herausragt, wobei externe Verbindungsanschlüsse durch das zu den Seitenflächen herausragende Grundmaterial selbst bereitgestellt werden. - Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 8, wobei sich das Grundmaterial durchgehend von der Mitte bis zur Unterseite erstreckt und zum Gehäuse herausragt, wobei die Seitenflügel zur Wärmeableitung dienen.
- Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 8, wobei die Eintiefung (
5 ) mit einer durchsichtigen und Licht durchlässigen Harzmasse gefüllt ist. - Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 8, wobei keine Anschlussformung für externe Verbindungsanschlüsse notwendig ist.
- Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 8, wobei elektrische Verbindung(en) zwischen dem Chip (
3 ) und dem Grundmaterial mit metallischem Draht (4 ) vorgesehen ist. - Optoelektronisches Bauelement nach Anspruch 8, wobei die Verbindungsanschlüsse zum Verbinden zu externen Untersystemen, wie PCBs, vorgesehen sind.
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