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Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für ein elektronisches Bauelement. Das Gehäuse weist einen Leiterrahmenabschnitt und einen Formwerkstoff auf. Der Leiterrahmenabschnitt ist aus einem elektrisch leitenden Material gebildet und weist einen Aufnahmebereich zum Aufnehmen des elektronischen Bauelements und/oder einen Kontaktbereich zum Kontaktieren des elektronischen Bauelements auf. Der Leiterrahmenabschnitt ist in den Formwerkstoff eingebettet, wobei der Formwerkstoff mindestens eine Aufnahmeausnehmung aufweist. In der Aufnahmeausnehmung sind der Aufnahmebereich und/oder der Kontaktbereich frei gelegt. Ferner betrifft die Erfindung eine elektronische Baugruppe, ein Verfahren zum Herstellen eines Gehäuses und ein Verfahren zum Herstellen einer elektronischen Baugruppe.
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Bekannte Gehäuse für elektronische Bauelemente, beispielsweise QFN(quad flat no leads)-Gehäuse, weisen als Basismaterial beispielsweise Leiterrahmenabschnitte auf. Die QFN-Gehäuse werden auch als QFN-Packages und/oder als Micro Lead Frame (MLF) bezeichnet und sind in der Elektronik als Chipgehäusebauform für integrierte Schaltungen (IC) bekannt. Die Bezeichnung „QFN“ umfasst unterschiedliche Größen von IC-Gehäusen, welche alle als oberflächenmontierte Bauteile auf Leiterplatten gelötet werden können. In dieser Beschreibung wird die Bezeichnung „QFN“ auch stellvertretend für folgende Bezeichnungen verwendet: MLPQ (Micro Leadframe Package Quad), MLPM (Micro Leadframe Package Micro), MLPD (Micro Leadframe Package Dual), DRMLF (Dual Row Micro Leadframe Package), DFN (Dual Flat No-lead Package), TDFN (Thin Dual Flat No-lead Package), UTDFN (Ultra Thin Dual Flat No-lead Package), XDFN (eXtreme thin Dual Flat No-lead Package), QFN-TEP (Quad Flat No-lead package with Top Exposed Pad), TQFN (Thin Quad Flat No-lead Package), VQFN (Very Thin Quad Flat No Leads Package). Als wesentliches Merkmal und im Gegensatz zu den ähnlichen Quad Flat Package (QFP) ragen die elektrischen Anschlüsse (Pins) nicht seitlich über die Abmessungen der Kunststoffummantelung der Gehäuse hinaus, sondern sind in Form von nicht verzinnten Kupferanschlüssen, die beispielsweise durch die Unterseiten der Leiterrahmenabschnitte gebildet sein können, plan in die Unterseite des Gehäuses integriert. Dadurch kann der benötigte Platz auf der Leiterplatte reduziert werden und eine höhere Packungsdichte erreicht werden. Ferner kann eine besonders gute Wärmeabfuhr hin zu der Leiterplatte gewährleistet werden.
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Die Leiterrahmenabschnitte werden aus Leiterrahmen vereinzelt. Die Leiterrahmen weisen beispielsweise ein elektrisch leitendes Material, beispielsweise Kupfer, auf oder sind daraus gebildet. Die Leiterrahmenabschnitte dienen beispielsweise zum mechanischen Befestigen und/oder zum elektrischen Kontaktieren elektronischer Bauelemente, wie beispielsweise Chips, beispielsweise Halbleiter-Chips, und/oder elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelemente. Dazu weisen die Leiterrahmenabschnitte beispielsweise Aufnahmebereiche zum Aufnehmen der elektronischen Bauelemente, und/oder Kontaktbereiche zum elektrischen Kontaktieren der elektronischen Bauelemente auf.
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Beim Herstellen der Gehäuse werden die Leiterrahmen in einen Formwerkstoff eingebettet, beispielsweise in einem Mold-Verfahren, beispielsweise einem Spritzguss- oder Spritzpressverfahren. Der Formwerkstoff kann als Kunststoffummantelung ausgebildet sein. Das Gebilde aus Formwerkstoff und dem darin eingebetteten Leiterrahmen kann auch als Gehäuseverbund bezeichnet werden. Dass die Leiterrahmen bzw. Leiterrahmenabschnitte in den Formwerkstoff eingebettet werden, bedeutet beispielsweise, dass die Leiterrahmen bzw. die Leiterrahmenabschnitte zumindest teilweise von dem Formwerkstoff umgeben werden. Teile der Leiterrahmen können frei von Formwerkstoff bleiben, beispielsweise an einer Unterseite der Leiterrahmen die elektrischen Anschlüsse zum Kontaktieren der Gehäuse, insbesondere der Leiterrahmenabschnitte der Gehäuse, und/oder beispielsweise an einer Oberseite der Leiterrahmen Aufnahmeausnehmungen, in denen die Aufnahmebereiche und/oder Kontaktbereiche frei gelegt sind. Die elektrischen Kontakte der Gehäuse sind an einer den Aufnahmebereichen gegenüberliegenden Seite der Leiterrahmenabschnitte ausgebildet. Beispielsweise sind die elektrischen Kontakte durch die Unterseiten der Leiterrahmenabschnitte gebildet. Dadurch können die fertigen Gehäuse auf eine Leiterplatte aufgesetzt werden, wobei direkt über den dadurch entstehenden körperlichen Kontakt zwischen dem Gehäuse und der Leiterplatte auch der elektrische Kontakt zu dem Leiterrahmenabschnitt und dem damit kontaktierten elektronischen Bauelement und/oder eine thermische Ankopplung des Gehäuses bzw. des elektronischen Bauelements an die Leiterplatte hergestellt werden kann.
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Bei dem Einbetten des Leiterrahmens in den Formwerkstoff können sich die durch Formwerkstoff und Leiterrahmen gebildeten Gehäuseverbände und/oder die entsprechenden Gehäuse beispielsweise aufgrund von Materialschwindung und/oder aufgrund von Wärmeausdehnung verbiegen. Bei derartig verbogenen Gehäuseverbänden bzw. Gehäusen können bei nachfolgenden Bearbeitungsprozessen Probleme aufwerfen. Beispielsweise können die verbogenen Gehäuseverbände auf Rollbändern, Magazin-Ein- oder Ausgängen und/oder bei Ansaugung auf einem Vakuumtisch relativ schlecht gehandhabt werden.
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Eine Ursache für die Durchbiegung liegt beispielsweise in den unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE) zwischen dem Material des Leiterrahmens und dem Material des Formwerkstoffs, der beispielsweise einen Duroplasten aufweisen kann, beispielsweise Epoxidharz, Silikonharz, oder einen Thermoplasten, beispielsweise PPA oder Polyester. Der CTE des Formwerkstoffs liegt in der Regel über der Glasübergangstemperatur höher als der des Materials des Leiterrahmens und unter der Glasübergangstemperatur unter dem CTE des Materials des Leiterrahmens. Aufgrund dieser Unterschiede der Wärmeausdehnungskoeffizienten entsteht beispielsweise korrespondierend zu dem bekannten Bi-Metall-Effekt die vorstehend beschriebene Durchbiegung.
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Zum Vermeiden der Durchbiegung des Gehäuseverbundes bzw. des Gehäuses ist es bekannt, beispielsweise als Formwerkstoff Epoxid-basierte Harze zu verwenden, beispielsweise einen EMC (electro mold compound), deren CTEs unterhalb ihrer Glasübergangstemperatur beispielsweise zwischen 7 ppm/K bis 12 ppm/K betragen, und für das Material der Leiterrahmen beispielsweise eine FeNi-Legierung, beispielsweise Alloy 42, zu verwenden mit einem CTE von ca. 8 ppm/K. Bei Verwendung dieser Materialen kann bei dem Gehäuseverbund die Verbiegung gering gehalten jedoch nicht verhindert werden. Bei vielen Anwendungen, beispielsweise bei Gehäusen für elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelemente, können jedoch hochwärmeleitfähige Leiterrahmen, beispielsweise aus Kupfer, gewünscht sein.
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Ferner ist es zum Vermindern der Verbiegung bekannt, eine Dicke des Formwerkstoffs auf den Leiterrahmen so weit wie möglich zu verringern. Ferner ist es zum Vermindern der Verbiegung bekannt, zwei Formwerkstoffbereiche auf einem Leiterrahmen auszubilden, die in der Mitte voneinander beabstandet sind, so dass der Leiterrahmen zwischen den beiden Formwerkstoffbereichen frei von Formwerkstoff ist. Ferner können bei den nachfolgenden Bearbeitungsprozessen beispielsweise Andruckrollen verwendet werden, um die durchgebogenen Gehäuseverbände auf das entsprechende Transportmittel zu drücken.
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In verschiedenen Ausführungsbeispielen werden ein Gehäuse und eine elektronische Baugruppe bereitgestellt, die einfach, präzise und/oder mit lediglich einer geringen oder keiner Durchbiegung herstellbar sind.
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In verschiedenen Ausführungsformen werden ein Verfahren zum Herstellen eines Gehäuses für elektronische Bauelemente und ein Verfahren zum Herstellen einer elektronischen Baugruppe bereitgestellt, die einfach und/oder präzise durchführbar sind und/oder bei denen eine Durchbiegung eines Gehäuseverbundes während des Herstellungsprozesses verringert oder verhindert werden kann.
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In verschiedenen Ausführungsformen wird ein Gehäuse für ein elektronisches Bauelement bereitgestellt. Das Gehäuse weist einen Leiterrahmenabschnitt auf, der aus einem elektrisch leitenden Material gebildet ist und der einen Aufnahmebereich zum Aufnehmen des elektronischen Bauelements und/oder einen Kontaktbereich zum Kontaktieren des elektronischen Bauelements aufweist. Das Gehäuse weist ferner einen Formwerkstoff auf, in den der Leiterrahmenabschnitt eingebettet ist. Der Formwerkstoff weist mindestens eine Aufnahmeausnehmung auf, in der der Aufnahmebereich und/oder der Kontaktbereich frei gelegt sind. Der Formwerkstoff weist mindestens eine Spannungsreduktionsausnehmung auf, die frei von dem Aufnahmebereich und/oder dem Kontaktbereich ist.
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Die Spannungsreduktionsausnehmung bewirkt während eines Herstellungsprozesses zum Herstellen des Gehäuses eine Reduzierung eines zu dem Bi-Metall-Effekt korrespondierenden Effekts zwischen dem Formwerkstoff und dem Leiterrahmenabschnitt und trägt somit dazu bei, ein Durchbiegen des Leiterrahmens und des Formwerkstoffs zu verhindern oder zumindest zu verringern. Aufgrund des Verhinderns bzw. Verringerns der Durchbiegung können nachfolgende Bearbeitungsprozesse einfach und präzise durchgeführt werden.
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Dass die Spannungsreduktionsausnehmung frei von dem Aufnahmebereich und/oder dem Kontaktbereich ist, bedeutet beispielsweise, dass die Spannungsreduktionsausnehmung keinen anderen Zweck hat, als die Spannung zwischen dem Formwerkstoff und dem Leiterrahmen zu verringern und/oder dass bei nachfolgenden Bearbeitungsprozessen die Spannungsreduktionsausnehmung nicht zum Anordnen und/oder Kontaktieren elektronischer Bauelemente verwendet wird. Die Aufnahmeausnehmung kann beispielsweise auch als Kavität bezeichnet werden. Das Gehäuse kann beispielsweise auch als Mold-Array bezeichnet werden. Das elektronische Bauelement kann beispielsweise auch als Unit bezeichnet werden. Ferner können mehrere elektronische Bauelemente in einem Gehäuse angeordnet sein. Die in der Aufnahmeausnehmung angeordneten elektronischen Bauelemente können beispielsweise mit einem Hüllmaterial umhüllt und/oder in das Hüllmaterial eingebettet werden, beispielsweise mit bzw. in Silikon oder in Silikon mit einem Konverter zum Konvertieren elektromagnetischer Strahlung oder mit TiO2, wobei das Hüllmaterial beispielsweise zum Teil oder ganz mit eine schwarzen Epoxid bedeckt sein kann.
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Das Gehäuse kann beispielsweise zwei, drei oder mehr der Spannungsreduktionsausnehmungen aufweisen. Das Gehäuse kann beispielsweise als QFN-Gehäuse ausgebildet sein. Das bedeutet beispielsweise, dass das Gehäuse keine nach außen führenden Drähte aufweist, die beispielsweise seitlich aus dem Gehäuse hervorstehen und die beim Anordnen des Gehäuses auf eine Leiterplatte beispielsweise nach unten gebogen werden müssten, sondern dass das QFN-Gehäuse an seiner Unterseite, elektrische Anschlüsse aufweist, die beispielsweise durch den Leiterrahmenabschnitt gebildet sind und durch die beim Aufsetzen des QFN-Gehäuses auf die Leiterplatte sowohl eine mechanische als auch eine elektrische Kopplung des QFN-Gehäuses und mittels des Leiterrahmenabschnitts auch eine elektrische Kopplung des darin angeordneten elektronischen Bauelements mit der Leiterplatte erfolgt. Ferner kann der körperliche Kontakt des Gehäuses zu der Leiterplatte und die damit verbundene thermische Ankopplung des Gehäuses an die Leiterplatte zu einem sehr guten Verhalten bei Temperaturwechselbelastung beitragen, da das Material des Leiterplattenabschnitts besonders gut an die Wärmeausdehnungskoeffizienten der Leiterplatte und/oder der Wärmesenke angepasst werden kann. Dabei kann die Leiterplatte beispielsweise eine FR1-, FR2-, FR3-, FR4-, FR5-, CEM1-, CEM2-, CEM3-, CEM4- oder CEM5-Leiterplatte sein, beispielsweise eine durchkontaktierte FR-4-Leiterplatte.
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Bei verschiedenen Ausführungsformen ist die Spannungsreduktionsausnehmung so tief ausgebildet ist, dass das Material des Leiterrahmenabschnitts in der Spannungsreduktionsausnehmung frei gelegt ist. Dies kann einfach und effektiv zu einer weitgehenden Reduzierung der Durchbiegung beitragen.
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Bei verschiedenen Ausführungsformen weist die Spannungsreduktionsausnehmung eine Nut in dem Formwerkstoff auf. Die Nut kann auf einfache Weise dazu beitragen, die Durchbiegung zu verhindern und/oder zu verringern. Ferner kann die Nut auf einfache und/oder bekannte Weise ausgebildet werden.
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Bei verschiedenen Ausführungsformen ist in einem freien Bereich, der sich in dem Formwerkstoff entlang einer Richtung parallel zu einer Oberfläche des Leiterrahmenabschnitts und parallel zu einer seitlichen Außenwand des Gehäuses erstreckt, keine Aufnahmeausnehmung ausgebildet und die Spannungsreduktionsausnehmung ist in dem freien Bereich ausgebildet. In anderen Worten kann die Spannungsreduktionsausnehmung beispielsweise genau in den freien Bereichen ausgebildet sein, in denen sich sonst der Formwerkstoff von einem Ende zum anderen Ende des Gehäuses erstrecken würde und in denen daher besonders hohe Kräfte auf den Gehäuseverbund wirken würden. Dies kann auf besonders effektive Weise zum Verhindern bzw. Verringern des Durchbiegens des Gehäuseverbundes beitragen.
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In verschiedenen Ausführungsformen ist eine elektronische Baugruppe bereitgestellt, die ein Gehäuse, beispielsweise das vorstehend erläuterte Gehäuse, und ein elektronisches Bauelement aufweist. Das elektronische Bauelement ist in dem Aufnahmebereich des Gehäuses angeordnet und/oder in dem Kontaktbereich des Gehäuses elektrisch kontaktiert. Die Spannungsreduktionsausnehmung ist frei von elektronischen Bauelementen und/oder elektrischen Kontakten. Das elektronische Bauelement kann beispielsweise ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement und/oder ein Chip, beispielsweises ein Halbleiterchip, sein. Das elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelement kann beispielsweise eine LED und/oder eine OLED sein.
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In verschiedenen Ausführungsformen wird ein Verfahren zum Herstellen eines Gehäuses für ein elektronisches Bauelement bereitgestellt, beispielsweise zum Herstellen des vorhergehend erläuterten Gehäuses. Bei dem Verfahren wird ein Leiterrahmenabschnitt bereitgestellt, der aus einem elektrisch leitenden Material gebildet ist und der einen Aufnahmebereich zum Aufnehmen des elektronischen Bauelements und/oder einen Kontaktbereich zum Kontaktieren des elektronischen Bauelements aufweist. Der Leiterrahmenabschnitt wird in einen Formwerkstoff eingebettet. In dem Formwerkstoff wird mindestens eine Aufnahmeausnehmung ausgebildet, in der der Aufnahmebereich und/oder der Kontaktbereich frei gelegt sind. In dem Formwerkstoff wird mindestens eine Spannungsreduktionsausnehmung ausgebildet, die frei von dem Aufnahmebereich und/oder dem Kontaktbereich ist. Die Spannungsreduktionsausnehmung kann beispielsweise in Form einer Nut ausgebildet werden. Ferner können auch zwei, drei oder mehr entsprechende Spannungsreduktionsausnehmungen ausgebildet werden.
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Bei verschiedenen Ausführungsformen wird die Spannungsreduktionsausnehmung so tief ausgebildet, dass das Material des Leiterrahmenabschnitts in der Spannungsreduktionsausnehmung frei gelegt ist.
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Bei verschiedenen Ausführungsformen wird in dem Formwerkstoff ein freier Bereich gebildet. Der freie Bereich erstreckt sich in dem Formwerkstoff entlang einer Richtung parallel zu einer Oberfläche des Leiterrahmenabschnitts und parallel zu einer seitlichen Außenwand des Gehäuses. In dem freien Bereich wird keine Aufnahmeausnehmung ausgebildet. Die Spannungsreduktionsausnehmung wird in dem freien Bereich ausgebildet.
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Bei verschiedenen Ausführungsformen wird der Leiterrahmenabschnitt in einem Verbund mit weiteren Leiterrahmenabschnitten als Leiterrahmen bereitgestellt. Der Leiterrahmenabschnitt wird in den Formwerkstoff eingebettet, indem der Leiterrahmen in den Formwerkstoff eingebettet wird. Der eingebettete Leiterrahmen bildet einen Gehäuseverbund. Zu jedem Leiterrahmenabschnitt werden mindestens eine Aufnahmeausnehmung und mindestens eine Spannungsreduktionsausnehmung ausgebildet. Aus dem Gehäuseverbund werden mehrere Gehäuse vereinzelt, indem die eingebetteten Leiterrahmenabschnitte voneinander getrennt werden. In anderen Worten wird das Gehäuse hergestellt, indem zunächst der Gehäuseverbund hergestellt wird, der den in den Formwerkstoff eingebetteten Leiterrahmen aufweist, und indem dann die Gehäuse aufweisend jeweils einen der Leiterrahmenabschnitte aus dem Gehäuseverbund vereinzelt werden. Das Trennen der Leiterrahmenabschnitte voneinander kann beispielsweise ein Schneiden oder Sägen des Gehäuseverbunds und/oder des Leiterrahmens umfassen.
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Bei verschiedenen Ausführungsformen weist der Leiterrahmen parallel zu seiner Oberfläche eine lange Seite und eine kurze Seite auf. Die Spannungsreduktionsausnehmungen werden beispielsweise senkrecht zu der langen Seite und/oder parallel zu der kurzen Seite ausgebildet. Dies kann besonders effektiv zum Verhindern und/oder Verringern der Durchbiegung des Gehäuseverbundes beitragen, da die Verbiegung im Wesentlichen und/oder grundsätzlich entlang der langen Seite auftritt und da die die Biegung entlang der langen Seite verläuft und besonders effektiv verringert werden kann, wenn die Spannungsreduktionsausnehmung senkrecht zu dem Verlauf der Biegung ausgebildet ist.
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Bei verschiedenen Ausführungsformen werden die Spannungsreduktionsausnehmungen an Übergängen von einem der Leiterrahmenabschnitte zu einem anderen der Leiterrahmenabschnitte ausgebildet. Beispielsweise ist jedes Gehäuse in dem Gehäuseverbund durch vorgegebene Gehäusegrenzen definiert. Die Gehäusegrenzen können beispielsweise an den Übergängen und/oder in Übergangsbereichen an den Übergängen liegen. Die Spannungsreduktionsausnehmungen können nun an den Gehäusegrenzen und/oder die Gehäusegrenzen überlappend und/oder auf den Gehäusegrenzen liegend ausgebildet sein. Beispielsweise sind die Spannungsreduktionsausnehmungen in Bereichen ausgebildet, in denen nachfolgend die Gehäuse getrennt, beispielsweise gesägt werden sollen. Dabei können sich die Spannungsreduktionsausnehmungen entlang der gesamten Gehäusegrenzen erstrecken oder lediglich über einen Teil der Gehäusegrenzen. Beispielsweise können entlang einer Gehäusegrenze mehrere Spannungsreduktionsausnehmungen ausgebildet sein, die voneinander durch Formwerkstoff getrennt sind. Beispielsweise können die Spannungsreduktionsausnehmungen so ausgebildet werden, dass sie den Formwerkstoff, der zu unterschiedlichen Gehäusen gehört, entsprechend abtrennen. Die Spannungsreduktionsausnehmungen können beispielsweise so ausgebildet sein, dass sie die einzelnen Gehäuse in dem Gehäuseverbund voneinander teilweise oder vollständig abtrennen, insbesondere deren Formwerkstoff.
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Bei verschiedenen Ausführungsformen werden die Gehäuse aus dem Gehäuseverbund vereinzelt durch Trennen der einzelnen Gehäuse im Bereich zumindest einiger der Spannungsreduktionsausnehmungen. Dies kann zu einem besonders einfachen und/oder schnellen Vereinzeln der Gehäuse beitragen, da im Bereich der Spannungsreduktionsausnehmungen nur wenig oder gar kein Formwerkstoff durchtrennt werden muss. Dies kann dazu beitragen, dass im Wesentlichen nur der Leiterrahmen durchgetrennt werden muss. Das Trennen kann beispielsweise mittels Sägen oder Schneiden des Gehäuseverbundes und/oder des Leiterrahmens erfolgen. Beispielsweise kann ein Sägeblatt zum Vereinzeln der Gehäuse so breit gewählt werden, dass der entsprechende Sägeschnitt eine Breite hat, die der Breite der Spannungsreduktionsausnehmungen entspricht oder nahezu entspricht. Die Sägeblattstärke kann beispielsweise so gewählt werden, dass bei dem fertiggestellten Gehäuse die Spannungsreduktionsausnehmung gut, kaum oder gar nicht erkennbar ist.
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Bei verschiedenen Ausführungsformen wird in dem Leiterrahmen in einem Bereich, der frei von Formwerkstoff ist, eine Leiterrahmen-Spannungsreduktionsausnehmung ausgebildet. Die Leiterrahmen-Spannungsreduktionsausnehmung kann beispielsweise in dem Leiterrahmen ausgebildet werden. Die Leiterrahmen-Spannungsreduktionsausnehmung kann beispielsweise zwischen zwei großen Flächen von Formwerkstoff ausgebildet sein. Die Leiterrahmen-Spannungsreduktionsausnehmung kann beispielsweise entlang einer Mittellinie ausgebildet sein, die eine Mitte der langen Seite des Leiterrahmens kennzeichnet und die senkrecht zu der langen Seite verläuft. Die Leiterrahmen-Spannungsreduktionsausnehmung kann sich beispielsweise durch die gesamte Dicke des Leiterrahmens hindurch erstrecken. Die Leiterrahmen-Spannungsreduktionsausnehmung in dem Leiterrahmen kann genauso wie die Spannungsreduktionsausnehmung in dem Formwerkstoff dazu beitragen, das Durchbiegen des Gehäuseverbundes zu verhindern und/oder zu verringern.
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In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Verfahren zum Herstellen einer elektronischen Baugruppe bereitgestellt, bei dem ein Gehäuse ausgebildet wird, beispielsweise gemäß dem vorhergehend erläuterten Verfahren, und bei dem vor oder nach dem Vereinzeln der Gehäuse aus dem Gehäuseverbund das bzw. die elektronischen Bauelemente in der Aufnahmeausnehmung angeordnet und/oder kontaktiert werden.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
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Es zeigen
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1 eine Schnittdarstellung in Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines Gehäuses für ein elektronisches Bauelement;
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2 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines Gehäuseverbundes;
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3 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines Gehäuseverbundes;
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4 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines Gehäuseverbundes;
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5 ein Diagramm mit Verläufen von Wärmeausdehnungskoeffizienten abhängig von der Temperatur;
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6 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines Gehäuseverbundes;
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7 eine Schnittdarstellung in Seitenansicht des Gehäuseverbundes gemäß 6;
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8 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines Gehäuseverbundes;
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9 eine Schnittdarstellung in Seitenansicht des Gehäuseverbundes gemäß 8;
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10 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines Gehäuseverbundes;
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11 eine Schnittdarstellung in Seitenansicht des Gehäuseverbundes gemäß 10;
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12 eine geschnittene Detailansicht eines Ausführungsbeispiels einer Spannungsreduktionsausnehmung;
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13 einen Sägeschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer Spannungsreduktionsausnehmung;
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14 einen Sägeschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer Spannungsreduktionsausnehmung;
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15 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines Gehäuseverbundes;
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16 eine Schnittdarstellung in Seitenansicht des Gehäuseverbundes gemäß 14;
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17 eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines Gehäuseverbundes;
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18 eine perspektivische Ansicht auf ein Ausführungsbeispiel einer elektronischen Baugruppe;
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19 eine perspektivische Ansicht auf ein Ausführungsbeispiel einer elektronischen Baugruppe;
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20 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Herstellen eines Gehäuses für ein elektronisches Bauelement und eines Verfahrens zum Herstellen einer elektronischen Baugruppe.
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In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser Beschreibung bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsbeispiele gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „vorderes“, „hinteres“, usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausführungsbeispielen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsbeispiele benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert.
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Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe "verbunden", "angeschlossen" sowie "gekoppelt" verwendet zum Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
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Ein elektronisches Bauelement kann beispielsweise ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement sein.
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Ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Halbleiter-Bauelement sein und/oder als eine elektromagnetische Strahlung emittierende Diode, als eine organische elektromagnetische Strahlung emittierende Diode, als ein elektromagnetische Strahlung emittierender Transistor oder als ein organischer elektromagnetische Strahlung emittierender Transistor ausgebildet sein. Die Strahlung kann beispielsweise Licht im sichtbaren Bereich, UV-Licht und/oder Infrarot-Licht sein. In diesem Zusammenhang kann das elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelement beispielsweise als Licht emittierende Diode (light emitting diode, LED) als organische Licht emittierende Diode (organic light emitting diode, OLED), als Licht emittierender Transistor oder als organischer Licht emittierender Transistor ausgebildet sein. Das Licht emittierende Bauelement kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen Teil einer integrierten Schaltung sein. Weiterhin kann eine Mehrzahl von Licht emittierenden Bauelementen vorgesehen sein, beispielsweise untergebracht in einem gemeinsamen Gehäuse.
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1 zeigt eine Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines herkömmlichen Gehäuses 10 für ein elektronisches Bauelement. Das Gehäuse 10 kann beispielsweise einen Leiterrahmenabschnitt 12 und einen Formwerkstoff 14 aufweisen. Der Leiterrahmenabschnitt 12 kann beispielsweise in dem Formwerkstoff 14 eingebettet sein. In dem Formwerkstoff 14 kann beispielsweise eine Aufnahmeausnehmung 18 ausgebildet sein. Die Aufnahmeausnehmung 18 dient beispielsweise zum Aufnehmen und/oder Kontaktieren des elektronischen Bauelements (siehe 17 bis 19). Der Leiterrahmenabschnitt 12 weist beispielsweise einen Aufnahmebereich zum Aufnehmen des elektronischen Bauelements und/oder einen Kontaktbereich zum Kontaktieren des elektronischen Bauelements auf. Der Aufnahmebereich und/oder der Kontaktbereich können beispielsweise in der Aufnahmeausnehmung 18 angeordnet und frei gelegt sein.
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Der Leiterrahmenabschnitt 12 kann beispielsweise ein elektrisch leitendes Material aufweisen. Das Material des Leiterrahmenabschnitts 12 kann beispielsweise eine besonders hohe elektrische Leitfähigkeit aufweisen. Das Material kann beispielsweise Kupfer, beispielsweise CuW oder CuMo, Kupferlegierungen, Messing, Nickel und/oder Eisen, beispielsweise FeNi, aufweisen und/oder kann beispielsweise daraus gebildet sein. Der Formwerkstoff 14 kann beispielsweise ein anorganisches Material, beispielswiese einen Verbundwerkstoff, beispielsweise Epoxidharz, und/oder Silikon, ein Silikon-Hybrid und/oder ein Silikon-Epoxid-Hybrid aufweisen. Eine Dicke des Gehäuses 10 kann beispielsweise 100 µm bis 1 mm, beispielsweise 200 µm bis 500 µm, beispielsweise 250 µm bis 300 µm betragen. Eine Dicke des Leiterrahmenabschnitts 12 kann beispielsweise 100 µm bis 500 µm, beispielsweise 150 µm bis 300 µm betragen.
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Das Gehäuse 10 ist beispielsweise ein QFN-Gehäuse und/oder ein Gehäuseelement eines QFN-Packages, beispielsweise eines MLPQ-(Micro Leadframe Package Quad), MLPM-(Micro Leadframe Package Micro), MLPD-(Micro Leadframe Package Dual), DRMLF-(Dual Row Micro Leadframe Package), DFN-(Dual Flat No-lead Package), TDFN-(Thin Dual Flat No-lead Package), UTDFN-(Ultra Thin Dual Flat No-lead Package), XDFN-(eXtreme thin Dual Flat No-lead Package), QFN-TEP-(Quad Flat No-lead package with Top Exposed Pad), TQFN-(Thin Quad Flat No-lead Package), VQFN-(Very Thin Quad Flat No Leads Package) Packages.
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Das Gehäuse 10 kann beispielsweise zum Aufnehmen und/oder Kontaktieren des elektronischen Bauelements oder zweier oder mehr elektronischer Bauelemente dienen. Die elektrische Kontaktierung des elektronischen Bauelements kann beispielsweise über den Leiterrahmenabschnitt 12 erfolgen, welcher beispielsweise an seiner Unterseite (die Unterseite in 1) mit einer nicht dargestellten Leiterplatte elektrisch und/oder thermisch kontaktiert sein kann.
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Ferner kann das Gehäuse 10 ein sehr gutes Verhalten bei Temperaturwechselbelastung aufweisen, da das Material des Leiterplattenabschnitts 12 besonders gut an die Wärmeausdehnungskoeffizienten der Leiterplatte und/oder der Wärmesenke angepasst werden kann. Dabei kann die Leiterplatte beispielsweise eine FR1-, FR2-, FR3-, FR4-, FR5-, CEM1-, CEM2-, CEM3-, CEM4- oder CEM5-Leiterplatte sein, beispielsweise eine durchkontaktierte FR-4-Leiterplatte.
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2 zeigt eine Seitenansicht auf ein Ausführungsbeispiel eines Gehäuseverbundes 20. Der Gehäuseverbund 20 kann beispielsweise einen Leiterrahmen 22 aufweisen, der beispielsweise mehrere der Leiterrahmenabschnitte 12 aufweisen kann, die über den Leiterrahmen miteinander verbunden sein können und/oder die den Leiterrahmen bilden können. Der Leiterrahmen 22 kann mit dem Formwerkstoff 14 beschichtet sein und/oder in den Formwerkstoff 14 eingebettet sein. Zur vereinfachten Darstellung sind die einzelnen Leiterrahmenabschnitte 12 und weitere Details des Gehäuseverbundes 20, des Formwerkstoffs 14 und/oder der Leiterrahmenabschnitte 12 nicht dargestellt.
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3 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Gehäuseverbundes 20 gemäß 2, bei dem der Gehäuseverbund 20 und/oder die Gehäuse 10 in ihrer Mitte nach unten durchgebogen sind, was weiter unten näher erläutert wird.
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4 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Gehäuseverbundes 20 gemäß 2, bei dem der Gehäuseverbund 20 und/oder die Gehäuse 10 in ihrer Mitte nach oben durchgebogen sind, was weiter unten näher erläutert wird.
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5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Diagramms, bei dem beispielhaft ein Verlauf CTE_F eines Wärmeausdehnungskoeffizienten CTE des Materials des Formwerkstoffs 14 in ppm pro Kelvin und ein Verlauf CTE_C des Wärmeausdehnungskoeffizienten CTE des Materials des Leiterrahmens 22 in ppm pro Kelvin in Abhängigkeit von der Temperatur T eingezeichnet sind. Aus dem Diagramm geht hervor, dass der Wärmeausdehnungskoeffizient CTE unterhalb einer Glasübergangstemperatur Tg des Materials des Formwerkstoffs 14 beispielsweise unter dem Wärmeausdehnungskoeffizient CTE des Materials des Leiterrahmens 22 liegt und oberhalb der Glasübergangstemperatur Tg oberhalb des Wärmeausdehnungskoeffizienten CTE des Materials des Leiterrahmens 22 liegt.
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Beispielsweise liegt die Glasübergangstemperatur Tg des Wärmeübergangskoeffizienten CTE des Materials des Formwerkstoffs 14 bei 135° C. Eine Aushärtetemperatur Tc des Materials des Formwerkstoffs 14 kann beispielsweise bei einer 145° C liegen. Unterhalb der Glasübergangstemperatur Tg ist das Material des Formwerkstoffs 14 hart oder fest. Oberhalb der Glasübergangstemperatur Tg ändert sich die Festigkeit des Materials des Formwerkstoffs 14 abrupt, so dass dieser oberhalb der Glasübergangstemperatur Tg weich oder zähflüssig ist.
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Somit weichen die temperaturbedingten Materialausdehnungen des Materials des Formwerkstoffs 14 und des Materials des Leiterrahmens 22 abhängig von der Temperatur mehr oder weniger stark voneinander ab. Beispielsweise kann sich bei hohen Temperaturen das Material des Leiterrahmens 22 stärker ausdehnen als das Material des Formwerkstoffs 14 und bei niedrigen Temperaturen kann sich das Material des Formwerkstoffs 14 stärker ausdehnen als das Material des Leiterrahmens 22. Dies führt bei unterschiedlichen Temperaturen zu unterschiedlichen Auswirkungen gemäß dem bekannten Bi-Metall-Effekt, obwohl das Material des Formwerkstoffs 14 auch frei von Metall sein kann.
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Beispielsweise beträgt eine Temperatur des in 3 gezeigten Ausführungsbeispiels des Gehäuseverbundes 20 ungefähr 135° C, was die Durchbiegung des Gehäuseverbundes 20 und/oder der Gehäuse 10 in ihrer Mitte nach unten bewirkt.
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Beispielsweise beträgt eine Temperatur des in 4 gezeigten Ausführungsbeispiels des Gehäuseverbundes 20 beispielsweise unter 50° C, beispielsweise unter 30° C, beispielsweise ungefähr 25° C, was die Durchbiegung des Gehäuseverbundes 20 und/oder der Gehäuse 10 in ihrer Mitte nach oben bewirkt.
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6 und 7 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Gehäuseverbundes 20, der beispielsweise mehrere Gehäuse 10 mit entsprechenden Leiterrahmenabschnitten 12 aufweisen kann, die über den Leiterrahmen 22 und den Formwerkstoff 14 miteinander verbunden sein können. Dabei zeigen 6 eine Draufsicht auf den Gehäuseverbund 20 und 7 eine Schnittansicht des Gehäuseverbundes 20 entlang der in 6 gezeigten Schnittkante.
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Die Gehäuse 10 können weitgehend korrespondierend zu dem in 1 gezeigten Gehäuse ausgebildet sein. Zusätzlich zu dem in 1 gezeigten Gehäuse 1 weisen jedoch die in 6 gezeigten Gehäuse 10 und/oder der Gehäuseverbund 20 zum Vermeiden der vorstehend erläuterten Durchbiegung oder zum Verringern derselben mehrere Spannungsreduktionsausnehmungen 24 auf, die in dem Formwerkstoff 14 ausgebildet sind.
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Beispielsweise können die Spannungsreduktionsausnehmungen 24 regelmäßig über die einzelnen Gehäuse 10 verteilt sein. Beispielsweise können in dem Formwerkstoff 14 der Gehäuse 10 jeweils eine, zwei, drei oder mehr Spannungsreduktionsausnehmungen 24 ausgebildet sein, beispielsweise neben je einem Aufnahmebereich 18. Ferner können die Spannungsreduktionsausnehmungen 24 verglichen mit dem Aufnahmebereich 18 kleiner, größer oder gleich groß ausgebildet sein. Beispielsweise kann lediglich eine Spannungsreduktionsausnehmung 24 pro Gehäuse 10 ausgebildet sein, die sich beispielsweise von einer untersten der in 6 gezeigten Spannungsreduktionsausnehmung 24 eines der Gehäuse 10 bis zu einer obersten der gezeigten Spannungsreduktionsausnehmungen 24 desselben Gehäuses 10 erstreckt.
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Die Durchbiegung kann weiter verringert oder verhindert werden, indem beispielsweise in der Mitte des Gehäuseverbundes 20 ein Bereich gebildet ist, in dem der Leiterrahmen 22 frei von Formwerkstoff 14 ist und in dem beispielsweise eine, zwei oder mehr Leiterrahmen- Spannungsreduktionsausnehmungen 26 ausgebildet sind.
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8 und 9 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Gehäuseverbundes 20, das weitgehend dem mit Bezug zu den 6 und 7 erläuterten Ausführungsbeispiel des Gehäuseverbundes 20 entsprechen kann. Dabei zeigen 8 eine Draufsicht auf den Gehäuseverbund 20 und 9 eine Schnittansicht des Gehäuseverbundes 20 entlang der in 8 gezeigten Schnittkante.
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Alternativ oder zusätzlich zu den in den 6 und 7 gezeigten Spannungsreduktionsausnehmungen 24 können die Spannungsreduktionsausnehmungen 24 beispielsweise so ausgebildet sein, dass sie in dem Gehäuseverbund 20 in dem Formwerkstoff 14 bei Übergängen von je einem der Gehäuse 10 zu einem anderen der Gehäuse 10 ausgebildet sind. Die Übergänge können auch Grenzen der Gehäuse 10 sein. Beispielsweise können die Spannungsreduktionsausnehmungen 24 entlang von in 8 eingezeichneten Trennlinien 28 ausgebildet sein, an denen die Gehäuse 10 nachfolgend vereinzelt, beispielsweise geschnitten oder gesägt werden. Dies kann beispielsweise dazu beitragen, den Trenn-, beispielsweise Schneide- bzw. Sägeprozess zu vereinfachen, da dann weniger Material des Formwerkstoffs 14 getrennt, insbesondere gesägt oder geschnitten werden muss. Dies kann beispielsweise dazu beitragen, dass ein Trennwerkzeug, beispielsweise ein Sägeblatt weniger Verschleiß unterliegt.
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10 und 11 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Gehäuseverbundes 20, das weitgehend einem der vorhergehend erläuterten Ausführungsbeispiele des Gehäuseverbundes 20 entsprechen kann. Dabei zeigen 10 eine Draufsicht auf den Gehäuseverbund 20 und 11 eine Schnittansicht des Gehäuseverbundes 20 entlang der in 10 gezeigten Schnittkante.
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Alternativ oder zusätzlich können die Spannungsreduktionsausnehmungen 24 an den Übergängen von einem Gehäuse 10 zu einem anderen der Gehäuse 10 durchgehend ausgebildet sein, so dass beispielsweise bezüglich des Formwerkstoffs 14 die Gehäuse 10 schon im Gehäuseverbund 20 voneinander abgetrennt sind. Dies kann beispielsweise dazu beitragen, den Trenn-, beispielsweise Schneide- bzw. Sägeprozess zu vereinfachen, da dann lediglich das Material des Leiterrahmens 20 getrennt werden muss und nicht der Formwerkstoff 14. Alternativ dazu können sich die Spannungsreduktionsausnehmungen 24 auch lediglich in einer Richtung durchgehend erstrecken, beispielsweise gemäß 10, und in einer anderen Richtung, beispielsweise senkrecht dazu, unterbrochen sein, beispielsweise gemäß 8. Ferner können die Spannungsreduktionsausnehmungen 24 an den Übergängen gemäß den 8 und/oder 10 mit den Spannungsreduktionsausnehmungen 24 gemäß 6 kombiniert sein.
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12 zeigt einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer Spannungsreduktionsausnehmungen 24, beispielsweise einer der vorhergehend erläuterten Spannungsreduktionsausnehmungen 24. Die Spannungsreduktionsausnehmung 24 kann beispielsweise eine Breite B von 0,1 bis 10,00 mm, beispielsweise von 2 bis 4 mm aufweisen. Ferner kann die Spannungsreduktionsausnehmung 24, beispielsweise eine Tiefe T aufweisen, die beispielsweise einer Dicke des Formwerkstoffs 14 auf dem Leiterrahmen 12 entsprechen kann. In anderen Worten kann der Leiterrahmen 12 in der Spannungsreduktionsausnehmung 14 frei gelegt sein und/oder frei von Formwerkstoff 14 sein. Ferner können Seitenwandungen der Ausnehmungen, durch die die Spannungsreduktionsausnehmungen 24 gebildet sind, beispielsweise einen Winkel α zu einer Senkrechten auf einer Oberfläche des Leiterrahmens 22 aufweisen, der beispielsweise zwischen 1 und 20 Grad, beispielsweise zwischen 5 und 15 Grad, beispielsweise ungefähr 9 Grad sein kann.
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13 zeigt den in 12 gezeigten Querschnitt des Ausführungsbeispiels der Spannungsreduktionsausnehmung 24 nach einem Vereinzeln der Gehäuse 10, beispielsweise nach einem Trennen der Leiterrahmenabschnitte 12 voneinander. Das Vereinzeln und/oder Trennen wird beispielsweise in einem Schneid- oder Sägeprozess durchgeführt. Bei dem Sägeprozess kann beispielsweise ein Sägeblatt mit einer ersten Breite W1 verwendet werden, die beispielsweise kleiner als die Breite B der Spannungsreduktionsausnehmung 24 ist. Dies bewirkt, dass die schrägen Seitenwände der Spannungsreduktionsausnehmungen 24 bei den nachfolgend vereinzelten Gehäusen 10 am Rand erhalten bleiben.
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14 zeigt den in 12 gezeigten Querschnitt des Ausführungsbeispiels der Spannungsreduktionsausnehmung 24 nach einem Vereinzeln der Gehäuse 10, beispielsweise nach einem Trennen der Leiterrahmenabschnitte 12 voneinander. Das Vereinzeln und/oder Trennen wird beispielsweise in einem Schneid- oder Sägeprozess durchgeführt. Bei dem Sägeprozess kann beispielsweise ein Sägeblatt mit einer zweiten Breite W2 verwendet werden, die nahezu so groß, gleich groß oder größer ist als die Breite B der Spannungsreduktionsausnehmung 24. Dies bewirkt, dass die schrägen Seitenwände der Spannungsreduktionsausnehmungen 24 bei den nachfolgend vereinzelten Gehäusen 10 am Rand nur noch kaum oder gar nicht mehr zu sehen sind.
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15 und 16 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Gehäuseverbundes 20, das weitgehend einem der vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiele des Gehäuseverbundes 20 entsprechen kann. Dabei zeigt 15 eine Draufsicht auf den Gehäuseverbund 20 und 16 eine Schnittansicht des Gehäuseverbundes 20 entlang der in 15 gezeigten Schnittkante. Das Ausführungsbeispiel des Gehäuseverbundes 20 kann beispielsweise lediglich Leiterrahmen-Spannungsreduktionsausnehmungen 26, beispielsweise eine Leiterrahmen-Spannungsreduktionsausnehmung 26, in dem Leiterrahmen 22 aufweisen. Beispielsweise kann die Leiterrahmen-Spannungsreduktionsausnehmung 26 vor dem Einbetten des Leiterrahmens 22 in den Formwerkstoff 14 ausgebildet werden. Die Leiterrahmen-Spannungsreduktionsausnehmungen 26 können beispielsweise in einer Mitte des Leiterrahmens 22 ausgebildet sein. Die Leiterrahmen-Spannungsreduktionsausnehmungen 26 können beispielsweise entlang einer Mittellinie ausgebildet sein, die eine Mitte einer langen Seite des Leiterrahmens 22 kennzeichnet und die senkrecht zu der langen Seite verläuft. Die Leiterrahmen-Spannungsreduktionsausnehmungen 26 können sich beispielsweise durch die gesamte Dicke des Leiterrahmens 22 hindurch erstrecken.
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Die vorstehenden Ausführungsbeispiele wurden mit Bezug zu stark vereinfachten grafischen Darstellungen in den entsprechenden Figuren erläutert, um die grundlegenden Prinzipien der Erfindung zu verdeutlichen.
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17 zeigt im Gegensatz dazu ein Ausführungsbeispiel eines Gehäuseverbundes 20, das prinzipiell einem der vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiele des Gehäuseverbundes 20 entsprechen kann, wobei 17 den Gehäuseverbund 20 zeigt, wie er beispielsweise im Detail ausgebildet sein kann.
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In den Aufnahmeausnehmungen 18 können beispielsweise in Aufnahmebereichen elektronische Bauelemente 30 angeordnet sein und/oder die elektronischen Bauelemente 30 können in den Kontaktbereichen elektrisch kontaktiert sein. In dem Leiterrahmen 24 können beispielsweise in der Mitte beispielsweise ein, zwei oder mehr Leiterrahmen-Spannungsreduktionsausnehmungen 26 ausgebildet sein. Zur Veranschaulichung sind auf dem in 17 rechten Abschnitt des Formwerkstoffs 14 keine Spannungsreduktionsausnehmungen 24 ausgebildet und in dem linken Abschnitt sind die Spannungsreduktionsausnehmungen 24 in den Gehäusen 10 ausgebildet.
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Falls sich die Spannungsreduktionsausnehmungen 24 und/oder die Leiterrahmen-Spannungsreduktionsausnehmungen 26 dieses oder der vorhergehend erläuterten Ausführungsbeispiele in einer länglichen Richtung erstrecken, so kann diese Richtung beispielsweise so gewählt werden, dass sie auf einer möglichen Durchbiegerichtung senkrecht steht. Beispielsweise weist der Gehäuseverbund 20 eine lange Seite A1 und eine kurze Seite A2 auf, wobei die kurze Seite A2 beispielsweise senkrecht auf der langen Seite A1 steht. Die Gefahr der Durchbiegung besteht in diesem Fall beispielsweise in Richtung der langen Seite A1, so dass beispielsweise entlang der kurzen Seite A2 keine oder nur eine vernachlässigbare Durchbiegung erfolgt. In diesem Fall können beispielsweise die Spannungsreduktionsausnehmungen 24 und/oder die Leiterrahmen-Spannungsreduktionsausnehmungen 26 dieses oder der vorhergehend erläuterten Ausführungsbeispiele senkrecht zu der langen Seite A1 und/oder parallel zu der kurzen Seite A2 ausgebildet sein.
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18 zeigt eine elektronische Baugruppe, die ein Gehäuse, beispielsweise eines der vorhergehend erläuterten Gehäuse 10, und beispielsweise mehrere, beispielsweise fünf, elektronische Bauelemente 30 aufweist. Die elektronische Baugruppe kann jedoch auch mehr oder weniger elektronische Bauelemente 30 aufweisen. Die elektronischen Bauelemente 30 können beispielsweise elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelemente aufweisen. Die elektronischen Bauelemente 30 können beispielsweise mit Hilfe von Bondverbindungen 34 mit Kontaktbereichen 32 des Leiterrahmenabschnitts 12 elektrisch verbunden sein. Das Gehäuse 10 kann beispielsweise an zwei seiner Ecken und/oder parallel zu dem Aufnahmebereich 18 je zwei Spannungsreduktionsausnehmungen 24 aufweisen. Alternativ dazu können jedoch auch mehr oder lediglich eine Spannungsreduktionsausnehmung 24 ausgebildet sein.
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19 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer elektronischen Baugruppe, das beispielsweise weitgehend dem mit Bezug zu 18 erläuterten Ausführungsbeispiel der elektronischen Baugruppe entsprechen kann, wobei die elektronische Baugruppe beispielsweise lediglich an zwei seiner Ecken und/oder parallel zu dem Aufnahmebereich 18 eine große Spannungsreduktionsausnehmungen 24 aufweisen kann.
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Bei den Ausführungsbeispielen gemäß 18 und 19 können die Spannungsreduktionsausnehmungen 24 beispielsweise in freien Bereichen 36 ausgebildet sein, die sich beispielsweise parallel zu einer langen Seitenwand des Gehäuses erstrecken und parallel zu einer Oberfläche des Leitrahmenabschnitts 12 erstrecken und die frei von Aufnahmebereichen und Kontaktbereichen sind. In anderen Worten können die Spannungsreduktionsausnehmungen 24 gerade in den freien Bereichen 36 ausgebildet werden, in denen sich ansonsten der Formwerkstoff 14 über einen relativ großen Bereich erstrecken würde. Dies kann besonders effektiv dazu beitragen, das Durchbiegen des Gehäuseverbundes 22 und/oder der Gehäuse 10 zu verhindern oder zu verringern.
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20 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Herstellen eines Gehäuses für ein elektronisches Bauelement, beispielsweise zum Herstellen eines der vorhergehend erläuterten Gehäuse 10. Das Verfahren dient dazu, das Gehäuse 10 ohne oder zumindest mit lediglich einer geringen Verbiegung herzustellen und/oder ein Verbiegen des Gehäuseverbundes 20 während des Herstellungsprozesses zu verringern oder zu verhindern.
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In einem Schritt S2 wird ein Leiterrahmen bereitgestellt, beispielsweise einer der vorstehend erläuterten Leiterrahmen 22. Der Leiterrahmen 22 kann eine Mehrzahl von Leiterrahmenabschnitten 12 aufweisen. Beispielsweise kann ein als Leiterrahmenrohling ein Kupferblech bereitgestellt werden, in dem die Leiterrahmenabschnitte 12 beispielsweise mittels eines oder zweier Ätzprozesse ausgebildet werden können.
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In einem Schritt S4 können optional eine, zwei oder mehr der Leiterrahmen-Spannungsreduktionsausnehmungen 26 in dem Leiterrahmen 22 ausgebildet werden. Die Schritte S2 und S4 können beispielsweise gleichzeitig durchgeführt werden. In anderen Worten können die Leiterrahmen-Spannungsreduktionsausnehmungen 26 in demselben Ätzprozess ausgebildet werden wie die Leiterrahmenabschnitte 12. Alternativ dazu können die Leiterrahmen-Spannungsreduktionsausnehmungen 26 auch in einem nachfolgenden Prozess, beispielsweise einem Ätzprozess oder einem Schneid- oder Sägeprozess, ausgebildet werden.
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In einem Schritt S6 kann der Leiterrahmen 22 in den Formwerkstoff 14 eingebettet werden. Dazu kann der Leiterrahmen 22 beispielsweise in einem Formwerkzeug zum Ausbilden des Formwerkstoffs 14, 16 angeordnet werden. Das Formwerkzeug kann beispielsweise einen oberen Formkörper (Topmold) und einen unteren Formkörper (Bottommold) aufweisen. Mindestens einer der Formkörper, beispielsweise der obere Formkörper, weist mehrere Hervorhebungen auf, durch die beim Ausbilden des Formwerkstoffs 14 die Aufnahmeausnehmungen 18 und/oder die Spannungsreduktionsausnehmungen 24 gebildet werden. Die Hervorhebungen stehen in dem geschlossenen Formwerkzeug beispielsweise bis auf den Leiterrahmen hervor, so dass dieser in den Bereichen, in denen die Hervorhebungen angeordnet sind, frei von Formwerkstoff bleibt. Das Formwerkzeug kann geschlossen werden und dem Formwerkzeug kann verflüssigter Formwerkstoff zugeführt werden. Der Formwerkstoff kann beispielsweise mit einer Temperatur von 150° C bis 190° C, beispielsweise mit ungefähr 175° C zugeführt werden. Der Formwerkstoff kann beispielsweise eingespritzt oder eingegossen werden. Der Formwerkstoff legt sich in dem Formwerkzeug um die Hervorhebungen und auf und unter den Leiterrahmen 22 an. Nachfolgend kann der Gehäuseverbund 20 in dem Formwerkzeug gehärtet werden oder aus dem Formwerkzeug entnommen und dann gehärtet werden. Beispielsweise kann man den Gehäuseverbund 20 abkühlen lassen oder abkühlen, beispielsweise auf eine Temperatur unter 135° C, beispielsweise auf ungefähr 25° C.
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Aufgrund der Spannungsreduktionsausnehmungen 24 ist eine Durchbiegung des Gehäuseverbundes 20 weitgehend verringert und/oder unterbunden, so dass nachfolgend die weitere Verarbeitung des Gehäuseverbundes 20 einfach und effektiv erfolgen kann. Beispielsweise kann der zumindest weitgehend flache Gehäuseverbund 20 einfach angesaugt, auf einem Transportband transportiert, mit den elektronischen Bauelementen 30 bestückt und/oder vereinzelt werden.
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In einem Schritt S8 können die Gehäuse 10 aus dem Gehäuseverbund 20 vereinzelt werden. Beispielsweise kann der Gehäuseverbund 30 geschnitten oder gesägt werden, wodurch die einzelnen Gehäuse 10 voneinander getrennt werden können. Jedes einzelne der Gehäuse 10 kann beispielsweise als QFN-Gehäuse bezeichnet werden.
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Mit Hilfe der Schritte S2 bis S8 kann das Gehäuse 10 hergestellt werden. In anderen Worten kann das Verfahren zum Herstellen des Gehäuses 10 nach dem Abarbeiten des Schritts S8 beendet werden.
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Alternativ dazu kann zusätzlich noch ein Schritt S10 durchgeführt werden, in dem ein, zwei oder mehr elektronische Bauelemente 30 in dem Gehäuse 10 angeordnet und kontaktiert werden. Das Gehäuse 10 zusammen mit den elektronischen Bauelementen 30 kann beispielsweise elektronische Baugruppe und/oder als QFN-Package bezeichnet werden. Der Schritt S10 kann beispielsweise vor oder nach dem Schritt S8, also beispielsweise vor oder nach dem Vereinzeln durchgeführt werden. Der Schritt S10 kann auch als Bestücken des Gehäuses 10 bezeichnet werden. Die Schritte S2 bis S10 können auch als Verfahren zum Herstellen einer elektronischen Baugruppe bezeichnet werden. Die in der Aufnahmeausnehmung 18 angeordneten elektronischen Bauelemente 20 können beispielsweise mit einem Hüllmaterial umhüllt und/oder in das Hüllmaterial eingebettet werden, beispielsweise mit bzw. in Silikon oder in Silikon mit einem Konverter zum Konvertieren elektromagnetischer Strahlung oder mit TiO2, wobei das Hüllmaterial beispielsweise zum Teil oder ganz mit eine schwarzen Epoxid bedeckt sein kann. Das Umhüllen bzw. Einbetten der elektronischen Bauelemente 30 kann beispielsweise vor oder nach dem Vereinzeln der Gehäuse 10 durchgeführt werden.
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Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise können die einzelnen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden. Beispielsweise können die in den 6 bis 16 gezeigten Spannungsreduktionsausnehmungen in beliebiger Kombination gemeinsam an einem Gehäuseverbund 20 und/oder einem Gehäuse 10 ausgebildet werden. Beispielsweise können die Spannungsreduktionsausnehmungen 24 in den feien Bereichen 36 und den Übergangsbereichen ausgebildet sein. Ferner können die Spannungsreduktionsausnehmungen 24 teilweise durchgehend und teilweise einzeln ausgebildet sein.
