DE102015100025A1 - Leiterrahmen - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Leiterrahmen mit einem Rahmen mit mehreren Leiterrahmenabschnitten, wobei die Leiterrahmenabschnitte mit dem Rahmen verbunden sind, wobei der Rahmen wenigstens zwei Längsseiten und wenigstens zwei Querseiten aufweist, wobei der Rahmen aus einem Metallstreifen gebildet ist, wobei wenigstens in einer Längsseite eine Einprägung eingebracht ist, die eine Stabilität der Längsseite gegen ein Durchbiegen unterstützt.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Leiterrahmen insbesondere zur Herstellung von optoelektronischen Bauelementen gemäß Patentanspruch 1, ein Verfahren zum Herstellen eines Leiterrahmens nach Anspruch 13 und ein Moldwerkzeug nach Anspruch 14.
  • Leiterrahmen, wie aus DE 102012109159 A1 bekannt, werden dazu verwendet, um beispielsweise elektrische oder optoelektronische Bauelemente elektrisch zu kontaktieren.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen verbesserten Leiterrahmen bereitzustellen.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird durch den Leiterrahmen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Zudem wird die Aufgabe der Erfindung durch das Verfahren zum Herstellen eines Leiterrahmens gemäß Patentanspruch 13 gelöst. Weiterhin wird die Aufgabe durch das Moldwerkzeug gemäß Anspruch 14 gelöst.
  • Ein Vorteil des beschriebenen Leiterrahmens besteht darin, dass eine mechanische Stabilität des Leiterrahmens verbessert ist. Dies wird dadurch erreicht, dass der Leiterrahmen wenigstens in einer Längsseite eine Einprägung aufweist, die eine Stabilität der Längsseite gegen ein Durchbiegen unterstützt. Auf diese Weise können beispielsweise thermisch unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem Leiterrahmen und einem Moldmaterial ausgeglichen werden. Das Verwenden einer Einprägung zur Stabilisierung des Leiterrahmens bietet den Vorteil, dass die Einprägung einfach und kostengünstig in den Leiterrahmen eingebracht werden kann.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist der Leiterrahmen an zwei Längsseiten, insbesondere an zwei gegenüberliegenden Längsseiten eine Einprägung auf. Auf diese Weise wird eine weitere Stabilisierung des Leiterrahmens erreicht.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist die Einprägung in einer Mitte der Längsseite angeordnet. Auf diese Weise wird eine mit wenig Aufwand eine gute Stabilisierung des Leiterrahmens gegen ein Durchbiegen erreicht.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist der Leiterrahmen durch einen Quersteg in zwei Felder unterteilt. Auf diese Weise wird eine weitere mechanische Stabilisierung des Leiterrahmens ermöglicht.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist die Einprägung als längliche Form ausgebildet, wobei die längliche Form entlang einer Längsseite des Rahmens ausgerichtet ist. Auf diese Weise wird eine weitere Verbesserung der Stabilisierung des Leiterrahmens erreicht.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist die Einprägung eine Länge auf, die mindestens zweimal so groß ist wie die Breite der Einprägung. Dadurch wird bei möglichst wenig Fläche eine gute Stabilisierung des Leiterrahmens erreicht.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist die Einprägung eine Tiefe im Bereich von 5 bis 100 µm auf. Versuche haben gezeigt, dass eine Einprägung mit diesen Tiefenbereichen für eine gute Stabilisierung des Leiterrahmens geeignet ist. Zudem wird durch die relativ geringe Tiefe eine Beschädigung oder Verschlechterung der Handhabbarkeit des Leiterrahmens vermieden.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist die Einprägung eine Länge im Bereich von 3 mm bis 15 mm auf, insbesondere einen Bereich zwischen 5 mm und 10 mm auf. Mithilfe dieser Längenbereiche wird eine gute Stabilisierung des Leiterrahmens erreicht.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist die Einprägung eine Breite im Bereich von 0,5 mm bis 3 mm auf. Dadurch wird eine ausreichende Stabilisierung des Leiterrahmens erreicht.
  • Ein Vorteil des beschriebenen Verfahrens besteht darin, dass die Einprägung auf einfache Weise in den Leiterrahmen eingebracht wird. Dies wird dadurch erreicht, dass bei einem Formpressvorgang, bei dem der Leiterrahmen mit einem Moldmaterial versehen wird, zudem mithilfe eines Prägewerkzeuges die Einprägung in den Leiterrahmen eingebracht wird. Somit ist kein eigener Prozessschritt zur Einbringung der Einprägung erforderlich. Die Einprägung wird mithilfe eines Moldwerkzeuges eingebracht, wobei wenigstens ein Werkzeugteil ein Prägewerkzeug aufweist. Das Prägewerkzeug ist beispielsweise in Form einer Kante ausgebildet.
  • Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden, wobei
  • 1 eine schematische Ansicht eines Leiterrahmens von oben zeigt,
  • 2 eine weitere Ausführungsform eines Leiterrahmens von oben,
  • 3 eine vergrößerte Darstellung einer Einprägung,
  • 4 einen Querschnitt durch eine Einprägung,
  • 5 ein Moldwerkzeug in einer Vormontageposition,
  • 6 das Moldwerkzeug beim Moldvorgang,
  • 7 eine schematische Darstellung eines Ausschnittes eines Leiterrahmens, und
  • 8 eine schematische Darstellung eines Bauteils zeigt.
  • 1 zeigt in einer schematischen Ansicht von oben einen Leiterrahmen 1, der einen Rahmen 2 und eine Vielzahl von nicht explizit dargestellten Leiterrahmenabschnitten aufweist, die mit dem Rahmen 2 verbunden sind. Die Leiterrahmenabschnitte sind dazu vorgesehen, um elektrische Kontaktflächen für ein elektrisches Bauelement, insbesondere ein optoelektronisches Bauelement bereitzustellen. In der Regel werden mindestens zwei Leiterrahmenabschnitte mit einem elektrischen Bauelement verbunden. Dazu wird das Bauelement auf wenigstens einen Leiterrahmenabschnitt 3 aufgelegt und mithilfe einer Verbindungsmasse, einer sogenannten Moldmasse, mit dem wenigstens einen Leiterrahmenabschnitt 3 oder wenigstens zwei Leiterrahmenabschnitten 3 verbunden. Der Leiterrahmen weist beispielsweise eine Dicke im Bereich von 150 bis 200 µm auf. Der Leiterrahmen 1 ist beispielsweise aus Kupfer gebildet und wird beispielsweise durch ein Stanzverfahren aus einer Kupferplatte hergestellt.
  • Der Leiterrahmen 1 weist zwei Längsseiten 4, 5 und zwei Querseiten 6, 7 auf. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist in den Längsseiten 4, 5 und in den Querseiten 6, 7 jeweils eine Einprägung 8 eingebracht. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann auch nur in eine Längsseite 4 eine Einprägung 8 eingebracht sein. Zudem kann in einer weiteren Ausführungsform in beide Längsseiten 4, 5 eine Einprägung 8 eingebracht sein. Weiterhin kann in einer Ausführungsform in wenigstens in eine oder in beide Querseiten 6, 7 eine Einprägung 8 eingebracht sein. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Einprägung 8 jeweils in der Mitte einer Länge der Längsseite bzw. der Querseite angeordnet. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann die Einprägung 8 auch an einer anderen Position entlang der Längsseite bzw. entlang der Querseite angeordnet sein. Zudem kann abhängig von der gewählten Ausführungsform wenigstens eine Längsseite mehr als eine Einprägung 8 und/oder wenigstens eine Querseite mehr als eine Einprägung 8 aufweisen. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann die Einprägung 8 mittig in Bezug auf eine Breite des Rahmens angeordnet sein.
  • 2 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Leiterrahmens 1, wobei der Leiterrahmen 1 einen Quersteg 9 aufweist. Der Quersteg 9 ist parallel zu den Querseiten 6, 7 in der Mitte der Längsseiten 4, 5 angeordnet und mit den beiden Längsseiten 4, 5 verbunden. Zudem ist im dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils eine Einprägung 8 in der Mitte der Längsseiten 4, 5 in den Längsseiten 4, 5 angeordnet. Damit sind die Einprägungen 8 jeweils in dem Bereich angeordnet, in dem der Quersteg 9 in die Längsseiten 4, 5 einmündet. Der Leiterrahmen 1 ist üblicherweise aus einem Blech hergestellt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist auf den Leiterrahmen 1 ein Moldmaterial 10 aufgebracht, wobei elektrische Bauelemente 11 in das Moldmaterial 10 eingebettet sind. Die Bauelemente 11 können beispielsweise elektrische und/oder elektronische Bauelemente oder optoelektronische Bauelemente wie beispielsweise lichtemittierende Dioden oder Laserdioden darstellen. Als Moldmaterial kann Plastik- oder Silikon-basiertes Moldmaterial verwendet werden. Zudem kann als Moldmaterial Epoxy verwendet werden.
  • Auch in der Ausführungsform der 2 können weitere Einprägungen 8 in den Längsseiten 4, 5 und/oder weitere Einprägungen 8 in den Querseiten 6, 7 des Leiterrahmens 1 vorgesehen sein, wie anhand von 1 erläutert.
  • In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Einprägungen 8 auf einer Oberseite, das heißt auf der Seite, auf der die Bauelemente 11 auf dem Leiterrahmen 1 angeordnet sind, eingebracht. Abhängig von der gewählten Ausführungsform können die Einprägungen 8 auch auf einer Unterseite des Leiterrahmens 1 oder auf verschiedenen Seiten des Leiterrahmens 1 eingebracht sein. Das Moldmaterial 10 ist in Form einer flächigen Schicht ausgebildet, in die Bauelemente 1 wenigstens mit den Seitenwänden eingebettet sind, wobei insbesondere Oberseiten der Bauelemente 11 aus dem Moldmaterial 10 herausragen. Zur Herstellung einzelner Bauteile wird der Leiterrahmen 1 in einzelne Teile zerteilt, wobei ein Bauelement 11 mithilfe des Moldmaterials 10 mit wenigstens einem Leiterrahmenabschnitt 3 mechanisch verbunden ist.
  • 3 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Draufsicht auf einen Abschnitt des Leiterrahmens 1, in den eine Einprägung 8 eingebracht ist. Der dargestellte Abschnitt des Leiterrahmens 1 kann eine Längsseite oder eine Querseite oder ein Quersteg sein. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Einprägung 8 in Form einer länglichen Struktur insbesondere in Form eines rechteckförmigen Streifens ausgebildet. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann die Einprägung 8 auch andere Formen, beispielsweise eine runde, eine rechteckige oder eine Schlangenform aufweisen. Die Einprägung 8 ist in ihrer Längsrichtung parallel zur Längsrichtung 12 des Rahmens 2 ausgerichtet. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann die Einprägung 8 beispielsweise wenigstens zweimal so lang wie breit sein. Zudem kann die Einprägung 8 eine Länge aufweisen, die im Bereich von 3 mm bis 15 mm liegt. Insbesondere kann die Einprägung 8 eine Länge aufweisen, die zwischen 5 mm und 10 mm liegt. Weiterhin kann die Einprägung 8 eine Breite 13 aufweisen, die im Bereich von 0,5 mm bis 3 mm liegt.
  • 4 zeigt einen Querschnitt längs zur Längserstreckung der Einprägung 8. Die Einprägung 8 kann eine Tiefe 15 aufweisen, die beispielsweise im Bereich von 5 µm bis 100 µm liegt.
  • 5 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Moldwerkzeug 16, das ein erstes und ein zweites Werkzeugteil 17, 18 aufweist. Das zweite Werkzeugteil 18 ist vorgesehen, um den Leiterrahmen 1 aufzunehmen. Das erste Werkzeugteil 17 ist vorgesehen, um mit dem zweiten Moldwerkzeug 18 einen Moldraum 21 um den Leiterrahmen 1 auszubilden und ein Moldmaterial 20 entsprechend zu formen. Zudem weist in der dargestellten Ausführungsform das erste Werkzeugteil 17 ein Prägewerkzeug 19 auf, das auf einer Unterseite des Werkzeugteils 17 angeordnet ist und dem Leiterrahmen 1 zugewandt ist. Das Prägewerkzeug 19 kann beispielsweise in Form einer Kante aus dem Material des ersten Werkzeugteils 17 gebildet sein.
  • 6 zeigt das Moldwerkzeug 16 in einer geschlossenen Position, in der das Prägewerkzeug 19 die Einprägung 8 in den Leiterrahmen 1 einprägt und zudem Moldmaterial 20 in den Moldraum 21 zwischen die Werkzeugteile 17, 18 einfließt. Zum Aushärten wird das Moldmaterial auf Temperaturen von beispielsweise 170 bis 180°C im Moldwerkzeug erwärmt. Nach dem Entfernen aus dem Moldwerkzeug und einem abschließenden Abkühlprozess kann die Gefahr bestehen, dass aufgrund unterschiedlicher thermischer Ausdehnungskoeffizienten des Moldmaterials und des Materials des Leiterrahmens eine Verbiegung bzw. Durchbiegung des Leiterrahmens 1 erfolgt. Nach dem Aushärten des Moldmaterials 20 werden die Werkzeugteile 17, 18 voneinander getrennt und der Rahmen 1 wird entnommen. Dabei ist der Rahmen 1 beispielsweise wie in 2 dargestellt ausgebildet. Durch die Einbringung der Einprägung 8 weist der Leiterrahmen 1 nach dem Entfernen aus dem Moldwerkzeug 16 eine geringere Durchbiegung auf. Durch die Einbringung wenigstens einer Einprägung wird eine entsprechende Durchbiegung wenigstens reduziert, insbesondere vermieden. Abhängig von der verwendeten Ausführungsform kann die Einprägung 8 auch vor dem Moldverfahren in den Rahmen 1 eingebracht werden.
  • 7 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Ausschnitt einer einfachen Ausführung eines Leiterrahmens 1, wobei zwei Leiterrahmenabschnitten 3, 22 dargestellt sind. Die Leiterrahmenabschnitte 3, 22 sind als Streifen ausgebildet und einteilig mit Längsseiten 4, 5 des Rahmens 2 verbunden sind.
  • 8 zeigt in einer schematischen Seitenansicht ein Bauteil mit einem Bauelement 11. Das Bauelement 11 ist auf dem ersten Leiterrahmenabschnitt 3 montiert. Zudem ist das Bauelement 11 mithilfe des Moldmaterials mechanisch mit dem zweiten Leiterrahmenabschnitt 22 verbunden. Weiterhin ist das Bauelement 11 über einen Bonddraht 23 elektrisch mit dem zweiten Leiterrahmenabschnitt 22 verbunden.
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Leiterrahmen
    2
    Rahmen
    3
    Leiterrahmenabschnitt
    4
    erste Längsseite
    5
    zweite Längsseite
    6
    erste Querseite
    7
    zweite Querseite
    8
    Einprägung
    9
    Quersteg
    10
    Moldmaterial
    11
    Bauelement
    12
    Längserstreckung
    13
    Breite
    14
    Länge
    15
    Tiefe
    16
    Moldwerkzeug
    17
    erstes Werkzeugteil
    18
    zweites Werkzeugteil
    19
    Prägewerkzeug
    20
    Moldmaterial
    21
    Moldraum
    22
    2. Leiterrahmenabschnitt
    23
    Bonddraht
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102012109159 A1 [0002]

Claims (15)

  1. Leiterrahmen (1) mit einem Rahmen (2) mit mehreren Leiterrahmenabschnitten (3, 22), wobei die Leiterrahmenabschnitte (3, 22) mit dem Rahmen (2) verbunden sind, wobei der Rahmen (2) wenigstens zwei Längsseiten (4, 5) und wenigstens zwei Querseiten (6, 7) aufweist, wobei wenigstens in einer Längsseite (4, 5) eine Einprägung (8) eingebracht ist, die eine Stabilität der Längsseite (4, 5) gegen ein Durchbiegen unterstützt.
  2. Leiterrahmen nach Anspruch 1, wobei beide Längsseiten (4, 5) eine Einprägung (8) aufweisen.
  3. Leiterrahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einprägung (8) in einer Mitte der Längsseite (4, 5) angeordnet ist.
  4. Leiterrahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Rahmen (1) einen Quersteg (9) aufweist, wobei der Quersteg (9) parallel zu den Querseiten (6, 7) angeordnet ist, wobei der Quersteg (9) in der Mitte der Längsseite (4, 5) angeordnet ist.
  5. Leiterrahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einprägung (8) eine längliche Form aufweist, wobei die Einprägung (8) entlang einer Längsrichtung (12) einer Längsseite (4, 5) ausgerichtet ist.
  6. Leiterrahmen nach Anspruch 5, wobei die Einprägung (8) wenigstens zweimal so lang wie breit ist.
  7. Leiterrahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einprägung (8) eine Tiefe im Bereich von 5µm bis zu 100µm aufweist.
  8. Leiterrahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einprägung (8) eine Länge im Bereich von 3 mm bis 15 mm, insbesondere zwischen 10µm und 50µm aufweist.
  9. Leiterrahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einprägung (8) eine Breite im Bereich von 0,5 mm bis 3mm aufweist.
  10. Leiterrahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Leiterrahmen (1) eine Dicke im Bereich von 100 µm bis 300µm, insbesondere zwischen 150µm und 200µm aufweist.
  11. Leiterrahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Leiterrahmen (1) aus Kupfer gebildet ist.
  12. Leiterrahmen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Leiterrahmen mit einem Moldmaterial (20) versehen ist.
  13. Verfahren zum Herstellen eines Leiterrahmens mit einer Moldmaterialschicht, wobei der Leiterrahmen in ein Moldwerkzeug mit zwei Werkzeugteilen eingelegt wird, wobei durch eine relative Bewegung der Werkzeugteile zueinander ein Moldraum für das Moldmaterial gebildet wird, und wobei ein Werkzeugteil ein Prägewerkzeug aufweist, wobei das Prägewerkzeug bei der relativen Bewegung der Werkzeugteile zueinander eine Einprägung in den Leiterrahmen einbringt, und wobei weiches Moldmaterial in den Moldraum auf den Leiterrahmen aufgebracht wird.
  14. Moldwerkzeug (16) mit wenigstens zwei Werkzeugteilen (17, 18), wobei die Werkzeugteile (17, 18) relativ zueinander bewegbar sind, wobei wenigstens ein Werkzeugteil (17) ein Prägewerkezug (19) zum Einbringen einer Einprägung (8) in einen Leiterrahmen (1) aufweist.
  15. Moldwerkzeug nach Anspruch 14, wobei das Prägewerkzeug (19) in Form einer Kante ausgebildet ist.
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