DE102015112757A1

DE102015112757A1 - Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements und optoelektronisches Bauelement

Info

Publication number: DE102015112757A1
Application number: DE102015112757.1A
Authority: DE
Inventors: Martin Brandl; Ion Stoll; Michael Wittmann
Original assignee: Osram Opto Semiconductors GmbH
Current assignee: Ams Osram International GmbH
Priority date: 2015-08-04
Filing date: 2015-08-04
Publication date: 2017-02-09
Also published as: WO2017021346A1

Abstract

Ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements umfasst Schritte zum Bereitstellen eines Leiterrahmens, zum Bereitstellen eines Stabilisierungsrahmens, zum Anordnen des Stabilisierungsrahmens auf dem Leiterrahmen und zum Einbetten des Leiterrahmens und des Stabilisierungsrahmens in einen Formkörper.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements gemäß Patentanspruch 1 sowie ein optoelektronisches Bauelement gemäß Patentanspruch 11.
Aus dem Stand der Technik sind optoelektronische Bauelemente bekannt, deren Gehäuse einen in einen Formkörper eingebetteten Leiterrahmen aufweisen. Solche Gehäuse erfordern eine Mindestwandstärke des Formkörpers, um eine ausreichende Stabilität zu gewährleisten.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements anzugeben. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein optoelektronisches Bauelement bereitzustellen. Diese Aufgabe wird durch ein optoelektronisches Bauelement mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind verschiedene Weiterbildungen angegeben.
Ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements umfasst Schritte zum Bereitstellen eines Leiterrahmens, zum Bereitstellen eines Stabilisierungsrahmens, zum Anordnen des Stabilisierungsrahmens auf dem Leiterrahmen und zum Einbetten des Leiterrahmens und des Stabilisierungsrahmens in einen Formkörper.
Vorteilhafterweise kann der in den Formkörper eingebettete Stabilisierungsrahmen bei dem durch dieses Verfahren erhältlichen optoelektronischen Bauelement eine Stabilisierung des aus dem Formkörper, dem Leiterrahmen und dem Stabilisierungsrahmen gebildeten Gehäuses bewirken. Dadurch kann der Stabilisierungsrahmen beispielsweise eine durch einen hohen Füllstoffanteil bedingte reduzierte Stabilität des Formkörpers ausgleichen. Außerdem ermöglicht es die durch den Stabilisierungsrahmen erhöhte Stabilität des Gehäuses des durch das Verfahren erhältlichen optoelektronischen Bauelements, eine Wandstärke des Formkörpers zu reduzieren. Dies ermöglicht es, das optoelektronische Bauelement mit besonders kompakten äußeren Abmessungen auszubilden.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Stabilisierungsrahmen als Gitter mit mindestens einer Masche bereitgestellt. Vorteilhafterweise kann der Stabilisierungsrahmen dadurch ein verstärkendes Skelett im Gehäuse des durch das Verfahren erhältlichen optoelektronischen Bauelements bilden.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Formkörper mit einer an einer Oberseite des Formkörpers angeordneten Kavität ausgebildet. Die Kavität kann beispielsweise zur Aufnahme eines optoelektronischen Halbleiterchips vorgesehen sein. Vorteilhafterweise bietet die Kavität dem optoelektronischen Halbleiterchip dadurch Schutz und kann als Reflektor zur Sammlung von durch den optoelektronischen Halbleiterchip emittierter elektromagnetischer Strahlung dienen. Die Kavität kann zusätzlich auch zur Aufnahme eines Vergussmaterials vorgesehen sein, das einen weiteren zusätzlichen Schutz des optoelektronischen Halbleiterchips bewirkt und/oder zur Wellenlängenkonversion vorgesehen sein kann.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Kavität so angeordnet, dass sie von einer Masche des Stabilisierungsrahmens umschlossen ist. Vorteilhafterweise bewirkt die Masche des Stabilisierungsrahmens dadurch eine skelettartige Verstärkung des Gehäuses des durch das Verfahren erhältlichen optoelektronischen Bauelements.
In einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst dieses einen weiteren Schritt zum Anordnen eines optoelektronischen Halbleiterchips in der Kavität. Der optoelektronische Halbleiterchip kann beispielsweise ein Leuchtdiodenchip (LED-Chip) sein. Durch die Anordnung des optoelektronischen Halbleiterchips in der Kavität an der Oberseite des Formkörpers wird der optoelektronische Halbleiterchip vor einer Beschädigung durch äußere mechanische Einwirkungen geschützt. Die Kavität kann außerdem als Reflektor zur Sammlung von durch den optoelektronischen Halbleiterchip emittierter elektromagnetischer Strahlung dienen.
In einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst dieses einen weiteren Schritt zum Zerteilen des Formkörpers. Dies ermöglicht es, mit dem Verfahren eine Mehrzahl optoelektronischer Bauelemente gleichzeitig in parallelen Arbeitsgängen herzustellen. Dadurch können die Herstellungskosten und die zur Herstellung erforderliche Zeit pro optoelektronischem Bauelement deutlich reduziert sein.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Formkörper so zerteilt, dass jeder durch das Zerteilen gebildete Teil des Formkörpers eine Masche des Stabilisierungsrahmens umfasst. Dies ermöglicht es, einen als Gitter ausgebildeten Stabilisierungsrahmen zur Herstellung einer Vielzahl optoelektronischer Bauelemente zu verwenden.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Stabilisierungsrahmen während des Anordnens auf dem Leiterrahmen mechanisch mit dem Leiterrahmen verbunden. Das mechanische Verbinden des Stabilisierungsrahmens mit dem Leiterrahmen kann beispielsweise durch mechanisches Verklemmen erfolgen. Vorteilhafterweise erleichtert eine mechanische Verbindung zwischen dem Stabilisierungsrahmen und dem Leiterrahmen die weitere Durchführung des Verfahrens, insbesondere die Einbettung des Leiterrahmens und des Stabilisierungsrahmens in den Formkörper. Eine mechanische Verbindung zwischen dem Stabilisierungsrahmen und dem Leiterrahmen kann auch die Stabilität des Gehäuses des durch das Verfahren erhältlichen optoelektronischen Bauelements erhöhen.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Stabilisierungsrahmen durch ein Formverfahren (Moldverfahren) ausgebildet. Dies ermöglicht vorteilhafterweise eine einfache und kostengünstige Durchführung des Verfahrens.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Stabilisierungsrahmen mit in eine Dickenrichtung unterschiedlich dicken Abschnitten bereitgestellt. Dabei wird der Stabilisierungsrahmen so auf dem Leiterrahmen angeordnet, dass die Dickenrichtung senkrecht zu einer Oberseite des Leiterrahmens orientiert ist. Die eine reduzierte Dicke aufweisenden Abschnitte des Stabilisierungsrahmens können beispielsweise dazu vorgesehen sein, während des Einbettens des Leiterrahmens und des Stabilisierungsrahmens in den Formkörper eine Verteilung des Materials des Formkörpers zu erleichtern. Das Material des Formkörpers kann dabei während des Einbettens des Leiterrahmens und des Stabilisierungsrahmens in den Formkörper über die eine reduzierte Dicke aufweisenden Abschnitte des Stabilisierungsrahmens fließen.
Ein optoelektronisches Bauelement umfasst einen Leiterrahmen und einen Stabilisierungsrahmen, die gemeinsam in einen Formkörper eingebettet sind.
Der Formkörper, der in den Formkörper eingebettete Leiterrahmen und der in den Formkörper eingebettete Stabilisierungsrahmen können dabei gemeinsam ein Gehäuse des optoelektronischen Bauelements bilden. Vorteilhafterweise kann der in den Formkörper eingebettete Stabilisierungsrahmen eine mechanische Stabilisierung dieses Gehäuses bewirken. Dadurch kann der Stabilisierungsrahmen eine reduzierte mechanische Stabilität des Formkörpers ausgleichen, beispielsweise eine durch einen hohen Füllstoffgehalt des Materials des Formkörpers bedingte reduzierte Stabilität des Formkörpers. Die durch den Stabilisierungsrahmen erhöhte Stabilität des Gehäuses des optoelektronischen Bauelements kann es vorteilhafterweise außerdem ermöglichen, eine Wandstärke des Formkörpers zu reduzieren, was es ermöglicht, das optoelektronische Bauelement mit besonders kompakten äußeren Abmessungen auszubilden.
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements steht der Stabilisierungsrahmen zumindest abschnittsweise in direktem Kontakt mit dem Leiterrahmen. Vorteilhafterweise lässt sich das optoelektronische Bauelement dadurch besonders einfach herstellen.
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements ist an einer Oberseite des Formkörpers eine Kavität ausgebildet. Dabei umschließt der Stabilisierungsrahmen die Kavität. Vorteilhafterweise kann der Stabilisierungsrahmen das Gehäuse dieses optoelektronischen Bauelements dadurch besonders wirksam stabilisieren. Dies erlaubt es, den Formkörper aus einem mechanisch weniger stabilen Material auszubilden.
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements liegt der Stabilisierungsrahmen an einer Außenseite des Formkörpers zumindest abschnittsweise frei. Die Außenseite des Formkörpers kann dabei eine Seitenwand des Formkörpers oder eine Oberseite des Formkörpers sein. Ein an der Oberseite des Formkörpers freiliegender Abschnitt des Stabilisierungsrahmens kann beispielsweise dazu dienen, eine Reflektivität der Oberseite des Formkörpers zu reduzieren und/oder einen Helligkeitskontrast an der Oberseite des optoelektronischen Bauelements zu erhöhen.
In einer Ausführungsform des optoelektronischen Bauelements weisen der Stabilisierungsrahmen und der Formkörper jeweils ein Kunststoffmaterial auf. Dabei weist der Formkörper einen höheren Gehalt an Füllstoff auf als der Stabilisierungsrahmen. Der Stabilisierungsrahmen kann auch überhaupt keinen Füllstoff aufweisen. Vorteilhafterweise weist der Stabilisierungsrahmen dadurch eine höhere mechanische Stabilität auf als der Formkörper. Der höhere Gehalt an Füllstoff des Formkörpers kann vorteilhafterweise einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Formkörpers reduzieren. Der Füllstoff kann außerdem einer Erhöhung der optischen Reflektivität dienen.
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. Dabei zeigen in jeweils schematisierter Darstellung
1 eine Aufsicht auf einen Teil eines Leiterrahmens;
2 eine perspektivische Ansicht eines ersten Stabilisierungsrahmens;
3 eine Aufsicht auf den Leiterrahmen mit dem darauf angeordneten ersten Stabilisierungsrahmen;
4 eine Aufsicht auf den Leiterrahmen und den Stabilisierungsrahmen nach ihrer Einbettung in einen Formkörper;
5 eine Aufsicht auf ein durch Zerteilen des Formkörpers gebildetes Gehäuse eines ersten optoelektronischen Bauelements;
6 eine Seitenansicht des Gehäuses;
7 eine Vorderansicht des Gehäuses;
8 eine weitere Aufsicht auf einen Leiterrahmen;
9 eine Aufsicht auf den Leiterrahmen mit einem darauf angeordneten zweiten Stabilisierungsrahmen;
10 den Leiterrahmen und den zweiten Stabilisierungsrahmen nach ihrer Einbettung in einen Formkörper;
11 eine Aufsicht auf ein durch Zerteilen des Formkörpers gebildetes Gehäuse eines zweiten optoelektronischen Bauelements;
12 eine Seitenansicht des Gehäuses; und
13 eine Vorderansicht des Gehäuses.
1 zeigt in schematischer Darstellung eine Aufsicht auf eine Oberseite 101 eines Teils eines Leiterrahmens 100. Der Leiterrahmen 100 kann auch als Leadframe bezeichnet werden.
Der Leiterrahmen 100 weist ein elektrisch leitendes Material auf, beispielsweise ein Metall. Insbesondere kann der Leiterrahmen 100 beispielsweise Kupfer aufweisen. Der Leiterrahmen 100 kann an seiner Oberseite 101 und/oder an einer der Oberseite 101 gegenüberliegenden Unterseite 102 eine elektrisch leitende Beschichtung aufweisen. Die Beschichtung kann beispielsweise dazu vorgesehen sein, eine optische Reflektivität zu erhöhen und/oder eine Lötbarkeit des Leiterrahmens 100 zu verbessern.
Der Leiterrahmen 100 ist im Wesentlichen flach ausgebildet und kann beispielsweise aus einem dünnen Blech hergestellt sein. Der Leiterrahmen 100 weist eine Mehrzahl erster Leiterrahmenabschnitte 110 und eine Mehrzahl zweiter Leiterrahmenabschnitte 120 auf, die durch sich zwischen der Oberseite 101 und der Unterseite 102 durch den Leiterrahmen 100 erstreckende Durchbrüche teilweise voneinander getrennt und über Stege 130 gitterförmig miteinander verbunden sind. Die die Leiterrahmenabschnitte 110, 120 voneinander trennenden und die Stege 130 definierenden Durchbrüche können beispielsweise mittels eines Ätzverfahrens angelegt worden sein.
Die ersten Leiterrahmenabschnitte 110 und die zweiten Leiterrahmenabschnitte 120 bilden Paare 140. Jedes Paar 140 umfasst einen ersten Leiterrahmenabschnitt 110 und einen dem jeweiligen ersten Leiterrahmenabschnitt 110 benachbarten zweiten Leiterrahmenabschnitt 120. Die Leiterrahmenabschnitte 110, 120 eines Paars 140 sind nicht direkt miteinander verbunden, sondern lediglich über weitere Leiterrahmenabschnitte 110, 120 des Leiterrahmens 100.
2 zeigt eine schematische perspektivische Darstellung eines Teils eines ersten Stabilisierungsrahmens 200. Der erste Stabilisierungsrahmen 200 ist als in einer lateralen Ebene ausgedehntes Gitter ausgebildet und weist eine Oberseite 201 und eine der Oberseite 201 gegenüberliegende Unterseite 202 auf.
Der erste Stabilisierungsrahmen 200 ist als Rechteckgitter ausgebildet. Dabei weist der erste Stabilisierungsrahmen 200 geradlinig verlaufende Stege 220 auf, die sich an Knoten 210 rechtwinklig kreuzen und rechteckige Maschen 230 umgrenzen.
Die Stege 220 des ersten Stabilisierungsrahmens 200 sind in dem in 2 dargestellten Beispiel in den Bereichen der Knoten 210 gegenüber den zwischen den Knoten 210 liegenden Bereichen in eine senkrecht zur Oberseite 201 und zur Unterseite 202 orientierte Dickenrichtung 240 verdickt. Im Bereich der Knoten 210 weisen die Stege 220 in Dickenrichtung 240 eine erste Dicke 241 auf. In den zwischen den Knoten 210 liegenden Abschnitten weisen die Stege 220 in Dickenrichtung 240 eine zweite Dicke 242 auf. Die zweite Dicke 242 ist niedriger als die erste Dicke 241.
Der erste Stabilisierungsrahmen 200 kann beispielsweise durch ein Formverfahren (Moldverfahren) aus einem Formmaterial (Moldcompound) hergestellt sein. Das Formmaterial kann beispielsweise ein Silikon, ein Epoxid, ein Polyolefin, beispielsweise Polyethylen (PE) mit hoher oder niedriger Dichte oder Polypropylen (PP), ein Polyvinylchlorid (PVC), ein Polystyrol (PS), ein Polyester, ein Polycarbonat (PC), ein Polyethylenterephthalat (PET), ein Polyethersulfon (PES), ein Polyethylennaphthalat (PEN), ein Polymethylmethacrylat (PMMA), ein Polyimid (PI), ein Polyetherketon (PEEK) oder ein Polyamid, beispielsweise ein Polyphthalamid (PPA) oder ein Polycyclohexylendimethylenterephthalat (PCT), aufweisen. Das Formmaterial kann außerdem zusätzlich einen Füllstoff aufweisen, beispielsweise SiO₂, TiO₂, ZrO₂, AlSO₃, BaSO₄, ein Alkali-Titanat, CaSO₄ oder Y₃Al₅O₁₂. Alternativ oder zusätzlich kann das Formmaterial auch einen farbgebenden Füllstoff aufweisen, beispielsweise Graphit oder ein Pigment, beispielsweise ein anorganisches Pigment, etwa auf Basis eines Übergangsmetalls eines Seltenerdenoxids, eines Sulfids, eines Cyanids oder eines Halogenids. Das Formmaterial kann auch einen organischen Farbstoff aufweisen.
Der erste Stabilisierungsrahmen 200 kann alternativ aber auch ein Metall, Carbon oder ein anderes mechanisch stabiles Material aufweisen.
3 zeigt eine Aufsicht auf die Oberseite 101 des Leiterrahmens 100 in einem der Darstellung der 1 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsstand.
Der erste Stabilisierungsrahmen 200 ist derart an der Oberseite 101 des Leiterrahmens 100 angeordnet worden, dass die Unterseite 202 des ersten Stabilisierungsrahmens 200 der Oberseite 101 des Leiterrahmens 100 zugewandt ist und zumindest abschnittsweise mit dieser in Kontakt steht. Dabei ist der erste Stabilisierungsrahmen 200 so angeordnet worden, dass jede Masche 230 des ersten Stabilisierungsrahmens 200 über einem Paar 140 eines ersten Leiterrahmenabschnitts 110 und eines zweiten Leiterrahmenabschnitts 120 des Leiterrahmens 100 angeordnet ist. Die Stege 220 des ersten Stabilisierungsrahmens 200 verlaufen damit im Wesentlichen zwischen den Paaren 140 von Leiterrahmenabschnitten 110, 120 des Leiterrahmens 100 und liegen auf den die Leiterrahmenabschnitte 110, 120 des Leiterrahmens 100 verbindenden Stegen 130 des Leiterrahmens 100 auf.
Der erste Stabilisierungsrahmen 200 kann mechanisch an dem Leiterrahmen 100 verankert sein. Hierzu kann der erste Stabilisierungsrahmen 200 beispielsweise an seiner Unterseite 202 Aussparungen oder Vertiefungen aufweisen, in die Abschnitte des Leiterrahmens 100, beispielsweise der Stege 130 des Leiterrahmens 100, eingesteckt, eingeklemmt oder eingeklinkt sind. Umgekehrt kann der Leiterrahmen 100 auch Öffnungen aufweisen, in die an der Unterseite 202 des ersten Stabilisierungsrahmens 200 angeordnete Vorsprünge des ersten Stabilisierungsrahmens 200 eingesteckt oder eingeklemmt sind. Der erste Stabilisierungsrahmen 200 kann aber auch lediglich auf der Oberseite 101 des Leiterrahmens 100 aufliegen.
4 zeigt eine schematische Darstellung des Leiterrahmens 100 und des ersten Stabilisierungsrahmens 200 in einem der Darstellung der 3 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsstand.
Der Leiterrahmen 100 und der erste Stabilisierungsrahmen 200 sind in einen Formkörper 300 eingebettet worden. Dabei sind der Leiterrahmen 100 und der erste Stabilisierungsrahmen 200 zumindest teilweise durch das Material des Formkörpers 300 umformt worden. Der Formkörper 300 kann beispielsweise durch einen Formprozess (Moldprozess) ausgebildet worden sein, insbesondere beispielsweise durch Spritzpressen (transfer molding) oder durch Spritzgießen (injection molding).
Das Ausbilden des Formkörpers 300 kann in einem Formwerkzeug erfolgt sein. Das den Formkörper 300 ausbildende Material kann sich dabei insbesondere über die die reduzierte zweite Dicke 242 aufweisenden Abschnitte des ersten Stabilisierungsrahmens 200 in dem Moldwerkzeug verteilt haben.
Der Formkörper 300 kann beispielsweise aus einem Formmaterial (Moldcompound) ausgebildet worden sein. Das Formmaterial kann beispielsweise ein Epoxid oder ein Silikon aufweisen.
Das den Formkörper 300 bildende Formmaterial kann außerdem einen Füllstoff aufweisen, beispielsweise SiO₂, TiO₂, ZrO₂, AlSO₃, BaSO₄, ein Alkali-Titanat, CaSO₄ oder Y₃Al₅O₁₂. Das den Formkörper 300 bildende Formmaterial kann einen hohen Füllstoffanteil aufweisen, um einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten des den Formkörper 300 bildenden Formmaterials zu reduzieren. Insbesondere kann das den Formkörper 300 bildende Formmaterial einen höheren Füllstoffanteil aufweisen als das den ersten Stabilisierungsrahmen 200 bildende Formmaterial.
Der Formkörper 300 weist eine Oberseite 301 und eine der Oberseite 301 gegenüberliegende Unterseite 302 auf. An der Oberseite 301 des Formkörpers 300 sind mehrere Kavitäten 310 ausgebildet. Die Kavitäten 310 erstrecken sich jeweils von der Oberseite 301 in den Formkörper 300 hinein.
Dabei ist jeweils eine Kavität 301 oberhalb eines Paars 140 eines ersten Leiterrahmenabschnitts 110 und eines zweiten Leiterrahmenabschnitts 120 des Leiterrahmens 100 angeordnet. Im Bereich der Kavität 310 liegt die Oberseite 101 des ersten Leiterrahmenabschnitts 110 und des zweiten Leiterrahmenabschnitts 120 des jeweiligen Paars 140 zumindest teilweise frei und ist nicht durch das Material des Formkörpers 300 bedeckt.
Jede Kavität 310 des Formkörpers 300 ist im Bereich einer Masche 230 des ersten Stabilisierungsrahmens 200 angeordnet. Dabei wird die Kavität 310 durch die die Masche 230 bildenden Stege 220 des ersten Stabilisierungsrahmens 200 umschlossen. Die Stege 220 verlaufen in den die jeweilige Kavität 310 umgrenzenden Wandabschnitten des Formkörpers 300 und stabilisieren diese Teile des Formkörpers 300.
In einem der Darstellung der 4 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsschritt wird der Formkörper 300 entlang von Trennebenen 410 zerteilt. Dabei werden der Leiterrahmen 100 und der erste Stabilisierungsrahmen 200 gemeinsam mit dem Formkörper 300 zerteilt.
Die Trennebenen 410 verlaufen senkrecht zur Oberseite 301 des Formkörpers zwischen den Kavitäten 310 des Formkörpers 300 entlang der Stege 200 des ersten Stabilisierungsrahmens 200. Dadurch werden während des Zerteilens des Formkörpers 300 entlang der Trennebenen 410 auch die einzelnen Maschen 230 des ersten Stabilisierungsrahmens 200 voneinander getrennt. Jeder durch das Zerteilen des Formkörpers 300 gebildete Teil des Formkörpers 300 umfasst eine Masche 230 des ersten Stabilisierungsrahmens 200.
Außerdem werden während des Zerteilens des Formkörpers 300 die Stege 130 des in den Formkörper 300 eingebetteten Leiterrahmens 100 durchtrennt, wodurch auch die Paare 140 von Leiterrahmenabschnitten 110, 120 voneinander getrennt werden. Jeder durch das Zerteilen des Formkörpers 300 entlang der Trennebenen 410 gebildete Teil des Formkörpers 300 umfasst ein Paar 140 eines ersten Leiterrahmenabschnitts 110 und eines zweiten Leiterrahmenabschnitts 120.
5 zeigt eine schematische Aufsicht auf einen durch Zerteilen des Formkörpers 300 entlang der Trennebenen 410 gebildeten Teil des Formkörpers 300. Der dargestellte Teil des Formkörpers 300 bildet ein Gehäuse 400 eines ersten optoelektronischen Bauelements. Das Gehäuse 400 umfasst den Teil des Formkörpers 300 mit einer Kavität 310, einem in den Teil des Formkörpers 300 eingebetteten Paar 140 eines ersten Leiterrahmenabschnitts 110 und eines zweiten Leiterrahmenabschnitts 120 und einer die Kavität 310 umschließenden Masche 230 des ersten Stabilisierungsrahmens 200.
6 zeigt eine schematische Ansicht einer an einer Trennebene 410 gebildeten Längsseite 420 des Gehäuses 400. 7 zeigt eine schematische Ansicht einer an einer Trennebene 410 gebildeten Stirnseite 430 des Gehäuses 400. An der Längsseite 420 und an der Stirnseite 430 des Gehäuses 400 sind jeweils beim Zerteilen des Formkörpers 300 an den Trennebenen 410 gebildete Außenseiten 320 des Formkörpers 300 sichtbar. Außerdem liegen sowohl an der Längsseite 420 als auch an der Stirnseite 430 jeweils Schnittflächen der Stege 220 des in das Gehäuse 400 eingebetteten Teils des ersten Stabilisierungsrahmens 200 frei. Außerdem liegen an der Längsseite 420 und an der Stirnseite 430 jeweils beim Zerteilen des Leiterrahmens 100 an den Trenneben 410 gebildete Schnittflächen des Leiterrahmens 100 frei.
5 zeigt, dass in der Kavität 310 des Gehäuses 400 des ersten optoelektronischen Bauelements 10 ein optoelektronischer Halbleiterchip 500 angeordnet ist. Der optoelektronische Halbleiterchip 500 kann beispielsweise ein Leuchtdiodenchip (LED-Chip) sein. Der optoelektronische Halbleiterchip 500 ist dazu ausgebildet, elektromagnetische Strahlung, beispielsweise sichtbares Licht, zu emittieren.
Der optoelektronische Halbleiterchip 500 weist eine Oberseite 501 und eine der Oberseite 501 gegenüberliegende Unterseite 502 auf. Der optoelektronische Halbleiterchip 500 ist in der Kavität 310 auf der Oberseite 101 des ersten Leiterrahmenabschnitts 110 angeordnet, wobei die Unterseite 502 des optoelektronischen Halbleiterchips 500 der Oberseite 101 des ersten Leiterrahmenabschnitts 110 zugewandt ist. Der optoelektronische Halbleiterchip 500 kann beispielsweise über eine Lötverbindung oder eine Klebeverbindung mit dem ersten Leiterrahmenabschnitt 110 verbunden sein.
Der optoelektronische Halbleiterchip 500 weist an seiner Oberseite 501 eine elektrische Kontaktfläche auf, die mittels eines Bonddrahts 510 elektrisch leitend mit dem zweiten Leiterrahmenabschnitt 120 verbunden ist. Eine weitere elektrische Kontaktfläche des optoelektronischen Halbleiterchips 500 kann an der Unterseite 502 des optoelektronischen Halbleiterchips 500 angeordnet und über die Löt- oder Klebeverbindung elektrisch leitend mit dem ersten Leiterrahmenabschnitt 110 verbunden sein. Die weitere elektrische Kontaktfläche des optoelektronischen Halbleiterchips 500 könnte aber auch ebenfalls an der Oberseite 501 des optoelektronischen Halbleiterchips 500 angeordnet sein. In diesem Fall wäre die weitere elektrische Kontaktfläche des optoelektronischen Halbleiterchips 500 über einen weiteren Bonddraht elektrisch leitend mit dem ersten Leiterrahmenabschnitt 110 verbunden.
Der optoelektronische Halbleiterchip 500 kann bereits vor dem Zerteilen des Formkörpers 300 in der Kavität 310 angeordnet worden sein. In diesem Fall wurde bevorzugt in jeder Kavität 310 an der Oberseite 301 des Formkörpers 300 jeweils ein optoelektronischer Halbleiterchip 500 angeordnet, bevor der Formkörper 300 entlang der Trennebenen 410 zerteilt wurde.
In der Kavität 310 des Gehäuses 400 des ersten optoelektronischen Bauelements 10 kann ein Vergussmaterial angeordnet sein. In diesem Fall ist der in der Kavität 310 angeordnete optoelektronische Halbleiterchip 500 in das Vergussmaterial eingebettet und dadurch vor einer Beschädigung durch äußere Einwirkungen geschützt. Das in der Kavität 310 angeordnete Vergussmaterial kann beispielsweise ein Silikon aufweisen. Das in der Kavität 310 angeordnete Vergussmaterial kann außerdem eingebettete wellenlängenkonvertierende Partikel aufweisen, die dazu vorgesehen sind, von dem optoelektronischen Halbleiterchip 500 emittierte elektromagnetische Strahlung zumindest zum Teil in elektromagnetische Strahlung einer anderen Wellenlänge zu konvertieren. Das Vergussmaterial kann aber auch entfallen.
Anhand der 8 bis 13 wird nachfolgend ein weiteres Verfahren zum Herstellen eines zweiten optoelektronischen Bauelements erläutert. Das anhand der 8 bis 13 beschriebene Verfahren und das durch das Verfahren erhältliche zweite optoelektronische Bauelement weisen große Übereinstimmungen mit dem vorstehend anhand der 1 bis 7 beschriebenen Verfahren und dem durch das vorstehend beschriebene Verfahren erhältlichen ersten optoelektronischen Bauelement 10 auf. Entsprechende Komponenten sind in 8 bis 13 mit denselben Bezugszeichen versehen wie in 1 bis 7. Die nachfolgende Beschreibung erläutert im Wesentlichen nur die Unterschiede zwischen den Verfahren und den durch die Verfahren erhältlichen optoelektronischen Bauelementen. Im Übrigen gilt die vorstehende Beschreibung des anhand der 1 bis 7 erläuterten Verfahrens entsprechend auch für das nachfolgend anhand der 8 bis 13 beschriebene Verfahren.
Das Verfahren beginnt mit der Bereitstellung des in 8 schematisch dargestellten Leiterrahmens 100. Der in 8 gezeigte Leiterrahmen 100 ist ausgebildet wie der in 1 gezeigte Leiterrahmen 100.
9 zeigt eine schematische Aufsicht auf die Oberseite 101 des Leiterrahmens 100 in einem der Darstellung der 8 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsstand.
Auf der Oberseite 101 des Leiterrahmens 100 ist ein zweiter Stabilisierungsrahmen 600 angeordnet worden. Der zweite Stabilisierungsrahmen 600 unterscheidet sich von dem ersten Stabilisierungsrahmen der 2 dadurch, dass die Stege 220 des zweiten Stabilisierungsrahmens 600 jeweils durch einen ersten Teilsteg 621 und einen zum ersten Teilsteg 621 parallel verlaufenden zweiten Teilsteg 622 gebildet werden. Zwischen zusammengehörigen Teilstegen 621, 622 ist der zweite Stabilisierungsrahmen 600 jeweils durchbrochen.
Die Teilstege 621, 622 des zweiten Stabilisierungsrahmens 600 sind dünner ausgebildet als die Stege 220 des ersten Stabilisierungsrahmens 200, insbesondere auch dünner als die senkrecht zur Oberseite 101 des Leiterrahmens 100 orientierte Dickenrichtung 240. Dabei kann der zweite Stabilisierungsrahmen 600 in Dickenrichtung 240 überall die gleiche Dicke aufweisen. Die Dicke des zweiten Stabilisierungsrahmens 600 in Dickenrichtung 240 kann beispielsweise etwa der zweiten Dicke 242 des ersten Stabilisierungsrahmens 200 entsprechen.
10 zeigt eine schematische Aufsicht auf den Leiterrahmen 100 und den auf dem Leiterrahmen 100 angeordneten zweiten Stabilisierungsrahmen 600 in einem der Darstellung der 9 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsstand.
Der Leiterrahmen 100 und der zweite Stabilisierungsrahmen 600 sind in einen Formkörper 300 eingebettet worden, der wie der anhand der 4 beschriebene Formkörper 300 ausgebildet ist. Während des Ausbildens des Formkörpers 300 kann das den Formkörper 300 bildende Material sich über den zweiten Stabilisierungsrahmen 600 hinweg in dem zur Ausbildung des Formkörpers 300 verwendeten Formwerkzeug verteilt haben. Dies kann insbesondere durch die geringe Dicke des zweiten Stabilisierungsrahmens 600 in Dickenrichtung 240 unterstützt worden sein.
In einem der Darstellung der 10 zeitlich nachfolgenden Bearbeitungsschritt wird der Formkörper 300 wiederum entlang von Trennebenen 410 zerteilt. Die Trennebenen 410 verlaufen dabei jeweils zwischen zusammengehörigen Teilstegen 621, 622 des in den Formkörper 300 eingebetteten Stabilisierungsrahmens 600.
11 zeigt eine schematische Aufsicht auf ein Gehäuse 400 eines zweiten optoelektronischen Bauelements 20. Das Gehäuse 400 umfasst einen durch Zerteilen des Formkörpers 300 der 10 gebildeten Teil des Formkörpers 300 der 10 mit einem darin eingebetteten Teil des Leiterrahmens 100 und einem darin eingebetteten Teil des zweiten Stabilisierungsrahmens 600. 12 zeigt eine schematische Ansicht einer Längsseite 420 des Gehäuses 400 des zweiten optoelektronischen Bauelements 20. 13 zeigt eine schematische Ansicht einer Stirnseite 430 des zweiten optoelektronischen Bauelements 20.
Auch bei dem Gehäuse 400 des zweiten optoelektronischen Bauelements 20 liegen an der Außenseite 320 des Formkörpers 300 an der Längsseite 420 und an der Stirnseite 430 des Gehäuses 400 Schnittflächen des zweiten Stabilisierungsrahmens 600 und des Leiterrahmens 100 frei.
Im Übrigen ist das zweite optoelektronische Bauelement 20 ausgebildet wie das erste optoelektronische Bauelement 10.
Der erste Stabilisierungsrahmen 200 des ersten optoelektronischen Bauelements 10 und der zweite Stabilisierungsrahmen 600 des zweiten optoelektronischen Bauelements 20 können zusätzliche Überschnitte und/oder Unterschnitte oder andere oberflächenvergrößernde geometrische Formen aufweisen. Dadurch kann sich die Kontaktfläche zwischen dem Stabilisierungsrahmen 200, 600 und dem Formkörper 300 erhöhen, wodurch sich eine verstärkte mechanische Verbindung und/oder Adhäsivverbindung zwischen dem Stabilisierungsrahmen 200, 600 und dem Formkörper 300 ergeben kann.
Die Stabilisierungsrahmen 200, 600 können wahlweise auch derart in den Formkörper 300 eingebettet werden, dass die Oberseite 201 des Stabilisierungsrahmens 200, 600 an der Oberseite 301 des Formkörpers 300 ganz oder teilweise freiliegt. Der Stabilisierungsrahmen 200, 600 kann hierbei beispielsweise eine schwarze Farbe aufweisen. Dann kann das Gehäuse 400 des optoelektronischen Bauelements 10, 20 beispielsweise einen hohen Kontrast aufweisen.
Die Stabilisierungsrahmen 200, 600 können ein mechanisch nachgiebiges oder elastisches Material aufweisen, beispielsweise ein Silikon. In diesem Fall kann der in den Formkörper 300 eingebettete Stabilisierungsrahmen 200, 600 dazu dienen, mechanische Belastungen abzufedern.
Die Erfindung wurde anhand der bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben. Dennoch ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Beispiele eingeschränkt. Vielmehr können hieraus andere Variationen vom Fachmann abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

10: erstes optoelektronisches Bauelement
20: zweites optoelektronisches Bauelement
100: Leiterrahmen
101: Oberseite
102: Unterseite
110: erster Leiterrahmenabschnitt
120: zweiter Leiterrahmenabschnitt
130: Steg
140: Paar
200: erster Stabilisierungsrahmen
201: Oberseite
202: Unterseite
210: Knoten
220: Steg
230: Masche
240: Dickenrichtung
241: erste Dicke
242: zweite Dicke
300: Formkörper
301: Oberseite
302: Unterseite
310: Kavität
320: Außenseite
400: Gehäuse
410: Trennebene
420: Längsseite
430: Stirnseite
500: optoelektronischer Halbleiterchip
501: Oberseite
502: Unterseite
510: Bonddraht
600: zweiter Stabilisierungsrahmen
621: erster Teilsteg
622: zweiter Teilsteg

Claims

Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauelements (10, 20) mit den folgenden Schritten: – Bereitstellen eines Leiterrahmens (100); – Bereitstellen eines Stabilisierungsrahmens (200, 600); – Anordnen des Stabilisierungsrahmens (200, 600) auf dem Leiterrahmen (100); – Einbetten des Leiterrahmens (100) und des Stabilisierungsrahmens (200, 600) in einen Formkörper (300).
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Stabilisierungsrahmen (200, 600) als Gitter mit mindestens einer Masche (230) bereitgestellt wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Formkörper (300) mit einer an einer Oberseite (301) des Formkörpers (300) angeordneten Kavität (310) ausgebildet wird.
Verfahren gemäß Ansprüchen 2 und 3, wobei die Kavität (310) so angeordnet wird, dass sie von einer Masche (230) des Stabilisierungsrahmens (200, 600) umschlossen ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 3 und 4, wobei das Verfahren den folgenden weiteren Schritt umfasst: – Anordnen eines optoelektronischen Halbleiterchips (500) in der Kavität (310).
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren den folgenden weiteren Schritt umfasst: – Zerteilen des Formkörpers (300).
Verfahren gemäß Ansprüchen 2 und 6, wobei der Formkörper (300) so zerteilt wird, dass jeder durch das Zerteilen gebildete Teil des Formkörpers (300) eine Masche (230) des Stabilisierungsrahmens (200, 600) umfasst.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Stabilisierungsrahmen (200, 600) während des Anordnens auf dem Leiterrahmen (100) mechanisch mit dem Leiterrahmen (100) verbunden wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Stabilisierungsrahmen (200, 600) durch ein Formverfahren ausgebildet wird.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Stabilisierungsrahmen (200) mit in eine Dickenrichtung (240) unterschiedlich dicken Abschnitten bereitgestellt wird, wobei der Stabilisierungsrahmen (200) so auf dem Leiterrahmen (100) angeordnet wird, dass die Dickenrichtung (240) senkrecht zu einer Oberseite (101) des Leiterrahmens (100) orientiert ist.
Optoelektronisches Bauelement (10, 20) mit einem Leiterrahmen (100) und einem Stabilisierungsrahmen (200, 600), die gemeinsam in einen Formkörper (300) eingebettet sind.
Optoelektronisches Bauelement (10, 20) gemäß Anspruch 11, wobei der Stabilisierungsrahmen (200, 600) zumindest abschnittsweise in direktem Kontakt mit dem Leiterrahmen (100) steht.
Optoelektronisches Bauelement (10, 20) gemäß einem der Ansprüche 11 und 12, wobei an einer Oberseite (301) des Formkörpers (300) eine Kavität (310) ausgebildet ist, wobei der Stabilisierungsrahmen (200, 600) die Kavität (310) umschließt.
Optoelektronisches Bauelement (10, 20) gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei der Stabilisierungsrahmen (200, 600) an einer Außenseite (320) des Formkörpers (300) zumindest abschnittsweise freiliegt.
Optoelektronisches Bauelement (10, 20) gemäß einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei der Stabilisierungsrahmen (200, 600) und der Formkörper (300) jeweils ein Kunststoffmaterial aufweisen, wobei der Formkörper (300) einen höheren Gehalt an Füllstoff aufweist als der Stabilisierungsrahmen (200, 600).