DE102016103354A1 - Optoelektronisches bauteil mit einem leiterrahmen - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauteil mit wenigstens einem Leiterrahmenabschnitt, wobei auf dem Leiterrahmenabschnitt ein optoelektronisches Bauelement angeordnet ist, wobei wenigstens auf einer ersten Fläche des Leiterrahmens ein Moldmaterial aufgebracht und mit dem Leiterrahmenabschnitt über die erste Fläche verbunden ist, wobei der Leiterrahmenabschnitt aus einem Material besteht, und wobei ein Teil der Oberfläche des Leiterrahmenabschnittes mit einer Beschichtung versehen ist, wobei wenigstens ein erster Bereich der ersten Fläche frei von der Beschichtung ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauteil mit einem Leiterrahmenabschnitt gemäß Patentanspruch 1.
  • Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Leiterrahmen, auf denen eine LED angeordnet ist, in ein Gehäusematerial einzubetten.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein optoelektronisches Bauteil mit einem Leiterrahmenabschnitt bereitzustellen, bei dem der Leiterrahmenabschnitt mit einfachen Mitteln zuverlässig mit dem Moldmaterial verbunden ist.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird durch das elektronische Bauteil gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
  • Weitere Ausbildungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Ein Vorteil des beschriebenen Bauteils besteht darin, dass mit einfachen Herstellungsverfahren eine gute Haftung des Moldmaterials auf dem Leiterrahmenabschnitt erreicht wird. Dies wird dadurch erreicht, dass ein Teil der Fläche, auf der das Moldmaterial auf dem Leiterrahmenabschnitt aufliegt, frei von der Beschichtung des Leiterrahmens ist.
  • Dazu wird ein optoelektronisches Bauteil mit wenigstens einem Leiterrahmenabschnitt vorgeschlagen, wobei auf dem Leiterrahmenabschnitt ein optoelektronisches Bauelement angeordnet ist, wobei wenigstens auf einer ersten Fläche des Leiterrahmens ein Moldmaterial aufgebracht und mit dem Leiterrahmenabschnitt über die erste Fläche haftend verbunden ist, wobei der Leiterrahmenabschnitt aus einem Material besteht, und wobei ein Teil der ersten Fläche des Leiterrahmens mit einer Beschichtung versehen ist, wobei wenigstens ein erster Bereich der ersten Fläche frei von der Beschichtung ist.
  • In einer Ausführung ist das Bauelement als lichtemittierende Diode ausgebildet. Insbesondere bei lichtemittierenden Dioden ist eine zuverlässige mechanische Verbindung zwischen dem Leiterrahmenabschnitt und dem Moldmaterial von Vorteil.
  • In einer Ausführung ist das Material des Leiterrahmens ein Metall, insbesondere Kupfer.
  • In einer Ausführung weist die Beschichtung ein Metall auf. Mithilfe des Metalls können die gewünschten optischen und chemischen Eigenschaften einfach und kostengünstig erreicht werden. Die Beschichtung kann Nickel und/oder Silber und/oder Gold und/oder Palladium aufweisen.
  • In einer Ausführung ist der Leiterrahmenabschnitt wenigstens teilweise in das Moldmaterial eingebettet. Dadurch kann eine verbesserter Schutz des Leiterrahmens erreicht werden. Das Moldmaterial kann einen Teil eines Gehäuses bilden. Somit wird ein einfacher Aufbau ermöglicht.
  • Es wird ein Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauteils mit wenigstens einem Leiterrahmenabschnitt vorgeschlagen, wobei auf dem Leiterrahmenabschnitt ein optoelektronisches Bauelement angeordnet wird, wobei der Leiterrahmenabschnitt aus einem Material besteht, wobei ein Teil der Oberfläche des Leiterrahmens mit einer Beschichtung versehen wird, wobei wenigstens ein erster Bereich einer ersten Fläche frei von der Beschichtung bleibt, wobei wenigstens auf die erste Fläche des ersten Leiterrahmens Moldmaterial aufgebracht wird und mit dem ersten Leiterrahmenabschnitt eine haftende Verbindung eingeht.
  • In einer Ausführung wird zuerst die Beschichtung auf die erste Fläche aufgebracht, wobei anschließend die Beschichtung im ersten Bereich entfernt wird. Somit kann eine präzise Form des ersten Bereiches hergestellt werden.
  • In einer Ausführung wird wobei mithilfe einer Abdeckung beim Aufbringen der Beschichtung der erste Bereich der ersten Fläche abgedeckt, und die Beschichtung wird in der ersten Fläche außerhalb des ersten Bereiches aufgebracht. Auf diese Weise wird die Herstellung des freien Bereiches mit einfachen Mitteln ermöglicht.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung von zwei Leiterrahmenabschnitten,
  • 2 die zwei Leiterrahmenabschnitte mit einer Ansicht von oben mit einer Beschichtung und Bereichen ohne Beschichtung,
  • 3 eine Darstellung der Leiterrahmenabschnitte, die in ein Moldmaterial eingebettet sind,
  • 4 ein fertiggestelltes Bauteil, und
  • 5 ein weiteres Bauteil mit einem Leiterrahmenabschnitt.
  • 1 zeigt in einer schematischen perspektivischen Darstellung einen ersten Leiterrahmenabschnitt 1 und einen zweiten Leiterrahmenabschnitt 2. Die Leiterrahmenabschnitte sind beispielsweise aus einem Metall, insbesondere Kupfer, durch Stanzen und/oder Ätzen hergestellt. Die Leiterrahmen weisen an Seitenflächen streifenartige Randelemente, sogenannte Tie-Bars 3, 4, 5, 6, 7, 8 auf. Für verbesserte chemische und optische Eigenschaften wird wenigstens die Oberseite der Leiterrahmenabschnitte 1, 2 mit einer Beschichtung 9 versehen, wie schematisch in 2 dargestellt ist. Die Beschichtung 9 kann z.B. die Reflexion von elektromagnetischer Strahlung erhöhen. Zudem kann die Beschichtung eine elektrische Kontaktierung erleichtern und/oder das Material des Leiterrahmens schützen.
  • 2 zeigt die Leiterrahmenabschnitte 1, 2 von oben, wobei die Oberseiten der Leiterrahmenabschnitte 1, 2 mit der Beschichtung 9 versehen sind. Für die Beschichtung kann beispielsweise eine Nickel-Silber-Legierung verwendet werden. Zudem weisen die Leiterrahmenabschnitte 1, 2 erste Bereiche 10, 11, 12, 13, 14, 15 auf, die frei von der Beschichtung 9 sind. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die freien Bereiche in Form von geraden Streifen ausgebildet, die einen Mittenbereich 16, 17 des Leiterrahmens 1, 2 von den Randbereichen, insbesondere den Randelementen 3, 4, 5, 6, 7, 8 trennen. Anstelle der geraden Streifenform können die freien Bereiche auch eine Linienform, Punkte oder andere Flächenformen aufweisen.
  • 3 zeigt eine Ausführung, bei der weitere freie Bereich 18, 19 in Form von zwei Linien ausgebildet sind. Auch bei dieser Ausführung sind die Randelemente von den Mittenbereichen 16, 17 durch die weiteren freien Bereiche 18, 19 getrennt. Auch bei dieser Ausführung könnten die freien Bereiche als Punkte ausgebildet sein.
  • Die freien Bereiche 10 bis 15, 18, 19 können beispielsweise in der Weise hergestellt werden, dass beim Abscheiden der Beschichtung 9 die Flächen der freien Bereiche mithilfe einer Schutzschicht, zum Beispiel Fotolack, oder einer mechanischen Maskierung abgedeckt sind. Die Beschichtung 9 kann beispielsweise mithilfe eines galvanischen Beschichtungsverfahrens abgeschieden werden. Zudem können abhängig von der gewählten Ausführungsform die gesamten Oberflächen des ersten und des zweiten Leiterrahmens 1, 2 mit der Beschichtung 9 versehen werden und anschließend die freiliegenden Bereiche 10 bis 15 und 18, 19 durch Abtragen der Beschichtung 9 hergestellt werden. Beispielsweise können die freien Bereiche mithilfe eines Laserablationsverfahrens hergestellt werden, wobei die Beschichtung 9 in den vorgesehen freien Bereichen von der Oberfläche der Leiterrahmenabschnitte 1, 2 durch Laserablation abgelöst wird.
  • Anschließend wird auf die Leiterrahmenabschnitte 1, 2 ein Moldmaterial 20 aufgebracht. Dabei werden die Leiterrahmenabschnitte 1, 2 mit Moldmaterial wenigstens in Randbereichen bedeckt, die ausgehend von den Mittenbereichen 16, 17 nach außen im Bereich der freien Bereiche 10 bis 15, 18 bis 19 und darüber hinaus liegen. Die Mittenbereiche 16, 17 der Leiterrahmenabschnitte sind wenigstens teilweise frei von dem Moldmaterial 20. Die freien Bereiche 10 bis 15, 18 und 19 der Beschichtung 9 sind von dem Moldmaterial 20 bedeckt. Das Moldmaterial 20 weist eine Ausnehmung 21 auf, die von einer Oberseite des Moldmaterials 20 bis zu der Oberseite der Leiterrahmenabschnitte 1, 2 in die Mittenbereiche 16, 17 reicht. Mithilfe der freien Bereiche wird eine direkte Verbindung zwischen dem Material der Leiterrahmenabschnitte und em Moldmaterial hergestellt. Dadurch wird die mechanische, haftende Verbindung verbessert. Zudem wird eine verbesserte Abdichtung zwischen den Leiterrahmenabschnitten und dem Moldmaterial erreicht.
  • Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann die Ausnehmung 21 beim Einbetten der Leiterrahmenabschnitte 1, 2 in das Moldmaterial 20 hergestellt werden. Anschließend wird ein optoelektronisches Bauelement 22 auf den ersten Mittenbereich 16 des ersten Leiterrahmenabschnittes 1 montiert. Zudem wird eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Bauelement 22 und dem zweiten Leiterrahmenabschnitt 2 beispielsweise mithilfe eines Bonddrahtes 23 hergestellt.
  • Anschließend wird die Ausnehmung 21 mit einem Vergussmaterial 25 vergossen. Dieser Verfahrensstand ist in 4 dargestellt wobei das Moldmaterial 20 transparent dargestellt ist. Auf diese Weise wird eine Abdichtung des Bauelements 22 erreicht. Aufgrund der verbesserten Abdichtung zwischen dem Moldmaterial und den freien Bereichen der Beschichtung, wird ein Ausfließen des flüssigen Moldmaterials zwischen dem Leiterrahmenabschnitt und dem Moldmaterial vermieden.
  • Die freien Bereiche 10 bis 15, 18 bis 19 ermöglichen einen direkten Kontakt zwischen dem Material der Leiterrahmenabschnitte 1, 2 und dem Moldmaterial 20. Auf diese Weise wird eine starke Verbindung zwischen dem Moldmaterial 20 und den freien Bereichen 10 bis 15, 18, 19 ermöglicht, d.h. es wird eine gute Haftung mit hohen Haftungskräften und/oder guter flächiger Haftung erreicht. Insbesondere wird eine gute Haftung zwischen einer Kupferoberfläche des Leiterrahmens erreicht. Dadurch wird zudem die mechanische Stabilität der Verbindung zwischen dem Moldmaterial und den Leiterrahmenabschnitten verbessert. Zudem kann eine feuchtigkeitsdichte Verbindung zwischen dem Moldmaterial und dem Leiterrahmen erreicht werden. Dadurch wird ein Eindringen von Feuchtigkeit zum optoelektronischen Bauelement erschwert, insbesondere verhindert. Zudem kann auch ein Eindringen oder Durchfließen von anderen Flüssigkeiten wie z.B. Flussmittel, Zinnrückstände, Reinigungsflüssigkeiten usw. erschwert oder vermieden werden.
  • Anhand von 4 ist zu erkennen, dass die Randelemente an die Seitenflächen des Moldmaterials 20 angrenzen. Auf diese Weise besteht die Gefahr, dass über die freiliegenden Randelemente 3 bis 8 Feuchtigkeit zum Bauelement 22 eindringen kann. Aufgrund der um den Mittenbereich auf dem ersten beziehungsweise dem zweiten Leiterrahmenabschnitt 1, 2 angeordneten freien Bereiche wird jedoch eine sehr dichte Verbindung zwischen dem Moldmaterial und dem Leiterrahmenabschnitt erreicht. Somit kann die Feuchtigkeit nicht über diesen Sperrbereich wandern.
  • Da mithilfe von Lasern oder Fotolacktechnik sehr klein und präzise freie Flächen auf den Oberseiten der Leiterrahmenabschnitte 1, 2 hergestellt werden können, kann dieses Verfahren auch bei sehr kleinen Bauteilen eingesetzt werden. Mithilfe des direkten Kontaktes zwischen dem Material der Leiterrahmenabschnitte und dem Moldmaterial wird eine gute Abdichtung für das Bauelement 22 erreicht. Somit wird die Langzeitstabilität der Abdichtung des Bauteils verbessert.
  • Abhängig von der gewählten Ausführung kann das optoelektronische Bauteil auch nur einen Leiterrahmenabschnitt 1 aufweisen, auf dem das optoelektronische Bauelement 22 angeordnet ist, wie schematisch in 5 dargestellt ist. Bei dieser Ausführung kann der erste Mittenbereich 16 des ersten Leiterrahmens 1 ringförmig mit Moldmaterial 20 in Form eines Wulstes umgeben sein. Auch bei dieser Ausführung ist die Oberseite des ersten Leiterrahmens mit einer Beschichtung 9 versehen. Das Moldmaterial ist auf einer ersten Fläche auf der Beschichtung 9 angeordnet. Der weitere freien Bereiche 18, in dem keine Beschichtung 9 auf der Oberseite des ersten Leiterrahmens 1 angeordnet ist, ist in Form einer geschlossenen Ringfläche ausgebildet, die in der ersten Fläche liegt. Im weiteren freien Bereich 18 grenzt das Material des ersten Leiterrahmens 1 direkt an das Moldmaterial 20 an. Ein Innenraum, der vom Moldmaterial gebildet ist, ist mit Vergussmaterial gefüllt. Somit sind das Bauelement 22 und der Mittenbereich 16 mit dem Vergussmaterial 25 bedeckt. Auch bei dieser Ausführung kann der weitere freie Bereich auch andere Flächenformen aufweisen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    erster Leiterrahmen
    2
    zweiter Leiterrahmen
    3 bis 8
    Randelemente
    9
    Beschichtung
    10 bis 15
    freie Bereiche
    16
    erster Mittenbereich
    17
    zweiter Mittenbereich
    18
    weiterer erster freier Bereich
    19
    weiterer zweiter freier Bereich
    20
    Moldmaterial
    21
    Ausnehmung
    22
    Bauelement
    23
    Bonddraht
    24
    Gehäuse
    25
    Vergussmaterial

Claims (12)

  1. Optoelektronisches Bauteil mit wenigstens einem Leiterrahmenabschnitt (1, 2), wobei auf dem Leiterrahmenabschnitt (1, 2) ein optoelektronisches Bauelement (22) angeordnet ist, wobei wenigstens auf einer ersten Fläche des Leiterrahmens (1, 2) ein Moldmaterial (20) aufgebracht und mit dem Leiterrahmenabschnitt (1, 2) über die erste Fläche haftend verbunden ist, wobei der Leiterrahmenabschnitt aus einem Material besteht, und wobei ein Teil der ersten Fläche des Leiterrahmens (1, 2) mit einer Beschichtung (9) versehen ist, wobei wenigstens ein erster Bereich (10, 11, 12, 13, 14, 15) der ersten Fläche frei von der Beschichtung (9) ist.
  2. Bauteil nach Anspruch 1, wobei das Bauelement (22) eine lichtemittierende Diode aufweist.
  3. Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Material des Leiterrahmens (1, 2) ein Metall ist.
  4. Bauteil nach Anspruch 3, wobei das Metall Kupfer ist, und wobei eine bessere Haftung zwischen der Kupferoberfläche des freien ersten Bereichs und dem Moldmaterial als zwischen der Beschichtung und dem Moldmaterial gegeben ist.
  5. Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Beschichtung (9) ein Metall aufweist.
  6. Bauteil nach Anspruch 5, wobei die Beschichtung (9) Nickel und/oder Silber und/oder Palladium und/oder Gold aufweist.
  7. Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Leiterrahmenabschnitt (1, 2) wenigstens teilweise in das Moldmaterial eingebettet ist.
  8. Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Moldmaterial (20) wenigstens einen Teil eines Gehäuses (24) bildet.
  9. Verfahren zum Herstellen eines optoelektronischen Bauteils mit wenigstens einem Leiterrahmenabschnitt, wobei auf dem Leiterrahmenabschnitt ein optoelektronisches Bauelement angeordnet wird, wobei der Leiterrahmenabschnitt aus einem Material besteht, wobei ein Teil der Oberfläche des Leiterrahmens mit einer Beschichtung versehen wird, wobei wenigstens ein erster Bereich einer ersten Fläche frei von der Beschichtung bleibt, wobei wenigstens auf die erste Fläche des ersten Leiterrahmens Moldmaterial aufgebracht wird und mit dem ersten Leiterrahmenabschnitt eine haftende Verbindung eingeht.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei zuerst die Beschichtung auf die erste Fläche aufgebracht wird, wobei anschließend die Beschichtung im ersten Bereich entfernt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 9, wobei mithilfe einer Abdeckung beim Aufbringen der Beschichtung der erste Bereich der ersten Fläche abgedeckt ist, und wobei die Beschichtung in der ersten Fläche außerhalb des ersten Bereiches aufgebracht wird.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei der Leiterrahmenabschnitt aus Kupfer gebildet ist.
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