DE102016108369A1 - OPTOELECTRONIC COMPONENT AND METHOD FOR PRODUCING AN OPTOELECTRONIC COMPONENT - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelement mit einem ersten Leiterrahmenabschnitt und einem Gehäusekörper, wobei der Gehäusekörper an den ersten Leiterrahmenabschnitt angrenzt. Ein Dichtmaterial ist auf dem ersten Leiterrahmenabschnitt angeordnet und zumindest teilweise vom Gehäusekörper bedeckt. Auf dem ersten Leiterrahmenabschnitt ist ein optoelektronischer Halbleiterchip (150) angeordnet, der zumindest teilweise mit einem Vergussmaterial bedeckt ist. Das Vergussmaterial grenzt an den ersten Leiterrahmenabschnitt und an den Gehäusekörper an. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen optoelektronischen Bauelements.The invention relates to an optoelectronic component having a first leadframe section and a housing body, wherein the housing body is adjacent to the first leadframe section. A sealing material is disposed on the first lead frame portion and at least partially covered by the housing body. Arranged on the first leadframe section is an optoelectronic semiconductor chip (150) which is at least partially covered by a potting material. The potting material adjoins the first leadframe section and the housing body. Moreover, the invention relates to a method for producing such an optoelectronic component.
Description
Die Erfindung betrifft ein optoelektronisches Bauelement und ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements. Bei der Herstellung von optoelektronischen Bauelementen können optoelektronische Halbleiterchips auf einen Leiterrahmenabschnitt montiert und der Leiterrahmenabschnitt mit einem Spritzgusskörper umspritzt werden.The invention relates to an optoelectronic component and to a method for producing an optoelectronic component. In the production of optoelectronic components, optoelectronic semiconductor chips can be mounted on a leadframe section and the leadframe section can be overmolded with an injection-molded body.
Ebenso ist es möglich, zunächst aus dem Leiterrahmenabschnitt und einem Spritzgussmaterial einen Gehäusekörper herzustellen, in den anschließend der optoelektronische Halbleiterchip eingesetzt wird.Likewise, it is possible first to produce a housing body from the leadframe section and an injection molding material into which subsequently the optoelectronic semiconductor chip is inserted.
Der optoelektronische Halbleiterchip kann dabei ein lichtemittierender Halbleiterchip sein. Die Halbleiterchips können mit einem Vergussmaterial, beispielsweise aus Silikon bestehend, bedeckt werden. Dabei kann es vorkommen, dass zwischen dem Material des Gehäusekörpers und dem Leiterrahmen ein Fließkanal vorhanden ist, durch den das Vergussmaterial auf die Rückseite des Leiterrahmenabschnitts und damit auf die Gehäuseunterseite gelangen kann. Es kann passieren, dass das Vergussmaterial die Rückseite des Leiterrahmenabschnitts abdeckt und so eine elektrische Kontaktierung des optoelektronischen Bauelements erschwert.The optoelectronic semiconductor chip can be a light-emitting semiconductor chip. The semiconductor chips can be covered with a potting material, for example consisting of silicone. It may happen that between the material of the housing body and the lead frame, a flow channel is present through which the potting material can reach the back of the lead frame section and thus on the housing bottom. It may happen that the potting material covers the back of the leadframe portion and thus makes it difficult to make electrical contact with the optoelectronic component.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein optoelektronisches Bauelement zur Verfügung zu stellen, bei dem ein Durchtritt von Vergussmaterial durch Fließkanäle zwischen dem Leiterrahmenabschnitt und dem Gehäusekörper verhindert oder zumindest erschwert wird. Dadurch wird die Qualität der optoelektronischen Bauelemente verbessert.An object of the invention is to provide an optoelectronic component in which a passage of potting material through flow channels between the leadframe section and the housing body is prevented or at least made more difficult. This improves the quality of the optoelectronic components.
Diese Aufgabe wird mit dem optoelektronischen Bauelement und dem Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.This object is achieved with the optoelectronic component and the method for producing an optoelectronic component of the independent patent claims. Further advantageous embodiments are specified in the dependent claims.
Ein optoelektronisches Bauelement weist einen ersten Leiterrahmenabschnitt und einen Gehäusekörper auf. Der Gehäusekörper grenzt dabei an den ersten Leiterrahmenabschnitt an. Auf dem ersten Leiterrahmenabschnitt ist ein Dichtmaterial angeordnet, wobei das Dichtmaterial zumindest teilweise vom Gehäusekörper bedeckt ist. Dies kann bedeuten, dass das Dichtmaterial komplett zwischen dem ersten Leiterrahmenabschnitt und dem Gehäusekörper angeordnet ist. Andererseits ist es ebenso möglich, dass Teile des Dichtmaterials nicht vom Gehäusekörper oder dem ersten Leiterrahmenabschnitt bedeckt sind, sondern in Bezug auf den ersten Leiterrahmenabschnitt und den Gehäusekörper freiliegen. Auf dem ersten Leiterrahmenabschnitt ist ein optoelektronischer Halbleiterchip angeordnet. Dieser optoelektronische Halbleiterchip ist zumindest teilweise mit einem Vergussmaterial bedeckt. Das Vergussmaterial grenzt zusätzlich an den ersten Leiterrahmenabschnitt und an den Gehäusekörper an. Durch das zwischen dem Gehäusekörper und dem ersten Leiterrahmenabschnitt angeordnete Dichtmaterial wird das Durchdringen von eventuell beim Produktionsprozess des optoelektronischen Bauelements aufgetretenen Fließkanälen zwischen dem ersten Leiterrahmenabschnitt und dem Gehäusekörper verhindert oder zumindest erschwert. Das Dichtmaterial dichtet also etwa entstandene Fließkanäle zwischen dem ersten Leiterrahmenabschnitt und dem Gehäusekörper ab oder verhindert ein Entstehen von Fließkanälen.An optoelectronic component has a first leadframe section and a housing body. The housing body adjoins the first leadframe section. On the first lead frame section, a sealing material is arranged, wherein the sealing material is at least partially covered by the housing body. This may mean that the sealing material is arranged completely between the first leadframe section and the housing body. On the other hand, it is also possible that parts of the sealing material are not covered by the case body or the first lead frame portion, but are exposed with respect to the first lead frame portion and the case body. An optoelectronic semiconductor chip is arranged on the first leadframe section. This optoelectronic semiconductor chip is at least partially covered with a potting material. The potting material additionally adjoins the first leadframe section and the housing body. The sealing material arranged between the housing body and the first leadframe section prevents or at least impedes penetration of any flow channels which may have occurred between the first leadframe section and the housing body during the production process of the optoelectronic component. The sealing material thus seals approximately resulting flow channels between the first lead frame section and the housing body or prevents the emergence of flow channels.
In einer Ausführungsform weist das Dichtmaterial eine mechanische Vorspannung auf. Durch die mechanische Vorspannung des Dichtmaterials wird eine verbesserte Abdichtung zwischen dem ersten Leiterrahmenabschnitt und dem Dichtmaterial sowie zwischen dem Dichtmaterial und dem Gehäusekörper bewirkt. Die Vorspannung des Dichtmaterials kann beispielsweise dadurch erzeugt werden, dass das Dichtmaterial eine gewisse Elastizität aufweist und vom ersten Leiterrahmenabschnitt und dem Gehäusekörper zusammengedrückt wird. Durch das Zusammendrücken des Dichtmaterials werden selbst kleinere Fließkanäle, die sich zwischen dem Leiterrahmenabschnitt und dem Dichtmaterial beziehungsweise dem Dichtmaterial und dem Gehäusekörper ergeben, durch das Dichtmaterial verschlossen und abgedichtet, so dass kein oder weniger Vergussmaterial zwischen dem Gehäusekörper und dem ersten Leiterrahmenabschnitt hindurchgelangen kann. Dadurch wird die Abdichtung zwischen dem ersten Leiterrahmenabschnitt und dem Gehäusekörper verbessert, so dass kein oder nur wenig Vergussmaterial auf die Rückseite des Gehäusekörpers gelangen kann.In one embodiment, the sealing material has a mechanical bias. Due to the mechanical bias of the sealing material, an improved seal between the first lead frame portion and the sealing material and between the sealing material and the housing body is effected. The bias of the sealing material can be produced, for example, in that the sealing material has a certain elasticity and is compressed by the first lead frame section and the housing body. By compressing the sealing material, even smaller flow channels arising between the lead frame portion and the sealing material or the sealing material and the housing body are closed and sealed by the sealing material, so that no or less potting material can pass between the housing body and the first lead frame portion. As a result, the seal between the first leadframe section and the housing body is improved, so that no or only little potting material can reach the rear side of the housing body.
In einer Ausführungsform ist die mechanische Haftung zwischen dem Dichtmaterial und dem ersten Leiterrahmenabschnitt größer als die mechanische Haftung zwischen dem Gehäusekörper und dem ersten Leiterrahmenabschnitt. Dies führt dazu, dass etwa auftretende Fließkanäle zwischen dem Gehäusekörper und dem ersten Leiterrahmenabschnitt um das Dichtmaterial herum geführt werden. Dadurch wird der Fließkanal verlängert und das Vergussmaterial muss zusätzlich um das Dichtmaterial herum fließen, um auf die Gehäuseunterseite zu gelangen. Dadurch wird der Durchfluss des Vergussmaterials durch die Fließkanäle erschwert, wodurch sich eine verbesserte Abdichtung ergibt.In one embodiment, the mechanical adhesion between the sealing material and the first leadframe section is greater than the mechanical adhesion between the housing body and the first leadframe section. As a result, any flow channels occurring between the housing body and the first leadframe section are guided around the sealing material. As a result, the flow channel is extended and the potting material must also flow around the sealing material in order to get to the bottom of the housing. As a result, the flow of potting material through the flow channels is difficult, resulting in an improved seal.
In einer Ausführungsform weist das Dichtmaterial einen rechteckigen Querschnitt auf. Ein rechteckiger Querschnitt des Dichtmaterials ist vorteilhaft, da dadurch eine einfache Gestaltung des Dichtmaterials möglich ist. Das Dichtmaterial kann beispielsweise als flächiges Element, insbesondere als Folie, auf den ersten Leiterrahmenabschnitt aufgebracht und anschließend ausgestanzt werden. Dadurch kann der rechteckige Querschnitt des Dichtmaterials entstehen.In one embodiment, the sealing material has a rectangular cross-section. A rectangular cross section of the sealing material is advantageous as a result, a simple design of the sealing material is possible. The sealing material can be applied, for example, as a planar element, in particular as a film, on the first lead frame section and then punched out. As a result, the rectangular cross-section of the sealing material can arise.
In einer Ausführungsform ist das Dichtmaterial an einem Rand des ersten Leiterrahmenabschnitts angeordnet und überragt den Rand des ersten Leiterrahmenabschnitts. Durch diese Anordnung kann der Weg des Fließkanals, also der Weg, den das Vergussmaterial zwischen dem Gehäusekörper und dem ersten Leiterrahmenabschnitt durchdringen müsste, verlängert werden. Dadurch wird die Abdichtung zwischen dem Gehäusekörper und dem ersten Leiterrahmenabschnitt für das Vergussmaterial verbessert.In one embodiment, the sealing material is arranged on an edge of the first leadframe section and projects beyond the edge of the first leadframe section. By virtue of this arrangement, the path of the flow channel, that is to say the path which the potting material would have to penetrate between the housing body and the first leadframe section, can be lengthened. Thereby, the seal between the housing body and the first lead frame portion for the potting material is improved.
In einer Ausführungsform ist das Dichtmaterial als Folie ausgebildet. Dies ist besonders vorteilhaft, da eine Folie einfach flächig auf den ersten Leiterrahmenabschnitt aufgebracht werden kann. Ebenso ist es möglich, die Folie auf wenigstens einen Leiterrahmen, der den ersten Leiterrahmenabschnitt und eventuell einen weiteren Leiterrahmenabschnitt enthält, aufzubringen und so mehrere Leiterrahmenabschnitte mit Dichtmaterial zu vorzusehen.In one embodiment, the sealing material is formed as a film. This is particularly advantageous because a film can be applied simply flat on the first lead frame section. It is also possible to apply the foil to at least one leadframe which contains the first leadframe section and possibly a further leadframe section, and thus to provide a plurality of leadframe sections with sealing material.
In einer Ausführungsform ist das Dichtmaterial elektrisch isolierend ausgestaltet. Dies ist vorteilhaft, wenn das Dichtmaterial an weitere stromführende Bauteile des optoelektronischen Bauelements angrenzt und verhindert werden soll, dass ein Kurzschluss zwischen dem ersten Leiterrahmenabschnitt und weiteren stromführenden Elementen des optoelektronischen Bauteils auftritt.In one embodiment, the sealing material is designed to be electrically insulating. This is advantageous if the sealing material adjoins further current-carrying components of the optoelectronic component and it is to be prevented that a short circuit occurs between the first conductor frame portion and further current-carrying elements of the optoelectronic component.
In einer Ausführungsform weist das Dichtmaterial einen Kunststoff, ein Leiterplattenmaterial oder einen schwer entflammbaren Verbundwerkstoff auf. Die Materialien eignen sich gut als Dichtmaterial, insbesondere wenn sie zusätzlich elastisch sind.In one embodiment, the sealing material comprises a plastic, a printed circuit board material or a flame retardant composite material. The materials are well suited as a sealing material, especially if they are additionally elastic.
In einer Ausführungsform ist das Dichtmaterial umlaufend um den optoelektronischen Halbleiterchip auf dem ersten Leiterrahmenabschnitt angeordnet. Durch die umlaufende Anordnung des Dichtmaterials um den optoelektronischen Halbleiterchip wird auch eine umlaufende Abdichtung für das Vergussmaterial zwischen dem ersten Leiterrahmenabschnitt und dem Gehäusekörper erreicht.In one embodiment, the sealing material is arranged circumferentially around the optoelectronic semiconductor chip on the first leadframe section. Due to the circumferential arrangement of the sealing material around the optoelectronic semiconductor chip, a peripheral seal for the potting material between the first leadframe section and the housing body is achieved.
In einer Ausführungsform bilden der erste Leiterrahmenabschnitt und der Gehäusekörper eine Kavität. Der optoelektronische Halbleiterchip ist innerhalb der Kavität angeordnet. Die Kavität ist zumindest teilweise mit dem Vergussmaterial gefüllt. Das Vergussmaterial kann dabei beispielsweise einen Konverter oder andere optische Elemente wie beispielsweise Streupartikel für das optoelektronische Bauelement enthalten. In one embodiment, the first leadframe section and the housing body form a cavity. The optoelectronic semiconductor chip is arranged within the cavity. The cavity is at least partially filled with the potting material. The potting material may include, for example, a converter or other optical elements such as scattering particles for the optoelectronic device.
In einer Ausführungsform weist das Bauelement einen zweiten Leiterrahmenabschnitt auf. Der Gehäusekörper grenzt an den zweiten Leiterrahmenabschnitt an. Das Dichtmaterial grenzt sowohl an den ersten als auch an den zweiten Leiterrahmenabschnitt an und ist mit beiden Leiterrahmenabschnitten verbunden. Der zweite Leiterrahmenabschnitt kann beispielsweise für die elektrische Kontaktierung eines zweiten elektrischen Kontaktes des optoelektronischen Halbleiterchips verwendet werden. Durch das Dichtmaterial, das ebenfalls an den zweiten Leiterrahmenabschnitt angrenzt, wird auch das Durchdringen von Fließkanälen zwischen dem zweiten Leiterrahmenabschnitt und dem Gehäusekörper durch das Dichtmaterial ebenfalls erschwert oder verhindert.In one embodiment, the device has a second leadframe section. The housing body adjoins the second leadframe section. The sealing material abuts both the first and second leadframe sections and is connected to both leadframe sections. The second leadframe section can be used, for example, for the electrical contacting of a second electrical contact of the optoelectronic semiconductor chip. The sealing material, which likewise adjoins the second leadframe section, also impedes or prevents the penetration of flow channels between the second leadframe section and the housing body by the sealing material.
In einer Ausführungsform weist das Bauelement einen zweiten Leiterrahmenabschnitt auf. Der Gehäusekörper grenzt an den zweiten Leiterrahmenabschnitt an. Der zweite Leiterrahmenabschnitt weist ein weiteres Dichtmaterial auf, wobei durch das weitere Dichtmaterial eine verbesserte Abdichtung zwischen dem zweiten Leiterrahmenabschnitt und dem Gehäusekörper bewirkt wird. In dieser Ausführungsform sind das Dichtmaterial und das weitere Dichtmaterial nicht miteinander verbunden. Der zweite Leiterrahmenabschnitt weist also ein eigenes, weiteres Dichtmaterial auf, welches die Abdichtung von Fließkanälen zwischen dem zweiten Leiterrahmenabschnitt und dem Gehäusekörper übernimmt.In one embodiment, the device has a second leadframe section. The housing body adjoins the second leadframe section. The second lead frame section has a further sealing material, wherein an improved seal between the second lead frame section and the housing body is effected by the further sealing material. In this embodiment, the sealing material and the further sealing material are not connected to each other. Thus, the second leadframe section has its own further sealing material which undertakes the sealing of flow channels between the second leadframe section and the housing body.
Ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelements wird durchgeführt, indem zunächst ein Leiterrahmenabschnitt bereitgestellt wird. Anschließend wird ein Dichtmaterial auf den Leiterrahmenabschnitt aufgebracht. Ein Material wird derart geformt, dass das Material einen Gehäusekörper bildet. Das Material grenzt dabei an den Leiterrahmenabschnitt und das Dichtmaterial an. Anschließend wird ein optoelektronischer Halbleiterchip auf den Leiterrahmenabschnitt aufgebracht. Abschließend wird der optoelektronische Halbleiterchip mit einem Vergussmaterial bedeckt. Durch das Aufbringen des Dichtmaterials kann eine verbesserte Abdichtung zwischen dem Leiterrahmenabschnitt und dem Gehäusekörper erreicht werden.A method of manufacturing an optoelectronic device is performed by first providing a lead frame portion. Subsequently, a sealing material is applied to the lead frame section. A material is molded such that the material forms a housing body. The material adjacent to the lead frame section and the sealing material. Subsequently, an optoelectronic semiconductor chip is applied to the leadframe section. Finally, the optoelectronic semiconductor chip is covered with a potting material. By applying the sealing material, an improved seal between the leadframe portion and the housing body can be achieved.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Leiterrahmenabschnitt dadurch bereitgestellt, dass zunächst eine Platte bereitgestellt wird, wobei die Platte anschließend in einen Leiterrahmen mit mehreren Leiterrahmenabschnitten strukturiert wird. Das Strukturieren kann z.B. durch einen Stanzprozess, einen Ätzprozess, einen Laserstrukturierungsprozess erfolgen.In one embodiment of the method, the leadframe portion is provided by first providing a plate, wherein the plate is subsequently patterned into a leadframe having a plurality of leadframe portions. The structuring may e.g. by a punching process, an etching process, a laser structuring process.
In einem Ausführungsbeispiel erfolgt das Strukturieren der Platte vor dem Aufbringen des Dichtmaterials. Das bedeutet, dass die Platte zunächst in den Leiterrahmen mit den Leiterrahmenabschnitten strukturiert wird. Anschließend wird das Dichtmaterial auf einen oder mehrere der Leiterrahmenabschnitte aufgebracht. In an exemplary embodiment, the structuring of the plate takes place before the application of the sealing material. This means that the panel is first patterned into the leadframe with the leadframe sections. Subsequently, the sealing material is applied to one or more of the leadframe sections.
In einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt das Strukturieren der Platte erst nach dem Aufbringen des Dichtmaterials. Das bedeutet, dass zunächst eine Platte bereitgestellt wird, auf die das Dichtmaterial aufgebracht wird. Anschließend wird die Platte in einen Leiterrahmen mit Leiterrahmenabschnitten strukturiert.In one embodiment of the method, the structuring of the plate takes place only after the application of the sealing material. This means that first a plate is provided to which the sealing material is applied. Subsequently, the plate is structured in a lead frame with lead frame sections.
In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren zusätzlich die Schritte des flächigen Aufbringens des Dichtmaterials und des Strukturierens des Dichtmaterials. Dadurch kann beispielsweise eine Folie, die als Dichtmaterial vorgesehen ist, flächig auf die Platte oder den Leiterrahmen mit den Leiterrahmenabschnitten aufgebracht werden. Die Folie kann dann strukturiert werden, damit sich die gewünschte Form des Dichtmaterials ergibt.In one embodiment, the method additionally comprises the steps of applying the sealing material over the area and structuring the sealing material. As a result, for example, a film which is provided as a sealing material, be applied flat on the plate or the lead frame with the lead frame sections. The film can then be patterned to give the desired shape of the sealing material.
In einer Ausführungsform erfolgt das flächige Aufbringen des Dichtmaterials durch Auflegen einer Folie auf einen oder mehrere Leiterrahmenabschnitte oder die Platte, bevor die Platte in Leiterrahmenabschnitte strukturiert wurde.In one embodiment, the surface application of the sealing material is carried out by placing a film on one or more lead frame sections or the plate before the plate has been structured in leadframe sections.
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 The above-described characteristics, features, and advantages of this invention, as well as the manner in which they will be achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the embodiments, which will be described in detail in conjunction with the drawings. In each case show in a schematic representation
Es ist möglich, dass das Vergussmaterial
Das Dichtmaterial
Das Dichtmaterial
Das Dichtmaterial
Das Dichtmaterial
Die Dichtwirkung des Dichtmaterials
Es kann vorgesehen sein, dass durch die mechanische Vorspannung das Dichtmaterial
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die mechanische Haftung zwischen dem Dichtmaterial
Das Dichtmaterial
Ebenfalls in
Das Dichtmaterial
Die
Die
Es kann ebenso vorgesehen sein, dass ausgehend von
Es kann vorgesehen sein, dass das Dichtmaterial
Es ist möglich, dass der Leiterrahmen
Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, 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.Although the invention has been further illustrated and described in detail by the preferred embodiments, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 100100
- Optoelektronisches Bauelement Optoelectronic component
- 101101
- Unterseite bottom
- 110110
- Erster Leiterrahmenabschnitt First ladder frame section
- 111111
- Rand edge
- 112112
- Zweiter Leiterrahmenabschnitt Second ladder frame section
- 113113
- Platte plate
- 114114
- Leiterrahmen leadframe
- 115115
- Steg web
- 120120
- Gehäusekörper housing body
- 125125
- Kavität cavity
- 130130
- Dichtmaterial sealing material
- 131131
- Weiteres Dichtmaterial Other sealing material
- 132132
- Unterseite bottom
- 133133
- Mittlerer Teil Middle part
- 150150
- Optoelektronischer Halbleiterchip Optoelectronic semiconductor chip
- 151151
- Bonddraht bonding wire
- 160160
- Vergussmaterial grout
Claims (18)
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