DE102016207947A1

DE102016207947A1 - Optoelektronische Baugruppe, elektronische Baugruppe, Verfahren zum Ausbilden einer optoelektronischen Baugruppe und Verfahren zum Ausbilden einer elektronischen Baugruppe

Info

Publication number: DE102016207947A1
Application number: DE102016207947.6A
Authority: DE
Inventors: Dirk Becker; Ralph Wirth
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2016-05-09
Filing date: 2016-05-09
Publication date: 2017-11-09

Abstract

In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird bereitgestellt eine optoelektronische Baugruppe (20), mit einem Gehäuse (22), mit mindestens einem optoelektronischen Bauelement (26), das einen ersten Kontakt (42) und einen zweiten Kontakt (44) zum elektrischen Kontaktieren des optoelektronischen Bauelements (26) aufweist und das zumindest teilweise von dem Gehäuse (22) umgeben ist, und mit einem Leiterrahmen (24). Der Leiterrahmen (24) ist aus Metall gebildet, ist zumindest teilweise in das Gehäuse (22) eingebettet, weist einen Bauelementbereich (40) auf, auf dem das optoelektronische Bauelement (26) angeordnet ist und mit dem der erste Kontakt (42) des optoelektronischen Bauelements (26) elektrisch verbunden ist, weist ein erstes Presspassung-Steckelement (34) auf, das mit dem Bauelementbereich (40) einstückig ausgebildet ist, und weist mindestens ein zweites Presspassung-Steckelement (38) auf, das von dem ersten Presspassung-Steckelement (34) elektrisch isoliert ist und das mit dem zweiten Kontakt (44) des optoelektronischen Bauelements (26) elektrisch verbunden ist. Die Presspassung-Steckelemente (34, 38) sind ausgebildet zum Ausbilden von je einer Presspassung-Verbindung mit zwei entsprechenden Presspassung-Aufnahmen (53, 54) eines Trägers (52) und zum Ausbilden von je einer elektrischen Verbindung zwischen den Kontakten (42, 44) des optoelektronischen Bauelements (26) und zwei entsprechenden Leitern (55, 56) des Trägers (52).

Description

Die Erfindung betrifft eine optoelektronische Baugruppe, eine elektronische Baugruppe, ein Verfahren zum Ausbilden einer optoelektronischen Baugruppe und ein Verfahren zum Ausbilden einer elektronischen Baugruppe.
Eine elektronische Baugruppe im Sinne dieser Anmeldung weist mindestens eine optoelektronische Baugruppe und einen Träger auf, auf dem die optoelektronische Baugruppe angeordnet ist und über den die optoelektronische Baugruppe elektrisch kontaktiert ist. Eine optoelektronische Baugruppe im Sinne dieser Anmeldung weist ein optoelektronisches Bauelement und eine Leiterplatte oder einen Leiterrahmen (Leadframe) auf, auf dem das optoelektronische Bauelement angeordnet ist und über den das optoelektronische Bauelement elektrisch kontaktiert ist. Ein optoelektronisches Bauelement kann beispielsweise eine, zwei oder mehr Leuchtdioden (LEDs), beispielsweise eine LED-Anordnung (Lightengine) aufweisen.
Je nachdem ob mittels eines optoelektronischen Bauelements Licht punktuell oder flächig erzeug werden soll, werden die LEDs mit einer relativ schwachen (low-power) bis mittleren (mid-power) Leuchtdichte auf engsten Raum gepackt bzw. auf einer großen Fläche verteilt. Bei beiden Lösungen werden die LEDs auf einem Träger in der entsprechenden Leuchte befestigt. Wenn eine hohe Anzahl an LEDs auf einer großen Fläche verteilt wird, muss jede einzelne LED auf dem Träger gesetzt und mit dem Träger verbunden werden. Bei der Verwendung von low- oder mid-power LEDs ist die thermische Anbindung an das Substrat relativ unwichtig. Werden aber high-power LEDs oder Lightengines verwendet, ist eine gute thermische Anbindung relativ wichtig.
Die LEDs können mittels Löt- oder Klebeverfahren mit einem Träger verbunden werden. Dieses Verfahren besteht im Allgemeinen aus drei bis vier Einzelprozessen. Zuerst wird eine Löt- bzw. Klebepaste auf den Träger aufgebracht, beispielsweise mittels Pastendrucks oder Dispensens. Anschließend werden die LEDs auf den Träger in den Bereichen aufgesetzt, in denen die Löt- bzw. Klebepaste aufgebracht ist. Nachfolgend erfolgt das Verlöten der Lötpaste bzw. das Trocknen oder Härten der Klebepaste in einem Ofen. Abschließend wird der Träger mit den LEDs gereinigt. Je größer der Träger ist, desto höher sind die Anforderungen an die Genauigkeit des Druck- bzw. Prozesses, bei dem in der Regel eine Schablone verwendet wird. Bei sehr großen Flächen erreicht diese Herangehensweise ihre Grenzen und es muss auf andere Technologien ausgewichen werden. Außerdem werden heutzutage die Toleranzen bei der Substratherstellung bis an das Limit ausgenutzt, was die Kosten für die Substrate unnötig in die Höhe treibt.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine optoelektronische Baugruppe bereitzustellen, die einfach, kostengünstig und/oder präzise herstellbar ist und/oder die auf einfache, kostengünstige und/oder präzise Art und Weise mechanisch und elektrisch mit einem Träger verbindbar ist.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine elektronische Baugruppe bereitzustellen, die einfach, kostengünstig und/oder präzise herstellbar ist.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Ausbilden einer optoelektronischen Baugruppe bereitzustellen, das einfach, kostengünstig und/oder präzise durchführbar ist und/oder das dazu beiträgt, dass die optoelektronische Baugruppe auf einfache, kostengünstige und/oder präzise Art und Weise mechanisch und elektrisch mit einem Träger verbindbar ist.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Ausbilden einer elektronischen Baugruppe bereitzustellen, das einfach, kostengünstig und/oder präzise durchführbar ist.
Eine Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine optoelektronische Baugruppe, mit einem Gehäuse, mit mindestens einem optoelektronischen Bauelement, das einen ersten Kontakt und einen zweiten Kontakt zum elektrischen Kontaktieren des optoelektronischen Bauelements aufweist und das zumindest teilweise von dem Gehäuse umgeben ist, und mit einem Leiterrahmen. Der Leiterrahmen ist aus Metall gebildet, ist zumindest teilweise in das Gehäuse eingebettet, weist einen Bauelementbereich auf, auf dem das optoelektronische Bauelement angeordnet ist und mit dem der erste Kontakt des optoelektronischen Bauelements elektrisch verbunden ist, weist ein erstes Presspassung-Steckelement auf, das mit dem Bauelementbereich einstückig ausgebildet ist, und weist mindestens ein zweites Presspassung-Steckelement auf, das von dem ersten Presspassung-Steckelement elektrisch isoliert ist und das mit dem zweiten Kontakt des optoelektronischen Bauelements elektrisch verbunden ist. Die Presspassung-Steckelemente sind ausgebildet zum Ausbilden von je einer Presspassung-Verbindung mit zwei entsprechenden Presspassung-Aufnahmen eines Trägers und zum Ausbilden von je einer elektrischen Verbindung zwischen den Kontakten des optoelektronischen Bauelements und zwei entsprechenden Leitern des Trägers.
Anschaulich gesprochen wird die Press-Fit-Technolgie zum Befestigen des optoelektronischen Bauelements, insbesondere einer LED oder einer LED-Anordnung, an einem Träger verwendet, wobei gleichzeitig die elektrische Anbindung des optoelektronischen Bauelements an den Träger erfolgt und wobei die dazu verwendeten Presspassung-Steckelemente aus demselben Leiterrahmen (Leadframe) gebildet werden, der das optoelektronische Bauelement trägt. In anderen Worten könnte ein Premoldgehäuse anstatt der sonst üblichen SMD-Lötkontakte die Press-Fit-Stifte, insbesondere die Presspassung-Steckelemente, implementiert haben, sodass der Leiterrahmen und die elektrischen Kontakte aus derselben Metalllage bestehen.
Die Presspassung-Verbindung und die damit einhergehende elektrische Verbindung zwischen dem optoelektronischen Bauelement und dem Träger werden durch einen einfachen Einpressschritt erzielt. Der Einpressschritt ersetzt den Löt- bzw. Klebeprozess und die damit verbundenen und im Vorhergehenden näher erläuterten mehreren Einzelschritte. Insbesondere ist eine nachträgliche Reinigung nicht notwendig. Probleme wie Ausgasungen oder Verunreinigungen durch das Lot oder den Kleber gibt es nicht. Unnötig enge Toleranzen für den Träger, die regelmäßig bei einem Druckprozess eingehalten werden müssen, sind obsolet.
Gemäß einer Weiterbildung sind die Presspassung-Steckelemente aus einer Ebene, in der der Bauelementbereich liegt, herausgebogen. Dies kann dazu beitragen, dass die optoelektronische Baugruppe besonders einfach an dem Träger befestigt werden kann.
Gemäß einer Weiterbildung sind die Presspassung-Steckelemente so aus der Ebene herausgebogen, dass sie im rechten Winkel zu der Ebene angeordnet sind. Dies ermöglicht, die optoelektronische Baugruppe so auf dem Träger anzuordnen, dass der Bauelementbereich parallel zu einer Hauptoberfläche des Trägers ist.
Gemäß einer Weiterbildung weist die optoelektronische Baugruppe ein drittes Presspassung-Steckelement zum Ausbilden einer Presspassung-Verbindung mit einer entsprechenden Presspassung-Aufnahme des Trägers auf. Das dritte Presspassung-Steckelement ermöglicht eine besonders gute mechanische und/oder thermische Ankopplung der optoelektronischen Baugruppe an den Träger.
Gemäß einer Weiterbildung ist das dritte Presspassung-Steckelement zum Ausbilden einer thermischen Kopplung des optoelektronischen Bauelements mit dem Träger an das optoelektronische Bauelement angrenzend ausgebildet. In anderen Worten kann das dritte Presspassung-Steckelement zum Bereitstellen einer besonders guten thermischen Kopplung zwischen dem optoelektronischen Bauelement und dem Träger sehr nah, insbesondere unmittelbar nah, an dem optoelektronischen Bauelement ausgebildet sein. Optional kann der Träger als Wärmesenke ausgebildet sein oder eine Wärmesenke aufweisen und das dritte Presspassung-Steckelement kann so angeordnet und ausgebildet werden, dass es bei auf dem Träger angeordnetem optoelektronischer Baugruppe in direkten körperlichen Kontakt mit der Wärmesenke ist. Dadurch kann im Betrieb eine besonders gute Wärmeabfuhr von dem optoelektronischen Bauelement gewährleistet werden. Optional kann Wärmeleitpaste (TIM) als Ankopplungsmedium zwischen dem Träger und dem optoelektronischen Bauelement angeordnet werden. In diesem Fall kann mittels eines Einpresswerkzeugs zum Anordnen und Anstecken der optoelektronischen Baugruppe an den Träger gleichzeitig ein zuverlässiges Anpressen mit für die Funktionalität der Wärmeleitpaste optimalem Druck gewährleistet werden.
Gemäß einer Weiterbildung weist das optoelektronische Bauelement eine Leuchtdiode (LED) auf. Beispielsweise kann das optoelektronische Bauelement eine LED sein. Alternativ dazu kann das optoelektronische Bauelement zwei, drei oder mehr LEDs und/oder einen Lightengine aufweisen.
Eine Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine elektronische Baugruppe, aufweisend die optoelektronische Baugruppe und den Träger, auf dem die optoelektronische Baugruppe angeordnet ist. Der Träger weist eine erste Presspassung-Aufnahme, mindestens eine zweite Presspassung-Aufnahme, einen ersten elektrischen Leiter, der mit der ersten Presspassung-Aufnahme elektrisch gekoppelt ist, und einen von dem ersten elektrischen Leiter elektrisch isolierten zweiten elektrischen Leiter, der mit der zweiten Presspassung-Aufnahme elektrisch gekoppelt ist, auf. Das erste Presspassung-Steckelement ist in der ersten Presspassung-Aufnahme angeordnet und das zweite Presspassung-Steckelement ist in der zweiten Presspassung-Aufnahme angeordnet, so dass jeweils eine Presspassung-Verbindung zwischen der optoelektronischen Baugruppe und dem Träger ausgebildet ist und das optoelektronische Bauelement über die Presspassung-Steckelemente und die Presspassung-Aufnahmen elektrisch mit den elektrischen Leitern verbunden ist.
Die im Vorhergehenden im Zusammenhang mit der optoelektronischen Baugruppe erläuterten Vorteile und/oder Weiterbildungen können ohne weiteres auf die elektronische Baugruppe, die die optoelektronische Baugruppe aufweist, übertragen werden.
Gemäß einer Weiterbildung weist der Träger eine dritte Presspassung-Aufnahme auf, die mit einer Wärmesenke thermisch gekoppelt ist und in der das dritte Presspassung-Steckelement so angeordnet ist, dass eine weitere Presspassung-Verbindung zwischen der optoelektronischen Baugruppe und dem Träger und eine thermische Kopplung zwischen dem optoelektronischen Bauelement und der Wärmesenke ausgebildet sind.
Eine Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Verfahren zum Ausbilden einer optoelektronischen Baugruppe, bei dem: aus einem Metallstück ein Leiterrahmen so ausgebildet wird, dass er einen Bauelementbereich zum Anordnen eines optoelektronischen Bauelements, ein erstes Presspassung-Steckelement, das mit dem Bauelementbereich einstückig ausgebildet ist, und mindestens ein zweites Presspassung-Steckelement, das von dem ersten Presspassung-Steckelement elektrisch isoliert ist, aufweist; der Leiterrahmen zumindest teilweise in ein Gehäuse eingebettet wird; das optoelektronische Bauelement in dem Bauelementbereich angeordnet wird und ein erster Kontakt des optoelektronischen Bauelements elektrisch mit dem Bauelementbereich verbunden wird; und ein zweiter Kontakt des optoelektronischen Bauelements mit dem zweiten Presspassung-Steckelement elektrisch verbunden wird. Die Presspassung-Steckelemente werden so ausgebildet, dass sie zum Ausbilden von entsprechenden Presspassung-Verbindungen mit zwei entsprechenden Presspassung-Aufnahmen eines Trägers und zum Ausbilden einer elektrischen Verbindung zwischen den Kontakten des optoelektronischen Bauelements und entsprechenden Leitern des Trägers geeignet sind.
Der Leiterrahmen kann beispielsweise in einem Leiterrahmenverbund, der eine Vielzahl von zusammenhängenden Leiterrahmen aufweist, gebildet werden. Der Leiterrahmenverbund kann beispielsweise aus einem flachen und dünnen Metallstück, insbesondere einem Blech, gebildet werden, beispielsweise mittels Ausstanzens. In dem Leiterrahmenverbund hängen die einzelnen Leiterrahmen zusammen. Dabei weist jeder der Leiterrahmen mindestens zwei Leiterrahmenabschnitte auf, die zwar über den Leiterrahmenverbund miteinander zusammenhängen, insbesondere über Leiterrahmenabschnitte benachbarter Leiterrahmen, jedoch nicht direkt und/oder unmittelbar miteinander verbunden sind. Beim Ausbilden, insbesondere beim Ausstanzen, der Leiterrahmen und der Leiterrahmenabschnitte können gleichzeitig auch die Presspassung-Steckelemente ausgebildet, insbesondere ausgestanzt, werden. Einer der Leiterrahmenabschnitte eines der Leiterrahmen weist den Bauelementbereich und das erste Presspassung-Steckelement auf und der andere Leiterrahmenabschnitt desselben Leiterrahmens weist das zweite Presspassung-Steckelement auf.
Die Leiterrahmen können vor oder nach dem Ausbilden des Gehäuses, insbesondere des Einbettens der Leiterrahmen in die Gehäuse, aus dem Leiterrahmenverbund vereinzelt werden. Bei dem Vereinzeln werden die Verbindungen zwischen den Leiterrahmenabschnitten benachbarter Leiterrahmen getrennt, wodurch zum Einen die Leiterrahmen voneinander getrennt werden und zum Anderen die beiden Leiterrahmenabschnitte jedes der Leiterrahmen voneinander elektrisch isoliert werden.
Die im Vorhergehenden im Zusammenhang mit der optoelektronischen Baugruppe erläuterten Vorteile und/oder Weiterbildungen können ohne weiteres auf das Verfahren zum Ausbilden der optoelektronischen Baugruppe übertragen werden.
Gemäß einer Weiterbildung werden die Presspassung-Steckelemente aus einer Ebene, in der der Bauelementbereich liegt, herausgebogen. Die Presspassung-Steckelemente können optional beim Ausbilden des Leiterrahmenverbunds, also beim Ausstanzen, umgebogen werden. Die Ebene ist beispielsweise die Ebene, in der das Metallstück, insbesondere das Blech, liegt, aus dem der Leiterrahmenverbund gebildet wird.
Gemäß einer Weiterbildung werden die Presspassung-Steckelemente so aus der Ebene herausgebogen, dass sie im rechten Winkel zu der Ebene angeordnet sind.
Gemäß einer Weiterbildung wird der Leiterrahmen so ausgebildet, dass er ein drittes Presspassung-Steckelement zum Ausbilden einer Presspassung-Verbindung mit einer entsprechenden Presspassung-Aufnahme aufweist, wobei das dritte Presspassung-Steckelement einstückig mit dem Bauelementbereich ausgebildet ist.
Gemäß einer Weiterbildung wird der Leiterrahmen aus dem Metallstück mittels Stanzens ausgebildet.
Eine Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Verfahren zum Ausbilden einer elektronischen Baugruppe, bei dem die optoelektronische Baugruppe gemäß dem im Vorhergehenden erläuterten Verfahren ausgebildet wird und auf dem Träger angeordnet wird. Dabei werden das erste Presspassung-Steckelement in der ersten Presspassung-Aufnahme des Trägers und das zweite Presspassung-Steckelement in der zweiten Presspassung-Aufnahme des Trägers angeordnet, so dass jeweils eine Presspassung-Verbindung zwischen der optoelektronischen Baugruppe und dem Träger ausgebildet wird und dass das optoelektronische Bauelement über die Presspassung-Steckelemente und die Presspassung-Aufnahmen elektrisch mit dem ersten elektrischen Leiter, der mit der ersten Presspassung-Aufnahme elektrisch gekoppelt ist, und dem von dem ersten elektrischen Leiter elektrisch isolierten zweiten elektrischen Leiter, der mit der zweiten Presspassung-Aufnahme elektrisch gekoppelt ist, elektrisch verbunden.
Die im Vorhergehenden im Zusammenhang mit dem Verfahren zum Ausbilden der optoelektronischen Baugruppe erläuterten Vorteile und/oder Weiterbildungen können ohne weiteres auf das Verfahren zum Ausbilden der elektronischen Baugruppe, die die optoelektronische Baugruppe aufweist, übertragen werden.
Gemäß einer Weiterbildung weist der Träger die dritte Presspassung-Aufnahme auf, die mit der Wärmesenke thermisch gekoppelt ist, und das dritte Presspassung-Steckelement der optoelektronischen Baugruppe wird so in der dritten Presspassung-Aufnahme angeordnet, dass eine weitere Presspassung-Verbindung zwischen der optoelektronischen Baugruppe und dem Träger ausgebildet wird und dass das optoelektronische Bauelement über den Bauelementbereich und das dritte Presspassung-Steckelement des Leiterrahmens thermisch mit der Wärmesenke gekoppelt ist.
Eine Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine optoelektronische Baugruppe, mit: mindestens einem optoelektronischen Bauelement, das einen ersten Kontakt zum elektrischen Kontaktieren des optoelektronischen Bauelements aufweist; einer Leiterplatte, auf der das optoelektronische Bauelement angeordnet ist und die einen elektrischen Leiter, der mit dem ersten Kontakt elektrisch verbunden ist, und mindestens eine Presspassung-Aufnahme, die mit dem elektrischen Leiter elektrisch verbunden ist, aufweist; einem Deckel, der auf der Leiterplatte angeordnet ist und der das optoelektronische Bauelement zumindest teilweise umgibt; und mindestens einem Presspassung-Steckelement, das an einer Innenseite des Deckels befestigt ist, das elektrisch leitend ausgebildet ist, und das einen ersten Abschnitt und einen zweiten Abschnitt aufweist. Der erste Abschnitt ist in der Presspassung-Aufnahme der Leiterplatte angeordnet, über die Presspassung-Aufnahme der Leiterplatte mit dem elektrischen Leiter elektrisch verbunden und bildet in Zusammenwirkung mit der Presspassung-Aufnahme der Leiterplatte eine Presspassung-Verbindung zwischen dem Deckel und der Leiterplatte. Der zweite Abschnitt des Presspassung-Steckelements ragt an einer von dem Deckel abgewandten Seite der Leiterplatte aus der Presspassung-Aufnahme der Leiterplatte hinaus und ist so ausgebildet, dass er in Zusammenwirken mit einer Presspassung-Aufnahme eines Trägers eine Presspassung-Verbindung zwischen der optoelektronischen Baugruppe und dem Träger und eine elektrische Verbindung zwischen der Leiterplatte und einem elektrischen Leiter des Trägers, der mit der Presspassung-Aufnahme des Trägers elektrisch verbunden ist, bildet.
Anschaulich gesprochen weist der Deckel, beispielsweise eine Gehäusekappe, eines, zwei oder mehr Presspassung-Steckelemente auf, über die der Deckel an der Leiterplatte befestigt werden kann, der Deckel und die Leiterplatte an dem Träger befestigt werden können und die Leiterplatte mit dem Träger elektrisch verbunden werden kann. Dadurch kann in einem ersten Arbeitsschritt der Deckel an der Leiterplatte befestigt werden und in einem zweiten Arbeitsschritt kann die optoelektronische Baugruppe an dem Träger befestigt werden und gleichzeitig elektrisch mit diesem verbunden werden. Dies kann besonders vorteilhaft sein, wenn das optoelektronische Bauelement eine LED-Anordnung ist und/oder die optoelektronische Baugruppe ein Lightengine ist. Das Presspassung-Steckelement mit den beiden Abschnitten kann beispielsweise als Dual-Press-Fit-Stift bezeichnet werden.
Die Presspassung-Aufnahmen der Leiterplatte können senkrecht zur Einsteckrichtung größer ausgebildet sein als die Presspassung-Aufnahmen des Trägers. Dazu korrespondierend können die ersten Abschnitte der Presspassung-Steckelemente senkrecht zur Einsteckrichtung größer ausgebildet sein als die zweiten Abschnitte der entsprechenden Presspassung-Steckelemente. Dies trägt dazu bei, dass die zweiten Abschnitte einfach durch die Presspassung-Aufnahmen der Leiterplatte hindurch führbar sind und in den Presspassung-Aufnahmen des Trägers angeordnet werden können und dass die ersten Abschnitte in den Presspassung-Aufnahmen der Leiterplatte angeordnet werden können. Dies trägt zu dazu bei, dass die Presspassung-Aufnahmen der Leiterplatte und die darin angeordneten Kontaktflächen der elektrischen Leiter, nicht beschädigt werden, wenn die Presspassung-Steckelemente durch sie hindurch geführt werden.
Eine Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine elektronische Baugruppe mit der im Vorhergehenden erläuterten optoelektronischen Baugruppe und mit dem Träger, wobei die optoelektronische Baugruppe auf dem Träger, der erste Abschnitt des Presspassung-Steckelements in der Presspassung-Aufnahme der Leiterplatte und der zweite Abschnitt des Presspassung-Steckelements in der Presspassung-Aufnahme des Trägers angeordnet sind, wodurch eine Presspassung-Verbindung zwischen dem Deckel und der Leiterplatte, eine Presspassung-Verbindung zwischen der optoelektronischen Baugruppe und dem Träger und eine elektrische Verbindung zwischen der optoelektronischen Baugruppe und dem Träger gebildet sind.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer elektronischen Baugruppe;
2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der elektronischen Baugruppe gemäß 1;
3 eine Unteransicht eines Ausführungsbeispiels einer optoelektronischen Baugruppe in einem Zustand während eines Verfahrens zum Ausbilden der optoelektronischen Baugruppe;
4 eine seitliche Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer elektronischen Baugruppe.
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser Beschreibung bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsbeispiele gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. Da Komponenten von Ausführungsbeispielen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsbeispiele benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert. In den Figuren sind identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
Eine optoelektronische Baugruppe kann ein, zwei oder mehr optoelektronische Bauelemente, einen Leiterrahmen und ein Gehäuse aufweisen. Optional kann eine optoelektronische Baugruppe auch ein, zwei oder mehr elektronische Bauelemente aufweisen. Ein elektronisches Bauelement kann beispielsweise ein aktives und/oder ein passives Bauelement aufweisen. Ein aktives elektronisches Bauelement kann beispielsweise eine Rechen-, Steuer- und/oder Regeleinheit und/oder einen Transistor aufweisen. Ein passives elektronisches Bauelement kann beispielsweise einen Kondensator, einen Widerstand, eine Diode oder eine Spule aufweisen.
Ein optoelektronisches Bauelement kann ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement oder ein elektromagnetische Strahlung absorbierendes Bauelement sein. Ein elektromagnetische Strahlung absorbierendes Bauelement kann beispielsweise eine Solarzelle sein. Ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Halbleiter-Bauelement sein und/oder als eine elektromagnetische Strahlung emittierende Diode, als eine organische elektromagnetische Strahlung emittierende Diode, als ein elektromagnetische Strahlung emittierender Transistor oder als ein organischer elektromagnetische Strahlung emittierender Transistor ausgebildet sein. Die Strahlung kann beispielsweise Licht im sichtbaren Bereich, UV-Licht und/oder Infrarot-Licht sein. In diesem Zusammenhang kann das elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelement beispielsweise als Licht emittierende Diode (light emitting diode, LED) als organische Licht emittierende Diode (organic light emitting diode, OLED), als Licht emittierender Transistor oder als organischer Licht emittierender Transistor ausgebildet sein. Das Licht emittierende Bauelement kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen Teil einer integrierten Schaltung sein. Weiterhin kann eine Mehrzahl von Licht emittierenden Bauelementen vorgesehen sein, beispielsweise untergebracht in einem gemeinsamen Gehäuse.
Ein Leiterrahmen (Leadframe) kann beispielsweise einen, zwei oder mehr Leiterrahmenabschnitte aufweisen. Der Leiterrahmen kann beispielsweise eine Metallstruktur sein, die als Leiterrahmenabschnitte entsprechend ein, zwei oder mehr Metallstücke aufweist. Mehrere Leiterrahmen und/oder die entsprechenden Leiterrahmenabschnitte können während des Verfahrens zum Herstellen der Leiterrahmen zunächst in einem Leiterrahmenverbund, der beispielsweise ein Metallrahmen ist, zusammengehalten werden und nachfolgend vereinzelt werden.
Ein Leiterrahmenverbund kann beispielsweise aus einem Leiterrahmenrohling, der beispielsweise eine flächige Metallplatte ist, gebildet werden, beispielsweise mittels eines chemischen Verfahrens wie beispielsweise Ätzen, oder mittels eines mechanischen Verfahrens wie beispielsweise Stanzen. Der Leiterrahmenverbund kann eine Vielzahl von später beispielsweise Elektroden-bildenden Leiterrahmenabschnitten aufweisen, die in dem Leiterrahmenverbund beispielsweise mittels Metallstegen miteinander verbunden sein können, wobei die Leiterrahmenabschnitte der einzelnen Leiterrahmen nicht miteinander verbunden sind. Dies bewirkt, dass beim Vereinzeln der Leiterrahmen die elektrischen Verbindungen der Leiterrahmenabschnitte einzelner Leiterrahmen über die Leiterrahmen Abschnitte benachbarter Leiterrahmen getrennt werden. Dadurch sind die Elektroden bildenden Leiterrahmenabschnitte nach dem Vereinzeln der Leiterrahmen nicht mehr mittels des sie selbst bildenden Metalls miteinander körperlich verbunden und sind dadurch elektrisch voneinander isoliert.
Der Rohling, aus dem der Leiterrahmenverbund ausgebildet wird, sowie nachfolgend der Leiterrahmenverbund weist beispielsweise ein elektrisch leitfähiges Material auf oder ist daraus gebildet. Das elektrisch leitfähige Material weist beispielsweise ein Metall, beispielsweise Kupfer, beispielsweise CuW oder CuMo, Kupferlegierungen, Messing, Nickel und/oder Eisen, beispielsweise FeNi, auf und/oder ist daraus gebildet. Der Leiterrahmenverbund kann vor der weiteren Verarbeitung beschichtet werden, beispielsweise metallisiert werden, beispielsweise in einem galvanischen Verfahren, beispielsweise mit Silizium, Nickel, Paladium und/oder Gold oder mit einer Legierung, die beispielsweise eines oder mehrere der genannten Materialien aufweist.
Die Leiterrahmen dienen zum mechanischen Befestigen und zum elektrischen Kontaktieren eines, zweier oder mehrerer optoelektronischer Bauelemente. Dazu weisen die Leiterrahmen beispielsweise jeweils die zwei Leiterrahmenabschnitte auf, wobei einer der Leiterrahmenabschnitte einen Bauelementbereich zum Anordnen und elektrischen Kontaktieren des optoelektronischen Bauelements aufweist und der andere Leiterrahmenabschnitt einen Kontaktbereich zum elektrischen Kontaktieren des optoelektronischen Bauelements aufweist.
Beim Herstellen der Gehäuse kann der Leiterrahmenverbund, insbesondere die miteinander verbundenen Leiterrahmen und die entsprechenden Leiterrahmenabschnitte, zumindest teilweise in einen Formwerkstoff eingebettet werden, beispielsweise in einem Mold-Verfahren, beispielsweise einem Spritzguss- oder Spritzpressverfahren. Der Formwerkstoff kann beispielsweise als Kunststoffummantelung ausgebildet sein. Der Formwerkstoff kann beispielsweise Epoxid, Silikon oder ein Hybridmaterial aufweisen, das beispielsweise eines der genannten Materialien aufweist. Das Gebilde aus Formwerkstoff und dem darin eingebetteten Leiterrahmenverbund kann auch als Gehäuseverbund bezeichnet werden. Dass der Leiterrahmenverbund bzw. die Leiterrahmen in den Formwerkstoff eingebettet werden, bedeutet beispielsweise, dass die Leiterrahmen bzw. deren Leiterrahmenabschnitte zumindest teilweise von dem Formwerkstoff umgeben werden. Teile der Leiterrahmen können frei von Formwerkstoff bleiben. Beispielsweise können an einer Oberseite der Leiterrahmen Ausnehmungen, in denen die Bauelementbereiche und/oder Kontaktbereiche frei gelegt sind, frei von Formwerkstoff sein. Ferner können Bereiche der Leiterrahmenabschnitte, die zum mechanischen Befestigen und/oder elektrischen Kontaktieren der entsprechenden optoelektronischen Baugruppe dienen sollen, frei von von Werkstoff bleiben. Eine Dicke eines der Gehäuse kann beispielsweise 100 µm bis 1 mm, beispielsweise 200 µm bis 500 µm, beispielsweise 250 µm bis 300 µm betragen. Eine Dicke eines der Leiterrahmen kann beispielsweise 100 µm bis 500 µm, beispielsweise 150 µm bis 300 µm betragen.
Die Gehäuse und die darin eingebetteten Leiterrahmen können nachfolgend aus dem Gehäuseverbund vereinzelt werden, beispielsweise mittels Sägens oder Schneidens. In die vereinzelten Gehäuse mit den Leiterrahmen können die optoelektronischen Bauelemente eingesetzt werden. Außerdem können die optoelektronischen Bauelemente mit den Leiterrahmen, insbesondere den Leiterrahmenabschnitten elektrisch verbunden werden. Die Gehäuse mit den Leiterrahmen und den optoelektronischen Bauelementen die optoelektronischen Baugruppen.
Eine Leiterplatte kann, im Unterschied zu einem Leiterrahmen, beispielsweise eine FR1-, FR2-, FR3-, FR4-, FR5-, CEM1-, CEM2-, CEM3-, CEM4- oder CEM5-Leiterplatte sein, beispielsweise eine durchkontaktierte FR-4-Leiterplatte.
1 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer elektronischen Baugruppe 18.
2 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht der elektronischen Baugruppe 18 gemäß 1, wobei die elektronische Baugruppe 18 gegenüber der Darstellung in 1 um 90° gedreht ist. In 2 ist mittels einer vertikal verlaufenden Strichpunktlinie die Schnittlinie dargestellt, entlang der die in 1 gezeigte Schnittebene der geschnittenen Seitenansicht verläuft.
Die elektronische Baugruppe 18 weist eine optoelektronische Baugruppe 20 und einen Träger 52 auf. Die optoelektronische Baugruppe 20 weist ein Gehäuse 22, einen Leiterrahmen 24 und ein optoelektronisches Bauelement 26 auf. Das Gehäuse 22 weist eine Ausnehmung 28 auf, in der das optoelektronische Bauelement 26 auf dem Leiterrahmen 24 angeordnet ist. Das Gehäuse 22 ist so ausgebildet, dass eine Unterseite 30 des Gehäuses 22 zumindest teilweise auf einer von dem optoelektronischen Bauelement 26 abgewandten Seite des Leiterrahmens 24 ausgebildet ist. Der Leiterrahmen 24 ist zumindest teilweise in das Gehäuse 22 eingebettet. In anderen Worten umgibt das Gehäuse 22 zumindest teilweise den Leiterrahmen 24 und ist in direkten körperlichen Kontakt mit diesem.
Der Leiterrahmen 24 weist einen ersten Leiterrahmenabschnitt 32 und einen zweiten Leiterrahmenabschnitt 36 auf. Der erste Leiterrahmenabschnitt 32 und der zweite Leiterrahmenabschnitt 36 sind körperlich voneinander getrennt und elektrisch voneinander isoliert. In lateraler Richtung zwischen dem ersten Leiterrahmenabschnitt 32 und dem zweiten Leiterrahmenabschnitt 36 kann beispielsweise Gehäusematerial ausgebildet sein. Der erste Leiterrahmenabschnitt 32 weist einen Bauelementbereich 40 und ein erstes Presspassung-Steckelement 34 auf. Das erste Presspassung-Steckelement 34 weist bei diesem Ausführungsbeispiel eine erste Auswölbung 35 auf. In dem Bauelementbereich 40 ist das optoelektronische Bauelement 26 angeordnet und mit dem Leiterrahmen 24, insbesondere mit dem ersten Leiterrahmenabschnitt 32, elektrisch verbunden. Der zweite Leiterrahmenabschnitt 36 weist ein zweites Presspassung-Steckelement 38 auf. Das zweite Presspassung-Steckelement 38 weist bei diesem Ausführungsbeispiel eine zweite Auswölbung 39 auf. Optional, insbesondere bei diesem Ausführungsbeispiel, weist der Leiterrahmen 24 ein drittes Presspassung-Steckelement 50 auf. Gegebenenfalls weist das dritte Presspassung-Steckelement 50 beispielsweise eine dritte Auswölbung 51 auf und/oder ist einstückig mit dem ersten Leiterrahmenabschnitt 32 ausgebildet.
Die Presspassung-Steckelemente 34, 38, 50 sind gegenüber einer Ebene, in der der Bauelementbereich 40 liegt, gebogen, insbesondere in 1 und 2 nach unten gebogen, insbesondere so, dass die Presspassung-Steckelemente 35, 38, 50 senkrecht zu dem Bauelementbereich 40 ausgerichtet sind. Die Leiterrahmenabschnitte 32, 36 ragen an den Bereichen, an denen die Presspassung-Steckelemente 34, 38, 50 ausgebildet sind, in 1 und 2 seitlich aus dem Gehäuse 22 hervor und sind dort frei von Gehäusematerial.
Das optoelektronische Bauelement 26 weist an seiner dem Leiterrahmen 24 zugewandten Unterseite einen ersten elektrischen Kontakt 42 auf. Der erste elektrische Kontakt 42 ist in dem Bauelementbereich 40 in direkten körperlichen Kontakt mit dem ersten Leiterrahmenabschnitt 32 und somit elektrisch mit diesem verbunden. Alternativ dazu kann der erste Kontakt 42 an einer von dem Leiterrahmen 24 abgewandten Oberseite des optoelektronischen Bauelements 26 ausgebildet sein und über einen nicht dargestellten Bonddraht mit dem ersten Leiterrahmenabschnitt 32, beispielsweise dem Bauelementbereich 40, elektrisch verbunden sein. Das optoelektronische Bauelement 26 weist an seiner von dem Leiterrahmen 24 abgewandten Oberseite einen zweiten elektrischen Kontakt 44 auf. Der zweite elektrische Kontakt 44 ist über einen ersten Bonddraht 46 mit dem zweiten Leiterrahmenabschnitt 36 körperlich und elektrisch verbunden.
Optional, insbesondere bei diesem Ausführungsbeispiel, ist das optoelektronische Bauelement 26 von einem Vergussmaterial 48 bedeckt. Das Vergussmaterial 48 ist transparent oder transluzent ausgebildet. Das Vergussmaterial 48 kann Streupartikel und/oder Konvertermaterial zum Konvertieren der Wellenlänge des von dem optoelektronischen Bauelement 26 erzeugten Lichts aufweisen.
Der Träger 52 weist eine erste Presspassung-Aufnahme 53, eine zweite Presspassung-Aufnahme 54 und optional eine dritte Presspassung-Aufnahme 58 auf. Die Presspassung-Aufnahmen 53, 54, 58 sind jeweils von einer Ausnehmung in dem Träger 52 gebildet. Der Träger 52 weist einen ersten elektrischen Leiter 55 und einen zweiten elektrischen Leiter 56 auf. Der erste elektrische Leiter 55 ist so ausgebildet und angeordnet, dass er mit einer Innenfläche der ersten Presspassung-Aufnahme 53 elektrisch verbunden ist. Zu diesem Zweck kann die Innenfläche der ersten Presspassung-Aufnahme 53 eine erste Metallisierung 57 aufweisen. Die erste Metallisierung 57 kann beispielsweise in Form einer Metallschicht auf einer Innenfläche der ersten Presspassung-Aufnahme 53 oder in Form einer Metallhülse, die in der ersten Presspassung-Aufnahme 53 angeordnet ist, ausgebildet sein. Der zweite elektrische Leiter 56 ist derart angeordnet und ausgebildet, dass er mit einer Innenfläche der zweiten Presspassung-Aufnahme 54 elektrisch verbunden ist. Zu diesem Zweck kann die Innenfläche der zweiten Presspassung-Aufnahme 54 eine zweite Metallisierung 96 aufweisen (siehe 4). Der elektronische Schaltkreis kann beispielsweise eine Treiberschaltung und/oder eine Steuereinheit sein. Die dritte Presspassung-Aufnahme 58 kann thermisch an eine Wärmesenke angekoppelt sein, beispielsweise in direktem körperlichen Kontakt mit dieser sein, oder kann von einer Wärmesenke begrenzt sein.
Die elektrischen Leiter 55, 56 können mit einem nicht dargestellten elektronischen Schaltkreis zum Betreiben der optoelektronischen Baugruppe elektrisch verbunden sein. Der elektronische Schaltkreis kann Teil der elektronischen Baugruppe 18 sein oder gegenüber dieser extern ausgebildet sein.
Die optoelektronische Baugruppe 20 kann an dem Träger 52 befestigt werden, in dem die optoelektronische Baugruppe 20 an den Träger 52 angesteckt wird, insbesondere indem das erste Presspassung-Steckelement 34 in die erste Presspassung-Aufnahme 53, das zweite Presspassung-Steckelement 38 in die zweite Presspassung-Aufnahme 54 und gegebenenfalls das dritte Presspassung-Steckelement 50 in die dritte Presspassung-Aufnahme 58 in einer Einsteckrichtung 59 eingesteckt werden. Die Presspassung-Steckelemente 34, 38, 50, insbesondere deren Auswölbungen 35, 39, 51, sind bezüglich der entsprechenden Presspassung-Aufnahmen 53, 54, 58 jeweils mit einer Übermaßpassung ausgebildet. Dies bewirkt, dass beim Einstecken der Presspassung-Steckelemente 34, 38, 50 in die entsprechenden Presspassung-Aufnahmen 53, 54, 58 die entsprechenden Auswölbung 35, 39, 51 eingedrückt werden und sich insbesondere zumindest teilweise elastisch verformen, wodurch von den Auswölbungen 35, 39, 51 ein Druck auf die Innenwände der Presspassung-Aufnahmen 53, 54, 58 ausgeübt wird. Dieser Druck bildet eine Presspassung-Verbindung zwischen der optoelektronischen Baugruppe 20 und dem Träger 52 und bewirkt eine sichere mechanische Verbindung zwischen der optoelektronischen Baugruppe 20, insbesondere dem Leiterrahmen 24, und dem Träger 52.
Beim Einstecken der Presspassung-Steckelemente 34, 38, 50 in die Presspassung-Aufnahmen 53, 54, 58 wird außerdem eine elektrische Verbindung zwischen dem Träger 52 und der optoelektronischen Baugruppe 20 hergestellt. Insbesondere wird das erste Presspassung-Steckelement 34 mit dem ersten elektrischen Leiter 55 elektrisch verbunden und das zweite Presspassung-Steckelement 38 wird mit dem zweiten elektrischen Leiter 56 elektrisch verbunden. Da das erste Presspassung-Steckelement 34 einstückig mit dem Bauelementbereich 40 ausgebildet ist und dadurch elektrisch mit dem ersten Kontakt 42 des optoelektronischen Bauelements 26 verbunden ist, wird gleichzeitig auch eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Kontakt 42 und dem ersten elektrischen Leiter 55 hergestellt. Da das zweite Presspassung-Steckelement 38 elektrisch mit dem zweiten Kontakt 44 des optoelektronischen Bauelements 26 verbunden ist, wird gleichzeitig auch eine elektrische Verbindung zwischen dem zweiten Kontakt 44 und dem zweiten elektrischen Leiter 56 hergestellt.
Das dritte Presspassung-Steckelement 50 und die dritte Presspassung-Aufnahme 58 dienen lediglich zum Verbessern der thermischen Ankopplung der optoelektronischen Baugruppe 20 an den Träger 52.
Alternativ zu dem in den 1 und zwei dargestellten Ausführungsbeispiel der elektronischen Baugruppe 18 kann der Leiterrahmen 24 auch lediglich zwei Presspassung-Steckelemente oder mehr als drei Presspassung-Steckelemente aufweisen. Gegebenenfalls kann der Träger 52 lediglich zwei entsprechende Presspassung-Aufnahmen 34, 38 oder mehr als drei entsprechende Presspassung-Aufnahmen 34, 38, 50 aufweisen. Ferner kann der Leiterrahmen 24 mehr als zwei Leiterrahmenabschnitte 32, 36 aufweisen. Ferner kann auf das Vergussmaterial 48 verzichtet werden. Ferner kann die optoelektronische Baugruppe 20 mehr als ein optoelektronisches Bauelement 26 aufweisen. Beispielsweise können zwei oder mehr optoelektronische Bauelemente 26 in dem Bauelementbereich 40 angeordnet sein.
3 zeigt eine Unteransicht eines Ausführungsbeispiels einer optoelektronischen Baugruppe 20 in einem Zustand während eines Verfahrens zum Ausbilden der optoelektronischen Baugruppe 20. die optoelektronische Baugruppe 20 kann beispielsweise die in den 1 und 2 gezeigte optoelektronische Baugruppe 20 sein. In dem gezeigten Zustand sind die Presspassung-Steckelemente 34, 38, 50 gegenüber dem Bauelementbereich 40 noch nicht nach unten gebogen.
Bei einem Verfahren zum Ausbilden der elektronischen Baugruppe 18 können die optoelektronische Baugruppe 20 und der Träger 52 unabhängig voneinander ausgebildet und nachfolgend aneinander befestigt werden, insbesondere mittels des im Vorhergehenden erläuterten Ansteckens der optoelektronischen Baugruppe 20 an den Träger 52.
Bei einem Verfahren zum Ausbilden der optoelektronischen Baugruppe 20 können der Leiterrahmen 24 und das optoelektronische Bauelement 26 unabhängig voneinander ausgebildet und nachfolgend aneinander befestigt werden. Insbesondere kann der Leiterrahmen 24 im Leiterrahmenverbund hergestellt und nachfolgend vereinzelt werden, wobei der Leiterrahmenverbund mittels Ausstanzens aus einem Metallstück hergestellt werden kann. Die Presspassung-Steckelemente 34, 38, 50 können in demselben Arbeitsschritt, insbesondere in demselben Ausstanzschritt, hergestellt werden wie der restliche Leiterrahmen 24, insbesondere die Leiterrahmenabschnitte 32, 36. Die Presspassung-Steckelemente 34, 38, 50 können vor oder nach dem Ausbilden des Gehäuses 22 nach unten gebogen werden. Beispielsweise können die Presspassung-Steckelemente 34, 38, 50 beim Ausbilden des Leiterrahmens 24, insbesondere beim Herstellen des entsprechenden Leiterrahmenverbunds mittels Stanzens, ausgebildet und optional gleichzeitig nach unten gebogen werden. Alternativ dazu können die Presspassung-Steckelemente 34, 38, 50 beim Vereinzeln des Leiterrahmens 24 aus dem entsprechenden Leiterrahmenverbund nach unten gebogen werden. Alternativ dazu können die Presspassung-Steckelemente 34, 38, 50 nach dem Vereinzeln des Leiterrahmens 24 nach unten gebogen werden.
4 zeigt eine seitliche Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer elektronischen Baugruppe 18. Die elektronische Baugruppe 18 weist eine optoelektronische Baugruppe 20 und den Träger 52 auf. Die optoelektronische Baugruppe 20 weist das optoelektronische Bauelement 26, einen Deckel 62 und eine Leiterplatte 70 auf. Das optoelektronische Bauelement 26 weist den ersten elektrischen Kontakt 42 und den zweiten elektrischen Kontakt 44 auf. Beide elektrischen Kontakte 42, 44 sind bei diesem Ausführungsbeispiel an einer von der Leiterplatte 70 abgewandten Oberseite des optoelektronischen Bauelements 26 ausgebildet. Alternativ dazu kann einer der beiden elektrischen Kontakte 42, 44 an einer der Leiterplatte 70 zugewandten Unterseite des optoelektronischen Bauelements 26 ausgebildet sein.
Die Leiterplatte 70 weist eine vierte Presspassung-Aufnahme 71 und eine fünfte Presspassung-Aufnahme 73 auf. Die Leiterplatte 70 weist einen elektrischen Leiter, der als dritter elektrischer Leiter 72 bezeichnet werden kann, und einen weiteren elektrischen Leiter, der als vierter elektrischer Leiter 74 bezeichnet werden kann, auf. Der dritte elektrische Leiter 72 ist so angeordnet und ausgebildet, dass er elektrisch mit einer Innenfläche der vierten Presspassung-Aufnahme 71 verbunden ist. Zu diesem Zweck kann die vierte Presspassung-Aufnahme 71 an ihrer Innenfläche eine Metallisierung aufweisen, beispielsweise in Form einer Metallschicht oder einer Hülse. Der vierte elektrische Leiter 74 ist so angeordnet und ausgebildet, dass er elektrisch mit einer Innenfläche der fünften Presspassung-Aufnahme 73 verbunden ist. Zu diesem Zweck kann die fünfte Presspassung-Aufnahme 73 eine Metallisierung an ihrer Innenfläche aufweisen, beispielsweise in Form einer Metallschicht oder einer Hülse. Der dritte elektrische Leiter 72 ist mittels eines zweiten Bonddrahts 46 mit dem ersten Kontakt 42 des optoelektronischen Bauelements 26 elektrisch verbunden. Der vierte elektrische Leiter 74 ist mittels eines dritten Bonddrahts 78 mit dem zweiten Kontakt 44 des optoelektronischen Bauelements 26 elektrisch verbunden.
Der Träger 52 kann beispielsweise gemäß dem im Vorhergehenden erläuterten Träger 52 ausgebildet sein und insbesondere die erste Presspassung-Ausnehmung 53, die zweite Presspassung-Ausnehmung 54, die erste Metallisierung 57, die zweite Metallisierung 96, den ersten elektrischen Leiter 55 und den zweiten elektrischen Leiter 56 aufweisen.
Der Deckel 62 ist so ausgebildet, dass er in lateraler Richtung das optoelektronische Bauelement 26 umgibt. In anderen Worten ist von dem Deckel 62 eine Ausnehmung gebildet, in der das optoelektronische Bauelement 26 angeordnet ist. Der Deckel 62 bedeckt den lateralen Rand der Leiterplatte 70, an dem sich die vierte Presspassung-Aufnahme 71 und fünfte Presspassung-Aufnahme 73 befinden. Somit erstreckt sich der Deckel 62 über die vierte und fünfte Presspassung-Aufnahme 71, 73.
An der Innenseite des Deckels 62 sind ein viertes Presspassung-Steckelement 80 und ein fünftes Presspassung-Steckelement 90 angeordnet. Das vierte Presspassung-Steckelement 80 weist einen ersten Abschnitt 82 und einen zweiten Abschnitt 84 auf. Das fünfte Presspassung-Steckelement 90 weist einen ersten Abschnitt, der auch als dritter Abschnitt 92 bezeichnet werden kann, und einen zweiten Abschnitt, der auch als vierter Abschnitt 94 bezeichnet werden kann, auf. Das vierte und das fünfte Presspassung-Steckelement 80, 90 erstrecken sich in vertikaler Richtung ausgehend von der Innenseite des Deckels 62 in 4 nach unten durch die vierte Presspassung-Aufnahme 71 bzw. die fünfte Presspassung-Aufnahme 73 hindurch bis hin in die erste Presspassung-Aufnahme 53 bzw. die zweite Presspassung-Aufnahme 54. Insbesondere ist der erste Abschnitt 82 in der vierten Presspassung-Aufnahme 71 angeordnet, der zweite Abschnitt 84 ist in der ersten Presspassung-Aufnahme 53 angeordnet, der dritte Abschnitt 92 ist in der fünften Presspassung-Aufnahme 73 angeordnet und der vierte Abschnitt 94 ist in der zweiten Presspassung-Aufnahme 54 angeordnet. Das vierte und fünfte Presspassung-Steckelement 80, 90 weisen an ihren jeweiligen Abschnitten 82, 84, 92, 94 jeweils Auswölbungen auf, die beispielsweise korrespondierend zu den Auswölbungen 35, 39, 51 des ersten, zweiten und dritten Presspassung-Steckelement 34, 38, 51 ausgebildet sind.
Der erste Abschnitt 82 ist bezüglich der vierten Presspassung-Aufnahme 71 mit einer Übermaßpassung derart ausgebildet, dass der erste Abschnitt 82 zwar in die vierte Presspassung-Aufnahme 71 einführbar ist, jedoch dabei zumindest teilweise elastisch verformt wird, wodurch der erste Abschnitt 82 einen Druck auf die Innenfläche der vierten Presspassung-Aufnahme 71 ausübt, wodurch eine Presspassung-Verbindung zwischen dem Deckel 62 und der Leiterplatte 70 gebildet wird und wodurch das vierte Presspassung-Steckelement 80 elektrisch mit dem dritten elektrischen Leiter 72 verbunden wird. Der zweite Abschnitt 84 ist bezüglich der ersten Presspassung-Aufnahme 53 derart mit einer Übermaßpassung ausgebildet, dass der zweite Abschnitt 84 zwar in die erste Presspassung-Aufnahme 53 einführbar ist, jedoch dabei zumindest teilweise elastisch verformt wird, wodurch ein Druck von dem zweiten Abschnitt 84 auf die Innenfläche der ersten Presspassung-Aufnahme 53 ausgeübt wird, wodurch eine Presspassung-Verbindung zwischen dem Deckel 62 und dem Träger 52 gebildet wird, wodurch eine Presspassung-Verbindung zwischen der Leiterplatte 70 und dem Träger 52 und wodurch eine elektrische Verbindung zwischen dem dritten elektrischen Leiter 72 und dem ersten elektrischen Leiter 55 gebildet wird. Optional ist der zweite Abschnitt 84 bezüglich der vierten Presspassung-Aufnahme 71 derart ausgebildet, dass er ohne Kontakt zu deren Innenfläche durch diese hindurch führbar ist. Beispielsweise kann der zweite Abschnitt 84 bezüglich der vierten Presspassung-Aufnahme 71 mit einer Spielpassung (Loos-Fit) ausgebildet sein.
Der dritte Abschnitt 92 ist bezüglich der fünften Presspassung-Aufnahme 73 mit einer Übermaßpassung derart ausgebildet, dass der dritte Abschnitt 92 zwar in die fünfte Presspassung-Aufnahme 73 einführbar ist, jedoch dabei zumindest teilweise elastisch verformt wird, wodurch der dritte Abschnitt 92 einen Druck auf die Innenfläche der fünften Presspassung-Aufnahme 73 ausübt, wodurch eine Presspassung-Verbindung zwischen dem Deckel 62 und der Leiterplatte 70 gebildet wird und wodurch das fünfte Presspassung-Steckelement 90 elektrisch mit dem vierten elektrischen Leiter 74 verbunden wird. Der vierte Abschnitt 94 ist bezüglich der zweiten Presspassung-Aufnahme 54 derart mit einer Übermaßpassung ausgebildet, dass der vierte Abschnitt 94 zwar in die zweite Presspassung-Aufnahme 54 einführbar ist, jedoch dabei zumindest teilweise elastisch verformt wird, wodurch ein Druck von dem vierten Abschnitt 94 auf die Innenfläche der zweiten Presspassung-Aufnahme 54 ausgeübt wird, wodurch eine Presspassung-Verbindung zwischen dem Deckel 62 und dem Träger 52 gebildet wird, wodurch eine Presspassung-Verbindung zwischen der Leiterplatte 70 und dem Träger 52 und wodurch eine elektrische Verbindung zwischen dem vierten elektrischen Leiter 74 und dem zweiten elektrischen Leiter 56 gebildet wird. Optional ist der vierte Abschnitt 94 bezüglich der fünften Presspassung-Aufnahme 73 derart ausgebildet, dass er ohne Kontakt zu deren Innenfläche durch diese hindurch führbar ist. Beispielsweise kann der vierte Abschnitt 94 bezüglich der fünften Presspassung-Aufnahme 73 mit einer Spielpassung (Loos-Fit) ausgebildet sein.
Optional können vertikal über dem optoelektronischen Bauelement 26 eine, zwei oder mehr Schichten eines transparenten oder transluzenten Materials und/oder eine transparente oder transluzente Abdeckung ausgebildet bzw. angeordnet sein.
Bei einem Verfahren zum Ausbilden der elektronischen Baugruppe 18 können die optoelektronische Baugruppe 20 und der Träger 52 zunächst unabhängig voneinander ausgebildet werden. Nachfolgend kann die optoelektronische Baugruppe 20 mittels des vierten und des fünften Presspassung-Steckelement 80, 90 an dem Träger 52 festgesteckt werden, wodurch sowohl die mechanische als auch die elektrische Verbindung zwischen der optoelektronischen Baugruppe 20 und dem Träger 52 hergestellt werden. Bei einem Verfahren zum Ausbilden der optoelektronischen Baugruppe 20 können das optoelektronische Bauelement 26, der Deckel 62 und die Leiterplatte 70 zunächst unabhängig voneinander hergestellt werden. Nachfolgend kann das optoelektronische Bauelement 26 auf der Leiterplatte 70 angeordnet und elektrisch mit dieser verbunden werden und der Deckel 62 kann mittels des vierten und des fünften Presspassung-Steckelements 80, 90 an der Leiterplatte 70 festgesteckt werden.
Bezugszeichenliste

18: elektronische Baugruppe
20: optoelektronische Baugruppe
22: Gehäuse
24: Leiterrahmen
26: optoelektronisches Bauelement
28: Ausnehmung
30: Unterseite
32: erster Leiterrahmenabschnitt
34: erstes Presspassung-Steckelement
35: erste Auswölbung
36: zweiter Leiterrahmenabschnitt
38: zweites Presspassung-Steckelement
39: zweite Auswölbung
40: Bauelementbereich
42: erster Kontakt
44: zweiter Kontakt
46: erster Bonddraht
48: Vergussmaterial
50: drittes Presspassung-Steckelement
51: dritte Auswölbung
52: Träger
53: erste Presspassung-Aufnahme
54: zweite Presspassung-Aufnahme
55: erster elektrischer Leiter
56: zweiter elektrischer Leiter
57: erste Metallisierung
58: dritte Presspassung-Aufnahme
59: Einsteckrichtung
62: Deckel
70: Leiterplatte
71: vierte Presspassung-Aufnahme
72: dritter elektrischer Leiter
73: fünfte Presspassung-Aufnahme
74: vierter elektrischer Leiter
78: zweiter Bonddraht
80: viertes Presspassung-Steckelement
82: erster Abschnitt
84: zweiter Abschnitt
90: fünftes Presspassung-Steckelement
92: dritter Abschnitt
94: vierter Abschnitt
96: zweite Metallisierung

Claims

Optoelektronische Baugruppe (20), mit einem Gehäuse (22), mit mindestens einem optoelektronischen Bauelement (26), das einen ersten Kontakt (42) und einen zweiten Kontakt (44) zum elektrischen Kontaktieren des optoelektronischen Bauelements (26) aufweist und das zumindest teilweise von dem Gehäuse (22) umgeben ist, und mit einem Leiterrahmen (24), der aus Metall gebildet ist, der zumindest teilweise in das Gehäuse (22) eingebettet ist, der einen Bauelementbereich (40) aufweist, auf dem das optoelektronische Bauelement (26) angeordnet ist und mit dem der erste Kontakt (42) des optoelektronischen Bauelements (26) elektrisch verbunden ist, der ein erstes Presspassung-Steckelement (34) aufweist, das mit dem Bauelementbereich (40) einstückig ausgebildet ist, und der mindestens ein zweites Presspassung-Steckelement (38) aufweist, das von dem ersten Presspassung-Steckelement (34) elektrisch isoliert ist und das mit dem zweiten Kontakt (44) des optoelektronischen Bauelements (26) elektrisch verbunden ist, wobei die Presspassung-Steckelemente (34, 38) ausgebildet sind zum Ausbilden von je einer Presspassung-Verbindung mit zwei entsprechenden Presspassung-Aufnahmen (53, 54) eines Trägers (52) und zum Ausbilden von je einer elektrischen Verbindung zwischen den Kontakten (42, 44) des optoelektronischen Bauelements (26) und zwei entsprechenden Leitern (55, 56) des Trägers (52).
Optoelektronische Baugruppe (20) nach Anspruch 1, bei der die Presspassung-Steckelemente (34, 38) aus einer Ebene, in der der Bauelementbereich (40) liegt, herausgebogen sind.
Optoelektronische Baugruppe (20) nach Anspruch 2, bei der die Presspassung-Steckelemente (34, 38) so aus der Ebene herausgebogen sind, dass sie im rechten Winkel zu der Ebene angeordnet sind.
Optoelektronische Baugruppe (20) nach einem der vorstehenden Ansprüche, die ein drittes Presspassung-Steckelement (50) zum Ausbilden einer Presspassung-Verbindung mit einer entsprechenden Presspassung-Aufnahme (58) des Trägers (52) aufweist.
Optoelektronische Baugruppe (20) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der das dritte Presspassung-Steckelement (50) zum Ausbilden einer thermischen Kopplung des optoelektronischen Bauelements (26) mit dem Träger (52) an das optoelektronische Bauelement (26) angrenzend ausgebildet ist.
Optoelektronische Baugruppe (20) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der das optoelektronische Bauelement (26) eine Leuchtdiode aufweist oder ist.
Elektronische Baugruppe (18), aufweisend eine optoelektronische Baugruppe (20) nach einem der vorstehenden Ansprüche und einen Träger (52), auf dem die optoelektronische Baugruppe (20) angeordnet ist, der eine erste Presspassung-Aufnahme (53) und mindestens eine zweite Presspassung-Aufnahme (54) aufweist und der einen ersten elektrischen Leiter (55), der mit der ersten Presspassung-Aufnahme (53) elektrisch gekoppelt ist, und einen von dem ersten elektrischen Leiter (55) elektrisch isolierten zweiten elektrischen Leiter (56), der mit der zweiten Presspassung-Aufnahme (54) elektrisch gekoppelt ist, aufweist, wobei das erste Presspassung-Steckelement (34) in der ersten Presspassung-Aufnahme (53) angeordnet ist und das zweite Presspassung-Steckelement (38) in der zweiten Presspassung-Aufnahme (54) angeordnet ist, so dass jeweils eine Presspassung-Verbindung zwischen der optoelektronischen Baugruppe (20) und dem Träger (52) ausgebildet ist und wobei das optoelektronische Bauelement (26) über die Presspassung-Steckelemente (34, 38) und die Presspassung-Aufnahmen (53, 54) elektrisch mit den elektrischen Leitern (55, 56) verbunden ist.
Elektronische Baugruppe (18) nach Anspruch 7, die eine dritte Presspassung-Aufnahme (58) aufweist, die mit einer Wärmesenke thermisch gekoppelt ist und in der das dritte Presspassung-Steckelement (50) so angeordnet ist, dass eine weitere Presspassung-Verbindung zwischen der optoelektronischen Baugruppe (20) und dem Träger (52) und eine thermische Kopplung zwischen dem optoelektronischen Bauelement (26) und der Wärmesenke ausgebildet sind.
Verfahren zum Ausbilden einer optoelektronischen Baugruppe (20), bei dem aus einem Metallstück ein Leiterrahmen (24) so ausgebildet wird, dass er einen Bauelementbereich (40) zum Anordnen eines optoelektronischen Bauelements (26), ein erstes Presspassung-Steckelement (34), das mit dem Bauelementbereich (40) einstückig ausgebildet ist, und mindestens ein zweites Presspassung-Steckelement (38), das von dem ersten Presspassung-Steckelement (34) elektrisch isoliert ist, aufweist, der Leiterrahmen (24) zumindest teilweise in ein Gehäuse (22) eingebettet wird, das optoelektronische Bauelement (26) in dem Bauelementbereich (40) angeordnet wird und ein erster Kontakt (42) des optoelektronischen Bauelements (26) elektrisch mit dem Bauelementbereich (40) verbunden wird, und ein zweiter Kontakt (44) des optoelektronischen Bauelements (26) mit dem zweiten Presspassung-Steckelement (38) elektrisch verbunden wird, wobei die Presspassung-Steckelemente (34, 38) so ausgebildet werden, dass sie zum Ausbilden von je einer entsprechenden Presspassung-Verbindung mit zwei entsprechenden Presspassung-Aufnahmen (53, 54) eines Trägers (52) und zum Ausbilden von je einer elektrischer Verbindung zwischen den elektrischen Kontakten (42, 44) des optoelektronischen Bauelements (26) und entsprechenden Leitern (55, 56) des Trägers (52) geeignet sind.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die Presspassung-Steckelemente (34, 38, 50) aus einer Ebene, in der der Bauelementbereich (40) liegt, herausgebogen werden.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die Presspassung-Steckelemente (34, 38, 50) so aus der Ebene herausgebogen werden, dass sie im rechten Winkel zu der Ebene angeordnet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei dem der Leiterrahmen (24) so ausgebildet wird, dass er ein drittes Presspassung-Steckelement (50) zum Ausbilden einer Presspassung-Verbindung mit einer entsprechenden Presspassung-Aufnahme (58) des Trägers (52) aufweist, wobei das dritte Presspassung-Steckelement (50) einstückig mit dem Bauelementbereich (40) ausgebildet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, bei dem der Leiterrahmen (24) aus dem Metallstück mittels Stanzens ausgebildet wird.
Verfahren zum Ausbilden einer elektronischen Baugruppe (18), bei dem eine optoelektronische Baugruppe (20) gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13 ausgebildet wird und auf dem Träger (52) angeordnet wird, indem das erste Presspassung-Steckelement (34) in einer ersten Presspassung-Aufnahme (53) des Trägers (52) angeordnet wird und das zweite Presspassung-Steckelement (38) in einer zweiten Presspassung-Aufnahme (54) des Trägers (52) angeordnet wird, so dass jeweils eine Presspassung-Verbindung zwischen der optoelektronischen Baugruppe (20) und dem Träger (52) ausgebildet wird und dass das optoelektronische Bauelement (26) über die Presspassung-Steckelemente (34, 38) und die Presspassung-Aufnahmen (53, 54) elektrisch mit einem ersten elektrischen Leiter (55), der mit der ersten Presspassung-Aufnahme (53) elektrisch gekoppelt ist, und einem von dem ersten elektrischen Leiter (55) elektrisch isolierten zweiten elektrischen Leiter (56), der mit der zweiten Presspassung-Aufnahme (54) elektrisch gekoppelt ist, elektrisch verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 14, bei dem der Träger (52) eine dritte Presspassung-Aufnahme (58) aufweist, die mit einer Wärmesenke thermisch gekoppelt ist, und bei dem ein drittes Presspassung-Steckelement (50) der optoelektronischen Baugruppe (20) so in der dritten Presspassung-Aufnahme (58) angeordnet wird, dass eine weitere Presspassung-Verbindung zwischen der optoelektronischen Baugruppe (20) und dem Träger (52) ausgebildet wird und das optoelektronische Bauelement (26) über den Bauelementbereich (40) und das dritte Presspassung-Steckelement (50) des Leiterrahmens (24) thermisch mit der Wärmesenke gekoppelt ist.
Optoelektronische Baugruppe (20), mit mindestens einem optoelektronischen Bauelement (26), das einen Kontakt (42, 44) zum elektrischen Kontaktieren des optoelektronischen Bauelements (26) aufweist, einer Leiterplatte (70), auf der das optoelektronische Bauelement (26) angeordnet ist und die einen elektrischen Leiter (72, 74), der mit dem Kontakt (42, 44) elektrisch verbunden ist, und mindestens eine Presspassung-Aufnahme (71, 73), die mit dem elektrischen Leiter (72, 74) elektrisch verbunden ist, aufweist, einem Deckel (62), der auf der Leiterplatte (70) angeordnet ist und der das optoelektronische Bauelement (26) zumindest teilweise umgibt, und mindestens ein Presspassung-Steckelement (80, 90), das an einer Innenseite des Deckels (62) befestigt ist, das elektrisch leitend ausgebildet ist, und das einen ersten Abschnitt (82, 92) und einen zweiten Abschnitt (84, 94) aufweist, wobei der erste Abschnitt (82, 92) in der Presspassung-Aufnahme (71, 73) der Leiterplatte (70) angeordnet ist, über die Presspassung-Aufnahme (71, 73) der Leiterplatte (70) mit dem elektrischen Leiter (72, 74) der Leiterplatte (70) elektrisch verbunden ist und in Zusammenwirken mit der Presspassung-Aufnahme (71, 73) der Leiterplatte (70) eine Presspassung-Verbindung zwischen dem Deckel (62) und der Leiterplatte (70) bildet, und wobei der zweite Abschnitt (84, 94) des Presspassung-Steckelements (80, 90) an einer von dem Deckel (62) abgewandten Seite der Leiterplatte (70) aus der Presspassung-Aufnahme (71, 73) der Leiterplatte (70) hinausragt und so ausgebildet ist, dass er in Zusammenwirken mit einer Presspassung-Aufnahme (53, 54) eines Trägers (52) eine Presspassung-Verbindung zwischen der optoelektronischen Baugruppe (20) und dem Träger (52) und eine elektrische Verbindung zwischen der Leiterplatte (70) und einem elektrischen Leiter (55, 56) des Trägers (52), der mit der Presspassung-Aufnahme (53, 54) des Trägers (52) elektrisch verbunden ist, bildet.
Elektronische Baugruppe (18), mit einer optoelektronischen Baugruppe (20) nach Anspruch 16 und mit dem Träger (52), wobei die optoelektronische Baugruppe (20) auf dem Träger (52), der erste Abschnitt (82, 92) des Presspassung-Steckelements (80, 90) in der Presspassung-Aufnahme (71, 73) der Leiterplatte (70) und der zweite Abschnitt (84, 94) des Presspassung-Steckelements (80, 90) in der Presspassung-Aufnahme (53, 54) des Trägers (52) angeordnet sind, wodurch eine Presspassung-Verbindung zwischen dem Deckel (62) und der Leiterplatte (70), eine Presspassung-Verbindung zwischen der optoelektronischen Baugruppe (20) und dem Träger (52) und eine elektrische Verbindung zwischen der optoelektronischen Baugruppe (20) und dem Träger (52) gebildet sind.