DE10228446A1

DE10228446A1 - Anordnung mit elektrischen Bauteilen

Info

Publication number: DE10228446A1
Application number: DE10228446A
Authority: DE
Inventors: Gabriele Monika Sachs-Dücker; Cornelius Neumann
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2002-06-26
Filing date: 2002-06-26
Publication date: 2004-01-15
Also published as: FR2841729A3; ES1054976Y; ITTO20030087U1; FR2841729B3; ES1054976U

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit elektrischen Bauteilen mit mindestens zwei voneinander beabstandeten elektrisch leitenden Kontaktplatten (10/12), mit zumindest einem mit den elektrischen Kontaktplatten fest verbundenen Halbleiterchip (14), und wobei zumindest der Halbleiterchip mit einer strahlungsdurchlässigen Kunststoffmasse (18) umspritzt ist. DOLLAR A Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung mit elektrischen Bauteilen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die es ermöglicht einen Halbleiterchip derart anzuordnen, dass er ohne Einschränkungen voll nutzbar ist und beim Umspritzen möglichst wenig Ausschuss produziert wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Halbleiterchip (14) mit einem transparentem Substrat (30) versehen ist und im Bezug auf die optische Achse (16) des Systems derart um einen Winkel gedreht ist, dass die durch die Anode (22) und die Kathode (24) gebildete Achse (26) des Halbleiterchips (14) nicht achsparallel zur optischen Achse (16) des Systems verläuft.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit elektrischen Bauteilen mit mindestens zwei voneinander beanstandeten elektrisch leitenden Kontaktplatten, mit zumindest einem mit den elektrischen Kontaktplatten fest verbundenen Halbleiterchip, und wobei zumindest der Halbleiterchip mit einer strahlungsdurchlässigen Kunststoffmasse umspritz ist.

Aus der DE 200 08 346 U1 ist eine derartige Anordnung mit elektrischen Bauteilen bekannt. Bei dem elektrischen Bauteil handelt es sich um einen LED-Halbleiterchip mit zwei als Anode und Kathode ausgebildeten Chip-Kontakten und einem dazwischen angeordnetem absorbierendem Substrat. Der LED-Chip ist auf einer ersten Kontaktplatte befestigt, wobei die auf der Unterseite des LED-Chips befindliche Kathode elektrisch leitend mit der Kontaktplatte verbunden ist. Die Anode, die sich auf der Oberseite des LED-Chips befindet, ist über einen Bonddraht mit einer zweiten Kontaktplatte elektrisch leitend verbunden. Damit möglichst viel des von der Anode des LED-Chips emittierten Lichtes genutzt werden kann, ist der LED-Halbleiterchip achsparallel zu der optischen Achse des Systems ausgerichtet. Um den LED-Chip vor Beschädigungen zu schützen, ist er mit einer für das Licht der LED transparenten Kunststoffmasse umspritzt. Nachteilig an der bekannten Anordnung mit elektrischen Bauteilen ist es, dass der LED-Chip, um möglichst viel des emittierten Lichtes zu nutzen, achsparallel zu der optischen Achse des Systems ausgerichtet werden muss. Eine derartige Anordnung des LED-Chips bedingt eine elektrische Kontaktierung der lichtemittierenden Anode mittels eines Bonddrahtes, der sehr dünn ausgeführt ist, damit er nicht zu Lichtverlusten führt. Beim Umspritzen des LED-Halbleiterchips wird ein hoher Prozentsatz an Ausschuss produziert, da der dünne Bonddraht während des Spritzvorganges reißt und somit die Anode nicht mehr elektrisch kontaktiert.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung mit elektrischen Bauteilen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die es ermöglicht einen Halbleiterchip derart anzuordnen, dass er ohne Einschränkungen voll nutzbar ist und beim Umspritzen möglichst wenig Ausschuss produziert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Halbleiterchip mit einem transparenten Substrat versehen ist und im Bezug auf die optische Achse des Systems derart um einen Winkel gedreht ist, dass die durch die Anode und die Kathode gebildete Achse des Halbleiterchips nicht achsparallel zur optischen Achse des Systems verläuft.

Dadurch, dass der Halbleiterchip mit einem transparentem Substrat versehen ist, ergibt sich der Vorteil, dass der Halbleiterchip allseitig Licht emittieren oder Licht empfangen kann. Somit kann der Halbleiterchip derart um einen Winkel im Bezug auf die optische Achse des Systems gedreht werden, dass die durch die Anode und die Kathode gebildete Achse des Halbleiterchips nicht achsparallel zur optischen Achse des Systems verläuft, ohne dass er in seinem Nutzen irgendwelchen Einschränkungen unterliegt. Zur elektrischen Kontaktierung der Anode des Halbleiterchips ist ein dauerhaftes und auch während des Spritzvorganges sicheres Verfahren wie z.B. Löten anwendbar, so dass der Bonddraht entfällt und somit aufgabengemäß möglichst wenig Ausschuss produziert wird.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Halbleiterchip im Bezug auf die optische Achse des Systems um einen Winkel zwischen 45° und 135°, vorzugsweise um einen Winkel von 90° gedreht ist, damit die Anode und die Kathode einfach mit den Kontaktplatten verbindbar sind und sich ein möglichst flacher Aufbau der Anordnung ergibt.

Die Montage des Halbleiterchips auf den Kontaktplatten und die gleichzeitige elektrische Kontaktierung wird dadurch vorteilhaft vereinfacht, dass die Anode und die Kathode des Halbleiterchips mittels Löten, Leitkleben und/oder Klemmen fest mit den Kontaktplatten verbunden sind. Die genannten Montageverfahren sind sicher, einfach und kostengünstig durchführbar und verringern somit aufgabengemäß auch die Ausschussrate.

Eine vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die strahlungsdurchlässige Kunststoffmasse, mit der der Halbleiterchip umspritzt ist, transparent ist, so dass die optischen Eigenschaften des Halbleiterchips durch die Kunststoffmasse nicht beeinträchtigt werden. Zweckmäßigerweise sind zusätzlich zu dem Halbleiterchip zumindest Bereiche der Kontaktplatten mit umspritz, so dass die mechanische Stabilität erhöht wird. Zur Umspritzung der Kontaktplatten weisen diese vorteilhaft Hinterschnitte auf, so dass die mechanische Stabilität weiter erhöht wird.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erindung ist vorgesehen, dass der Halbleiterchip eine Halbleiterstrahlungsquelle ist, so dass durch einen derartigen Anordnung eine einfache und kostengünstige LED herstellbar ist. Zweckmäßigerweise ist die Halbleiterstrahlungsquelle eine LED einer Fahrzeugleuchte, da gerade bei Fahrzeugleuchten einfache, kostengünstige aber zugleich LEDs mit einer großen Lichtstärke benötigt werden.

Eine andere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass der Halbleiterchip ein Strahlungsempfänger ist, so dass durch eine deratige Anord nung ein einfacher und kostengünstiger Photosensor herstellbar ist. Ein derartiger Photosensor kann beispielsweise als Lichtsensor bei einem Fahrzeug dienen, der entsprechend der Umgebungshelligkeit ein Signal zum Ein- oder Ausschalten der Fahrzeugbeleuchtung abgibt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass eine Vielzahl von Halbleiterchips mit den elektrischen Kontaktplatten verbunden sind, so dass einfach und kostengünstig beispielweise eine großflächige Fahrzeugleuchte herstellbar ist.

Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
1: eine geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Anordnung,
2: eine vergrößerte Detailansicht X aus 1 und
3: eine vergrößerte Detailansicht Y aus 1.
1 zeigt eine geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Anordnung in Form einer Fahrzeugleuchte. Auf zwei voneinander beabstandete elektrisch leitende Kontaktplatten (10/12) sind eine Vielzahl von Halbleiterchips (14) in Form von LEDs fest angeordnet und bilden so eine großflächige Fahrzeugleuchte. Die Halbleiterchips (14) und zumindest bereichsweise die Kontaktplatten (10/12) sind von einer transparenten Kunststoffmasse (18) umspritzt, die derart geformt ist, dass sie die gewünschte Lichtverteilung realisiert.
In 2 ist eine vergrößerte Ansicht des Details X aus 1 dargestellt. Der Halbleiterchip (14) ist auf der Trennfuge der Kontaktplatten (10/12) angeordnet. Die Anode (22) ist mittels einer Lötstelle (20) mechanisch und elektrisch mit der Kontaktplatte (12) verbunden. Die Kathode (24) ist ebenfalls mittels einer Lötstelle (20) mit der Kontaktplatte (10) verbunden. Da der Halbleiterchip (14) mit einem transparentem Substrat (30) versehen ist und somit allseitig leuchtet, ist er im Bezug auf die optische Achse (16) derart um 90° gedreht, dass die durch die Anode (22) und die Kathode (24) gebildete Achse (26) parallel zu den Kontaktplatten (10/12) verläuft. Diese Anordnung ermöglicht die einfache und kostengünstige mechanische und elektrische Kontaktierung mittels der Lötstellen (20), ohne dass bei der LED Verluste in der Lichtstärke vorkommen. Damit der Halbleiterchip (14) vor Beschädigungen geschützt ist, ist er und der umliegende Bereich der Kontaktplatten (10/12) mit einer transparenten Kunststoffmasse (18) umspritzt.
3 zeigt einen ähnlichen Aufbau wie 2, jedoch sind die Kontaktplatten (10/12) nicht umspritzt, sondern die Kunststoffmasse (18) ist auf sie aufgespritzt. Damit der Halbleiterchip (14) geschützt ist und eine ausrechende mechanische Verbindung zwischen den Kontaktplatten (10/12) und der Kunststoffmasse (18) besteht, weist die Kontaktplatte (12) einen Hinterschnitt (28) auf, der von der Kunststoffmasse (18) umflossen ist.

10: Kontaktplatte
12: Kontaktplatte
14: Halbleiterchip
16: optische Achse
18: Kunststoffmasse
20: Lötstelle
22: Anode
24: Kathode
26: Achse
28: Hinterschnitt
30: transparentes Substrat

Claims

Anordnung mit elektrischen Bauteilen mit mindestens zwei voneinander beanstandeten elektrisch leitenden Kontaktplatten (10/12), mit zumindest einem mit den elektrischen Kontaktplatten fest verbundenen Halbleiterchip (14), und wobei zumindest der Halbleiterchip mit einer strahlungsdurchlässigen Kunststoffmasse (18) umspritzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterchip (14) mit einem transparentem Substrat (30) versehen ist und im Bezug auf die optische Achse (16) des Systems derart um einen Winkel gedreht ist, dass die durch die Anode (22) und die Kathode (24) gebildete Achse (26) des Halbleiterchips (14) nicht achsparallel zur optischen Achse (16) des Systems verläuft.
Anordnung mit elektrischen Bauteilen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterchip (14) im Bezug auf die optische Achse (16) des Systems um einen Winkel zwischen 45° und 135°, vorzugsweise um einen Winkel von 90° gedreht ist.
Anordnung mit elektrischen Bauteilen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anode (22) und die Kathode (24) des Halbleiterchips (14) mittels Löten, Leitkleben und/oder Klemmen fest mit den Kontaktplatten (10/12) verbunden ist.
Anordnung mit elektrischen Bauteilen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffmasse (18) transparent ist.
Anordnung mit elektrischen Bauteilen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterchip (14) eine Halbleiterstrahlungsquelle ist.
Anordnung mit elektrischen Bauteilen nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleiterstrahlungsquelle eine LED einer Fahrzeugleuchte ist.
Anordnung mit elektrischen Bauteilen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterchip (14) ein Halbleiterstrahlungsempfänger ist.
Anordnung mit elektrischen Bauteilen nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Halbleiterchips (14) mit den elektrisch leitenden Kontaktplatten (10/12) fest verbunden sind.