DE3248695A1

DE3248695A1 - Elektrisches bauelement mit insbesondere zwei drahtfoermigen zuleitungen

Info

Publication number: DE3248695A1
Application number: DE19823248695
Authority: DE
Inventors: Karl-Ulrich Dr. 8000 München Stein
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1982-12-30
Filing date: 1982-12-30
Publication date: 1984-07-05
Also published as: DE3248695C2

Description

Elektrisches Bauelement mit insbesondere zwei draht-
förmigen Zuleituncen Die Erfindung betrifft ein elektrisches Bauelement mit insbesondere zwei drahtförmigen Zuleitungen, einem Grundkörper, an dem Grundkörper angebrachten Kontaktbereichen und einer Umhüllungsmasse, die auf dem Grundkörper zumindest in den Kontaktbereichen aufgetragen ist.
Bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen, insbesondere Leuchtdioden, stellt die Kontaktierung auch bei hohem Automatisierungsgrad einen der größten Kostenfaktoren dar. Dies ist letztlich darauf zurückzuführen, daß die aus dem Gehäuse des Halbleiterbauelements herausführenden Zuleitungen allein schon aus Gründen einer auseichenden mechanischen Stabilität eine Querschnittsfläche haben, die mit den feinen Strukturen der Kontaktflächen auf der Oberfläche des Halbleiterbauelements nicht vereinbar zu sein scheint: Diese Strukturen sind nämlich so fein gegliedert, daß ein direktes Heranführen der äußeren Zuleitungen bis zu diesen Strukturen nicht für möglich gehalten wird.
Daher wird bisher beispielsweise eine Leuchtdiode in der Weise kontaktiert, daß ein Halbleiterkörper mit seiner Unterseite auf einen Systemträger aufgebracht wird, der gleichzeitig die eine Elektrode der Leuchtdiode kontaktiert, während deren andere Elektrode über einen äußerst dünnen Draht zu einer Zuleitung führt, die ihrerseits den anderen Anschluß für das Bauelement bildet.
In der DE-OS 30 28 570 ist ein Verfahren zum Kontaktieren von Halbleiterbauelementen beschrieben, bei dem ebenfalls ein dünner Kontaktierdraht zwischen einem Halb#leiterkörper und einem elektrischen Anschlußträger geführt wird. Um das Verlöten dieses Kontaktierdrahtes mit dem Anschlußträger zu vermeiden, wird der Kontaktierdraht durch formschlüssiges Einquetschen oder Einklemmen oder Verstemmen im Anschlußträger befestigt. Dieses Verfahren hat sich zwar als kostengünstig erwiesen, da ein Lötvorgang eingespart werden kann. Es verwendet aber immer noch einen dünnen Kontaktierdraht, der mit dem Halbleiterkörper und dem Anschlußträger verbunden werden muß, was notwendige zusätzliche Verfahrensschritte bedeutet. Das nach diesem Verfahren hergestellte elektrische Bauelement setzt daher immer noch einen hohen Aufwand für die Kontaktierung voraus.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein elektrisches Bauelement zu schaffen, das für die Kontaktierung nur wenig Aufwand erfordert.
Diese Aufgabe wird bei einem elektrischen Bauelement der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Zuleitungen im wesentlichen radial bis direkt an die Kontaktbereiche herangeführt sind.
Bei der Erfindung liegen also die direkt nach außen führenden Zuleitungen am Grundkörper an und kontaktieren diesen. Zweckmäßigerweise wird dabei der Grundkörper zwischen den Enden der Zuleitungen festgelegt. Der Grundkörper kann ein Halbleiter-Grundkörper mit mindestens einem pn-Übergang zwischen zwei entgegengesetzt dotierten Halbleiterzonen sein, an die jeweils eine der Zuleitungen herangeführt ist. Gegebenenfalls können auch beispielsweise drei Zuleitungen verwendet werden, die zu verschiedenen Halbleiterzonen führen, um so beispielsweise einen Transistor zu kontaktieren. Besonders vorteilhaft ist die Erfindung aber bei Leuchtdioden anwendbar, deren pn-Übergang bei Anlegen einer Spannung an die Zuleitungen Strahlung abzugeben vermag, wobei die Umhüllungsmasse dann wenigstens bereichsweise strahlungsdurchlässig ist, so daß die vom pn-Übergang abgegebene Strahlung nach außen treten kann.
Die Zuleitungen sind vorzugsweise parallel zueinander geführt und legen zwischen ihren Enden den Grundkörper fest; Eine Halterung für die Zuleitungen kann mindestens teilweise in die Umhüllungsmasse eingebettet werden und durch Oberflächenbeschaffenheit und/oder Formgebung als Reflektor wirken. Als derartige Halterung können beispielsweise mindestens zwei parallel zueinander und senkrecht zu den Zuleitungen liegende Hartpapierscheiben verwendet werden. Gegebenenfalls ist aber auch schon eine Hartpapierscheibe ausreichend, wenn die Umhüllungsmasse die Zuleitungen ausreichend festlegt. Die Hartpapierscheiben können mit mindestens einer Aussparung versehen werden, durch die die Umhüllungsmasse beim Formgießen hindurchtreten kann, so daß der Grundkörper und die Hartpapierscheiben vollständig von der Umhüllungsmasse umgeben werden.
Die Zuleitungen können auch in ihren Endabschnitten auf einer Geraden liegen, so daß der Grundkörper zwischen den stirnseitig aufeinanderzuweisenden Enden der Zuleitungen angeordnet ist. Zur Verstärkung der nach außen abgegebenen Lichtleistung kann bei einer Leuchtdiode in die Umhüllungsmasse ein Reflektor eingebettet werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Leuchtdiode, Fig. 2 die Leuchtdiode von Fig. 1 in Draufsicht, Fig. 3 die Halterung des Halbleiterkörpers der Leuchtdiode von Fig. 1 in Perspektive, Fig. 4 eine Seitensicht des Halbleiterkörpers von Fig. 3 Fig. 5 eine Leuchtdiode nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 6 eine Leuchtdiode nach einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 7 eine Leuchtdiode nach einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. 8 eine Abwandlung des in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiels der Erfindung, Fig. 9 eine Draufsicht auf die Ausführungsform von Fig. 8.
In den Figuren sind einander entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In Fig. 1 sind zwei Zuleitungen 1, 2 über zwei Hartpapierscheiben 3, 4 zu einem Halbleiterkörper 5' geführt und kontaktieren dort entgegengesetzt dotierte Zonen, so daß - bei einer Leuchtdiode - der zwischen diesen Zonen bestehende pn-Übergang Strahlung abzugeben vermag. Die Hartpapierscheiben 3, 4 besitzen Aussparungen 5, 6 (vgl.
Fig. 2), durch die Kunststoff, der eine Umhüllungsmasse 7 bildet, bei dessen Formgießen hindurchtreten kann. Diese Umhüllungsmasse 7 ist bei einer Leuchtdiode selbstverständlich.in dem gewünschten Spektralbereich lichtdurchlässig. Als Umhüllungsmasse ist beispielsweise ein lichtdurchlässiges Kunstharz geeignet. Diesem Kunstharz können auch Farbstoffpartikel zugesetzt werden, deren Farbe dem Spektralbereich des abgestrahlten Lichtes entspricht.
Fig. 3 zeigt die Halterung des Halbleiterkörpers 5' zwischen den Enden 12 und 13 der parallel geführten Zuleitungen 1 und 2. Für eine gute Kontaktgabe ist auf den Seitenflächen 14, 15 des Halbleiterkörpers 5' jeweils eine Kontaktwarze 16, 17 aus Metall vorgesehen, die so einen guten Kontakt zwischen Halbleiterkörper 5' und den Zuleitungen 1, 2 gewährleistet. Zweckmäßigerweise wird für die Kontaktwarze 16, 17 das gleiche Material wie für die Zuleitungen 1, 2 verwendet, also beispielsweise Aluminium.
Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem die Zuleitungen 1, 2 stirnseitig aufeinander zu weisen, so daß zwischen ihren Enden 12, 13 der Halbleiterkörper 5' eingebettet ist. Auf der die Strahlung abgebenden Oberfläche 18 des Halbleiterkörpers 5' ist eine Kunststofflinse 19 aufgesetzt, die das Licht nach außen leitet. Weiterhin besteht die Umhüllungsmasse bei diesem Ausführungsbeispiel aus einem gegebenenfalls nicht lichtdurchlässigen Kunststoff 20, der die Enden 12, 13 der Zuleitungen 1, 2 und die Kunststofflinse 19 umhüllt.
Im Ausführungsbeispiel von Fig. 6 liegt der Halblei.terkörper 5' ebenfalls zwischen den Enden 12, 13 von zwei stirnseitig aufeinander zu führenden Zuleitungen 2, 1.
Diese Zuleitungen 1, 2 sind in einer elektrisch isolierenden Bodenplatte 21 festgelegt, während der Halbleiterkörper 5' und die Zuleitungen 1, 2 hinter dieser Bodenplatte 21 in lichtdurchlässigen Kunststoff 22 eingebettet sind.
Fig. 7 zeigt ein ähnliches Ausführungsbeispiel wie Fig.
6, bei dem ebenfalls der Halbleiterkörper 5' zwischen den stirnseitigen Enden der Zuleitungen 1, 2 liegt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Halbleiterkörper 5' in einer ersten Umhüllungsmasse 24 vorgesehen, die strahlungsdurchlässig ist. Auf diese Umhüllungsmasse 24 ist in dem zur Grundplatte 21 hinweisenden Bereich eine Re- flektorschicht 23 aufgetragen, so daß zum Halbleiterkörper 5' abgegebenes Licht in der Fig. 7 nach oben reflektiert wird. Eine zweite Umhüllungsmasse 25 aus ebenfalls lichtdurchlässigem Kunststoff umgibt die gesamte Anordnung hinter der Grundplatte 21. Für die Reflektorschicht 23 eignet sich besonders Titandioxid.
Fig. 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die beiden Enden 12, 13 der Zuleitungen 1, 2 mittels eines Anpreßkörpers 28 gegen den Halbleiterkörper 5' gepreßt werden.
Im Bereich unterhalb des Halbleiterkörpers 5' ist eine Reflektorschicht 23 vorgesehen, die sich auch seitlich vom Anpreßkörper 28 erstrecken kann, wenn dieser lichtdurchlässig ist.
An der#Erfindung ist wesentlich, daß die Zuleitungen 1, 2 bis direkt zum Halbleiterkörper 5' geführt sind, so daß keine gesonderten dünnen Kontaktierungsdrähte erforderlich sind. Der Halbleiterkörper 5' kann also direkt mit den Zuleitungen verbunden werden, was jegliches Verlöten von Kontaktierungsdrähten vermeidet. Auch ist es nicht erforderlich, die drahtförmigen Zuleitungen mit der Oberfläche des Halbleiterkörpers zu verlöten. Es genügt vielmehr ein Druckkontakt, der durch das Aufschrumpfen der Umhüllungsmasse erzeugt wird, wenn diese nach dem Gießen erstarrt.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf Leuchtdioden und auf Bauelemente mit lediglich zwei Anschlüssen beschränkt. Sie kann gegebenenfalls auch auf Transistoren, Gleichrichterdioden usw. angewandt werden.
11 Patentansprüche 9 Figuren - Leerseite -

Claims

Patentansprüche fF 0. Elektrisches Bauelement mit insbesondere zwei drahtförmigen Zuleitungen, einem Grundkörper, an dem Grundkörper angebrachten Kontaktbereichen und einer Umhüllungsmasse, die auf den Grundkörper zumindest in den Kontaktbereichen aufgetragen ist, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Zuleitungen (1, 2) im wesentlichen radial bis direkt an die Kontaktbereiche (16) herangeführt sind.
2. Bauelement nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß der Grundkörper (5') zwischen den Enden (12, 13) der Zuleitungen (1, 2) festgelegt ist.
3. Bauelement nach Anspruch 1, d a d u r.c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß der Grundkörper (5') ein Halbleiter-Grundkörper mit mindestens einem pn-Übergang zwischen zwei entgegengesetzt dotierten Halbleiterzonen ist, an die jeweils eine Zuleitung (1, 2) herangeführt ist.
4. Bauelement nach Anspruch 3; d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß der pn-Übergang bei Anlegen einer Spannung an die Zuleitungen (1, 2) Strahlung abzugeben vermag, und daß die Umhüllungsmasse (7) wenigstens bereichsweise strahlungsdurchlässig ist, so daß die vom pn-Übergang abgegebene Strahlung nach außen tritt.
5. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Zuleitungen (1, 2) mindestens teilweise parallel zueinander geführt sind und zwischen ihren Enden (12, 13) den Grundkörper (5') festlegen, und daß eine Halterung (3, 4) für die Zuleitungen (1, 2) mindestens teilweise in die Umhüllungsmasse (7) eingebettet ist.
6. Bauelement nach Anspruch 5, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Halterung (3, 4) durch Oberflächenbeschaffenheit und/oder Formgebung als Reflektor wirkt.
7. Bauelement nach Anspruch 5 oder 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Halterung (13, 14) aus mindestens zwei parallel zueinander und senkrecht zu den Zuleitungen (1, 2) liegenden Hartpapierscheiben besteht.
8. Bauelement nach Anspruch 5 oder 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Halterung (3, 4) aus einer senkrecht zu den Zuleitungen liegenden Hartpapierscheibe besteht.
9. Bauelement nach Anspruch 7 oder 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Hartpapierscheibe (n) mit mindestens einer Aussparung (5, 6) für den Durch tritt der Umhüllungsmasse (7) versehen ist (sind).
10. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Zuleitungen in ihren Endabschnitten (1, 2) auf einer Geraden liegen, und daß der Grundkörper (5') zwischen den stirnseitig aufeinander zu weisenden Enden der Zuleitungen (1, 2) angeordnet ist.
11. Bauelement nach Anspruch 4, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß ein Reflektor (23) in die Umhüllungsmasse eingebettet ist.