DE3248695C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Bauelement nach dem Ober­ begriff des Anspruchs 1.

Bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen, insbesondere Leuchtdioden, stellt die Kontaktierung auch bei hohem Automati­ sierungsgrad einen der größten Kostenfaktoren dar. Dies ist letzt­ lich darauf zurückzuführen, daß die aus dem Gehäuse des Halblei­ terbauelements herausführenden Zuleitungen allein schon aus Grün­ den einer ausreichenden mechanischen Stabilität eine Querschnitts­ fläche 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 die­ sen 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 Elek­ trode 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 Halbleiterkörper und einem elek­ trischen Anschlußträger geführt wird. Um das Verlöten dieses Kontaktierdrahtes mit dem Anschlußträger zu vermeiden, wird der Kontaktierdraht durch formschlüssiges Einquetschen oder Einklem­ men oder Verstemmen im Anschlußträger befestigt. Dieses Verfahren hat sich zwar als kostengünstig erwiesen, da ein Lötvorgang ein­ gespart werden kann. Es verwendet aber immer noch einen dünnen Kontaktierdraht, der mit dem Halbleiterkörper und dem Anschluß­ träger verbunden werden muß, was notwendige zusätzliche Ver­ fahrensschritte bedeutet. Das nach diesem Verfahren hergestellte elektrische Bauelement setzt daher immer noch einen hohen Auf­ wand für die Kontaktierung voraus.

Ein elektrisches Bauelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus US-PS 37 21 868 bekannt. Dabei muß eine relativ dicke Halterung verwendet werden, um die Enden der Zuleitungen mit ei­ ner solchen elastischen Spannung versehen zu können, daß sie einen ausreichenden Druckkontakt bezüglich der Kontaktbereiche erzeugen können. Diese Halterung, die beim Stand der Technik nicht in die Umhüllungsmasse eingebettet ist, erfordert einen zu­ sätzlichen Aufwand bei seiner Herstellung und ist nicht flexibel an verschiedene Anwendungsmöglichkeiten, insbesondere hinsicht­ lich extrem kleiner Bauelemente, anpaßbar. Dies betrifft insbe­ sondere eine Verwendung für Leuchtdioden. Kann die Halterung nicht flexibel an die Verwendung für Leuchtdioden angepaßt wer­ den, tritt eine rasche Alterung der Leuchtdioden ein.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein elektrisches Bauelement nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, bei dem die Herstellung des Druckkontakts mit geringem Aufwand möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein elektrisches Bau­ element nach dem Anspruch 1 gelöst.

Bei einem Bauelement nach dem Anspruch 1 kann vollständig auf eine Halterung verzichtet werden, wie dies beispielsweise aus Fig. 5 ersichtlich ist.

Der Druckkontakt kann auch mittels eines Anpreßkörpers erzeugt sein, wie dies beispielsweise anhand von Fig. 8 dargestellt ist.

Vorteilhaft können Halterungen sehr flexibel ein­ gesetzt werden. Beispielsweise kann eine Halterung in ihrer mechanischen Struktur relativ schwach ausgebildet sein, kann bei­ spielsweise in die Umhüllungsmasse eingebettet sein und kann zu­ sätzlich auch noch durch Oberflächenbeschaffenheit und/oder Form­ gebung als Reflektor ausgebildet sein. Bei Ver­ wendung eines Reflektors wird die nach außen abgegebene Lichtleistung verstärkt. Dadurch kann gegenüber einer konventionell hergestellten Leucht­ diode beim Herstellungsverfahren ein Montageschritt eingespart werden, ohne daß die nach außen abgegebene Lichtleistung vermin­ dert werden würde.

Bei der Erfindung liegen also die direkt nach außen führenden Zuleitungen am Grundkörper an und kontaktieren diesen. Der Grundkörper kann ein Halbleiter- Grundkörper mit mindestens einem pn-Übergang zwischen zwei ent­ gegengesetzt dotierten Halbleiterzonen sein, an die jeweils eine der Zuleitungen herangeführt ist. Gegebenenfalls können auch bei­ spielsweise drei Zuleitungen verwendet werden, die zu verschie­ denen Halbleiterzonen führen, um so beispielsweise einen Tran­ sistor zu kontaktieren. Vorteilhaft ist, daß die Umhüllungsmasse dann wenigstens bereichsweise strah­ lungsdurchlässig ist, so daß die vom pn-Übergang abgegebene Strah­ lung nach außen treten kann.

Die Zuleitungen sind vorzugsweise parallel zueinander ge­ führt und legen zwischen ihren Enden den Grundkörper fest. Eine Halterung für die Zuleitungen kann mindestens tailweise in die Umhüllungsmasse eingebettet werden und durch Oberflächenbeschaffenheit und/oder Formgebung als Reflektor wirken. Als derartige Halterung können bei­ spielsweise mindestens zwei parallel zueinander und senk­ recht zu den Zuleitungen liegende Hartpapierscheiben ver­ wendet werden. Es ist aber auch schon eine Hartpapierscheibe ausreichend, wenn die Umhüllungsmasse die Zuleitungen ausreichend festlegt. Die Hartpapier­ scheiben können mit mindestens einer Aussparung versehen werden, durch die die Umhüllungsmasse beim Formgießen hindurchtreten kann, so daß der Grundkörper und die Hart­ papierscheiben vollständig von der Umhüllungsmasse umge­ ben 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 abgegebe­ nen Lichtleistung kann bei einer Leuchtdiode in die Um­ hüllungsmasse ein Reflektor eingebettet werden.

Nachhfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Leucht­ diode nach einem 1. Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2 die Leuchtdiode von Fig. 1 in Draufsicht,

Fig. 3 die Halterung des Halbleiterkörpers der Leucht­ diode von Fig. 1 in Perspektive,

Fig. 4 eine Seitensicht des Halbleiterkörpers von Fig. 3,

Fig. 5 eine Leuchtdiode nach einem zweiten Ausführungs­ beispiel der Erfindung,

Fig. 6 eine Leuchtdiode nach einem dritten Ausführungs­ beispiel der Erfindung,

Fig. 7 eine Leuchtdiode nach einem vierten Ausführungs­ beispiel der Erfindung,

Fig. 8 eine Abwandlung des in Fig. 1 gezeigten Ausfüh­ rungsbeispiels 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 Hartpapier­ scheiben 3, 4 zu einem Halbleiterkörper 5′ geführt und kontaktieren dort entgegengesetzt dotierte Zonen, so daß der zwischen diesen Zonen be­ stehende pn-Übergang der Leuchtdiode 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 selbstver­ ständlich in dem gewünschten Spektralbereich lichtdurch­ lässig. Als Umhüllungsmasse ist beispielsweise ein licht­ durchlässiges 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′ zwi­ schen den Enden 12 und 13 der parallel geführten Zulei­ tungen 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 Alu­ minium.

Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung, bei dem die Zuleitungen 1, 2 stirnseitig aufeinan­ der zuweisen, so daß zwischen ihren Enden 12, 13 der Halbleiterkörper 5′ angeordnet ist. Auf der die Strah­ lung 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 um­ hüllt.

Im Ausführungsbeispiel von Fig. 6 liegt der Halbleiter­ körper 5′ ebenfalls zwischen den Enden 12, 13 von zwei stirnseitig aufeinander zu führenden Zuleitungen 2, 1. Diese Zuleitungen 1, 2 sind in einer elektrisch isolie­ renden Bodenplatte 21 festgelegt, während der Halbleiter­ körper 5′ und die Zuleitungen 1, 2 hinter dieser Boden­ platte 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 die­ sem Ausführungsbeispiel ist der Halbleiterkörper 5′ in einer ersten Umhüllungsmasse 24 vorgesehen, die strah­ lungsdurchlässig ist. Auf diese Umhüllungsmasse 24 ist in dem zur Grundplatte 21 hinweisenden Bereich eine Re­ flektorschicht 23 aufgetragen, so daß zum Halbleiterkör­ per 5′ abgegebenes Licht in der Fig. 7 nach oben reflek­ tiert wird. Eine zweite Umhüllungsmasse 25 aus ebenfalls lichtdurchlässigem Kunststoff umgibt die gesamte Anord­ nung 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 Anpreß­ körpers 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 licht­ durchlässig ist.

Claims (10)

1. Elektrisches Bauelement mit einem Grundkörper, mit an dem Grundkörper angebrachten Kontaktbereichen, mit wenigstens zwei drahtförmigen Zuleitungen, welche im wesentlichen radial bis direkt an die Kontaktbereiche herangeführt sind, mit einem Druck­ kontakt zwischen den Zuleitungen und den Kontaktbereichen, und mit einer Umhüllungsmasse, die auf den Grundkörper zumindest um die Kontaktbereiche aufgetragen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck­ kontakt durch das Aufschrumpfen der Umhüllungsmasse erzeugt ist.

2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Grundkörper (5′) zwischen den Enden (12, 13) der Zuleitungen (1, 2) festgelegt ist.

3. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllungs­ masse (7) wenigstens bereichsweise strahlungsdurchlässig ist, so daß eine vom Bauelement abgegebene Strahlung nach außen tritt.

4. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitungen (1, 2) minde­ stens teilweise parallel zueinander geführt sind und zwischen ih­ ren 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.

5. Bauelement nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Halterung (3, 4) durch Oberflächen­ beschaffenheit und/oder Formgebung als Reflektor wirkt.

6. Bauelement nach Anspruch 4 oder 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Halterung (3, 4) aus min­ destens zwei parallel zueinander und senkrecht zu den Zuleitungen (1, 2) liegenden Hartpapierscheiben besteht.

7. Bauelement nach Anspruch 4 oder 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Halterung (3, 4) aus einer senkrecht zu den Zuleitungen liegenden Hartpapierscheibe besteht.

8. Bauelement nach Anspruch 6 oder 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Hartpapierscheibe (n) mit mindestens einer Aussparung (5, 6) für den Durchtritt der Umhül­ lungsmasse (7) versehen ist (sind).

9. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zulei­ tungen in ihren Endabschnitten (12, 13) auf einer Geraden liegen, und daß der Grundkörper (5′) zwischen den stirnseitig aufeinander zuweisenden Enden der Zuleitungen (1, 2) angeordnet ist.

10. Bauelement nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Reflektor (23) in die Umhüllungsmasse eingebettet ist.