EP4526934A1 - Gehäuse und leiterrahmeneinheit - Google Patents

Gehäuse und leiterrahmeneinheit

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Publication number
EP4526934A1
EP4526934A1 EP23724810.9A EP23724810A EP4526934A1 EP 4526934 A1 EP4526934 A1 EP 4526934A1 EP 23724810 A EP23724810 A EP 23724810A EP 4526934 A1 EP4526934 A1 EP 4526934A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
housing
trench
lead frame
leadframe
area
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23724810.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Karlheinz Arndt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ams Osram International GmbH
Original Assignee
Ams Osram International GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ams Osram International GmbH filed Critical Ams Osram International GmbH
Publication of EP4526934A1 publication Critical patent/EP4526934A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/85—Packages
    • H10H20/857—Interconnections, e.g. lead-frames, bond wires or solder balls
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
    • H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
    • H10H20/80—Constructional details
    • H10H20/85—Packages
    • H10H20/8506—Containers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W90/00—Package configurations

Definitions

  • a housing for an optoelectronic semiconductor chip and a lead frame unit for this are specified.
  • One task to be solved is to provide a housing that is resistant to thermal loads.
  • the housing is provided as a housing for at least one optoelectronic semiconductor chip.
  • the semiconductor chip or chips are, for example, light-emitting diode chips, or LED chips for short, and/or laser diode chips, or LD chips for short.
  • Several different types of optoelectronic semiconductor chips can be combined with one another in the housing, for example optoelectronic semiconductor chips for generating different colors of light.
  • the housing comprises a first leadframe part and a second leadframe part.
  • leadframe part refers in particular to metallic bodies that are, for example, punched and/or etched and/or cut from a sheet metal. All Lead frame parts are preferably made of the same base material, in particular a copper sheet or a copper foil. The lead frame parts can be provided with at least one metallic coating, which, however, is preferably significantly thinner than the base material.
  • the housing comprises a housing body.
  • the housing body is made of at least one electrically insulating material and is based, for example, on a plastic.
  • the housing body can be made of an epoxy or silicone based. It is possible that the housing body contains admixtures, such as particles or fibers, to adjust thermal expansion or to improve mechanical stability.
  • the housing body is preferably opaque.
  • the housing body mechanically connects the first and second leadframe parts and optional further leadframe parts to one another.
  • the leadframe parts would not be mechanically stable relative to one another.
  • the housing body partially or completely covers side surfaces of the lead frame parts, at least within the housing body. In the lateral direction, the lead frame parts lie free of the housing body, for example, only on outer side walls of the housing.
  • the first lead frame part has a mounting area for attaching a semiconductor chip and/or for attaching an electrical connection means.
  • the semiconductor chip is in particular the at least one optoelectronic semiconductor chip, but the semiconductor chip can also be one be another type of semiconductor chip, for example a control chip for the optoelectronic semiconductor chip or a protection chip, for example to protect against damage caused by electrostatic discharges, or ESD for short.
  • the first lead frame part preferably has its full thickness.
  • the second lead frame part or optional further lead frame parts can also have a mounting area.
  • the first lead frame part has an edge region.
  • the edge area is preferably located on a lateral edge of the housing. This means that the edge area can border on the outer side walls of the housing.
  • the edge region preferably also has the full thickness of the first lead frame part, in particular with the exception of a soldering control point, which can be completely surrounded by a region of the edge region with full thickness in the direction towards the housing body.
  • the soldering control point is preferably accessible from the outer side walls.
  • the mounting area and the edge area can have the same full thickness.
  • the first leadframe part has a trench.
  • the trench is located between the assembly area and the edge area.
  • the trench it is possible for the trench to define a division between the mounting area and the edge area.
  • the assembly area is then located on one long side of the trench and on an opposite long side Edge area.
  • the first leadframe part is thinner than in the assembly area and than in the edge area, leaving out a possible soldering inspection point.
  • the trench is located on an outside of the first lead frame part.
  • the outside is set up for mounting the housing.
  • the outside lies in particular opposite an inside that is provided for the at least one optoelectronic semiconductor chip.
  • the outside of the housing is set up for surface mounting, SMT or Surface Mount Technology for short.
  • the trench can therefore be understood as a recess in the first leadframe part, which runs from the outside into the base material of the first leadframe part towards the inside, but does not extend to the inside.
  • the trench is therefore not a hole through the first lead frame part.
  • the assembly area and the edge area extend to the outside. This means that the assembly area and the edge area are parts of the outside.
  • the housing is provided and includes an optoelectronic semiconductor chip
  • the first lead frame part has an assembly area Attaching the semiconductor chip and / or for attaching an electrical connection means and an edge region on a lateral edge of the housing,
  • the first leadframe part has a trench between the mounting area and the edge area
  • the trench is located on an outside of the first lead frame part and the outside is set up for mounting the housing and the mounting area and the edge area extend to the outside.
  • soldering control structures in particular are mechanically decoupled from the assembly area. This reduces the risk of the housing body delaminating from the first lead frame part in the area of the edge region.
  • the housing can be a so-called Quad Flat No Leads component, or QFN component for short.
  • the AEG Q102 #3 standard stipulates that no delamination of metal pads on which bonding wires are attached is allowed. This standard applies in particular to LED components that contain an IC and are intended for the automotive sector.
  • the forces and tensions in the housing can be reduced to such an extent that the surrounding plastic of the housing body remains stuck to the metal of the lead frame parts.
  • large leadframe parts impart a large amount of leverage to the solder control structures.
  • the affected soldering control structures are mechanically decoupled from the large assembly area, but remain thermally and electrically connected.
  • the material thickness is preferably halved in a straight line, for example, by removing material from the underside of the component - that is, the trench is formed.
  • the trench is preferably in the area of a cavity and not in the area of a housing plastic wall. The trench is therefore located in particular below a cavity floor, close to the cavity wall.
  • the continuous reduction of the material thickness in the area of the trench creates a kind of joint between the large assembly area and the edge area with the soldering control structures.
  • the trench should run in a straight line for maximum effect.
  • the material is removed from the outside so that the remaining metal connection is closer to the neutral zone at an imaginary bend line.
  • Common QFN components are stored at temperature and humidity, for example according to a Temperature and Humidity Storage, THS for short, for 168 hours at 60 ° C and 85% relative humidity, and then soldered onto an FR4 circuit board, for example according to a resistor To Soldering Heat Test, RTSH test for short, delaminations spread relatively often over large areas between one Cavity casting material and the metal lead frame, also known as lead frame. According to the AEG Q102 #3 standard, all delaminations between the cavity potting material and metal pads are excluded for such LED components with IC if these pads are wirebond pads.
  • THS Temperature and Humidity Storage
  • RTSH test resistor To Soldering Heat Test
  • the delamination occurs in particular due to the so-called popcorn effect.
  • maximum temperature 260 ° C this moisture suddenly evaporates and takes up a significantly larger volume in the form of hot water vapor.
  • the explosive water vapor shoots out of the gaps and squeezes itself directly between the cavity casting material and the leadframe.
  • the cavity casting material is, for example, a silicone or an epoxy. This results in large-scale delaminations between the cavity casting material and metal surfaces.
  • the lead frame especially the copper lead frame, is first provided with the housing body and only then coated with a metallization, such as NiPdAu.
  • a metallization such as NiPdAu.
  • the procedure is reversed during pre-plating.
  • the housing body generally adheres better to copper than to a metallization such as NiPdAu.
  • the soldering control structures can be omitted in the area of the second lead frame parts. This means that the second lead frame parts are better anchored in the housing body and also more flexible. This can reduce gap formation in the areas on the second lead frame part.
  • the trenches and the soldering control structures also referred to as solder control structures or SCS for short, are present on the preferably larger first lead frame parts. The trenches thus create a desired kink point in the leadframe in order to protect the SCS area from forces that cause delamination.
  • the housing body Since the housing body is mechanically more stable, especially in the area of full material thickness, i.e. outside of a cavity, than in the area of a cavity, the housing plastic tends to deform in the area of the cavity when the panel is bent.
  • the metal lead frame is similarly rigid and would essentially retain its shape without the trench.
  • the trench can cause the lead frame to buckle. This means that half-sided delamination, starting on the inside of the edge area, can be prevented.
  • the housing described here is based, among other things, on the idea of an additional trench in the form of a trench To create a kink point outside the area of the SCS where the leadframe can kink, which means that the adhesion to the housing body no longer has to break under load.
  • This kink point is preferably directly on or close to the cavity wall. It is preferred to create this kink within the large, first cavity. However, it can make sense to create a kink on both sides of the SCS areas, including on the second leadframe part.
  • solder control structures SCS
  • SCS solder control structures
  • the trench extends continuously between the mounting area and the edge area. This means in particular that no part of the lead frame between the assembly area and the edge area is thicker than in the area of the bottom of the
  • the trench preferably extends along a straight line.
  • the trench is interrupted by one or more transverse webs.
  • Such crossbars allow the material flow of the housing body to be controlled during its production.
  • the at least one crossbar is as thick as the mounting area and/or the edge area.
  • the first leadframe part therefore preferably has the full thickness.
  • a width of the transverse web or the sum of the widths of all transverse webs along the trench taken together is at most 40% or at most 30% or at most 20% of a total length of the trench including the at least one transverse web. This means that the crossbars are relatively narrow relative to the overall length.
  • the trench is partially or completely filled by the housing body. Particularly in the case that two of the crossbars are present, the trench can be free of the housing body.
  • the housing body forms a first cavity.
  • an inside of the first leadframe part which is set up, for example, for attaching the semiconductor chip, is free of the housing body. It is possible that the first cavity is limited to the first lead frame part, seen in plan view of the inside. In this case can a second cavity may be present, which exposes the inside of the second leadframe part. Alternatively, the first cavity extends over the first and second leadframe parts.
  • the edge region is partially or completely covered by a cavity wall of the first cavity, seen in a plan view of the inside. This means that the first cavity does not extend to the edge area, but in particular only to the trench.
  • the trench is located partially or completely within the first cavity in a top view of the inside.
  • the trench borders the cavity wall of the first cavity, seen in a plan view of the inside and towards the edge area.
  • a boundary line of the cavity wall, in the direction from an outer side wall of the housing at the edge area towards the assembly area, and a longitudinal edge of the trench facing the edge area are congruent with one another, seen in a top view of the inside. This applies, for example, with a tolerance of a maximum of 20 pm or a maximum of 50 pm or a maximum of 0.1 mm, alternatively or additionally with a tolerance of a maximum of 10% or a maximum of 25% or a maximum of 50% of a width of the trench.
  • the cavity wall of the first cavity and the trench partially or completely overlap, preferably only to a small part Example of a maximum of 40% or a maximum of 20% of a base area of the trench, seen in plan view of the inside.
  • all ends of the trench lie within the first cavity, seen in a top view of the inside. In other words, the trench ends within the first cavity.
  • the edge region comprises one or more soldering control points. It is possible that the at least one soldering control point is provided with a metal coating.
  • a metal coating of the soldering control point is located on a surface of the soldering control point that runs transversely to the outside. This transverse surface can lie in the plane of the associated outer side wall of the housing or can be set back from the outer side wall.
  • This metal coating is preferably the same metal coating as on the outside of the mounting area and areas of the edge area that lie on the outside.
  • the metal coating is applied to the first lead frame part at least in the area of the soldering control point and preferably also in the area of the assembly area.
  • the edge region comprises several of the soldering control points. It is possible that there is exactly one soldering control point per edge area or that an edge area includes several or all of the soldering control points of the lead frame part in question. If there are several edge areas with at least one soldering control point, these edge areas can All may be designed the same or may differ from one another.
  • At least two of the soldering control points are divided from one another in the direction transverse to the trench by a slot through the first leadframe part. This means that the relevant soldering control points can be adjacent to one another and have the same design. Particularly in the direction parallel to the trench, due to the slot there is no continuous material connection between these soldering control points within the first lead frame part.
  • the slot partially or completely cuts through the trench. This means that, due to the slot, there is no longer any material from the first lead frame part in the direction parallel to the trench and in the area of the trench, at least in places. It is possible that the trench is divided into two sub-trenches by the slot.
  • the slot widens in places in the direction away from the assigned soldering control points and in particular in the direction towards the trench. It is possible for the slot to remain the same width in a first level and only widen in a second level.
  • the second level is, for example, the half-etched side of the first lead frame part, in which the trench is also formed.
  • the trench is seen in cross section, in particular seen perpendicular to a longitudinal axis of the trench, in places or along the trench entire longitudinal axis semicircular or polygonal, like square.
  • Square means, for example, that the trench has a square or trapezoidal cross-sectional area.
  • a trench depth is at least 35% or at least 40% or at least 45% of a total thickness of the first leadframe part. Alternatively or additionally, the trench depth is at most 65% or at most 50% of the total thickness.
  • the total thickness of the first lead frame part is at least 100 pm or at least 140 pm. Alternatively or additionally, the total thickness is at most 250 pm or at most 210 pm.
  • a width of the trench is at least 50% or at least 80% of the total thickness of the first leadframe part. Alternatively or additionally, the width is at most 300% or at most 200% or at most 150% of the total thickness. For example, the width of the trench is between 0.1 mm and 0.3 mm inclusive.
  • the first leadframe part is larger than the second leadframe part.
  • the sizes of the lead frame parts differ by at least a factor of 1, 2 or by at least a factor of 1, 5 or by at least a factor of 2 and/or by a maximum of a factor of 10.
  • the size refers in particular to a base area of the leadframe parts seen from a top view of the inside.
  • the second lead frame part comprises a mounting area and/or one or more further soldering control points.
  • the mounting area of the second leadframe part is intended, for example, for an ESD protection chip, a control IC and/or a bonding wire connection.
  • the second lead frame part is of constant thickness between the further soldering control point and the assembly area.
  • the second lead frame part then does not include an edge area that is offset from the assembly area, but rather the assembly area extends to the edge and includes the at least one further soldering control point.
  • the first leadframe part comprises several of the edge regions, each of which is separated from the mounting area of the first leadframe part by a trench.
  • a lead frame unit for a housing as described in connection with one or more of the above-mentioned embodiments, is specified. Features of the leadframe unit are therefore also disclosed for the housing and vice versa.
  • the leadframe unit is provided for a housing, comprising a first leadframe part and a second leadframe part, for an optoelectronic semiconductor chip, wherein
  • the first leadframe part has a mounting area for attaching a semiconductor chip and/or for attaching an electrical connecting means and an edge area on a lateral edge of the leadframe unit,
  • the first leadframe part has a trench between the mounting area and the edge area
  • the trench is located on an outside of the first leadframe part and the outside is set up for flat soldering of the mounting area and the edge area.
  • an optoelectronic semiconductor component with a housing as described in connection with one or more of the above-mentioned embodiments, is specified.
  • Features of the optoelectronic semiconductor component are therefore also disclosed for the housing and vice versa.
  • the optoelectronic semiconductor component comprises the housing and at least one optoelectronic semiconductor chip that is mounted in the housing.
  • a method for producing a housing as described in connection with one or more of the above-mentioned embodiments, is specified. Features of the housing are therefore also disclosed for the process and vice versa.
  • the method comprises the following steps, in particular in the specified order:
  • FIG. 1 shows a schematic perspective view of an exemplary embodiment of a lead frame unit described here for housings described here
  • Figure 2 is a schematic perspective sectional view of an exemplary embodiment of a housing described here with the lead frame unit of Figure 1,
  • Figure 3 is a schematic perspective bottom view of the housing of Figure 2
  • FIGS 4 and 5 show schematic top views of the main sides of the leadframe unit of Figure 1
  • FIG. 6 shows a schematic sectional view of an exemplary embodiment of an optoelectronic semiconductor component described here with the housing of FIG. 2,
  • FIG. 7 shows a schematic sectional view of a method step of an exemplary embodiment of a method described here for producing housings described here
  • Figure 8 is a schematic perspective view of a modification of the leadframe unit of Figure 1,
  • Figure 9 is a schematic perspective bottom view of a modification of the housing of Figure 2, 10 shows a schematic perspective view of an exemplary embodiment of a lead frame unit described here for housings described here,
  • FIG. 11 shows a schematic sectional view of an exemplary embodiment of a housing described here with the lead frame unit of FIG. 10,
  • FIG. 12 shows a schematic perspective view of an exemplary embodiment of a lead frame unit described here for housings described here
  • FIG. 13 shows a schematic sectional view of an exemplary embodiment of a housing described here with the lead frame unit of FIG. 12,
  • FIG. 14 shows a schematic perspective view of a modification of the lead frame unit of FIG. 12,
  • FIG. 15 shows a schematic perspective view of an exemplary embodiment of a lead frame unit described here for housings described here
  • FIG. 16 shows a schematic perspective sectional view of an exemplary embodiment of a housing described here with the lead frame unit of FIG. 15,
  • Figure 17 is a schematic perspective view of a modification of the leadframe unit of Figure 15, and Figures 18 and 19 show schematic perspective representations of exemplary embodiments of lead frame units described here for housings described here.
  • the lead frame unit 4 includes a first lead frame part 41 and a second, smaller lead frame part 42.
  • one or more further leadframe parts 83 are present, which can be smaller than the second leadframe part 42.
  • the lead frame parts 41, 42, 83 are made, for example, from a sheet of semi-finished product, such as copper sheet.
  • leadframe units 4 can be combined in a leadframe assembly, not shown. Adjacent lead frame units 4 are then mechanically connected to one another to the point of separation via support webs 48, also known as tie bars.
  • the leadframe parts 41, 42, 83 are etched from the semi-finished product from two main sides using two-stage half-etching and are therefore made of the same material and of the same thickness.
  • the half-etching is, for example, more extensive from an outside 44 than from an opposite inside 43, see in particular Figures 4 and 5.
  • the inside 43 is therefore larger than the outside 44.
  • the outside 44 is set up for surface mounting of a later housing 2 with the lead frame unit 4, see also FIGS. 2 and 3.
  • the inside 43 of the first lead frame part 41 is in one Mounting area 45 is set up for attaching an optoelectronic semiconductor chip, such as an LED chip.
  • the second lead frame part 42 on the inside 42 is used in particular to attach a bonding wire and/or an ESD protection diode.
  • the lead frame parts 41, 42 have their full thickness.
  • the first lead frame part 41 also has an edge region 46 which borders on an outer outline of the lead frame unit 4 and which is therefore exposed in places on an outer side wall of the housing 2, see FIG. 3.
  • the edge region 46 has two soldering control points 47, which are formed by pockets from the outside 44.
  • the soldering control points 47 include surfaces oriented transversely to the outside 44, which are designed to be wetted by a solder when the housing 2 is assembled.
  • soldering control points 47 include the pockets. It is also possible that the soldering control points 47 are only formed by surfaces on the outer side walls that are designed to be wetted with the solder. This also applies to all other examples.
  • the edge region 46 has the full thickness of the leadframe part 41. There is an area of reduced thickness between the edge region 46 and the mounting region 45 of the first leadframe part 41. This area represents a trench 7, which preferably divides the edge area 46 uninterrupted from the mounting area 45 in a straight line. Seen in cross section, the trench 7 is approximately rectangular. The smaller second leadframe part 42 is free of such a trench, so that the second leadframe part 42 has the full thickness throughout up to the outer outline.
  • soldering control points 47 are located on the first and/or second lead frame part 41, 42.
  • soldering control points 47 are each separated from one another by a slot 72. It is possible for the slot 72 to widen at least on the outside 44 in the direction away from the soldering control points 47, see the second lead frame part 42. Alternatively, the slot 72 can be of constant width, see the first leadframe part 41.
  • the slot 72 on the first lead frame part 41 it is possible for the slot 72 on the first lead frame part 41 to extend into the trench 7. However, the slot 72 only partially penetrates the trench 7 in the direction perpendicular to a longitudinal axis of the trench, see Figures 1 and 4.
  • the housing 2 also includes a housing body 5 in addition to the lead frame unit 4.
  • the housing 2 which does not yet include a semiconductor chip according to FIG.
  • the housing body 5 forms two cavities 51, 52, each of the lead frame parts 41, 42 and optionally the others Lead frame parts 83 are exposed in places due to the cavities 51, 52, so that the insides 43 are accessible.
  • the cavities 51, 52 are preferably surrounded by a cavity wall 53. It is possible that the cavity wall 53 between the cavities 51, 52 is lower than on the outer side walls 55.
  • the soldering control points 47 are, for example, each completely covered by the assigned cavity wall 53. It is possible that the slots 72 are only partially covered by the respective cavity wall 53.
  • the trench 7, which can be completely or substantially completely filled by the housing body 5, is located on the cavity wall 53. For example, an inner edge of the cavity wall 53 on the inside 43 and an outer side wall of the trench 7, which is closer to the associated side wall 55, lie in a common plane perpendicular to the inside 43. This applies, for example, with a tolerance of at most 0.2 mm.
  • This position of the trench 7 makes it possible for the relatively large first leadframe part 41 to yield to tension, that is, to have a slight kink along the trench 7. As a result, the edge region 46 adheres better to the cavity wall 53 than in the case of a constantly thick first leadframe part 41.
  • the housing body 5 extends continuously between the edge area 46 and the assembly area 45.
  • the representation in Figures 1 to 5 is to scale. For example, it is a 2720 component.
  • FIG. 6 shows an example of an optoelectronic semiconductor component 1, which includes the housing 2 of FIGS. 2 and 3.
  • the optoelectronic semiconductor chip 3 and the further semiconductor chip 31, like an ESD protection chip, are soldered into the cavities 51, 52.
  • An electrical connection is made via electrical connecting means 6, such as bonding wires.
  • the trench 7 has a trench depth D which is, for example, between 40% and 60% of a total thickness T of the lead frame parts 41, 42, 83.
  • the trench 7 preferably has a width B, so that the following applies: 0.8 T ⁇ B ⁇ 2 T or 1.2 T ⁇ B ⁇ 1, 6 T. This can also apply to all other examples.
  • the cavities 51, 52 can be partially or completely filled by a filling 54.
  • the filling 54 is, for example, a silicone mass that can contain at least one admixture, such as light scattering particles, a phosphor and/or an optical filter material.
  • FIG. 7 A manufacturing process for the housing 2 is schematically illustrated in conjunction with FIG. 7.
  • the housings 2 are constructed, for example, as described in connection with Figures 1 to 5.
  • the lead frame composite 40 each half-etched on its two main sides, with a large number of lead frame units 4 is located on a support 84, for example a film for film-assisted transfer molding, or FAM for short.
  • the housing composite 20 is produced on the carrier 84. Adjacent units are subsequently divided along separation lines 82 , resulting in the individual components and the side walls 55 .
  • the semiconductor chips 3, 31, the electrical connection means 6 and the optional filling 54 are preferably placed before cutting.
  • a metal coating 81 such as NiPdAu.
  • This metal coating 81 also covers all exposed surfaces of the pockets that form the solder control points 47.
  • Such a metal coating 81 can be designed by only applying the metal coating 81 after the housing body 5 has been produced.
  • FIG. 8 shows a modification 94 of the leadframe unit from FIG. 1
  • FIG. 9 shows a modification 92 of the housing from FIG. 2, which do not show a trench on the first leadframe part 41.
  • the trenches 7 in the lead frame units 4 described here significantly reduce the risk of such delamination.
  • FIG. 10 A further example of the leadframe unit 4 is illustrated in FIG. 10.
  • the associated housing 2 can be seen in Figure 11;
  • the cutting line for the section in FIG. 11 is entered in FIG. 10 as a dash-dot line.
  • the trench 7 is semicircular and not angular when viewed in cross section.
  • the slot 72 in the first lead frame part 41 can completely penetrate the trench 7 on the outside 44. There are therefore two partial trenches on the outside 44 that extend in extension to one another.
  • the slots 72 of both lead frame parts 41 , 42 can therefore be shaped the same way, except for the trench 7 .
  • FIGS. 1 to 7 apply equally to FIGS. 10 and 11, and vice versa.
  • FIG. 12 A further example of the leadframe unit 4 is illustrated in FIG. 12.
  • the associated housing 2 can be seen in Figure 13;
  • the cutting line for the section in FIG. 13 is entered in FIG. 12 as a dash-dot line.
  • the first lead frame part 41 has several of the edge regions 46, each with one of the soldering control points 47.
  • the soldering control points 47 of the first leadframe part 41 are therefore present on three side walls of the cubic housing 2, on which The fourth side wall is the further soldering control point 49 of the second lead frame part 42.
  • the second lead frame part 42 can be free of a trench.
  • the mounting area 45 of the first lead frame part 41 can be provided with corner extensions 85 in order to increase the stability of the housing 2.
  • FIGS. 1 to 11 apply equally to FIGS. 12 and 13, and vice versa.
  • the modification 94 is shown in FIG. 14, which corresponds to the example in FIG. 12 except for the missing trench.
  • FIG. 15 A further example of the leadframe unit 4 is illustrated in FIG. 15.
  • the associated housing 2 can be seen in Figure 16;
  • the cutting line for the section in FIG. 16 is entered in FIG. 15 as a dash-dot line.
  • the mounting area 45 is elongated and the soldering control points 47, 49 are located on the short sides of the lead frame unit 4.
  • the first leadframe part 41 in turn has the trench 7.
  • the second leadframe part 42 also has a further trench 71 can, in order to place the further soldering control point 49 in an edge area.
  • Such a further trench 71 to which the comments on trench 7 apply accordingly, can also be present in all other examples, in particular in the designs of FIGS. 1, 10, 12, 18 and 19.
  • Figures 15 and 16 are to scale. For example, it is a 4014 component.
  • FIGS. 1 to 14 apply equally to FIGS. 15 and 16, and vice versa.
  • the modification 94 is shown in FIG. 17, which corresponds to the example in FIG. 15 except for the missing trench.
  • FIGS. 18 and 19 are based on the example in FIG. 15 and it is shown that the trenches 7 do not necessarily have to be continuous.
  • the trench 7 in FIG. 19 is provided with two of the transverse webs 73.
  • the crossbars 73 are located at the ends of the trench 7 and thus close the trench 7, so that a pocket 74 results. Because of the two Crossbars 73 allow the pocket 74 to remain free of the housing body 5.
  • Such crossbars 73 can also be present in all other examples. If further trenches 71 are present on the second lead frame part 42, such transverse webs 73 can also be used in the further trenches 71.
  • FIGS. 1 to 16 apply equally to FIGS. 17 and 18, and vice versa.
  • the components shown in the figures preferably follow one another in the specified order, in particular directly one after the other, unless otherwise described.
  • Components that do not touch each other in the figures are preferably at a distance from one another. If lines are drawn parallel to one another, the associated surfaces are preferably also aligned parallel to one another. In addition, the relative positions of the drawn components to one another are correctly shown in the figures unless otherwise stated.

Landscapes

  • Lead Frames For Integrated Circuits (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

In mindestens einer Ausführungsform ist das Gehäuse (2) für einen optoelektronischen Halbleiterchip (3) vorgesehen und umfasst: - ein erstes Leiterrahmenteil (41) und ein zweites Leiterrahmenteil (41), - einen Gehäusekörper (5), der das erste und das zweite Leiterrahmenteil (41) mechanisch miteinander verbindet, wobei - das erste Leiterrahmenteil (41) einen Montagebereich (45) zum Anbringen des Halbleiterchips (3) und/oder zum Anbringen eines elektrischen Verbindungsmittels (6) sowie einen Randbereich (46) an einem seitlichen Rand des Gehäuses (2) aufweist, - das erste Leiterrahmenteil (41) einen Graben (7) zwischen dem Montagebereich (45) und dem Randbereich (46) aufweist, und - sich der Graben (7) an einer Außenseite (44) des ersten Leiterrahmenteils (41) befindet und die Außenseite (44) für eine Montage des Gehäuses (2) eingerichtet ist und sich der Montagebereich (45) und der Randbereich (46) bis an die Außenseite (44) erstrecken.

Description

Beschreibung
GEHÄUSE UND LEITERRAHMENEINHEIT
Es werden ein Gehäuse für einen optoelektronischen Halbleiterchip und eine Leiterrahmeneinheit hierfür angegeben .
Eine zu lösende Aufgabe liegt darin, ein Gehäuse anzugeben, das widerstands fähig gegen thermische Belastungen ist .
Diese Aufgabe wird unter anderem durch ein Gehäuse und eine Leiterrahmeneinheit mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst . Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form ist das Gehäuse Gehäuse für mindestens einen optoelektronischen Halbleiterchip vorgesehen . Bei dem Halbleiterchip oder bei den Halbleiterchips handelt es sich zum Beispiel um Leuchtiodenchips , kurz LED-Chips , und/oder um Laserdiodenchips , kurz LD-Chips . Es können mehrere verschiedene Arten von optoelektronischen Halbleiterchips in dem Gehäuse miteinander kombiniert sein, zum Beispiel optoelektronische Halbleiterchips zur Erzeugung verschiedener Licht färben .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst das Gehäuse ein erstes Leiterrahmenteil und ein zweites Leiterrahmenteil . Es können zusätzliche Leiterrahmenteile vorhanden sein . Der Begri f f Leiterrahmenteil bezieht sich insbesondere auf metallische Körper, die beispielsweise aus einem Blech gestanzt und/oder geätzt und/oder geschnitten sind . Alle Leiterrahmenteile sind bevorzugt aus dem gleichen Basismaterial , insbesondere ein Kupferblech oder eine Kupferfolie . Die Leiterrahmenteile können mit zumindest einer metallischen Beschichtung versehen sein, die j edoch bevorzugt deutlich dünner ist als das Basismaterial .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst das Gehäuse einen Gehäusekörper . Der Gehäusekörper ist aus zumindest einem elektrisch isolierenden Material und basiert zum Beispiel auf einem Kunststof f . Der Gehäusekörper kann aus einem Epoxid oder Silikon basieren . Es ist möglich, dass der Gehäusekörper Beimengungen enthält , wie Partikel oder Fasern zur Anpassung einer thermischen Ausdehnung oder zur Verbesserung einer mechanischen Stabilität . Der Gehäusekörper ist bevorzugt lichtundurchlässig .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form verbindet der Gehäusekörper das erste und das zweite Leiterrahmenteil und optionale weitere Leiterrahmenteile mechanisch miteinander . Das heißt , ohne den Gehäusekörper wären die Leiterrahmenteile mechanisch nicht stabil , relativ zueinander . Beispielsweise bedeckt der Gehäusekörper Seitenflächen der Leiterrahmenteile teilweise oder vollständig, zumindest innerhalb des Gehäusekörpers . In seitlicher Richtung liegen die Leiterrahmenteile zum Beispiel lediglich an äußeren Seitenwänden des Gehäuses frei von dem Gehäusekörper .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist das erste Leiterrahmenteil einen Montagebereich zum Anbringen eines Halbleiterchips und/oder zum Anbringen eines elektrischen Verbindungsmittels auf . Bei dem Halbleiterchip handelt es sich insbesondere um den mindestens einen optoelektronischen Halbleiterchips , j edoch kann der Halbleiterchip auch eine andere Art von Halbleiterchips sein, zum Beispiel ein Steuerchip für den optoelektronischen Halbleiterchip oder ein Schutzchip, etwa zum Schutz vor Schäden durch elektrostatischen Entladungen, kurz ESD . In dem Montagebereich weist das erste Leiterrahmenteil bevorzugt seine volle Dicke auf .
In gleicher Weise können das zweite Leiterrahmenteil oder optionale weitere Leiterrahmenteile ebenso einen Montagebereich aufweisen .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist das erste Leiterrahmenteil einen Randbereich auf . Der Randbereich befindet sich bevorzugt an einem seitlichen Rand des Gehäuses . Das heißt , der Randbereich kann an die äußeren Seitenwände des Gehäuses grenzen . Der Randbereich weist bevorzugt ebenso die volle Dicke des ersten Leiterrahmenteils auf , insbesondere mit Ausnahme einer Lötkontrollstelle , die in Richtung hin zum Gehäusekörper vollständig von einem Gebiet des Randbereichs mit voller Dicke umgeben sein kann . Die Lötkontrollstelle ist von den äußeren Seitenwänden her bevorzugt zugänglich .
Der Montagebereich und der Randbereich können dieselbe volle Dicke aufweisen .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form weist das erste Leiterrahmenteil einen Graben auf . Der Graben befindet sich zwischen dem Montagebereich und dem Randbereich . Mit anderen Worten ist es möglich, dass der Graben eine Unterteilung zwischen dem Montagebereich und dem Randbereich definiert . An einer Längsseite des Grabens befindet sich dann der Montagebereich und an einer gegenüberliegenden Längsseite der Randbereich . Im Bereich des Grabens ist das erste Leiterrahmenteil dünner als im Montagebereich und als im Randbereich, eine eventuelle Lötkontrollstelle außen vor lassend .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form befindet sich der Graben an einer Außenseite des ersten Leiterrahmenteils . Die Außenseite ist hierbei für eine Montage des Gehäuses eingerichtet . Die Außenseite liegt insbesondere einer Innenseite , die für den mindestens einen optoelektronischen Halbleiterchip vorgesehen ist , gegenüber . Zum Beispiel ist die Außenseite für eine Oberflächenmontage , kurz SMT oder Surface Mount Technology, des Gehäuses eingerichtet . Der Graben kann also als Vertiefung im ersten Leiterrahmenteil aufgefasst werden, welche von der Außenseite ausgehend in das Basismaterial des ersten Leiterrahmenteils hin zur Innenseite verläuft , aber nicht bis zur Innenseite reicht . Der Graben ist somit kein Loch durch das erste Leiterrahmenteil hindurch .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form erstrecken sich der Montagebereich und der Randbereich bis an die Außenseite . Das heißt , der Montagebereich und der Randbereich sind Teilgebiete der Außenseite .
In mindestens einer Aus führungs form ist das Gehäuse für einen optoelektronischen Halbleiterchip vorgesehen und umfasst
- ein erstes Leiterrahmenteil und ein zweites Leiterrahmenteil ,
- einen Gehäusekörper, der das erste und das zweite Leiterrahmenteil mechanisch miteinander verbindet , wobei
- das erste Leiterrahmenteil einen Montagebereich zum Anbringen des Halbleiterchips und/oder zum Anbringen eines elektrischen Verbindungsmittels sowie einen Randbereich an einem seitlichen Rand des Gehäuses aufweist ,
- das erste Leiterrahmenteil einen Graben zwischen dem Montagebereich und dem Randbereich aufweist , und
- sich der Graben an einer Außenseite des ersten Leiterrahmenteils befindet und die Außenseite für eine Montage des Gehäuses eingerichtet ist und sich der Montagebereich und der Randbereich bis an die Außenseite erstrecken .
Bei dem hier beschriebenen Gehäuse sind insbesondere Lötkontrollstrukturen mechanisch von dem Montagebereich entkoppelt . Hierdurch wird ein Risiko einer Delamination des Gehäusekörpers von dem ersten Leiterrahmenteil im Gebiet des Randbereichs verringert .
Bei dem Gehäuse kann es sich um ein sogenanntes Quad Flat No Leads-Bauteil , kurz QFN-Bauteil , handeln .
Die Norm AEG Q102 #3 schreibt vor, dass keine Delamination von Metallpads , auf denen Bonddrähte befestigt sind, erlaubt ist . Diese Norm bezieht sich insbesondere auf LED-Bauteile , die einen IC enthalten und für den Automobilbereich bestimmt sind .
Mit dem hier beschriebenen Konzept für die Leiterrahmenteile lassen sich die Kräfte und Spannungen im Gehäuse so weit reduzieren, dass der umgebende Gehäusekunststof f des Gehäusekörpers auf dem Metall der Leiterrahmenteile kleben bleibt . Untersuchungen zeigen, dass auf der Oberseite von geätzten Lötkontrollstrukturen, also an dem Randbereich, der Kunststof f besonders leicht abplatzt . Ein Grund ist vermutlich, dass große Leiterrahmenteile eine große Hebelwirkung auf die Lötkontrollstrukturen übertragen . Durch das hier beschriebene Konzept werden die betrof fenen Lötkontrollstrukturen von den großen Montagebereich mechanisch abgekoppelt , bleiben aber thermisch und elektrisch weiterhin verbunden .
In der schmalen Verbindung im Gebiet zwischen dem Montageberich und dem Randbereich ist die Materialstärke bevorzugt in gerader Linie durchgehend zum Beispiel halbiert , indem auf der Bauteilunterseite Material weggenommen wird - das heißt , der Graben wird gebildet . Im Längsschnitt und in Draufsicht betrachtet , ist der Graben bevorzugt im Gebiet einer Kavität und nicht im Gebiet einer Gehäuse-Plastik-Wand . Der Graben befindet sich somit insbesondere unterhalb eines Kavitätenbodens , dicht an der Kavitätenwand .
Die durchgehende Reduzierung der Materialstärke im Gebiet des Grabens schaf ft eine Art Gelenk zwischen dem großen Montageberich und dem Randbereich mit den Lötkontrollstrukturen . Der Graben soll in gerader Linie verlaufen, damit eine maximale Wirkung erzielt wird . Die Materialentfernung erfolgt von der Außenseite her, damit die verbleibende Metallverbindung sich näher an der neutralen Zone eine gedachten Biegelinie befindet .
Werden übliche QFN-Bauteile bei Temperatur und Feuchte gelagert , zum Beispiel gemäß einer Temperature and Humidity Storage , kurz THS , für 168 Stunden bei 60 ° C und 85 % relativer Luftfeuchte , und anschließend auf eine FR4- Leiterplatte gelötet , zum Beispiel gemäß einem Resistance To Soldering Heat-Test , kurz RTSH-Test , dann breiten sich relativ oft groß flächig Delaminationen zwischen einem Kavitätenvergussmaterial und dem Metall-Leiterrahmen, auch als Leadframe bezeichnet , aus . Nach der Norm AEG Q102 #3 sind für solche LED-Bauteile mit IC alle Delaminationen zwischen dem Kavitätenvergussmaterial und Metallpads ausgeschlossen, falls es sich bei diesen Pads um Wirebond-Pads handelt .
Die Delamination erfolgt insbesondere aufgrund des sogenannten Popcorn-Ef fekts . Das heißt , während der Temperature and Humidity Storage bildet sich in Spalten zwischen den Leiterrahmenteilen und dem Gehäusekörper ein Feuchtefilm . Beim anschließenden Löten gemäß RTSH, Maximaltemperatur 260 ° C, verdampft diese Feuchtigkeit schlagartig und nimmt in Form heißen Wasserdampfes ein wesentlich größeres Volumen ein . Im Längs-Querschnitt betrachtet schießt der explosionsartig entstehende Wasserdampf aus den Spalten und quetscht sich direkt zwischen das Kavitätenvergussmaterial und den Leadframe . Das Kavitätenvergussmaterial ist dabei zum Beispiel ein Silikon oder ein Epoxid . Dadurch kommt es zu groß flächigen Delaminationen zwischen dem Kavitätenvergussmaterial und Metall flächen .
Das heißt , ursächlich für den beschriebenen Schadensmechanismus sind insbesondere die vorhandenen Spalten zwischen dem Gehäusekörper und dem Metall-Leadframe . Zum einen ist die Haftung zwischen dem Gehäusekörper, der zum Beispiel auf einem Epoxidvergussmaterial oder einem Silikonvergussmaterial basiert , und Metall relativ gering, zum anderen ist der Metall-Leadframe recht stei f . Zudem führt der Unterschied in den thermischen Ausdehnungskoef fi zienten zwischen Metall und Gehäusekörper zu starken Biegungen im Panelverbund, weshalb der Panelverbund in der Regel mehrmals maschinell flach gedrückt wird . Im hier beschriebenen Gehäuse werden insbesondere mehrere Lösungsansätze miteinander kombiniert : a ) Generell soll von sogenanntem Pre-Plating auf Post-Plating umgestellt werden . Dazu wird der Leiterrahmen, speziell der Kupfer-Leadframe , erst mit dem Gehäusekörper versehen und erst danach mit einer Metallisierung, wie NiPdAu, beschichtet . Beim Pre-Plating wird umgekehrt vorgegangen . Auf Kupfer haftet der Gehäusekörper in der Regel besser als auf einer Metallisierung, wie NiPdAu . b ) Im Bereich der zweiten Leiterrahmenteile können die Lötkontrollstrukturen weggelassen werden . Dadurch werden die zweiten Leiterrahmenteile im Gehäusekörper besser verankert und auch flexibler . Dies kann eine Spaltbildung in den Bereichen am zweiten Leiterrahmenteil reduzieren . c ) An den bevorzugt größeren ersten Leiterrahmenteilen sind j edoch die Gräben und die Lötkontrollstrukturen, auch als Solder Control Structure oder kurz SCS bezeichnet , vorhanden . Somit wird durch die Gräben eine Soll-Knickstelle im Leadframe eingebaut , um den SCS-Bereich vor Kräften, die Delamination bewirken, zu schützen .
Da der Gehäusekörper vor allem im Bereich voller Materialstärke , also außerhalb einer Kavität , mechanisch stabiler ist als im Bereich einer Kavität , neigt der Gehäusekunststof f bei einer Panelverbiegung eher dazu im Bereich der Kavität zu verformen . Der metallene Leadframe ist ähnlich starr und bliebe ohne den Graben im Wesentlichen in seiner Form erhalten . Durch den Graben kann der Leadframe knicken . Somit kann eine halbseitige Delamination, startend an der Innenseite des Randbereichs , verhindert werden . Das heißt , dem hier beschriebenen Gehäuse liegt unter anderem die Idee zugrunde , in Form des Grabens eine zusätzliche Knickstelle außerhalb des Bereichs der SCS zu schaf fen, an der der Leadframe knicken darf , wodurch die Haftung zum Gehäusekörper bei Belastung nicht mehr aufbrechen muss .
Diese Knickstelle ist bevorzugt direkt an oder nahe an der Kavitätenwand . Es ist bevorzugt , diese Knickstelle innerhalb der großen, ersten Kavität zu schaf fen . Es kann aber sinnvoll sein, eine Knickstelle auf beiden Seiten der SCS-Bereiche zu schaf fen, also auch am zweiten Leiterrahmenteil .
Mit dem hier beschriebenen Gehäuse lassen sich insbesondere folgende Ef fekte erzielen :
- Die Lötkontrollstrukturen, SCS , können belassen werden und müssen nicht entfernt werden, um das Delaminationsproblem zu lösen . In Verbindung mit anderen Maßnahmen, wie Post-Plating und/oder angepasster Gestalt der zweiten Leiterrahmenteile , ist dies eine ef fi ziente Maßnahme , um das Risiko einer Delamination zwischen Gehäusekörper und Metall an einer bedeutenden Stelle zu reduzieren, insbesondere um Konformität mit der Norm AEG Q102 #3 zu erzielen .
- Ein anderer Ef fekt liegt darin, dass solche Delaminationen oberhalb der SCS unerwünschte Eintrittspfade an der Innenseite für Gase , zum Beispiel HgS , darstellen, die bevorzugt vermieden werden, um eine höhere Korrosionsbeständigkeit zu erreichen .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form erstreckt sich der Graben durchgehend zwischen den Montagebereich und den Randbereich . Das bedeutet insbesondere , dass zwischen dem Montagebereich und dem Randbereich keine Stelle des Leiterrahmens dicker ist als im Bereich einer Talsohle des
Grabens . Bevorzugt erstreckt sich der Graben entlang einer geraden Linie .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form ist der Graben von einem oder mehreren Querstegen unterbrochen . Insbesondere ist genau ein Quersteg oder sind genau zwei Querstege vorhanden . Durch solche Querstege lässt sich ein Material fluss des Gehäusekörpers während dessen Herstellung kontrollieren .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form ist der mindestens eine Quersteg genauso dick ist wie der Montagebereich und/oder der Randbereich . Im Bereich der Querstege weist das erste Leiterrahmenteil also bevorzugt die volle Dicke auf .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form beträgt eine Breite des Querstegs oder die Summe der Breiten aller Querstege entlang des Grabens zusammengenommen höchstens 40 % oder höchstens 30 % oder höchstens 20 % einer Gesamtlänge des Grabens inklusive des mindestens einen Querstegs . Das heißt , die Querstege sind relativ zur Gesamtlänge relativ schmal .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form ist der Graben teilweise oder vollständig von dem Gehäusekörper ausgefüllt . Insbesondere in dem Fall , dass zwei der Querstege vorhanden sind, kann der Graben frei von dem Gehäusekörper sein .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form bildet der Gehäusekörper eine erste Kavität . In der ersten Kavität ist eine Innenseite des ersten Leiterrahmenteils , die zum Beispiel für das Anbringen des Halbleiterchips eingerichtet ist , frei von dem Gehäusekörper . Es ist möglich, dass die erste Kavität auf das erste Leiterrahmenteil beschränkt ist , in Draufsicht auf die Innenseite gesehen . In diesem Fall kann eine zweite Kavität vorhanden sein, die die Innenseite des zweiten Leiterrahmenteils freilegt . Alternativ erstreckt sich die erste Kavität über das erste und das zweite Leiterrahmenteil .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form ist der Randbereich von einer Kavitätenwand der ersten Kavität zum Teil oder vollständig überdeckt , in Draufsicht auf die Innenseite gesehen . Das heißt , die erste Kavität reicht nicht bis zum Randbereich, sondern insbesondere nur bis zum Graben .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form befindet sich in Draufsicht auf die Innenseite gesehen der Graben teilweise oder vollständig innerhalb der ersten Kavität .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form grenzt der Graben, in Draufsicht auf die Innenseite gesehen und hin zum Randbereich, an die Kavitätenwand der ersten Kavität . Insbesondere liegen dann eine Begrenzungslinie der Kavitätenwand, in Richtung vom einer äußeren Seitenwand des Gehäuses am Randbereich hin zum Montagebereich, und eine dem Randbereich zugewandte Längskante des Grabens deckungsgleich übereinander, in Draufsicht auf die Innenseite gesehen . Dies gilt zum Beispiel mit einer Toleranz von höchstens 20 pm oder von höchstens 50 pm oder von höchstens 0 , 1 mm, alternativ oder zusätzlich mit einer Toleranz von höchstens 10 % oder von höchstens 25 % oder von höchstens 50 % einer Breite des Grabens .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form überlappen die Kavitätenwand der ersten Kavität und der Graben teilweise oder vollständig, bevorzugt nur zu einem kleinen Teil von zum Beispiel höchstens 40 % oder höchstens 20 % einer Grundfläche des Grabens , in Draufsicht auf die Innenseite gesehen .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form liegen, in Draufsicht auf die Innenseite gesehen, alle Enden des Grabens innerhalb der ersten Kavität . Mit anderen Worten endet der Graben innerhalb der ersten Kavität .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst der Randbereich eine oder mehrere Lötkontrollstellen . Es ist möglich, dass die mindestens eine Lötkontrollstelle mit einer Metallbeschichtung versehen ist . Insbesondere befindet sich eine solche Metallbeschichtung der Lötkontrollstelle an einer quer zur Außenseite verlaufenden Fläche der Lötkontrollstelle . Diese quer verlaufende Fläche kann in der Ebene der zugehörigen äußeren Seitenwand des Gehäuses liegen oder gegenüber der äußeren Seitenwand zurückversetzt sein . Diese Metallbeschichtung ist bevorzugt dieselbe Metallbeschichtung wie an der Außenseite des Montagebereichs und von Gebieten des Randbereichs , die in der Außenseite liegen .
Das heißt , an das erste Leiterrahmenteil ist zumindest im Bereich der Lötkontrollstelle und bevorzugt auch im Bereich des Montagebereichs die Metallbeschichtung aufgebracht .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst der Randbereich mehrere der Lötkontrollstellen . Es ist möglich, dass pro Randbereich genau eine Lötkontrollstelle vorhanden ist oder dass ein Randbereich mehrere oder auch alle der Lötkontrollstellen des betref fenden Leiterrahmenteils umfasst . Sind mehrere Randbereiche mit zumindest einer Lötkontrollstelle vorhanden, so können diese Randbereiche alle gleich gestaltet sein oder können sich auch voneinander unterscheiden .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form sind zumindest zwei der Lötkontrollstellen in Richtung quer zum Graben durch einen Schlitz durch das erste Leiterrahmenteil hindurch voneinander unterteilt . Das heißt , die betref fenden Lötkontrollstellen können einander benachbart sein und gleich gestaltet sein . Insbesondere in Richtung parallel zum Graben existiert dann aufgrund des Schlitzes keine durchgehende Materialverbindung zwischen diesen Lötkontrollstellen innerhalb des ersten Leiterrahmenteils .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form durchtrennt der Schlitz den Graben teilweise oder vollständig . Das heißt , aufgrund des Schlitzes ist in Richtung parallel zum Graben und im Bereich des Grabens zumindest stellenweise kein Material des ersten Leiterrahmenteils mehr vorhanden . Es ist möglich, dass der Graben durch den Schlitz in zwei Teilgräben unterteilt ist .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form verbreitert sich der Schlitz in Richtung weg von den zugeordneten Lötkontrollstellen und insbesondere in Richtung hin zum Graben stellenweise . Es ist möglich, dass der Schlitz in einer ersten Ebene gleich breit bleibt und sich nur in einer zweiten Ebene verbreitert . Die zweite Ebene ist zum Beispiel die halbgeätzte Seite des ersten Leiterrahmenteils , in die auch der Graben geformt ist .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form ist der Graben im Querschnitt gesehen, insbesondere senkrecht zu einer Längsachse des Grabens gesehen, stellenweise oder entlang der gesamten Längsachse halbrund oder vieleckig, wie viereckig .
Viereckig bedeutet zum Beispiel , dass der Graben eine quadratische oder trapez förmige Querschnitts fläche aufweist .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form liegt eine Grabentiefe bei mindestens 35 % oder bei mindestens 40 % oder bei mindestens 45 % einer Gesamtdicke des ersten Leiterrahmenteils . Alternativ oder zusätzlich liegt die Grabentiefe bei höchstens 65 % oder bei höchstens 50 % der Gesamtdicke .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form beträgt die Gesamtdicke des ersten Leiterrahmenteils mindestens 100 pm oder mindestens 140 pm . Alternativ oder zusätzlich beträgt die Gesamtdicke höchstens 250 pm oder höchstens 210 pm .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form beträgt eine Breite des Grabens mindestens 50 % oder mindestens 80 % der Gesamtdicke des ersten Leiterrahmenteils . Alternativ oder zusätzlich beträgt die Breite höchstens 300 % oder höchstens 200 % oder höchstens 150 % der Gesamtdicke . Zum Beispiel liegt die Breite des Grabens zwischen einschließlich 0 , 1 mm und 0 , 3 mm .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form ist das erste Leiterrahmenteil größer als das zweite Leiterrahmenteil . Beispielsweise unterscheiden sich die Größen der Leiterrahmenteile um mindestens einen Faktor 1 , 2 oder um mindestens einen Faktor 1 , 5 oder um mindestens einen Faktor 2 und/oder um höchstens einen Faktor 10 . Die Größe bezieht sich dabei insbesondere auf eine Grundfläche der Leiterrahmenteile in Draufsicht auf die Innenseite gesehen . Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst das zweite Leiterrahmenteil einen Montagebereich und/oder eine oder mehrere weitere Lötkontrollstellen . Der Montagebereich des zweiten Leiterrahmenteils ist zum Beispiel für einen ESD- Schutzchip, einen Ansteuer- IC und/oder eine Bonddrahtanbindung vorgesehen .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form ist das zweite Leitrahmenteil zwischen der weiteren Lötkontrollstelle und dem Montagebereich gleichbleibend dick . Mit anderen Worten umfasst das zweite Leitrahmenteil dann keinen vom Montagebereich abgesetzten Randbereich, sondern der Montagebereich erstreckt sich bis zum Rand und umfasst die mindestens eine weitere Lötkontrollstelle .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form befindet sich zwischen der mindestens einen weiteren Lötkontrollstelle und dem Montagebereich des zweiten Leiterrahmenteils wenigstens ein weiterer Graben . Das heißt , aufgrund des Grabens ist das zweite Leiterrahmenteil in den Montagebereich und den mindestens einen Randbereich unterteilt .
Die Aus führungen hinsichtlich des Grabens , der Lötkontrollstelle und des Randbereichs für das erste Leiterrahmenteil gelten in gleicher Weise für den weiteren Graben, die weitere Lötkontrollstelle und den weiteren Graben des zweiten Leiterrahmenteils .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form umfasst das erste Leiterrahmenteil mehrere der Randbereiche , die j eweils durch einen Graben von dem Montagebereich des ersten Leiterrahmenteils getrennt sind . Darüber hinaus wird eine Leiterrahmeneinheit für ein Gehäuse , wie in Verbindung mit einer oder mehrerer der oben genannten Aus führungs formen beschrieben, angegeben . Merkmale der Leiterrahmeneinheit sind daher auch für das Gehäuse of fenbart und umgekehrt .
In mindestens einer Aus führungs form ist die Leiterrahmeneinheit für ein Gehäuse , umfassend ein erstes Leiterrahmenteil und ein zweites Leiterrahmenteil , für einen optoelektronischen Halbleiterchip vorgesehen, wobei
- das erste Leiterrahmenteil einen Montagebereich zum Anbringen eines Halbleiterchips und/oder zum Anbringen eines elektrischen Verbindungsmittels sowie einen Randbereich an einem seitlichen Rand der Leiterrahmeneinheit aufweist ,
- das erste Leiterrahmenteil einen Graben zwischen dem Montagebereich und dem Randbereich aufweist , und
- sich der Graben an einer Außenseite des ersten Leiterrahmenteils befindet und die Außenseite für eine flächige Lötmontage des Montagebereichs und des Randbereichs eingerichtet ist .
Darüber hinaus wird ein optoelektronisches Halbleiterbauteil mit einem Gehäuse , wie in Verbindung mit einer oder mehrerer der oben genannten Aus führungs formen beschrieben, angegeben . Merkmale des optoelektronischen Halbleiterbauteils sind daher auch für das Gehäuse of fenbart und umgekehrt .
In mindestens einer Aus führungs form umfasst das optoelektronische Halbleiterbauteil das Gehäuse und mindestens einen optoelektronischen Halbleiterchip, der in dem Gehäuse angebracht ist . Darüber hinaus wird ein Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses , wie in Verbindung mit einer oder mehrerer der oben genannten Aus führungs formen beschrieben, angegeben . Merkmale des Gehäuses sind daher auch für das Verfahren of fenbart und umgekehrt .
In mindestens einer Aus führungs form umfasst das Verfahren die folgenden Schritte , insbesondere in der angegebenen Reihenfolge :
- Bereitstellen eines metallischen Halbzeugs ,
- Erzeugen eines Leiterrahmenverbunds mit einer Viel zahl der Leiterrahmeneinheiten aus dem Halbzeug, insbesondere mittels eines zweistufigen Ätzprozesses , wobei j eder Ätzschritt von einer Hauptseite des Halbzeugs her durchgeführt wird,
- Erzeugen eines Gehäusegrundkörpers an dem Leiterrahmenverbund,
- optional Anbringen und elektrisches Kontaktieren des mindestens einen optoelektronischen Halbleiterchips in dem Gehäuse ,
- optional Verfüllen der Kavitäten mit einer Füllung, und
- Vereinzeln zu den Gehäusen und/oder optoelektronischen Halbleiterbauteilen .
Nachfolgend werden ein hier beschriebenes Gehäuse , ein hier beschriebenes optoelektronisches Halbleiterbauteil , ein hier beschriebenes Verfahren und eine hier beschriebene Leiterrahmeneinheit unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand von Beispielen näher erläutert . Gleiche Bezugs zeichen geben dabei gleiche Elemente in den einzelnen Figuren an . Es sind dabei j edoch keine maßstäblichen Bezüge dargestellt , vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein . Es zeigen :
Figur 1 eine schematische perspektivische Darstellung eines Aus führungsbeispiels einer hier beschriebenen Leiterrahmeneinheit für hier beschriebene Gehäuse ,
Figur 2 eine schematische perspektivische Schnittdarstellung eines Aus führungsbeispiels eines hier beschriebenen Gehäuses mit der Leiterrahmeneinheit der Figur 1 ,
Figur 3 eine schematische perspektivische Unteransicht des Gehäuses der Figur 2 ,
Figuren 4 und 5 schematische Draufsichten auf Hauptseiten der Leiterrahmeneinheit der Figur 1 ,
Figur 6 eine schematische Schnittdarstellung eines Aus führungsbeispiels eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauteils mit dem Gehäuse der Figur 2 ,
Figur 7 eine schematische Schnittdarstellung eines Verfahrensschritts eines Aus führungsbeispiels eines hier beschriebenen Verfahrens zur Herstellung hier beschriebener Gehäuse ,
Figur 8 eine schematische perspektivische Darstellung einer Abwandlung der Leiterrahmeneinheit der Figur 1 ,
Figur 9 eine schematische perspektivische Unteransicht einer Abwandlung des Gehäuses der Figur 2 , Figur 10 eine schematische perspektivische Darstellung eines Aus führungsbeispiels einer hier beschriebenen Leiterrahmeneinheit für hier beschriebene Gehäuse ,
Figur 11 eine schematische Schnittdarstellung eines Aus führungsbeispiels eines hier beschriebenen Gehäuses mit der Leiterrahmeneinheit der Figur 10 ,
Figur 12 eine schematische perspektivische Darstellung eines Aus führungsbeispiels einer hier beschriebenen Leiterrahmeneinheit für hier beschriebene Gehäuse ,
Figur 13 eine schematische Schnittdarstellung eines Aus führungsbeispiels eines hier beschriebenen Gehäuses mit der Leiterrahmeneinheit der Figur 12 ,
Figur 14 eine schematische perspektivische Darstellung einer Abwandlung der Leiterrahmeneinheit der Figur 12 ,
Figur 15 eine schematische perspektivische Darstellung eines Aus führungsbeispiels einer hier beschriebenen Leiterrahmeneinheit für hier beschriebene Gehäuse ,
Figur 16 eine schematische perspektivische Schnittdarstellung eines Aus führungsbeispiels eines hier beschriebenen Gehäuses mit der Leiterrahmeneinheit der Figur 15 ,
Figur 17 eine schematische perspektivische Darstellung einer Abwandlung der Leiterrahmeneinheit der Figur 15 , und Figuren 18 und 19 schematische perspektivische Darstellungen von Aus führungsbeispielen von hier beschriebenen Leiterrahmeneinheiten für hier beschriebene Gehäuse .
In den Figuren 1 , 4 und 5 ist ein Beispiel einer Leiterrahmeneinheit 4 gezeigt . Die Leiterrahmeneinheit 4 umfasst ein erstes Leiterrahmenteil 41 und ein zweites , kleineres Leiterrahmenteil 42 . Optional sind eines oder mehrere weitere Leiterrahmenteile 83 vorhanden, die kleiner sein können als das zweite Leiterrahmenteil 42 . Die Leiterrahmenteile 41 , 42 , 83 sind zum Beispiel aus einem Blech aus Halbzeug hergestellt , wie Kupferblech .
Viele dieser Leiterrahmeneinheiten 4 können in einem Leiterrahmenverbund, nicht gezeichnet , zusammengefasst sein . Benachbarte Leiterrahmeneinheiten 4 sind dann über Stützstege 48 , englisch auch als Tie Bars bezeichnet , mechanisch miteinander bis zu einem Vereinzeln verbunden .
Die Leiterrahmenteile 41 , 42 , 83 sind von zwei Hauptseiten her mittels zweistufiger Halbätzung aus dem Halbzeug geätzt und damit aus dem gleichen Material und gleich dick . Dabei ist die Halbätzung zum Beispiel von einer Außenseite 44 heraus umfangreicher als von einer gegenüberliegenden Innenseite 43 her, siehe insbesondere die Figuren 4 und 5 . Somit ist die Innenseite 43 groß flächiger als die Außenseite 44 .
Die Außenseite 44 ist für eine Oberflächenmontage eines späteren Gehäuses 2 mit der Leiterrahmeneinheit 4 eingerichtet , siehe auch die Figuren 2 und 3 . Die Innenseite 43 des ersten Leiterrahmenteils 41 ist in einem Montagebereich 45 zum Anbringen eines optoelektronischen Halbleiterchips , wie eines LED-Chips , eingerichtet . Entsprechend dient das zweite Leiterrahmenteil 42 an der Innenseite 42 insbesondere zum Anbringen eines Bonddrahts und/oder einer ESD-Schut zdiode . Im j eweiligen Montagebereich 45 weisen die Leiterrahmenteile 41 , 42 ihre volle Dicke auf .
Das erste Leiterrahmenteil 41 verfügt ferner über einen Randbereich 46 , der an eine äußere Umrisslinie der Leiterrahmeneinheit 4 grenzt und der damit an einer äußeren Seitenwand des Gehäuses 2 stellenweise freiliegt , vergleiche Figur 3 . Der Randbereich 46 weist zwei Lötkontrollstellen 47 auf , die durch Taschen von der Außenseite 44 her gebildet sind . Die Lötkontrollstellen 47 umfassen quer zur Außenseite 44 orientierte Flächen, die dazu eingerichtet sind, bei einer Montage des Gehäuses 2 von einem Lot benetzt zu werden .
Abweichend von der Darstellung in den Figuren ist es nicht zwingend nötig, dass die Lötkontrollstellen 47 die Taschen umfassen . Es ist genauso möglich, dass die Lötkontrollstellen 47 nur durch Flächen an den äußeren Seitenwänden gebildet sind, die für eine Benetzung mit dem Lot eingerichtet sind . Dies gilt auch in allen anderen Beispielen .
Bis auf ein Gebiet mit den optionalen Taschen weist der Randbereich 46 die volle Dicke des Leiterrahmenteils 41 auf . Zwischen dem Randbereich 46 und dem Montagebereich 45 des ersten Leiterrahmenteils 41 befindet sich ein Gebiet reduzierter Dicke . Dieses Gebiet stellt einen Graben 7 dar, der bevorzugt in gerader Linie den Randbereich 46 ununterbrochen von dem Montagebereich 45 abteilt . Im Querschnitt gesehen ist der Graben 7 näherungsweise rechteckig . Das kleinere zweite Leiterrahmenteil 42 ist frei von einem solchen Graben, sodass das zweite Leiterrahmenteil 42 durchgehend bis an die äußere Umrisslinie hin die volle Dicke aufweist .
Optional befinden sich am ersten und/oder am zweiten Leiterrahmenteil 41 , 42 j e mehrere der Lötkontrollstellen 47 , zum Beispiel j e zwei Lötkontrollstellen 47 . Als weitere Option ist es möglich, dass die Lötkontrollstellen 47 j eweils durch einen Schlitz 72 voneinander separiert sind . Es ist möglich, dass sich der Schlitz 72 zumindest an der Außenseite 44 in Richtung weg von den Lötkontrollstellen 47 verbreitert , siehe das zweite Leiterrahmenteil 42 . Alternativ kann der Schlitz 72 konstant breit sein, siehe das erste Leiterrahmenteil 41 .
Es ist möglich, dass der Schlitz 72 am ersten Leiterrahmenteil 41 bis in den Graben 7 reicht . Dabei durchdringt der Schlitz 72 den Graben 7 aber nur zum Teil in Richtung senkrecht zu einer Längsachse des Grabens , siehe die Figuren 1 und 4 .
In Figur 2 ist zu erkennen, dass das Gehäuse 2 zusätzlich zu der Leiterrahmeneinheit 4 auch noch einen Gehäusekörper 5 umfasst . Das Gehäuse 2 , das gemäß Figur 2 noch keinen Halbleiterchip umfasst , kann noch in einem Gehäuseverbund vorliegen, nicht gezeichnet , sodass die äußeren Seitenwände 55 erst bei einem Zerteilen des Gehäuseverbunds in die einzelnen Gehäuse 2 oder Halbleiterbauteile entstehen .
Der Gehäusekörper 5 bildet zwei Kavitäten 51 , 52 , wobei j edes der Leiterrahmenteile 41 , 42 sowie optional die weiteren Leiterrahmenteile 83 aufgrund der Kavitäten 51 , 52 stellenweise freigelegt sind, sodass die Innenseiten 43 zugänglich sind . Die Kavitäten 51 , 52 werden bevorzugt ringsum von einer Kavitätenwand 53 umlaufen . Es ist möglich, dass die Kavitätenwand 53 zwischen den Kavitäten 51 , 52 niedriger ist als an den äußeren Seitenwänden 55 .
Die Lötkontrollstellen 47 sind zum Beispiel j eweils vollständig von der zugeordneten Kavitätenwand 53 überdeckt . Es ist möglich, dass die Schlitze 72 nur zum Teil von der j eweiligen Kavitätenwand 53 bedeckt sind . Der Graben 7 , der von dem Gehäusekörper 5 vollständig oder im Wesentlichen vollständig ausgefüllt sein kann, befindet sich an der Kavitätenwand 53 . Zum Beispiel liegen ein innerer Rand der Kavitätenwand 53 an der Innenseite 43 und eine äußere Seitenwand des Grabens 7 , die sich näher an der zugeordneten Seitenwand 55 befindet , in einer gemeinsamen Ebene senkrecht zur Innenseite 43 . Dies gilt zum Beispiel mit einer Toleranz von höchstens 0 , 2 mm .
Durch diese Lage des Grabens 7 ist es möglich, dass das relativ große erste Leiterrahmenteil 41 einer Spannung nachgeben kann, das heißt , entlang des Grabens 7 einen geringfügigen Knick aufweisen kann . Hierdurch haftet der Randbereich 46 besser an der Kavitätenwand 53 als im Falle eines konstant dicken ersten Leiterrahmenteils 41 .
Diese Unterteilung des ersten Leiterrahmenteils 41 in den Randbereich 46 mit den optionalen Lötkontrollstellen 47 und in den Montagebereich 45 aufgrund des Grabens 7 ist insbesondere in Figur 3 zu erkennen : Der Gehäusekörper 5 erstreckt sich durchgehend zwischen den Randbereich 46 und den Montagebereich 45 . Die Darstellung in den Figuren 1 bis 5 ist maßstäblich. Es handelt sich zum Beispiel um ein 2720-Bauteil .
In Figur 6 ist ein Beispiel eines optoelektronischen Halbleiterbauteils 1 gezeigt, das das Gehäuse 2 der Figuren 2 und 3 umfasst. In den Kavitäten 51, 52 sind der optoelektronische Halbleiterchip 3 sowie der weitere Halbleiterchip 31, wie ein ESD-Schut zchip, angelötet. Eine elektrische Anbindung erfolgt über elektrische Verbindungsmittel 6, wie Bonddrähte.
Der Graben 7 weist eine Grabentiefe D auf, die zum Beispiel zwischen 40 % und 60 % einer Gesamtdicke T der Leiterrahmenteile 41, 42, 83 liegt. Um eine ausreichende Abnahme einer Biegesteifigkeit des ersten Leiterrahmenteils 41 im Bereich des Grabens 7 zu gewährleisten, weist der Graben 7 bevorzugt eine Breite B auf, sodass gilt: 0,8 T < B < 2 T oder 1,2 T < B < 1, 6 T. Dies kann genauso in allen anderen Beispielen gelten.
In Figur 6 ist als weitere Option gezeigt, dass die Kavitäten 51, 52 von einer Füllung 54 teilweise oder vollständig aufgefüllt sein können. Bei der Füllung 54 handelt es sich zum Beispiel um eine Silikonmasse, die zumindest eine Beimengung, wie Lichtstreupartikel, einen Leuchtstoff und/oder einen optischen Filterstoff, enthalten kann.
In Verbindung mit Figur 7 ist schematisch ein Herstellungsverfahren für die Gehäuse 2 illustriert. Die Gehäuse 2 sind dabei zum Beispiel aufgebaut, wie in Verbindung mit den Figuren 1 bis 5 beschrieben. Der von seinen zwei Hauptseiten her j eweils halbgeätzte Leiterrahmenverbund 40 mit einer Viel zahl der Leiterrahmeneinheiten 4 befindet sich an einem Träger 84 , zum Beispiel einer Folie für ein Folien-unterstüt ztes Spritzpressen, englisch Film-Assisted Molding oder kurz FAM . An dem Träger 84 wird der Gehäuseverbund 20 erzeugt . Benachbarte Einheiten werden nachfolgend entlang von Separationslinien 82 zerteilt , woraus die einzelnen Bauteile und die Seitenwände 55 resultieren . Bevorzugt werden die Halbleiterchips 3 , 31 , die elektrischen Verbindungsmittel 6 und die optionale Füllung 54 bereits vor dem Zerteilen platziert .
Ferner ist in Figur 7 veranschaulicht , dass nur die nicht von dem Gehäusekörper 5 bedeckten Gebiete der Außenseite 44 von einer Metallbeschichtung 81 , wie NiPdAu, bedeckt sind . Diese Metallbeschichtung 81 bedeckt auch alle freiliegenden Flächen der Taschen, die die Lötkontrollstellen 47 bilden . Eine solche Metallbeschichtung 81 lässt sich gestalten, indem die Metallbeschichtung 81 erst nach dem Erzeugen des Gehäusekörpers 5 angebracht wird .
In Figur 8 ist eine Abwandlung 94 der Leiterrahmeneinheit aus Figur 1 und in Figur 9 eine Abwandlung 92 des Gehäuses aus Figur 2 dargestellt , die keinen Graben an dem ersten Leiterrahmenteil 41 auf zeigen . Hierdurch ist in einem Gefahrenbereich X, siehe Figur 6 , ein erhöhtes Risiko gegeben, dass das erste Leiterrahmenteil 41 thermomechanische Spannungen insbesondere beim Löten nicht ausreichend ausgleichen kann und sich im Bereich der Kavitätenwand 53 vom Gehäusekörper 5 löst . Durch die Gräben 7 bei den hier beschriebenen Leiterrahmeneinheiten 4 wird das Risiko einer derartigen Delamination signi fikant herabgesetzt . In Figur 10 ist ein weiteres Beispiel der Leiterrahmeneinheit 4 illustriert . Das zugehörige Gehäuse 2 ist in Figur 11 zu sehen; die Schnittlinie zum Schnitt der Figur 11 ist in Figur 10 als Strich-Punkt-Linie eingetragen . Anders als bei der Bauform der Figuren 1 bis 5 ist der Graben 7 im Querschnitt gesehen halbrund und nicht eckig .
Als weitere Option ist es möglich, dass der Schlitz 72 im ersten Leiterrahmenteil 41 den Graben 7 an der Außenseite 44 vollständig durchdringt . Somit liegen an der Außenseite 44 zwei in Verlängerung zueinander verlaufende Teilgräben vor . Die Schlitze 72 beider Leiterrahmenteile 41 , 42 können somit , bis auf den Graben 7 , gleich geformt sein .
Diese Gestaltungen des Grabens 7 und des Schlitzes 72 sind entsprechend auch in allen anderen Beispielen möglich .
Die Darstellung in den Figuren 10 und 11 ist maßstäblich . Es handelt sich zum Beispiel um ein 2720-Bauteil .
Im Übrigen gelten die Aus führungen zu den Figuren 1 bis 7 in gleicher Weise für die Figuren 10 und 11 , und umgekehrt .
In Figur 12 ist ein weiteres Beispiel der Leiterrahmeneinheit 4 illustriert . Das zugehörige Gehäuse 2 ist in Figur 13 zu sehen; die Schnittlinie zum Schnitt der Figur 13 ist in Figur 12 als Strich-Punkt-Linie eingetragen .
Das erste Leiterrahmenteil 41 weist mehrere der Randbereiche 46 mit j e einer der Lötkontrollstellen 47 auf . Somit sind die Lötkontrollstellen 47 des ersten Leiterrahmenteils 41 an drei Seitenwänden des kubischen Gehäuses 2 vorhanden, an der vierten Seitenwand befindet sich die weitere Lötkontrollstelle 49 des zweiten Leiterrahmenteils 42 .
Somit sind in dem ersten Leiterrahmenteil 41 drei der Gräben 7 vorhanden . Das zweite Leiterrahmenteil 42 kann frei von einem Graben sein .
Optional , wie auch in allen anderen Beispielen, kann der Montagebereich 45 des ersten Leiterrahmenteils 41 mit Eckerweiterungen 85 versehen sein, um eine Stabilität des Gehäuses 2 zu erhöhen .
Die Darstellung in den Figuren 12 und 13 ist maßstäblich . Es handelt sich zum Beispiel um ein 2720-Bauteil .
Im Übrigen gelten die Aus führungen zu den Figuren 1 bis 11 in gleicher Weise für die Figuren 12 und 13 , und umgekehrt .
In Figur 14 ist die Abwandlung 94 gezeigt , die bis auf den fehlenden Graben dem Beispiel der Figur 12 entspricht .
In Figur 15 ist ein weiteres Beispiel der Leiterrahmeneinheit 4 illustriert . Das zugehörige Gehäuse 2 ist in Figur 16 zu sehen; die Schnittlinie zum Schnitt der Figur 16 ist in Figur 15 als Strich-Punkt-Linie eingetragen .
Der Montagebereich 45 ist länglich gestaltet und die Lötkontrollstellen 47 , 49 befinden sich an den kurzen Seiten der Leiterrahmeneinheit 4 . Das erste Leiterrahmenteil 41 verfügt wiederum über den Graben 7 .
In Figur 15 ist als Strichlinie eingezeichnet , dass auch das zweite Leiterrahmenteil 42 einen weiteren Graben 71 aufweisen kann, um die weitere Lötkontrollstelle 49 in einem Randbereich zu platzieren . Ein solcher weiterer Graben 71 , für den die Aus führungen zum Graben 7 entsprechend gelten, kann auch in allen anderen Beispielen vorhanden sein, insbesondere in den Bauformen der Figuren 1 , 10 , 12 , 18 und 19 .
Die Darstellung in den Figuren 15 und 16 ist maßstäblich . Es handelt sich zum Beispiel um ein 4014-Bauteil .
Im Übrigen gelten die Aus führungen zu den Figuren 1 bis 14 in gleicher Weise für die Figuren 15 und 16 , und umgekehrt .
In Figur 17 ist die Abwandlung 94 gezeigt , die bis auf den fehlenden Graben dem Beispiel der Figur 15 entspricht .
Die Bespiele der Figuren 18 und 19 basieren auf dem Beispiel der Figur 15 und es ist dargestellt , dass die Gräben 7 nicht zwingend durchgehend sein müssen .
So befindet sich im Graben 7 der Figur 18 ein zentraler Quersteg 73 , der sich in voller Dicke des ersten Leiterrahmenteils 41 durch den Graben 7 erstreckt . In Richtung parallel zur Längsachse des Grabens 7 ist der Quersteg 73 j edoch schmal , sodass durch den Quersteg 73 die Knickfähigkeit des ersten Leiterrahmenteils 41 nicht wesentlich herabgesetzt ist .
Der Graben 7 der Figur 19 ist demgegenüber mit zwei der Querstege 73 versehen . Die Querstege 73 befinden sich an Enden des Grabens 7 und verschließen den Graben 7 damit , sodass eine Tasche 74 resultiert . Aufgrund der beiden Querstege 73 kann die Tasche 74 frei von dem Gehäusekörper 5 bleiben .
Solche Querstege 73 , wie in den Figuren 18 und 19 illustriert , können auch in allen anderen Beispielen vorhanden sein . Sind weitere Gräben 71 am zweiten Leiterrahmenteil 42 vorhanden, so können solche Querstege 73 auch bei den weiteren Gräben 71 eingesetzt sein .
Die Darstellung in den Figuren 15 und 16 ist maßstäblich . Es handelt sich zum Beispiel um 4014-Bauteile .
Im Übrigen gelten die Aus führungen zu den Figuren 1 bis 16 in gleicher Weise für die Figuren 17 und 18 , und umgekehrt .
Die in den Figuren gezeigten Komponenten folgen bevorzugt in der angegebenen Reihenfolge aufeinander, insbesondere unmittelbar aufeinander, sofern nichts anderes beschrieben ist . Sich in den Figuren nicht berührende Komponenten weisen bevorzugt einen Abstand zueinander auf . Sofern Linien parallel zueinander gezeichnet sind, sind die zugeordneten Flächen bevorzugt ebenso parallel zueinander ausgerichtet . Außerdem sind die relativen Positionen der gezeichneten Komponenten zueinander in den Figuren korrekt wiedergegeben, falls nichts anderes angegeben ist .
Die hier beschriebene Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Aus führungsbeispiele beschränkt . Vielmehr umfasst die Erfindung j edes neue Merkmal sowie j ede Kombination von Merkmalen, was insbesondere j ede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet , auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht expli zit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist .
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2022 112 609.9, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Bezugs zeichenliste
1 optoelektronisches Halbleiterbauteil
2 Gehäuse
20 Gehäuseverbund
3 optoelektronischer Halbleiterchip
31 weiterer Halbleiterchip
4 Leiterrahmeneinheit
40 Leiterrahmenverbund
41 erstes Leiterrahmenteil
42 zweites , insbesondere kleineres Leiterrahmenteil
43 Innenseite
44 Außenseite
45 Montagebereich
46 Randbereich
47 Lötkontrollstelle
48 Stützsteg
49 weitere Lötkontrollstelle
5 Gehäusekörper
51 erste Kavität
52 zweite Kavität
53 Kavitätenwand
54 Füllung insbesondere der ersten Kavität
55 äußere Seitenwand
6 elektrisches Verbindungsmittel
7 Graben
71 weiterer Graben
72 Schlitz
73 Quersteg
74 Tasche
81 Metallbeschichtung
82 Separationslinie
83 weiteres Leiterrahmenteil 84 Träger
85 Eckerweiterung
92 Abwandlung eines Gehäuses
94 Abwandlung einer Leiterrahmeneinheit B Breite des Grabens
D Grabentiefe
T Gesamtdicke der Leiterrahmenteile
X Gefahrenbereich

Claims

Patentansprüche
1. Gehäuse (2) für einen optoelektronischen Halbleiterchip (3) mit
- einem ersten Leiterrahmenteil (41) und einem zweiten Leiterrahmenteil (42) ,
- einem Gehäusekörper (5) , der das erste und das zweite Leiterrahmenteil (41, 42) mechanisch miteinander verbindet, wobei
- das erste Leiterrahmenteil (41) einen Montagebereich (45) zum Anbringen des Halbleiterchips (3) und/oder zum Anbringen eines elektrischen Verbindungsmittels (6) sowie einen Randbereich (46) an einem seitlichen Rand des Gehäuses (2) aufweist,
- das erste Leiterrahmenteil (41) einen Graben (7) zwischen dem Montagebereich (45) und dem Randbereich (46) aufweist, und
- sich der Graben (7) an einer Außenseite (44) des ersten Leiterrahmenteils (41) befindet und die Außenseite (44) für eine Montage des Gehäuses (2) eingerichtet ist und sich der Montagebereich (45) und der Randbereich (46) bis an die Außenseite (44) erstrecken,
- der Gehäusekörper (5) eine erste Kavität (51) bildet und in der ersten Kavität (51) eine Innenseite (45) des ersten Leiterrahmenteils (41) , die für das Anbringen des Halbleiterchips (3) eingerichtet ist, frei von dem Gehäusekörper (5) ist,
- der Randbereich (46) von einer Kavitätenwand (53) der ersten Kavität (51) mindestens zum Teil überdeckt ist, in Draufsicht auf die Innenseite (45) gesehen, und
- in Draufsicht auf die Innenseite (45) gesehen alle Enden des Grabens (7) innerhalb der ersten Kavität (51) liegen.
2. Gehäuse (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem sich der Graben (7) durchgehend zwischen den Montagebereich (45) und den Randbereich (46) erstreckt.
3. Gehäuse (2) nach Anspruch 1, bei dem der Graben (7) von einem oder mehreren Querstegen
(73) unterbrochen ist und der mindestens eine Quersteg (73) genauso dick ist wie der Montagebereich (45) und der Randbereich (46) , wobei eine Breite des Querstegs (73) oder die Summe der Breiten aller Querstege (7) entlang des Grabens (7) höchstens 40 % einer Gesamtlänge des Grabens (7) inklusive des mindestens einen Querstegs (73) beträgt.
4. Gehäuse (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Graben (7) teilweise oder vollständig von dem Gehäusekörper (5) ausgefüllt ist.
5. Gehäuse (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Gehäusekörper (5) ferner eine zweite Kavität (52) bildet, sodass die Innenseite (45) des zweiten Leiterrahmenteils (42) freiliegt.
6. Gehäuse (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem sich in Draufsicht auf die Innenseite (45) gesehen der Graben (7) vollständig innerhalb der ersten Kavität (51) befindet .
7. Gehäuse (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem, in Draufsicht auf die Innenseite (45) gesehen und hin zum Randbereich (46) , der Graben (7) an die Kavitätenwand (53) der ersten Kavität (51) grenzt.
8. Gehäuse (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Randbereich (46) mindestens eine Lötkontrollstelle (47) umfasst, wobei die Lötkontrollstelle (47) von äußeren Seitenwänden
(55) des Gehäuses (2) her frei zugänglich ist.
9. Gehäuse (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei an das erste Leiterrahmenteil (41) zumindest im Bereich der Lötkontrollstelle (47) eine Metallbeschichtung (81) aufgebracht ist.
10. Gehäuse (2) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Randbereich (46) mehrere der Lötkontrollstellen
(47) umfasst, wobei die Lötkontrollstellen (47) in Richtung quer zum Graben (7) durch einen Schlitz (72) durch das erste Leiterrahmenteil (41) hindurch voneinander unterteilt sind.
11. Gehäuse (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem der Schlitz (72) den Graben (7) teilweise oder vollständig durchtrennt.
12. Gehäuse (2) nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, bei dem sich der Schlitz (72) in Richtung weg von den Lötkontrollstellen (47) und in Richtung hin zum Graben (7) stellenweise verbreitert.
13. Gehäuse (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Graben (7) im Querschnitt gesehen mindestens stellenweise halbrund oder viereckig ist.
14. Gehäuse (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine Grabentiefe (D) bei mindestens 35 % und bei höchstens 65 % einer Gesamtdicke (T) des ersten Leiterrahmenteils (41) liegt, wobei die Gesamtdicke (T) zwischen einschließlich 100 pm und 250 pm beträgt.
15. Gehäuse (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem eine Breite (B) des Grabens (7) mindestens 50 % und höchstens 200 % der Gesamtdicke (T) des ersten Leiterrahmenteils (41) beträgt.
16. Gehäuse (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das erste Leiterrahmenteil (41) größer ist als das zweite Leiterrahmenteil (42) , wobei das zweite Leiterrahmenteil (42) einen Montagebereich (45) sowie eine weitere Lötkontrollstelle (49) umfasst.
17. Gehäuse (2) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem das zweite Leitrahmenteil (42) zwischen der weiteren Lötkontrollstelle (49) und dem Montagebereich (45) gleichbleibend dick ist.
18. Gehäuse (2) nach Anspruch 16, bei dem sich zwischen der weiteren Lötkontrollstelle (49) und dem Montagebereich (45) des zweiten Leiterrahmenteils (42) ein weiterer Graben (71) befindet.
19. Gehäuse (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend mehrere der Randbereiche (46) , die jeweils durch einen Graben (7) von dem Montagebereich (45) des ersten Leiterrahmenteils (41) getrennt sind.
20. Leiterrahmeneinheit (4) für ein Gehäuse (2) für einen optoelektronischen Halbleiterchip (3) umfassend ein erstes Leiterrahmenteil (41) und ein zweites Leiterrahmenteil (41) , wobei - das erste Leiterrahmenteil (41) einen Montagebereich (45) zum Anbringen des Halbleiterchips (3) und/oder zum Anbringen eines elektrischen Verbindungsmittels (6) sowie einen Randbereich (46) an einem seitlichen Rand der Leiterrahmeneinheit (4) aufweist, - das erste Leiterrahmenteil (41) einen Graben (7) zwischen dem Montagebereich (45) und dem Randbereich (46) aufweist, und
- sich der Graben (7) an einer Außenseite (44) des ersten Leiterrahmenteils (41) befindet und die Außenseite (44) für eine flächige Lötmontage des Montagebereichs (45) und des
Randbereichs (46) eingerichtet ist.
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