WO2014037263A1 - Gehäuse für ein optisches bauelement, baugruppe, verfahren zum herstellen eines gehäuses und verfahren zum herstellen einer baugruppe - Google Patents

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Matthias KNÖRR
Klaus Müller
Thomas Schwarz
Frank Singer
Michael Zitzlsperger
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    • Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49121—Beam lead frame or beam lead device

Definitions

  • the invention relates to a housing for an optical compo ⁇ ment, which has a lead frame section and a molding material.
  • the lead frame portion is formed of an electrically conductive material.
  • the lead frame portion has a first side and a second side facing away from the first side.
  • the leadframe section has at least one first receiving region for receiving the optical component and / or at least one contact region for electrically contacting the optical component.
  • the lead frame portion is embedded in the molding material ⁇ .
  • the molding material has at least one receiving recess, in which the first receiving area and / or the contact area are exposed.
  • the invention relates to an assembly, a method for producing an optical component housing and a method for producing an assembly.
  • Known housings for optical components for example for active and / or electronic optical devices, for example ⁇ game QFN (Quad Flat No leads) package, have, as Ba ⁇ sismaterial for example, lead frame portions.
  • the QFN packages are also referred to as QFN packages and / or Micro Lead Frame (MLF) and are known in the electronics as integrated circuit chip package (IC).
  • the QFN "designation in this description includes various sizes of IC packages, all of which are soldered as devisflä ⁇ chenmontêtêt components on printed circuit boards Kings ⁇ nen.
  • QFN is also used to represent the following designations: MLPQ (Micro Leadframe Package Quad), MLPM (Micro Leadframe Package Micro ⁇ ro), MLPD (Micro Leadframe Package Dual), DRMLF (Dual Row Micro Leadframe Package) DFN (Dual Fiat No-lead Package),
  • TDFN Thin Dual Fiat No-lead Package
  • UDFN Ultra Thin Dual Fiat No-lead Package
  • XDFN Extreme Thin Dual Fiat No-lead Package
  • QFN-TEP Quad Fiat No Lead Package with Top Exposed Ped
  • TQFN Thin Quad Fiat No-lead Package
  • VQFN Very Thin Quad Fiat No Leads Package
  • the electrical connections (pins) do not project laterally beyond the dimen ⁇ measurements of the plastic casing, but are integrated in the form of non-plated copper terminals flat in the bottom of the housing. This allows the space required on the printed circuit board can be reduced and a higher packing density ⁇ be achieved.
  • the ladder frame sections are made of ladder frames.
  • the lead frames have, for example, an electrically conductive material or are formed therefrom.
  • the elekt ⁇ driven conductive material for example, a metal, wherein ⁇ game as copper, for example, CuW or CuMo, Kupferle ⁇ alloys, brass, nickel and / or iron, such as Fe-Ni, and / or is formed therefrom.
  • the lead frame portions are used for example for mechanical ⁇ rule fixing and / or for the electrical contacting of optical components, such as active or passive optical shear components.
  • the leadframe sections have, for example, receiving areas for receiving the optical components and / or contact areas for electrically contacting the optical components.
  • the optical components can be, for example active optical components, such as chips, for example semiconductor chips, and / or electromagnetic radiation emitting Bauelemen ⁇ te, or passive optical components such as lenses, mirrors, apertures or the like.
  • the lead frames are embedded in a molding material, for example in a Mold-process, for example an injection molding or transfer molding process ⁇ .
  • the molding material may be formed as KunststoffStuffummantelung.
  • the structure of molding material and the embedded lead frame can also be referred to as a housing composite.
  • the fact that the lead frames or the lead frame sections are embedded in the molding material means, for example, that the lead frames or the lead frame sections are at least partially surrounded by the molding material.
  • Parts of the leadframe may remain free of molding material, for example on an underside of the leadframe the electrical connections for contacting the housing, in particular the leadframe sections of the housing, and / or on an upper side of the leadframe the receiving recesses in which the receiving areas and / or contact areas freely ⁇ are laid.
  • the optical components can be arranged.
  • the optical components arranged in the receiving recesses can be embedded in a potting material.
  • the electrical contacts of the housing are formed on a side opposite the receiving recesses side of the leadframe sections, so that the finished housing can be placed on a circuit board. About the resulting physical Contact between the housing and the printed circuit board can then also be made the electrical contact to the leadframe section and / or the optical component arranged thereon.
  • the lead frame When embedding the lead frame can penetrate into areas that are intended to remain free of mold material, for example ⁇ the receiving area and / or the contact area molding material, for example, due to a capillary action between the lead frame and the corresponding
  • a spacing is maintained between two optical components arranged in a housing such that a connector for connecting the optical components to the corresponding Porterrahmenab ⁇ cut during the manufacturing process in the free space, which is formed by the distance penetrate can be done without mutual interference of the optical components and / or influencing their positioning and orientation.
  • a connector for connecting the optical components to the corresponding Porterrahmenab ⁇ cut during the manufacturing process in the free space, which is formed by the distance penetrate can be done without mutual interference of the optical components and / or influencing their positioning and orientation.
  • the optical components have electronic components, an undesired conductive connection between the electronic components and / or a short circuit can arise via the superfluous connector.
  • solder as a connector
  • solder-squeeze-out the emergence of solder from the region between the optical device and the lead frame portion is also known under the Beg ⁇ riff "Solder-squeeze-out".
  • the optical component may occur during the manufacturing process that, although the optical components are initially placed precisely on the receiving area and the corresponding connector, the optical component is in a plane parallel to the leadframe section during the liquefaction of the connector and / or during curing of the connector relative to the corresponding lead frame portion and / or rotate relative to each other. For example, this may occur when using solder paste as a connector.
  • a housing for an optical component and / or an assembly is outdoorsge ⁇ provides that are simple and / or accurate to produce
  • optical components and / or in which one, two or more optical components can be arranged easily and / or precisely.
  • an optical device package is provided.
  • the housing has a leadframe section and a molding material.
  • the Lei ⁇ terrahmenabêt is formed of an electrically conductive material and has a first side and a second side facing away from the first side.
  • the leadframe section On the first side of the leadframe section, the leadframe section has at least one first receiving region for receiving the optical component and / or at least one contact region for contacting the optical component.
  • the lead frame portion On the first Th page of the leadframe portion is at least one trench formed in the lead frame ⁇ section next to the receiving area and / or next to the contact area.
  • the lead frame section is embedded in the molding material and has at least one receiving recess.
  • the first Consbe ⁇ rich and / or the contact region, and the trench are arranged in the receiving recess.
  • the trench is also referred to as a trench and can be designed as such.
  • the trench may help prevent mold material from entering the contact area or receiving area during embedding of the leadframe section.
  • the trench can serve as a barrier to the molding material, for example.
  • molding material can be located, the beispielswei ⁇ se has flowed into the ditch during the manufacturing process.
  • the trench can serve as a reservoir and / or stop edge for the molding material. At a nachfol ⁇ constricting process for the removal of mold material from the receiving area and / or the contact area can be dispensed with.
  • the trench can serve to receive during the manufacturing ⁇ process via the liquid connector, which is arranged for example between an electronic device and the receiving portion to secure the optical component in the receiving area, and the stand in the liquid supply pressed on the receiving area out becomes.
  • connectors may be located in the trench, which for example has flowed into the trench during the production process.
  • the trench can serve as a reservoir for redundant connectors.
  • redundant connector in the trench may allow two or more optical components to be placed closer together than without trenching.
  • the trench may for example contribute to one, two or more of the optical components precisely align on the Lei ⁇ terrahmenabites.
  • the fine trench can serve as an alignment mark for receiving and / or contacting the optical component.
  • the trench can be formed, for example, between the molding material and the first receiving area and / or between the molding material and the contact area and / or between two receiving areas.
  • the housing is designed, for example, as a QFN housing.
  • the housing has no outward ⁇ SEN leading wires, for example, protrude laterally from the housing and which would have to be bent to a circuit board while disposing of the housing, for example downward.
  • the QFN package has electrical terminals on its underside formed by, for example, the leadframe portion, and by the mechanical and electrical coupling of the QFN package and by the leadframe portion as the QFN package is mounted on the PCB an electrical and / or thermal coupling of the arrange ⁇ th optical component is carried out with the circuit board.
  • Fer ⁇ ner can help the physical contact of the housing to the circuit ⁇ plate and the associated thermal coupling of Ge ⁇ koruses to the circuit board at a very good behavior in thermal cycling, as the material of the circuit board section particularly well to theterieausdeh ⁇ expansion coefficient of the circuit board and / or a heat sink can be adjusted.
  • the printed circuit board can be, for example, a FR1, FR2, FR3, FR4, FR5, CEM1, CEM2, CEM3, CEM4 or CEM5 printed circuit board, for example a through-contacted FR-4 printed circuit board.
  • the optical components can be, for example active optical ⁇ specific components, such as chips, for example semiconductor chips, and / or electromagnetic radiation emit ⁇ animal constructional elements, or passive optical components such as lenses, mirrors, apertures or the like.
  • the trench (eg, the trench) has a depth that is less than half the thickness of the leadframe portion or less than one-third the thickness of the leadframe portion.
  • the fine trench may, for example, have a width that is smaller than a thickness of the leadframe portion.
  • the fine trench is not a recess and / or structure that may be formed, for example, by a full etch or a half etch of the lead frame having the lead frame portion, but a shallower recess or structure. Such full etchings or half etchings are known in order to produce the structures of the individual leadframe sections and thus the leadframe from a leadframe blank.
  • the trench is disposed at least partially around the first receiving area and / or the contact area.
  • the trench limits the first receiving area and / or the contact area on the first side of the leadframe section.
  • the contact area may be defined by a surrounding trench. This can help to effectively overflow during the manufacturing process. pick up the connector and / or precisely align the optical component to be arranged in the corresponding receiving area with respect to the leadframe section and / or the receiving area and / or of another optical component.
  • At least one second receiving area is provided on the leadframe portion and the trench borders the first receiving area from the second receiving area. This can contribute, for example, to arranging the two optical components, which are to be arranged on the first and the second receiving area, close to each other in a simple manner and / or to align them precisely with one another and / or with the leadframe section.
  • the trench is at least partially filled with a filling material.
  • the filling material is, for example, designed such that it is not wetted by the connector used in the liquid or viscous state. For example, this can help to precisely align the optical components.
  • wetting is a behavior of liquids upon contact with the surface of solids. Wettability is the associated property.
  • the material of which the surface consists of and how de ⁇ ren texture is, for example, with respect to the roughness values down ness, the liquid wets the surface more or Weni ⁇ ger strong.
  • the wettability depends on the ratios of the surface tensions involved, which are related, for example, via the Young's equation with the contact angle and thus make it a measure of the wettability. The larger the contact angle, the lower the wettability. In particular, the surface tensions between the connector and the receiving area, the filling material and / or the optical component of a role.
  • an assembly in various embodiments, includes a housing, ⁇ example as the above explained case. Furthermore, the assembly has at least one first optical component, which is arranged in the first receiving region of the housing and / or is electronically contacted in the contact region of the housing.
  • the optical component is, for example, an active optical device, such as a chip in ⁇ game as a semiconductor chip, and / or an electromagnetic radiation emitting device, such as an LED or an OLED, or a passive optical component, for example a lens, a mirror or a Cover.
  • an active optical device such as a chip in ⁇ game as a semiconductor chip
  • an electromagnetic radiation emitting device such as an LED or an OLED
  • a passive optical component for example a lens, a mirror or a Cover.
  • the optical device can easily be particularly precisely arranged on the housing and / or in the housing ⁇ and / or positioned and / or contacted.
  • two or more of the optical components can be arranged with the help of the gravel particularly close to each other and thus very compact
  • the first optical component at least partially overlaps the fine trench.
  • the optical component may cover a part of the trench, for example, in a top view of the lead frame portion. If the trench surrounds the first receiving area, then the optical component can cover a larger area than the receiving area, wherein the optical component can overlap the receiving area, for example, at one, two, three or all sides. This can help to arrange the optical component precisely on the Porterrah ⁇ menab mustard and the receiving area and / or off prepare. For example, an outer edge of the Feingra ⁇ bens enclose a larger area than that of the underside of the optical component.
  • the connector can not penetrate into the trench or penetrate its filling material because it does not wet it. Due to surface tension between the connector and the underside of the optical component, the filler, the receiving area and the air then an automatic ⁇ specific centering and / or alignment of the optical component to the receiving area takes place. In other words, a precise and / or automatic positioning and orientation of the optical component can thus be carried out with the aid of the trench. Furthermore, when embedding the leadframe portion, the trench can prevent liquid molding material from penetrating into the receiving area and / or the contact area, whereby the arrangement and / or the contacting of the optical component are simple and / or precise.
  • a method of manufacturing a housing for an optical component will be ⁇ riding provided.
  • the lead made of an electrically ⁇ the material is formed and having a first side and an opposite second side of the first side.
  • the lead frame portion includes a receiving portion for receiving ⁇ of the optical component and / or a contact area for contacting the optical component.
  • a trench is formed on the first side adjacent to the receiving area and / or next to the contact area. The lead frame section is embedded in the molding material such that the first receiving area and / or the contact area and the trench are exposed in the receiving recess.
  • the trench is formed such that a depth of the trench is less than half the thickness of the lead frame portion or less than one-third the thickness of the lead frame portion.
  • the trench is formed for example so that a width of the trench is smaller than the thickness of autismrahmenab ⁇ section.
  • the trench is formed at least partially around the first receiving area and / or the contact area.
  • the trench is limited by the Gra ⁇ ben the first receiving area and / or the contact area on the first side of the leadframe and / or defi ned ⁇ .
  • the leadframe portion on the first side has at least one second receiving area for receiving a further optical component, and the first receiving area is delimited from the second receiving area by means of the trench.
  • the trench is at least partially filled with filling material, for example with the previously discussed filling material.
  • a method of manufacturing an assembly is provided.
  • a housing for an optical component is first be ⁇ riding made, for example according to the previously issued ⁇ th process.
  • At least one optical component for example, the above-explained optical Bauele ⁇ element is arranged on the connector in the first receiving area and / or an electrical connection of the optical component is brought into contact with the connector in the contact area.
  • the connector is melted and / or cured, whereby the optical component is mounted in the first Recordin ⁇ me Siemens and / or the electrical connection of the optical component is contacted with the contact portion electrically.
  • the electrical connection of the optical component can, for example, comprise a wire, for example a bonding wire.
  • the trench is formed around the first receiving area around and filled with the Guma- material and the optical component overlaps the Gra ⁇ ben. Upon melting of the connector the optical Bauele ⁇ ment is automatically aligned relative to the receiving area.
  • the trench is formed around the second receiving area and filled with the filling material.
  • the connector is placed on the second receiving area.
  • Another optical device is placed on the connector in the second receiving area and overlaps the trench.
  • the two optical components on the connector in the first and second receiving areas are automatically aligned relative to the respective receiving areas and over the leadframe portion relative to each other.
  • FIG. 11 is a sectional view of the assembly of FIG. 10 during the manufacturing process
  • Figure 12 is a sectional view of the assembly according to Figures 10 and 11 during the manufacturing process
  • Figure 13 is a sectional view of an embodiment of an assembly
  • Figure 14 is a sectional view of an embodiment of an assembly
  • Figure 15 is a flowchart of an embodiment of a
  • Embodiments may be positioned in a number of different orientations, the directional terminology is illustrative and is in no way limiting. It is understood that other embodiments may be used and structural or logical changes may be made without departing from the scope of the present invention. It should be understood that the features of the various embodiments described herein may be combined with each other unless specifically stated otherwise. The following detailed Be ⁇ scription is therefore not to be construed in a limiting sense, and the scope of the present invention is defined by the appended claims.
  • the terms "connected,””connected” and “coupled” used for loading write ⁇ both a direct and an indirect connection, a direct or indirect connection and a direct or indirect coupling.
  • identical or similar elements with identical reference sign ⁇ be provided whenever appropriate.
  • An optical components for example, an active optical components such as a chip, Example ⁇ as a semiconductor chip, and / or an electromagnetic radiation emitting device, or a passive optical ⁇ ULTRASONIC component, for example a lens, a mirror, egg ⁇ ne screens or the like.
  • An electromagnetic radiation-emitting device may in various embodiments be a electromagnetic radiation-emitting semiconductor component and / or emitting the electromagnetic radiation-emitting diode, as an organic electromagnetic radiation emit ⁇ animal diode, as a electromagnetic radiation emittie ⁇ render transistor or electromagnetic as an organic Be formed radiation-emitting transistor.
  • the radiation may, for example, be light in the visible range, UV light and / or infrared light.
  • the electromagnetic radiation emitting device may be formed, for example, as a light emitting diode (LED) as an organic light emitting diode (OLED), as a light emitting transistor or as an organic light emitting transistor.
  • the light-emitting component can be part of an integrated circuit in various exemplary embodiments. Furthermore, a plurality of light emit- be provided components, for example housed in a common housing.
  • a connector may be a material for materially connecting two bodies, for example an optical component with a carrier, for example a leadframe section.
  • the Verbin ⁇ which can for example be a material that is hard at room temperature ⁇ and is used to connect the body first liquefied and then hardened again. It can the
  • the connector may, for example, be liquefied in a convection oven or reflow oven.
  • the connector may be, for example, a material which is liquid or at least viscous at room temperature at ⁇ game as an adhesive, an adhesive paste or a Lotpas ⁇ te, for example, a copper paste.
  • the adhesive which Kle ⁇ bepaste or the solder paste, for example, in an oven, such as a reflow furnace or a steam oven to be cured.
  • the connector may, for example, a plastic, for example a synthetic resin and / or a ⁇ Me tall, for example, a solder having.
  • the solder can play, have an alloy with ⁇ .
  • the solder may, for example, lead, tin, zinc, copper, silver, aluminum, silicon and / or glass and / or organic or inorganic additives.
  • Fig.l and Fig. 2 show elements of a conventional module.
  • 1 shows a plan view of the elements of the forth ⁇ conventional assembly 8 and Figure 2 shows a Thomasdarstel ⁇ development of the conventional assembly shown in Figure 1 8.
  • the conventional assembly 8 has two optical components 14 and a housing 10 in which the optical Components 14 , n
  • the housing 10 includes, among other things, a lead frame portion 12.
  • the lead frame portion 12 has a receiving area on each of the optical components 14 on a first side of the lead frame portion 12.
  • the two optical components 14 are secured in the receiving areas by means of a connector 16.
  • the two optical components 14 are arranged at a first distance AI relative to one another such that the connector 16 can at least partially protrude below the optical components 14 during the manufacturing process in the liquid or viscous state, without the connectors 16 being mutually and / or in the two receiving regions. or affecting and / or touching the adjacent optical device 14.
  • the first distance AI may be, for example, a minimum distance to be maintained and / or, for example, between 0.1 mm and 10 mm. The minimum distance may contribute to the two optical components 14, for example to avoid unwanted electrical coupling between the two optical components 14 and / or a short circuit Zvi ⁇ rule.
  • Fig. 3 and Fig. 4 show elements of a conventional assembly 8, for example, can largely correspond to the previously he ⁇ läuterten elements of the conventional assembly 8.
  • Figure 3 shows a plan view of the elements of the conventional assembly 8
  • Figure 4 shows a sectional view of the assembly 8 according to Figure 3.
  • the two optical components 14 may for example be arranged on the leadframe ⁇ section 12, that their mutually facing side edges a first angle lock in.
  • the two optical components 14 may include the first angle, even if these are prior to their attachment ⁇ n
  • Fig. 5 shows a sectional view through an exemplary embodiment of an assembly 8, in which the leadframe section 12, the optical components 14 and / or the connector 16 can be formed substantially in accordance with the previously described elements of the conventional assembly 8, for example.
  • the lead frame portion 12 one, two or more, for example three receiving areas to take on ⁇ corresponding optical elements 14.
  • the opti ⁇ cal components 14 are arranged and / or fixed by means of the connector 16.
  • the leadframe portion 12 can have one, two or more Kon ⁇ clock domains (see Figure 14), through which the optical ⁇ rule components 14 are electrically contacted.
  • the connector 16 may, for example, a thin film solder layer aufwei ⁇ sen.
  • the assembly 8 for example, have a molding material 18 in which the lead frame section 12 can be embedded ⁇ .
  • the conductor frame portion 12 in the mold material 18, for example, can mean that the leadframe portion 12 at least partially ⁇ as surrounded by the molding material 18, that the head frame portion 12 may be free of molding material 18 in each region.
  • the lead frame section 12 may be in Figure 5 on its underside over a larger area free of mold material 18.
  • the lead frame portion 12 and / or the optical components 14 may For example, be electrically and / or thermally contacted via the bottom, for example, with a printed circuit board, not shown.
  • the leadframe portion 12 can have a receiving recess 19 at its upper side shown in Figure 5, which may be free of molding material 18 and in which the receiving areas and given ⁇ if the contact areas are exposed.
  • one, two or more trenches 20, for example two or more fine trenches 20, may be formed in the receiving recess 19.
  • trenches 20, for example fine trenches 20, may be formed between the receiving regions and the molding material 18 and / or between the individual receiving regions.
  • the fine grooves 20 may be formed, for example completely or partially around the Recordin ⁇ me Societye or the contact areas around.
  • the fine trenches 20 may have, for example, a depth and a width, which are explained in more detail below with reference to FIG.
  • the receiving portions may for example be at least teilwei ⁇ se filled with connector 16, the intermediate see, for example, in the manufacturing process at the liquefying of the connector 16 the receiving regions and the corresponding electronic elements 14 flows out and is received by the corresponding fine trenches 20th
  • the optical components 14 can for example be arranged closer to one another than without the fine trenches 20, for example closer than in the conventional assembly 8 shown in FIGS. 1 and 2.
  • the fine trenches 20 can thus be used, for example, to receive liquid connector 16.
  • the fine trenches 20, which are formed between the receiving areas and the molding material 18 and / or between the contact areas and the molding material 18, serve to receive liquid molding material 18 during the embedding of the conductor frame section, so that the receiving areas or Contact areas free of mold material ⁇ 18th
  • the fine trenches 20 may serve as a barrier to the liquid molding material 18 and / or as a reservoir for the liquid molding material 18. This can contribute to the fact that the optical components 14 can be easily and / or precisely arranged in the receiving areas and / or that the optical components 14 in the Maisbe ⁇ rich simple and / or precise electrical contact ierbar are.
  • Fig. 6 shows elements of an embodiment of a construction ⁇ group 8, for example, can largely correspond to the previous he ⁇ läuterten elements of the assemblies 8.
  • the elements of the assembly 8 can represent a combination of the previously explained elements of the assemblies 8.
  • the lead frame section 12 and the optical components 14 may be formed as shown in FIGS. 1 to 4, and the fine trench 20 may be formed according to the embodiment shown in FIG.
  • the fine trench 20 may extend around the two optical components 14.
  • the fine trench 20 may be formed so that it separates two receiving ⁇ areas on the first side of the leadframe portion 12 from each other.
  • the optical components 14 may, for example, overlap the receiving areas, and therefore in Figure 6, the outer edges of the receiving portions, the way of playing entspre ⁇ Chen, are shown only in phantom at ⁇ the inner edges of the fine trench 20th
  • the trench 20 shown in FIG. 6 may be in the form of a circumferential fine trench 20 or as a plurality of adjacent to the receiving areas and / or formed between the receiving areas Feingräben 20.
  • the two optical components 14 may be arranged with a second distance A2 to each other, which is smaller than the first distance AI, for example.
  • the second distance A2 may for example be only a few micrometers or even zero.
  • FIG. 7 shows a sectional view of the assembly 8 according to FIG. 6.
  • the fine trenches 20 shown in FIG. 7 may, for example, be configured correspondingly to the fine trenches 20 explained above and / or those explained below.
  • the fine trenches 20 may for example have a depth T, which may be, for example, smaller than half the thickness D2 of the leadframe portion 12.
  • the depth T may for example correspond to one third of the first thickness Dl or be smaller than the first thickness Dl.
  • a width of the fine trenches 20 may be equal to the depth T of the fine trenches 20 or approximately 1.5, 2 or 3 times the depth T of the fine trenches 20.
  • FIGS. 8 and 9 show elements of an exemplary embodiment of an assembly 8 which, for example, can largely correspond to the elements of the assemblies 8 explained above.
  • Figure 8 shows a plan view of the elements of the construction group ⁇ 8 and 9 shows a sectional view of the assembly 8 as shown in FIG. 8
  • a filler 22 may be arranged.
  • the filler material 22 may be configured so that it is not wetted by the connector 16. This has the effect that the liquid connector 16 does not flow into and / or onto the Feingra ⁇ Ben 20 or the filling material 22 during the manufacturing process, but remains in the receiving area ⁇ and the contact area.
  • the receiving area is precisely defined by the fine trench 20, then due to surface tensions between the connector 16 and the optical components 14, the printed circuit board section 12 and / or the surrounding air an auto ⁇ matic alignment and / or precise positioning and / or precise orientation the optical components 14 to the lead frame section 12 and / or the corresponding receiving region and / or each other.
  • the optical components 14 on the connector 16 are automatically aligned or centered on the respective receiving areas. This makes it possible to arrange the optical components 14 relatively inaccurately on the still fixed connector 16, for example, more imprecisely than in the case of the conventional assembly 8 shown in FIGS.
  • the optical components 14 relatively precise, for example, more precisely than in the conventional assembly 8 shown in Figures 3 and 4, are attached to the leadframe portion 12. This can be advantageous in ⁇ example, when using solder paste as a connector 16 and / or paste soldering.
  • Fig. 10, Fig. 11 and Fig. 12 show exemplary states of an embodiment of an assembly 8, in which the assembly 8 during a manufacturing process for Her ⁇ provide the assembly 8 can be located one after the other.
  • the various states show how the optical components 14 are arranged on the leadframe section 12 can be.
  • the assembly 8 can largely correspond to the previously described assemblies 8.
  • Figure 10 shows a state of the assembly 8, in which the fine grooves 20 of the leadframe portion 12 are filled with the Gumate ⁇ rial 22nd As filling material 22, a material is used which is not wetted by the connector 16. In the receiving areas of the connector 16 is arranged. For example, as a connector 16, a solder paste may be used, which may be applied to the lead frame section 12, for example, in a printing process or a dispensing process.
  • FIG. 11 shows a state of the assembly 8 according to FIG. 10, in which the optical components 14 are arranged on the leadframe section 12 and the connector 16.
  • the two op ⁇ tables components 14 are spaced apart a third distance A3.
  • the connector 16 may overlap a portion of the trench 20 and / or the fill material 22.
  • Figure 12 shows a state of the assembly 8 according to Figu ⁇ ren 10 and 11, in which the connector withdraws from the filler material 22 due to its material property.
  • This causes, on the one hand, that the two optical components 14 move toward each other in opposite directions 24, whereby the two optical components 14 have a fourth distance A4 between them, which is smaller than the third distance A3.
  • a relative alignment of the opti ⁇ cal components 14 to the lead frame section 12 and in particular the receiving areas and the Porterrahmenab ⁇ section 12 is also relative to each other.
  • a difference between the third distance A3 and the fourth distance A4 may, for example, be between 10 ⁇ m and 30 ⁇ m, for example between 15 ⁇ m and 25 ⁇ m, for example approximately 20 ⁇ m.
  • the assembly 13 shows an embodiment of the assembly 8, which can for example correspond largely to the previously discussed off ⁇ exemplary embodiments of the assembly 8.
  • the fine trenches 20 may be filled with the filling material 22, for example.
  • the optical components 14 may ⁇ example, be arranged very close to each other and / or pre ⁇ zie each other and / or aligned to the housing 10th Furthermore, further optical components 14 may be arranged in the housing 10 and / or surrounded by further fine trenches 20.
  • a connector 16 for example, a Lot ⁇ paste can be used, which can be applied, for example, in a pressure ⁇ or dispensing and / or subsequently cured in a reflow oven.
  • Fig. 14 shows an embodiment of the assembly 8, for example, largely the previously described exemplary embodiments of the assembly from ⁇ 8 may correspond.
  • the assembly 8 has, for example, a printed circuit board section 12 which has a receiving section and a contact section.
  • the receiving portion has, on the first side of the leadframe portion 12, the receiving area in which the optical component 14 is attached via the connector 16.
  • the contact section has a contact region 34, which may be formed, for example, according to the previously explained con ⁇ tact areas.
  • the optical component 14 may be electrically contacted to the contact region 34, for example, by means of a bonding wire 32.
  • the receiving region and / or the contact region 34 may be surrounded by fine trenches 20.
  • the receiving region and the molding material 18 and / or between the contact region 34 and the molding material 18 each have a fine trench 20 is formed.
  • 20 surface regions 30 of the Lei ⁇ terrahmenabitess 12 are formed between the molding material 18 and the ⁇ to adjacent fine trenches, which are covered with mold material 18 ⁇ (Flash).
  • mold material 18 ⁇ Flash
  • Feingräben 20 may be some molding material 18.
  • the mold material 18 can penetrate 20 during Einbet ⁇ least due to capillary forces in the surface portions 30 and the corresponding fine trenches.
  • the receiving portion and / or the contact area 34 free from the mold material 18 remain, since the fine ⁇ grooves 20 interrupt the capillary action and serve as a reservoir for the liquid molding material 18th In other words, the fine trenches 20 form stop edges for the molding material 18 (flash stop).
  • the method for manufacturing the assembly 8 also includes the method for producing the housing 10 for the assembly 8.
  • a lead frame is provided.
  • the leadframe may, for example, have a plurality of leadframe sections 12 which are connected to one another via the leadframe and / or which together form the leadframe.
  • the lead frame and / or the lead frame portions 12 can be formed for example of a lead frame blank using egg ⁇ nes or two etching processes.
  • a fine trenches are formed, for example, one or more of the fine trenches 20 12 in the head frame portion of the fine groove 20 may embodiment example ⁇ be formed in the same etching process as the conductor frame portions 12.
  • the fine trenches 20 12 in the head frame portion of the fine groove 20 may embodiment example ⁇ be formed in the same etching process as the conductor frame portions 12.
  • Steps S2 and S4 are executed simultaneously.
  • the fine trenches 20 can also be formed in their own etching process or by embossing, sawing
  • a fine grooves 20 for example, an etching stop mask and / or a photoresist may be used in the field of the fine trench 20 pm a slot with a width, for example, Zvi ⁇ rule 5 to 200 pm, for example, between 10 pm and 50 pm have.
  • the fine grooves 20 may be filled with the Grema ⁇ TERIAL 22nd
  • the filler material 22 has ⁇ example, the characteristic that it is only negligibly or not wetted by the connector 16th As filler 22, for example, the same material can be used as for the molding material 18th
  • the leadframe can be embedded in the molding material 18. If the molding material 18 is used as filling material 22, steps S6 and S8 can be carried out simultaneously. For example, Kings ⁇ NEN fine trenches 20 are filled with the molding material 18 during embedding of the lead frame.
  • the embedded conductor ⁇ frame forms a housing composite, which has a housing 10 to each lead frame section 12.
  • the optical components 14 can be arranged on the leadframe, in particular the leadframe sections 12.
  • the optical components 14 may be portions of the lead frame 12 are fixed at ⁇ play, by means of the connector sixteenth
  • the connector 16 may, for example, the lead frame portions 12 applied by means of sputtering, dispensing, printing and / or vapor deposition ⁇ the.
  • the optical components 14 can mit- Tels Dünn fürlötvon be placed on the lead frame sections 12.
  • the assemblies 8 and / or the housing 10 can be singulated.
  • the assemblies 8 and the housing can be separated by sawing or cutting the housing assembly.
  • step S10 may be performed before or after the step S12. If step S10 is performed after step S12, steps S2 to S12 may be referred to as a method of manufacturing the housing 10.
  • fine trenches next al ⁇ len areas can be formed with molding material 18, so that in principle the mold material can flow into the fine groove 20 and 18 can not flow over the fine groove 20 beyond.
  • differently designed receiving areas and / or a different number of receiving areas may vary ⁇ wells be separated from the molding material 18 by fine grooves 20 from each other or not.
  • contact regions can be separated from one another by means of fine trenches 20, from the receiving regions or from the molding material 18.
  • the embodiments shown can be combined with each other.
  • the embodiments shown can 14, and accordingly only ablaze ⁇ rich and / or have only one optical component more than three, for example four, five or more receiving areas and corresponding optical components fourteenth Further, also facing in the figures 5 to 13 one, two or more contact portions 34 according to Figure 14 on ⁇ .

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Abstract

In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Gehäuse (10) für ein optisches Bauelement (14) bereitgestellt. Das Gehäuse (10) weist einen Leiterrahmenabschnitt (12) und einen Formwerkstoff (18) auf. Der Leiterrahmenabschnitt (12) ist aus einem elektrisch leitenden Material gebildet und weist eine erste Seite und eine von der ersten Seite abgewandte zweite Seite auf. Der Leiterrahmenabschnitt (12) weist an der ersten Seite mindestens einen ersten Aufnahmebereich zum Aufnehmen des optischen Bauelements (14) und/oder mindestens ein Kontaktbereich (34) zum elektrischen Kontaktieren des optischen Bauelements (14) auf. Der Leiterrahmenabschnitt (12) weist mindestens einen Graben (20) auf, der in dem Leiterrahmenabschnitt (12) auf der ersten Seite neben dem Aufnahmebereich und/oder neben dem Kontaktbereich (34) ausgebildet ist. Der Leiterrahmenabschnitt (12) ist in den Formwerkstoff (18) eingebettet. Der Formwerkstoff (18) weist mindestens eine Aufnahmeausnehmung (19) auf, in der der erste Aufnahmebereich und/oder der Kontaktbereich (34) und der Graben (20) angeordnet sind.

Description

Beschreibung
Gehäuse für ein optisches Bauelement, Baugruppe, Verfahren zum Herstellen eines Gehäuses und Verfahren zum Herstellen einer Baugruppe
Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für ein optisches Bauele¬ ment, das einen Leiterrahmenabschnitt und einen Formwerkstoff aufweist. Der Leiterrahmenabschnitt ist aus einem elektrisch leitenden Material gebildet. Der Leiterrahmenabschnitt weist eine erste Seite und eine von der ersten Seite abgewandte zweite Seite auf. An der ersten Seite weist der Leiterrahmenabschnitt mindestens einen ersten Aufnahmebereich zum Aufnehmen des optischen Bauelements und/oder mindestens einen Kontaktbereich zum elektrischen Kontaktieren des optischen Bauelements auf. Der Leiterrahmenabschnitt ist in dem Formwerk¬ stoff eingebettet. Der Formwerkstoff weist mindestens eine Aufnahmeausnehmung auf, in der der erste Aufnahmebereich und/oder der Kontaktbereich freigelegt sind. Ferner betrifft die Erfindung eine Baugruppe, ein Verfahren zum Herstellen eines Gehäuses für ein optisches Bauelement und ein Verfahren zum Herstellen einer Baugruppe.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 10 2012 215 705.0, deren Offenbarungsge¬ halt hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird.
Bekannte Gehäuse für optische Bauelemente, beispielsweise für aktive und/oder elektronische optische Bauelemente, bei¬ spielsweise QFN (quad flat no leads) -Gehäuse, weisen als Ba¬ sismaterial beispielsweise Leiterrahmenabschnitte auf. Die QFN-Gehäuse werden auch als QFN-Packages und/oder als Micro Lead Frame (MLF) bezeichnet und sind in der Elektronik als Chipgehäusebauform für integrierte Schaltungen (IC) bekannt. Die Bezeichnung ,,QFN" umfasst in dieser Beschreibung unterschiedliche Größen von IC-Gehäusen, welche alle als oberflä¬ chenmontierte Bauteile auf Leiterplatten gelötet werden kön¬ nen .
In dieser Beschreibung wird die Bezeichnung „QFN" auch stellvertretend für folgende Bezeichnungen verwendet: MLPQ (Micro Leadframe Package Quad) , MLPM (Micro Leadframe Package Mic¬ ro) , MLPD (Micro Leadframe Package Dual), DRMLF (Dual Row Micro Leadframe Package) , DFN (Dual Fiat No-lead Package) ,
TDFN (Thin Dual Fiat No-lead Package) , UTDFN (Ultra Thin Dual Fiat No-lead Package) , XDFN (extreme thin Dual Fiat No-lead Package) , QFN-TEP (Quad Fiat No-lead package with Top Exposed Päd), TQFN (Thin Quad Fiat No-lead Package), VQFN (Very Thin Quad Fiat No Leads Package) . Als wesentliches Merkmal und im Gegensatz zu den ähnlichen Quad Fiat Package (QFP) ragen die elektrischen Anschlüsse (Pins) nicht seitlich über die Abmes¬ sungen der KunstStoffummantelung hinaus, sondern sind in Form von nicht verzinnten Kupferanschlüssen plan in die Unterseite des Gehäuses integriert. Dadurch kann der benötigte Platz auf der Leiterplatte reduziert werden und eine höhere Packungs¬ dichte erreicht werden.
Die Leiterrahmenabschnitte werden aus Leiterrahmen verein- zeit. Die Leiterrahmen weisen beispielsweise ein elektrisch leitendes Material auf oder sind daraus gebildet. Das elekt¬ risch leitende Material weist beispielsweise ein Metall, bei¬ spielsweise Kupfer, beispielsweise CuW oder CuMo, Kupferle¬ gierungen, Messing, Nickel und/oder Eisen, beispielsweise Fe- Ni, auf und/oder ist daraus gebildet.
Die Leiterrahmenabschnitte dienen beispielsweise zum mechani¬ schen Befestigen und/oder zum elektrischen Kontaktieren optischer Bauelemente, beispielsweise aktiver oder passiver opti- scher Bauelemente. Dazu weisen die Leiterrahmenabschnitte beispielsweise Aufnahmebereiche zum Aufnehmen der optischen Bauelemente und/oder Kontaktbereiche zum elektrischen Kontaktieren der optischen Bauelemente auf. Die optischen Bauelemente können beispielsweise aktive optische Bauelemente, wie beispielsweise Chips, beispielsweise Halbleiter-Chips, und/oder elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelemen¬ te, oder passive optische Bauelemente, beispielsweise Linsen, Spiegel, Blenden oder ähnliches sein.
Beim Herstellen der Gehäuse werden die Leiterrahmen in einen Formwerkstoff eingebettet, beispielsweise in einem Mold- Verfahren, beispielsweise einem Spritzguss- oder Spritzpress¬ verfahren. Der Formwerkstoff kann als KunstStoffummantelung ausgebildet sein. Das Gebilde aus Formwerkstoff und dem darin eingebetteten Leiterrahmen kann auch als Gehäuseverbund bezeichnet werden. Dass die Leiterrahmen bzw. die Leiterrahmenabschnitte in den Formwerkstoff eingebettet werden, bedeutet beispielsweise, dass die Leiterrahmen bzw. die Leiterrahmenabschnitte zumindest teilweise von dem Formwerkstoff umgeben werden. Teile der Leiterrahmen können frei von Formwerkstoff bleiben, beispielsweise an einer Unterseite der Leiterrahmen die elektrischen Anschlüsse zum Kontaktieren der Gehäuse, insbesondere der Leiterrahmenabschnitte der Gehäuse, und/oder an einer Oberseite der Leiterrahmen die Aufnahmeausnehmungen, in denen die Aufnahmebereiche und/oder Kontaktbereiche frei¬ gelegt sind. In den Aufnahmeausnehmungen können die optischen Bauelemente angeordnet werden. Ferner können die in den Auf- nahmeausnehmungen angeordneten optischen Bauelemente in ein Vergussmaterial eingebettet werden. Die elektrischen Kontakte der Gehäuse sind an einer den Aufnahmeausnehmungen gegenüberliegenden Seite der Leiterrahmenabschnitte ausgebildet, so dass die fertigen Gehäuse auf eine Leiterplatte aufgesetzt werden können. Über den dadurch entstehenden körperlichen Kontakt zwischen dem Gehäuse und der Leiterplatte kann dann auch der elektrische Kontakt zu dem Leiterrahmenabschnitt und/oder dem darauf angeordneten optischen Bauelement hergestellt werden.
Beim Einbetten der Leiterrahmen kann in Bereiche, die bestimmungsgemäß frei von Formwerkstoff bleiben sollen, beispiels¬ weise der Aufnahmebereich und/oder der Kontaktbereich Formwerkstoff vordringen, beispielsweise aufgrund einer Kapillar- Wirkung zwischen dem Leiterrahmen und dem entsprechenden
Formwerkzeug. Diese ungewünschte Vordringen von Formwerkstoff wird auch als „Flash" oder „EMC-Flash" (EMC = Electronic Mold Compound) bezeichnet. Der ungewünscht vorgedrungene Formwerk¬ stoff muss nachfolgend ganz oder zumindest teilweise entfernt werden.
Bei bekannten Baugruppen wird beispielsweise zwischen zwei in einem Gehäuse angeordneten optischen Bauelementen ein Abstand derart vorgehalten, dass ein Verbinder zum Verbinden der op- tischen Bauelemente mit dem entsprechenden Leiterrahmenab¬ schnitt während des Herstellungsprozesses in den freien Raum, der durch den Abstand gebildet ist, vordringen kann, ohne dass eine gegenseitige Beeinflussung der optischen Bauelemente und/oder eine Beeinflussung deren Positionierung und Ori- entierung erfolgt. Beispielsweise kann, falls die optischen Bauelemente elektronische Bauelemente aufweisen, über den überflüssigen Verbinder eine ungewollte leitende Verbindung zwischen den elektronischen Bauelementen und/oder ein Kurz- schluss entstehen. Im Falle von Lot als Verbinder ist das Hervortreten von Lot aus dem Bereich zwischen dem optischen Bauelement und dem Leiterrahmenabschnitt auch unter dem Beg¬ riff „Solder-Squeeze-Out" bekannt. c
5
Ferner kann es bei dem Herstellungsprozess vorkommen, dass die optischen Bauelemente zwar zunächst präzise auf den dafür vorgesehenen Aufnahmebereich und den entsprechende Verbinder aufgesetzt werden, die optische Bauelement sich jedoch beim Verflüssigen des Verbinders und/oder beim Aushärten des Verbinders in einer Ebene parallel zu dem Leiterrahmenabschnitt relativ zu dem entsprechenden Leiterrahmenabschnitt und/oder relativ zueinander verdrehen. Beispielsweise kann dies bei der Verwendung von Lotpaste als Verbinder auftreten.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen werden ein Gehäuse für ein optisches Bauelement und/oder eine Baugruppe bereitge¬ stellt, die einfach und/oder präzise herstellbar sind
und/oder in denen ein, zwei oder mehr optische Bauelemente einfach und/oder präzise anordbar sind.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen werden ein Verfahren zum Herstellen eines Gehäuses für ein optisches Bauelement und/oder ein Verfahren zum Herstellen einer Baugruppe bereit- gestellt, die auf einfach Weise ermöglichen, das Gehäuse bzw. die Baugruppe präzise herzustellen und/oder in dem Gehäuse bzw. in der Baugruppe präzise ein, zwei oder mehr optische Bauelemente anzuordnen. In verschiedenen Ausführungsformen wird ein Gehäuse für ein optisches Bauelement bereitgestellt. Das Gehäuse weist einen Leiterrahmenabschnitt und einen Formwerkstoff auf. Der Lei¬ terrahmenabschnitt ist aus einem elektrisch leitenden Material gebildet und weist eine erste Seite und eine von der ers- ten Seite abgewandte zweite Seite auf. An der ersten Seite des Leiterrahmenabschnitts weist der Leiterrahmenabschnitt mindestens einen ersten Aufnahmebereich zum Aufnehmen des optischen Bauelements und/oder mindestens einen Kontaktbereich zum Kontaktieren des optischen Bauelements auf. Auf der ers- ten Seite des Leiterrahmenabschnitts ist in dem Leiterrahmen¬ abschnitt neben dem Aufnahmebereich und/oder neben dem Kontaktbereich mindestens ein Graben ausgebildet. Der Leiterrahmenabschnitt ist in den Formwerkstoff eingebettet und weist mindestens eine Aufnahmeausnehmung auf. Der erste Aufnahmebe¬ reich und/oder der Kontaktbereich und der Graben sind in der Aufnahmeausnehmung angeordnet.
Im Folgenden wird der Graben auch als Feingraben bezeichnet und kann als ein solcher ausgebildet sein.
Der Graben kann beispielsweise dazu beitragen, dass während des Einbettens des Leiterrahmenabschnitts kein Formwerkstoff in den Kontaktbereich oder den Aufnahmebereich vordringt. In diesem Zusammenhang kann der Graben beispielsweise als Barriere gegenüber dem Formwerkstoff dienen. In dem Graben kann sich beispielsweise Formwerkstoff befinden, der beispielswei¬ se während des Herstellungsprozesses in den Graben geflossen ist. Beispielsweise kann der Graben als Reservoir und/oder Stoppkante für den Formwerkstoff dienen. Auf einen nachfol¬ genden Prozess zum Entfernen von Formwerkstoff von dem Aufnahmebereich und/oder dem Kontaktbereich kann verzichtet werden . Ferner kann der Graben dazu dienen, während des HerStellungs¬ prozesses überflüssigen Verbinder aufzunehmen, der beispielsweise zwischen einem elektronischen Bauelement und dem Aufnahmebereich angeordnet wird, um das optische Bauelement in dem Aufnahmebereich zu befestigen, und der in flüssigem Zu- stand über den Aufnahmebereich hinaus gepresst wird. In dem Graben kann sich beispielsweise Verbinder befinden, der beispielsweise während des Herstellungsprozesses in den Graben geflossen ist. In anderen Worten kann der Graben als Reservoir für überflüssigen Verbinder dienen. Das Aufnehmen von überflüssigem Verbinder in dem Feingraben kann beispielsweise ermöglichen, zwei oder mehr optische Bauelemente näher aneinander anzuordnen als ohne Feingraben.
Ferner kann der Graben beispielsweise dazu beitragen, ein, zwei oder mehr der optischen Bauelemente präzise auf dem Lei¬ terrahmenabschnitt auszurichten. Beispielsweise kann der Feingraben als Justagemarke für die Aufnahme und/oder die Kontaktierung des optischen Bauelements dienen.
Der Graben kann beispielsweise zwischen dem Formwerkstoff und dem ersten Aufnahmebereich und/oder zwischen dem Formwerkstoff und dem Kontaktbereich und/oder zwischen zwei Aufnahme- bereichen ausgebildet sein.
Das Gehäuse ist beispielsweise als QFN-Gehäuse ausgebildet. Das bedeutet beispielsweise, dass das Gehäuse keine nach au¬ ßen führenden Drähte aufweist, die beispielsweise seitlich aus dem Gehäuse hervorstehen und die beim Anordnen des Gehäuses auf eine Leiterplatte beispielsweise nach unten gebogen werden müssten. Das QFN-Gehäuse weist vielmehr an seiner Unterseite, elektrische Anschlüsse auf, die beispielsweise durch den Leiterrahmenabschnitt gebildet sind und durch die beim Aufsetzen des QFN-Gehäuses auf die Leiterplatte sowohl eine mechanische als auch eine elektrische Kopplung des QFN- Gehäuses und mittels des Leiterrahmenabschnitts auch eine elektrische und/oder thermische Kopplung des darin angeordne¬ ten optischen Bauelements mit der Leiterplatte erfolgt. Fer¬ ner kann der körperliche Kontakt des Gehäuses zu der Leiter¬ platte und die damit verbundene thermische Ankopplung des Ge¬ häuses an die Leiterplatte zu einem sehr guten Verhalten bei Temperaturwechselbelastung beitragen, da das Material des Leiterplattenabschnitts besonders gut an die Wärmeausdeh¬ nungskoeffizienten der Leiterplatte und/oder einer Wärmesenke angepasst werden kann. Die Leiterplatte kann beispielsweise eine FR1-, FR2-, FR3- , FR4-, FR5-, CEM1-, CEM2-, CEM3-, CEM4- oder CEM5-Leiterplatte sein, beispielsweise eine durch- kontaktierte FR-4-Leiterplatte .
Die optischen Bauelemente können beispielsweise aktive opti¬ sche Bauelemente, wie beispielsweise Chips, beispielsweise Halbleiter-Chips, und/oder elektromagnetische Strahlung emit¬ tierende Bauelemente, oder passive optische Bauelemente, bei- spielsweise Linsen, Spiegel, Blenden oder ähnliches sein.
Bei verschiedenen Ausführungsformen weist der Graben (beispielsweise der Feingraben) eine Tiefe auf, die kleiner als die halbe Dicke des Leiterrahmenabschnitts oder kleiner als ein Drittel der Dicke des Leiterrahmenabschnitts ist. Der Feingraben kann beispielsweise eine Breite aufweisen, die kleiner als eine Dicke des Leiterrahmenabschnitts ist. Somit ist der Feingraben keine Ausnehmung und/oder Struktur, die beispielsweise mittels einer Vollätzung oder einer Halbätzung des Leiterrahmens, der den Leiterrahmenabschnitt aufweist, ausgebildet werden kann, sondern eine flachere Ausnehmung bzw. Struktur. Derartige Vollätzungen bzw. Halbätzungen sind bekannt, um die Strukturen der einzelnen Leiterrahmenab¬ schnitte und damit den Leiterrahmen aus einem Leiterrahmen- rohling herzustellen.
Bei verschiedenen Ausführungsformen ist der Graben zumindest teilweise um den ersten Aufnahmebereich und/oder dem Kontaktbereich herum angeordnet. Beispielsweise begrenzt der Graben den ersten Aufnahmebereich und/oder den Kontaktbereich auf der ersten Seite des Leiterrahmenabschnitts. In anderen Wor¬ ten kann der Aufnahmebereich bzw. der Kontaktbereich durch einen umlaufenden Graben definiert sein. Dies kann dazu beitragen, während des Herstellungsprozesses effektiv überflüs- sigen Verbinder aufzunehmen und/oder das in dem entsprechenden Aufnahmebereich anzuordnende optische Bauelement präzise bezüglich des Leiterrahmenabschnitts und/oder des Aufnahmebe- reichs und/der eines anderen optischen Bauelements auszurich- ten .
Bei verschiedenen Ausführungsformen ist auf dem Leiterrahmenabschnitt mindestens ein zweiter Aufnahmebereich vorgesehen und der Graben grenzt den ersten Aufnahmebereich von dem zweiten Aufnahmebereich ab. Dies kann beispielsweise dazu beitragen, auf einfache Weise die beiden optischen Bauelemente, die auf dem ersten und dem zweiten Aufnahmebereich angeordnet werden sollen, nahe beieinander anzuordnen und/oder präzise zueinander und/oder zu dem Leiterrahmenabschnitt aus- zurichten.
Bei verschiedenen Ausführungsformen ist der Graben zumindest teilweise mit einem Füllmaterial gefüllt. Das Füllmaterial ist beispielsweise so ausgebildet, dass es von dem verwende- ten Verbinder im flüssigen bzw. zähflüssigen Zustand nicht benetzt wird. Dies kann beispielsweise dazu beitragen, die optischen Bauelemente präzise auszurichten. Allgemein ist die Benetzung ein Verhalten von Flüssigkeiten bei Kontakt mit der Oberfläche von Festkörpern. Benetzbarkeit ist die zugehörige Eigenschaft. Je nachdem, um welche Flüssigkeit es sich han¬ delt, aus welchem Material die Oberfläche besteht und wie de¬ ren Beschaffenheit ist, zum Beispiel in Bezug auf die Rauig- keit, benetzt die Flüssigkeit die Oberfläche mehr oder weni¬ ger stark. Die Benetzbarkeit hängt von den Verhältnissen der beteiligten Oberflächenspannungen ab, die beispielsweise über die Young'sche Gleichung mit dem Kontaktwinkel in Beziehung stehen und diesen damit zum Maß für die Benetzbarkeit machen. Je größer dabei der Kontaktwinkel ist, desto geringer ist die Benetzbarkeit. Im Speziellen spielen vor allem die Oberflä- chenspannungen zwischen dem Verbinder und dem Aufnahmebereich, dem Füllmaterial und/oder dem optischen Bauelement eine Rolle.
In verschiedenen Ausführungsformen wird eine Baugruppe bereitgestellt. Die Baugruppe weist ein Gehäuse auf, beispiels¬ weise das vorhergehend erläuterte Gehäuse. Ferner weist die Baugruppe mindestens ein erstes optisches Bauelement auf, das in dem ersten Aufnahmebereich des Gehäuses angeordnet ist und/oder in dem Kontaktbereich des Gehäuses elektronisch kontaktiert ist. Das optische Bauelement ist beispielsweise ein aktives optisches Bauelement, beispielsweise ein Chip, bei¬ spielsweise ein Halbleiterchip, und/oder ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement, beispielsweise eine LED oder eine OLED, oder ein passives optisches Bauelement, beispielsweise eine Linse, ein Spiegel oder ein Blende. Mit Hilfe des Feingrabens kann das optische Bauelement einfach besonders präzise auf dem Gehäuse und/oder in dem Gehäuse an¬ geordnet und/oder positioniert und/oder kontaktiert werden. Ferner können zwei oder mehr der optischen Bauelemente mit Hilfe des Feingrabens besonders nah beieinander und somit sehr kompakt aneinander angeordnet werden.
Bei verschiedenen Ausführungsformen überlappt das erste optische Bauelement den Feingraben zumindest teilweise. In ande¬ ren Worten kann beispielsweise in einer Draufsicht auf den Leiterrahmenabschnitt das optische Bauelement einen Teil des Grabens überdecken. Falls der Graben den ersten Aufnahmebereich umgibt, so kann das optische Bauelement eine größere Fläche bedecken als der Aufnahmebereich, wobei das optische Bauelement den Aufnahmebereich beispielsweis an einer, zwei, drei oder an allen Seiten überlappen kann. Dies kann dazu beitragen, das optische Bauelement präzise auf dem Leiterrah¬ menabschnitt und dem Aufnahmebereich anzuordnen und/oder aus- zurichten. Beispielsweise kann ein äußerer Rand des Feingra¬ bens eine größere Fläche umschließen, als die der Unterseite des optischen Bauelements. In der Draufsicht kann somit nur der äußere Rand des Grabens und ein Teil des Grabens erkenn¬ bar sein. Falls der Graben mit dem Füllmaterial gefüllt ist, kann der Verbinder nicht in den Graben eindringen oder auf dessen Füllmaterial vordringen, da er dieses nicht benetzt. Aufgrund von Oberflächenspannungen zwischen dem Verbinder und der Unterseite des optischen Bauelements, dem Füllmaterial, dem Aufnahmebereich und der Luft findet dann eine automati¬ sche Zentrierung und/oder Ausrichtung des optischen Bauelements über dem Aufnahmebereich statt. In anderen Worten kann somit mit Hilfe des Grabens ein präzise und/oder automatische Positionierung und Orientierung des optischen Bauelements erfolgen. Ferner kann der Graben beim Einbetten des Leiterrahmenabschnitts verhindern, dass flüssiger Formwerkstoff in den Aufnahmebereich und/oder den Kontaktbereich vordringt, wodurch das Anordnen und/oder das Kontaktieren des optischen Bauelements einfach und/oder präzise möglich sind.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen wird ein Verfahren zum Herstellen eines Gehäuses für ein optisches Bauelement be¬ reitgestellt. Bei dem Verfahren wird zunächst ein Leiterrah¬ menabschnitt bereitgestellt, der aus einem elektrisch leiten¬ den Material gebildet ist und der eine erste Seite und eine von der ersten Seite abgewandte zweite Seite aufweist. An der ersten Seite weist der Leiterrahmenabschnitt einen Aufnahme¬ bereich zum Aufnehmen des optischen Bauelements und/oder einen Kontaktbereich zum Kontaktieren des optischen Bauelements auf. In dem Leiterrahmenabschnitt wird auf der ersten Seite neben dem Aufnahmebereich und/oder neben dem Kontaktbereich ein Graben ausgebildet. Der Leiterrahmenabschnitt wird so in den Formwerkstoff eingebettet, dass der erste Aufnahmebereich und/oder der Kontaktbereich und der Graben in der Aufnahme- ausnehmung freigelegt sind.
Bei verschiedenen Ausführungsformen wird der Graben so ausgebildet, dass eine Tiefe des Feingrabens kleiner als die halbe Dicke des Leiterrahmenabschnitts oder kleiner ein Drittel der Dicke des Leiterrahmenabschnitts ist. Alternativ oder zusätz¬ lich wird der Graben beispielsweise so ausgebildet, dass eine Breite des Grabens kleiner als die Dicke des Leiterrahmenab¬ schnitts ist.
Bei verschiedenen Ausführungsformen wird der Graben zumindest teilweise um den ersten Aufnahmebereich und/oder den Kontaktbereich herum ausgebildet. Beispielsweise wird durch den Gra¬ ben der erste Aufnahmebereich und/oder der Kontaktbereich auf der ersten Seite des Leiterrahmens begrenzt und/oder defi¬ niert .
Bei verschiedenen Ausführungsformen weist der Leiterrahmenabschnitt auf der ersten Seite mindestens einen zweiten Aufnahmebereich zum Aufnehmen eines weiteren optischen Bauelements auf und der erste Aufnahmebereich wird mittels des Grabens von dem zweiten Aufnahmebereich abgegrenzt.
Bei verschiedenen Ausführungsformen wird der Graben zumindest teilweise mit Füllmaterial gefüllt, beispielsweise mit dem vorhergehend erläuterten Füllmaterial.
In verschiedenen Ausführungsformen wird ein Verfahren zum Herstellen einer Baugruppe bereitgestellt. Bei dem Verfahren wird zunächst ein Gehäuse für ein optisches Bauelement be¬ reitgestellt, beispielsweise gemäß dem vorhergehend erläuter¬ ten Verfahren. In dem ersten Aufnahmebereich wird der Schmelzerbinder aufgebracht. Mindestens ein optisches Bauelement, beispielsweise das vorhergehend erläuterte optische Bauele¬ ment, wird auf dem Verbinder in dem ersten Aufnahmebereich angeordnet und/oder ein elektrischer Anschluss des optischen Bauelements wird mit dem Verbinder in dem Kontaktbereich in Kontakt gebracht. Der Verbinder wird geschmolzen und/oder gehärtet, wodurch das optische Bauelement in dem ersten Aufnah¬ mebereich befestigt wird und/oder der elektrische Anschluss des optischen Bauelements mit dem Kontaktbereich elektrisch kontaktiert wird. Der elektrische Anschluss des optischen Bauelements kann beispielsweise einen Draht, beispielsweise einen Bonddraht, aufweisen.
Bei verschiedenen Ausführungsformen wird der Graben um den ersten Aufnahmebereich herum ausgebildet und mit dem Füllma- terial gefüllt und das optische Bauelement überlappt den Gra¬ ben. Beim Schmelzen des Verbinders wird das optische Bauele¬ ment automatisch relativ zu dem Aufnahmebereich ausgerichtet.
Bei verschiedenen Ausführungsformen wird der Graben um den zweiten Aufnahmebereich herum ausgebildet und mit dem Füllmaterial gefüllt. Auf dem zweiten Aufnahmebereich wird der Verbinder angeordnet. Ein weiteres optisches Bauelement wird auf dem Verbinder in dem zweiten Aufnahmebereich angeordnet und überlappt den Graben. Die beiden optischen Bauelemente auf dem Verbinder in dem ersten und dem zweiten Aufnahmebereich werden automatisch relativ zu den entsprechenden Aufnahmebereichen und über den Leiterrahmenabschnitt relativ zueinander ausgerichtet . Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren darge¬ stellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen eine Draufsicht auf Elemente eines Ausführungsbei¬ spiels einer Baugruppe; eine Schnittdarstellung der Baugruppe gemäß Figur 1 ; eine Draufsicht auf Elemente eines Ausführungsbei¬ spiels einer Baugruppe; eine Schnittdarstellung der Baugruppe gemäß Figur 3 ; eine Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Baugruppe; eine Draufsicht auf Elemente eines Ausführungsbei¬ spiels einer Baugruppe; eine Schnittdarstellung der Baugruppe gemäß Figur 6 ; eine Draufsicht auf Elemente eines Ausführungsbei¬ spiels einer Baugruppe; eine Schnittdarstellung der Baugruppe gemäß Figur 8 ; eine Schnittdarstellung der Elemente eines Ausführungsbeispiels einer Baugruppe während eines Her¬ stellungsprozesses ;
Figur 11 eine Schnittdarstellung der Baugruppe gemäß Figur 10 während des Herstellungsprozesses; Figur 12 eine Schnittdarstellung der Baugruppe gemäß den Figuren 10 und 11 während des Herstellungsprozesses;
Figur 13 eine Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Baugruppe;
Figur 14 eine Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Baugruppe; Figur 15 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines
Verfahrens zum Herstellen einer Baugruppe.
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die Teil dieser Be- Schreibung bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsbeispiele gezeigt sind, in denen die Erfin¬ dung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungs¬ terminologie wie etwa „oben", „unten", „vorne", „hinten", „vorderes", „hinteres", usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur (en) verwendet. Da Komponenten von
Ausführungsbeispielen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsbei- spiele benutzt und strukturelle oder logische Änderungen vor¬ genommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Be¬ schreibung ist deshalb nicht in einschränkendem Sinne aufzufassen, und der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert. Im Rahmen dieser Beschreibung werden die Begriffe "verbunden", "angeschlossen" sowie "gekoppelt" verwendet zum Be¬ schreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren werden identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugs¬ zeichen versehen, soweit dies zweckmäßig ist.
Ein optisches Bauelemente kann beispielsweise ein aktives op- tisches Bauelemente, wie beispielsweise ein Chip, beispiels¬ weise ein Halbleiter-Chip, und/oder ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement, oder ein passives opti¬ sches Bauelement, beispielsweise eine Linse, ein Spiegel, ei¬ ne Blenden oder ähnliches sein.
Ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Bauelement kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen ein elektromagnetische Strahlung emittierendes Halbleiter-Bauelement sein und/oder als eine elektromagnetische Strahlung emittierende Diode, als eine organische elektromagnetische Strahlung emit¬ tierende Diode, als ein elektromagnetische Strahlung emittie¬ render Transistor oder als ein organischer elektromagnetische Strahlung emittierender Transistor ausgebildet sein. Die Strahlung kann beispielsweise Licht im sichtbaren Bereich, UV-Licht und/oder Infrarot-Licht sein. In diesem Zusammenhang kann das elektromagnetische Strahlung emittierende Bauelement beispielsweise als Licht emittierende Diode (light emitting diode, LED) als organische Licht emittierende Diode (organic light emitting diode, OLED) , als Licht emittierender Transis- tor oder als organischer Licht emittierender Transistor ausgebildet sein. Das Licht emittierende Bauelement kann in ver¬ schiedenen Ausführungsbeispielen Teil einer integrierten Schaltung sein. Weiterhin kann eine Mehrzahl von Licht emit- tierenden Bauelementen vorgesehen sein, beispielsweise untergebracht in einem gemeinsamen Gehäuse.
Ein Verbinder kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen ein Werkstoff zum stoffschlüssigen Verbinden zweier Körper, beispielsweise eines optischen Bauelements mit einem Träger, beispielsweise einem Leiterrahmenabschnitt, sein. Der Verbin¬ der kann beispielsweise ein Werkstoff sein, der bei Zimmer¬ temperatur hart ist und der zum Verbinden der Körper zunächst verflüssigt und dann wieder gehärtet wird. Dabei kann der
Verbinder bereits vor dem Verflüssigen oder erst in flüssigem Zustand mit den beiden Körpern in Kontakt gebracht werden. Der Verbinder kann beispielsweise in einem Konvektionsofen oder einem Reflow-Ofen verflüssigt werden. Alternativ dazu kann der Verbinder beispielsweise ein Werkstoff sein, der bei Zimmertemperatur flüssig oder zumindest zähflüssig ist, bei¬ spielsweise ein Klebstoff, eine Klebepaste oder eine Lotpas¬ te, beispielsweise eine Kupferpaste. Der Klebstoff, die Kle¬ bepaste bzw. die Lotpaste können beispielsweise in einem Ofen, beispielsweise einem Reflow-Ofen oder einem Dampfofen gehärtet werden. Der Verbinder kann beispielsweise einen Kunststoff, beispielsweise ein Kunstharz, und/oder ein Me¬ tall, beispielsweise ein Lot, aufweisen. Das Lot kann bei¬ spielsweise eine Legierung aufweisen. Das Lot kann beispiels- weise Blei, Zinn, Zink, Kupfer, Silber, Aluminium, Silizium und/oder Glas und/oder organische oder anorganische Zusatzstoffen aufweisen.
Fig.l und Fig. 2 zeigen Elemente einer herkömmlichen Baugrup- pe . Figur 1 zeigt eine Draufsicht auf die Elemente der her¬ kömmlichen Baugruppe 8 und Figur 2 zeigt eine Schnittdarstel¬ lung der in Figur 1 gezeigten herkömmlichen Baugruppe 8. Die herkömmliche Baugruppe 8 weist zwei optische Bauelemente 14 und ein Gehäuse 10 auf, in dem die optischen Bauelemente 14 , n
angeordnet sind. In Figur 1 und Figur 2 ist nur ein Teil des Gehäuses 10 dargestellt. Das Gehäuse 10 weist unter anderem einen Leiterrahmenabschnitt 12. Der Leiterrahmenabschnitt 12 weist an einer ersten Seite des Leiterrahmenabschnitts 12 für jedes der optischen Bauelemente 14 je einen Aufnahmebereich auf. Auf dem Leiterrahmenabschnitt sind die beiden optische Bauelemente 14 in den Aufnahmebereichen mittels eines Verbinders 16 befestigt.
Die beiden optischen Bauelemente 14 sind mit einem ersten Abstand AI so zueinander angeordnet, dass der Verbinder 16 während des Herstellungsprozesses in flüssigem oder zähflüssigen Zustand zumindest teilweise unter den optischen Bauelementen 14 hervortreten kann, ohne dass sich die Verbinder 16 in den beiden Aufnahmebereichen gegenseitig und/oder das benachbarte optische Bauelement 14 beeinflussen und/oder berühren. Der erste Abstand AI kann beispielsweise ein einzuhaltender Mindestabstand sein und/oder beispielsweise zwischen 0,1 mm und 10 mm betragen. Der Mindestabstand kann beispielsweise zum Vermeiden einer ungewollten elektrischen Kopplung der beiden optischen Bauelemente 14 und/oder eines Kurzschlusses zwi¬ schen den beiden optischen Bauelementen 14 beitragen.
Fig. 3 und Fig. 4 zeigen Elemente einer herkömmlichen Bau- gruppe 8, die beispielsweise weitgehend den vorhergehend er¬ läuterten Elementen der herkömmlichen Baugruppe 8 entsprechen können. Figur 3 zeigt eine Draufsicht auf die Elemente der herkömmlichen Baugruppe 8 und Figur 4 zeigt eine Schnittdarstellung der Baugruppe 8 gemäß Figur 3. Die beiden optischen Bauelemente 14 können beispielsweise so auf dem Leiterrahmen¬ abschnitt 12 angeordnet sein, dass deren einander zugewandte Seitenkanten einen ersten Winkel einschließen. Die beiden optischen Bauelemente 14 können beispielsweise den ersten Winkel einschließen, auch wenn diese vor ihrer Befestigung Ί n
i y an dem Aufnahmebereich des Leiterrahmenabschnitts 12 präzise parallel zueinander angeordnet wurden, da beispielsweise beim Verflüssigen des Verbinders 16 und/oder vor oder nach dem Härten des Verbinders 16 eine Drehung der optischen Bauele- mente 14 relativ zueinander und/oder relativ zu dem Leiterrahmenabschnitt 12 auftreten kann.
Fig . 5 zeigt eine Schnittdarstellung durch ein Ausführungsbeispiel einer Baugruppe 8, bei der der Leiterrahmenabschnitt 12 die optischen Bauelemente 14 und/oder der Verbinder 16 beispielsweise weitgehend gemäß den vorhergehend erläuterten Elementen der herkömmlichen Baugruppe 8 ausgebildet sein können. Beispielsweise weist der Leiterrahmenabschnitt 12 ein, zwei oder mehr, beispielsweise drei Aufnahmebereiche zum Auf¬ nehmen entsprechender optischer Bauelemente 14 auf. Auf den Aufnahmebereichen sind mittels des Verbinders 16 die opti¬ schen Bauelemente 14 angeordnet und/oder befestigt. Ferner kann der Leiterrahmenabschnitt 12 ein, zwei oder mehr Kon¬ taktbereiche (siehe Figur 14) aufweisen, über die die opti¬ schen Bauelemente 14 elektrisch kontaktierbar sind. Der Verbinder 16 kann beispielsweise eine Dünnfilmlötschicht aufwei¬ sen .
Ferner kann die Baugruppe 8 beispielsweise einen Formwerk- Stoff 18 aufweisen, in dem der Leiterrahmenabschnitt 12 ein¬ gebettet sein kann. Dass der Leiterrahmenabschnitt 12 in den Formwerkstoff 18 eingebettet sein kann, kann beispielsweise bedeuten, dass der Leiterrahmenabschnitt 12 zumindest teil¬ weise von dem Formwerkstoff 18 umgeben ist, dass der Leiter- rahmenabschnitt 12 jedoch in einzelnen Bereich frei von Formwerkstoff 18 sein kann. Beispielsweise kann der Leiterrahmenabschnitt 12 in Figur 5 an seiner Unterseite über einen größeren Bereich frei von Formwerkstoff 18 sein. Der Leiterrahmenabschnitt 12 und/oder die optischen Bauelemente 14 können beispielsweise über die Unterseite beispielsweise elektrisch und/oder thermisch kontaktiert sein, beispielsweise mit einer nicht dargestellten Leiterplatte. Ferner kann der Leiterrahmenabschnitt 12 an seiner in Figur 5 gezeigten Oberseite eine Aufnahmeausnehmung 19 aufweisen, die frei von Formwerkstoff 18 sein kann und in der die Aufnahmebereiche und gegebenen¬ falls die Kontaktbereiche frei gelegt sind.
Neben den Aufnahmebereichen und/oder gegebenenfalls neben den Kontaktbereichen können in der Aufnahmeausnehmung 19 ein, zwei oder mehr Gräben 20, beispielsweise zwei oder mehr Feingräben 20, ausgebildet sein. Beispielsweise können zwischen den Aufnahmebereichen und dem Formwerkstoff 18 und/oder zwischen den einzelnen Aufnahmebereichen Gräben 20, beispiels- weise Feingräben 20, ausgebildet sein. Die Feingräben 20 können beispielsweise vollständig oder teilweise um die Aufnah¬ mebereiche bzw. die Kontaktbereiche herum ausgebildet sein. Die Feingräben 20 können beispielsweise eine Tiefe und eine Breite aufweisen, die im Folgenden mit Bezug zu Figur 7 näher erläutert werden.
Die Aufnahmebereiche können beispielsweise zumindest teilwei¬ se mit Verbinder 16 gefüllt sein, der beispielsweise in dem Herstellungsprozess beim Verflüssigen des Verbinders 16 zwi- sehen den Aufnahmebereichen und den entsprechenden elektronischen Elementen 14 hervor fließt und von den entsprechenden Feingräben 20 aufgenommen wird. Dadurch können die optischen Bauelemente 14 beispielsweise näher aneinander angeordnet werden als ohne die Feingräben 20, beispielsweise näher als bei der in den Figuren 1 und 2 gezeigten herkömmlichen Baugruppe 8. Die Feingräben 20 können somit beispielsweise zum Aufnehmen von flüssigem Verbinder 16 dienen. Alternativ oder zusätzlich können die Feingräben 20, die zwischen den Aufnahmebereichen und dem Formwerkstoff 18 und/oder zwischen den Kontaktbereichen und dem Formwerkstoff 18 ausgebildet sind, dazu dienen, während des Einbettens des Leiter- rahmenabschnitts flüssigen Formwerkstoff 18 aufzunehmen, so dass die Aufnahmebereiche bzw. Kontaktbereiche frei von Form¬ werkstoff 18 bleiben. Somit können die Feingräben 20 als Barriere gegenüber dem flüssigen Formwerkstoff 18 und/oder als Reservoir für den flüssigen Formwerkstoff 18 dienen. Dies kann dazu beitragen, dass die optischen Bauelemente 14 einfach und/oder präzise in den Aufnahmebereichen anordbar sind und/oder dass die optischen Bauelemente 14 in den Kontaktbe¬ reichen einfach und/oder präzise elektrisch kontakt ierbar sind .
Fig. 6 zeigt Elemente eines Ausführungsbeispiels einer Bau¬ gruppe 8, die beispielsweise weitgehend den vorhergehend er¬ läuterten Elementen der Baugruppen 8 entsprechen können. Beispielsweise können die Elemente der Baugruppe 8 eine Kombina- tion der vorhergehend erläuterten Elemente der Baugruppen 8 darstellen. Beispielsweise können der Leiterrahmenabschnitt 12 und die optischen Bauelemente 14 gemäß den Figuren 1 bis 4 ausgebildet sein und der Feingraben 20 kann gemäß dem in Figur 5 gezeigten Ausführungsbeispiel ausgebildet sein. Bei- spielsweise kann sich der Feingraben 20 um die beiden optischen Bauelemente 14 herum erstrecken. Beispielsweise kann der Feingraben 20 so ausgebildet sein, dass er zwei Aufnahme¬ bereiche auf der ersten Seite des Leiterrahmenabschnitts 12 voneinander abtrennt. Die optischen Bauelemente 14 können beispielsweise die Aufnahmebereiche überlappen, weshalb in Figur 6 die äußeren Ränder der Aufnahmebereiche, die bei¬ spielsweise den inneren Rändern des Feingrabens 20 entspre¬ chen, lediglich gestrichelt dargestellt sind. Der in Figur 6 gezeigte Feingraben 20 kann als ein umlaufender Feingraben 20 oder als mehrere neben den Aufnahmebereichen und/oder zwischen den Aufnahmebereichen ausgebildete Feingräben 20 bezeichnet werden. Die beiden optischen Bauelemente 14 können mit einem zweiten Abstand A2 zueinander angeordnet sein, der beispielsweise kleiner als der erste Abstand AI ist. Der zweite Abstand A2 kann beispielsweise lediglich wenige Mikrometer betragen oder sogar Null sein. Beim Herstellen der Baugruppe 8 und insbe- sondere beim Befestigen der optischen Bauelemente 14 auf dem Leiterrahmenabschnitt 12 kann überflüssiger Verbinder 16 in den Feingraben 20 abfließen.
Fig. 7 zeigt eine Schnittdarstellung der Baugruppe 8 gemäß Figur 6. Die in Figur 7 gezeigten Feingräben 20 können beispielsweise den vorhergehend erläuterten und/oder den nachfolgend erläuterten Feingräben 20 entsprechend ausgebildet sein. Die Feingräben 20 können beispielsweise eine Tiefe T aufweisen, die beispielsweise kleiner als eine halbe Dicke D2 des Leiterrahmenabschnitts 12 sein kann. Der Leiterrahmenab¬ schnitt 12 kann beispielsweise eine Dicke Dl von 350 pm auf¬ weisen. Die Tiefe T kann beispielsweise einem Drittel der ersten Dicke Dl entsprechen oder kleiner als die erste Dicke Dl sein. Eine Breite der Feingräben 20 kann beispielsweise gleich der Tiefe T der Feingräben 20 sein oder ungefähr 1.5, 2 oder 3 mal der Tiefe T der Feingräben 20 entsprechen.
Fig. 8 und Fig. 9 zeigen Elemente eines Ausführungsbeispiels einer Baugruppe 8, die beispielsweise weitgehend den vorste- hend erläuterten Elementen der Baugruppen 8 entsprechen können. Figur 8 zeigt eine Draufsicht auf die Elemente der Bau¬ gruppe 8 und Figur 9 zeigt eine Schnittdarstellung der Baugruppe 8 gemäß Figur 8. In dem Feingraben 20 kann beispielsweise ein Füllmaterial 22 angeordnet sein. Das Füllmaterial 22 kann beispielsweise so ausgebildet sein, dass es von dem Verbinder 16 nicht benetzt wird. Dies bewirkt, dass der flüssige Verbinder 16 während des Herstellungsprozesses nicht in und/oder auf den Feingra¬ ben 20 bzw. das Füllmaterial 22 fließt, sondern in dem Auf¬ nahmebereich und/oder dem Kontaktbereich verbleibt. Falls der Aufnahmebereich präzise durch den Feingraben 20 definiert ist, kann dann aufgrund von Oberflächenspannungen zwischen dem Verbinder 16 und den optischen Bauelementen 14, dem Leiterplattenabschnitt 12 und/oder der umgebenen Luft eine auto¬ matische Ausrichtung und/oder präzise Positionierung und/oder präzise Orientierung der optischen Bauelemente 14 zu dem Leiterrahmenabschnitt 12 und/oder dem entsprechenden Aufnahmebe- reich und/oder zueinander erfolgen. In anderen Worten werden die optischen Bauelemente 14 auf dem Verbinder 16 automatisch auf den entsprechenden Aufnahmebereichen ausgerichtet oder zentriert. Dies ermöglicht, die optischen Bauelemente 14 zu¬ nächst relativ unpräzise auf dem noch festen Verbinder 16 an- zuordnen, beispielsweis unpräziser als bei der in den Figuren 3 und 4 gezeigten herkömmlichen Baugruppe 8, und dass dennoch nach dem Aushärten des Verbinders 16 die optischen Bauelemente 14 relativ präzise, beispielsweise präziser als bei der in den Figuren 3 und 4 gezeigten herkömmlichen Baugruppe 8, an dem Leiterrahmenabschnitt 12 befestigt sind. Dies kann bei¬ spielsweise beim Verwenden von Lotpaste als Verbinder 16 und/oder beim Pastenlöten vorteilhaft sein.
Fig. 10, Fig. 11 und Fig. 12 zeigen beispielhafte Zustände eines Ausführungsbeispiels einer Baugruppe 8, in denen sich die Baugruppe 8 während eines Herstellungsverfahrens zum Her¬ stellen der Baugruppe 8 nacheinander befinden kann. Insbesondere zeigen die verschiedenen Zustände, wie die optischen Bauelemente 14 auf dem Leiterrahmenabschnitt 12 angeordnet werden können. Die Baugruppe 8 kann beispielsweise weitgehend den vorhergehend erläuterten Baugruppen 8 entsprechen.
Figur 10 zeigt einen Zustand der Baugruppe 8, in dem die Feingräben 20 des Leiterrahmenabschnitts 12 mit dem Füllmate¬ rial 22 gefüllt sind. Als Füllmaterial 22 wird ein Material verendet, das von dem Verbinder 16 nicht benetzt wird. In den Aufnahmebereichen ist der Verbinder 16 angeordnet. Beispielsweise kann als Verbinder 16 eine Lotpaste verwendet werden, die beispielsweise in einem Druckverfahren oder einem Dispensverfahren auf den Leiterrahmenabschnitt 12 aufgebracht werden kann.
Figur 11 zeigt einen Zustand der Baugruppe 8 gemäß Figur 10, in dem auf den Leiterrahmenabschnitt 12 und dem Verbinder 16 die optischen Bauelemente 14 angeordnet sind. Die beiden op¬ tischen Bauelemente 14 haben einen dritten Abstand A3 zueinander. Der Verbinder 16 kann beispielsweise einen Teil des Feingrabens 20 und/oder des Füllmaterials 22 überlappen.
Figur 12 zeigt einen Zustand der Baugruppe 8 gemäß den Figu¬ ren 10 und 11, in dem sich der Verbinder aufgrund seiner Materialeigenschaft von dem Füllmaterial 22 zurückzieht. Dies bewirkt zum einem, dass die beiden optischen Bauelemente 14 sich in entgegensetzten Richtungen 24 aufeinander zubewegen, wodurch die beiden optischen Bauelemente 14 einen vierten Abstand A4 zueinander haben, der kleiner als der dritte Abstand A3 ist. Außerdem erfolgt eine relative Ausrichtung der opti¬ schen Bauelemente 14 zu dem Leiterrahmenabschnitt 12 und ins- besondere den Aufnahmebereichen und über den Leiterrahmenab¬ schnitt 12 auch relativ zueinander. Ein Unterschied zwischen dem dritten Abstand A3 und dem vierten Abstand A4 kann beispielsweise zwischen 10 pm und 30 pm, beispielsweise zwischen 15 pm und 25 pm, beispielsweise ungefähr 20 pm betragen. Fig. 13 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Baugruppe 8, das beispielsweise weitgehend den vorhergehend erläuterten Aus¬ führungsbeispielen der Baugruppe 8 entsprechen kann. Die Feingräben 20 können beispielsweise mit dem Füllmaterial 22 gefüllt sein. Die optischen Bauelemente 14 können beispiels¬ weise besonders nah aneinander angeordnet sein und/oder prä¬ zise zueinander und/oder zu dem Gehäuse 10 ausgerichtet sein. Ferner können noch weitere optische Bauelemente 14 in dem Ge- häuse 10 angeordnet sein und/oder von weiteren Feingräben 20 umgeben sein. Als Verbinder 16 kann beispielsweise eine Lot¬ paste verwendet werden, die beispielsweise in einem Druck¬ oder Dispensverfahren aufgebracht und/oder anschließend in einem Reflow-Ofen gehärtet werden kann.
Fig. 14 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Baugruppe 8, das beispielsweise weitgehend den vorhergehend erläuterten Aus¬ führungsbeispielen der Baugruppe 8 entsprechen kann. Die Baugruppe 8 weist beispielsweise einen Leiterplattenabschnitt 12 auf, der einen Aufnahmeabschnitt und einen Kontaktabschnitt aufweist. Der Aufnahmeabschnitt weist auf der ersten Seite des Leiterrahmenabschnitts 12 den Aufnahmebereich auf, in dem das optische Bauelement 14 über den Verbinder 16 befestigt ist. Der Kontaktabschnitt weist einen Kontaktbereich 34 auf, der beispielsweise gemäß den vorhergehend erläuterten Kon¬ taktbereichen ausgebildet sein kann. Das optische Bauelement 14 kann beispielsweise mittels eines Bonddrahts 32 mit dem Kontaktbereich 34 elektrisch kontaktiert sein. Beispielsweise können der Aufnahmebereich und/oder der Kontaktbereich 34 von Feingräben 20 umgeben sein. Beispielsweise sind zwischen dem Aufnahmebereich und dem Formwerkstoff 18 und/oder zwischen dem Kontaktbereich 34 und dem Formwerkstoff 18 je ein Feingraben 20 ausgebildet. Beispielsweise sind zwischen dem Formwerkstoff 18 und den da¬ zu benachbarten Feingräben 20 Oberflächenbereiche 30 des Lei¬ terrahmenabschnitts 12 gebildet, die mit Formwerkstoff 18 be¬ deckt sind (Flash) . Ferner kann in den zu dem Formwerkstoff 18 benachbarten Feingräben 20 etwas Formwerkstoff 18 sein. Beispielsweise kann der Formwerkstoff 18 während des Einbet¬ tens aufgrund von Kapillarkräften in die Oberflächenbereiche 30 und die entsprechenden Feingräben 20 vordringen. Aufgrund der Feingräben 20 bleiben jedoch der Aufnahmebereich und/oder der Kontaktbereich 34 frei von Formwerkstoff 18, da die Fein¬ gräben 20 die Kapillar-Wirkung unterbrechen und als Reservoir für den flüssigen Formwerkstoff 18 dienen. In anderen Worten bilden die Feingräben 20 Stoppkanten für den Formwerkstoff 18 (Flash-Stop) .
Fig. 15 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels zum Herstellen einer Baugruppe 8. Das Verfahren zum Herstellen der Baugruppe 8 umfasst auch das Verfahren zum Herstellen des Gehäuses 10 für die Baugruppe 8.
In einem Schritt S2 wird ein Leiterrahmen bereitgestellt. Der Leiterrahmen kann beispielsweise mehrere Leiterrahmenab¬ schnitte 12 aufweisen, die miteinander über den Leiterrahmen verbunden sind und/oder die zusammen den Leiterrahmen bilden. Der Leiterrahmen und/oder die Leiterrahmenabschnitte 12 können beispielsweise aus einem Leiterrahmenrohling mittels ei¬ nes oder zweier Ätzverfahren ausgebildet werden.
In einem Schritt S4 kann ein Feingraben ausgebildet werden, beispielsweise einer oder mehrere der Feingräben 20 in dem Leiterrahmenabschnitt 12. Der Feingraben 20 kann beispiels¬ weise in den gleichen Ätzprozess ausgebildet werden wie die Leiterrahmenabschnitte 12. In anderen Worten können die
Schritte S2 und S4 gleichzeitig abgearbeitet werden. Alterna- tiv dazu können die Feingräben 20 auch in einem eigenen Ätz- prozess ausgebildet werden oder mittels Prägen, Sägen
und/oder Fräsen ausgebildet werden. Zum Ausbilden eines der Feingräben 20 kann beispielsweise eine Ätzstoppmaske und/oder ein Photolack verwendet werden, die im Bereich des Feingrabens 20 einen Schlitz mit einer Breite beispielsweise zwi¬ schen 5 pm und 200 pm, beispielsweise zwischen 10 pm und 50 pm haben. In einem Schritt S6 können die Feingräben 20 mit dem Füllma¬ terial 22 gefüllt werden. Das Füllmaterial 22 hat beispiels¬ weise die Eigenschaft, dass es von dem Verbinder 16 nicht oder nur vernachlässigbar benetzt wird. Als Füllmaterial 22 kann beispielsweise das gleiche Material verwendet werden wie für den Formwerkstoff 18.
In einem Schritt S8 kann der Leiterrahmen in den Formwerkstoff 18 eingebettet werden. Falls als Füllmaterial 22 der Formwerkstoff 18 verwendet wird, so können die Schritte S6 und S8 gleichzeitig durchgeführt werden. Beispielsweise kön¬ nen beim Einbetten des Leiterrahmens die Feingräben 20 mit dem Formwerkstoff 18 gefüllt werden. Der eingebettete Leiter¬ rahmen bildet einen Gehäuseverbund, der zu jedem Leiterrahmenabschnitt 12 ein Gehäuse 10 aufweist.
In einem Schritt S10 können die optischen Bauelemente 14 auf dem Leiterrahmen, insbesondere den Leiterrahmenabschnitten 12 angeordnet werden. Die optischen Bauelemente 14 können bei¬ spielsweise mit Hilfe des Verbinders 16 an den Leiterrahmen- abschnitten 12 befestigt werden. Der Verbinder 16 kann beispielsweise mittels Sputtern, Dispensen, Drucken und/oder Aufdampfen auf die Leiterrahmenabschnitte 12 aufgebracht wer¬ den. Beispielsweise können die optischen Bauelemente 14 mit- tels Dünnschichtlötverfahren auf den Leiterrahmenabschnitten 12 angeordnet werden.
In einem Schritt S12 können die Baugruppen 8 und/oder die Ge- häuse 10 vereinzelt werden. Die Baugruppen 8 bzw. die Gehäuse können durch Sägen oder Schneiden des Gehäuseverbunds vereinzelt werden.
Der Schritt S10 kann vor oder nach dem Schritt S12 durchge- führt werden. Wird der Schritt S10 nach dem Schritt S12 durchgeführt, so können die Schritte S2 bis S12 als Verfahren zum Herstellen des Gehäuses 10 bezeichnet werden.
Die Erfindung ist nicht auf die angegebenen Ausführungsbei- spiele beschränkt. Beispielsweise können Feingräben neben al¬ len Bereichen mit Formwerkstoff 18 ausgebildet werden, so dass grundsätzlich der Formwerkstoff 18 in den Feingraben 20 fließen kann und nicht über den Feingraben 20 hinaus fließen kann. Ferner können unterschiedlich ausgebildete Aufnahmebe- reiche und/oder unterschiedlich viele Aufnahmebereiche je¬ weils durch Feingräben 20 voneinander oder von dem Formwerkstoff 18 abgetrennt werden. Ferner können bei allen Ausführungsbeispielen Kontaktbereiche mittels Feingräben 20 voneinander, von den Aufnahmebereichen oder von dem Formwerkstoff 18 abgetrennt werden. Ferner können die gezeigten Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden. Ferner können die gezeigten Ausführungsbeispiele lediglich ein optisches Bauelement 14 und entsprechend lediglich einen Aufnahmebe¬ reich und/oder mehr als drei, beispielsweise vier, fünf oder mehr Aufnahmebereiche und entsprechende optische Bauelemente 14 aufweisen. Ferner können auch die in den Figuren 5 bis 13 einen, zwei oder mehr Kontaktbereiche 34 gemäß Figur 14 auf¬ weisen .

Claims

Patentansprüche
1. Gehäuse (10) für ein optisches Bauelement (14), aufwei¬ send :
- einen Leiterrahmenabschnitt (12), der aus einem elekt¬ risch leitenden Material gebildet ist, der eine erste Seite und eine von der ersten Seite abgewandte zweite Seite auf¬ weist und der an der ersten Seite mindestens einen ersten Aufnahmebereich zum Aufnehmen des optischen Bauelements (14) und/oder mindestens einen Kontaktbereich (34) zum elektrischen Kontaktieren des optischen Bauelements (14) aufweist, mindestens einen Graben (20), der in dem Leiterrahmenab¬ schnitt (12) auf der ersten Seite neben dem Aufnahmebereich und/oder neben dem Kontaktbereich (34) ausgebildet ist, und - einen Formwerkstoff (18), in den der Leiterrahmenab¬ schnitt (12) eingebettet ist und der mindestens eine Aufnah- meausnehmung (18) aufweist, in der der erste Aufnahmebereich und/oder der Kontaktbereich (34) und der Graben (20) angeordnet sind.
2. Gehäuse (10) nach Anspruch 1, bei dem der Graben (20) eine Tiefe (T) aufweist, die kleiner als die halbe Dicke (D2) des Leiterrahmenabschnitts (12) oder kleiner als ein Drittel der Dicke (Dl) des Leiterrahmenabschnitts (12) ist, und/oder bei dem der Graben (20) eine Breite (B) aufweist, die kleiner als die Dicke (Dl) des Leiterrahmenabschnitts (12) ist.
3. Gehäuse (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Graben (20) zumindest teilweise um den ersten Aufnah- mebereich und/oder den Kontaktbereich (34) herum ausgebildet ist .
4. Gehäuse (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Leiterrahmenabschnitt (12) mindestens einen zweiten Aufnahmebereich aufweist und bei dem der Graben (20) den ersten Aufnahmebereich von dem zweiten Aufnahmebereich abgrenzt.
5. Gehäuse (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei dem der Graben (20) zumindest teilweise mit einem Füllmaterial (22) gefüllt ist.
6. Baugruppen (8), die ein Gehäuse (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche und mindestens ein erstes optisches Bau- element (14) aufweist, das in dem ersten Aufnahmebereich des Gehäuses (10) angeordnet ist und/oder in dem Kontaktbereich (34) des Gehäuses (10) elektrisch kontaktiert ist.
7. Baugruppen (8) nach Anspruch 6, bei der das erste opti- sehe Bauelement (14) den Graben (20) zumindest teilweise überlappt .
8. Verfahren zum Herstellen eines Gehäuses (10) für ein optisches Bauelement (14), bei dem
- ein Leiterrahmenabschnitt (12) bereitgestellt wird, , der aus einem elektrisch leitenden Material gebildet ist, der eine erste Seite und eine von der ersten Seite abgewandte zweite Seite aufweist und der an der ersten Seite einen ers¬ ten Aufnahmebereich zum Aufnehmen des optischen Bauelements (14) und/oder einen Kontaktbereich (34) zum elektrischen Kontaktieren des optischen Bauelements (14) aufweist,
in dem Leiterrahmenabschnitt (12) auf der ersten Seite neben dem ersten Aufnahmebereich und/oder neben dem Kontaktbereich (34) ein Graben (20) ausgebildet wird, und
- der Leiterrahmenabschnitt in den Formwerkstoff (14) so eingebettet wird, dass der erste Aufnahmebereich und/oder der Kontaktbereich (34) und der Graben (20) in einer Aufnahmeaus- nehmung (19) des Formwerkstoffs (14) angeordnet sind.
9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der Graben (20) so ausgebildet wird, dass eine Tiefe (T) des Grabens (20) klei¬ ner als die halbe Dicke (D2) des Leiterrahmenabschnitts (12) oder kleiner als ein Drittel der Dicke (Dl) des Leiterrahmen- abschnitts (12) ist, und/oder bei dem der Graben (20) so aus¬ gebildet wird, dass eine Breite (B) des Grabens (20) kleiner als die Dicke (Dl) des Leiterrahmenabschnitts (12) ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, bei dem der Graben (20) zumindest teilweise um den ersten Aufnahmebereich und/oder den Kontaktbereich (34) herum ausgebildet wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei dem der Leiterrahmenabschnitt (12) auf der ersten Seite mindestens einen zweiten Aufnahmebereich zum Aufnehmen eines zweiten optischen Bauelements (14) aufweist und bei dem der erste Auf¬ nahmebereich mittels des Feingrabens (20) von dem zweiten Aufnahmebereich abgegrenzt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, bei dem der Graben (20) zumindest teilweise mit einem Füllmaterial (22) gefüllt wird.
13. Verfahren zum Herstellen einer Baugruppe (8), bei dem - ein Gehäuse (10) für ein optisches Bauelement (14) nach einem der Ansprüche 8 bis 12 bereitgestellt wird,
in dem ersten Aufnahmebereich und/oder dem Kontaktbereich (34) jeweils ein Verbinder (16) aufgebracht wird,
mindestens ein optisches Bauelement (14) auf dem Verbin- der (16) in dem ersten Aufnahmebereich angeordnet wird und/oder ein elektrischer Anschluss des optischen Bauelement (14) mit dem Verbinder (16) in dem Kontaktbereich (34) in Kontakt gebracht wird, der Verbinder (16) geschmolzen und/oder gehärtet wird, wodurch das optische Bauelement (14) in dem ersten Aufnahme¬ bereich befestigt wird und/oder der elektrische Anschluss des optischen Bauelement (14) mit dem Kontaktbereich (34) elekt- risch kontaktiert wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem der Graben (20) um den ersten Aufnahmebereich herum ausgebildet wird und mit dem Füllmaterial (22) gefüllt wird und bei dem das optische Bau- element (14) den Graben (20) überlappt und bei dem beim
Schmelzen des Verbinders (16) das optische Bauelement (14) automatisch relativ zu dem Aufnahmebereich ausgerichtet wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem
- der Graben (20) um den zweiten Aufnahmebereich herum ausgebildet wird und mit dem Füllmaterial (22) gefüllt wird,
- auf dem zweiten Aufnahmebereich der Verbinder (16) angeordnet wird,
- ein weiteres optisches Bauelement (14) auf dem Verbin- der (16) in dem zweiten Aufnahmebereich angeordnet wird und den Graben (20) überlappt und
- die beiden optischen Bauelemente (14) auf dem Verbinder (16) in dem ersten und dem zweiten Aufnahmebereich automatisch relativ zu den Aufnahmebereichen und relativ zueinan- der ausgerichtet werden.
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