WO2014049059A2 - Bauteilanordnung und verfahren zum herstellen von elektrischen bauteilen - Google Patents

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Martin Brandl
Tobias Gebuhr
Markus Pindl
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to a component arrangement and a method for producing electrical components.
  • a molding compound can be applied to a lead frame. Parts of the lead frame can be covered or surrounded by the molding compound, other parts of the lead frame can be kept free of the molding compound.
  • the molding compound can be shaped to form housings for the electrical components.
  • the lead frame can serve for electrical connection of the electrical components.
  • the molding compound and the lead frame can be designed for a variety of electrical components.
  • Components can be arranged in a matrix.
  • Molding compound may have recesses in which electronic components of the electrical components can be arranged.
  • the lead frame may have pads for the electronic components.
  • the connection surfaces can through
  • Lead frame are connected.
  • the recesses with the electronic components arranged therein can with a Potting compound to be potted.
  • the electrical components can be separated by separation processes, such as sawing.
  • the molding compound can be injection molded or transfer molding.
  • MAP matrix array packaging
  • the lead frame may have a sealing frame.
  • the sealing frame can circulate the area of the lead frame in which the electrical components are formed.
  • a lead frame with circumferential sealing frame can be produced, for example, by etching.
  • a ladder frame with circumferential sealing frame can also be produced by a stamping process.
  • the punching process required for the punching process is extremely expensive. With today's punching processes, a lead frame with circumferential sealing frame can not be produced inexpensively.
  • the object of the invention is therefore to prevent leakage of the molding compound during application to the lead frame cost.
  • the invention provides a method for producing
  • electrical components comprising: fixing a stamped lead frame in a mold, wherein the punched lead frame has a plurality of pads, which are for connection of at least one electronic component are formed, and a plurality of connection structures, wherein the connection structures more
  • connection surfaces with each other; Fixing a sealing frame in the mold, wherein the sealing frame completely circumscribes the punched lead frame; and attaching a molding compound to the stamped lead frame and the sealing frame, wherein the molding compound the punched lead frame and the
  • the punched lead frame and the sealing frame are fixed by pins, which are fixed to the mold and holes in the punched lead frame and the sealing frame, in which the pins are accommodated without play.
  • Recesses are formed for electronic components.
  • a molding compound provided on at least one of the punched lead frame and the sealing frame.
  • the anchoring structures have a series of rectangles.
  • Anchoring structures arranged on an inner side of the sealing frame. For example, they can be arranged on each inner side or only on some inner sides of the sealing frame.
  • electronic components are arranged in the recesses, the electronic components electrically connected to the stamped lead frame, and the electronic components are potted in the recesses.
  • the stamped lead frame and the sealing frame may be separate components.
  • the leadframe may have an opening or a through-hole in which the stamped leadframe may be disposed.
  • the invention further provides a component assembly comprising a plurality of electrical components, comprising: a stamped lead frame comprising a plurality of
  • Components are formed, and a plurality of
  • connection structures wherein the connection structures mechanically connect multiple pads together;
  • Sealing frame wherein the sealing frame completely circumscribes the punched lead frame, and a molding mass structure, with a plurality of recesses formed on the connection surfaces, for receiving the electronic components, wherein the
  • the sealing frame is punched or cut by a water jet or by a laser
  • the electronic components are optoelectronic components, light-emitting components, light-emitting diodes or optical sensors.
  • the punched lead frame and the sealing frame are optoelectronic components, light-emitting components, light-emitting diodes or optical sensors.
  • the anchoring structures have a series of rectangles.
  • Sealing frame arranged on an inner side of the sealing frame and facing the punched lead frame.
  • Pads for connecting electronic components and pads for connecting electrical components wherein the pads for connecting electronic components are not in a plane with the pads for connecting electrical components.
  • the stamped lead frame and the sealing frame may be separate components which are not directly but over the
  • the lead frame may have an opening or a through hole in which the stamped lead frame is disposed.
  • Embodiments of the invention are in the figures
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a component arrangement 100
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a component arrangement 100 having a shaped mass structure 200
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of an embodiment of a portion of a stamped lead frame 102;
  • Section of a component arrangement 100 Section of a component arrangement 100.
  • connection As used herein, the terms “connected,””connected,” and “coupled” are used to describe both direct and indirect connection, direct or indirect connection, and direct or indirect coupling.
  • identical or similar elements may be given identical reference numerals, as far as this is concerned
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a component arrangement 100 with a punched leadframe 102 and a sealing frame 104.
  • the punched lead frame 102 may have a plurality of
  • the pads 106 may be arranged in a first direction X and in a second direction Y. They can be arranged in a matrix.
  • the connection surfaces 106 may be designed for electrically connecting electronic components 402 and for electrically connecting electrical components 408 in which the electronic components 402 are arranged, see FIG. 4.
  • the number of connection surfaces 106 provided for an electronic component 402 may correspond to the number of terminals of the electronic component 402.
  • two pads 106 are provided for each electronic component 402.
  • the pads 106 may also serve as receiving structures for the electronic
  • Components 402 serve.
  • An electronic component 402 may be arranged on one of its two connection surfaces 106 provided for the electrical connection, for example by being soldered, glued or sintered thereon.
  • the electronic component 402 can thus simultaneously from the
  • Pad 106 worn and electrically to this
  • the other pad 106 of the two Pads 106 may for electrical connection of the
  • the punched lead frame 102 may have a plurality of
  • connection structures 108 may mechanically interconnect two pads 106.
  • electronic components 402 may be in the first direction X, the second direction Y or diagonally through the
  • Connection structures 108 may be connected. Pads 106, which belong to the electrical connection of a common electronic component 402 are not by a
  • the stamped lead frame 102 may be made of copper and may dissipate heat from the electronic components 402
  • the copper can be coated to
  • the stamped leadframe 102 may be compared to an etch process
  • the stamped lead frame 102 may be disposed in a mold 116.
  • the mold 116 may be part of a mold system and may be flat.
  • Lead frame 102 can by fixing elements 114 in the
  • Mold 116 are fixed in the first direction X and in the second direction Y.
  • a fixing element 114 can for
  • Mold tool 116 is attached, exist. However, the pin and the hole should not form a press fit, since they later when removing the lead frame 102 from the mold 116th be separated from each other. There are six circular ones
  • Fixing elements 114 are provided with other shapes at other locations of the punched lead frame 102.
  • the sealing frame 104 may include an opening or through-hole 118 in which the stamped lead frame 102 may be disposed.
  • the sealing frame 104 may be the punched
  • Lead frame 102 completely circulate. He can for sealing the
  • Molding compound 400 during an injection molding process or
  • the sealing frame 104 may be stamped or etched and made of the same material as the stamped lead frame 102 or other material.
  • the sealing frame 104 may be disposed in the molding tool 116 and fixed by fixing members 112 in the molding tool 116 in the first direction X and in the second direction Y.
  • a fixing element 112 may consist of a hole in the sealing frame 104 and a pin which fits into the hole without play and is fastened to the molding tool 116.
  • Sealing frame 104 shown, but it can also be provided a different number of fixing elements 112 with other shapes at other locations of the sealing frame 104. Since both the punched lead frame 102 and the sealing frame 104 can be fixed in the mold 116, they can also be provided a different number of fixing elements 112 with other shapes at other locations of the sealing frame 104. Since both the punched lead frame 102 and the sealing frame 104 can be fixed in the mold 116, they can also
  • the sealing frame 104 may have anchoring structures 110 for the molding compound 400.
  • the anchoring structures 110 may be arranged on the inside of the sealing frame 104 and facing the punched lead frame 102. They may be arranged on each inner side or only on some inner sides of the sealing frame 104.
  • the anchoring structures 110 may be a series of rectangles located on an inner side of the
  • Sealing frame 104 run. They may also have a different shape and need not extend over an entire inner side of the sealing frame 104.
  • the stamped leadframe 102 may also include anchoring structures 110 that are similar to or identical to the described anchoring structures
  • the anchoring structures 110 may be used for anchoring the molding compound 400 and the
  • Formmasse Math 200 serve, see for example the
  • FIG. 2 shows an exemplary embodiment of a component arrangement 100, as has been described, for example, in connection with FIG. 1.
  • a shaped mass structure 200 can be applied on the component arrangement 100.
  • the molding compound 400 of the molding composition 200 may be formed by a transfer molding method or method
  • Injection molding can be applied and can be, for example, a thermoplastic or a thermosetting plastic. It can be made of silicone or epoxy. A MAP molding method can be used.
  • the molding mass structure 200 may be mounted on the punched lead frame 102 and the seal frame 104. It can mechanically interconnect the stamped lead frame 102 and the sealing frame 104. By anchoring structures 110 on the stamped lead frame 102 and the sealing frame 104, or both, the molding compound 400 of the molding material structure 200
  • the molding compound 400 of the molding compound structure 200 can be structured by the mold system such that it receives recesses 202 for electronic components 402.
  • the recesses 202 may be arranged in the first direction X and in the second direction Y.
  • the distances of the recesses 202 may be uniform in both directions. Shown are fifteen
  • Recesses 202 can also have a different number of
  • Recesses 202 may be present.
  • the recesses 202 may be circular or have another shape, for example quadrangular.
  • the edges of the recesses 202 may be rounded and the walls of the recesses 202 may be made oblique, whereby the further mold is easier to separate from the molding compound 400.
  • the recesses 202 may be dimensioned and arranged such that the connection surfaces 106, which are required for connection of an electronic component 402, are accessible through the recess 202 and can be contacted with the electronic component 402. 3 shows a cross-section of one embodiment of a portion of a stamped leadframe 102.
  • the cross-section of the stamped leadframe 102 may be along line "A-A" in FIG. 1 and show leadframe portions of two components 408.
  • the section of the leadframe 102 may have connection surfaces 300 for the electrical connection of electronic components 402 and connection surfaces 302 for the electrical connection of the electrical components 408.
  • the pads 300 for a common electronic component 408 may be electrically separated from each other.
  • the pads 300 for electronic components 402 and the pads 302 for the electrical components 408 may lie in different planes.
  • the pads 300 for the electronic components 402 may, for example, be bonding pads and may be arranged further in a third direction Z than the pads 302 for the
  • the punched lead frame 102 is manufactured by a stamping process, the
  • FIG. 4 shows a cross section of an exemplary embodiment of a section of a component arrangement 100.
  • the cross section of FIG. 4 shows a cross section of an exemplary embodiment of a section of a component arrangement 100. The cross section of FIG.
  • Component assembly 100 may, for example, lie along line "B-B" in FIG. 2 and pass through two components 408.
  • Recesses 202 in each of which an electronic component 402 is arranged. It is also possible for more than one electronic component 402 to be arranged in a recess 202.
  • the electronic component 402 may be an optoelectronic
  • Component a light emitting device or a
  • LED Light emitting diode It can be an optical sensor, for
  • an infrared (IR) sensor For example, an infrared (IR) sensor.
  • the electronic components 402 can with the
  • Terminal surfaces 300 are connected, for example by
  • Lead frame 102 can traverse the molding compound 400 and at an underside of the electrical components 408 with the
  • Exit pads 302. may be used to connect the electrical components 408, for example surface-mounted device (SMD).
  • SMD surface-mounted device
  • the recesses 202 may be filled with a potting compound 406, so that the electronic components 402 are sealed. Potting compound 406 may be used for the electromagnetic radiation emitted by electronic components 402
  • the potting compound 406 can be used for beam shaping, for example for bundling the electromagnetic radiation, if it is brought into the form of a lens, or for scattering, if the potting compound 406 has scattering particles, or as a reflector.
  • electrical components 408 adjacent in the first direction X or the second direction Y may share a common housing wall.
  • the electrical components 408 may be singulated, for example at a separation point 410. The separation may be along dividing lines that are parallel to the first direction X or parallel to the second
  • Direction Y and between adjacent recesses 202 are made to run, for example by means of a laser, a
  • Lead frame 102 is connected, but only on the
  • Formmassefigured 200 needs when separating electrical components 408, which are arranged on the edge of the punched lead frame 102, only the molding compound 400 are severed.
  • the handling when singulating can be improved by the component carrier assembly 100 before separating on a

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Abstract

Verfahren zum Herstellen von elektrischen Bauteilen (408),umfassend: - Fixieren eines gestanzten Leiterrahmens (102) in einem Formwerkzeug (116), wobei der gestanzte Leiterrahmen (102) eine Mehrzahl von Anschlussflächen (106), die zum Anschluss von mindestens einem elektronischen Bauelement (402) ausgebildet sind, und eine Mehrzahl von Verbindungsstrukturen (108) aufweist, wobei die Verbindungsstrukturen (108) mehrere Anschlussflächen (106) miteinander mechanisch verbinden, - Fixieren eines Dichtrahmens (104) in dem Formwerkzeug (116), wobei der Dichtrahmen (104) den gestanzten Leiterrahmen (102) ganz umläuft, und - Anbringen einer Formmasse (400) an den gestanzten Leiterrahmen (102) und den Dichtrahmen (104), wobei die Formmasse (400) den gestanzten Leiterrahmen (102) und den Dichtrahmen (104) mechanisch verbindet.

Description

Besehreibung
Bauteilanordnung und Verfahren zum Herstellen von elektrischen Bauteilen
Die Erfindung betrifft eine Bauteilanordnung und ein Verfahren zum Herstellen von elektrischen Bauteilen.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2012 109 156.0, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Elektrische Bauteile können mit Hilfe von Mold-Verfahren
hergestellt werden. Bei einem Mold-Verfahren kann eine Formmasse auf einen Leiterrahmen (engl, lead frame) aufgebracht werden. Teile des Leiterrahmens können dabei von der Formmasse bedeckt oder umgeben werden, andere Teile des Leiterrahmens können von der Formmasse freigehalten werden. Die Formmasse kann so geformt werden, dass Gehäuse für die elektrischen Bauteile gebildet werden. Der Leiterrahmen kann zum elektrischen Anschluss der elektrischen Bauteile dienen.
Die Formmasse und der Leiterrahmen können für eine Vielzahl von elektrischen Bauteilen ausgelegt werden. Die elektrischen
Bauteile können dabei matrixförmig angeordnet sein. Die
Formmasse kann Aussparungen aufweisen, in denen elektronische Bauelemente der elektrischen Bauteile angeordnet werden können. Der Leiterrahmen kann Anschlussflächen für die elektronischen Bauelemente aufweisen. Die Anschlussflächen können durch
Verbindungsstrukturen miteinander verbunden sein. Die
elektronischen Bauelemente können elektrisch mit dem
Leiterrahmen verbunden werden. Die Aussparungen mit den darin angeordneten elektronischen Bauelementen können mit einer Vergussmasse vergossen werden. Die elektrischen Bauteile können durch Trennprozesse, wie zum Beispiel Sägen, vereinzelt werden.
Die Formmasse kann durch ein Spritzgussverfahren (injection molding) oder Spritzpressverfahren (transfer molding)
aufgebracht werden. Bei einem Matrix-Feld-Gehäuse-Formverfahren (Matrix Array Packaging-Molding, MAP-Molding) teilen sich benachbarte Bauteile gemeinsame Gehäusewände.
Um ein Auslaufen der Formmasse während des Aufbringens der
Formmasse zu verhindern, kann der Leiterrahmen einen Dichtrahmen aufweisen. Der Dichtrahmen kann den Bereich des Leiterrahmens umlaufen, in dem die elektrischen Bauteile gebildet werden. Ein Leiterrahmen mit umlaufenden Dichtrahmen kann zum Beispiel durch Ätzten hergestellt werden. Ein Leiterrahmen mit umlaufenden Dichtrahmen kann auch durch einen Stanzprozess hergestellt werden. Das für den Stanzprozess erforderliche Stanzwerkzeug ist jedoch extrem aufwändig. Mit heutigen Stanzprozessen lässt sich ein Leiterrahmen mit umlaufenden Dichtrahmen nicht kostengünstig herstellen .
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Auslaufen der Formmasse während des Aufbringens auf den Leiterrahmen kostengünstig zu verhindern .
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen
Patentansprüche gelöst. Mögliche Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung stellt ein Verfahren zum Herstellen von
elektrischen Bauteilen bereit, aufweisend: Fixieren eines gestanzten Leiterrahmens in einem Formwerkzeug, wobei der gestanzte Leiterrahmen eine Mehrzahl von Anschlussflächen, die zum Anschluss von mindestens einem elektronischen Bauelement ausgebildet sind, und eine Mehrzahl von Verbindungsstrukturen aufweist, wobei die Verbindungsstrukturen mehrere
Anschlussflächen miteinander mechanisch verbinden; Fixieren eines Dichtrahmens in dem Formwerkzeug, wobei der Dichtrahmen den gestanzten Leiterrahmen ganz umläuft; und Anbringen einer Formmasse an den gestanzten Leiterrahmen und den Dichtrahmen, wobei die Formmasse den gestanzten Leiterrahmen und den
Dichtrahmen mechanisch verbindet.
In einer Weiterbildung werden der gestanzte Leiterrahmen und der Dichtrahmen durch Stifte, die an dem Formwerkzeug befestigt sind und Löcher in dem gestanzten Leiterrahmen und dem Dichtrahmen, in denen die Stifte spielfrei aufgenommen werden, fixiert.
In einer Weiterbildung wird die Formmasse durch ein
Spritzpressverfahren, ein Spritzgussverfahren oder ein MAP- Molding-Verfahren angebracht, wobei in der Formmasse
Aussparungen für elektronische Bauelemente gebildet werden.
In einer Weiterbildung sind Verankerungsstrukturen für die
Formmasse an mindestens einem von dem gestanzten Leiterrahmen und dem Dichtrahmen vorgesehen.
In einer Weiterbildung weisen die Verankerungsstrukturen eine Folge von Rechtecken auf.
In einer Weiterbildung sind an dem Dichtrahmen vorgesehene
Verankerungsstrukturen an einer Innenseite des Dichtrahmens angeordnet. Sie können zum Beispiel an jeder Innenseite oder auch nur an einigen Innenseiten des Dichtrahmens angeordnet sein .
In einer Weiterbildung werden elektronische Bauelemente in den Aussparungen angeordnet, werden die elektronischen Bauelemente elektrisch mit dem gestanzten Leiterrahmen verbunden, und werden die elektronischen Bauelemente in den Aussparungen vergossen.
In einer Weiterbildung werden die elektrischen Bauteile
vereinzelt .
Bei dem gestanzten Leiterrahmen und dem Dichtrahmen kann es sich um separate Komponenten handeln. Der Leiterrahmen kann eine Öffnung oder ein Durchgangsloch aufweisen, in welcher bzw. in welchem der gestanzte Leiterrahmen angeordnet werden kann.
Die Erfindung stellt weiter eine Bauteilanordnung bereit, mit einer Mehrzahl von elektrischen Bauteilen, aufweisend: einen gestanzten Leiterrahmen, aufweisend eine Mehrzahl von
Anschlussflächen, die zum Anschließen von elektronischen
Bauelementen ausgebildet sind, und eine Mehrzahl von
Verbindungsstrukturen, wobei die Verbindungsstrukturen mehrere Anschlussflächen miteinander mechanisch verbinden; einen
Dichtrahmen, wobei der Dichtrahmen den gestanzten Leiterrahmen ganz umläuft, und eine Formmassestruktur, mit einer Mehrzahl von Aussparungen, die auf den Anschlussflächen gebildet sind, für die Aufnahme der elektronischen Bauelemente, wobei die
Formmassestruktur auf dem gestanzten Leiterrahmen und dem
Dichtrahmen gebildet ist.
In einer Weiterbildung ist der Dichtrahmen gestanzt oder durch einen Wasserstrahl geschnitten oder durch einen Laser
geschnitten .
In einer Weiterbildung sind die elektronischen Bauelemente optoelektronische Bauelemente, lichtemittierende Bauelemente, Leuchtdioden oder optische Sensoren. In einer Weiterbildung weisen mindestens einer von dem gestanzten Leiterrahmen und dem Dichtrahmen
Verankerungsstrukturen für die Formmassestruktur auf. In einer Weiterbildung weisen die Verankerungsstrukturen eine Folge von Rechtecken auf.
In einer Weiterbildung sind Verankerungsstrukturen des
Dichtrahmens an einer Innenseite des Dichtrahmens angeordnet und dem gestanzten Leiterrahmen zugewandt.
In einer Weiterbildung weist der gestanzte Leiterrahmen
Anschlussflächen zum Anschluss von elektronischen Bauelementen und Anschlussflächen zum Anschluss von elektrischen Bauteilen auf, wobei die Anschlussflächen zum Anschluss von elektronischen Bauelementen nicht in einer Ebene mit den Anschlussflächen zum Anschluss von elektrischen Bauteilen liegen.
Der gestanzte Leiterrahmen und der Dichtrahmen können separate Komponenten sein, welche nicht direkt, sondern über die
Formmassestruktur verbunden sind. Der Leiterrahmen kann eine Öffnung oder ein Durchgangsloch aufweisen, in welcher bzw. in welchem der gestanzte Leiterrahmen angeordnet ist. Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren
dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert.
Es zeigen Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer Bauteilanordnung 100;
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel einer Bauteilanordnung 100 mit einer Formmassestruktur 200; Fig. 3 einen Querschnitt eines Ausführungsbeispiels eines Abschnitts eines gestanzten Leiterrahmens 102;
Fig. 4 einen Querschnitt eines Ausführungsbeispiels eines
Abschnitts einer Bauteilanordnung 100.
In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beigefügten Figuren Bezug genommen, die Teil dieser bilden und in denen zur Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeübt werden kann. In dieser Hinsicht wird Richtungsterminologie wie etwa „oben", „unten", „vorne", „hinten", „vorderes", „hinteres", usw. mit Bezug auf die Orientierung der beschriebenen Figur (en)
verwendet. Da Komponenten von Ausführungsformen in einer Anzahl verschiedener Orientierungen positioniert werden können, dient die Richtungsterminologie zur Veranschaulichung und ist auf keinerlei Weise einschränkend. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen benutzt und strukturelle oder logische
Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es versteht sich, dass die Merkmale der hierin beschriebenen verschiedenen
beispielhaften Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch anders angegeben. Die folgende ausführliche Beschreibung 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 Beschreiben sowohl einer direkten als auch einer indirekten Verbindung, eines direkten oder indirekten Anschlusses sowie einer direkten oder indirekten Kopplung. In den Figuren können identische oder ähnliche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen werden, soweit dies
zweckmäßig ist. Der übersichtlichkeitshalber können nicht alle Elemente der Figuren mit eigenen Bezugszeichen versehen sein. Dies gilt insbesondere für Elemente, die identisch zu anderen
Elementen sind. Die Beschreibung und Bezugszeichen können so für alle grafisch gleich dargestellten Elemente in gleicher Weise gelten . Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Bauteilanordnung 100 mit einem gestanzten Leiterrahmen 102 und einem Dichtrahmen 104.
Der gestanzte Leiterrahmen 102 kann eine Vielzahl von
Anschlussflächen 106 aufweisen. Die Anschlussflächen 106 können in einer ersten Richtungen X und in einer zweiten Richtung Y angeordnet sein. Sie können matrixförmig angeordnet sein. Die Anschlussflächen 106 können zum elektrischen Anschluss von elektronischen Bauelementen 402 und zum elektrischen Anschluss von elektrischen Bauteilen 408, in denen die elektronischen Bauelemente 402 angeordnet sind, ausgebildet sein, siehe Fig. 4. Die Anzahl der Anschlussflächen 106, die für ein elektronisches Bauelement 402 vorgesehen sind, kann der Anzahl der Anschlüsse des elektronischen Bauelements 402 entsprechen. In dem
Ausführungsbeispiel sind für jedes elektronische Bauelement 402 zwei Anschlussflächen 106 vorgesehen. Die Anschlussflächen 106 können auch als Aufnahmestrukturen für die elektronischen
Bauelemente 402 dienen. Ein elektronisches Bauelement 402 kann auf einer von seinen zum elektrischen Anschluss vorgesehenen zwei Anschlussflächen 106 angeordnet sein, indem es zum Beispiel auf dieser aufgelötet, aufgeklebt oder gesintert wird. Das elektronische Bauelement 402 kann so gleichzeitig von der
Anschlussfläche 106 getragen und an diese elektrisch
angeschlossen werden. Die andere Anschlussfläche 106 der zwei Anschlussflächen 106 kann zum elektrischen Anschluss des
elektronischen Bauelements 402 dienen.
Der gestanzte Leiterrahmen 102 kann eine Vielzahl von
Verbindungsstrukturen 108 aufweisen. Die Verbindungsstrukturen 108 können zwei Anschlussflächen 106 miteinander mechanisch verbinden. Die Anschlussflächen 106 von benachbarten
elektronischen Bauelementen 402 können in der ersten Richtung X, der zweiten Richtung Y oder diagonal durch die
Verbindungsstrukturen 108 verbunden sein. Anschlussflächen 106, die zum elektrischen Anschluss eines gemeinsamen elektronischen Bauelements 402 gehören, werden nicht durch eine
Verbindungsstruktur 108 verbunden. Der gestanzte Leiterrahmen 102 kann aus Kupfer bestehen und kann zur Abfuhr von Wärme der elektronischen Bauelemente 402
eingesetzt werden. Das Kupfer kann beschichtet sein, zum
Beispiel mit Silber (Ag) , Nickel-Gold (Ni-Au) , Nickel-Silber (Ni-Ag) oder Nickel-Palladium-Gold (Ni-Pd-Au) . Der gestanzte Leiterrahmen 102 kann im Vergleich mit einem Ätzprozess
kostengünstig und schnell, insbesondere durch einen Band (reel to reel ) -Stanzprozess hergestellt werden.
Der gestanzte Leiterrahmen 102 kann in einem Formwerkzeug 116 angeordnet sein. Das Formwerkzeug 116 kann Teil einer Mold- Anlage sein und kann eben ausgebildet sein. Der gestanzte
Leiterrahmen 102 kann durch Fixierelemente 114 in dem
Formwerkzeug 116 in der ersten Richtung X und in der zweiten Richtung Y fixiert werden. Ein Fixierelement 114 kann zum
Beispiel aus einem Loch in dem gestanzten Leiterrahmen 102 und einem Stift, der spielfrei in das Loch passt und an dem
Formwerkzeug 116 befestigt ist, bestehen. Der Stift und das Loch sollen jedoch keine Presspassung bilden, da sie später beim Entnehmen des Leiterrahmens 102 aus dem Formwerkzeug 116 voneinander getrennt werden. Es sind sechs kreisförmige
Fixierelemente 114 an zwei Rändern des gestanzten Leiterrahmens 102 gezeigt, es können jedoch auch eine andere Anzahl von
Fixierelementen 114 mit anderen Formen an anderen Orten des gestanzten Leiterrahmens 102 vorgesehen werden.
Der Dichtrahmen 104 kann eine Öffnung oder ein Durchgangsloch 118 aufweisen, in der der gestanzte Leiterrahmen 102 angeordnet werden kann. Der Dichtrahmen 104 kann den gestanzten
Leiterrahmen 102 ganz umlaufen. Er kann zum Abdichten der
Formmasse 400 während einem Spritzgussverfahren oder
Spritzpressverfahren dienen, das zum Beispiel im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben wird. Der Dichtrahmen 104 kann gestanzt oder geätzt hergestellt werden und aus dem gleichen Material wie der gestanzte Leiterrahmen 102 oder einem anderen Material bestehen .
Der Dichtrahmen 104 kann in dem Formwerkzeug 116 angeordnet sein und durch Fixierelemente 112 in dem Formwerkzeug 116 in der ersten Richtung X und in der zweiten Richtung Y fixiert werden. Ein Fixierelement 112 kann zum Beispiel aus einem Loch in dem Dichtrahmen 104 und einem Stift, der spielfrei in das Loch passt und an dem Formwerkzeug 116 befestigt ist, bestehen. Es sind sechs kreisförmige Fixierelemente 112 an zwei Rändern des
Dichtrahmens 104 gezeigt, es können jedoch auch eine andere Anzahl von Fixierelementen 112 mit anderen Formen an anderen Orten des Dichtrahmens 104 vorgesehen werden. Da sowohl der gestanzte Leiterrahmen 102 als auch der Dichtrahmen 104 in dem Formwerkzeug 116 fixiert werden können, können sie auch
zueinander fixiert sein, dass heißt, einen bestimmten Anstand zueinander aufweisen.
Der Dichtrahmen 104 kann Verankerungsstrukturen 110 für die Formmasse 400 aufweisen. Die Verankerungsstrukturen 110 können auf der Innenseite des Dichtrahmens 104 angeordnet sein und dem gestanzten Leiterrahmen 102 zugewandt sein. Sie können an jeder Innenseite oder auch nur an einigen Innenseiten des Dichtrahmens 104 angeordnet sein. Die Verankerungsstrukturen 110 können eine Folge von Rechtecken sein, die an einer Innenseite des
Dichtrahmens 104 verlaufen. Sie können auch eine andere Form aufweisen und brauchen sich nicht über eine gesamte Innenseite des Dichtrahmens 104 erstrecken. Der gestanzte Leiterrahmen 102 kann ebenfalls Verankerungsstrukturen 110 aufweisen, die ähnlich zu oder identisch mit den beschriebenen Verankerungsstrukturen
110 des Dichtrahmens 104 sein können. Die Verankerungsstrukturen 110 können zum Verankern der Formmasse 400 und der
Formmassestruktur 200 dienen, siehe zum Beispiel die
Beschreibung im Zusammenhang mit Fig. 2.
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Bauteilanordnung 100, wie sie zum Beispiel im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben wurde. Auf der Bauteilanordnung 100 kann eine Formmassestruktur 200 aufgebracht werden. Die Formmasse 400 der Formmassestruktur 200 kann durch ein Spritzpressverfahren oder ein
Spritzgussverfahren aufgebracht werden und kann zum Beispiel ein Thermoplast oder ein Duroplast sein. Sie kann aus Silikon oder Epoxid bestehen. Es kann ein MAP-Molding-Verfahren benutzt werden .
Die Formmassestruktur 200 kann auf den gestanzten Leiterrahmen 102 und den Dichtrahmen 104 angebracht werden. Sie kann den gestanzten Leiterrahmen 102 und den Dichtrahmen 104 mechanisch miteinander verbinden. Durch Verankerungsstrukturen 110 an dem gestanzten Leiterrahmen 102 und dem Dichtrahmen 104, oder beiden, kann die Formmasse 400 der Formmassestruktur 200
verankert werden und eine stabile Verbindung zwischen dem gestanzten Leiterrahmen 102 und dem Dichtrahmen 104 erzeugt werden . Die Formmasse 400 der Formmassestruktur 200 kann durch die Mold- Anlage so strukturiert werden, dass sie Aussparungen 202 für elektronische Bauelemente 402 erhält. Die Aussparungen 202 können in der ersten Richtung X und in der zweiten Richtung Y angeordnet sein. Die Abstände der Aussparungen 202 können in beide Richtungen gleichmäßig sein. Gezeigt sind fünfzehn
Aussparungen 202, jedoch kann auch eine andere Zahl von
Aussparungen 202 vorhanden sein. Die Aussparungen 202 können kreisförmig sein oder eine andere Form, zum Beispiel viereckig, haben. Die Kanten der Aussparungen 202 können gerundet sein und die Wände der Aussparungen 202 können schräg ausgeführt werden, wodurch sich das weitere Formwerkzeug leichter von der Formmasse 400 trennen lässt. Die Aussparungen 202 können so dimensioniert und angeordnet werden, dass die Anschlussflächen 106, die zum Anschluss eines elektronischen Bauelements 402 erforderlich sind, durch die Aussparung 202 zugänglich sind und mit dem elektronischen Bauelement 402 kontaktiert werden können. Fig. 3 zeigt einen Querschnitt eines Ausführungsbeispiels eines Abschnitts eines gestanzten Leiterrahmens 102. Der Querschnitt des gestanzten Leiterrahmens 102 kann zum Beispiel entlang der Linie "A-A" in Fig. 1 liegen und Leiterrahmenbereiche von zwei Bauelementen 408 zeigen. Der Abschnitt des Leiterrahmens 102 kann Anschlussflächen 300 für den elektrischen Anschluss von elektronischen Bauelementen 402 und Anschlussflächen 302 für den elektrischen Anschluss der elektrischen Bauteile 408 aufweisen. Die Anschlussflächen 300 für ein gemeinsames elektronisches Bauelement 408 können elektrisch voneinander getrennt sein. Die Anschlussflächen 302 von verschiedenen elektrischen Bauteilen
408 können miteinander verbunden sein und können beim Vereinzeln der elektrischen Bauteile 408 durchtrennt werden. Die Anschlussflächen 300 für elektronische Bauelemente 402 und die Anschlussflächen 302 für die elektrischen Bauteile 408 können in verschiedenen Ebenen liegen. Die Anschlussflächen 300 für die elektronischen Bauelemente 402 können zum Beispiel Bondpads sein und können weiter in einer dritten Richtung Z angeordnet sein, als die Anschlussflächen 302 für die
elektrischen Bauteile 408. Da der gestanzte Leiterrahmen 102 durch einen Stanzprozess hergestellt wird, können die
verschiedenen Ebenen leichter und kostengünstiger realisiert werden als diese durch einen Atzprozess möglich ist.
Fig. 4 zeigt einen Querschnitt eines Ausführungsbeispiels eines Abschnitts einer Bauteilanordnung 100. Der Querschnitt der
Bauteilanordnung 100 kann zum Beispiel entlang der Linie "B-B" in Fig. 2 liegen und durch zwei Bauelemente 408 laufen.
Gezeigt ist ein Profil einer Formmassestruktur 200 mit
Aussparungen 202, in denen jeweils ein elektronisches Bauelement 402 angeordnet ist. Es können auch mehr als ein elektronisches Bauelement 402 in einer Aussparung 202 angeordnet sein. Das elektronische Bauelement 402 kann ein optoelektronisches
Bauelement, ein lichtemittierendes Bauelement oder eine
Leuchtdiode (LED) sein. Es kann ein optischer Sensor, zum
Beispiel ein Infrarot (IR) -Sensor, sein.
Die elektronischen Bauelemente 402 können mit den
Anschlussflächen 300 verbunden werden, zum Beispiel durch
Klebstoff, elektrisch leitenden Klebstoff, Drahtbonden mit einem Bonddraht 404 oder Löten oder sintern. Der gestanzte
Leiterrahmen 102 kann die Formmasse 400 durchqueren und an einer Unterseite der elektrischen Bauteile 408 mit den
Anschlussflächen 302 austreten. Die Anschlussflächen 302 können zum Anschließen der elektrischen Bauteile 408, zum Beispiel durch Oberflächenmontage ( Surface-mounted Device, SMD) benutzt werden .
Die Aussparungen 202 können mit einer Vergussmasse 406 gefüllt werden, so dass die elektronischen Bauelemente 402 versiegelt werden. Die Vergussmasse 406 kann für die elektromagnetische Strahlung, die von den elektronischen Bauelementen 402
aufgenommen oder abgegeben wird, transparent, d.h. durchlässig, sein. Die Vergussmasse 406 kann zur Strahlformung, zum Beispiel für eine Bündelung der elektromagnetische Strahlung, falls sie in Form einer Linse gebracht wird, oder einer Streuung, falls die Vergussmasse 406 Streupartikel aufweist, oder als Reflektor eingesetzt werden. Vor dem Vereinzeln können sich elektrische Bauteile 408, die in der ersten Richtung X oder der zweiten Richtung Y benachbart sind, eine gemeinsame Gehäusewand teilen. Die elektrischen Bauteile 408 können vereinzelt werden, zum Beispiel an einer Trennstelle 410. Das Auftrennen kann entlang von Trennlinien, die parallel zur ersten Richtung X oder parallel zur zweiten
Richtung Y und zwischen benachbarten Aussparungen 202 verlaufen erfolgen, zum Beispiel mit Hilfe eines Lasers, eines
Wasserstrahls oder eines Bohrers oder durch Sägen oder Stanzen. Da der Dichtrahmen 104 nicht direkt mit dem gestanzten
Leiterrahmen 102 verbunden ist, sondern nur über die
Formmassestruktur 200, braucht beim Vereinzeln von elektrischen Bauteilen 408, die am Rand des gestanzten Leiterrahmens 102 angeordnet sind, nur die Formmasse 400 durchtrennt werden. Die Handhabung beim Vereinzeln kann verbessert werden, indem die Bauteilträgeranordnung 100 vor dem Vereinzeln auf einer
Trägerfolie aufgebracht wird. Bezugszeichenliste
100 Bauteilanordnung
102 gestanzter Leiterrahmen
104 Dichtrahmen
106 Anschlussfläche
108 Verbindungsstruktur
110 Verankerungsstruktur
112 Fixierelement für Dichtrahmen
114 Fixierelement für gestanzten Leiterrahmen
116 Formwerkzeug
118 Öffnung
200 Formmassestruktur
202 Aussparung
300 Anschlussfläche des elektronischen Bauelements
302 Anschlussfläche des elektrischen Bauteils
400 Formmasse
402 elektronisches Bauelement
404 Bonddraht
406 Vergussmasse
408 elektrisches Bauteil
410 Trennstelle
X erste Richtung
Y zweite Richtung
Z dritte Richtung

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Herstellen von elektrischen Bauteilen (408), umfassend :
- Fixieren eines gestanzten Leiterrahmens (102) in einem
Formwerkzeug (116), wobei der gestanzte Leiterrahmen (102) eine Mehrzahl von Anschlussflächen (106), die zum Anschluss von mindestens einem elektronischen Bauelement (402) ausgebildet sind, und eine Mehrzahl von Verbindungsstrukturen (108)
aufweist, wobei die Verbindungsstrukturen (108) mehrere
Anschlussflächen (106) miteinander mechanisch verbinden,
- Fixieren eines Dichtrahmens (104) in dem Formwerkzeug (116), wobei der Dichtrahmen (104) den gestanzten Leiterrahmen (102) ganz umläuft, und
- Anbringen einer Formmasse (400) an den gestanzten Leiterrahmen (102) und den Dichtrahmen (104), wobei die Formmasse (400) den gestanzten Leiterrahmen (102) und den Dichtrahmen (104)
mechanisch verbindet.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
wobei der gestanzte Leiterrahmen (102) und der Dichtrahmen (104) durch Stifte (112, 114), die an dem Formwerkzeug (116) befestigt sind und Löcher (112, 114) in dem gestanzten Leiterrahmen (102) und dem Dichtrahmen (104), in denen die Stifte (112, 114) spielfrei aufgenommen werden, fixiert werden.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
wobei die Formmasse (400) durch ein Spritzpressverfahren, ein Spritzgussverfahren oder ein MAP-Molding-Verfahren angebracht wird, wobei in der Formmasse (400) Aussparungen (202) für elektronische Bauelemente (402) gebildet werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
wobei Verankerungsstrukturen (110) für die Formmasse (400) an mindestens einem von dem gestanzten Leiterrahmen (102) und dem Dichtrahmen (104) vorgesehen sind.
5. Verfahren nach Anspruch 4,
wobei die Verankerungsstrukturen (110) eine Folge von Rechtecken aufweisen .
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5,
wobei an dem Dichtrahmen (104) vorgesehene
Verankerungsstrukturen (110) an einer Innenseite des
Dichtrahmens (104) angeordnet sind.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei
- elektronische Bauelemente (402) in den Aussparungen (202) angeordnet werden,
- die elektronischen Bauelemente (402) elektrisch mit dem gestanzten Leiterrahmen (102) verbunden werden, und
- die elektronischen Bauelemente (402) in den Aussparungen (202) vergossen werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei
die elektrischen Bauteile (408) vereinzelt werden.
9. Bauteilanordnung, mit einer Mehrzahl von elektrischen
Bauteilen (408), umfassend:
- einen gestanzten Leiterrahmen (102), aufweisend eine Mehrzahl von Anschlussflächen (106), die zum Anschließen von
elektronischen Bauelementen (402) ausgebildet sind, und eine Mehrzahl von Verbindungsstrukturen (108), wobei die
Verbindungsstrukturen (108) mehrere Anschlussflächen (106) miteinander mechanisch verbinden;
- einen Dichtrahmen (104), wobei der Dichtrahmen (104) den gestanzten Leiterrahmen (102) ganz umläuft, und
- eine Formmassestruktur (200), mit einer Mehrzahl von Aussparungen (202), die auf den Anschlussflächen (106) gebildet sind, für die Aufnahme der elektronischen Bauelemente (402), wobei die Formmassestruktur (200) auf dem gestanzten
Leiterrahmen (102) und dem Dichtrahmen (104) gebildet ist.
10. Bauteilanordnung nach Anspruch 9,
wobei der Dichtrahmen (104) gestanzt oder durch einen
Wasserstrahl geschnitten oder durch einen Laser geschnitten ist.
11. Bauteilanordnung nach einem der Ansprüche 9 oder 10,
wobei die elektronischen Bauelemente (402) optoelektronische Bauelemente, lichtemittierende Bauelemente, Leuchtdioden oder optische Sensoren sind.
12. Bauteilanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 11,
wobei mindestens einer von dem gestanzten Leiterrahmen (102) und dem Dichtrahmen (104) Verankerungsstrukturen (110) für die
Formmassestruktur (200) aufweisen.
13. Bauteilanordnung nach Anspruch 12,
wobei die Verankerungsstrukturen (110) eine Folge von Rechtecken aufweisen .
14. Bauteilanordnung nach einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei Verankerungsstrukturen (110) des Dichtrahmens (104) an einer Innenseite des Dichtrahmens (104) angeordnet sind und dem gestanzten Leiterrahmen (102) zugewandt sind.
15. Bauteilanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 14,
wobei der gestanzte Leiterrahmen (102) Anschlussflächen (300) zum Anschluss von elektronischen Bauelementen (402) und
Anschlussflächen (302) zum Anschluss von elektrischen Bauteilen (408) aufweist, wobei die Anschlussflächen (300) zum Anschluss von elektronischen Bauelementen (402) nicht in einer Ebene mit den Anschlussflächen (302) zum Anschluss von elektrischen Bauteilen (408) liegen.
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