WO2015140213A1 - Verfarhen zur herstellung eines gehäuses für ein elektronisches bauelement und eines elektronischen bauelements, gehäuse für ein elektronisches bauelement und elektronisches bauelement - Google Patents

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    • B29L2031/3481—Housings or casings incorporating or embedding electric or electronic elements

Definitions

  • Component housing for an electronic component electronic component
  • a method for producing a housing for an electronic component is specified. Furthermore, a
  • Housings for electronic components are often produced in a composite, which is then divided into the individual housings.
  • the housings By the dicing, which usually takes place along mutually orthogonal and parallel separation lines, the housings typically have a rectangular basic shape, which however is not always advantageous.
  • At least one object of certain embodiments is to specify a method for producing a housing for an electronic component that allows a basic housing shape deviating from a rectangular basic shape.
  • Method for producing a housing for a electronic component uses a three-dimensional molding process.
  • a three-dimensional molding process it is possible to produce a housing part which is made of a plastic and which forms at least a part of the housing with a predefined shape.
  • a housing parts composite of a plurality of contiguous plastic housing parts can be produced, that is, a molded part, which consists of a plurality of contiguous
  • Plastic housing parts is formed. Such a molded part can also be referred to as a "panel.” Between the plastic housing parts, areas of the plastic are present, along which they follow the three-dimensional
  • Plastic housing parts is performed.
  • the singling can take place along predetermined separating lines, preferably by means of sawing or cut-off loops. Furthermore you can
  • the dividing lines may preferably be mutually parallel and orthogonal, so that each plastic housing part is released along separation lines from the composite, which form rectangular areas.
  • the three-dimensional molding process is transfer molding.
  • the material to be molded in the case of the housing described here is a plastic material, inserted into a heatable chamber of a mold. From this, the material to be molded is pressed by the action of heat and / or pressure in a mold chamber having a negative mold formed by cavities of the housing parts composite.
  • the three-dimensional molding process is compression molding.
  • the material to be formed in the case of the housing described here a plastic material, is introduced into the molding chamber of a molding tool which has a negative mold formed by cavities of the housing assembly. By the action of heat and / or pressure, the material to be formed is brought into the desired shape.
  • the plastic material may vary depending on the molding process
  • thermoplastic or thermoset For example, the plastic material siloxanes, epoxides, acrylates, methyl methacrylates, imides, carbonates, olefins, styrenes, urethanes or derivatives thereof in the form of monomers, oligomers or polymers and also mixtures, copolymers or compounds with it
  • the plastic material may be an epoxy resin, polymethyl methacrylate (PMMA), polystyrene,
  • Polycarbonate, polyacrylate, polyurethane or a silicone resin such as polysiloxane or mixtures thereof include or be.
  • a molding tool is used for the molding process.
  • the mold has a
  • Form chamber which forms, optionally with inserted into the mold chamber to be formed elements, a negative mold of the housing parts composite to be formed.
  • the molding tool has molding pins in the molding chamber, through which first side surfaces integrally formed in the molding process on each of the
  • the mold pins are thus located at positions that are respectively at or between edges and / or corners of the later isolated plastic housing parts and in the
  • the mold pins have a cross-sectional area parallel to the main extension plane of the GeHousemaschineverbunds, which in the directions perpendicular to the parting lines, along which the housing parts composite is divided into individual plastic housing parts, a greater extent than the dividing lines.
  • the recesses formed in the housing part assembly by the shaping pins are wider than the width of the parting lines, which may be, for example, sawing or cut-off marks.
  • Separating method for dividing the housing parts composite into a plurality of individual plastic housing parts on each of the plastic housing parts second side surfaces generated, which also form outer surfaces of the plastic housing parts.
  • the second side surfaces are due to the different manufacturing process of the first side surfaces distinguishable, since the second side surfaces according to the performed separation process can have processing marks, such as grinding or sawing traces, which can be detected at least by microscopic methods. Since the first side surfaces are produced by the molding process, they have no traces of such a separation process.
  • a method for producing a housing for an electronic component has the following features:
  • the molding process is transfer-transfer molding or
  • the housing parts composite is divided into a plurality of individual plastic housing parts, each of which forms at least part of a housing.
  • a mold is used for the molding process, the
  • Forming pins are formed by the formed during the molding process first side surfaces on each of the plastic housing parts.
  • Plastic housing parts second side surfaces generated.
  • the first and second side surfaces form outer surfaces of the isolated plastic housing parts.
  • a housing for an electronic component by the herein
  • Plastic housing part with molded-on first side surfaces and second side surfaces produced by a separation process on, wherein the first and second side surfaces form outer surfaces of the plastic housing part.
  • an electronic component is produced with a housing which comprises the method for producing the housing.
  • an electronic component has a housing produced by means of the method described here.
  • housing parts are made in a composite of a plurality of housing parts, from which the individual housing parts for the components are detached by dicing.
  • the singling is preferably carried out along parallel and mutually perpendicular sawing lines, so that the individual housing parts without the additional first side surfaces, which are produced by the molding process, would have rectangular base surfaces, which are usually perpendicular to the base surface, due to the second side surfaces produced by the separation process.
  • rectangular shapes are unfavorable in some cases, such as when a component in a round
  • Recess for example, in a corresponding recess of a lens, to be arranged or inclined
  • Performance is less good than in devices made by transfer molding or compression molding.
  • the molding tool used for the method of manufacturing an electronic component housing described herein comprises lower and upper mold halves which, when joined together, form a cavity in which
  • the lower and the upper mold halves can each be formed in one or more pieces and form the mold chamber, which,
  • Shaping pins that lead to the formation of the first side surfaces are part of the lower and / or upper
  • the mold pins are as elevations in the lower and / or upper
  • Mold half formed. It may also be that the form of pins are formed in two parts, for example, and each mold pin has a part which is part of the lower mold half, while the other part of each mold pin is part of the upper mold half. In this Case, the mold pins are thus formed by the joining of the lower and upper mold half. Should the housing parts surface structures such as
  • Mold half further surveys or depressions as a negative mold of the desired surface structures
  • Forming tool in addition to the form of pins form elements to be present, through which in the molding process cavities, ie recesses or recesses in the
  • plastic housing parts of the housing parts composite are produced.
  • the mold elements can be parts of the same mold half as the mold pins and thus protrude from the same side into the mold chamber as the mold pins.
  • Plastic housing parts each have a lead frame unit, to which the respective plastic housing part is formed.
  • a lead frame unit and a molded plastic housing part can form a so-called QFN housing (QFN: "quad flat no leads") or at least a part thereof
  • Lead frame assembly of a plurality of contiguous lead frame units of the housing parts composite are formed.
  • the ladder frame composite will be in front of the
  • Leadframe composite is then together with the
  • the mold pins are on the lead frame composite during the molding process.
  • the mold pins can seal with the lead frame composite, ie in one for the
  • the mold pins for this purpose may be part of an upper mold half, while the lead frame composite is inserted into the lower mold half before the molding process.
  • the molding tool has, in addition to the mold pins, mold elements through which cavities are produced in the plastic housing parts of the housing parts composite during the molding process. In the cavities, a part of a ladder frame unit may preferably be free of plastic.
  • plastic housing parts are produced, the bottom surface are formed by parts of the respective leadframe unit.
  • the mold pins lie on the ladder frame assembly during the molding process, the mold pins and mold elements preferably have the same height.
  • Mold half facing away from the surface of the lead frame composite is formed. This makes it possible that the same tolerances apply to the mold pins as well as to the mold elements, so that during the separation process, for example by sawing no flicker or the like arises. Because of that Form pins rest on the ladder frame assembly and seal with this, are in the later isolated
  • Plastic housing parts areas of the lead frame visible on the first side surfaces It may be particularly advantageous if the regions of the leadframe composite along the separating lines for singling at least partially have a full material thickness, that is to say a maximum thickness of the leadframe. Furthermore, it may be advantageous if the
  • Mold half a ladder frame compound inserted, which has openings in the areas in which
  • closed mold mold pins are present.
  • the mold pins can, for example, at the top
  • Mold half be arranged and through the
  • the mold pins are part of the lower mold half, in the the ladder frame assembly is inserted before the molding process, so that the mold pins already after the arrangement of
  • Leadframe composite project in the lower mold half through the openings in the lead frame composite. It is particularly advantageous here, when the mold pins with the opposite, so in the present case the upper, mold half rest and seal with this. Does the mold in addition to the mold pins on mold elements through which in the molding process cavities in the form of
  • a part of a respective leadframe unit is free of plastic
  • the mold elements have a lower height than the mold pins, since the mold pins protrude through the ladder frame assembly, while the mold elements rest on the ladder frame assembly.
  • shaped pins therefore preferably have a height which is greater by the conductor frame thickness than the shaped elements.
  • the lead frame needs
  • Lead frame area with full material thickness can put on. Furthermore, it can be achieved with advantage that in the region of the first side surfaces, the lead frame material is at least partially deformed by the plastic, so that the lead frame units are concealed in the region of the first side surfaces of the plastic material. According to a further embodiment, an electronic component is used to produce an electronic component
  • the electronic semiconductor chips can be, for example, optoelectronic semiconductor chips, such as light-emitting diode chips or photodiode chips. Furthermore, the semiconductor electronic chips can also be others, not ⁇ optoelectronically active semiconductor chips, such as transistors or integrated circuits. The semiconductor chips may have additional layers, for example in the case of light-emitting semiconductor chips
  • the semiconductor chip is formed by means of the molding process with the plastic housing part. This can be used to advantage in the process for
  • a plurality of semiconductor chips are provided on a foil or a lead frame composite.
  • the mold pins are on the film during the molding process and preferably sealed with this. In such a foil-assisted molding process, therefore, a
  • Plastic material to form the Gescousemaschineverbunds be transformed. Furthermore, it is also possible, a film-assisted method in conjunction with a
  • an electronic component has a housing which is produced by the method described here and in which at least one
  • At least one first side surface adjoins a second side surface.
  • a second side surface may also adjoin a first side surface on two sides.
  • a first side surface on two sides may each adjoin a second side surface.
  • two first side surfaces adjoin one another, which in turn each adjoin second side surfaces.
  • Adjacent side surfaces form outer edges of the plastic housing part.
  • an outer edge which by a first and a second adjacent thereto
  • Plastic housing part preferably at least a first
  • the angle under which the side surfaces abut each other may be, for example, a 135 ° angle or a 120 ° angle. In addition, other angles between the first and second side surfaces are possible. According to a further embodiment, the
  • Plastic housing part has a basic shape that deviates from a rectangular basic shape.
  • Plastic housing part can in particular the
  • the basic shape can be defined for example by a base of the plastic housing part, such as for example by a bottom.
  • Plastic housing part may in this case have second side surfaces, which are each arranged in pairs at right angles or in parallel.
  • the plastic housing part in particular exclusively to each other in pairs parallel or at right angles arranged second side surfaces in addition to the first side surfaces, so that the
  • Plastic housing part would have a rectangular basic shape without the first side surfaces due to the second side surfaces.
  • the first side surfaces are non-rectangular and non-parallel to the second side surfaces, resulting in one of a rectangular basic shape
  • the second side surfaces may in particular be straight surfaces, while the first side surfaces may be straight, kinked or curved
  • Plastic housing part has a polygonal shape, such as a five-, six-, seven- or octagonal shape or a shape with even more corners, the corners here by the outer edges of two adjacent to each other Side surfaces are formed.
  • a polygonal shape such as a five-, six-, seven- or octagonal shape or a shape with even more corners, the corners here by the outer edges of two adjacent to each other Side surfaces are formed.
  • Plastic housing part also have curved side surfaces which in a sectional plane parallel to the main extension plane of the plastic housing part a bend along a
  • At least one first side surface has an inclination that deviates from and is different from an inclination of a second side surface.
  • Main extension plane of the plastic housing part or parallel to this. Due to one or more tilted first side surfaces, the cross section of the plastic housing part in different sectional planes parallel to the main extension plane of the
  • Side surfaces of different inclination mold pins can be used, which have a conical shape, that is, for example, have a cross section, which becomes smaller with increasing distance to the mold half, the part of the mold pins.
  • the mold pins can in this case, for example, as a cylinder or truncated cones or
  • At least one first side surface has a depression or bulge.
  • the depression or bulge can in particular a
  • an optical element such as an optical element, or a latching element for fixing a further element on the component.
  • the shape of the housing and components is largely freely possible, so that outer surfaces,
  • first outer surfaces in particular first outer surfaces, as alignment or
  • first side surfaces that form chamfers or fillets may serve as alignment or attachment surfaces in a circular recess under a lens.
  • surface structures for the attachment of the housing or the component itself or other elements are possible.
  • the housing or electronic component due to latching elements in the first side surfaces with an electrical
  • the first side surfaces which are not produced by a separation process outer surfaces, but by the mold and, where appropriate, used
  • Lead frames can be defined, very tight tolerances exhibit. This may make it possible to standard tolerances in separation processes such as a saw or
  • a separation process no longer be destroyed, they can for example be available for markers such as a laser code for registration and traceability of a device.
  • Figure 1 is a schematic representation of a method for
  • Figures 2 to 7B are schematic representations of components and method steps of a method for
  • Figures 8A and 8B are schematic representations of a
  • FIGS. 9A to 20 are schematic representations of
  • Figures 21A to 22D are schematic representations of forms of
  • Figures 23 and 24 are schematic representations of a
  • identical, identical or identically acting elements can each be provided with the same reference numerals.
  • the illustrated elements and their proportions with each other are not to be regarded as true to scale, but individual elements, such as layers, components, components and areas, for better representation and / or better understanding may be exaggerated. If a multiplicity of similar elements or components are shown in a figure, only some of these similar elements or components may be provided with reference numerals for the sake of clarity.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a method for producing a housing for an electronic component.
  • a housing part assembly of a plurality of contiguous plastic housing parts is produced in a three-dimensional molding process with a plastic.
  • Method step 200 the housing parts composite in a separation process in a plurality of individual Plastic housing parts divided, each of which forms at least part of a housing.
  • QFN housing is formed.
  • a molding process selected from transfer transfer molding or compression molding is used, in which a lead frame is encapsulated with a plastic. This results in a so-called benefit, if necessary after further assembly and
  • FIG. 2 shows a method step in which a leadframe composite 10 is provided.
  • Lead frame composite 10 has a plurality of
  • Lead frame units 11 which are indicated by the dashed lines.
  • the leadframe units 11 are interconnected in the leadframe assembly 10 and form a matrix of leadframe units 11, respectively.
  • Each of the leadframe units 11 is shown in FIG.
  • the lead frame assembly 10 has in regions between the leadframe units 11 broadening of the gap 14. Together with depressions in a rear side of the leadframe, which can be seen, for example, in FIG. 5B, these form areas with a reduced material thickness of
  • the ladder frame assembly has openings 14 which are each surrounded by four lead frame units 11 and conductor frame parts 12.
  • the openings 14 are nearly diamond-shaped, so that the leadframe units 11 essentially have an octagonal basic shape. Slight deviations from this basic form arise for example by areas between the leadframe units 11, which are provided for later isolation.
  • a molding tool 90 is provided into which the leadframe composite 10 is inserted.
  • the mold 90 has an upper mold half 91 and a lower mold half 92, which may be one or more parts and which together form a mold cavity formed by a cavity in which
  • Lead frame composite 10 is arranged.
  • the representation of FIG. 4 corresponds to a plan view of the underside of the upper mold half 91 forming part of the mold chamber, viewed from the bottom
  • the cut plane marked AA indicates the cutting plane shown in FIG.
  • the mold 90 may comprise further parts for carrying out the molding process, which are known to the person skilled in the art according to the molding process used and are therefore not shown here for clarity.
  • Forming tool half 91 forming pins 93 on.
  • the forming pins 93 are formed to be a diamond-shaped
  • the forming tool 90 has, as part of the upper mold half 91, mold elements 94 which likewise rest on the ladder frame 10 and through which cavities are defined in the molding process in which a part of a ladder frame unit 11 is free of plastic. Since the upper mold half 91 rests with the mold pins 93 and the mold members 94 exclusively on the lead frame assembly 10, all sealing surfaces for the molding process in a plane formed by the top of the lead frame composite 10, so that for the Forming pins 93 the same tolerances apply as for the mold elements 94th
  • a three-dimensional molding process which is transfer transfer molding or compression molding, enters the molding chamber formed by the mold halves 91, 92
  • Plastic introduced, which fills the cavities in the mold chamber and so forms a housing part assembly 20 of a plurality of plastic housing parts 21, which is shown in Figures 5A and 5B.
  • the form
  • FIG. 5A shows a plan view of an upper side of the housing assembly 30, while FIG. 5B shows a plan view of a lower side of the housing partially formed by the ladder frame assembly 10
  • Housing composite 30 represents. Accordingly, the form
  • Lead frame unit 11 a single plastic housing part 21 and a single housing 31 marked.
  • the housing assembly 30 has openings 34 which are produced by the molding process and in particular by the molding pins 93.
  • the openings 34 are surrounded by side surfaces 23, which due to the
  • Manufacturing process formed first side surfaces 23 of the later isolated housing 31 result. Furthermore, the housing assembly for each housing 31 on a cavity 22 which are generated in the molding process by the mold members 94 and in which the respective leadframe unit 11 is partially exposed and thus accessible to an electronic Mounting and contacting a device such as an electronic semiconductor chip.
  • Dividing lines 50 are marked along which a
  • the singulation can be carried out by means of a suitable separation process such as, for example, sawing or cut-off grinding or another as described above
  • Dividing lines 50 are mutually orthogonal and aligned in parallel.
  • FIGS. 7A and 7B a corresponding isolated housing 91 is shown in a plan view of an upper side according to FIG. 7 and in a plan view of an underside according to FIG. 7B formed essentially by the ladder frame unit 11.
  • the housing 31 has, in addition to the first
  • Separation method are generated and which, unlike the first side surfaces 23 may have traces of the separation process. Due to the contact and the sealing of the
  • the plastic housing part 21 and thus the housing 31st has a different basic shape of a rectangular basic shape.
  • Plastic housing part 21 and thus the housing 31 has an octagonal basic shape.
  • FIGS. 19A to 19E further exemplary basic shapes for the plastic housing part 21 are described below.
  • FIGS. 8A and 8B are schematic representations of an embodiment of an electronic component 40, which is one according to the previous description
  • FIG. 8B corresponds to a section along the sectional plane AA through the electronic component 40 shown in FIG. 8A in a plan view from an upper side.
  • the electronic component 40 has an electronic semiconductor chip 41 in the housing 31, which on the
  • the electronic semiconductor chip 41 may, for example, be an optoelectronic semiconductor chip, such as a light-emitting diode chip or a photodiode chip. Furthermore, the electronic semiconductor chip can also be another, non-optoelectronically active semiconductor chip, such as a transistor or an integrated circuit.
  • the electronic semiconductor chip 41 and, correspondingly, the design of the leadframe 11 are purely exemplary and, depending on the design of the semiconductor chip 41, can deviate from the illustration shown. Furthermore, it is also possible that further elements, such as further electronic components, are arranged in the housing 31. Moreover, it is also possible that other, non-electronic components are arranged in or on the housing 31.
  • light-emitting semiconductor chips 41 may be provided with a wavelength conversion substance in the form of a conversion plate or encapsulation in cavity 22 or on semiconductor chip 41.
  • a wavelength conversion substance in the form of a conversion plate or encapsulation in cavity 22 or on semiconductor chip 41.
  • an opaque lid may be disposed on the housing 31.
  • Semiconductor chip 41 can be either before the described in connection with the previous figures separating step for
  • the housing 31 a non-rectangular basic shape, in which the first side surfaces 23 as
  • Chamfers are formed in addition to the second side surfaces 24, it is possible, for example, in the case of a light-emitting device 40, this easier to mount under a lens with a round recess than a corresponding component with a rectangular
  • FIGS. 9A and 9B show further exemplary embodiments of molding tools 90, by means of which a housing 31 and correspondingly an electronic component 40, which is shown in FIG. 10, can be produced.
  • the molding pins 93 have a smaller cross-section than the openings 14 of the lead frame assembly 10.
  • the mold pins 93 are preferably on the lower
  • the mold pins 93 preferably have a length which corresponds to a sum of the height of the mold elements 94 and the thickness of the lead frame composite 10.
  • FIG. 9B shows a further exemplary embodiment of a molding tool 90, in which the molding pins 93, as an alternative to the embodiment of FIG. 9A, are part of the lower part
  • Forming tool half 92 are and accordingly abut against the upper mold half and seal with this.
  • Shaping tool 90 shown in comparison to the mold 90 of Figure 3 has no cylindrical but tapered shape pins 93 and with which a housing 31, an electronic component 40 can be produced, which is shown in Figure 12.
  • first side surfaces 23 may be made having an inclination different than the inclination of the second side surfaces 24 due to the inclination of the second side surfaces 24 Separation process are usually perpendicular to the base.
  • the electronic component 40 or the housing 31 of the exemplary embodiment of FIG. 12 thus represents a modification of the electronic component 40
  • FIG. 13 there is shown another embodiment of a mold 90 which is a modification of the mold 90 shown in Figure 9A and in which, as in the mold 90 of Figure 11, the mold pins 93 have a tapered neck extending from the first mold half 91 Have cross-sectional area.
  • an electronic component 40 can thereby be produced with a housing 31 which, as in the case of the exemplary embodiment shown in FIG.
  • Ladder frame unit 11 in the region of the first side surfaces 23 transforms, wherein the conical shape of the mold pins 93, the side surfaces 23 have an inclination different from the inclination of the second side surfaces.
  • FIG. 15 shows a further exemplary embodiment of a molding tool 90, which represents a modification of the molding tool 90 shown in FIG. 9B, in which the
  • Forming pins 93 are part of the lower mold half 92.
  • the form pins 93 have as in the previous two
  • Embodiments of Figures 11 and 13 conical shapes, so that, as shown in Figure 16, a housing 31 can be made for an electronic component 40 having inclined side surfaces 23. Due to the arrangement of the mold pins 93 as part of the lower mold half 92, the side surfaces 23 according to the embodiment of Figure 16 is an opposite inclination compared to the embodiments of Figures 12 and 14 on.
  • FIG. 17 shows a further exemplary embodiment of a molding tool 90, which in comparison with the previous molding tools has molding pins 93 as part of the lower mold
  • Mold tool half 92 and further mold pins 93 as part of the upper mold half 91 has.
  • the mold pins 93 of the two mold halves 91, 92 are in the closed mold 90 on each other and sealed from each other, so that by the assembly of the mold halves 91, 92, the final mold pins are formed.
  • the mold pins 93 each have a conical shape, so that, as shown in Figure 16, a housing 31 for an electronic component 40 can be produced, which has kinked side surfaces 23 with differently inclined partial surfaces.
  • first side surfaces 23 which have differently inclined partial regions for the formation of functionalities, as shown purely by way of example in FIGS. 19 and 20.
  • the first side surfaces 23 point in this
  • Embodiments depressions or bulges which may be formed, for example, as adjustment aids or latching elements, by means of which additional
  • FIGS. 21A to 21E plan views are shown
  • FIGS. 22A to 220D correspondingly, cross-sectional shapes of the molding pins 93 are shown in FIGS. 22A to 220D.
  • the basic form shown in FIG. 21A corresponds to the basic form shown in connection with the previous exemplary embodiments.
  • the first side surfaces 23 are by means of
  • FIG. 21B shows a further exemplary embodiment, in which the plastic housing part 21 has a hexagonal shape, in each case two first side surfaces 23 adjoin one another and form a common outer edge.
  • a corresponding cross-sectional shape of suitable mold pins 93 is shown for this purpose, which has a rhombic shape in contrast to the exemplary embodiment of FIG. 22A.
  • the hexagonal basic shape shown in Fig. 21B may be
  • a plurality of electronic components 40 are to be arranged with such a basic shape in a hexagonal matrix.
  • Matrix for example, as an RGB matrix, are arranged.
  • FIG. 21C shows an exemplary embodiment in which the first side surfaces 23 in the plan view have a circular segment-shaped curvature.
  • Fig. 22C is a corresponding cross-sectional shape suitable for this purpose
  • Shaped pins 93 are shown.
  • FIGS. 21D and 21E exemplary embodiments of plastic housing parts 21 are shown in which the first
  • Side surfaces 23 have an outwardly curved curve, which may be advantageous, for example, in an arrangement of an electronic component under a round optical element such as a lens.
  • a cross-sectional area for correspondingly shaped mold pins 93 is shown.
  • Figure 23 is an embodiment of a
  • the electronic component 40 which has a housing 31 with a plastic housing part 21, which is formed directly on a semiconductor chip 41. By means of subsequently applied contact elements 44, the semiconductor chip 41 can be electrically mounted and contacted.
  • the housing 31 of the electronic component 40 according to the
  • Embodiment in FIG. 23 may be that described in connection with the previous embodiments
  • Plastic housing part 21 have, such as inclined first side surfaces 23 and / or first side surfaces with
  • FIG. 24 shows an exemplary embodiment of a molding tool 90 which is suitable for producing the housing part 21 shown in FIG.
  • Mold half 91 only the mold pins 93 on.
  • a film is placed thereon with semiconductor chips 41, wherein the After the mold halves 91 and 92 have been assembled, mold pins 93 terminate on foil 43 and seal with them.
  • the semiconductor chips 41 can be as desired
  • trained housing parts composite are formed from a plastic, which can then be divided by dividing into individual electronic components 40 with correspondingly shaped housings 31 and plastic housing parts 21.
  • the semiconductor chips 41 on the film 43 may, for example, additional elements, such as in the case of
  • Such a film assisted molding process may also be used in conjunction with the previously described embodiments.

Landscapes

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Abstract

Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses (31) für ein elektronisches Bauelement (40)angegeben, bei dem in einem dreidimensionalen Formprozess mit einem Kunststoff ein Gehäuseteileverbund (20) einer Mehrzahl zusammenhängender Kunststoffgehäuseteile (21) hergestellt wird unddurch ein Trennverfahren der Gehäuseteileverbund (20) in eine Mehrzahl einzelner Kunststoffgehäuseteile (21) zerteilt wird, von denen jedes zumindest einen Teil eines Gehäuses (31) bildet, wobei der Formprozess Transfer-Spritzpressen oder Formpressen ist,wobei für den Formprozess ein Formwerkzeug (90) verwendet wird, das Formstifte (93) aufweist, durch die beim Formprozess angeformte erste Seitenflächen (23) an jedem der Kunststoffgehäuseteile (21) erzeugt werden,wobei durch das Trennverfahren an jedem der Kunststoffgehäuseteile (21) zweite Seitenflächen (24) erzeugt werden undwobei die ersten und zweiten Seitenflächen (23, 24) Außenflächen der Kunststoffgehäuseteile (21) bilden. Weiterhin werden ein Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauelements mit einem solchen Gehäuse, ein Gehäuse für ein elektronisches Bauelement und ein elektronisches Bauelement mit einem solchen Gehäuse angegeben.

Description

Beschreibung
Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses für ein
elektronisches Bauelement und eines elektronischen
Bauelements, Gehäuse für ein elektronisches Bauelement elektronisches Bauelement
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2014 103 942.4, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses für ein elektronisches Bauelement angegeben. Weiterhin wird ein
Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Bauelements mit einem solchen Gehäuse angegeben. Weiterhin werden ein Gehäuse für ein elektronisches Bauelement und ein
elektronisches Bauelement mit einem solchen Gehäuse
angegeben .
Gehäuse für elektronische Bauelement werden oft in einem Verbund hergestellt, der dann in die einzelnen Gehäuse zerteilt wird. Durch das Zerteilen, das üblicherweise entlang zueinander orthogonaler und paralleler Trennungslinien erfolgt, weisen die Gehäuse typischerweise eine rechteckige Grundform auf, die jedoch nicht immer vorteilhaft ist.
Zumindest eine Aufgabe von bestimmten Ausführungsformen ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses für ein elektronisches Bauelement anzugeben, das eine von einer rechteckigen Grundform abweichende Gehäusegrundform erlaubt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird bei einem
Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses für ein elektronisches Bauelement ein dreidimensionaler Formprozesses verwendet. Durch einen solchen dreidimensionalen Formprozess ist es möglich, ein Gehäuseteil, das aus einem Kunststoff ist und das zumindest einen Teil des Gehäuses bildet, mit einer vordefinierten Form herzustellen. Insbesondere kann hierbei ein Gehäuseteileverbund einer Mehrzahl zusammenhängender Kunststoffgehäuseteile hergestellt werden, also ein Formteil, das aus einer Vielzahl zusammenhängender
Kunststoffgehäuseteile gebildet wird. Ein solches Formteil kann auch als Nutzen („panel") bezeichnet werden. Zwischen den Kunststoffgehäuseteilen sind Bereiche aus dem Kunststoff vorhanden, entlang derer nach dem dreidimensionalen
Formprozess eine Vereinzelung zur Trennung der
Kunststoffgehäuseteile durchgeführt wird. Die Vereinzelung kann entlang vorgestimmter Trennlinien bevorzugt mittels Sägen oder Trennschleifen erfolgen. Weiterhin können
beispielsweise auch Brechen, Ritzen, Stanzen, Lasertrennen oder eine Kombination der genannten Verfahren zur
Vereinzelung durchgeführt werden. Die Trennlinien können bevorzugt zueinander parallel und orthogonal sein, so dass jedes Kunststoffgehäuseteil entlang von Trennlinien aus dem Verbund herausgelöst wird, die rechteckige Bereiche bilden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der dreidimensionale Formprozess Transfer-Spritzpressen ("transfer molding").
Dabei wird das zu formende Material, im Falle des hier beschriebenen Gehäuses ein Kunststoffmaterial , in eine heizbare Kammer eines Formwerkzeugs eingelegt. Von dieser wird das zu formende Material durch Einwirkung von Wärme und/oder Druck in eine Formkammer gepresst, die eine durch Hohlräume gebildete Negativform des Gehäuseteileverbunds aufweist . Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der dreidimensionale Formprozess Formpressen ( "compression molding"). Dabei wird das zu formende Material, im Falle des hier beschriebenen Gehäuses ein Kunststoffmaterial , in die Formkammer eines Formwerkzeugs eingebracht, die eine durch Hohlräume gebildete Negativform des Gehäuseverbunds aufweist. Durch Einwirkung von Wärme und/oder Druck wird das zu formende Material in die gewünschte Form gebracht. Das Kunststoffmaterial kann je nach Formprozess
beispielsweise ein Thermoplast oder ein Duroplast aufweisen oder daraus sein. Beispielsweise kann das Kunststoffmaterial Siloxane, Epoxide, Acrylate, Methylmethacrylate, Imide, Carbonate, Olefine, Styrole, Urethane oder Derivate davon in Form von Monomeren, Oligomeren oder Polymeren und weiterhin auch Mischungen, Copolymeren oder Verbindungen damit
aufweisen. Beispielsweise kann das Kunststoffmaterial ein Epoxidharz, Polymethylmethacrylat (PMMA) , Polystyrol,
Polycarbonat , Polyacrylat, Polyurethan oder ein Silikonharz wie etwa Polysiloxan oder Mischungen daraus umfassen oder sein .
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird für den Formprozess ein Formwerkzeug verwendet. Das Formwerkzeug weist eine
Formkammer auf, die, gegebenenfalls mit in die Formkammer eingelegten zu umformenden Elementen, eine Negativform des zu formenden Gehäuseteileverbunds bildet. Insbesondere weist das Formwerkzeug Formstifte in der Formkammer auf, durch die beim Formprozess angeformte erste Seitenflächen an jedem der
Kunststoffgehäuseteile erzeugt werden. Insbesondere werden durch die Formstifte die ersten Seitenflächen als
Außenflächen der später vereinzelten Kunststoffgehäuseteile hergestellt. Mit anderen Worten befindet sich in der Formkammer des Formwerkzeugs eine Mehrzahl von Formstiften, die nicht dafür vorgesehen sind, Kavitäten oder andere
Hohlräume innerhalb der Gehäuseteile herzustellen, sondern die dazu dienen, Außenflächen bildende erste Seitenflächen zu erzeugen. Die Formstifte befinden sich somit an Positionen, die jeweils an oder zwischen Kanten und/oder Ecken der später vereinzelten Kunststoffgehäuseteile liegen und die im
fertiggestellten aber noch nicht vereinzelten
Gehäuseteileverbund in diesen Bereichen Aussparungen,
insbesondere durchgehende Öffnungen, bewirken.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weisen die Formstifte eine Querschnittsfläche parallel zur Haupterstreckungsebene der Gehäuseteileverbunds auf, die in den Richtungen senkrecht zu den Trennlinien, entlang derer der Gehäuseteileverbund in einzelne Kunststoffgehäuseteile zerteilt wird, eine größere Ausdehnung aufweisen als die Trennlinien. Mit anderen Worten sind die durch die Formstifte gebildeten Aussparungen im Gehäuseteileverbund breiter als die Breite der Trennlinien, die beispielsweise Säge- oder Trennschleifspuren sein können. Dadurch ergeben sich beim Zerteilen des Gehäuseteilenutzens die durch die ersten Seitenflächen gebildeten Außenwände der Kunststoffgehäuseteile, die nicht durch das Trennverfahren, sondern durch das Formwerkzeug und insbesondere durch die Formstifte definiert werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden durch das
Trennverfahren zur Zerteilung des Gehäuseteileverbunds in eine Mehrzahl einzelner Kunststoffgehäuseteile an jedem der Kunststoffgehäuseteile zweite Seitenflächen erzeugt, die ebenfalls Außenflächen der Kunststoffgehäuseteile bilden. Die zweiten Seitenflächen sind aufgrund des unterschiedlichen Herstellungsverfahrens von den ersten Seitenflächen unterscheidbar, da die zweiten Seitenflächen entsprechend dem durchgeführten Trennverfahren Bearbeitungsspuren aufweisen können, so beispielsweise Schleif- oder Sägespuren, die zumindest mit mikroskopischen Verfahren nachweisbar sein können. Da die ersten Seitenflächen durch den Formprozess hergestellt werden, weisen diese keine Spuren eines solchen Trennverfahrens auf.
Gemäß einer weiteren, besonders bevorzugten Ausführungsform weist ein Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses für ein elektronisches Bauelement die folgenden Merkmale auf:
- In einem dreidimensionalen Formprozess wird mit einem
Kunststoff ein Gehäuseteileverbund einer Mehrzahl
zusammenhängender Kunststoffgehäuseteile hergestellt.
- Der Formprozess ist Transfer-Spritzpressen oder
Formpressen .
- Durch ein Trennverfahren wird der Gehäuseteileverbund in eine Mehrzahl einzelner Kunststoffgehäuseteile zerteilt, von denen jedes zumindest einen Teil eines Gehäuses bildet. - Für den Formprozess wird ein Formwerkzeug verwendet, das
Formstifte aufweist, durch die beim Formprozess angeformte erste Seitenflächen an jedem der Kunststoffgehäuseteile erzeugt werden.
- Durch das Trennverfahren werden an jedem der
Kunststoffgehäuseteile zweite Seitenflächen erzeugt.
- Die ersten und zweiten Seitenflächen bilden Außenflächen der vereinzelten Kunststoffgehäuseteile .
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist ein Gehäuse für ein elektronisches Bauelement, das durch das hier
beschriebene Verfahren hergestellt wird, ein
Kunststoffgehäuseteil mit angeformten ersten Seitenflächen und durch ein Trennverfahren erzeugte zweite Seitenflächen auf, wobei die ersten und zweiten Seitenflächen Außenflächen des Kunststoffgehäuseteils bilden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird ein elektronisches Bauelement mit einem Gehäuse hergestellt, das das Verfahren zur Herstellung des Gehäuses umfasst.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist ein elektronisches Bauelement ein mittels des hier beschriebenen Verfahren hergestelltes Gehäuse auf.
Die vorab und im Folgenden beschriebenen Merkmale und
Ausführungsformen gelten gleichermaßen für alle hier
beschriebenen Verfahren und Gegenstände.
Den hier beschriebenen Verfahren und Gegenständen liegen die folgenden Überlegungen zugrunde. Zur Massenfertigung von elektronischen Bauelementen mit Gehäusen werden Gehäuseteile in einem Verbund einer Vielzahl von Gehäuseteilen gefertigt, aus dem die einzelnen Gehäuseteile für die Bauelemente durch Vereinzeln herausgelöst werden. Das Vereinzeln erfolgt vorzugsweise entlang paralleler und zueinander senkrechter Sägelinien, so dass die vereinzelten Gehäuseteile ohne die zusätzlichen ersten Seitenflächen, die durch den Formprozess hergestellt werden, aufgrund der durch das Trennverfahren erzeugten zweiten Seitenflächen rechteckige Grundflächen aufweisen würden, die üblicherweise senkrecht zur Grundfläche sind. Derartige Rechteckformen sind jedoch in manchen Fällen ungünstig, etwa wenn ein Bauelement in einer runden
Aussparung, beispielsweise in einer entsprechenden Aussparung einer Linse, angeordnet werden soll oder wenn geneigte
Seitenflächen benötigt werden. Um von Rechtecksformen abweichende Außenkonturen von Gehäusen zu erreichen, wird im Stand der Technik üblicherweise ein Spritzgussverfahren („injection molding") verwendet, mit dem die Außenkonturen frei wählbar herstellbar sind. Jedoch haben elektronische Bauelemente, die derart hergestellte Gehäuse aufweisen, oftmals den Nachteil, dass die thermische
Performance weniger gut als bei mittels Transferpressens oder Formpressens hergestellten Bauelementen ist. Darüber hinaus lassen sich bei mit Spritzgussverfahren hergestellten
Gehäusen günstige Herstellungskosten üblicherweise erst bei wesentlich höheren Stückzahlen als bei mit Transfer-Pressen oder Formpressen hergestellten Gehäusen erzielen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Formwerkzeug, das für das hier beschriebene Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses für ein elektronisches Bauelement verwendet wird, eine untere und eine obere Formwerkzeughälfte auf, die zusammengefügt einen Hohlraum bilden, in dem der
Gehäuseteileverbund hergestellt wird. Die untere und die obere Formwerkzeughälfte können jeweils ein- oder mehrstückig ausgebildet sein und bilden die Formkammer, die,
gegebenenfalls mit in die Formkammer eingelegte und zu umformende Komponenten, eine Negativform des später
fertiggestellten Gehäuseteileverbunds darstellt. Die
Formstifte, die zur Ausbildung der ersten Seitenflächen führen, sind Teil der unteren und/oder oberen
Formwerkzeughälften. Mit anderen Worten sind die Formstifte als Erhebungen in der unteren und/oder oberen
Formwerkzeughälfte ausgebildet. Hierbei kann es auch sein, dass die Formstifte beispielsweise zweiteilig ausgebildet sind und jeder Formstift einen Teil aufweist, der Teil der unteren Formwerkzeughälfte ist, während der andere Teil jedes Formstifts Teil der oberen Formwerkzeughälfte ist. In diesem Fall werden die Formstifte somit durch das Zusammenfügen der unteren und oberen Formwerkzeughälfte gebildet. Sollen die Gehäuseteile Oberflächenstrukturen wie beispielsweise
Erhebungen oder Vertiefungen in Ober- oder Unterseiten aufweisen, weisen die untere und/oder obere
Formwerkzeughälfte weitere Erhebungen oder Vertiefungen als Negativform der gewünschten Oberflächenstrukturen der
Kunststoffgehäuseteile auf. Beispielsweise können im
Formwerkzeug zusätzlich zu den Formstiften Formelemente vorhanden sein, durch die beim Formprozess Kavitäten, also Vertiefungen oder Aussparungen, in den
Kunststoffgehäuseteilen des Gehäuseteileverbunds hergestellt werden. Insbesondere können die Formelemente Teile der gleichen Formwerkzeughälfte sein wie die Formstifte und somit von der gleichen Seite her in die Formkammer ragen wie die Formstifte .
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weisen die
Kunststoffgehäuseteile jeweils eine Leiterrahmeneinheit auf, an die das jeweilige Kunststoffgehäuseteil angeformt wird. Insbesondere können eine solche Leiterrahmeneinheit und ein daran angeformtes Kunststoffgehäuseteil ein so genanntes QFN- Gehäuse (QFN: „quad flat no leads")oder zumindest einen Teil hiervon bilden. Hierzu kann im Formprozess an einen
Leiterrahmenverbund einer Mehrzahl von zusammenhängenden Leiterrahmeneinheiten der Gehäuseteileverbund angeformt werden. Der Leiterrahmenverbund wird hierzu vor dem
Formprozess in das Formwerkzeug eingelegt. Der
Leiterrahmenverbund wird anschließend zusammen mit dem
Gehäuseteileverbund durch das Trennverfahren zerteilt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform liegen die Formstifte während des Formprozesses auf dem Leiterrahmenverbund auf. Insbesondere können die Formstifte hierbei mit dem Leiterrahmenverbund abdichten, also in einer für das
Kunststoffmaterial zur Herstellung des Gehäuseteileverbunds abdichtenden Weise auf dem Leiterrahmenverbund aufliegen. Beispielsweise können die Formstifte hierzu Teil einer oberen Formwerkzeughälfte sein, während der Leiterrahmenverbund vor dem Formprozess in die untere Formwerkzeughälfte eingelegt wird . Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Formwerkzeug zusätzlich zu den Formstiften Formelemente auf, durch die beim Formprozess Kavitäten in den Kunststoffgehäuseteilen des Gehäuseteileverbunds hergestellt werden. In den Kavitäten kann bevorzugt jeweils ein Teil einer Leiterrahmeneinheit frei von Kunststoff sein. Somit können mit Hilfe der
Formelemente Vertiefungen in Form der Kavitäten in den
Kunststoffgehäuseteilen hergestellt werden, deren Bodenfläche durch Teile der jeweiligen Leiterrahmeneinheit gebildet werden. Liegen, wie vorab beschrieben, die Formstifte während des Formprozess auf dem Leiterrahmenverbund auf, so weisen die Formstifte und Formelemente vorzugsweise eine gleiche Höhe auf.
Durch eine entsprechende Geometrie des Leiterrahmenverbunds ist es hierdurch möglich, beispielsweise die obere
Formwerkzeughälfte allein auf dem Leiterrahmenverbund
aufzusetzen, sodass die Dichtflächen beim Formprozess alle auf einer Ebene liegen, die durch die der unteren
Werkzeughälfte abgewandte Oberfläche des Leiterrahmenverbunds gebildet wird. Hierdurch wird es möglich, dass die gleichen Toleranzen für die Formstifte wie auch für die Formelemente gelten, sodass beim Trennverfahren beispielsweise durch Sägen kein Flitter oder Ähnliches entsteht. Dadurch, dass die Formstifte auf dem Leiterrahmenverbund aufliegen und mit diesem abdichten, sind bei den später vereinzelten
Leiterrahmeneinheiten mit den angeformten
Kunststoffgehäuseteilen Bereiche des Leiterrahmens an den ersten Seitenflächen sichtbar. Besonders vorteilhaft kann es sein, wenn die Bereiche des Leiterrahmenverbunds entlang der Trennlinien zur Vereinzelung wenigstens teilweise eine volle Materialstärke, also eine maximale Dicke des Leiterrahmens aufweisen. Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn die
Vereinzelung des Leiterrahmenverbunds mit dem angeformten Gehäuseteileverbund von der Rückseite, also von der
Leiterrahmenseite, her erfolgt. Dadurch kann verhindert werden, dass im Falle Sägen als Vereinzelungsverfahren an der Rückseite Grate entstehen. Eine derartige Vereinzelung ist insbesondere auch dann vorteilhaft, wenn das fertiggestellte Gehäuse Löt-Kontrollstrukturen aufweist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der
Leiterrahmenverbund Öffnungen auf, durch die die Formstifte während des Formprozesses hindurchragen. Mit anderen Worten wird in das Formwerkzeug, beispielsweise in die untere
Formwerkzeughälfte, ein Leiterrahmenverbund eingelegt, der Öffnungen in den Bereichen aufweist, in denen bei
geschlossenem Formwerkzeug Formstifte vorhanden sind. Die Formstifte können beispielsweise an der oberen
Formwerkzeughälfte angeordnet sein und durch das
Zusammenfügen der Formwerkzeughälften in die Öffnungen im Leiterrahmenverbund hineinragen. Insbesondere ist es hierbei vorteilhaft, wenn die Formstifte auf der gegenüberliegenden Formwerkzeughälfte, also im beschriebenen Fall auf der unteren Formwerkzeughälfte, aufliegen und mit dieser
abdichten. Alternativ hierzu ist es auch möglich, dass die Formstifte Teil der unteren Formwerkzeughälfte sind, in die der Leiterrahmenverbund vor dem Formprozess eingelegt wird, sodass die Formstifte bereits nach der Anordnung des
Leiterrahmenverbunds in der unteren Formwerkzeughälfte durch die Öffnungen im Leiterrahmenverbund hindurchragen. Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn die Formstifte mit der gegenüberliegenden, also im vorliegenden Fall der oberen, Formwerkzeughälfte aufliegen und mit dieser abdichten. Weist das Formwerkzeug zusätzlich zu den Formstiften Formelemente auf, durch die beim Formprozess Kavitäten in Form von
Vertiefungen in den Kunststoffgehäuseteilen des
Gehäuseteileverbunds hergestellt werden, in denen
beispielsweise ein Teil einer jeweiligen Leiterrahmeneinheit frei von Kunststoff ist, so weisen die Formelemente eine geringere Höhe als die Formstifte auf, da die Formstifte durch den Leiterrahmenverbund hindurchragen, während die Formelemente auf dem Leiterrahmenverbund aufliegen. Die
Formstifte haben in diesem Fall also vorzugsweise eine um die Leiterrahmendicke größere Höhe als die Formelemente. Bei dieser Ausführungsform braucht der Leiterrahmen
vorzugsweise nicht so gestaltet zu werden, dass die
Formstifte auf einem Vollmaterial, also einem
Leiterrahmenbereich mit voller Materialstärke, aufsetzen können. Weiterhin kann mit Vorteil erreicht werden, dass im Bereich der ersten Seitenflächen das Leiterrahmenmaterial zumindest teilweise vom Kunststoff umformt ist, sodass die Leiterrahmeneinheiten im Bereich der ersten Seitenflächen vom Kunststoffmaterial verdeckt sind. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird zur Herstellung eines elektronischen Bauelements ein elektronischer
Halbleiterchip in einem Gehäuse angeordnet, das mit dem beschriebenen Verfahren hergestellt wird. Weist das Gehäuse ein an eine Leiterrahmeneinheit angeformtes
Kunststoffgehäuseteil auf, so kann der Halbleiterchip
insbesondere nach dem Formprozess und vor dem Vereinzeln des Nutzens oder auch nach dem Vereinzelungsprozess im Gehäuse angeordnet werden. Die elektronischen Halbleiterchips können beispielsweise optoelektronische Halbleiterchips wie etwa Leuchtdiodenchips oder Fotodiodenchips sein. Weiterhin können die elektronischen Halbleiterchips auch andere, nicht¬ optoelektronisch aktive Halbleiterchips wie etwa Transistoren oder integrierte Schaltkreise sein. Die Halbleiterchips können zusätzliche Schichten aufweisen, beispielsweise im Fall von Licht emittierenden Halbleiterchips
Wellenlängenkonversionsschichten . Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der Halbleiterchip mittels des Formprozesses mit dem Kunststoffgehäuseteil umformt. Hierzu kann mit Vorteil beim Verfahren zur
Herstellung des Gehäuses eine Mehrzahl von Halbleiterchips auf einer Folie oder einem Leiterrahmenverbund bereitgestellt werden. Die Folie oder der Leiterrahmenverbund mit der
Mehrzahl von Halbleiterchips wird in das Formwerkzeug
eingelegt. Im Falle einer Folie liegen die Formstifte während des Formprozesses auf der Folie auf und dichten vorzugsweise mit dieser ab. Bei einem derartigen Folien-unterstützten Formverfahren („foil assisted molding") kann somit eine
Mehrzahl von Halbleiterchips gleichzeitig mit dem
Kunststoffmaterial zur Ausbildung des Gehäuseteileverbunds umformt werden. Weiterhin ist es auch möglich, ein Folienunterstütztes Verfahren in Verbindung mit einem
Leiterrahmenverbund oder schon vereinzelten
Leiterrahmeneinheiten zu verwenden. Auch hierbei kann mit Vorteil erreicht werden, dass kein Metall des Leiterrahmens im Bereich der ersten Seitenflächen des fertiggestellten Bauelements sichtbar ist. Vorteilhaft kann es sein, wenn bei einem Folien-unterstützten Formverfahren Sorge dafür getragen wird, dass möglichst kein Flitter beim späteren Vereinzeln entsteht, auch wenn Schwankungen der Höhen der einzelnen auf die Folie aufgesetzten Bauteile, beispielsweise
Halbleiterchips, Klebeschichten und/oder weitere Schichten wie etwa Wellenlängenkonversionsschichten auf den
Halbleiterchips, vorliegen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist ein elektronisches Bauelement ein Gehäuse auf, das mit dem hier beschriebenen Verfahren hergestellt wird und in dem zumindest ein
Halbleiterchip im Kunststoffgehäuseteil angeordnet ist. Gemäß einer weiteren Ausführungsform grenzt bei dem hier beschriebenen Kunststoffgehäuseteil zumindest eine erste Seitenfläche an eine zweite Seitenfläche an. Beispielsweise kann auch eine zweite Seitenfläche an zwei Seiten an jeweils eine erste Seitenfläche angrenzen. Darüber hinaus kann auch eine erste Seitenfläche an zwei Seiten an jeweils eine zweite Seitenfläche angrenzen. Darüber hinaus ist es auch möglich, dass zwei erste Seitenflächen aneinander angrenzen, die wiederum jeweils an zweite Seitenflächen angrenzen.
Aneinander angrenzende Seitenflächen bilden Außenkanten des Kunststoffgehäuseteils . Insbesondere kann eine Außenkante, die durch eine erste und eine zweite daran angrenzende
Seitenfläche gebildet wird, eine nicht-rechtwinklige
Außenkante sein. Mit anderen Worten weist das
Kunststoffgehäuseteil vorzugsweise zumindest eine erste
Seitenfläche und eine daran angrenzende zweite Seitenfläche auf, die nicht unter einem rechten Winkel aneinander
angrenzen und somit eine nicht-rechtwinklige Außenkante bilden. Der Winkel, unter dem die Seitenflächen aneinander angrenzen, kann beispielsweise ein 135°-Winkel oder ein 120°- Winkel sein. Darüber hinaus sind auch andere Winkel zwischen ersten und zweiten Seitenflächen möglich. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das
Kunststoffgehäuseteil eine Grundform auf, die von einer rechteckigen Grundform abweicht. Die Grundform des
Kunststoffgehäuseteils kann insbesondere die
Querschnittsfläche des Kunststoffgehäuseteils entlang der Haupterstreckungsebene des Kunststoffgehäuseteils sein, die der Haupterstreckungsebene des Gehäuseteileverbunds
entspricht. Insbesondere kann die Grundform beispielsweise durch eine Grundfläche des Kunststoffgehäuseteils definiert sein, so etwa beispielsweise durch eine Unterseite. Das
Kunststoffgehäuseteil kann hierbei zweite Seitenflächen aufweisen, die jeweils paarweise zueinander rechtwinklig oder parallel angeordnet sind. So kann das Kunststoffgehäuseteil insbesondere ausschließlich zueinander paarweise parallele oder rechtwinklig angeordnete zweite Seitenflächen zusätzlich zu den ersten Seitenflächen aufweisen, so dass das
Kunststoffgehäuseteil ohne die ersten Seitenflächen aufgrund der zweiten Seitenflächen eine rechteckige Grundform hätte. Die ersten Seitenflächen hingegen sind nicht-rechtwinklig und nicht-parallel zu den zweiten Seitenflächen angeordnet, wodurch sich eine von einer rechteckigen Grundform
abweichende Grundform ergeben kann. Die zweiten Seitenflächen können insbesondere gerade Flächen sein, während die ersten Seitenflächen gerade, geknickte oder auch gebogene
Seitenflächen sein können. Beispielsweise kann das
Kunststoffgehäuseteil eine mehreckige Form aufweise, so etwa eine fünf-, sechs-, sieben- oder achteckige Form oder eine Form mit noch mehr Ecken, wobei die Ecken hierbei durch die Außenkanten von jeweils zwei aneinander angrenzenden Seitenflächen gebildet werden. Darüber hinaus kann das
Kunststoffgehäuseteil auch gebogene Seitenflächen aufweisen, die in einer Schnittebene parallel zur Haupterstreckungsebene des Kunststoffgehäuseteils eine Biegung entlang eines
Segments eines Kreises, einer Ellipse oder einer beliebigen polygonalen Kurve aufweisen. Mit anderen Worten können durch die ersten Seitenflächen Abschrägungen und/oder Abrundungen des Kunststoffgehäuseteils gebildet werden, die nur schwer oder auch gar nicht durch Trennverfahren hergestellt werden können.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist zumindest eine erste Seitenfläche eine Neigung auf, die von einer Neigung einer zweiten Seitenfläche abweicht und unterschiedlich zu dieser ist. Mit Neigung wird eine Verkippung einer
Seitenfläche um eine Kippachse bezeichnet, die in der
Haupterstreckungsebene des Kunststoffgehäuseteils oder parallel zu dieser liegt. Aufgrund einer oder mehrerer verkippter erster Seitenflächen kann sich der Querschnitt des Kunststoffgehäuseteils in unterschiedlichen Schnittebenen parallel zur Haupterstreckungsebene des
Kunststoffgehäuseteils ändern und nach oben hin
beispielsweise breiter oder schmäler werden. Zur Herstellung von ersten Seitenflächen mit einer zu den zweiten
Seitenflächen unterschiedlichen Neigung können Formstifte verwendet werden, die eine konische Form aufweisen, die also beispielsweise einen Querschnitt aufweisen, der sich mit wachsender Entfernung zur Formwerkzeughälfte, deren Teil die Formstifte sind, kleiner wird. Die Formstifte können hierbei beispielsweise als Zylinder oder Kegelstümpfe oder
Pyramidenstümpfe ausgebildet sein. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist zumindest eine erste Seitenfläche eine Vertiefung oder Ausbuchtung auf. Die Vertiefung oder Ausbuchtung kann insbesondere eine
Oberflächenstruktur sein, die nicht oder nur schwer durch ein Trennverfahren herstellbar ist. Beispielsweise kann eine Vertiefung oder Ausbuchung in Form einer Justierhilfe, beispielsweise für ein weiteres auf dem Bauelement
anzuordnendes Element wie etwa ein optisches Element, oder ein Einrastelement zur Befestigung eines weiteren Elements auf dem Bauelement sein.
Bei den hier beschriebenen Verfahren und Gegenständen lassen sich mit Vorteil nicht-rechteckige Gehäuse und somit nicht¬ rechteckige Bauelemente mit einem Transfer- Spritzpressverfahren oder einem Formpressverfahren
herstellen. Die Formgebung der Gehäuse und Bauelemente ist dabei weitgehend frei möglich, sodass Außenflächen,
insbesondere erste Außenflächen, als Alignment- oder
Befestigungsflächen für weitere Elemente wie beispielsweise optische Komponenten dienen können. Beispielsweise können erste Seitenflächen, die Abschrägungen oder Abrundungen bilden, in einer runden Aussparung unter einer Linse als Alignment- oder Befestigungsflächen dienen. Weiterhin sind Oberflächenstrukturen für die Befestigung des Gehäuses beziehungsweise des Bauelements selbst oder weiterer Elemente möglich. So ist es beispielsweise auch möglich, das Gehäuse oder elektronische Bauelement aufgrund von Einrastelementen in den ersten Seitenflächen mit einer elektrischen
Kontaktierung mit Federkontaktstiften („pogo pins")
einzuklipsen . Die ersten Seitenflächen, die nicht durch ein Trennverfahren hergestellte Außenflächen sind, sondern durch das Formwerkzeug und gegebenenfalls den verwendeten
Leiterrahmen definiert werden, können sehr enge Toleranzen aufweisen. Hierdurch kann es möglich sein, übliche Toleranzen bei Trennverfahren wie beispielsweise einem Säge- oder
Trennschleif erfahren zu umgehen, insbesondere wenn Bauteile aneinander oder an anderen Bauteilen ausgerichtet werden müssen. Da die ersten Seitenflächen bereits durch den
Formprozess definiert und im späteren Prozess, wie
beispielsweise einem Trennverfahren, nicht mehr zerstört werden, können diese beispielsweise auch für Markierungen wie etwa einen Lasercode zur Registrierung und Verfolgbarkeit eines Bauelements zur Verfügung stehen.
Weitere Vorteile, vorteilhafte Ausführungsformen und
Weiterbildungen ergeben sich aus den im Folgenden in
Verbindung mit den Figuren beschriebenen
Ausführungsbeispielen.
Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur
Herstellung eines Gehäuses für ein elektronisches
Bauelement gemäß einem Ausführungsbeispiel,
Figuren 2 bis 7B schematische Darstellungen von Komponenten und Verfahrensschritten eines Verfahrens zur
Herstellung eines Gehäuses für ein elektronisches
Bauelement gemäß einem weiteren
Ausführungsbeispiel ,
Figuren 8A und 8B schematische Darstellungen eines
elektronischen Bauelements gemäß einem weiteren
Ausführungsbeispiel , Figuren 9A bis 20 schematische Darstellungen von
Formwerkzeugen und elektronischen Bauelementen gemäß weiteren Ausführungsbeispielen, Figuren 21A bis 22D schematische Darstellungen von Formen von
Kunststoffgehäuseteilen und Formstiften gemäß weiteren Ausführungsbeispielen und
Figuren 23 und 24 schematische Darstellungen eines
elektronischen Bauelements und eines Formwerkzeugs gemäß weiteren Ausführungsbeispielen.
In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind nicht als maßstabsgerecht anzusehen, vielmehr können einzelne Elemente, wie zum Beispiel Schichten, Bauteile, Bauelemente und Bereiche, zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein. Sind in einer Figur eine Vielzahl gleichartiger Elemente oder Komponenten gezeigt, so können der Übersichtlichkeit halber nur einige dieser gleichartigen Elemente oder Komponenten mit Bezugszeichen versehen sein.
In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses für ein elektronisches Bauelement gezeigt. Hierbei wird in einem ersten Verfahrensschritt 100 in einem dreidimensionalen Formprozess mit einem Kunststoff ein Gehäuseteileverbund einer Mehrzahl zusammenhängender Kunststoffgehäuseteile hergestellt. In einem weiteren
Verfahrensschritt 200 wird der Gehäuseteileverbund in einem Trennverfahren in eine Mehrzahl einzelne Kunststoffgehäuseteile zerteilt, von denen jedes zumindest einen Teil eines Gehäuses bildet. Weitere Merkmale des
Verfahrens werden in Verbindung mit den folgenden Figuren beschrieben .
Insbesondere wird in Verbindung mit den Figuren 2 bis 7B rein beispielhaft ein Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses für ein elektronisches Bauelement beschrieben, das als so
genanntes QFN-Gehäuse ausgebildet ist. Zur Herstellung eines Gehäuses für ein solches Bauelement wird ein Formprozess ausgewählt aus Transfer-Spritzpressen oder Formpressen verwendet, bei dem ein Leiterrahmen mit einem Kunststoff umspritzt wird. Hierdurch entsteht ein so genannter Nutzen, der gegebenenfalls nach weiteren Montage- und
Bearbeitungsschritten vereinzelt wird. Einzelne
Herstellungsschritte zur Herstellung des Gehäuses werden im Folgenden genauer erläutert, wobei zusätzlich zu den
beschriebenen Verfahrensschritten zwischen, vor oder nach diesen auch weitere Verfahrensschritte, beispielsweise zur Montage weiterer Komponenten oder zur weitergehenden
Bearbeitung, möglich sind.
In Figur 2 ist ein Verfahrensschritt gezeigt, in dem ein Leiterrahmenverbund 10 bereitgestellt wird. Der
Leiterrahmenverbund 10 weist eine Mehrzahl von
Leiterrahmeneinheiten 11 auf, die durch die gestrichelten Linien gekennzeichnet sind. Die Leiterrahmeneinheiten 11 sind im Leiterrahmenverbund 10 miteinander verbunden und bilden entsprechend eine Matrix aus Leiterrahmeneinheiten 11. Jede der Leiterrahmeneinheiten 11 weist im gezeigten
Ausführungsbeispiel zwei Leiterrahmenteile 12 auf, die durch einen Spalt 14 voneinander getrennt sind, sodass eine spätere elektrische Kontaktierung eines elektronischen Bauteils wie etwa eines Halbleiterchips möglich ist.
Der Leiterrahmenverbund 10 weist in Bereichen zwischen den Leiterrahmeneinheiten 11 Verbreiterungen des Spalts 14 auf. Diese bilden zusammen mit Vertiefungen in einer Rückseite des Leiterrahmens, die beispielsweise in Figur 5B zu sehen sind, Bereiche mit einer reduzierten Materialstärke des
Leiterrahmens, die eine erleichterte Trennung des
Leiterrahmenverbunds 10 in vereinzelte Leiterrahmeneinheiten 11 durch ein Trennverfahren ermöglichen.
Weiterhin weist der Leiterrahmenverbund Öffnungen 14 auf, die jeweils von vier Leiterrahmeneinheiten 11 beziehungsweise Leiterrahmenteilen 12 umgeben sind. Die Öffnungen 14 sind nahezu rautenförmig, sodass die Leiterrahmeneinheiten 11 im Wesentlichen eine achteckige Grundform aufweisen. Leichte Abweichungen von dieser Grundform ergeben sich beispielsweise durch Bereiche zwischen den Leiterrahmeneinheiten 11, die zur späteren Vereinzelung vorgesehen sind.
In einem weiteren Verfahrensschritt, der in Verbindung mit den Figuren 3 und 4 gezeigt ist, wird ein Formwerkzeug 90 bereitgestellt, in das der Leiterrahmenverbund 10 eingelegt wird. Die in Figur 2 gezeigten Spalte 14 zwischen den
einzelnen Leiterrahmenteilen 12 sind in Figur 3 der
Übersichtlichkeit halber nicht gezeigt.
Das Formwerkzeug 90 weist eine obere Formwerkzeughälfte 91 und eine untere Formwerkzeughälfte 92 auf, die ein- oder mehrteilig sein können und die zusammengefügt eine durch einen Hohlraum gebildete Formkammer bilden, in der der
Leiterrahmenverbund 10 angeordnet ist. Die Darstellung der Figur 4 entspricht einer Aufsicht auf die einen Teil der Formkammer bildenden Unterseite der oberen Formwerkzeughälfte 91 aus Sicht der unteren
Formwerkzeughälfte 92 beziehungsweise aus Sicht des
Leiterrahmens 10. Die mit AA eingezeichnete Schnittebene kennzeichnet die Schnittebene, die in Figur 3 gezeigt ist. Das Formwerkzeug 90 kann weitere Teile zur Durchführung des Formprozesses aufweisen, die dem Fachmann je nach verwendetem Formprozess bekannt sind und daher hier der Übersichtlichkeit nicht gezeigt sind.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist die obere
Formwerkzeughälfte 91 Formstifte 93 auf. Die Formstifte 93 sind so ausgebildet, dass sie eine rautenförmige
Querschnittsfläche aufweisen, wie in Figur 4 erkennbar ist. Insbesondere entspricht die Position der Formstifte 93 den Öffnungen 14 im Leiterrahmenverbund 10, wobei die Formstifte 93 eine größere Querschnittsfläche als die Öffnungen 14 aufweisen. Wie in Figur 3 erkennbar ist, liegen die
Formstifte 93 dadurch im Bereich der Öffnungen 14 auf dem Leiterrahmenverbund 10 auf und dichten mit diesem ab.
Zusätzlich zu den Formstiften 93 weist das Formwerkzeug 90 als Teil der oberen Formwerkzeughälfte 91 Formelemente 94 auf, die ebenfalls auf dem Leiterrahmen 10 aufliegen und durch die beim Formprozess Kavitäten definiert werden, in denen jeweils ein Teil einer Leiterrahmeneinheit 11 frei von Kunststoff ist. Da die obere Formwerkzeughälfte 91 mit den Formstiften 93 und den Formelementen 94 ausschließlich auf dem Leiterrahmenverbund 10 aufsetzt, liegen alle Dichtflächen für den Formprozess in einer Ebene, die durch die Oberseite des Leiterrahmenverbunds 10 gebildet wird, sodass für die Formstifte 93 die gleichen Toleranzen gelten wie für die Formelemente 94.
In einem dreidimensionalen Formprozess, der Transfer- Spritzpressen oder Formpressen ist, wird in die durch die Formwerkzeughälften 91, 92 gebildete Formkammer ein
Kunststoff eingebracht, der die Hohlräume in der Formkammer ausfüllt und so einen Gehäuseteileverbund 20 einer Mehrzahl von Kunststoffgehäuseteile 21 bildet, der in den Figuren 5A und 5B gezeigt ist. Insbesondere bilden der
Leiterrahmenverbund 10 und der an diesen angeformte
Gehäuseteileverbund 20 einen Gehäuseverbund 30. Figur 5A zeigt eine Aufsicht auf eine Oberseite des Gehäuseverbunds 30, während Figur 5B eine Aufsicht auf eine teilweise durch den Leiterrahmenverbund 10 gebildete Unterseite des
Gehäuseverbunds 30 darstellt. Entsprechend bilden die
Leiterrahmeneinheiten 11 und die angeformten
Kunststoffgehäuseteile 21 den Gehäuseverbund 30 bildende zusammenhängende Gehäuse 31. Mit Hilfe der gestrichelten Linien sind in den Figuren 5A und 5B eine einzelne
Leiterrahmeneinheit 11, ein einzelnes Kunststoffgehäuseteil 21 sowie ein einzelnes Gehäuse 31 gekennzeichnet.
Wie in Figur 5A erkennbar ist, weist der Gehäuseverbund 30 Öffnungen 34 auf, die durch den Formprozess und insbesondere durch die Formstifte 93 erzeugt werden. Die Öffnungen 34 sind von Seitenflächen 23 umgeben, die aufgrund des
Herstellungsprozesses angeformte erste Seitenflächen 23 der später vereinzelten Gehäuse 31 ergeben. Weiterhin weist der Gehäuseverbund für jedes Gehäuse 31 eine Kavität 22 auf, die im Formprozess durch die Formelemente 94 erzeugt werden und in denen die jeweilige Leiterrahmeneinheit 11 teilweise freiliegt und somit zugänglich ist, um ein elektronisches Bauelement wie etwa einen elektronischen Halbleiterchip zu montieren und zu kontaktieren.
In Figur 6 ist der Gehäuseverbund 30 in einer Aufsicht gezeigt, wobei hier mit Hilfe der gestrichelten Linien
Trennlinien 50 gekennzeichnet sind, entlang derer eine
Vereinzelung des Gehäuseverbunds 30 und somit auch eine gemeinsame Vereinzelung des Leiterrahmenverbunds 10 und des Gehäuseteileverbunds 20 erfolgt. Die Vereinzelung kann mittels eines geeigneten Trennverfahrens wie beispielsweise Sägen oder Trennschleifen oder eines anderen oben im
allgemeinen Teil genannten Verfahrens erfolgen. Die
Trennlinien 50 sind zueinander orthogonal und parallel ausgerichtet .
In den Figuren 7A und 7B ist ein entsprechendes vereinzeltes Gehäuse 91 in einer Aufsicht auf eine Oberseite gemäß Figur 7 sowie in einer Aufsicht auf eine im Wesentlichen durch die Leiterrahmeneinheit 11 gebildete Unterseite gemäß Figur 7B gezeigt. Das Gehäuse 31 weist zusätzlich zu den ersten
Seitenflächen 23, die bereits im Gehäuseverbund 30 erkennbar waren, zweite Seitenflächen 24 auf, die durch das
Trennverfahren erzeugt werden und die im Unterschied zu den ersten Seitenflächen 23 Spuren des Trennverfahrens aufweisen können. Aufgrund des Aufliegens und der Abdichtung der
Formstifte 93 auf dem Leiterrahmenverbund 10, wie oben in Verbindung mit Figur 3 beschrieben ist, ist der Leiterrahmen im Bereich der ersten Seitenflächen 23 sichtbar und ragt unter dem Kunststoffgehäuseteil 21 hervor.
Die ersten Seitenflächen 23 grenzen an zweite Seitenflächen 24 an und bilden mit diesen nicht-rechtwinklige Außenkanten, sodass das Kunststoffgehäuseteil 21 und damit das Gehäuse 31 eine von einer rechteckigen Grundform abweichende Grundform aufweist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist das
Kunststoffgehäuseteil 21 und somit das Gehäuse 31 eine achteckige Grundform auf. In Verbindung mit den Figuren 19A bis 19E sind weiter unten weitere beispielhafte Grundformen für das Kunststoffgehäuseteil 21 beschrieben.
In den Figuren 8A und 8B sind schematische Darstellungen eines Ausführungsbeispiels für ein elektronisches Bauelement 40 gezeigt, das ein gemäß der vorherigen Beschreibung
hergestelltes Gehäuse 31 aufweist. Die Darstellung der Figur 8B entspricht dabei einem Schnitt entlang der Schnittebene AA durch das in Figur 8A in einer Aufsicht von einer Oberseite her gezeigte elektronische Bauelement 40.
Das elektronische Bauelement 40 weist einen elektronischen Halbleiterchip 41 im Gehäuse 31 auf, der auf der
Leiterrahmeneinheit 11 mittels Kontaktierungen 42 wie
beispielsweise Lötkontaktierungen montiert und elektrisch kontaktiert ist. Der elektronische Halbleiterchip 41 kann beispielsweise ein optoelektronischer Halbleiterchip wie etwa ein Leuchtdiodenchip oder ein Fotodiodenchip sein. Weiterhin kann der elektronische Halbleiterchip auch ein anderer, nicht-optoelektronisch aktiver Halbleiterchip wie etwa ein Transistor oder ein integrierter Schaltkreis sein. Der elektronische Halbleiterchip 41 und entsprechend auch die Ausbildung des Leiterrahmens 11 ist rein beispielhaft und kann je nach Ausführung des Halbleiterchips 41 von der gezeigten Darstellung abweichen. Weiterhin ist es auch möglich, dass weitere Elemente wie etwa weitere elektronische Komponenten im Gehäuse 31 angeordnet sind. Darüber hinaus ist es auch möglich, dass andere, nicht elektronische Komponenten im oder auf dem Gehäuse 31 angeordnet sind. Im Falle eines Licht emittierenden Halbleiterchips 41 kann beispielsweise über diesem ein Wellenlängenkonversionsstoff in Form eines Konversionsplättchens oder eines Vergusses in der Kavität 22 beziehungsweise auf dem Halbleiterchip 41 angeordnet sein. Im Falle von nicht-optoelektronisch aktiven Halbleiterchips 41 kann beispielsweise auch ein lichtundurchlässiger Deckel auf dem Gehäuse 31 angeordnet sein. Die Montage des
Halbleiterchips 41 kann entweder vor dem in Verbindung mit den vorherigen Figuren erläuterten Trennschritt zur
Vereinzelung der Gehäuse 31 oder auch danach erfolgen.
Dadurch, dass das elektronische Bauelement 40, also
insbesondere das Gehäuse 31, eine nicht rechteckige Grundform aufweist, in der die ersten Seitenflächen 23 als
Abschrägungen zusätzlich zu den zweiten Seitenflächen 24 ausgebildet sind, ist es möglich, beispielsweise im Falle eines Licht emittierenden Bauelements 40 dieses unter einer Linse mit einer runden Aussparung leichter zu montieren als ein entsprechendes Bauelement mit einer rechteckigen
Grundform.
In den Figuren 9A und 9B sind weitere Ausführungsbeispiele für Formwerkzeuge 90 gezeigt, mittels derer ein Gehäuse 31 und entsprechend ein elektronisches Bauelement 40 hergestellt werden kann, das in Figur 10 gezeigt ist.
Das Formwerkzeug in Figur 9A weist im Vergleich zum
Formwerkzeug der Figur 3 Formstifte 93 auf, die durch die Öffnungen 14 im Leiterrahmenverbund 10 hindurchragen. Hierzu weisen die Formstifte 93 einen kleineren Querschnitt als die Öffnungen 14 des Leiterrahmenverbunds 10 auf. Insbesondere liegen die Formstifte 93 bevorzugt auf der unteren
Formwerkzeughälfte 92 auf und dichten mit dieser ab. Dadurch braucht der Leiterrahmenverbund 10 nicht so gestaltet zu werden, dass die Formstifte 93 auf diesem aufsetzen können, wodurch bevorzugt kein Vollmaterial im Bereich der Formstifte 93 notwendig ist. Um eine möglichst gute Abdichtung der
Formelemente 94 und der Formstifte 93 auf dem
Leiterrahmenverbund 10 beziehungsweise auf der unteren
Formwerkzeughälfte 92 zu erreichen, weisen die Formstifte 93 bevorzugt eine Länge auf, die einer Summe aus der Höhe der Formelemente 94 und der Dicke des Leiterrahmenverbunds 10 entspricht.
In Figur 9B ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Formwerkzeug 90 gezeigt, bei dem die Formstifte 93 alternativ zum Ausführungsbeispiel der Figur 9A Teil der unteren
Formwerkzeughälfte 92 sind und entsprechend an der oberen Formwerkzeughälfte anliegen und mit dieser abdichten.
Mittels der Formwerkzeuge 90 der Figuren 9A und 9B kann jeweils ein Gehäuse 31 hergestellt werden, das, wie in Figur 10 gezeigt ist, im Bereich der ersten Seitenflächen 23 die Leiterrahmeneinheit 11 umformt, sodass der Leiterrahmen im Bereich der ersten Seitenflächen 23 im Vergleich zum
Ausführungsbeispiel der Figuren 8A und 8B nicht freiliegt. In Figur 11 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein
Formwerkzeug 90 gezeigt, das im Vergleich zum Formwerkzeug 90 der Figur 3 keine zylinderförmigen sondern sich konisch verjüngende Formstifte 93 aufweist und mit dem ein Gehäuse 31 eine elektronischen Bauelements 40 hergestellt werden kann, das in Figur 12 gezeigt ist. Insbesondere können, wie in Figur 12 gezeigt ist, erste Seitenflächen 23 hergestellt werden, die eine Neigung aufweisen, die unterschiedlich zur Neigung der zweiten Seitenflächen 24 ist, die aufgrund des Trennverfahrens üblicherweise senkrecht zur Grundfläche sind. Das elektronische Bauelement 40 beziehungsweise das Gehäuse 31 des Ausführungsbeispiels der Figur 12 stellt somit eine Modifikation des elektronischen Bauelements 40
beziehungsweise des Gehäuses 31 des Ausführungsbeispiels der Figuren 8A und 8B dar.
In Figur 13 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Formwerkzeug 90 gezeigt, das eine Modifikation des in Figur 9A gezeigten Formwerkzeugs 90 darstellt und bei dem, wie beim Formwerkzeug 90 der Figur 11, die Formstifte 93 mit einer sich von der ersten Formwerkzeughälfte 91 weg erstreckenden verjüngenden Querschnittsfläche aufweisen. Wie in Figur 14 gezeigt ist, kann hierdurch ein elektronisches Bauelement 40 mit einem Gehäuse 31 hergestellt werden, das wie im Fall des in Figur 10 gezeigten Ausführungsbeispiels die
Leiterrahmeneinheit 11 im Bereich der ersten Seitenflächen 23 umformt, wobei durch die konische Form der Formstifte 93 die Seitenflächen 23 eine Neigung unterschiedlich zur Neigung der zweiten Seitenflächen aufweisen.
In Figur 15 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Formwerkzeug 90 gezeigt, das eine Modifikation des in Figur 9B gezeigten Formwerkzeugs 90 darstellt, bei dem die
Formstifte 93 Teil der unteren Formwerkzeughälfte 92 sind. Die Formstifte 93 weisen wie bei den beiden vorherigen
Ausführungsbeispielen der Figuren 11 und 13 konische Formen auf, sodass, wie in Figur 16 gezeigt ist, ein Gehäuse 31 für ein elektronisches Bauelement 40 hergestellt werden kann, das geneigte Seitenflächen 23 aufweist. Aufgrund der Anordnung der Formstifte 93 als Teil der unteren Formwerkzeughälfte 92 weisen die Seitenflächen 23 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figur 16 eine entgegengesetzte Neigung im Vergleich zu den Ausführungsbeispielen der Figuren 12 und 14 auf.
In Figur 17 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Formwerkzeug 90 gezeigt, das im Vergleich zu den vorherigen Formwerkzeugen Formstifte 93 als Teil der unteren
Formwerkzeughälfte 92 und weitere Formstifte 93 als Teil der oberen Formwerkzeughälfte 91 aufweist. Die Formstifte 93 der beiden Formwerkzeughälften 91, 92 liegen im geschlossenen Formwerkzeug 90 aufeinander auf und dichten aufeinander ab, so dass durch das Zusammenfügen der Formwerkzeughälften 91, 92 die endgültigen Formstifte gebildet werden. Rein
beispielhaft weisen die Formstifte 93 jeweils eine konische Form auf, sodass, wie in Figur 16 gezeigt ist, ein Gehäuse 31 für ein elektronisches Bauelement 40 hergestellt werden kann, das geknickte Seitenflächen 23 mit unterschiedlich geneigten Teilflächen aufweist.
Durch Modifikationen der Form der Formstifte 93 können auch erste Seitenflächen 23 erzeugt werden, die unterschiedlich geneigte Teilbereiche zur Bildung von Funktionalitäten aufweisen, wie in Figur 19 und 20 rein beispielhaft gezeigt ist. Die ersten Seitenflächen 23 weisen in diesen
Ausführungsbeispielen Vertiefungen oder Ausbuchtungen auf, die beispielsweise als Justierhilfen oder Einrastelemente ausgebildet sein können, mittels derer zusätzliche
Komponenten wie beispielsweise optische Komponenten
angeordnet und/oder montiert werden können. Weiterhin ist es auch möglich, mittels Einrastelementen das elektronische Bauelement 40 in eine Halterung einzurasten und
beispielsweise mit Federstiften elektrisch zu kontaktieren. In den Figuren 21A bis 21E sind Aufsichten auf
Kunststoffgehäuseteile 21 gemäß weiteren
Ausführungsbeispielen gezeigt, die unterschiedliche
Grundformen aufweisen. In den Figuren 22A bis 220D sind entsprechend Querschnittsformen der Formstifte 93 zur
Erzeugung der ersten Seitenflächen 23 dieser gezeigt.
Die in Figur 21A gezeigte Grundform entspricht dabei der in Verbindung mit den vorherigen Ausführungsbeispielen gezeigten Grundform. Die ersten Seitenflächen 23 sind mittels
Formstiften 93 mit der in Figur 22A gezeigten
Querschnittsform herstellbar, wie auch weiter oben in
Verbindung mit dem Verfahren der Figuren 2A bis 7B erläutert ist .
In Figur 21B ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem das Kunststoffgehäuseteil 21 eine sechseckige Form aufweist, bei der jeweils zwei erste Seitenflächen 23 aneinander angrenzen und eine gemeinsame Außenkante bilden. In Figur 22B ist hierzu eine entsprechende Querschnittsform von geeigneten Formstiften 93 gezeigt, die im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel der Figur 22A eine Rautenform aufweist. Die in Figur 21B gezeigte sechseckige Grundform kann
beispielsweise vorteilhaft sein, wenn eine Vielzahl von elektronischen Bauelementen 40 mit einer solchen Grundform in einer hexagonalen Matrix angeordnet werden sollen.
Beispielsweise können so elektronische Bauelemente, die Licht emittierende Halbleiterchips aufweisen, als mehrfarbige
Matrix, beispielsweise als RGB-Matrix, angeordnet werden.
In Figur 21C ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem die ersten Seitenflächen 23 in der gezeigten Aufsicht eine kreissegmentförmige Krümmung aufweisen. In Figur 22C ist eine entsprechende Querschnittsform für hierfür geeignete
Formstifte 93 gezeigt.
In den Figuren 21D und 21E sind Ausführungsbeispiele für Kunststoffgehäuseteile 21 gezeigt, bei denen die ersten
Seitenflächen 23 eine nach außen gewölbte Rundung aufweisen, was beispielsweise bei einer Anordnung eines elektronischen Bauelements unter einem runden optischen Element wie etwa einer Linse vorteilhaft sein kann. In Figur 22D ist eine Querschnittsfläche für entsprechend ausgeführte Formstifte 93 gezeigt .
In Figur 23 ist ein Ausführungsbeispiel für ein
elektronisches Bauelement 40 gezeigt, das ein Gehäuse 31 mit einem Kunststoffgehäuseteil 21 aufweist, der unmittelbar an einen Halbleiterchip 41 angeformt ist. Mittels nachträglich aufgebrachter Kontaktelemente 44 kann der Halbleiterchip 41 elektrisch montiert und kontaktiert werden. Das Gehäuse 31 des elektronischen Bauelements 40 gemäß dem
Ausführungsbeispiel in Figur 23 kann die in Verbindung mit den vorherigen Ausführungsbeispielen beschriebenen
unterschiedlichen geometrischen Ausgestaltungen des
Kunststoffgehäuseteils 21 aufweisen, so etwa geneigte ersten Seitenflächen 23 und/oder erste Seitenflächen mit
Vertiefungen oder Ausbuchtungen und/oder erste Seitenflächen 23, die Anschrägungen oder Abrundungen bilden.
In Figur 24 ist ein Ausführungsbeispiel für ein Formwerkzeug 90 gezeigt, das zur Herstellung des in Figur 23 gezeigten Gehäuseteils 21 geeignet ist. Hierbei weist die obere
Formwerkzeughälfte 91 nur die Formstifte 93 auf. In die untere Formwerkzeughälfte 92 wird eine Folie mit darauf angeordneten Halbleiterchips 41 eingelegt, wobei die Formstifte 93 nach dem Zusammenfügen der Formwerkzeughälften 91 und 92 auf der Folie 43 abschließen und mit dieser abdichten. Mittels des oben beschriebenen Verfahrens können die Halbleiterchips 41 so mit einem wie gewünscht
ausgebildeten Gehäuseteileverbund aus einem Kunststoff umformt werden, der anschließend durch Zerteilen in einzelne elektronische Bauelemente 40 mit entsprechend ausgebildeten Gehäusen 31 und Kunststoffgehäuseteile 21 zerteilt werden können .
Die Halbleiterchips 41 auf der Folie 43 können beispielsweise noch zusätzliche Elemente, etwa im Falle von
Leuchtdiodenchips Wellenlängenkonversionsschichten,
aufweisen, die zusammen mit den Halbleiterchips 41 mit dem Kunststoffmaterial umformt werden.
Ein solches Folien-unterstütztes Formverfahren kann auch in Verbindung mit den vorab beschriebenen Ausführungsbeispielen verwendet werden.
Die in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele und
Merkmale können gemäß weiteren Ausführungsbeispielen auch miteinander kombiniert werden, auch wenn solche Kombinationen nicht explizit erwähnt oder beschrieben sind. Weiterhin können die in den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiele zusätzliche oder alternative Merkmale gemäß der Beschreibung im allgemeinen Teil aufweisen.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den
Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses (31) für ein elektronisches Bauelement (40), bei dem
- in einem dreidimensionalen Formprozess mit einem Kunststoff ein Gehäuseteileverbund (20) einer Mehrzahl
zusammenhängender Kunststoffgehäuseteile (21)
hergestellt wird und
- durch ein Trennverfahren der Gehäuseteileverbund (20) in eine Mehrzahl einzelner Kunststoffgehäuseteile (21) zerteilt wird, von denen jedes zumindest einen Teil eines Gehäuses (31) bildet,
wobei der Formprozess Transfer-Spritzpressen oder Formpressen ist,
wobei für den Formprozess ein Formwerkzeug (90) verwendet
wird, das Formstifte (93) aufweist, durch die beim
Formprozess angeformte erste Seitenflächen (23) an jedem der Kunststoffgehäuseteile (21) erzeugt werden,
wobei durch das Trennverfahren an jedem der
Kunststoffgehäuseteile (21) zweite Seitenflächen (24) erzeugt werden und
wobei die ersten und zweiten Seitenflächen (23, 24)
Außenflächen der Kunststoffgehäuseteile (21) bilden. 2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die zweiten
Seitenflächen (24) nach dem Zerteilen des
Gehäuseteileverbunds (20) Spuren des Trennverfahrens aufweisen . 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Formwerkzeug (90) eine untere Formwerkzeughälfte (92) und eine obere Formwerkzeughälfte (91) aufweist, die zusammengefügt einen Hohlraum bilden, in dem der Gehäuseteileverbund (20) hergestellt wird, wobei die Formstifte (93) Teil der unteren und/oder oberen Formwerkzeughälfte (91, 92) sind .
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem im Formprozess an einen Leiterrahmenverbund (10) einer Mehrzahl von zusammenhängenden Leiterrahmeneinheiten (11) der Gehäuseteileverbund (20) angeformt wird und der Leiterrahmenverbund (10) zusammen mit dem
Gehäuseteileverbund (20) durch das Trennverfahren zerteilt wird.
Verfahren nach Anspruch 4 bei dem der
Leiterrahmenverbund (10) in das Formwerkzeug (90) eingelegt wird und die Formstifte (93) während des Formprozesses auf dem Leiterrahmenverbund (10)
aufliegen .
Verfahren nach Anspruch 4, bei dem der
Leiterrahmenverbund (10) in das Formwerkzeug (90) eingelegt wird und Öffnungen (14) aufweist, durch die die Formstifte (93) während des Formprozesses
hindurchragen .
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei dem das Formwerkzeug (90) zusätzlich zu den Formstiften (93) Formelemente (94) aufweist, durch die beim Formprozess Kavitäten (22) in den Kunststoffgehäuseteilen (21) des Gehäuseteileverbunds (20) hergestellt werden, in denen jeweils ein Teil einer Leiterrahmeneinheit (11) frei vom Kunststoff ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem eine Mehrzahl von Halbleiterchips (41) auf einer Folie (43) in das Formwerkzeug (90) eingelegt werden und die
Formstifte (93) während des Formprozesses auf der Folie (43) aufliegen.
9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem zumindest eine erste Seitenfläche (23) mit einer
Vertiefung oder Ausbuchtung in Form einer Justierhilfe oder einem Einrastelement aufweist.
10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, bei dem die Formstifte (93) eine konische Form aufweisen, so dass die ersten Seitenflächen (23) mit einer von den zweiten Seitenflächen (24) unterschiedlichen Neigung hergestellt werden.
11. Verfahren zur Herstellung eines elektronischen
Bauelements, bei dem ein elektronischer Halbleiterchip (41) in einem Gehäuse (40) angeordnet wird, das mit dem
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 hergestellt wird .
12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem der Halbleiterchip (41) nach dem Formprozess im Gehäuse (40) angeordnet wird .
13. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem der Halbleiterchip (41) mittels des Formprozesses mit dem
Kunststoffgehäuseteil (21) umformt wird.
Gehäuse (31) für ein elektronisches Bauelement (40), das durch ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 hergestellt wird und das ein Kunststoffgehäuseteil (21) mit angeformten ersten Seitenflächen (23) und durch ein Trennverfahren erzeugten zweiten Seitenflächen (24) aufweist, und die ersten und zweiten Seitenflächen (23, 24) Außenflächen des Kunststoffgehäuseteils (21) bilden
15. Gehäuse (31) nach Anspruch 14, wobei beim
Kunststoffgehäuseteil (21) zumindest eine erste
Seitenfläche (23) an eine zweite Seitenfläche (24) angrenzt und mit dieser eine nicht-rechtwinklige
Außenkante bildet.
16. Gehäuse nach Anspruch 14 oder 15, wobei das
Kunststoffgehäuseteil (21) eine von einer rechteckigen Grundform abweichende Grundform aufweist.
17. Elektronisches Bauelement (40) mit einem Gehäuse (31) gemäß einem der Ansprüche 14 bis 16, bei dem zumindest ein Halbleiterchip (41) im Kunststoffgehäuseteil (21) angeordnet ist.
PCT/EP2015/055687 2014-03-21 2015-03-18 Verfarhen zur herstellung eines gehäuses für ein elektronisches bauelement und eines elektronischen bauelements, gehäuse für ein elektronisches bauelement und elektronisches bauelement Ceased WO2015140213A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/126,071 US10040230B2 (en) 2014-03-21 2015-03-18 Method of producing a housing for an electronic device and an electronic device, housing for an electronic device, and electronic device

Applications Claiming Priority (2)

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