WO2017198668A1 - Anordnung mit einem elektrischen bauteil - Google Patents

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WO2017198668A1 PCT/EP2017/061736 EP2017061736W WO2017198668A1 WO 2017198668 A1 WO2017198668 A1 WO 2017198668A1 EP 2017061736 W EP2017061736 W EP 2017061736W WO 2017198668 A1 WO2017198668 A1 WO 2017198668A1
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capacitor
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Hubert Halbritter
Andreas Wojcik
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to an arrangement having an electrical component according to patent claim 1 and to a method according to claim 9.
  • the object of the invention is to provide an arrangement with an electrical component which has improved electrical properties.
  • the electrical component comprises an electrical component.
  • the component is preferably a semiconductor component that is set up to generate radiation.
  • the component is a light-emitting diode, short LED, or a Laserdi ⁇ ode, short LD.
  • the device is to be ⁇ directed to emit radiation having a wavelength of maximum intensity of at least 360 nm or 410 nm or 760 nm and / or of not more than 1300 nm or 1050 nm or 570 nm.
  • the component is designed to generate visible light or near-infrared radiation.
  • the component comprises one or more control circuits. The at least one control circuit is set up for pulsed operation of the component.
  • a pulse duration generated by the control circuit and is generally implemented by the component is preferably at least 0.5 ns ns or 2 and / or Hoechsmann ⁇ least 15 ns or 10 ns or 8 ns.
  • the pulse duration ⁇ at least 3 ns and / or a maximum of 6 ns.
  • the pulse duration is understood to mean, for example, the full width at half the height of the maximum in the time domain, in short FWHM.
  • the component ei ⁇ NEN or more capacitors is connected with the associated component electrically connected in series and for pulsed energization of the device, a ⁇ directed.
  • a capacitance of the capacitor is ⁇ example, at least 10 nF or 30 nF and / or at most 1 yF or 0.5 yF. In particular, the capacity is around 100 nF. If a plurality of components for generating radiation is present, each component can be assigned a separate capacitor. To reduce inductances, it is possible for a plurality of capacitors connected in parallel to be present, also per component.
  • the component comprises egg ⁇ NEN composite leadframe.
  • the lead frame comprises composite meh ⁇ eral different from each other lead frame.
  • the leadframes are made, for example, by cutting, etching and / or punching from a semifinished product of the leadframe composite.
  • the individual lead frames are not integrally connected to one another by a common, in particular metallic material.
  • the leadframe is in particular made of a copper sheet or a silver sheet, wherein coatings can be present, for example, to increase a reflectivity or to improve a solderability.
  • a thickness or average thickness of the individual lead frames is preferably at least 50 ym or 100 ym or 200 ym and / or at most 1 mm or 0.5 mm.
  • the leadframe composite is locally thinned from a mounting side of the component. That means something from the assembly side is one Material removal takes place in relation to the original lead frame and / or the lead frame assembly is only partially in the mounting side. Thus, the lead frame composite is not the whole area to contact electrically and / or mechanically.
  • the component is surface mountable. That is, the component is using top ⁇ surface mount, English Surface Mount Technology SMT or short, fastened.
  • the component is a QFN component, where QFN stands for Quad Fiat No Lead.
  • the surface mountable electrical component comprises at least one electrical component for generating radiation, a control circuit for pulsed operation of the component and a capacitor for energizing the component.
  • a lead frame assembly with several different lead frames, which are separate components is present.
  • the lead frame composite is locally thinned from a mounting side of the component ago, so that the lead frame assembly is only partially in the assembly ⁇ level.
  • QFN housing for short high current pulses, especially for operating semiconductor lasers with a capacitor and a control circuit such as a field effect transistor or a user-specific integrated circuit, ASIC, in a housing preferably have low inductance values in an electrical discharge path. This is difficult to realize with electrically single-layer housing concepts and / or printed circuit boards.
  • Components is therefore an adaptation to a printed circuit board si ⁇ cherrace so that the housing forms at least one microstrip line together with the circuit board.
  • This is in particular by a targeted deep etching of Leiterrah ⁇ menverbunds and individual lead frames, also referred to as lead frames, possible.
  • lead frames individual lead frames
  • a low Intelinduktivi ⁇ ity can be achieved and also can be dispensed with multi-layer printed circuit boards, which are to be provided by the user and / or shaper of the electrical component.
  • a reduction in the number of layers of about 50% can be achieved compared to using conventional components rather than the device described herein.
  • the component is applied to a first leadframe.
  • the device having a cathode is directly electrically connected and sur fa ⁇ chig with the first lead frame.
  • the capacitor is applied with a first connection on a second leadframe.
  • the application preferably takes place by means of soldering or electrically conductive bonding.
  • control circuit and the capacitor are applied with a second connection on a third leadframe. It is possible that the third leadframe is larger than the second leadframe, which in turn may be larger than the first leadframe.
  • control circuit is electrically connected directly to one or more contact surfaces, wherein the contact surfaces are preferably formed by a respective lead frame.
  • Direct electrically connected means, in particular, that no or no significant electrical resistance and no other active electrical components such as diodes or transistors or capacitors or coils are mounted in the current path. No significant electrical resistance can mean less than 2 ⁇ or 0.5 ⁇ .
  • the device ⁇ di rectly is electrically connected to the second lead frame and the control circuit.
  • An electrically direct connection can be realized, for example, via soldering or electrically conductive bonding.
  • an electrical direct connection can be realized by means of one or more bonding wires or one or more conductor tracks. If a plurality of bonding wires and / or PCB tracks ⁇ nen for direct electrical connection is present, they may be electrically connected in parallel to achieve a low inductance at high currents.
  • the described device is low Indukti ⁇ vticianen can be achieved, especially at high current pulses, for example of the order of 30 A for 1 ns time.
  • the carrier to be provided by the user such as a printed circuit board, also referred to as a printed circuit board or PCB for short, can be designed as a single-layer or two-layer board, so that fewer layers are required compared to conventional components. As a result, a cost savings can be achieved as well as an increase in performance and short pulses with particularly high currents can be applied.
  • second lead frame as an external electrical contact point for a versor ⁇ supply voltage is designed.
  • the supply voltage is for example at least 10 V or 15 V and / or at most 30 V or 20 V.
  • the third lead frame as an external electrical contact point for an earth ⁇ contact, as briefly referred to ground or GND, created.
  • the second lead frame may serve as a ground contact and the third lead frame as a contact for the supply voltage.
  • one of the contact surfaces ⁇ which is electrically connected directly to the control circuit, designed as an external electrical contact point for a control voltage.
  • the control circuit is electrically permeable switchable. That is, via the control voltage, the device is driven. In particular, the device only emits radiation when the control voltage is applied.
  • a current flow from the capacitor via the second leadframe to the component takes place and from there to the first leadframe and from there to the third leadframe.
  • a connection between the lead frames is realized in particular by a plurality of parallel bonding wires in each case.
  • the second and the third leadframe seen in plan view are designed L-shaped.
  • the second leadframe is preferably inside ⁇ half of a rectangle spanned by the third lead frame.
  • the component comprises a housing.
  • the housing is of one or several ⁇ ren plastics.
  • the individual lead frames of the lead frame composite are mechanically connected to each other.
  • the component is mechanically stabilized ⁇ l cry.
  • a material of the housing partly forms the mounting side.
  • the mounting side may consist of the lead frame and the housing material.
  • the third leadframe is the largest leadframe.
  • the size of the second lead frame may be between the sizes of the first and third lead frames. This is especially true in
  • the first and / or the third leadframe seen in plan view are designed T-shaped.
  • middle parts of the two T's can show each other.
  • the central part is the central part projecting from a continuous upper part.
  • the middle parts are shorter than the tops.
  • the second Lei ⁇ terrahmen seen in plan view between the first and the third lead frame is preferably located on one side of the two middle parts of the T's.
  • the arrangement preferably comprises one or more components as specified in connection with one or more of the above-mentioned embodiments. Features for the component are therefore also disclosed for the arrangement and vice versa.
  • the arrangement comprises a carrier, on the upper side of which the at least one component is applied.
  • a contact ⁇ layer with one or, preferably, with multiple Needlesstel ⁇ len for electrical and mechanical contacting of the component.
  • At least some of the lead frames are electrically and mechanically connected to the pads, and this need not apply to all lead frames of the component.
  • the lead frames are partially beab ⁇ standet from the top of the carrier.
  • a first area of the third leadframe, on which the control circuit and the capacitor are applied to the second terminal is electrically connected via the contact layer directly to a second area of the third leadframe.
  • These two loading rich of the third lead frame are preferably spatially separated from each other and are located in particular ⁇ at opposite, furthest apart loading range of ladder frame.
  • the two areas can finally be in terms of their electrical function separated from each of ⁇ , so no real, objective distinction between the areas need to exist.
  • the control circuit as well as the contact layer.
  • an inductance for a discharge current of the capacitor is reduced by the contact layer and a part of the discharge current flows through the contact layer of the carrier.
  • the discharge current through the contact layer preferably extends congruently or approximately congruently with the current flow through the component.
  • both terminals of the capacitor are electrically connected to one another in the operation of the component via the component, the control circuit and the third leadframe. That is, part of the discharge current also flows within the device.
  • This discharge path within the component electrically to the discharge path via the contact layer parallel maral ⁇ tet.
  • discharge current in particular that a side facing away from the component of the capacitor is energized during discharge.
  • runs the contact ⁇ layer comparable first and second portions to each other binds, completely and preferably directly on the upper ⁇ side of the carrier.
  • the contact layer can be designed flat.
  • the contact layer extends ganzflä ⁇ chig, but electrically isolated, under the first lead frame away.
  • the first leadframe is preferably spaced from the mounting side. This can be achieved by a full-surface thin ⁇ nen the first lead frame.
  • the contact layer may be within or on a lower side of the carrier or realized by a plurality of layers in the carrier.
  • the second Lei ⁇ terrahmen in plan view seen in places on the contact layer. Due to the filters comprise thinning of the second lead frame that is spaced apart from the contact layer in the attached ⁇ sprochenen areas. By this design of the second lead frame, it is possible that the discharge current in the contact layer extends congruent or approximately congruent with the de ⁇ current through the device, seen in plan view. At the same time, the second leadframe is electrically contactable via another contact point of the contact layer of the support.
  • a distance between see the contact layer and the first lead frame on which the device is located at most 1.5 mm or 1 mm or 0.5 mm. Alternatively or additionally, this distance is at least 0.1 mm or 0.2 mm. This distance ei ⁇ is neminte ensures short-circuits, on the other hand may have low effective inductance due to the
  • the component has an electronic construction ⁇ element, a control circuit and a capacitor, wherein at least two lead frames are provided, wherein the Leadframe are embedded in a housing, and wherein the component, the control circuit and the capacitor are arranged on the lead frame, wherein the control circuit is formed from ⁇ to charge the capacitor, wherein the control circuit is formed, the component clocked with power from the capacitor, wherein the component has two contacts, wherein the component is arranged on a carrier, wherein the carrier has an electrically conductive layer ⁇ , wherein the two contacts are electrically connected to the layer, wherein at least a first part ei ⁇ nes leadframe has a greater distance from the electrically conductive layer as a second portion of the lead frame on ⁇ . Due to the greater distance between at least a portion of the first lead frame and the electrically conductive layer a better electrical insulation is
  • the first leadframe has a greater distance from the layer than the second and / or further leadframe. Thereby a further improved electrical insulation of the entire first lead frame is he ⁇ made possible.
  • an upper side of the ladder frames is arranged at the same height. This allows a simple structure. Due to the thinner design of at least the part of the first leadframe, the thickness of the part of the first leadframe may be in a range of 90% up to 50% or less of the thickness of the remaining first leadframe.
  • three lead frames are provided, wherein the component is electrically conductively connected to a first terminal to the first lead frame, wherein the component is connected to a second terminal to the second lead frame, wherein the capacitor is electrically conductive with a first terminal to the second Leadframe is connected, wherein the capacitor is connected to a second terminal to the third lead frame, wherein the control Circuit having a first terminal connected to the first lead frame, wherein the control circuit is connected to a second terminal to the second lead frame, wherein the control circuit is connected to a third terminal to the third lead frame, and wherein the two contacts connected to the third lead frame are.
  • the component is arranged on the first conductor frame, wherein the capacitor is arranged on the second and the third lead frame, and wherein the control ⁇ circuit is arranged on the third lead frame.
  • an insulating layer is introduced between the part of the leadframe, which is farther away from the layer, and the carrier. This achieves a further improvement of the electrical insulation.
  • the carrier comprises a second electrically conducting layer is arranged tend, wherein the second layer with the first layer is electrically conductively connected, and wherein the first and the second layer are parallel to each other angeord ⁇ net. This reduces the electrical resistance for the return flow in the carrier.
  • the component is designed as a light-emitting component. Especially with light-emitting properties, the described compact construction of Vor ⁇ part.
  • the thinner the formation of at least part of the first Lei terrahmens ⁇ takes place in particular forth by etching the first lead frame from the bottom. Due to the thinner formation of at least the part of the first leadframe, the thickness of the part of the first leadframe can be in a range of 90% to 50% or less of the thickness of the remaining first leadframe. According to at least one embodiment of the method, we ⁇ tendonss formed a part of the first lead frame by using a deep etching from the bottom side thinner. The same applies preferably to the second leadframe and may also apply to the third leadframe in terms of small areal proportions.
  • the entire first leadframe is made thinner than the further leadframe.
  • FIG. 1 is a perspective view of the arrangement
  • 2 is a plan view of the arrangement of Fig. 1
  • Fig. 3 is a schematic representation of an electrical
  • FIG. 4 shows a schematic cross section through the arrangement of Fig. 1,
  • Fig. 5 is a schematic cross section through another
  • Fig. 6 shows a further embodiment of a ⁇ here be registered member
  • Fig. 7 is a further schematic representation of a
  • the component 1 shows a perspective view of an arrangement with an electrical component 1, which is arranged on a carrier top side 22 of a carrier 2.
  • the component 1 has in the illustrated embodiment, three lead frames 3, 4, 5.
  • the three lead frames 3, 4, 5 are spaced apart from each other and embedded in an electrically insulating housing 6 and mechanically connected together by the housing 6.
  • the component 1 is a QFN component.
  • a mounting side 41 of the surface-mounted component 1 is preferably comprised of the lead frames 3, 4, 5, 10, 11, 12, 13 and 6, the housing on the first lead frame 3 is arranged an electrical device 7, in particular a pulsed operable Laserdi ⁇ ode.
  • a capacitor 8 is provided, which is partially disposed on the second and on the third lead frame 4, 5.
  • a control circuit 9 is provided, which is arranged on the third lead frame 5.
  • the carrier 2 has a not shown in Figure 1 electrically conductive layer 14 which is divided into a plurality of contact points to ⁇ at least a portion of the lead frame 3, 4, 5, 10, 11, 12, 13 to contact electrically and mechanically.
  • the lead frames 3, 4, 5, 10, 11, 12, 13 form a ladder frame assembly 40.
  • the device 7 can for example be in the form of an electrical ⁇ rule component such as a transistor, in the form of an electrical circuit and / or be in the form of a lichtemittie- Governing component.
  • an electrical ⁇ rule component such as a transistor
  • the device is in the form of a light-emitting ⁇ component, in particular in the form of a laser or a laser diode 7, which emits light in a lateral direction of radiation 15 °.
  • the component 7, the capacitor 8 and the control circuit 9 are preferably covered with an insulating layer 16.
  • the isolators ⁇ tion layer 16 may be transparent and permeable to the radiation generated during operation.
  • 2 shows a schematic representation of a view from above of the arrangement of FIG. 1.
  • the component 7 is electrically conductively connected to a first terminal 17 with the first leadframe 3.
  • the component 7 is electrically conductively connected to the second leadframe 3 with a second terminal 18.
  • the first terminal 17 may be formed, for example in the form of contacts on the underside of the device 7.
  • the second terminal 18 may be formed in the form of bonding wires.
  • the component 7 is not disposed on a separate printed circuit ⁇ frame 3, but on the second wire Frame 4 with the first terminal 23 of the capacitor 8 be ⁇ finds, or alternatively on the third lead frame 5 with the second terminal 24.
  • the control circuit 9 is electrically connected to a first terminal 19 in ⁇ example in the form of bonding wires with the first lead frame 3 conductively connected.
  • a short-circuit current or a pre-charge of the capacitor 8 and / or of the component 7 can take place via the second connection 20.
  • the control circuit 9 ⁇ an IC or ASIC, not only a transistor such as a FET, a control of the voltage applied to the second lead frame 4 voltage can also be effected via the second connection 20th
  • error signals to be output via the control circuit 9, for example via the contact surfaces 10, 12, 13.
  • One of the contact surfaces 11 for a trigger signal T is provided for switching the component 7, the other contact surfaces 10, 12, 13 may be functionalized for additional signals.
  • control circuit 9 is electrically conductively connected to the third lead frame 5 via a third terminal 21, for example in the form of bonding wires.
  • control circuit 9 via further connections 22nd
  • the capacitor 8 is electrically conductively connected to the second leadframe 4 via a first terminal 23.
  • the capacitor 8 is electrically conductively connected to the third lead frame 5 via a second electrical connection 24.
  • the first and second terminals 23, 24 of the capacitor 8 may be formed, for example, in the form of bonding wires or in the form of contacts on the underside of the capacitor 8.
  • the third lead frame 5 via two contacts 25, 26, which are shown in dashed lines, electrically conductively connected to the electrically conductive layer 14 of the carrier 2.
  • a first region 25 is arranged in FIG. 2 on a left side next to the control circuit 9.
  • a second region 26 is disposed near the capacitor 8.
  • the layer 14 is also shown in dashed lines.
  • the layer 14 may have a planar, in particular rectangular shape.
  • the layer 14 may extend over a majority of the area of the carrier 2.
  • the layer 14 is structured in contact points for the lead frames 4, 10, 11, 12, 13, not drawn.
  • the first leadframe 3 is spaced from the layer 14 and not directly contacted with it.
  • the second lead frame 4 is only partially in contact with one of the contact points of the layer 14, seen in plan view, so that no short circuit with the third lead frame 5 results.
  • the control circuit 9 is connected via the carrier 2 with a current source, not shown, and designed to charge the capacitor 8 via the second and the third terminal 20, 21.
  • the control circuit 9 is designed to electrically connect the component 7 to the capacitor 8 via the layer 14 via the first and third terminals 19, 21.
  • the current flows above the carrier 2 in the direction indicated by a first arrow 31, within - Il ⁇ of the component 1.
  • the inductive reflux of the stream, ie the discharge path is due to the inductive resistance in the layer 14 in a similar way back, which is indicated by a second arrow 32.
  • the preferred planar layer 14 thus allows electrical return of the current with a low inductance. Thereby can be transmitted at ⁇ game as short current pulses of 30 A with a time duration of 1 ns.
  • Such components 1, which generate short pulses of radiation Kings ⁇ nen, are used for example for distance measurements referred to briefly ToF applications as time-of-flight applications or.
  • the layer 14 could also be U-shaped with two legs and a cross-connection, wherein the contacts 25, 26 in the end region of the legs and the transverse connection in the region of the component 7 is arranged.
  • the U-shape is aligned in accordance with the second arrow 32, since the inductive current flow in the second layer 14 takes place via this path.
  • Fig. 3 shows a schematic representation of an electrical equivalent circuit diagram of the current flow during operation of the device 7, which is formed for example as a laser diode.
  • control circuit 9 At the second terminal 20 of the control circuit 9 is a supply voltage V on. Further, the control circuit 9 is connected to a control voltage T, via which a switching element in the control circuit 9 as a field effect transistor, short FET, can be opened and closed.
  • the third lead frame 5 is connected via the corresponding contact point of the layer 14 with a ground contact GND.
  • the capacitor 8 If the switching element is open so that no current flows through the switching element, the capacitor 8 is charged. This then flows none of the streams 31, 32nd The Kon ⁇ capacitor 8, the switching element is closed, discharging in a short current pulse via the component 7 and the switching element 9 toward the ground contact GND, so that within half of the component 1, the first discharge current 31 flows. Since an electrical charge from a component 7 electrically facing side of the condenser 8 flows off, at the same time an electric charge on the same ⁇ the construction ⁇ element 7 electrically remote side of the capacitor 8 must flow simultaneously. This is done by the second discharge 32.
  • the second discharge 32 extends design dependent in particular predominantly in the layer 14 of the carrier 2, and, as illustrated in connection with Figure 2, seen in plan view be ⁇ vorzugt approximately congruent with the first discharge Ström 31 , only in the opposite direction. Through this equal and opposite current flow, a lower effective Indukti ⁇ tivity is achievable.
  • a current flow 33 can also take place directly in the third lead frame 5. That is, the currents 32, 33 can be made in parallel, which further reduces the effective inductance. Furthermore, for test purposes by the connection via the third lead frame 5, the component 1 without the carrier 2 in particular and / or for producing control ⁇ be drivable.
  • Fig. 4 shows a schematic representation of a cross section through the arrangement of Fig. 1, wherein not all contact points of the layer 14 and not all lead frames
  • the electrically conductive layer 14 is disposed directly on top of the carrier. 2
  • the third lead frame 5 is electrically conductively connected to the layer 14 via the contacts 25, 26.
  • the first and the second lead frame 3, 4 have at least in places a smaller thickness than that third lead frame 5 on.
  • the thickness of the first and the two ⁇ th lead frame 3, 4 may be in the range of 90% to 50% or less of the thickness of the third lead frame 5.
  • the first and the second lead frame 3, 4 are arranged with ei ⁇ ner the carrier 2 facing away from the top at the same height as the third lead frame 5.
  • the first and the second lead frame 3, 4 a greater distance from the electrically conductive layer 14 on.
  • an insulating layer 27 is disposed between the layer 14 and the first and second lead frames 3, 4.
  • the insulating layer 27 preferably forms part of the housing 6 and is in particular made in one piece with the remaining parts of the housing 6 and may be formed, for example, from a polymer or, less preferably, a photoresist.
  • Use of the insulation layer 27, a further improved electrical ⁇ Iso-regulation between the first and the second lead frame 3, 4 and the layer 14 can be achieved.
  • the first and the second contact 25, 26 may be formed, for example in the form of a contact ⁇ layer.
  • the carrier 2 may be for example a printed circuit board and / or PCB, printed circuit board, out ⁇ forms.
  • the layer 14, as shown schematically in FIG. 5, can also be arranged in the carrier 2.
  • the Layer 14 may also be arranged on a side facing away from the component 1 underside of the carrier 2.
  • a further layer 28 may be arranged in the carrier 2, which is arranged parallel to the layer 14.
  • the layers 14, 28 are preferably electrically conductively connected to one another and to the contacts 25, 26 via electrically conductive via contacts 29, 30 in or on side surfaces of the carrier 2.
  • the lead frames 3, 4, 5 are made of an electrically conductive material, in particular of copper or a copper alloy. There may be coatings, such as to improve a solderability.
  • the first conductor frame 3 completely and the second lead frame 4 is partially etched at ⁇ play from the mounting side 41 forth using an etching ⁇ operation to a smaller thickness than the third Lei ⁇ terrahmen 5.
  • the first and second lead frames 3, 4 can thus using a deep etch of a QFN leadframe.
  • the correspondingly shaped layer 14, and in particular their contact point ⁇ for the third lead frame 5 is a MikrostMaillei- processing implemented in the support 2, the layer 14 and / o ⁇ of the further layer 28 is preferably a ground plane depicting ⁇ len.
  • the first, the second and the third lead frame 3, 4, 5 can be prepared for example by that a conductor ⁇ lattice frame with first, second and third lead frames of a metal part, in particular copper is prepared.
  • the top of the first and the second lead frame 3, 4 is arranged the same height as the top of the third lead frame fifth
  • an etching method can be used to produce the leadframes.
  • the first and / or the second lead frame for example, with a deep etching from the bottom thinner than the third lead frame 5.
  • the lead frame 3, 4, 5 embedded in a mold material, for example made of plastic material for the Ge ⁇ housing 6 ,
  • the capacitor 8, the device 7 and the control circuit 9 are placed on the lead frame 3, 4, 5 and, as described above, corresponding electrically conductively connected to the lead frame. Subsequently, this arrangement is separated from the composite.
  • the component 1 is obtained.
  • the component 1 can now, as already explained above ⁇ ⁇ , with the carrier 2 electrically conductive get connected.
  • the component 1 can also be supplied separately to a customer and only installed by the customer with the carrier 2. Using the method described can be manufactured easily and kos ⁇ -effectively a component 1 and an arrangement having a construction ⁇ part 1 and a carrier. 2
  • a component 1 is obtained, in which the tops of the lead frames 3, 4, 5 are arranged at the same height.
  • the capacitor 8, the control circuit 9 and the device 7 can be easily and precisely mounted on the lead frame 3, 4, 5.
  • at least some or all of the first and second lead frames 3, 4 are set back with respect to an underside of the third lead frame 5 facing the support 2.
  • an arrangement with improved electrical insulation between a layer 14 of the carrier 2 and the first and / or the second lead frame 3, 4 can be provided.
  • an isolation layer to the electrical insulation fibers to verbes ⁇ can be inserted between the support 2 and the thinner first and / or second lead frame.
  • the component 1 may also have only two lead frames 3, 4.
  • at least a portion of the underside of one of the two leadframes is recessed from the underside of the other leadframe.
  • an arrangement with a component and a carrier can be hillsge ⁇ provides, in which the electrical insulation between one of the lead frames and an electrically conductive layer of the carrier is improved.
  • FIG. 6 illustrates another embodiment of the component 1, see the plan views in FIGS. 6A and 6B, the side views in FIGS. 6C and 6D and the bottom views in FIGS. 6E and 6F.
  • Figures 6B, 6D and 6F without the housing 6 are ge ⁇ distinguished.
  • the illustrations in FIG. 6 are to scale, dimensions are in mm.
  • the third lead frame 5 is the largest lead frame.
  • five of the contact surfaces 10, 11, 12, 13 are present, and deviating from this, more or fewer contact surfaces can be provided.
  • Both the first and third lead frames 3, 5 are in
  • the third lead frame 5 is preferably designed as a contact for the supply voltage V. Such a confusion of the contacts V, GND with respect to FIG. 1 can also occur in all other exemplary embodiments.
  • the first lead frame 3 with the component 7 is preferably not electrically connected, but serves only as a heat sink.
  • the third lead frame 5 separates the lead frames 3, 4 spatially from the contact surfaces 10, 11, 12, 13, in
  • the capacitor 8 is located as close as possible to the central parts of the T's of the lead frames 3, 5.
  • the lead frames 3, 4, 5, 10, 11, 12, 13 and the components 7, 8, 9 are each electrically connected to bonding wires.
  • FIGS. 1, 2, 4 and 5 apply.
  • the electrical circuit is sketched analogous to FIG. Deviating from FIG. 3 is the scarf Tele ⁇ ment of the control circuit 9 is electrically connected between the component 7 and the capacitor 8.
  • Fig. 7 be a path for the third discharge in the component 1 is provided , in particular in the third lead frame 5. Otherwise, the comments on FIG. 3 apply.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einem elektrischen Bauteil, wobei das Bauteil ein elektrisches Bauelement, eine Steuerschaltung und einen Kondensator aufweist, wobei wenigstens zwei Leiterrahmen vorgesehen sind, wobei die Leiterrahmen in ein Gehäuse eingebettet sind, und wobei das Bauelement, die Steuerschaltung und der Kondensator auf den Leiterrahmen angeordnet sind, wobei die Steuerschaltung ausgebildet ist, um den Kondensator zu laden, wobei die Steuerschaltung ausgebildet ist, das Bauelement getaktet mit Strom aus dem Kondensator zu versorgen, wobei das Bauteil zwei Kontakte aufweist, wobei das Bauteil auf einem Träger angeordnet ist, wobei der Träger eine elektrisch leitende Schicht aufweist, wobei die zwei Kontakte mit der Schicht elektrisch leitend verbunden ist, wobei wenigstens ein erster Teil eines Leiterrahmens einen größeren Abstand von der elektrisch leitenden Schicht als ein zweiter Leiterrahmen aufweist.

Description

Beschreibung
Anordnung mit einem elektrischen Bauteil Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einem elektrischen Bauteil gemäß Patentanspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 9.
Im Stand der Technik sind Anordnungen mit einem elektrischen Bauteil bekannt, das auf einem Träger angeordnet ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Anordnung mit einem elektrischen Bauteil bereitzustellen, die verbesserte elektrische Eigenschaften aufweist.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Anordnung gemäß Patentanspruch 1 und durch das Verfahren gemäß Anspruch 9 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind Weiterbildungen der Erfindung beschrieben.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das elektrische Bauteil ein elektrisches Bauelement. Bei dem Bauelement han- delt es sich bevorzugt um ein Halbleiterbauelement, das zur Erzeugung von Strahlung eingerichtet ist. Insbesondere ist das Bauelement eine Leuchtdiode, kurz LED, oder eine Laserdi¬ ode, kurz LD. Beispielsweise ist das Bauelement dazu einge¬ richtet, Strahlung mit einer Wellenlänge maximaler Intensität von mindestens 360 nm oder 410 nm oder 760 nm und/oder von höchstens 1300 nm oder 1050 nm oder 570 nm zu emittieren. Insbesondere ist das Bauelement zur Erzeugung von sichtbarem Licht oder von nahinfraroter Strahlung eingerichtet. Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Bauteil eine oder mehrere Steuerschaltungen. Die mindestens eine Steuerschaltung ist zum gepulsten Betreiben des Bauelements eingerichtet. Eine Impulsdauer, die durch die Steuerschaltung und durch das Bauteil insgesamt realisierbar ist, liegt dabei bevorzugt bei mindestens 0,5 ns oder 2 ns und/oder bei höchs¬ tens 15 ns oder 10 ns oder 8 ns . Insbesondere liegt die Im¬ pulsdauer bei mindestens 3 ns und/oder höchstens 6 ns . Als Impulsdauer wird etwa die volle Breite auf halber Höhe des Maximums in der Zeitdomäne verstanden, kurz FWHM.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Bauteil ei¬ nen oder mehrere Kondensatoren. Der mindestens eine Kondensa- tor ist mit dem zugehörigen Bauelement elektrisch in Serie geschaltet und zur gepulsten Bestromung des Bauelements ein¬ gerichtet. Eine Kapazität des Kondensators liegt beispiels¬ weise bei mindestens 10 nF oder 30 nF und/oder bei höchstens 1 yF oder 0,5 yF. Insbesondere liegt die Kapazität um 100 nF. Sind mehrere Bauelemente zur Strahlungserzeugung vorhanden, so kann jedem Bauelement ein separater Kondensator zugeordnet sein. Zur Verringerung von Induktivitäten ist es möglich, dass mehrere elektrisch parallel geschaltete Kondensatoren vorhanden sind, auch pro Bauelement.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Bauteil ei¬ nen Leiterrahmenverbund. Der Leiterrahmenverbund umfasst meh¬ rere voneinander verschiedene Leiterrahmen. Die Leiterrahmen sind beispielsweise über ein Schneiden, Ätzen und/oder Stan- zen aus einem Halbzeug des Leiterrahmenverbunds hergestellt. Die einzelnen Leiterrahmen sind nicht durch ein gemeinsames, insbesondere metallisches Material einstückig miteinander verbunden. Der Leiterrahmen ist insbesondere aus einem Kupferblech oder einem Silberblech gefertigt, wobei Beschichtun- gen etwa zur Steigerung einer Reflektivität oder zur Verbesserung einer Lötfähigkeit vorhanden sein können. Eine Dicke oder mittlere Dicke der einzelnen Leiterrahmen liegt bevorzugt bei mindestens 50 ym oder 100 ym oder 200 ym und/oder bei höchstens 1 mm oder 0,5 mm.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Leiterrahmenverbund von einer Montageseite des Bauteils her stellenweise gedünnt. Das heißt etwa, von der Montageseite her ist eine Materialwegnahme gegenüber den ursprünglichen Leiterrahmen erfolgt und/oder der Leiterrahmenverbund liegt nur teilweise in der Montageseite. Damit ist der Leiterrahmenverbund nicht ganzflächig elektrisch und/oder mechanisch zu kontaktieren.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Bauteil ober- flächenmontierbar . Das heißt, das Bauteil ist mittels Ober¬ flächenmontage, englisch Surface Mount Technology oder kurz SMT, befestigbar. Insbesondere handelt es sich bei dem Bau- teil um ein QFN-Bauteil, wobei QFN für Quad Fiat No Lead steht .
In mindestens einer Ausführungsform umfasst das oberflächen- montierbare elektrische Bauteil mindestens ein elektrisches Bauelement zur Strahlungserzeugung, eine Steuerschaltung zum gepulsten Betreiben des Bauelements sowie einen Kondensator zur Bestromung des Bauelements. Als Träger für die vorgenannten Komponenten ist ein Leiterrahmenverbund mit mehreren verschiedenen Leiterrahmen, bei denen es sich um separate Kompo- nenten handelt, vorhanden. Der Leiterrahmenverbund ist von einer Montageseite des Bauteils her stellenweise gedünnt, so dass der Leiterrahmenverbund nur teilweise in der Montage¬ ebene liegt. Insbesondere QFN-Gehäuse für kurze Hochstromimpulse, speziell zum Betreiben von Halbleiterlasern mit einem Kondensator und einer Steuerschaltung wie einem Feldeffekttransistor oder einem anwenderspezifischen integrierten Schaltkreis, kurz ASIC, in einem Gehäuse, weisen bevorzugt niedrige Induktivitäts- werte in einem elektrischen Entladepfad auf. Dies ist mit elektrisch einlagigen Gehäusekonzepten und/oder Leiterplatten schwierig zu realisieren.
Eine Möglichkeit der Realisierung sind sogenannte Mikrostrei- fenleitungen . In einlagigen Gehäusekonzepten wie QFN-
Bauteilen ist deshalb eine Adaption zu einer Leiterplatte si¬ cherzustellen, damit das Gehäuse zusammen mit der Leiterplatte zumindest eine Mikrostreifenleitung bildet. Dies ist insbesondere durch eine gezielte Tiefenätzung des Leiterrah¬ menverbunds sowie einzelner Leiterrahmen, auch als Leadframes bezeichnet, möglich. Somit ist eine niedrige Gesamtinduktivi¬ tät zu erreichen und außerdem kann auf mehrlagige Leiterplat- ten, die von dem Anwender und/oder Verbauer des elektrischen Bauteils bereitzustellen sind, verzichtet werden. Es kann zum Beispiel eine Reduktion der Anzahl der Lagen um ungefähr 50 % erzielt werden, im Vergleich zur Verwendung herkömmlicher Bauteile anstatt des hier beschriebenen Bauteils.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Bauelement auf einem ersten Leiterrahmen aufgebracht. Beispielsweise ist das Bauelement mit einer Kathode elektrisch unmittelbar und flä¬ chig mit dem ersten Leiterrahmen verbunden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Kondensator mit einem ersten Anschluss auf einem zweiten Leiterrahmen aufgebracht. Wie auch für alle anderen Komponenten erfolgt das Aufbringen bevorzugt mittels Löten oder elektrisch leitfähi- gern Kleben.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die Steuerschal¬ tung sowie der Kondensator mit einem zweiten Anschuss auf einem dritten Leiterrahmen aufgebracht. Es ist möglich, dass der dritte Leiterrahmen größer ist als der zweite Leiterrahmen, welcher wiederum größer sein kann als der erste Leiterrahmen .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Steuerschaltung elektrisch direkt mit einer oder mit mehreren Kontaktflächen verbunden, wobei die Kontaktflächen bevorzugt durch je einen Leiterrahmen gebildet sind. Elektrisch direkt verbunden bedeutet insbesondere, dass kein oder kein signifikanter elektrischer Widerstand sowie keine anderen aktiven elektri- sehen Komponenten wie Dioden oder Transistoren oder Kondensatoren oder Spulen im Strompfad angebracht sind. Kein signifikanter elektrischer Widerstand kann bedeuten, weniger als 2 Ω oder 0,5 Ω. Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Bauelement di¬ rekt elektrisch mit dem zweiten Leiterrahmen und der Steuerschaltung verbunden.
Eine elektrisch direkte Verbindung ist beispielsweise über Löten oder elektrisch leitfähiges Kleben realisierbar. Ebenso kann eine elektrische direkte Verbindung mittels einem oder mehreren Bonddrähten oder einer oder mehrerer Leiterbahnen realisiert sein. Sind mehrere Bonddrähte und/oder Leiterbah¬ nen zur direkten elektrischen Verbindung vorhanden, so können diese elektrisch parallel geschaltet sein, um eine niedrige Induktivität bei hohen Strömen zu erzielen. Durch das beschriebene Bauteil lassen sich niedrige Indukti¬ vitäten erzielen, insbesondere bei Hochstromimpulsen, beispielsweise in der Größenordnung von 30 A über 1 ns hinweg. Der vom Anwender bereitzustellende Träger wie eine Leiterplatte, auch als Printed Circuit Board oder kurz PCB bezeich- net, kann als einlagige oder zweilagige Platine ausgeführt werden, so dass im Vergleich zu herkömmlichen Bauteilen weniger Lagen erforderlich sind. Hierdurch ist eine Kostenersparnis erzielbar sowie eine Leistungssteigerung und kurze Impulse mit besonders hohen Strömen können appliziert werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der zweite Leiterrahmen als externe elektrische Kontaktstelle für eine Versor¬ gungsspannung gestaltet. Die Versorgungsspannung liegt beispielsweise bei mindestens 10 V oder 15 V und/oder bei höchs- tens 30 V oder 20 V.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der dritte Leiterrahmen als externe elektrische Kontaktstelle für einen Erd¬ kontakt, auch als Ground oder kurz GND bezeichnet, gestaltet. Alternativ ist es möglich, dass der zweite Leiterrahmen als Erdkontakt und der dritte Leiterrahmen als Kontakt für die Versorgungsspannung dienen. Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist eine der Kontakt¬ flächen, die mit der Steuerschaltung elektrisch direkt verbunden ist, als externe elektrische Kontaktstelle für eine Steuerspannung gestaltet. Über die Steuerspannung, auch als Trigger bezeichnet, ist die Steuerschaltung auf elektrisch durchlässig schaltbar. Das heißt, über die Steuerspannung wird das Bauelement angesteuert. Insbesondere emittiert das Bauelement nur Strahlung, wenn die Steuerspannung angelegt ist .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform erfolgt im Betrieb des Bauelements ein Stromfluss von dem Kondensator über den zweiten Leiterrahmen zu dem Bauelement und von dort zu dem ersten Leiterrahmen und von dort zu dem dritten Leiterrahmen. Eine Verbindung zwischen den Leiterrahmen ist insbesondere jeweils durch mehrere parallele Bonddrähte realisiert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind der zweite und der dritte Leiterrahmen in Draufsicht gesehen L-förmig gestaltet. Dabei befindet sich der zweite Leiterrahmen bevorzugt inner¬ halb eines von dem dritten Leiterrahmen aufgespannten Rechtecks .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Bauteil ein Gehäuse. Bevorzugt ist das Gehäuse aus einem oder aus mehre¬ ren Kunststoffen. Mittels des Gehäuses sind die einzelnen Leiterrahmen des Leiterrahmenverbunds mechanisch miteinander verbunden. Über das Gehäuse ist das Bauteil mechanisch stabi¬ lisiert. Es ist möglich, dass ein Material des Gehäuses teil- weise die Montageseite bildet. Die Montageseite kann aus den Leiterrahmen und dem Gehäusematerial bestehen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Bauteils ist der dritte Leiterrahmen der größte Leiterrahmen. Die Größe des zweiten Leiterrahmens kann zwischen den Größen des ersten und dritten Leiterrahmens liegen. Dies gilt insbesondere in
Draufsicht gesehen. Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind der erste und/oder der dritte Leiterrahmen in Draufsicht gesehen T-förmig gestaltet. Dabei können Mittelteile der beiden T's zueinander zeigen. Das Mittelteil ist dabei das mittig liegende, von ei- nem durchgehenden Oberteil abstehende Teil. Bevorzugt sind die Mittelteile kürzer als die Oberteile.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt der zweite Lei¬ terrahmen in Draufsicht gesehen zwischen dem ersten und dem dritten Leiterrahmen. Dabei liegt der zweite Leiterrahmen bevorzugt auf einer Seite der beiden Mittelteile der T's.
Darüber hinaus wird eine Anordnung angegeben. Die Anordnung umfasst bevorzugt eines oder mehrere Bauteile, wie in Verbin- dung mit einer oder mehrerer der oben genannten Ausführungsformen angegeben. Merkmale für das Bauteil sind daher auch für die Anordnung offenbart und umgekehrt.
In mindestens einer Ausführungsform umfasst die Anordnung ei- nen Träger, auf dessen Oberseite das mindestens eine Bauteil aufgebracht ist. An der Oberseite befindet sich eine Kontakt¬ schicht mit einer oder, bevorzugt, mit mehreren Kontaktstel¬ len zum elektrischen und mechanischen Kontaktieren des Bauteils. Zumindest einige der Leiterrahmen sind elektrisch und mechanisch mit den Kontaktstellen verbunden, wobei dies nicht für alle Leiterrahmen des Bauteils gelten muss. Die Leiterrahmen sind teilweise von der Oberseite des Trägers beab¬ standet . Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist ein erster Bereich des dritten Leiterrahmens, auf dem die Steuerschaltung sowie der Kondensator mit dem zweiten Anschluss aufgebracht sind, über die Kontaktschicht elektrisch direkt mit einem zweiten Bereich des dritten Leiterrahmens verbunden. Diese beiden Be- reiche des dritten Leiterrahmens sind bevorzugt räumlich von¬ einander getrennt und befinden sich insbesondere an einander gegenüberliegenden, am weitesten voneinander entfernten Be- reichen des Leiterrahmens. Die beiden Bereiche können aus¬ schließlich hinsichtlich ihrer elektrischen Funktion voneinander separiert sein, so dass keine reale, gegenständliche Abgrenzung zwischen den Bereichen zu bestehen braucht.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind beide Anschlüsse des Kondensators im Betrieb des Bauelements über das Bauele¬ ment, die Steuerschaltung sowie die Kontaktschicht elektrisch miteinander verbunden. Dadurch ist es möglich, dass durch die Kontaktschicht eine Induktivität für einen Entladestrom des Kondensators verringert ist und ein Teil des Entladestroms durch die Kontaktschicht des Trägers fließt. Der Entladestrom durch die Kontaktschicht verläuft dabei bevorzugt deckungs¬ gleich oder näherungsweise deckungsgleich mit dem Stromfluss durch das Bauelement.
Mit anderen Worten ist in der Kontaktschicht des Trägers eine Art Spiegelstrom zu dem Entladestrom durch das Bauelement in dem Bauteil realisierbar. Hierdurch sind durch die Ströme auftretende Magnetfelder zumindest teilweise kompensierbar, so dass insgesamt eine Induktivität effektiv reduziert wird. Dadurch lassen sich kürzere Schaltzeiten und/oder größere Entladeströme realisieren. Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Anordnung sind beide Anschlüsse des Kondensators im Betrieb des Bauelements über das Bauelement, die Steuerschaltung sowie den dritten Leiterrahmen elektrisch miteinander verbunden. Das heißt, ein Teil des Entladestroms fließt auch innerhalb des Bauteils. Diese Entladestrecke innerhalb des Bauteils ist elektrisch der Entladestrecke über die Kontaktschicht parallel geschal¬ tet. Hier und im Übrigen bedeutet Entladestrom insbesondere, dass eine dem Bauelement abgewandte Seite des Kondensators beim Entladen bestromt wird.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform verläuft die Kontakt¬ schicht, die die ersten und zweiten Bereiche miteinander ver- bindet, vollständig und bevorzugt unmittelbar an der Ober¬ seite des Trägers. Die Kontaktschicht kann flächig gestaltet sein. Insbesondere erstreckt sich die Kontaktschicht ganzflä¬ chig, aber elektrisch isoliert, unter den ersten Leiterrahmen hinweg. Dazu ist der erste Leiterrahmen von der Montageseite bevorzugt beabstandet. Dies ist durch ein ganzflächiges Dün¬ nen des ersten Leiterrahmens realisierbar. Alternativ kann die Kontaktschicht innerhalb oder an einer Unterseite des Trägers liegen oder durch mehrere Lagen im Träger realisiert sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt der zweite Lei¬ terrahmen in Draufsicht gesehen stellenweise über der Kontaktschicht. Aufgrund des stellenweisen Dünnens des zweiten Leiterrahmens ist dieser von der Kontaktschicht in den ange¬ sprochenen Bereichen beabstandet. Durch diese Gestaltung des zweiten Leiterrahmens ist es möglich, dass der Entladestrom in der Kontaktschicht deckungsgleich oder näherungsweise de¬ ckungsgleich mit dem Strom über das Bauelement verläuft, in Draufsicht gesehen. Gleichzeitig ist der zweite Leiterrahmen über eine andere Kontaktstelle der Kontaktschicht des Trägers elektrisch kontaktierbar .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist ein Abstand zwi- sehen der Kontaktschicht und dem ersten Leiterrahmen, auf dem sich das Bauelement befindet, höchstens 1,5 mm oder 1 mm oder 0,5 mm. Alternativ oder zusätzlich liegt dieser Abstand bei mindestens 0,1 mm oder 0,2 mm. Durch diesen Abstand ist ei¬ nerseits eine Kurzschlusssicherheit gewährleistet, anderer- seits können niedrige effektive Induktivitäten aufgrund der
Kompensation des Entladestroms in der Kontaktschicht des Trä¬ gers sowie des Entladestroms durch das Bauelement hindurch erzielt werden. Es wird außerdem eine Anordnung mit einem elektrischen Bauteil vorgeschlagen, wobei das Bauteil ein elektronisches Bau¬ element, eine Steuerschaltung und einen Kondensator aufweist, wobei wenigstens zwei Leiterrahmen vorgesehen sind, wobei die Leiterrahmen in ein Gehäuse eingebettet sind, und wobei das Bauelement, die Steuerschaltung und der Kondensator auf den Leiterrahmen angeordnet sind, wobei die Steuerschaltung aus¬ gebildet ist, um den Kondensator zu laden, wobei die Steuer- Schaltung ausgebildet ist, das Bauelement getaktet mit Strom aus dem Kondensator zu versorgen, wobei das Bauteil zwei Kontakte aufweist, wobei das Bauteil auf einem Träger angeordnet ist, wobei der Träger eine elektrisch leitende Schicht auf¬ weist, wobei die zwei Kontakte mit der Schicht elektrisch leitend verbunden sind, wobei wenigstens ein erster Teil ei¬ nes Leiterrahmens einen größeren Abstand von der elektrisch leitenden Schicht als ein zweiter Teil des Leiterrahmens auf¬ weist. Durch den größeren Abstand zwischen wenigstens einem Teil des ersten Leiterrahmens und der elektrisch leitenden Schicht wird eine bessere elektrische Isolierung erreicht.
In einer Ausführung weist der erste Leiterrahmen einen größeren Abstand von der Schicht als der zweite und/oder weitere Leiterrahmen auf. Dadurch wird eine weitere verbesserte elektrische Isolierung des gesamten ersten Leiterrahmens er¬ möglicht .
In einer Ausführung ist eine Oberseite der Leiterrahmen auf gleicher Höhe angeordnet. Dadurch wird ein einfacher Aufbau ermöglicht. Durch die dünnere Ausbildung wenigstens des Teils des ersten Leiterrahmens kann die Dicke des Teils des ersten Leiterrahmens in einem Bereich von 90 % bis zu 50 % oder we¬ niger der Dicke des übrigen ersten Leiterrahmens liegen. In einer Ausführung sind drei Leiterrahmen vorgesehen, wobei das Bauelement elektrisch leitend mit einem ersten Anschluss mit dem ersten Leiterrahmen verbunden ist, wobei das Bauelement mit einem zweiten Anschluss mit dem zweiten Leiterrahmen verbunden ist, wobei der Kondensator elektrisch leitend mit einem ersten Anschluss mit dem zweiten Leiterrahmen verbunden ist, wobei der Kondensator mit einem zweiten Anschluss mit dem dritten Leiterrahmen verbunden ist, wobei die Steuer- Schaltung mit einem ersten Anschluss mit dem ersten Leiterrahmen verbunden ist, wobei die Steuerschaltung mit einem zweiten Anschluss mit dem zweiten Leiterrahmen verbunden ist, wobei die Steuerschaltung mit einem dritten Anschluss mit dem dritten Leiterrahmen verbunden ist, und wobei die zwei Kontakte mit dem dritten Leiterrahmen verbunden sind. Somit wird ein kompakter Aufbau erhalten.
In einer Ausführung ist das Bauelement auf dem ersten Leiter- rahmen angeordnet, wobei der Kondensator auf dem zweiten und dem dritten Leiterrahmen angeordnet ist, und wobei die Steu¬ erschaltung auf dem dritten Leiterrahmen angeordnet ist.
In einer Ausführung ist zwischen dem Teil des Leiterrahmens, der weiter von der Schicht entfernt ist, und dem Träger eine Isolationsschicht eingebracht ist. Dadurch wird eine weitere Verbesserung der elektrischen Isolierung erreicht.
In einer Ausführung ist im Träger eine zweite elektrisch lei- tende Schicht angeordnet, wobei die zweite Schicht mit der ersten Schicht elektrisch leitend verbunden ist, und wobei die erste und die zweite Schicht parallel zueinander angeord¬ net sind. Dadurch wird der elektrische Widerstand für den Rückfluss im Träger reduziert.
In einer Ausführung ist das Bauelement als lichtemittierendes Bauelement ausgebildet. Insbesondere bei lichtemittierenden Eigenschaften ist der beschriebene kompakte Aufbau von Vor¬ teil.
Darüber hinaus wird ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Bauteils und/oder einer solchen Anordnung angegeben. Merkmale des Verfahrens sind daher auch für das Bauteil sowie die Anordnung offenbart und umgekehrt.
Es wird also ein Verfahren zum Herstellen einer Anordnung vorgeschlagen, wobei ein erster und wenigstens ein weiterer Leiterrahmen vorgesehen sind, wobei wenigstens ein Teil des ersten Leiterrahmens von einer Unterseite her dünner ausge¬ bildet wird als der weitere Leiterrahmen, wobei die Leiter¬ rahmen in ein Material, insbesondere in ein Moldmaterial ein¬ gebettet werden, wobei ein Kondensator, ein Bauelement und eine Steuerschaltung auf die Leiterrahmen montiert werden und ein Bauteil erhalten wird, wobei ein Träger mit einer
elektrisch leitenden Schicht bereitgestellt wird, wobei das Bauteil mit der Unterseite auf den Träger montiert wird, wo¬ bei der weitere Leiterrahmen über zwei Kontakte elektrisch leitend mit der Schicht verbunden wird.
Die dünnere Ausbildung wenigstens des Teils des ersten Lei¬ terrahmens erfolgt insbesondere durch eine Ätzung des ersten Leiterrahmens von der Unterseite her. Durch die dünnere Aus- bildung wenigstens des Teils des ersten Leiterrahmens kann die Dicke des Teils des ersten Leiterrahmens in einem Bereich von 90 % bis zu 50 % oder weniger der Dicke des übrigen ersten Leiterrahmens liegen. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird we¬ nigstens ein Teil des ersten Leiterrahmens mithilfe einer Tiefenätzung von der Unterseite her dünner ausgebildet. Entsprechendes gilt bevorzugt für den zweiten Leiterrahmen und kann hinsichtlich kleiner Flächenanteile auch für den dritten Leiterrahmen gelten.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform wird der gesamte erste Leiterrahmen dünner ausgebildet als der weitere Leiterrahmen. Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläu- tert werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der Anordnung, Fig. 2 eine Draufsicht auf die Anordnung der Fig. 1,
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer elektrischen
Ersatzschaltung der Anordnung,
Fig. 4 einen schematischen Querschnitt durch die Anordnung der Fig. 1,
Fig. 5 einen schematischen Querschnitt durch eine weitere
Ausführungsform eines Trägers
Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines hier be¬ schriebenen Bauteils, und Fig. 7 eine weitere schematische Darstellung einer
elektrischen Ersatzschaltung der Anordnung.
Fig. 1 zeigt in perspektivischer Ansicht eine Anordnung mit einen elektrischen Bauteil 1, das auf einer Trägeroberseite 22 eines Trägers 2 angeordnet ist. Das Bauteil 1 weist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel drei Leiterrahmen 3, 4, 5 auf. Die drei Leiterrahmen 3, 4, 5 sind voneinander beabstandet und in einem elektrisch isolierenden Gehäuse 6 eingebettet und durch das Gehäuse 6 mechanisch miteinander verbun- den. Somit handelt es sich bei dem Bauteil 1 um ein QFN- Bauteil. Eine Montageseite 41 des oberflächenmontierbaren Bauteils 1 besteht bevorzugt aus den Leiterrahmen 3, 4, 5, 10, 11, 12, 13 und dem Gehäuse 6. Auf dem ersten Leiterrahmen 3 ist ein elektrisches Bauelement 7 angeordnet, insbesondere eine gepulst betreibbare Laserdi¬ ode. Zudem ist ein Kondensator 8 vorgesehen, der teilweise auf dem zweiten und auf dem dritten Leiterrahmen 4, 5 angeordnet ist. Weiterhin ist eine Steuerschaltung 9 vorgesehen, die auf dem dritten Leiterrahmen 5 angeordnet ist. Zudem sind vier Kontaktflächen 10, 11, 12, 13 in das Gehäuse 6 eingebet¬ tet, wobei die Kontaktflächen 10, 11, 12, 13 ebenfalls in Form von Leiterrahmen realisiert sind. Der Träger 2 weist eine in Figur 1 nicht gezeichnete elektrisch leitende Schicht 14 auf, die in mehrere Kontaktstellen unterteilt ist, um zu¬ mindest einen Teil der Leiterrahmen 3, 4, 5, 10, 11, 12, 13 elektrisch und mechanisch zu kontaktieren. Die Leiterrahmen 3, 4, 5, 10, 11, 12, 13 bilden einen Leiterrahmenverbund 40.
Das Bauelement 7 kann beispielsweise in Form eines elektri¬ schen Bauelementes wie z.B. ein Transistor, in Form einer elektrischen Schaltung und/oder in Form eines lichtemittie- renden Bauelementes ausgebildet sein. In dem dargestellten
Ausführungsbeispiel ist das Bauelement 7 in Form eines licht¬ emittierenden Bauelementes, insbesondere in Form eines Lasers beziehungsweise einer Laserdiode ausgebildet, die Licht in einer seitlichen Abstrahlrichtung 15 abstrahlt. Das Bauele- ment 7, der Kondensator 8 und die Steuerschaltung 9 sind bevorzugt mit einer Isolationsschicht 16 abgedeckt. Die Isola¬ tionsschicht 16 kann transparent und durchlässig für die im Betrieb erzeugte Strahlung sein. Fig. 2 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Ansicht von oben auf die Anordnung der Fig. 1. Das Bauelement 7 ist mit einem ersten Anschluss 17 mit dem ersten Leiterrahmen 3 elektrisch leitend verbunden. Zudem ist das Bauelement 7 mit einem zweiten Anschluss 18 mit dem zweiten Leiterrahmen 3 elektrisch leitend verbunden. Der erste Anschluss 17 kann beispielsweise in Form von Kontakten auf der Unterseite des Bauelements 7 ausgebildet sein. Der zweite Anschluss 18 kann in Form von Bonddrähten ausgebildet sein. Bevorzugt sind, ab¬ weichend von der Darstellung in den Figuren 1 und 2, je meh- rere parallel geschaltete Bonddrähte vorhanden, zum Beispiel jeweils vier elektrisch parallele Bonddrähte, um kürzere Schaltzeiten realisieren zu können.
Wie auch in allen anderen Ausführungsbeispielen ist es mög- lieh, dass das Bauelement 7 nicht auf einem separaten Leiter¬ rahmen 3 angeordnet ist, sondern sich auf dem zweiten Leiter- rahmen 4 mit dem ersten Anschluss 23 des Kondensators 8 be¬ findet, oder alternativ auch auf dem dritten Leiterrahmen 5 mit dem zweiten Anschluss 24. Die Steuerschaltung 9 ist mit einem ersten Anschluss 19 bei¬ spielsweise in Form von Bonddrähten mit dem ersten Leiterrahmen 3 elektrisch leitend verbunden. Zudem ist die Steuerschaltung 9 mit einem zweiten Anschluss 20 mit dem zweiten Leiterrahmen 4 beispielsweise in Form von Bonddrähten
elektrisch leitend verbunden. Über den zweiten Anschluss 20 kann ein Kurzschlussstrom oder eine Vorladung des Kondensators 8 und/oder des Bauelements 7 erfolgen. Ist die Steuer¬ schaltung 9 ein IC oder ASIC und nicht lediglich ein Transistor wie ein FET, so kann über den zweiten Anschluss 20 zudem eine Kontrolle der an dem zweiten Leiterrahmen 4 anliegenden Spannung erfolgen. Damit ist es möglich, dass über die Steuerschaltung 9 etwa Fehlersignale ausgegeben werden, zum Beispiel über die Kontaktflächen 10, 12, 13. Dabei ist eine der Kontaktflächen 11 für ein Trigger-Signal T zum Schalten des Bauelements 7 vorgesehen, die anderen Kontaktflächen 10, 12, 13 können für zusätzliche Signale funktionalisiert sein.
Weiterhin ist die Steuerschaltung 9 über einen dritten Anschluss 21 beispielsweise in Form von Bonddrähten mit dem dritten Leiterrahmen 5 elektrisch leitend verbunden. Zudem ist die Steuerschaltung 9 über weitere Anschlüsse 22
elektrisch leitend mit den Kontaktflächen 10, 11, 12, 13 verbunden . Der Kondensator 8 ist über einen ersten Anschluss 23 mit dem zweiten Leiterrahmen 4 elektrisch leitend verbunden. Zudem ist der Kondensator 8 über einen zweiten elektrischen Anschluss 24 mit dem dritten Leiterrahmen 5 elektrisch leitend verbunden. Der erste und der zweite Anschluss 23, 24 des Kon- densators 8 können beispielsweise in Form von Bonddrähten o- der in Form von Kontakten auf der Unterseite des Kondensators 8 ausgebildet sein. Zudem ist der dritte Leiterrahmen 5 über zwei Kontakte 25, 26, die gestrichelt eingezeichnet sind, mit der elektrisch leitenden Schicht 14 des Trägers 2 elektrisch leitend verbunden. Ein erster Bereich 25 ist in Figur 2 an einer linken Seite neben der Steuerschaltung 9 angeordnet. Ein zweiter Bereich 26 ist nahe dem Kondensator 8 angeordnet. Die Schicht 14 ist ebenfalls gestrichelt eingezeichnet. Die Schicht 14 kann eine flächige, insbesondere rechteckige Form aufweisen. Die Schicht 14 kann sich über einen Großteil der Fläche des Trägers 2 erstrecken.
Zusätzlich ist die Schicht 14 in Kontaktstellen für die Leiterrahmen 4, 10, 11, 12, 13 strukturiert, nicht gezeichnet. Dabei ist der erste Leiterrahmen 3 von der Schicht 14 beab- standet und nicht direkt mit dieser kontaktiert. Der zweite Leiterrahmen 4 steht nur zum Teil mit einer der Kontaktstellen der Schicht 14 in Kontakt, in Draufsicht gesehen, sodass kein Kurzschluss mit dem dritten Leiterrahmen 5 resultiert. Die Steuerschaltung 9 ist über den Träger 2 mit einer nicht dargestellten Stromquelle verbunden und ausgebildet, um über den zweiten und den dritten Anschluss 20, 21 den Kondensator 8 aufzuladen. Zudem ist die Steuerschaltung 9 ausgebildet, um über den ersten und den dritten Anschluss 19, 21 das Bauelement 7 elektrisch leitend mit dem Kondensator 8 über die Schicht 14 zu verbinden. Dabei fließt Strom vom ersten Anschluss 23 des Kondensators 8 über den zweiten Leiterrah¬ men 4, das Bauelement 7, den ersten Leiterrahmen 3, den ersten Anschluss 19 der Steuerschaltung 9 und den dritten An- schluss 21 der Steuerschaltung 9 über den ersten Kontakt 25 in die elektrisch leitende Schicht 14 des Trägers 2. Ausge¬ hend vom ersten Kontakt 25 fließt der Strom in der Schicht 14 zurück zum zweiten Kontakt 26 zum zweiten Anschluss 24 des Kondensators 8.
Zwischen dem Kondensator 8, dem Bauelement 7 und der Steuerschaltung 9 fließt der Strom oberhalb des Trägers 2 in der von einem ersten Pfeil 31 dargestellten Richtung, innerhalb - Il ¬ des Bauteils 1. Der induktive Rückfluss des Stromes, d.h. der Entladepfad, erfolgt aufgrund des induktiven Widerstandes in der Schicht 14 auf ähnlichem Wege zurück, der mithilfe eines zweiten Pfeiles 32 angedeutet ist. Die bevorzugt flächige Schicht 14 ermöglicht somit eine elektrische Rückleitung des Stromes mit einer niedrigen Induktivität. Dadurch können bei¬ spielsweise kurze Strompulse von 30 A mit einer Zeitdauer von 1 ns übertragen werden. Solche Bauteile 1, die kurze Strahlungsimpulse erzeugen kön¬ nen, sind etwa für Abstandsmessungen verwendbar, auch als Time of Flight-Anwendungen oder kurz ToF-Anwendungen bezeichnet . Abhängig von der gewählten Ausführung könnte die Schicht 14 auch U-förmig mit zwei Schenkeln und einer Querverbindung ausgebildet sein, wobei die Kontakte 25, 26 im Endbereich der Schenkel und die Querverbindung im Bereich des Bauelementes 7 angeordnet ist. Die U-Form ist entsprechend dem zweiten Pfeil 32 ausgerichtet, da über diesen Weg der induktive Stromfluss in der zweiten Schicht 14 erfolgt.
Fig. 3 zeigt in einer schematischen Darstellung ein elektrisches Ersatzschaltbild des Stromflusses beim Betreiben des Bauelements 7, das beispielsweise als Laserdiode ausgebildet ist .
An dem zweiten Anschluss 20 der Steuerschaltung 9 liegt eine Versorgungsspannung V an. Ferner ist die Steuerschaltung 9 mit einer Steuerspannung T verbunden, über die ein Schaltelement in der Steuerschaltung 9 wie ein Feldeffekttransistor, kurz FET, geöffnet und geschlossen werden kann. Der dritte Leiterrahmen 5 ist über die entsprechende Kontaktstelle der Schicht 14 mit einem Erdkontakt GND verbunden.
Ist das Schaltelement geöffnet, sodass über das Schaltelement kein Strom fließt, so wird der Kondensator 8 aufgeladen. Damit fließt dann keiner der Ströme 31, 32. Wird das Schaltelement geschlossen, so entlädt sich der Kon¬ densator 8 in einem kurzen Stromimpuls über das Bauelement 7 und das Schaltelement 9 hin zum Erdkontakt GND, sodass inner- halb des Bauteils 1 der erste Entladestrom 31 fließt. Da eine elektrische Ladung von einer dem Bauelement 7 elektrisch zugewandten Seite des Kondensators 8 abfließt, muss zum Aus¬ gleich gleichzeitig eine elektrische Ladung auf die dem Bau¬ element 7 elektrisch abgewandten Seite des Kondensators 8 ab- fließen. Dies erfolgt durch den zweiten Entladestrom 32. Der zweite Entladestrom 32 verläuft designabhängig insbesondere überwiegend in der Schicht 14 des Trägers 2, und zwar, wie in Verbindung mit Figur 2 illustriert, in Draufsicht gesehen be¬ vorzugt näherungsweise deckungsgleich mit dem ersten Entlade- ström 31, nur in entgegengesetzter Richtung. Durch diesen gegengleichen Stromfluss ist eine niedrigere effektive Indukti¬ vität erzielbar.
Neben dem Stromfluss 32 durch die Schicht 14 kann auch ein Stromfluss 33 direkt in dem dritten Leiterrahmen 5 erfolgen. Das heißt, die Ströme 32, 33 können parallel erfolgen, wodurch sich die effektive Induktivität weiter reduzieren lässt. Außerdem ist durch die Verbindung über den dritten Leiterrahmen 5 das Bauteil 1 auch ohne den Träger 2 insbeson- dere zu Testzwecken und/oder zur Herstellungskontrolle be¬ treibbar .
Fig. 4 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Querschnitt durch die Anordnung der Fig. 1, wobei nicht alle Kon- taktstellen der Schicht 14 und auch nicht alle Leiterrahmen
3, 4, 5, 10, 11, 12, 13 gezeigt sind. Bei dieser Ausführungs¬ form ist die elektrisch leitende Schicht 14 direkt an der Oberseite des Trägers 2 angeordnet. Der dritte Leiterrahmen 5 ist über die Kontakte 25, 26 mit der Schicht 14 elektrisch leitend verbunden. Der erste und der zweite Leiterrahmen 3, 4 weisen zumindest stellenweise eine geringere Dicke als der dritte Leiterrahmen 5 auf. Die Dicke des ersten und des zwei¬ ten Leiterrahmens 3, 4 kann im Bereich von 90 % bis 50 % oder weniger der Dicke des dritten Leiterrahmens 5 liegen. Zudem sind der erste und der zweite Leiterrahmen 3, 4 mit ei¬ ner dem Träger 2 abgewandten Oberseite auf der gleichen Höhe angeordnet wie der dritte Leiterrahmen 5. Dadurch weisen der erste und der zweite Leiterrahmen 3, 4 einen größeren Abstand zu der elektrisch leitenden Schicht 14 auf. Somit wird eine verbesserte elektrische Isolierung zwischen dem ersten und dem zweiten Leiterrahmen 3, 4 und der elektrisch leitenden Schicht 14 erhalten. Eine bessere elektrische Isolierung wird auch schon erreicht, wenn wenigstens ein Teil des ersten Lei¬ terrahmens 3 und/oder des zweiten Leiterrahmens4 einen größe- ren Abstand zur Schicht 14 aufweist.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist zwischen der Schicht 14 und dem ersten und dem zweiten Leiterrahmen 3, 4 eine Isolationsschicht 27 angeordnet. Die Isolations- schicht 27 bildet bevorzugt einen Teil des Gehäuses 6 und ist insbesondere einstückig mit den übrigen Teilen des Gehäuses 6 ausgeführt und kann beispielsweise aus einem Polymer oder, weniger bevorzugt, einem Fotolack gebildet sein. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann auf die Isolationsschicht 27 verzichtet werden, sodass sich zwischen der Schicht 14 und den Leiterrahmen 3, 4 zumindest stellenweise ein Gas wie Luft oder ein evakuierter Bereich befindet. Mithilfe der Isolationsschicht 27 kann eine weitere verbesserte elektrische Iso¬ lierung zwischen dem ersten und dem zweiten Leiterrahmen 3, 4 und der Schicht 14 erreicht werden. Der erste und der zweite Kontakt 25, 26 können beispielsweise in Form einer Kontakt¬ schicht ausgebildet sein. Der Träger 2 kann beispielsweise als Leiterplatte und/oder PCB, Printed Circuit Board, ausge¬ bildet sein.
Zudem kann die Schicht 14, wie in Fig. 5 schematisch dargestellt, auch im Träger 2 angeordnet sein. Weiterhin kann die Schicht 14 auch auf einer dem Bauteil 1 abgewandten Unterseite des Trägers 2 angeordnet sein. Zudem kann eine weitere Schicht 28 im Träger 2 angeordnet sein, die parallel zur Schicht 14 angeordnet ist. Durch das Vorsehen einer weiteren Schicht 28 im oder auf dem Träger 2, die eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Kontakt 25, 26 herstellt, wird der elektrische Widerstand weiter re¬ duziert, wodurch kürzere Schaltzeiten realisierbar sein können .
Die Schichten 14, 28 sind bevorzugt über elektrisch leitende Via-Kontakte 29, 30 im oder an Seitenflächen des Trägers 2 miteinander und mit den Kontakten 25, 26 elektrisch leitend verbunden .
Die Leiterrahmen 3, 4, 5 sind aus einem elektrisch leitenden Material, insbesondere aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, hergestellt. Es können Beschichtungen vorhanden sein, etwa zur Verbesserung einer Lötfähigkeit. Der erste Leiterrahmen 3 vollständig und der zweite Leiterrahmen 4 teilweise sind bei¬ spielsweise von der Montageseite 41 her mithilfe eines Ätz¬ vorganges auf eine geringere Dicke geätzt als der dritte Lei¬ terrahmen 5. Der erste und der zweite Leiterrahmen 3, 4 können somit mithilfe einer Tiefenätzung eines QFN Leadframes hergestellt werden.
Mithilfe der beschriebenen Anordnung wird durch die entsprechend geformte Schicht 14 und insbesondere deren Kontakt¬ stelle für den dritten Leiterrahmen 5 eine Mikrostreifenlei- tung in dem Träger 2 realisiert, wobei die Schicht 14 und/o¬ der die weitere Schicht 28 bevorzugt eine Masseebene darstel¬ len .
Verbesserte elektrische Eigenschaften werden bereits er- reicht, wenn nur der erste Leiterrahmen 3 oder nur der zweite Leiterrahmen 4 eine geringere Dicke und/oder einen größeren Abstand zur Schicht 14 des Trägers 2 aufweist. Weiterhin wird eine Verbesserung der elektrischen Eigenschaften erreicht, wenn ein Teil des ersten oder des zweiten Leiterrahmens 3, 4 einen größeren Abstand zur Schicht 14 auf¬ weist. Eine Verringerung der Induktivität ist besser, je ge- ringer der Abstand der Leiterrahmen 3, 4 zur GND-Schicht 14 ist. Der Abstand zwischen den Leiterrahmen 3, 4 zur Schicht 14 wird jedoch benötigt, um einen elektrischen Kurzschluss zu verhindern . Der erste, der zweite und der dritte Leiterrahmen 3, 4, 5 werden beispielsweise dadurch hergestellt, dass ein Leiter¬ rahmengitter mit ersten, zweiten und dritten Leiterrahmen aus einem Metallteil, insbesondere Kupfer hergestellt wird. Dabei wird wenigstens ein Teil des ersten und/oder des zweiten Lei- terrahmens 3, 4 oder der gesamte erste und der zweite Leiter¬ rahmen 3, 4 mit einer dünneren Dicke hergestellt, wobei die Oberseite des ersten und des zweiten Leiterrahmens 3, 4 auf gleicher Höhe angeordnet ist, wie die Oberseite des dritten Leiterrahmens 5.
Zur Herstellung der Leiterrahmen kann beispielsweise ein Ätzverfahren verwendet werden. Dabei werden der erste und/oder der zweite Leiterrahmen z.B. mit einer Tiefenätzung von der Unterseite her dünner ausgebildet als der dritte Leiterrahmen 5. Anschließend werden die Leiterrahmen 3, 4, 5 in ein Mold- material beispielsweise aus Kunststoffmaterial für das Ge¬ häuse 6 eingebettet. Der Kondensator 8, das Bauelement 7 und die Steuerschaltung 9 werden auf die Leiterrahmen 3, 4, 5 platziert und, wie oben beschrieben, entsprechend elektrisch leitend mit den Leiterrahmen verbunden. Anschließend wird diese Anordnung aus dem Verbund herausgetrennt. Beim Her¬ austrennen werden Verbindungsstege zwischen den Leiterrahmen 3, 4, 5, 10, 11, 12, 13 durchtrennt, entsprechende Stirnflä¬ chen der Leiterrahmen 3, 4, 5, 10, 11, 12, 13 können außen am Gehäuse 6 frei liegen, siehe auch die Figuren 1 und 6E . Somit wird das Bauteil 1 erhalten. Das Bauteil 1 kann nun, wie be¬ reits oben erläutert, mit dem Träger 2 elektrisch leitend verbunden werden. Zudem kann das Bauteil 1 jedoch auch separat an einen Kunden geliefert und erst vom Kunden mit dem Träger 2 verbaut werden. Mithilfe des beschriebenen Verfahrens kann einfach und kos¬ tengünstig ein Bauteil 1 und eine Anordnung mit einem Bau¬ teil 1 und einem Träger 2 hergestellt werden.
Durch die einseitige stärkere Dünnung wenigstens eines Teils des ersten und des zweiten Leiterrahmens 3, 4 oder des gesam¬ ten Leiterrahmens 3, 4 wird ein Bauteil 1 erhalten, bei dem die Oberseiten der Leiterrahmen 3, 4, 5 auf gleicher Höhe angeordnet sind. Auf diese Weise können der Kondensator 8, die Steuerschaltung 9 und das Bauelement 7 einfach und präzise auf den Leiterrahmen 3, 4, 5 montiert werden. Gleichzeitig sind jedoch wenigstens ein Teil oder der gesamte erste und zweite Leiterrahmen 3, 4 mit der Unterseite zurück gesetzt gegenüber einer dem Träger 2 zugewandten Unterseite des dritten Leiterrahmens 5. Somit wird bei einer Montage des Bau- teils 1 mit der Montageseite 41 auf einem Träger 2 ein ver¬ größerter Abstand zwischen dem Träger 2 und wenigsten einem Teil des ersten und des zweiten Leiterrahmens 3, 4 erreicht. Somit kann eine Anordnung mit einer verbesserten elektrischen Isolierung zwischen einer Schicht 14 des Trägers 2 und dem ersten und/oder dem zweiten Leiterrahmen 3, 4 bereitgestellt werden. Zudem kann zwischen dem Träger 2 und dem dünneren ersten und/oder zweiten Leiterrahmen eine Isolationsschicht eingebracht werden, um die elektrische Isolierung zu verbes¬ sern .
Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann das Bauteil 1 auch nur zwei Leiterrahmen 3, 4 aufweisen. Bei dieser Ausführungsform ist wenigstens ein Teil der Unterseite einer der zwei Leiterrahmen zurückversetzt gegenüber der Unterseite des anderen Leiterrahmens. Auch bei dieser Ausführungsform kann eine Anordnung mit einem Bauteil und einem Träger bereitge¬ stellt werden, bei dem die elektrische Isolierung zwischen einem der Leiterrahmen und einer elektrisch leitenden Schicht des Trägers verbessert ist.
In Fig. 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Bauteils 1 illustriert, siehe die Draufsichten in den Figuren 6A und 6B, die Seitenansichten in den Figuren 6C und 6D sowie die Unteransichten in den Figuren 6E und 6F. Zur besseren Kenntlichmachung sind die Figuren 6B, 6D und 6F ohne das Gehäuse 6 ge¬ zeichnet. Die Darstellungen in Figur 6 sind maßstäblich, Maß- angaben sind in mm.
In diesem Ausführungsbeispiel ist der dritte Leiterrahmen 5 der größte Leiterrahmen. Zudem sind fünf der Kontaktflächen 10, 11, 12, 13 vorhanden, wobei abweichend hiervon auch mehr oder weniger Kontaktflächen vorgesehen sein können. Sowohl der erste als auch der dritte Leiterrahmen 3, 5 sind in
Draufsicht gesehen T-förmig gestaltet, wobei vergleichsweise kurz gestaltete Mittelteile der T's je zum anderen Leiterrah¬ men 3, 5 weisen. Zwischen den Leiterrahmen 3, 5 befindet sich der zweite Leiterrahmen 4, der insbesondere als Erdkontakt GND gestaltet ist.
Damit ist der dritte Leiterrahmen 5 bevorzugt als Kontakt für die Versorgungsspannung V ausgeführt. Eine solche Vertau- schung der Kontakte V, GND gegenüber Figur 1 kann auch in allen anderen Ausführungsbeispielen auftreten.
Der erste Leiterrahmen 3 mit dem Bauelement 7 ist bevorzugt elektrisch nicht angeschlossen, sondern dient etwa nur als Wärmesenke. Der dritte Leiterrahmen 5 trennt die Leiterrahmen 3, 4 räumlich von den Kontaktflächen 10, 11, 12, 13, in
Draufsicht gesehen. Der Kondensator 8 befindet sich möglichst nahe an en Mittelteilen der T's der Leiterrahmen 3, 5. Die Leiterrahmen 3, 4, 5, 10, 11, 12, 13 sowie die Komponenten 7, 8, 9 sind elektrisch je mit Bonddrähten verbunden.
Im Übrigen gelten die Ausführungen zu den Fig. 1, 2, 4 und 5. In Fig. 7 ist analog zu Fig. 3 die elektrische Verschaltung skizziert. Abweichend von Fig. 3 befindet sich das Schaltele¬ ment der Steuerschaltung 9 elektrisch zwischen dem Bauelement 7 und dem Kondensator 8. Optional kann wie in Fig. 3, in Fig. 7 nicht gezeichnet, ein Pfad für den dritten Entladestrom im Bauteil 1 vorgesehen sein, insbesondere in dem dritten Leiterrahmen 5. Im Übrigen gelten die Ausführungen zu Fig. 3.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele einge¬ schränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2016 208 431.3, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Bezugs zeichenliste
1 Bauteil
2 Träger
22 Trägeroberseite
40 Leiterrahmenverbund
3 erster Leiterrahmen
4 zweiter Leiterrahmen
5 dritter Leiterrahmen
6 Gehäuse
7 Bauelement
8 Kondensator
9 SteuerSchaltung
10 erste Kontaktfläche
11 zweite Kontaktfläche
12 dritte Kontaktfläche
13 vierte Kontaktfläche
14 Schicht
15 Abstrahlrichtung
16 IsolationsSchicht
17 erster Anschluss Bauelement
18 zweiter Anschluss Bauelement
19 erster Anschluss Steuerschaltung
20 zweiter Anschluss Steuerschaltung
21 dritter Anschluss Steuerschaltung
22 weiterer Anschluss
23 erster Anschluss Kondensator
24 zweiter Anschluss Kondensator
25 erster Kontakt
26 zweiter Kontakt
27 IsolationsSchicht
28 weitere Schicht
29 erster Via-Kontakt
30 zweiter Via-Kontakt
31 erster Pfeil/erster Entladestrom im Bauteil
32 zweiter Pfeil/zweiter Entladestrom im Träger
33 dritter Pfeil/dritter Entladestrom im Bauteil
41 Montageseite Anordnung
Erdkontakt
SteuerSpannung
VersorgungsSpannung

Claims

Patentansprüche
1. Oberflächenmontierbares elektrisches Bauteil (1) mit
- mindestens einem elektrischen Bauelement (7), das ein Halb- leiterbauelement ist und das zur Erzeugung von Strahlung eingerichtet ist,
- einer Steuerschaltung (9) zum gepulsten Betreiben des Bauelements ( 7 ) ,
- einem Kondensator (8), der mit dem Bauelement (7)
elektrisch in Serie geschaltet ist und der zur gepulsten Bestromung des Bauelements (7) eingerichtet ist, und
- einem Leiterrahmenverbund (40) mit mehreren verschiedenen Leiterrahmen (3, 4, 5, 10, 11, 12, 13) als Montageplattform für das Bauelement (7), den Kondensator (8) und die Steuer- Schaltung ( 9) ,
wobei der Leiterrahmenverbund (40) von einer Montageseite (41) des Bauteils (1) her stellenweise gedünnt ist, sodass der Leiterrahmenverbund (40) nur teilweise in der Montages¬ eite (41) liegt.
2. Bauteil (1) nach dem vorhergehenden Anspruch,
bei dem
- das Bauelement (7) auf einem ersten Leiterrahmen (3) aufge¬ bracht ist,
- der Kondensator (8) mit einem ersten Anschluss (23) auf ei¬ nem zweiten Leiterrahmen (4) aufgebracht ist,
- die Steuerschaltung (9) sowie der Kondensator (8) mit einem zweiten Anschluss (24) auf einem dritten Leiterrahmen (5) aufgebracht ist,
- die Steuerschaltung (9) elektrisch direkt mit mindestens einer Kontaktfläche (10, 11, 12, 13), die durch einen Leiter¬ rahmen gebildet ist, verbunden ist,
- das Bauelement (7) elektrisch direkt mit dem zweiten Lei¬ terrahmen (4) und der Steuerschaltung (9) verbunden ist.
3. Bauteil (1) nach dem vorhergehenden Anspruch,
bei dem - der zweite Leiterrahmen (4) als externe elektrische Kon¬ taktstelle für eine Versorgungsspannung (V) und der dritte Leiterrahmen (4) als externe elektrische Kontaktstelle für einen Erdkontakt (GND) gestaltet sind,
- zumindest eine der Kontaktflächen (10, 11, 12, 13) als ex¬ terne elektrische Kontaktstelle für eine Steuerspannung (T) für die Steuerschaltung (9) gestaltet ist, und
- das Bauelement (7) elektrisch zwischen dem Kondensator (8) und der Steuerschaltung (9) liegt oder die Steuerschaltung (9) elektrisch zwischen dem Bauelement (7) und dem Kondensa¬ tor (8) liegt.
4. Bauteil (1) nach einem der Ansprüche 2 oder 3,
bei dem der zweite und der dritte Leiterrahmen (4, 5) in Draufsicht gesehen L-förmig sind,
wobei der zweite Leiterrahmen (4) innerhalb eines von dem dritten Leiterahmen (5) aufgespannten Rechtecks liegt.
5. Bauteil (1) nach einem der Ansprüche 2 oder 3,
bei dem der dritte Leiterrahmen (5) der größte Leiterrahmen ist und der erste sowie der dritte Leiterrahmen (3, 5) in Draufsicht gesehen T-förmig gestaltet sind, sodass Mittel¬ teile der beiden T's zueinander zeigen,
wobei der zweite Leiterrahmen (4) in Draufsicht gesehen zwi- sehen dem ersten und dem dritten Leiterrahmen (3, 5) auf einer Seite der beiden Mittelteile der T's liegt.
6. Bauteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend ein Gehäuse (6),
wobei das Gehäuse (6) aus einem Kunststoff ist und sich das Gehäuse (6) teilweise zwischen dem Leiterrahmenverbund (40) und der Montageseite (41) befindet, und
wobei das Bauteil (1) ein QFN-Bauteil ist.
7. Anordnung (100) mit einem Bauteil (1) nach einem der vorherigen Ansprüche und mit einem Träger (2), wobei
- das Bauteil (1) auf einer Oberseite (22) des Trägers (2) aufgebracht ist, - an der Oberseite (22) eine Kontaktschicht (14) mit mehreren Kontaktstellen vorhanden ist und die Leiterrahmen (3, 4, 5) mit diesen Kontaktstellen elektrisch und mechanisch verbunden sind, und
- die Leiterrahmen (3, 4, 5) teilweise von der Oberseite (22) beabstandet sind.
8. Anordnung (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei der ein erster Bereich (25) des dritten Leiterrahmens (5), auf dem die Steuerschaltung (9) sowie der Kondensator (8) mit einem zweiten Anschluss (24) aufgebracht sind, über die Kontaktschicht (14) elektrisch direkt mit einem zweiten Bereich (26) des dritten Leiterrahmens (5) verbunden ist, wobei beide Anschlüsse (23, 24) des Kondensators (8) im Be- trieb des Bauelements (7) über das Bauelement (7), die Steu¬ erschaltung (9) sowie die Kontaktschicht (14) elektrisch mit¬ einander verbunden sind, sodass durch die Kontaktschicht (14) eine Induktivität für einen Entladestrom aus dem Kondensator (8) verringert ist und ein Teil des Entladestroms durch die Kontaktschicht (14) fließt.
9. Anordnung (100) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei der beide Anschlüsse (23, 24) des Kondensators (8) im Be¬ trieb des Bauelements (7) über das Bauelement (7), die Steu- erschaltung (9) sowie den dritten Leiterrahmen (5) elektrisch miteinander verbunden sind, sodass ein Teil des Entladestroms innerhalb des Bauteils (1) fließt.
10. Anordnung (100) nach einem der Ansprüche 8 oder 9, bei der die Kontaktschicht (14), die die ersten und zweiten Bereich (25, 26) miteinander verbindet, vollständig und un¬ mittelbar an der Oberseite (22) verläuft,
wobei der erste Leiterrahmen (3) von der Montageseite (41) beabstandet ist und ganzflächig gedünnt ist, und
wobei der zweite Leiterrahmen (4) in Draufsicht gesehen stel¬ lenweise über der Kontaktschicht (14) liegt und aufgrund der stellenweisen Dünnung von der Kontaktschicht (14) beabstandet ist . - s o ¬
11. Anordnung (100) nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei der in Draufsicht gesehen ein Entladestrom in dem Bauteil (1) durch das Bauelement (7) hindurch deckungs- gleich mit dem Entladestrom in der Kontaktschicht (14) verläuft ,
wobei ein Abstand zwischen der Kontaktschicht (14) und dem ersten Leiterrahmen (3) , auf dem sich das Bauelement (7) befindet, höchstens 1,5 mm beträgt.
12. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, wobei eine der Montageseite (41) abgewandte Oberseite der Lei¬ terrahmen (3, 4, 5) auf gleicher Höhe angeordnet ist.
13. Anordnung nach einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei im Träger (2) eine zweite elektrisch leitende
Schicht (28) angeordnet ist,
wobei die zweite Schicht (28) mit der ersten Schicht (14) elektrisch leitend verbunden ist, und
wobei die erste und die zweite Schicht (14, 28) parallel zueinander angeordnet sind.
14. Verfahren zum Herstellen eines Bauteils (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
wobei ein erster und wenigstens ein weiterer Leiterrahmen
(3, 4, 5) vorgesehen sind,
wobei wenigstens ein Teil des ersten Leiterrahmens (3) von der Montageseite (41) her dünner ausgebildet ist als der weitere Leiterrahmen (4, 5),
wobei die Leiterrahmen (3, 4, 5) in ein Material für ein
Gehäuse (6) eingebettet werden,
wobei der Kondensator (8), das Bauelement (7) und die Steuerschaltung (9) auf die Leiterrahmen (3, 4, 5) montiert werden,
wobei eine Unterseite des Teils des ersten Leiterrahmens
(3) einen größeren Abstand von der Montageseite (41) des Bauteils (1) als wenigstens ein Teil des zumindest einen weiteren Leiterrahmens (4, 5) aufweist.
15. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der erste Leiterrahmen (3) mithilfe einer Tiefenätzung von der Montageseite (41) her dünner ausgebildet wird, sodass eine Dicke des ersten Leiterrahmens (3) zwischen einschließlich 50 % und 90 % einer Dicke des mindestens einen weiteren Lei¬ terrahmens (4, 5) liegt.
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