WO2021185598A1 - Gehäuse für ein optoelektronisches halbleiterbauelement und optoelektronisches halbleiterbauelement - Google Patents

Gehäuse für ein optoelektronisches halbleiterbauelement und optoelektronisches halbleiterbauelement Download PDF

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WO2021185598A1
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optoelectronic semiconductor
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Karlheinz Arndt
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Osram Opto Semiconductors GmbH
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    • H10H20/857—Interconnections, e.g. lead-frames, bond wires or solder balls

Definitions

  • the present application relates to a housing for an optoelectronic semiconductor component and an optoelectronic semiconductor component.
  • the semiconductor chips can be mounted in housings with a lead frame.
  • the lead frame can be coated with silver.
  • this silver will discolor due to corrosion during operation of the component, as a result of which reflection losses occur more intensely.
  • One task is to achieve an optoelectronic semiconductor component in a simplified and reliable manner with good properties.
  • a housing for an optoelectronic semiconductor component is specified, in particular as a surface-mounted component (surface mounted device, smd).
  • the housing has, for example, a mounting side on which all necessary for the electrical contacting of the optoelectronic semiconductor component electrical contacts are externally accessible.
  • the housing In the vertical direction, that is to say perpendicular to the mounting side, the housing extends, for example, between the mounting side and a front side facing away from the mounting.
  • the housing extends, for example, between two first side surfaces along a longitudinal axis of the housing.
  • the housing extends perpendicular to the longitudinal axis, for example, between two second side surfaces of the housing.
  • the longitudinal axis and the transverse axis in particular each run centrally, so that an intersection between the longitudinal axis and the transverse axis forms, for example, a center point of the housing in a plan view of the housing.
  • the housing has a lead frame and a housing body which is molded onto the lead frame.
  • the housing body has, for example, a plastic.
  • the housing body is produced, for example, by a casting process.
  • a casting process is generally understood to mean a process with which a molding compound can be designed according to a predetermined shape and, if necessary, cured.
  • the term “casting process” encompasses casting, film assisted molding, injection molding, transfer molding and compression molding.
  • the lead frame extends, for example, between a rear side of the lead frame and a front side of the lead frame.
  • the lead frame is a partially etched lead frame, also as a semi-etched lead frame. designated. This means that the lead frame has partial areas of different thicknesses, the thickness of the lead frame relating to the vertical extent.
  • an initial sheet of the leadframe for example a coated or uncoated copper sheet, can be partially etched from the front and / or from the rear.
  • the lead frame has a first lead frame part and a second lead frame part.
  • the first leadframe part and the second leadframe part are arranged in a plan view of the housing without overlapping one another and are not connected to one another in an electrically conductive manner at any point.
  • the first lead frame part and the second lead frame part are connected to one another in a mechanically stable manner only via the housing body.
  • the first lead frame part and the second lead frame part can each be in one piece in the sense of a coherent body.
  • the housing body has a cavity for receiving a semiconductor chip on the front side of the housing.
  • a vertical extent of the cavity that is to say a distance between a bottom surface of the cavity and the front side of the housing, is in particular so large that the semiconductor chip to be received is arranged completely within the cavity.
  • the lead frame lies in the cavity only at a first connection point of the first lead frame part and at one second connection point of the second lead frame part of the lead frame free.
  • first connection point and the second connection point are visible from the leadframe in a plan view of the housing.
  • the first connection point and the second connection point are completely covered by the semiconductor chip during the intended assembly of a semiconductor chip to be received in the cavity.
  • the first connection point and the second connection point are set up in particular for the electrical contacting of a semiconductor chip with two electrical contacts on the side of the semiconductor chip facing the assembly side, for example for the assembly of semiconductor chips in flip-chip geometry.
  • first connection point and the second connection point are each at most half the size of the semiconductor chip to be accommodated.
  • the housing for an optoelectronic semiconductor component, has a mounting side, a lead frame and a housing body which is molded onto the lead frame, the lead frame having a first lead frame part and a second lead frame part and the housing body on a side facing away from the mounting side Front has a cavity for receiving an optoelectronic semiconductor chip.
  • the lead frame is exposed in the cavity only at a first connection point of the first lead frame part and at a second connection point of the second lead frame part of the lead frame.
  • a bottom surface of the cavity in the area of the first connection point and the second connection point has a recess in which the first connection point and the second connection point are exposed.
  • the depression can be a common depression for both connection points. In this case, the depression extends continuously over the first connection point and the second connection point.
  • the first connection point and the second connection point can each be assigned a separate recess.
  • the recess is designed, for example, to receive a connecting means, such as a solder.
  • a vertical extension of the recess that is to say a vertical spacing of the housing body in the region of the recess from the bottom surface of the housing body, is preferably small compared to the vertical extension of the cavity.
  • the vertical extent of the depression is at least twice or at least five times as large as the vertical extent of the cavity.
  • the first lead frame part has a first inner area.
  • the first inner area overlaps with the first connection point, in particular in a plan view of the housing.
  • the first inner area is exposed on the assembly side of the housing; in particular, the first inner area forms the rear of the leadframe in places.
  • the first leadframe part has a first edge region, the first edge region being exposed on the mounting side of the housing and / or the first edge region being exposed on a side surface of the housing.
  • the side surface of the housing is in particular a first side surface which delimits the housing in the lateral direction along the longitudinal axis.
  • the first inner area and the first edge area are in particular parts of a coherent first leadframe part.
  • the first inner area and the first edge area are connected to one another via a first front-side area of the first leadframe part.
  • the first front area is spaced from the mounting side.
  • the front area thus forms the front of the lead frame in places, but does not extend in the vertical direction to the rear of the lead frame.
  • the front area is covered by the housing body in a rear view of the housing and is therefore not visible.
  • the first inner area and the first edge area are preferably connected to one another only via the first front-side area.
  • the first edge region has a recess which is accessible on the mounting side and on the side surface of the housing.
  • the recess extends only partially through the lead frame in the vertical direction.
  • the recess can also extend completely in the vertical direction through the lead frame.
  • the recess can fulfill the function of a solder control structure, so that it can be seen from the side of the housing whether soldering of the housing, for example onto a connection carrier such as a printed circuit board, has taken place reliably.
  • the first front-side area extends in plan view of the housing along two edges of the first inner area.
  • the two edges run in particular at an angle or perpendicular to one another.
  • the first leadframe part is interrupted between the first inner region and the first edge region in a plan view of the housing along the longitudinal axis of the housing.
  • the first inner region and the first edge region are connected to one another only on one side of the longitudinal axis via the first front-side region, as seen in a plan view of the housing along the longitudinal axis of the housing.
  • the first lead frame part does not form a closed structure, such as an O-shaped structure, when viewed from above on the housing.
  • that part of the first front area which is the first inner area connects to the first edge region is C-shaped in plan view.
  • the first front-side region of the first leadframe part has a first extension which extends between the second connection point and a second side surface of the housing that runs parallel to the longitudinal axis.
  • the first extension protrudes, for example, beyond the transverse axis of the housing.
  • the first extension is located at least in places in a plan view of the housing on that side of the transverse axis of the housing on which the second connection point of the second leadframe part is arranged.
  • the first extension of the first leadframe part overlaps with the second leadframe part. It has been shown that the mechanical stability of the housing can be improved by such an extension, in particular with respect to bending.
  • the first extension runs along the longitudinal axis of the housing along at least 50% of the extent of the second connection point.
  • the first extension can also extend over the entire length of the second connection point as seen along the longitudinal axis. The mechanical stability of the housing is further improved in this way.
  • a surface dimension of the first connection point and a surface dimension of the second connection point are each at most 30% of a surface dimension of the bottom surface of the cavity. So the first junction and the second junction are small compared to the total area of the bottom area of the cavity.
  • the first lead frame part and the second lead frame part can be of identical design with regard to their basic shape.
  • the second leadframe part can have a second inner area and / or a second edge area and / or a second front-side area and / or a second extension and these elements can have some or all of the features listed in connection with the first leadframe part.
  • the second leadframe part and the first leadframe part are formed point-symmetrically to one another with regard to their basic shape, in particular point-symmetrically to the center point of the housing.
  • the second leadframe part and the first leadframe part only differ by a marking for easier identification of the polarity of the contacts of the housing.
  • the first leadframe part and the second leadframe part are not axially symmetrical either to the longitudinal axis or to the transverse axis with respect to their basic shape.
  • an optoelectronic semiconductor component with a housing is specified.
  • the housing described above is particularly suitable as the housing.
  • Features cited in connection with the housing can therefore can also be used for the optoelectronic semiconductor component and vice versa.
  • the optoelectronic semiconductor component has, in particular, an optoelectronic semiconductor chip which is arranged, for example, in the cavity of the housing and is electrically conductively connected to the first connection point and the second connection point.
  • the semiconductor chip is designed, for example, to generate and / or receive radiation, for example in the visible, ultraviolet or infrared spectral range.
  • the optoelectronic semiconductor chip is designed with two contacts on the side facing the mounting side, for example as a flip chip.
  • the optoelectronic semiconductor chip completely covers the first connection point and the second connection point.
  • the lead frame of the optoelectronic semiconductor component is therefore not visible within the cavity. All parts of the lead frame that are exposed in the cavity of the housing are therefore covered by the semiconductor chip when the semiconductor chip is assembled.
  • the first connection point and the second connection point in a plan view of the semiconductor component, are each at most half the size of the optoelectronic semiconductor chip.
  • the optoelectronic semiconductor chip in particular overlaps both the first connection point and the second connection point.
  • the optoelectronic semiconductor chip is embedded in an encapsulation.
  • the encapsulation is particularly transparent to the radiation to be received and / or generated in the optoelectronic semiconductor chip.
  • the potting preferably does not directly adjoin the lead frame at any point. The choice of material for the encapsulation can therefore be chosen independently of its adhesive properties on metallic surfaces.
  • FIGS. 2A, 2B show an exemplary embodiment for an optoelectronic semiconductor component in a schematic plan view (FIG. 2A) and in an associated perspective sectional view (FIG. 2B).
  • FIGS. 2A, 2B show an exemplary embodiment for an optoelectronic semiconductor component in a schematic plan view (FIG. 2A) and in an associated perspective sectional view (FIG. 2B).
  • Elements that are the same, of the same type or have the same effect are provided with the same reference symbols in the figures.
  • the figures are each schematic representations and are therefore not necessarily true to scale. In particular, comparatively small elements or layer thicknesses can be shown exaggeratedly large.
  • FIGS. 1A to IG An exemplary embodiment for a housing 1 is illustrated in various views with reference to FIGS. 1A to IG.
  • the housing 1 extends in the vertical direction between a mounting side 10 and a front side 15 facing away from the mounting side.
  • the front side 15 has a cavity 17 for receiving an optoelectronic semiconductor chip.
  • the housing 1 further comprises a leadframe 2 with a first leadframe part 21 and a second leadframe part 22.
  • a housing body 5 is molded onto the leadframe 2 and connects the first leadframe part 21 and the second leadframe part 22 to one another in a mechanically stable manner.
  • the housing body 5 has, for example, a polymer material and is produced by a casting process.
  • the housing body 5 can be mixed with reflective particles, for example titanium dioxide particles.
  • the lead frame 2 is exposed only at a first connection point 31 of the first lead frame part 21 and at a second connection point 32 of the second lead frame part 22.
  • a bottom surface 170 has a recess 19 in the area of the first connection point 31 and the second connection point 32, in which these connection points are exposed.
  • the housing body 5 therefore completely covers the leadframe 2 in a plan view of the housing 1.
  • the first connection point 31 and the second connection point 32 are each small compared to the bottom surface 170 of the cavity 17.
  • the lead frame 2 extends in the vertical direction between a rear side 200 and a front side 205.
  • the lead frame is etched from the rear side 200 and from the front side 205, so that the lead frame 2 has areas with different thicknesses.
  • the housing 1 extends along a longitudinal axis 81 between two first side surfaces 11, perpendicular to the longitudinal axis, that is to say along the transverse axis 82, in plan view, the housing extends between two second side surfaces 12.
  • the longitudinal axis 81 and the transverse axis 82 are each formed centrally to the housing, so that the intersection of the longitudinal axis 81 and the transverse axis 82 form a center point 83 of the housing.
  • the transverse axis runs between the first connection point 31 and the second connection point 32.
  • FIG. 1B shows a sectional view along the longitudinal axis 81 through the housing 1.
  • the first leadframe part 21 has a first inner region 211 and a first edge region 212.
  • the first inner area 211 and the first edge area 212 each extend as far as the rear side 200 of the leadframe. As shown in FIG. IC, the first inner area 211 and the first edge area 212 are exposed on the mounting side 10 and are therefore accessible from the mounting side 10.
  • the second leadframe part 22 is designed analogously to the first leadframe part 21 and has a second inner area 221 and a second edge area 222.
  • the first edge area 212 and the second edge area 222 each have a recess 4 which extends as far as the first side surface 11 and as far as the assembly side 10.
  • the recess 4 can fulfill the function of a solder control structure.
  • first lead frame part 21 and the second lead frame part 22 are each interrupted along the longitudinal axis 81. It is clear from FIG. ID, however, that the first lead frame part 21 and the second lead frame part 22 are each formed in one piece.
  • the first lead frame part 21 has a first front-side area 215, via which the first inner area 211 and the first edge area 212 are connected to one another.
  • FIG. ID the parts of the border of the first leadframe part that are covered by the housing body 5 are 21 and of the second leadframe part 22 are shown by dashed lines, a border of the first inner region 211 and the second inner region 221 being illustrated by means of a dotted line.
  • the first front-side area 215 forms the first connection point 31.
  • the second front-side area 225 forms the second connection point 32.
  • FIGS. 1F and 1G The lead frame parts of the lead frame 2 without the housing body 5 are shown in FIGS. 1F and 1G.
  • the first inner region 211 and the first edge region 212 viewed along the longitudinal axis 81 of the housing 1, are only connected to one another on one side of the longitudinal axis 81 via the first front-side region 215.
  • the first leadframe part 21 is interrupted, so that the first leadframe part 21 does not form a closed structure in plan view.
  • the first front-side area 215 is spaced apart from the rear side 200 of the leadframe 2, so that the first front-side area 215, like the second front-side area 225, has a comparatively small thickness. Viewed from the rear of the housing 1, the first front-side area 215 and the second front-side area 225 are covered by material of the housing body 5. A mechanical power transmission due to thermomechanical stresses between the first edge region 212 and the The first inner area 211 is reduced in comparison to the case that a connecting area between the first inner area and the first edge area would not be thinned, in particular in connection with the interruption of the first lead frame part 21 and the second lead frame part 22 along the longitudinal axis 81.
  • thermomechanical stresses lead to an optoelectronic semiconductor chip attached to the first connection point 31 and the second connection point 32 or an electrical connection between the optoelectronic semiconductor chip and the connection points 31, 32 being damaged due to thermomechanical stresses.
  • the first extension 217 extends over the transverse axis 82 to that side of the housing 1 in which the second inner region 221 of the second leadframe part and the second connection point 32 are arranged.
  • the first extension 217 extends at least in places between the second connection point 32 and the second side surface 12 of the housing 1.
  • the second lead frame part 22 in particular the second front-side area 225, has a second extension 227, the second extension extending over the transverse axis 82 to that half of the housing 1 in which the first inner area 211 of the first lead frame part 21 is trained.
  • the first leadframe part 21 therefore overlap and the second lead frame part 22 due to the extensions 217, 227.
  • the mechanical stability of the housing 1 is improved, in particular with respect to bending or breaking stress.
  • the first inner area 215 has, for example, a cuboid basic shape and is covered in places by the first front-side area 215. As can be seen in FIG. IG, the first front-side region 215 runs along two edges 2110 of the first inner region, these edges running perpendicular to one another.
  • the second front-side region 225 runs along two edges 2210 of the second inner region 221. This improves the mechanical stability of the housing, in particular when the lead frame is pressed into a film for producing the housing body 5 by a film-assisted casting process.
  • the lead frame 2 is point-symmetrical to the center point 83, in particular apart from a marking for the simplified identification of the polarity of the housing 1 in the form of a cut corner of the second inner region 212.
  • FIGS. 2A and 2B show an exemplary embodiment of an optoelectronic semiconductor component 9 in which the housing 1 is designed as described in connection with FIGS. 1A to IG.
  • the optoelectronic semiconductor component 9 also has a optoelectronic semiconductor chip 95.
  • the first connection point 31 and the second connection point 32 are each electrically conductively connected to a contact 951 of the optoelectronic semiconductor chip 95, for example via a connection means 97 such as a solder.
  • the optoelectronic semiconductor chip 95 is designed in flip-chip geometry and has the contacts 951 in each case on the side facing the mounting side 10 of the housing 1.
  • the semiconductor chip 95 is a light-emitting diode with a sapphire substrate as the growth substrate and an active region provided for generating radiation on the basis of nitride compound semiconductor material.
  • the optoelectronic semiconductor chip 95 completely covers the first connection point 31 and the second connection point 32.
  • the first connection point 31 and the second connection point 32 can be covered by metallic material of the connecting means 97.
  • the recess 19 of the housing 1 limits the lateral extent of the connecting means 97.
  • Waste heat generated during operation of the optoelectronic semiconductor component 9 can be dissipated directly in the vertical direction via the first front-side area 215 and the first inner area 211 or the second front-side area 225 and the second inner area 221 of the leadframe 2.
  • the optoelectronic semiconductor chip 95 is embedded in a potting 99.
  • the encapsulation 99 is expediently transparent to the radiation to be generated and / or received by the optoelectronic semiconductor chip and can, for example be mixed with a phosphor.
  • the potting 99 does not adjoin the leadframe 2 of the optoelectronic semiconductor component 9 at any point, so that the material for the potting 99 can be selected regardless of how well the material adheres to metallic surfaces.
  • the described configuration of the housing 1 is particularly suitable for realizing small housing designs.
  • an extension of the housing along the longitudinal axis 81 is at most 3 mm or at most 2 mm.
  • the housing 1 is a housing for a light-emitting diode of the design 1608, i.e. a light-emitting diode with a base area of 1.6 x 0.8 mm 2 , in particular in QFN (Quad Flat No Lead) -
  • the electrical connections of the housing 1 therefore do not protrude laterally beyond the housing body 5 in plan view.

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  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

Es wird ein Gehäuse (1) für ein optoelektronisches Halbleiterbauelement mit einer Montageseite (10), einem Leiterrahmen (2) und einem Gehäusekörper (3), der an den Leiterrahmen angeformt ist, angegeben, wobei der Leiterrahmen ein erstes Leiterrahmenteil (21) und ein zweites Leiterrahmenteil (22) aufweist, wobei der Gehäusekörper an einer der Montageseite abgewandten Vorderseite (15) eine Kavität (17) zur Aufnahme eines Halbleiterchips aufweist, und wobei der Leiterrahmen in der Kavität nur an einer ersten Anschlussstelle (31) des ersten Leiterrahmenteils und an einer zweiten Anschlussstelle (32) des zweiten Leiterrahmenteils des Leiterrahmens freiliegt. Weiterhin wird ein optoelektronisches Halbleiterbauelement (9) angegeben.

Description

Beschreibung
GEHÄUSE FÜR EIN OPTOELEKTRONISCHES HALBLEITERBAUELEMENT UND
OPTOELEKTRONISCHES HALBLEITERBAUELEMENT
Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Gehäuse für ein optoelektronisches Halbleiterbauelement und ein optoelektronisches Halbleiterbauelement.
Für optoelektronische Halbleiterbauelemente, beispielsweise Leuchtdioden, kurz LEDs, können die Halbleiterchips in Gehäusen mit einem Leiterrahmen montiert werden. Zur Verringerung von Reflexionsverlusten kann der Leiterrahmen mit Silber beschichtet sein. Allerdings besteht die Gefahr, dass sich dieses Silber aufgrund von Korrosion im Betrieb des Bauelements verfärbt, wodurch Reflexionsverluste verstärkt auftreten.
Eine Aufgabe ist es, ein optoelektronisches Halbleiterbauelement vereinfacht und zuverlässig mit guten Eigenschaften zu erzielen.
Diese Aufgabe wird unter anderem durch ein Gehäuse gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen und Zweckmäßigkeiten sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche .
Es wird ein Gehäuse für ein optoelektronisches Halbleiterbauelement angegeben, insbesondere als ein oberflächenmontierbares Bauelement (surface mounted device, smd). Das Gehäuse weist beispielsweise eine Montageseite auf, an der alle für die elektrische Kontaktierung des optoelektronischen Halbleiterbauelements erforderlichen elektrischen Kontakte extern zugänglich sind. In vertikaler Richtung, also senkrecht zur Montageseite, erstreckt sich das Gehäuse beispielsweise zwischen der Montageseite und einer der von der Montage abgewandten Vorderseite. Entlang einer Längsachse des Gehäuses erstreckt sich das Gehäuse beispielsweise zwischen zwei ersten Seitenflächen. Senkrecht zur Längsachse erstreckt sich das Gehäuse beispielsweise zwischen zwei zweiten Seitenflächen des Gehäuses. Die Längsachse und die Querachse verlaufen in Draufsicht auf das Gehäuse insbesondere jeweils mittig, so dass ein Schnittpunkt zwischen der Längsachse und der Querachse beispielsweise einen Mittelpunkt des Gehäuses in Draufsicht auf das Gehäuse bildet.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Gehäuses weist das Gehäuse einen Leiterrahmen und einen Gehäusekörper, der an den Leiterrahmen angeformt ist, auf. Der Gehäusekörper weist beispielsweise einen Kunststoff auf. Der Gehäusekörper ist beispielsweise durch ein Gießverfahren hergestellt.
Unter einem Gießverfahren wird allgemein ein Verfahren verstanden, mit dem eine Formmasse gemäß einer vorgegebenen Form ausgestaltet und erforderlichenfalls ausgehärtet werden kann. Insbesondere umfasst der Begriff „Gießverfahren" Gießen (molding), Folien assistiertes Gießen (film assisted molding), Spritzgießen (injection molding), Spritzpressen (transfer molding) und Formpressen (compression molding).
In vertikaler Richtung erstreckt sich der Leiterrahmen beispielsweise zwischen einer Rückseite des Leiterrahmens und einer Vorderseite des Leiterrahmens. Beispielsweise ist der Leiterrahmen ein teilgeätzter Leiterrahmen, auch als halbgeätzter Leiterrahmen (englisch semi-etched lead frame) bezeichnet. Das bedeutet, dass der Leiterrahmen unterschiedlich dicke Teilbereiche aufweist, wobei sich die Dicke des Leiterrahmens auf die vertikale Ausdehnung bezieht. Hierfür kann ein Ausgangsblech des Leiterrahmens, etwa ein beschichtetes oder unbeschichtetes Kupferblech, von der Vorderseite und/oder von der Rückseite her teilweise geätzt werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Leiterrahmens weist der Leiterrahmen ein erstes Leiterrahmenteil und ein zweites Leiterrahmenteil auf. Das erste Leiterrahmenteil und das zweite Leiterrahmenteil sind insbesondere in Draufsicht auf das Gehäuse überlappungsfrei zueinander angeordnet und an keiner Stelle direkt miteinander elektrisch leitend verbunden. Insbesondere sind das erste Leiterrahmenteil und das zweite Leiterrahmenteil nur über den Gehäusekörper mechanisch stabil miteinander verbunden.
Das erste Leiterrahmenteil und das zweite Leiterrahmenteil können jeweils einstückig im Sinne eines zusammenhängenden Körpers sein.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Gehäuses weist der Gehäusekörper an der Vorderseite des Gehäuses eine Kavität zur Aufnahme eines Halbleiterchips auf. Eine vertikale Ausdehnung der Kavität, also ein Abstand zwischen einer Bodenfläche der Kavität und der Vorderseite des Gehäuses, ist insbesondere so groß, dass der aufzunehmende Halbleiterchip vollständig innerhalb der Kavität angeordnet ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Gehäuses liegt der Leiterrahmen in der Kavität nur an einer ersten Anschlussstelle des ersten Leiterrahmenteils und an einer zweiten Anschlussstelle des zweiten Leiterrahmenteils des Leiterrahmens frei. Mit anderen Worten sind bei einer Draufsicht auf das Gehäuse vom Leiterrahmen nur die erste Anschlussstelle und die zweite Anschlussstelle sichtbar. Insbesondere werden die erste Anschlussstelle und die zweite Anschlussstelle bei der bestimmungsgemäßen Montage eines in der Kavität aufzunehmenden Halbleiterchips von dem Halbleiterchip vollständig überdeckt.
Die erste Anschlussstelle und die zweite Anschlussstelle sind insbesondere für die elektrische Kontaktierung eines Halbleiterchips mit zwei elektrischen Kontakten auf der der Montageseite zugewandten Seite des Halbleiterchips eingerichtet, beispielsweise für die Montage von Halbleiterchips in Flipchip-Geometrie.
Beispielsweise sind die erste Anschlussstelle und die zweite Anschlussstelle jeweils höchstens halb so groß wie der aufzunehmende Halbleiterchip.
In mindestens einer Ausführungsform des Gehäuses für ein optoelektronisches Halbleiterbauelement weist das Gehäuse eine Montageseite, einen Leiterrahmen und einen Gehäusekörper, der an den Leiterrahmen angeformt ist, auf, wobei der Leiterrahmen ein erstes Leiterrahmenteil und ein zweites Leiterrahmenteil aufweist und der Gehäusekörper an einer der Montageseite abgewandten Vorderseite eine Kavität zur Aufnahme eines optoelektronischen Halbleiterchips aufweist. Der Leiterrahmen liegt in der Kavität nur an einer ersten Anschlussstelle des ersten Leiterrahmenteils und an einer zweiten Anschlussstelle des zweiten Leiterrahmenteils des Leiterrahmens frei. Bei der Montage eines optoelektronischen Halbleiterchips in einem solchen Gehäuse sind nach der Montage des optoelektronischen Halbleiterchips, beispielsweise mittels eines Verbindungsmittels, etwa eines Lots, keine freiliegenden Bereiche des Leiterrahmens innerhalb der Kavität vorhanden. Insbesondere können die von dem Gehäusekörper nicht bedeckten Teile des Leiterrahmens vollständig durch das Verbindungsmittel überdeckt werden.
Die Gefahr, dass in der Kavität freiliegende Teile des Leiterrahmens korrodieren, wird so vermieden. Im Unterschied hierzu sind bei konventionellen optoelektronischen Halbleiterbauelementen Teile des Leiterrahmens seitlich des Halbleiterchips nicht von dem Gehäusekörper bedeckt. Sind diese Teile nur von Polymermaterialien wie beispielsweise einem Verguss des Halbleiterchips bedeckt, können Penetrationspfade zu einer Korrosion führen. Bei dem beschriebenen Gehäuse muss der Verguss im Unterschied hierzu dagegen selbst nicht in der Lage sein, Penetrationspfade zu blockieren und so ein Eindringen von Korrosion verursachenden Gasen wie beispielsweise Schwefelwasserstoff zu unterdrücken. Für den Verguss können somit auch Materialien, beispielsweise Silikone Anwendung finden, welche eine vergleichsweise hohe Permeabilität gegenüber Schwefelwasserstoff aufweisen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Gehäuses weist eine Bodenfläche der Kavität im Bereich der ersten Anschlussstelle und der zweiten Anschlussstelle eine Vertiefung auf, in der die erste Anschlussstelle und die zweite Anschlussstelle freiliegen. Die Vertiefung kann eine gemeinsame Vertiefung für beide Anschlussstellen sein. In diesem Fall erstreckt sich die Vertiefung also durchgängig über die erste Anschlussstelle und die zweite Anschlussstelle. Davon abweichend kann der ersten Anschlussstelle und der zweiten Anschlussstelle jeweils eine separate Vertiefung zugeordnet sein. Die Vertiefung ist beispielsweise zur Aufnahme eines Verbindungsmittels, etwa eines Lots ausgebildet.
Eine vertikale Ausdehnung der Vertiefung, also ein vertikaler Abstand des Gehäusekörpers im Bereich der Vertiefung von der Bodenfläche des Gehäusekörpers ist vorzugsweise klein gegenüber der vertikalen Ausdehnung der Kavität. Beispielsweise ist die vertikale Ausdehnung der Vertiefung mindestens doppelt oder mindestens fünf Mal so groß wie die vertikale Ausdehnung der Kavität.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Gehäuses weist das erste Leiterrahmenteil einen ersten Innenbereich auf. Der erste Innenbereich überlappt insbesondere in Draufsicht auf das Gehäuse mit der ersten Anschlussstelle. Der erste Innenbereich liegt an der Montageseite des Gehäuses frei, insbesondere bildet der erste Innenbereich stellenweise die Rückseite des Leiterrahmens.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Gehäuses weist das erste Leiterrahmenteil einen ersten Randbereich auf, wobei der erste Randbereich an der Montageseite des Gehäuses freiliegt und/oder der erste Randbereich an einer Seitenfläche des Gehäuses freiliegt. Die Seitenfläche des Gehäuses ist insbesondere eine erste Seitenfläche, die das Gehäuse entlang der Längsachse in lateraler Richtung begrenzt .
Der erste Innenbereich und der erste Randbereich sind insbesondere Teile eines zusammenhängenden ersten Leiterrahmenteils . Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Gehäuses sind der erste Innenbereich und der erste Randbereich über einen ersten vorderseitigen Bereich des ersten Leiterrahmenteils miteinander verbunden. Der erste vorderseitige Bereich ist von der Montageseite beabstandet. Der vorderseitige Bereich bildet also stellenweise die Vorderseite des Leiterrahmens, erstreckt sich in vertikaler Richtung jedoch nicht bis zur Rückseite des Leiterrahmens. Insbesondere ist der vorderseitige Bereich in einer Rückansicht des Gehäuses von dem Gehäusekörper überdeckt und somit nicht sichtbar. Vorzugsweise sind der erste Innenbereich und der erste Randbereich nur über den ersten vorderseitigen Bereich miteinander verbunden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Gehäuses weist der erste Randbereich eine Ausnehmung auf, die an der Montageseite und an der Seitenfläche des Gehäuses zugänglich ist. Beispielsweise erstreckt sich die Ausnehmung in vertikaler Richtung nur teilweise durch den Leiterrahmen hindurch. Die Ausnehmung kann sich jedoch auch vollständig in vertikaler Richtung durch den Leiterrahmen hindurch erstrecken. Die Ausnehmung kann die Funktion einer Lotkontrollstruktur erfüllen, sodass von der Seite des Gehäuses her erkennbar ist, ob eine Lötung des Gehäuses, beispielsweise auf einen Anschlussträger wie eine Leiterplatte zuverlässig erfolgt ist.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Gehäuses verläuft der erste vorderseitige Bereich in Draufsicht auf das Gehäuse entlang von zwei Rändern des ersten Innenbereichs. Die zwei Ränder verlaufen insbesondere schräg oder senkrecht zueinander. Dadurch erhöht sich die mechanische Stabilität des Gehäuses. Weiterhin erhöht sich die Zuverlässigkeit in der Herstellung des Gehäuses, da der erste Innenbereich für die Ausbildung des Gehäusekörpers mittels eines Folien assistierten Gießverfahrens zuverlässig in die dafür verwendete Folie gepresst werden kann. Eine ungewollte Bedeckung der Rückseite des Leiterrahmens mit Material für den Gehäusekörper kann so effizient vermieden werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Gehäuses ist das erste Leiterrahmenteil zwischen dem ersten Innenbereich und dem ersten Randbereich in Draufsicht auf das Gehäuse entlang der Längsachse des Gehäuses unterbrochen. Dadurch kann eine direkte Kraftübertragung entlang der Längsachse zwischen dem ersten Randbereich und dem ersten Innenbereich vermieden oder zumindest reduziert werden. Eine solche Kraftübertragung kann beispielsweise auftreten, wenn das Gehäuse beim Löten an einen Anschlussträger erhitzt wird und unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten der verwendeten Materialien zu thermomechanischen Verspannungen führen. Die Gefahr einer Schädigung eines Halbleiterbauelements mit einem solchen Gehäuse bei der Montage des Gehäuses kann so verringert werden.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Gehäuses sind der erste Innenbereich und der erste Randbereich in Draufsicht auf das Gehäuse entlang der Längsachse des Gehäuses gesehen nur auf einer Seite der Längsachse über den ersten vorderseitigen Bereich miteinander verbunden. Insbesondere bildet das erste Leiterrahmenteil in Draufsicht auf das Gehäuse keine geschlossene Struktur wie beispielsweise eine O-förmige Struktur. Beispielsweise ist derjenige Teil des ersten vorderseitigen Bereichs, der den ersten Innenbereich mit dem ersten Randbereich verbindet, in Draufsicht C-förmig ausgebildet .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Gehäuses weist der erste vorderseitige Bereich des ersten Leiterrahmenteils einen ersten Fortsatz auf, der sich zwischen der zweiten Anschlussstelle und einer parallel zur Längsachse verlaufenden zweiten Seitenfläche des Gehäuses erstreckt. Der erste Fortsatz ragt beispielsweise über die Querachse des Gehäuses hinaus. Mit anderen Worten befindet sich der erste Fortsatz zumindest stellenweise in Draufsicht auf das Gehäuse auf derjenigen Seite der Querachse des Gehäuses, auf der die zweite Anschlussstelle des zweiten Leiterrahmenteils angeordnet ist. In einer Seitenansicht des Gehäuses überlappt also der erste Fortsatz des ersten Leiterrahmenteils mit dem zweiten Leiterrahmenteil. Es hat sich gezeigt, dass durch einen solchen Fortsatz die mechanische Stabilität des Gehäuses verbessert werden kann, insbesondere gegenüber einer Verbiegung .
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Gehäuses verläuft der erste Fortsatz entlang der Längsachse des Gehäuses gesehen entlang von mindestens 50 % der Ausdehnung der zweiten Anschlussstelle. Der erste Fortsatz kann sich auch über die gesamte Länge der zweiten Anschlussstelle entlang der Längsachse gesehen erstrecken. Die mechanische Stabilität des Gehäuses wird so weitergehend verbessert.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Gehäuses beträgt ein Flächenmaß der ersten Anschlussstelle und ein Flächenmaß der zweiten Anschlussstelle jeweils höchstens 30% eines Flächenmaßes der Bodenfläche der Kavität. Die erste Anschlussstelle und die zweite Anschlussstelle sind also klein gegenüber der Gesamtfläche der Bodenfläche der Kavität. Bei der bestimmungsgemäßen Montage eines optoelektronischen Halbleiterchips in der Kavität ist so auf einfache Weise gewährleistet, dass die erste Anschlussstelle und die zweite Anschlussstelle vollständig von dem optoelektronischen Halbleiterchip überdeckt werden.
Das erste Leiterrahmenteil und das zweite Leiterrahmenteil können bezüglich ihrer Grundform gleichartig ausgebildet sein. Insbesondere kann das zweite Leiterrahmenteil einen zweiten Innenbereich und/oder einen zweiten Randbereich und/oder einen zweiten vorderseitigen Bereich und/oder einen zweiten Fortsatz aufweisen und diese Elemente können einige oder auch alle der im Zusammenhang mit dem ersten Leiterrahmenteil angeführten Merkmale zeigen.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Gehäuses sind das zweite Leiterrahmenteil und das erste Leiterrahmenteil bezüglich ihrer Grundform punktsymmetrisch zueinander ausgebildet, insbesondere punktsymmetrisch zum Mittelpunkt des Gehäuses. Beispielsweise unterscheiden sich das zweite Leiterrahmenteil und das erste Leiterrahmenteil lediglich um eine Markierung zur vereinfachten Identifizierung der Polarität der Kontakte des Gehäuses. Insbesondere sind das erste Leiterrahmenteil und das zweite Leiterrahmenteil bezüglich ihrer Grundform weder zur Längsachse noch zur Querachse achsensymmetrisch.
Weiterhin wird ein optoelektronisches Halbleiterbauelement mit einem Gehäuse angegeben. Als Gehäuse eignet sich insbesondere das vorstehend beschriebene Gehäuse. In Zusammenhang mit dem Gehäuse angeführte Merkmale können daher auch für das optoelektronische Halbleiterbauelement herangezogen werden und umgekehrt.
Das optoelektronische Halbleiterbauelement weist insbesondere einen optoelektronischen Halbleiterchip auf, der beispielsweise in der Kavität des Gehäuses angeordnet ist und mit der ersten Anschlussstelle und der zweiten Anschlussstelle elektrisch leitend verbunden ist. Der Halbleiterchip ist beispielsweise zum Erzeugen und/oder zum Empfangen von Strahlung ausgebildet, etwa im sichtbaren, ultravioletten oder infraroten Spektralbereich. Insbesondere ist der optoelektronische Halbleiterchip mit zwei Kontakten an der der Montageseite zugewandten Seite ausgebildet, etwa als ein Flipchip.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements überdeckt der optoelektronische Halbleiterchip die erste Anschlussstelle und die zweite Anschlussstelle vollständig. In einer Draufsicht auf das optoelektronische Halbleiterbauelement ist der Leiterrahmen des optoelektronischen Halbleiterbauelements innerhalb der Kavität also nicht sichtbar. Alle Teile des Leiterrahmens, die in der Kavität des Gehäuses freiliegen, werden also bei der Montage des Halbleiterchips vom Halbleiterchip überdeckt.
Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements sind die erste Anschlussstelle und die zweite Anschlussstelle in Draufsicht auf das Halbleiterbauelement jeweils höchstens halb so groß wie der optoelektronische Halbleiterchip. Der optoelektronische Halbleiterchip überlappt insbesondere sowohl mit der ersten Anschlussstelle als auch mit der zweiten Anschlussstelle. Gemäß zumindest einer Ausführungsform des optoelektronischen Halbleiterbauelements ist der optoelektronische Halbleiterchip in einen Verguss eingebettet. Der Verguss ist insbesondere für die im optoelektronischen Halbleiterchip zu empfangende und/oder zu erzeugende Strahlung durchlässig. Vorzugsweise grenzt der Verguss an keiner Stelle direkt an den Leiterrahmen an. Für den Verguss kann die Wahl des Materials daher unabhängig von seinen Haftungseigenschaften an metallischen Flächen gewählt werden.
Weitere Ausgestaltungen und Zweckmäßigkeiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Figuren.
Es zeigen:
Figuren 1A, 1B, IC, ID, IE, 1F und IG ein
Ausführungsbeispiel für ein Gehäuse anhand einer schematischen Draufsicht (Figur 1A), einer schematischen Schnittansicht entlang der Längsachse (Figur 1B), einer Rückansicht (Figur IC), einer schematischen Draufsicht mit einer Darstellung des Verlaufs des Leiterrahmens (Figur ID), einer perspektivischen Schnittansicht (Figur IE), sowie anhand einer schematischen Darstellung des Leiterrahmens in einer perspektivischen Vorderseitenansicht (Figur 1F) und einer schematischen Rückseitenansicht (Figur IG); und
Figuren 2A, 2B ein Ausführungsbeispiel für ein optoelektronisches Halbleiterbauelement in schematischer Draufsicht (Figur 2A) und in einer zugehörigen perspektivischen Schnittansicht (Figur 2B). Gleiche, gleichartige oder gleichwirkende Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren sind jeweils schematische Darstellungen und daher nicht notwendigerweise maßstabsgetreu. Insbesondere können vergleichsweise kleine Elemente oder Schichtdicken übertrieben groß dargestellt sein.
Ein Ausführungsbeispiel für ein Gehäuse 1 ist in anhand der Figuren 1A bis IG in verschiedenen Ansichten veranschaulicht.
Das Gehäuse 1 erstreckt sich in vertikaler Richtung zwischen einer Montageseite 10 und einer von der Montageseite abgewandten Vorderseite 15. Die Vorderseite 15 weist eine Kavität 17 zur Aufnahme eines optoelektronischen Halbleiterchips auf.
Das Gehäuse 1 umfasst weiterhin einen Leiterrahmen 2 mit einem ersten Leiterrahmenteil 21 und einem zweiten Leiterrahmenteil 22. Ein Gehäusekörper 5 ist an den Leiterrahmen 2 angeformt und verbindet das erste Leiterrahmenteil 21 und das zweite Leiterrahmenteil 22 mechanisch stabil miteinander. Der Gehäusekörper 5 weist beispielsweise ein Polymermaterial auf und ist durch ein Gieß-Verfahren hergestellt. Zur Erhöhung der Reflektivität des Gehäusekörpers 5 kann der Gehäusekörper 5 mit reflektierenden Partikeln, beispielsweise Titandioxidpartikeln versetzt sein.
In der Kavität 17 liegt der Leiterrahmen 2 nur an einer ersten Anschlussstelle 31 des ersten Leiterrahmenteils 21 und an einer zweiten Anschlussstelle 32 des zweiten Leiterrahmenteils 22 frei. Eine Bodenfläche 170 weist eine Vertiefung 19 im Bereich der ersten Anschlussstelle 31 und der zweiten Anschlussstelle 32 auf, in der diese Anschlussstellen freiliegen. Bei der Befestigung eines optoelektronischen Halbleiterchips in dem Gehäuse 1 mittels eines Verbindungsmittels 97 kann die laterale Ausdehnung des Verbindungsmittels über die Vertiefung 19 begrenzt werden.
Außer im Bereich der Vertiefung 19 überdeckt der Gehäusekörper 5 den Leiterrahmen 2 in Draufsicht auf das Gehäuse 1 also vollständig. Die erste Anschlussstelle 31 und die zweite Anschlussstelle 32 sind jeweils klein gegenüber der Bodenfläche 170 der Kavität 17. Beispielsweise betragen ein Flächenmaß der ersten Anschlussstelle 31 und ein Flächenmaß der zweiten Anschlussstelle 32 jeweils höchstens 30% eines Flächenmaßes der Bodenfläche 170 der Kavität 17.
In vertikaler Richtung erstreckt sich der Leiterrahmen 2 zwischen einer Rückseite 200 und einer Vorderseite 205. Der Leiterrahmen ist von der Rückseite 200 und von der Vorderseite 205 her geätzt, so dass der Leiterrahmen 2 Bereiche mit unterschiedlichen Dicken aufweist.
Entlang einer Längsachse 81 erstreckt sich das Gehäuse 1 zwischen zwei ersten Seitenflächen 11. Senkrecht zur Längsachse, also entlang der Querachse 82 erstreckt sich das Gehäuse in Draufsicht zwischen zwei zweiten Seitenflächen 12.
Die Längsachse 81 und die Querachse 82 sind jeweils mittig zur Gehäuse ausgebildet, sodass der Schnittpunkt der Längsachse 81 und der Querachse 82 einen Mittelpunkt 83 des Gehäuses bilden. Die Querachse verläuft zwischen der ersten Anschlussstelle 31 und der zweiten Anschlussstelle 32. In Figur 1B ist eine Schnittansicht entlang der Längsachse 81 durch das Gehäuse 1 gezeigt.
Das erste Leiterrahmenteil 21 weist einen ersten Innenbereich 211 und einen ersten Randbereich 212 auf. Der erste Innenbereich 211 und der erste Randbereich 212 erstrecken sich jeweils bis zur Rückseite 200 des Leiterrahmens. Wie in Figur IC dargestellt, liegen der erste Innenbereich 211 und der erste Randbereich 212 an der Montageseite 10 frei und sind somit von der Montageseite 10 her zugänglich.
Das zweite Leiterrahmenteil 22 ist analog zum ersten Leiterrahmenteil 21 ausgebildet und weist einen zweiten Innenbereich 221 und einen zweiten Randbereich 222 auf.
Der erste Randbereich 212 und der zweite Randbereich 222 weisen jeweils eine Ausnehmung 4 auf, die sich bis zur ersten Seitenfläche 11 und bis zur Montageseite 10 erstreckt. Bei der Montage des Gehäuses 1 kann die Ausnehmung 4 die Funktion einer Lotkontrollstruktur erfüllen.
Das erste Leiterrahmenteil 21 und das zweite Leiterrahmenteil 22 sind, wie aus der Schnittansicht in Figur 1B ersichtlich, jeweils entlang der Längsachse 81 unterbrochen. Aus Figur ID wird jedoch deutlich, dass das erste Leiterrahmenteil 21 und das zweite Leiterrahmenteil 22 jeweils einstückig ausgebildet sind.
Das erste Leiterrahmenteil 21 weist einen ersten vorderseitigen Bereich 215 auf, über den der erste Innenbereich 211 und der erste Randbereich 212 miteinander verbunden sind. In Figur ID sind die vom Gehäusekörper 5 verdeckten Teile der Umrandung des ersten Leiterrahmenteils 21 und des zweiten Leiterrahmenteils 22 durch gestrichelte Linien dargestellt, wobei eine Umrandung des ersten Innenbereichs 211 und des zweiten Innenbereichs 221 mittels einer gepunkteten Linie illustriert sind.
Der erste vorderseitige Bereich 215 bildet die erste Anschlussstelle 31. Der zweite vorderseitige Bereich 225 bildet die zweite Anschlussstelle 32.
In den Figuren 1F und IG sind die Leiterrahmenteile des Leiterrahmens 2 ohne den Gehäusekörper 5 gezeigt. In Draufsicht auf das Gehäuse 1 sind der erste Innenbereich 211 und der erste Randbereich 212 entlang der Längsachse 81 des Gehäuses 1 gesehen nur auf einer Seite der Längsachse 81 über den ersten vorderseitigen Bereich 215 miteinander verbunden.
In der anderen Hälfte des Gehäuses 1 entlang der Längsachse 81 ist das erste Leiterrahmenteil 21 unterbrochen, sodass das erste Leiterrahmenteil 21 in Draufsicht keine geschlossene Struktur bildet. Das erste Leiterrahmenteil 21 und das zweite Leiterrahmenteil 22, insbesondere der jeweilige vorderseitige Bereich davon, weisen jeweils eine C-förmige Grundform auf, wie anhand der Linie 85 in Figur 1 veranschaulicht ist.
Der erste vorderseitige Bereich 215 ist von der Rückseite 200 des Leiterrahmens 2 beabstandet, sodass der erste vorderseitige Bereich 215 ebenso wie der zweite vorderseitige Bereich 225 eine vergleichsweise geringe Dicke aufweist. Von der Rückseite des Gehäuses 1 gesehen sind der erste vorderseitige Bereich 215 und der zweite vorderseitige Bereich 225 von Material des Gehäusekörpers 5 bedeckt. Eine mechanische Kraftübertragung aufgrund von thermomechanischen Verspannungen zwischen dem ersten Randbereich 212 und dem ersten Innenbereich 211 wird im Vergleich zu dem Fall, dass ein verbindender Bereich zwischen dem ersten Innenbereich und dem ersten Randbereich nicht gedünnt wäre, verringert, insbesondere in Verbindung mit der Unterbrechung des ersten Leiterrahmenteils 21 und des zweiten Leiterrahmenteils 22 entlang der Längsachse 81.
Dadurch wird die Gefahr reduziert, dass thermomechanischen Verspannungen dazu führen, dass ein an der ersten Anschlussstelle 31 und der zweiten Anschlussstelle 32 befestigter optoelektronischer Halbleiterchip oder eine elektrische Verbindung zwischen dem optoelektronischen Halbleiterchip und den Anschlussstellen 31, 32 aufgrund von thermomechanischen Spannungen beschädigt wird.
Das erste Leiterrahmenteil 21, insbesondere der erste vorderseitige Bereich 215 weist weiterhin einen ersten Fortsatz 217 auf. Der erste Fortsatz 217 erstreckt sich über die Querachse 82 hinweg auf diejenige Seite des Gehäuses 1, in der der zweite Innenbereich 221 des zweiten Leiterrahmenteils und die zweite Anschlussstelle 32 angeordnet sind. Der erste Fortsatz 217 erstreckt sich zumindest stellenweise zwischen der zweiten Anschlussstelle 32 und der zweiten Seitenfläche 12 des Gehäuses 1.
In analoger Weise weist das zweite Leiterrahmenteil 22, insbesondere der zweite vorderseitige Bereich 225, einen zweiten Fortsatz 227 auf, wobei sich der zweite Fortsatz über die Querachse 82 hinweg auf diejenige Hälfte des Gehäuses 1 erstreckt, in der der ersten Innenbereich 211 des ersten Leiterrahmenteils 21 ausgebildet ist. In einer Seitenansicht des Gehäuses 1 überlappen also das erste Leiterrahmenteil 21 und das zweite Leiterrahmenteil 22 aufgrund der Fortsätze 217, 227.
Über den ersten Fortsatz 217 und den zweiten Fortsatz 227 wird die mechanische Stabilität des Gehäuses 1 insbesondere gegenüber einer Verbiegung oder einer Bruchbeanspruchung verbessert.
Der erste Innenbereich 215 weist beispielsweise eine quaderförmige Grundform auf und ist stellenweise von dem ersten vorderseitigen Bereich 215 bedeckt. Wie in Figur IG ersichtlich verläuft der erste vorderseitige Bereich 215 entlang zweier Ränder 2110 des ersten Innenbereichs, wobei diese Ränder senkrecht zueinander verlaufen.
Entsprechend verläuft der zweite vorderseitige Bereich 225 entlang zweier Ränder 2210 des zweiten Innenbereichs 221. Dadurch wird die mechanische Stabilität des Gehäuses, insbesondere beim Einpressen des Leiterrahmens in eine Folie zur Herstellung des Gehäusekörpers 5 durch ein Folien assistiertes Gießverfahren verbessert.
Der Leiterrahmen 2 ist hinsichtlich seiner Grundform punktsymmetrisch zum Mittelpunkt 83, insbesondere abgesehen von einer Markierung zur vereinfachten Identifizierung der Polarität des Gehäuses 1 in Form einer abgeschnittenen Ecke des zweiten Innenbereichs 212.
In den Figuren 2A und 2B ist ein Ausführungsbeispiel für ein optoelektronisches Halbleiterbauelement 9 gezeigt, bei dem das Gehäuse 1 wie im Zusammenhang mit den Figuren 1A bis IG beschrieben ausgebildet ist. Das optoelektronische Halbleiterbauelement 9 weist weiterhin einen optoelektronischen Halbleiterchip 95 auf. Die erste Anschlussstelle 31 und die zweite Anschlussstelle 32 sind jeweils mit einem Kontakt 951 des optoelektronischen Halbleiterchips 95 elektrisch leitend verbunden, etwa über ein Verbindungsmittel 97 wie ein Lot. Der optoelektronische Halbleiterchip 95 ist in Flipchip-Geometrie ausgebildet und weist die Kontakte 951 jeweils an der der Montageseite 10 des Gehäuses 1 zugewandten Seite auf. Zum Beispiel ist der Halbleiterchip 95 eine Leuchtdiode mit einem ein Saphir- Substrat als Aufwachssubstrat und einem zur Erzeugung von Strahlung vorgesehenen aktiven Bereich auf der Basis von Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial .
In Draufsicht auf das optoelektronische Halbleiterbauelement 9 überdeckt der optoelektronische Halbleiterchip 95 die erste Anschlussstelle 31 und die zweite Anschlussstelle 32 vollständig. Insbesondere können die erste Anschlussstelle 31 und die zweite Anschlussstelle 32 von metallischem Material des Verbindungsmittels 97 überdeckt werden. Die Vertiefung 19 des Gehäuses 1 begrenzt die laterale Ausdehnung des Verbindungsmittels 97.
Im Betrieb des optoelektronischen Halbleiterbauelements 9 erzeugte Abwärme kann direkt in vertikaler Richtung über den ersten vorderseitigen Bereich 215 und den ersten Innenbereich 211 beziehungsweise den zweiten vorderseitigen Bereich 225 und den zweiten Innenbereich 221 des Leiterrahmens 2 abgeführt werden.
Der optoelektronische Halbleiterchip 95 ist in einen Verguss 99 eingebettet. Der Verguss 99 ist zweckmäßigerweise für die vom optoelektronischen Halbleiterchip zu erzeugende und/oder zu empfangende Strahlung durchlässig und kann beispielsweise mit einem Leuchtstoff versetzt sein. Der Verguss 99 grenzt insbesondere an keiner Stelle an den Leiterrahmen 2 des optoelektronischen Halbeiterbauelements 9 an, sodass das Material für den Verguss 99 unabhängig davon gewählt werden kann, wie gut das Material an metallischen Flächen haftet.
Für die elektrische Kontaktierung des optoelektronischen Halbleiterchips 95 sind weiterhin keine Bonddrähte erforderlich. Somit besteht nicht die Gefahr, dass der Verguss 99 beispielsweise beim Löten des optoelektronischen Halbleiterbauelements 9 an einen Anschlussträger wie eine Leiterplatte die elektrische Kontaktierung des optoelektronischen Halbleiterchips 95 beeinträchtigt wird. Weiterhin besteht keine Gefahr einer Korrosion des Leiterrahmens 2 innerhalb der Kavität 17, unabhängig davon, ob der Verguss 99 für Korrosionsgase, wie beispielsweise Schwefelwasserstoff, durchlässig ist und/oder ob der Verguss 99 oder der Gehäusekörper 5 Penetrationspfade zum Leiterrahmen 2 in der Kavität 17 zulässt.
Die beschriebene Ausgestaltung des Gehäuses 1 eignet sich besonders für die Realisierung kleiner Gehäusebauformen. Beispielsweise beträgt eine Ausdehnung des Gehäuses entlang der Längsachse 81 höchstens 3 mm oder höchstens 2 mm. Zum Beispiel ist das Gehäuse 1 ein Gehäuse für eine Leuchtdiode der Bauform 1608, also eine Leuchtdiode mit einer Grundfläche von 1,6 x 0,8 mm2, insbesondere in QFN (Quad Flat No Lead)-
Technologie. Die elektrischen Anschlüsse des Gehäuses 1 ragen in Draufsicht also nicht seitlich über den Gehäusekörper 5 hinaus.
Für ein Ausführungsbeispiel der Bauform 1608 sind die Figuren maßstabsgetreu. Die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente untereinander können jedoch hiervon auch abweichen. Weiterhin eignet sich der beschriebene Aufbau des Gehäuses auch für andere Bauformen. Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 102020 107 409.3, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele 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 den Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Bezugszeichenliste
1 Gehäuse
10 Montageseite
11 erste Seitenfläche
12 zweite Seitenfläche 15 Vorderseite
17 Kavität 170 Bodenfläche 19 Vertiefung
2 Leiterrahmen
200 Rückseite des Leiterrahmens 205 Vorderseite des Leiterrahmens
21 erstes Leiterrahmenteil
211 erster Innenbereich
2110 Rand des ersten Innenbereichs
212 erster Randbereich
215 erster vorderseitiger Bereich 217 erster Fortsatz
22 zweites Leiterrahmenteil
221 zweiter Innenbereich
2210 Rand des zweiten Innenbereichs
222 zweiter Randbereich
225 zweiter vorderseitiger Bereich 227 zweiter Fortsatz
31 erste Anschlussstelle
32 zweite Anschlussstelle
4 Ausnehmung
5 Gehäusekörper
81 Längsachse
82 Querachse
83 Mittelpunkt
85 Linie 9 Halbleiterbauelement 95 optoelektronischer Halbleiterchip 951 Kontakt des optoelektronischen Halbleiterchips 97 Verbindungsmittel
99 Verguss

Claims

Patentansprüche
1. Gehäuse (1) für ein optoelektronisches Halbleiterbauelement mit einer Montageseite (10), einem Leiterrahmen (2) und einem Gehäusekörper (5), der an den Leiterrahmen angeformt ist, wobei
- der Leiterrahmen ein erstes Leiterrahmenteil (21) und ein zweites Leiterrahmenteil (22) aufweist;
- der Gehäusekörper an einer der Montageseite abgewandten Vorderseite (15) eine Kavität (17) zur Aufnahme eines optoelektronischen Halbleiterchips aufweist;
- der Leiterrahmen in der Kavität nur an einer ersten Anschlussstelle (31) des ersten Leiterrahmenteils und an einer zweiten Anschlussstelle (32) des zweiten Leiterrahmenteils des Leiterrahmens freiliegt.
2. Gehäuse nach Anspruch 1, wobei eine Bodenfläche (170) der Kavität im Bereich der ersten Anschlussstelle und der zweiten Anschlussstelle eine Vertiefung (19) aufweist, in der die erste Anschlussstelle und die zweite Anschlussstelle freiliegen.
3. Gehäuse nach Anspruch 1 oder 2, wobei das erste Leiterrahmenteil einen ersten Innenbereich (211) und einen ersten Randbereich (212) aufweist, wobei
- der erste Innenbereich und der erste Randbereich an der Montageseite des Gehäuses freiliegen,
- der erste Innenbereich in Draufsicht auf das Gehäuse mit der ersten Anschlussstelle überlappt,
- der erste Randbereich an einer ersten Seitenfläche (11) des Gehäuses freiliegt,
- der erste Innenbereich und der erste Randbereich über einen ersten vorderseitigen Bereich (215) des ersten Leiterrahmenteils miteinander verbunden sind, wobei der erste vorderseitige Bereich von der Montageseite beabstandet ist.
4. Gehäuse nach Anspruch 3, wobei der erste Randbereich eine Ausnehmung (4) aufweist, die an der Montageseite und an der Seitenfläche des Gehäuses zugänglich ist.
5. Gehäuse nach Anspruch 3 oder 4, wobei der erste vorderseitige Bereich in Draufsicht auf das Gehäuse entlang von zwei Rändern (2110) des ersten Innenbereichs verläuft.
6. Gehäuse nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei das erste Leiterrahmenteil zwischen dem ersten Innenbereich und dem ersten Randbereich in Draufsicht auf das Gehäuse entlang einer Längsachse (81) des Gehäuses unterbrochen ist.
7. Gehäuse nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei der erste Innenbereich und der erste Randbereich in Draufsicht auf das Gehäuse entlang der Längsachse des Gehäuses gesehen nur auf einer Seite der Längsachse über den ersten vorderseitigen Bereich miteinander verbunden sind.
8. Gehäuse nach einem der Ansprüche 3 bis 7, wobei der erste vorderseitige Bereich des ersten Leiterrahmenteils einen ersten Fortsatz (217) aufweist, der sich zwischen der zweiten Anschlussstelle und einer parallel zur Längsachse verlaufenden zweiten Seitenfläche (12) des Gehäuses erstreckt.
9. Gehäuse nach Anspruch 8, wobei der erste Fortsatz entlang der Längsachse gesehen entlang von mindestens 50 % der Ausdehnung der zweiten Anschlussstelle verläuft.
10. Gehäuse nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei ein Flächenmaß der ersten Anschlussstelle und ein Flächenmaß der zweiten Anschlussstelle jeweils höchstens 30% eines Flächenmaßes der Bodenfläche der Kavität beträgt.
11. Gehäuse nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das zweite Leiterrahmenteil und das erste Leiterrahmenteil bezüglich ihrer Grundform punktsymmetrisch zueinander ausgebildet sind.
12. Optoelektronisches Halbleiterbauelement (9) mit einem Gehäuse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 und mit einem optoelektronischen Halbleiterchip (95), der in der Kavität angeordnet ist und mit der ersten Anschlussstelle und der zweiten Anschlussstelle elektrisch leitend verbunden ist.
13. Optoelektronisches Halbleiterbauelement nach Anspruch 12, wobei der Halbleiterchip die erste Anschlussstelle und die zweite Anschlussstelle vollständig überdeckt.
14. Optoelektronisches Halbleiterbauelement nach Anspruch 12 oder 13, wobei die erste Anschlussstelle und die zweite Anschlussstelle in Draufsicht auf das Halbleiterbauelement jeweils höchstens halb so groß sind wie der Halbleiterchip.
15. Optoelektronisches Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei der optoelektronische Halbleiterchip in einen Verguss (99) eingebettet ist, wobei der Verguss an keiner Stelle direkt an den Leiterrahmen angrenzt.
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