WO2022128281A1 - Bauelement mit strukturiertem leiterrahmen und verfahren zur herstellung eines bauelements - Google Patents

Bauelement mit strukturiertem leiterrahmen und verfahren zur herstellung eines bauelements Download PDF

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leadframe
area
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PCT/EP2021/081665
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Daniel Richter
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Ams-Osram International Gmbh
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    • H01L33/58—Optical field-shaping elements
    • H01L33/60—Reflective elements

Definitions

  • the secondary optics of an illumination device which in particular has a plurality of light-emitting components, as small as possible on the one hand for reasons of compactness.
  • the necessary size of the secondary optics is an important factor with regard to the system cost and possible density of the components at the system level.
  • the components should each have the smallest possible light exit area and, in addition, the lowest possible overall height while maintaining the same level of efficiency. With a component described here or with a plurality of components described here, the core requirements mentioned above can be met at the level of the components.
  • One object is to specify a component, in particular an optoelectronic component, with a high level of compactness, high light output and a particularly low overall height.
  • a further object is to specify a reliable and cost-effective method for producing a component, in particular a component with a structured lead frame.
  • the main body and the second partial area of the leadframe can be arranged without overlapping.
  • the main body can be electrically conductively connected to the second partial area of the leadframe via an electrical connection.
  • the leadframe for example the first partial area of the leadframe, can form a carrier for the main body, with the leadframe mechanically stabilizing the component.
  • a lateral direction is understood as meaning a direction which runs in particular parallel to a main extension surface of the main body or parallel to a mounting surface of the lead frame.
  • a vertical direction is understood as meaning a direction which is in particular perpendicular to the main extension surface of the main body or to the mounting surface of the leadframe. In particular, the vertical direction and the lateral direction are orthogonal to one another.
  • the component has a molded body.
  • the lead frame can be enclosed, in particular completely enclosed, by the molded body.
  • the ladder frame does not protrude laterally and/or vertically at any point out the molding .
  • All of the lateral side surfaces of the leadframe can be covered, in particular completely covered, by the shaped body.
  • both the first partial area and the second partial area of the leadframe are enclosed, approximately completely enclosed, by the molded body in lateral directions.
  • the first sub-area is mechanically connected to the second sub-area of the leadframe by the molded body.
  • lateral intermediate areas between the main body and the first portion of the leadframe can form anchoring areas that can be filled in particular by the material of the molded body, whereby the molded body is anchored to the main body and/or to the first portion of the leadframe and the mechanical stability of the component is significantly increased.
  • the indentation is designed in the form of a cavity.
  • the depression can have side walls, which can be formed exclusively by surfaces of the first partial area of the lead frame.
  • the depression or cavity has a bottom surface on which the main body is placed. In lateral directions, the bottom surface can be surrounded by the side walls of the depression, in particular can be completely surrounded.
  • the sidewalls are, for example, inner sidewalls proximate the bottom surface of the well.
  • the second portion of the lead frame can be free of a recess.
  • the second partial area has no surface that is a side wall of a recess, in particular a side wall of the recess of the first portion of the leadframe.
  • the second portion does not have a surface forming a portion of the bottom surface of the recess of the first portion of the leadframe.
  • the bottom surface of the depression can be formed exclusively by a surface of the first partial area of the lead frame.
  • the depression has side walls and a bottom surface, the side walls being formed exclusively by surfaces of the first partial region.
  • the bottom surface can be completely surrounded in lateral directions by the side walls of the depression.
  • all side walls and the bottom surface of the depression of the first subarea are formed by surfaces of the first subarea of the leadframe, in particular exclusively by surfaces of the first subarea of the leadframe.
  • the ratio of the vertical depth of the indentation to the vertical height of the first subarea is between 0.4 and 0.6 inclusive. With such a ratio, the first subarea still has high mechanical stability despite the indentation .
  • a particularly high mechanical stability can also be obtained with a ratio that is, for example, between 0.35 and 0.7 inclusive. Also, the ratio can be between 0.4 and 0.7 inclusive, or between 0.5 and 0.7 inclusive, between 0.3 and 0.65 inclusive, between 0.3 and 0.6 inclusive, or between 0.3 and be 0.5.
  • the component has a total vertical height that is less than or equal to 600 gm, in particular less than or equal to 500 gm, 400 gm, 300 gm, in particular less than or equal to 250 gm or less than or equal to 200 gm .
  • the total vertical height of the component is in particular greater than or equal to 100 gm or 150 gm, 200 gm or 250 gm.
  • the overall vertical height of the component is given exclusively or essentially by the vertical height of the shaped body. Due to the deepening of the leadframe, the main body only partially protrudes beyond the leadframe, so that the vertical height of the molded body or the overall vertical height of the component can be kept low overall.
  • the leadframe is completely surrounded by the molded body in lateral directions.
  • a ratio of the vertical height of the shaped body to the overall height of the component is in particular at least 0.8, 0.85, 0.9, approximately at least 0.95 or at least 0.98. In other words, at least 80%, 85%, 90%, 95%, 97% or at least 98% of the total height of the component is accounted for by the vertical height of the shaped body.
  • the overall height of the component can also be given solely by the vertical height of the shaped body. However, it is possible for the overall height of the component to be given by a sum of the vertical height of the molded body and a vertical height of a portion of a converter layer that projects beyond the molded body.
  • the overall height of the building element is at least 150 gm or 200 gm.
  • the vertical height of the part of the converter layer projecting beyond the shaped body or the vertical height of the converter layer can be 30 ⁇ m ⁇ 10 ⁇ m or 30 ⁇ m ⁇ 5 ⁇ m.
  • the vertical height of the first partial area differs by at most 5% or by at most 3% or by at most 1% from a vertical height of the second partial area of the leadframe.
  • the first subarea and the second subarea of the lead frame are of the same size or of the same size within the scope of the manufacturing tolerances.
  • both the first partial area and the second partial area of the lead frame can terminate flush with the molded body.
  • the component has an in particular level or planar rear side, which is formed in some areas by surfaces of the molded body, the first partial area and the second partial area of the lead frame.
  • External electrical contact can be made with the component on the rear side, in particular on the exposed surfaces of the subregions of the lead frame.
  • the second portion of the leadframe can be free from being covered by the main body.
  • the main body is arranged exclusively on the first partial area of the lead frame.
  • the shaped body partially covers the recess in a plan view of the front side of the component.
  • the shaped body extends into the indentation of the first partial area of the lead frame.
  • the shaped body fills the depression at least in regions. It is possible for the shaped body to partially cover the main body of the component in a plan view. However, he can The main body can be at least partially or completely free from being covered by the molded body in a plan view. The depression can be completely filled by the main body, the connecting layer and the shaped body and/or a converter layer.
  • the shaped body does not extend into the recess, even if the shaped body partially covers the recess in a plan view.
  • a converter layer is located in the vertical direction in some areas between the molded body and the main body or between the molded body and the first partial area of the lead frame.
  • the converter layer can partially or completely cover the depression.
  • the main body can be enclosed, in particular completely enclosed, by the converter layer in lateral directions.
  • the depression can be completely filled by the main body, the connection layer and the converter layer.
  • the shaped body has an opening in the area of the main body, with a converter layer in particular after the formation of the shaped body in the opening, in particular exclusively within this opening, is formed.
  • a converter layer in particular after the formation of the shaped body in the opening, in particular exclusively within this opening, is formed.
  • the converter layer in a simplified manner, in particular exclusively over the light-emitting surface or. to be localized exclusively over the light exit surface of the component.
  • the light exit area can be minimized in this way.
  • the main body Before the converter layer is applied, the main body can be uncovered in certain areas in the opening. In particular, the converter layer is located completely within the opening of the shaped body. In this case, the main body can only be covered by the converter layer in certain areas. For example, all side surfaces of the main body are free from being covered by the converter layer.
  • a front side of the main body facing away from the leadframe can be partially or completely covered by the converter layer.
  • the first partial area 11 has a further opening on its rear side, the further opening being completely filled with a material of the shaped body 9 .
  • the first partial area 11 has on its side surface facing the intermediate area 1Z a projection or on an indentation, wherein the side surface with the projection or. covered with the indentation by the shaped body 9 , in particular completely covered .
  • Both the other ⁇ f fnung and the side surface with the projection or. with the indentation can be designed as anchoring structures to which the shaped body 9 is anchored, whereby a particularly high mechanically stable connection between the shaped body 9 and the lead frame 1 is achieved.
  • the exemplary embodiment shown in FIG. 2 essentially corresponds to the exemplary embodiment of a component 10 shown in FIG. 1A.
  • the converter layer 3 is arranged exclusively on the front side 2V of the main body 2 .
  • the converter layer 3 does not protrude beyond the main body 2 in lateral directions.
  • all side surfaces of the main body 2 are not covered by the converter layer 3.
  • the shaped body 9 extends into the recess 13 of the leadframe 1 .
  • all side faces of the main body 2 is covered, approximately completely covered, by the shaped body 9 .
  • Such a configuration of the component 10 increases the mechanical connection between the molded body 9 and the leadframe 1 since the material of the molded body 9 engages in the depression 13, as a result of which the molded body 9 is anchored to the depression 13 with the first partial area 11 of the leadframe 1.
  • the converter layer 3 is arranged in regions between the main body 2 and the shaped body 9 and the shaped body 9 is therefore not directly adjacent to the main body 2, the shaped body 9 according to FIG 2 adjoin . 1A is applied to the main body 2 before the shaped body 9 is formed, the converter layer 3 according to FIG. 2 can be applied to the main body 2 before or after the formed body 9 is formed.
  • the exemplary embodiment shown in FIG. 3 essentially corresponds to the exemplary embodiment of a component 10 shown in FIG.
  • the converter layer 3 according to FIG. 3 is in particular a sedimentation layer.
  • the converter layer 3 according to FIG. 3 has a matrix material 30 , in particular a radiation-transmissive matrix material 30 , and phosphors 31 embedded therein, with the phosphors 31 being located mainly in the immediate vicinity of the front side 2V of the main body 2 .
  • the converter layer 3 can changing phosphor density, the phosphor density decreasing in the direction of the front side 10V of the component 10 with increasing distance from the front side 2V of the main body 2, in particular continuously decreasing.
  • the converter layer 3 can terminate flush with the shaped body 9 .
  • the converter layer 3 is introduced into the opening 93 of the shaped body 9 only after the shaped body 9 has been formed.
  • the shaped body 9 can be applied to the leadframe 1 in a structured manner to form the opening 93 .
  • the opening 93 of the shaped body 9 has a cross section that increases with increasing distance from the front side 2V of the main body 2 .
  • the opening 93 of the shaped body 9 shown in FIG. 3 generally has a greater depth.
  • the component 10 shown in FIG. 2 has a typical overall height H, for example around 300 ⁇ m or less than 300 ⁇ m
  • the component 10 shown in FIG. 3 has a typical overall height H, in particular between 280 ⁇ m and 400 ⁇ m inclusive.
  • FIGS. 5A, 5B and 5C show some process steps for the production of a component 10, which is shown schematically in FIG. 1A, for example.
  • a main body 2 is fixed on a bottom surface of the recess 13 , for example by means of a bonding layer 41 .
  • the connection layer 41 is designed to be electrically conductive, so that the main body 2 is electrically conductively connected to the first partial region 11 via the connection layer 41 .
  • the main body 2 is electrically conductively connected to the second partial area 12 of the leadframe 1 via an electrical connection 43 , for example in the form of a bonding wire, which bridges the intermediate area 1Z.
  • FIGS. 6A, 6B and 6C show some method steps for producing a component 10, which is shown schematically in FIG. 2, for example, the method step illustrated in FIG. 6A corresponding to the method step illustrated in FIG. 5A for producing a component 10.
  • the converter layer 3 is formed within the opening 93 of the Shaped body 9 formed, for example by means of a spraying process using a mask (English: masked spray coating).
  • a mask English: masked spray coating
  • the converter layer 3 it is possible for the converter layer 3 to be a small converter plate that is introduced into the opening 93 of the shaped body 9 .
  • the exemplary embodiment of a component 10 illustrated in FIG. 6C corresponds to the exemplary embodiment of a component 10 illustrated in FIG.
  • the converter layer 3 which in particular has a matrix material 30 and phosphors 31 , is formed inside the opening 93 of the shaped body 9 by means of a sedimentation process, for example.
  • the exemplary embodiment of a component 10 shown in FIG. 7C corresponds to the exemplary embodiment of a component 10 shown in FIG.
  • FIGS. 8A, 8B and 8C show a few further method steps for producing a component 10, which is shown schematically in FIG. 4, for example.
  • the method step shown in FIG. 8A essentially corresponds to the method step for producing a component 10 shown in FIG. 5A.
  • the main body 2 is not electrically conductively connected to the second partial region 12 of the lead frame 1 before the shaped body 9 is formed.
  • the method step shown in FIG. 8B essentially corresponds to the method step shown in FIG. 6B or 7B for producing a component 10 in which the shaped body 9 is formed.
  • the shaped body 9 is formed in such a way that, in a plan view of the leadframe 1 , the second partial region 12 of the leadframe 1 remains at least partially uncovered by the shaped body 9 .
  • the second partial area 12 extends along the vertical direction through the shaped body 9 .
  • the shaped body 9 ends in particular flush with a second contact layer 42 arranged on the front side 2V of the main body 2 .
  • a planar electrical connection 43 is formed on the shaped body 9 .
  • the planar electrical connection 93 extends along the lateral direction from the second contact layer 42 via the intermediate region 1Z to the second partial region 12 of the leadframe 1 . That in the The exemplary embodiment of a component 10 shown in FIG. 8C corresponds to that shown in FIG. 8C

Abstract

Es wird ein Bauelement (10) mit einem Leiterrahmen (1), einem zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung eingerichteten Hauptkörper (2) und einem Formkörper (9) angegeben. Der Leiterrahmen (1) weist einen ersten Teilbereich (11) mit einer Vertiefung (13) in Form einer Kavität und einen von dem ersten Teilbereich (11) lateral beabstandeten zweiten Teilbereich (12) auf, wobei der erste Teilbereich (11) und der zweite Teilbereich (12) durch den Formkörper (9) miteinander mechanisch verbunden und zur elektrischen Kontaktierung des Hauptkörpers (2) eingerichtet sind. Der Hauptkörper (2) ist in der Vertiefung (13) angeordnet und ragt entlang vertikaler Richtung über den ersten Teilbereich (11) des Leiterrahmens (1) hinaus. Der erste Teilbereich (11) weist eine vertikale Höhe (H1) auf und die Vertiefung weist eine vertikale Tiefe (T) auf, wobei ein Verhältnis (T/H1) der vertikalen Tiefe (T) der Vertiefung (13) zu der vertikalen Höhe (H1) des ersten Teilbereichs (11) zwischen einschließlich 0,3 und 0,7 ist.

Description

Beschreibung
BAUELEMENT MIT STRUKTURIERTEM LEITERRAHMEN UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES BAUELEMENTS
Es wird ein Bauelement mit strukturiertem Leiterrahmen angegeben . Des Weiteren wird ein Verfahren zur Herstellung eines Bauelements , insbesondere eines Bauelements mit strukturiertem Leiterrahmen angegeben .
Für verschiedenste Anwendungen ist oft wünschenswert , die Sekundäroptik einer Beleuchtungseinrichtung, die insbesondere eine Mehrzahl von lichtemittierenden Bauelementen aufweist , einerseits aus Kompaktheitsgründen möglichst klein zu halten . Andererseits ist die notwendige Größe der Sekundäroptik ein wichtiger Faktor bezüglich der Systemkosten und möglicher Dichte der Bauelemente auf Systemebene . Um eine möglichst günstige , kleine und kompakte Sekundäroptik zu ermöglichen, gibt es zwei Kernvoraussetzungen auf Ebene der Bauelemente . Insbesondere sollten die Bauelemente bei gleich bleibender Ef fi zienz j eweils eine möglichst kleine Lichtaustritts fläche und zusätzlich eine möglichst geringe Bauhöhe aufweisen . Mit einem hier beschriebenen Bauelement oder mit einer Mehrzahl von hier beschriebenen Bauelementen können die oben genannten Kernvoraussetzungen auf Ebene der Bauelemente erfüllt werden .
Eine Aufgabe ist es , ein Bauelement , insbesondere ein optoelektronisches Bauelement , mit hoher Kompaktheit , hoher Lichtleistung und besonders geringer Bauhöhe anzugeben . Weitere Aufgabe ist es , ein zuverlässiges und kostenef fi zientes Verfahren zur Herstellung eines Bauelements , insbesondere eines Bauelements mit einem strukturierten Leiterrahmen anzugeben . Diese Aufgaben werden durch das Bauelement sowie durch das Verfahren zur Herstellung eines Bauelements gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst . Weitere Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Bauelements oder des Verfahrens sind Gegenstand der weiteren Ansprüche .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form eines Bauelements weist dieses einen Leiterrahmen und einen auf dem Leiterrahmen angeordneten, zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung eingerichteten Hauptkörper auf . Der Hauptkörper kann ein Halbleiterkörper sein oder einen Halbleiterkörper aufweisen, der zum Beispiel eine erste Halbleiterschicht eines ersten Ladungsträgertyps , eine zweite Halbleiterschicht eines zweiten Ladungsträgertyps und eine dazwischenliegende aktive Zone aufweist . Der Halbleiterkörper basiert beispielsweise auf einem I I I-V-Halbleiterverbindungsmaterial oder auf einem I I-VI-Halbleiterverbindungsmaterial . Zum Beispiel ist die aktive Zone eine pn-Übergangs zone . Im Betrieb des Bauelements ist die aktive Zone insbesondere zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung eingerichtet , etwa im ultravioletten, infraroten oder im sichtbaren Spektralbereich . Zum Beispiel ist das Bauelement ein optoelektronisches Bauelement , etwa eine Licht emittierende Diode ( LED) . Es ist möglich, dass der Hauptkörper ein strahlungsemittierender Halbleiterchip ist .
Der Leiterrahmen ist insbesondere zur externen elektrischen Kontaktierung des Bauelements , etwa des Hauptkörpers oder des Halbleiterkörpers eingerichtet . Der insbesondere strukturierte Leiterrahmen kann einen ersten Teilbereich und einen von dem ersten Teilbereich lateral beabstandeten zweiten Teilbereich aufweisen, wobei der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich unterschiedlichen elektrischen Polaritäten des Bauelements zugeordnet sind . Zum Beispiel ist der erste Teilbereich zur elektrischen Kontaktierung der ersten Halbleiterschicht des Halbleiterkörpers eingerichtet . Der zweite Teilbereich des Leiterrahmens kann zur elektrischen Kontaktierung der zweiten Halbleiterschicht des Halbleiterkörpers eingerichtet sein . Zum Beispiel ist der Hauptkörper auf dem ersten Teilbereich angeordnet und mit diesem elektrisch leitend verbunden . Der Hauptkörper kann entlang vertikaler Richtung über den ersten Teilbereich hinausragen . In Draufsicht können der Hauptkörper und der zweite Teilbereich des Leiterrahmens überlappungs frei angeordnet sein . Der Hauptkörper kann über eine elektrische Verbindung mit dem zweiten Teilbereich des Leiterrahmens elektrisch leitend verbunden sein . Des Weiteren kann der Leiterrahmen, etwa der erste Teilbereich des Leiterrahmens , einen Träger für den Hauptkörper bilden, wobei der Leiterrahmen das Bauelement mechanisch stabilisiert .
Unter einer lateralen Richtung wird eine Richtung verstanden, die insbesondere parallel zu einer Haupterstreckungs fläche des Hauptkörpers oder parallel zu einer Montagefläche des Leiterrahmens verläuft . Unter einer vertikalen Richtung wird eine Richtung verstanden, die insbesondere senkrecht zu der Haupterstreckungs fläche des Hauptkörpers oder zu der Montagefläche des Leiterrahmens gerichtet ist . Die vertikale Richtung und die laterale Richtung sind insbesondere orthogonal zueinander .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Bauelements weist dieses einen Formkörper auf . In lateralen Richtungen kann der Leiterrahmen von dem Formkörper umschlossen, insbesondere vollständig umschlossen sein . Insbesondere ragt der Leiterrahmen an keiner Stelle seitlich und/oder vertikal über den Formkörper hinaus . Alle lateralen Seitenflächen des Leiterrahmens können von dem Formkörper bedeckt , insbesondere vollständig bedeckt sein . Zum Beispiel sind sowohl der erste Teilbereich als auch der zweite Teilbereich des Leiterrahmens in lateralen Richtungen von dem Formkörper umschlossen, etwa vollständig umschlossen . Insbesondere ist der erste Teilbereich durch den Formkörper mit dem zweiten Teilbereich des Leiterrahmens mechanisch verbunden .
In Draufsicht auf eine Rückseite des Bauelements können/ kann der erste Teilbereich und/oder der zweite Teilbereich des Leiterrahmens bereichsweise von dem Formkörper unbedeckt sein . An der Rückseite des Bauelements können/ kann der erste Teilbereich und/oder der zweite Teilbereich des Leiterrahmens somit zumindest bereichsweise frei zugänglich sein . In Draufsicht auf eine Vorderseite des Bauelements können/ kann der erste Teilbereich und/oder der zweite Teilbereich des Leiterrahmens von dem Formkörper vollständig bedeckt sein . Alternativ ist es möglich, dass ein Teilbereich, etwa der zweite Teilbereich des Leiterrahmens , in Draufsicht auf die Vorderseite des Bauelements zumindest bereichsweise von dem Formkörper nicht bedeckt ist . Über eine elektrische Verbindung, insbesondere über eine als planare Kontaktstruktur ausgebildete elektrische Verbindung kann der Hauptkörper mit dem zweiten Teilbereich des Leiterrahmens elektrisch leitend verbunden sein .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Bauelements weist der erste Teilbereich des Leiterrahmens eine Vertiefung auf . Zum Beispiel ist die Vertiefung eine Kavität bzw . eine Ausnehmung des ersten Bereichs . Insbesondere bildet eine Bodenfläche der Vertiefung eine Montagefläche für den Hauptkörper . Zum Beispiel kann der Hauptkörper über eine Verbindungsschicht , die beispielsweise eine Kontaktschicht ist und in vertikaler Richtung zwischen dem Hauptkörper und dem ersten Teilbereich des Leiterrahmens angeordnet ist , elektrisch und/oder mechanisch verbunden sein . Entlang der vertikalen Richtung ragt der Hauptkörper aus der Vertiefung insbesondere über den ersten Teilbereich, bevorzugt über den gesamten Leiterrahmen hinaus . Zum Beispiel weist der Hauptkörper mit der Verbindungsschicht oder ohne die Verbindungsschicht eine vertikale Höhe auf , die größer ist als eine vertikale Tiefe der Vertiefung . Der Leiterrahmen oder der erste Teilbereich des Leiterrahmens kann als sogenannter teilweise geätzter, etwa als halbgeätzter Leiterrahmen oder als teilweise geätzter, etwa halbgeätzter erster Teilbereich des Leiterrahmens ausgeführt sein .
In mindestens einer Aus führungs form eines Bauelements weist dieses einen Leiterrahmen, einen zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung eingerichteten Hauptkörper und einen Formkörper auf . Der Leiterrahmen weist einen ersten Teilbereich mit einer Vertiefung und einen von dem ersten Teilbereich lateral beabstandeten zweiten Teilbereich auf , wobei der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich durch den Formkörper miteinander mechanisch verbunden und zur elektrischen Kontaktierung des Hauptkörpers eingerichtet sind . Der Hauptkörper ist in der Vertiefung angeordnet und ragt entlang der vertikalen Richtung über den ersten Teilbereich des Leiterrahmens hinaus . Der erste Teilbereich weist eine vertikale Höhe auf und die Vertiefung weist eine vertikale Tiefe auf , wobei ein Verhältnis der vertikalen Tiefe der Vertiefung zu der vertikalen Höhe des ersten Teilbereichs zwischen einschließlich 0 , 3 und 0 , 7 ist . Aufgrund der Vertiefung, in der der Hauptkörper angeordnet ist , kann die Gesamthöhe des Bauelements reduziert werden . Zum Beispiel kann die Gesamthöhe des Bauelements um mindestens 50 % , 60 % , 70 % , 80 % , 90 % und bis zu 95 % oder 99 % der Tiefe der Vertiefung reduziert werden . Insbesondere kann die Gesamthöhe um mindestens 80 % und bis zu 99 % der Tiefe der Vertiefung reduziert werden . Da der Hauptkörper außerdem in der Vertiefung und somit an einer Stelle des Leiterrahmens mit reduzierten Schichtdicke angeordnet ist , kann die Wärmeabfuhr besonders günstig gestaltet werden . Des Weiteren können laterale Zwischenbereiche zwischen dem Hauptkörper und dem ersten Teilbereich des Leiterrahmens Verankerungsbereiche bilden, die insbesondere vom Material des Formkörpers aufgefüllt werden können, wodurch der Formkörper mit dem Hauptkörper und/oder mit dem ersten Teilbereich des Leiterrahmens verankert ist und die mechanische Stabilität des Bauelements signi fikant erhöht wird .
Insbesondere ist die Vertiefung in Form einer Kavität ausgeführt . Die Vertiefung kann Seitenwände aufweisen, die ausschließlich durch Oberflächen des ersten Teilbereichs des Leiterrahmens gebildet sein können . Zum Beispiel weist die Vertiefung oder die Kavität eine Bodenfläche auf , auf der der Hauptkörper angeordnet ist . In lateralen Richtungen kann die Bodenfläche von den Seitenwänden der Vertiefung umschlossen, insbesondere vollumfänglich umschlossen sein . Die Seitenwände sind zum Beispiel innere Seitenwände , die unmittelbar an die Bodenfläche der Vertiefung angrenzen .
Der zweite Teilbereich des Leiterrahmens kann frei von einer Vertiefung sein . Insbesondere weist der zweite Teilbereich keine Oberfläche auf , die eine Seitenwand einer Vertiefung, insbesondere eine Seitenwand der Vertiefung des ersten Teilbereichs des Leiterrahmens, bildet. Zum Beispiel weist der zweite Teilbereich keine Oberfläche auf, die eine Teilfläche der Bodenfläche der Vertiefung des ersten Teilbereichs des Leiterrahmens bildet. Die Bodenfläche der Vertiefung kann ausschließlich durch eine Oberfläche des ersten Teilbereichs des Leiterrahmens gebildet sein.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Bauelements weist die Vertiefung Seitenwände und eine Bodenfläche aufweist, wobei die Seitenwände ausschließlich durch Oberflächen des ersten Teilbereichs sind. Die Bodenfläche kann in lateralen Richtungen von den Seitenwänden der Vertiefung vollumfänglich umschlossen ist. Zum Beispiel sind alle Seitenwände und die Bodenfläche der Vertiefung des ersten Teilbereichs durch Oberflächen des ersten Teilbereichs des Leiterrahmens, insbesondere ausschließlich durch Oberflächen des ersten Teilbereichs des Leiterrahmens gebildet.
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Bauelements ist das Verhältnis der vertikalen Tiefe der Vertiefung zu der vertikalen Höhe des ersten Teilbereichs zwischen einschließlich 0,4 und 0, 6. Bei einem solchen Verhältnis weist der erste Teilbereich trotz der Vertiefung weiterhin eine hohe mechanische Stabilität auf. Eine besonders hohe mechanische Stabilität kann außerdem bei einem Verhältnis erzielt werden, das zum Beispiel zwischen einschließlich 0,35 und 0,7 ist. Auch kann das Verhältnis zwischen einschließlich 0,4 und 0,7 oder zwischen einschließlich 0,5 und 0,7, zwischen einschließlich 0,3 und 0, 65, zwischen einschließlich 0,3 und 0, 6 oder zwischen einschließlich 0,3 und 0,5 sein. Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Bauelements weist dieses eine vertikale Gesamthöhe auf , die kleiner als oder gleich 600 gm ist , insbesondere kleiner als oder gleich 500 gm, 400 gm, 300 gm, insbesondere kleiner als oder gleich 250 gm oder kleiner als oder gleich 200 gm . Die vertikale Gesamthöhe des Bauelements ist insbesondere größer als oder gleich 100 gm oder 150 gm, 200 gm oder 250 gm . Zum Beispiel ist die vertikale Gesamthöhe des Bauelements ausschließlich oder im Wesentlichen durch die vertikale Höhe des Formkörpers gegeben . Durch die Vertiefung des Leiterrahmens ragt der Hauptkörper nur teilweise über den Leiterrahmen hinaus , sodass die vertikale Höhe des Formkörpers oder die vertikale Gesamthöhe des Bauelements insgesamt niedrig gehalten werden kann .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Bauelements ist der Leiterrahmen in lateralen Richtungen von dem Formkörper vollständig umgeben . Ein Verhältnis der vertikalen Höhe des Formkörpers zu der Gesamthöhe des Bauelements ist insbesondere mindestens 0 , 8 , 0 , 85 , 0 , 9 , etwa mindestens 0 , 95 oder mindestens 0 , 98 . Mit anderen Worten entfallen mindestens 80 % , 85 % , 90 % , 95 % , 97 % oder mindestens 98 % der Gesamthöhe des Bauelements auf die vertikale Höhe des Formkörpers . Die Gesamthöhe des Bauelements kann auch ausschließlich durch die vertikale Höhe des Formkörpers gegeben sein . Es ist j edoch möglich, dass die Gesamthöhe des Bauelements durch eine Summe aus der vertikalen Höhe des Formkörpers und einer vertikalen Höhe eines über den Formkörper überragten Anteils einer Konverterschicht gegeben ist . Zum Beispiel ist die Gesamthöhe des Bauelements mindestens 150 gm oder 200 gm . Die vertikale Höhe des über den Formkörper überragten Anteils der Konverterschicht oder die vertikale Höhe der Konverterschicht kann 30 pm ± 10 pm oder 30 pm ± 5 pm sein .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Bauelements unterscheidet sich die vertikale Höhe des ersten Teilbereichs um höchstens 5 % oder um höchstens 3 % oder um höchstens 1 % von einer vertikalen Höhe des zweiten Teilbereichs des Leiterrahmens . Mit anderen Worten sind der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich des Leiterrahmens gleich groß oder im Rahmen der Herstellungstoleranzen gleich groß . In Draufsicht auf eine Rückseite des Bauelements können sowohl der erste Teilbereich als auch der zweite Teilbereich des Leiterrahmens bündig mit dem Formkörper abschließen . Mit anderen Worten weist das Bauelement eine insbesondere ebene oder planare Rückseite auf , die bereichsweise durch Oberflächen des Formkörpers , des ersten Teilbereichs und des zweiten Teilbereichs des Leiterrahmens gebildet ist . An der Rückseite kann das Bauelement insbesondere an den freiliegenden Oberflächen der Teilbereiche des Leiterrahmens extern elektrisch kontaktiert werden . In Draufsicht auf die Vorderseite des Bauelements kann der zweite Teilbereich des Leiterrahmens frei von einer Bedeckung durch den Hauptkörper sein . Mit anderen Worten ist der Hauptkörper ausschließlich auf dem ersten Teilbereich des Leiterrahmens angeordnet .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Bauelements bedeckt der Formkörper in Draufsicht auf die Vorderseite des Bauelements die Vertiefung teilweise . Zum Beispiel erstreckt sich der Formkörper in die Vertiefung des ersten Teilbereichs des Leiterrahmens hinein . Insbesondere füllt der Formkörper die Vertiefung zumindest bereichsweise auf . Es ist möglich, dass in Draufsicht der Formkörper den Hauptkörper des Bauelements teilweise bedeckt . Allerdings kann der Hauptkörper in Draufsicht zumindest teilweise oder vollständig frei von einer Bedeckung durch den Formkörper sein . Die Vertiefung kann von dem Hauptkörper, der Verbindungsschicht und von dem Formkörper und/oder einer Konverterschicht vollständig aufgefüllt sein .
Des Weiteren ist es möglich, dass sich der Formkörper nicht in die Vertiefung hinein erstreckt , auch wenn der Formkörper in Draufsicht die Vertiefung teilweise bedeckt . Zum Beispiel befindet sich eine Konverterschicht in vertikaler Richtung bereichsweise zwischen dem Formkörper und dem Hauptkörper oder zwischen dem Formkörper und dem ersten Teilbereich des Leiterrahmens . In Draufsicht kann die Konverterschicht die Vertiefung teilweise oder vollständig bedecken . In lateralen Richtungen kann der Hauptkörper durch die Konverterschicht umschlossen, insbesondere vollständig umschlossen sein . Die Vertiefung kann durch den Hauptkörper, die Verbindungsschicht und die Konverterschicht vollständig aufgefüllt sein .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Bauelements weist dieses eine Konverterschicht auf . In Draufsicht auf eine Vorderseite des Bauelements kann die Konverterschicht vollständig mit der Vertiefung überlappen . Mit anderen Worten befindet sich die Konverterschicht in Draufsicht vollständig im Bereich der Vertiefung . Die Vertiefung kann von der Konverterschicht teilweise oder vollständig bedeckt sein . Die Konverterschicht ist dazu eingerichtet , die im Betrieb des Bauelements von dem Hauptkörper erzeugte elektromagnetische Strahlung bezüglich ihrer Peak-Wellenlänge umzuwandeln . Zum Beispiel enthält die Konverterschicht Leuchtstof fe , die elektromagnetische Strahlungen im ultravioletten oder blauen Spektralbereich in elektromagnetische Strahlungen im grünen, gelben oder roten Spektralbereich umwandeln können . Es ist möglich, dass die Konverterschicht als vorgefertigtes Konverterplättchen ausgeführt ist .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Bauelements sind der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich unterschiedlichen elektrischen Polaritäten des Bauelements zugeordnet . Insbesondere ist der Hauptkörper über seine Rückseite mit dem ersten Teilbereich und über seine Vorderseite mit dem zweiten Teilbereich des Leiterrahmens elektrisch leitend verbunden . Der erste Teilbereich und/oder der zweite Teilbereich des Leiterrahmens können/ kann an der Rückseite des Bauelements zumindest bereichsweise frei zugänglich sein .
Insbesondere der erste Teilbereich kann laterale und/oder vertikale Einbuchtung/en oder Vorsprünge aufweisen . Der Leiterrahmen, insbesondere der erste Teilbereich des Leiterrahmens kann bereichsweise stufenförmig ausgebildet sein . Solche Einbuchtung oder solcher Vorsprung kann als Verankerungsstruktur ausgeführt sein, an der der Formkörper verankert ist . Eine besonders mechanisch stabile Verbindung zwischen dem Formkörper und dem Leiterrahmen kann so erzielt werden, da Material des Formkörpers in die Verankerungsstruktur eingrei fen kann, wodurch verhindert wird, dass sich der Formkörper und der Leiterrahmen zum Beispiel bei äußeren Krafteinwirkungen oder bei Temperaturänderungen entlang der vertikalen oder lateralen Richtungen voneinander verschieben oder ablösen . Insbesondere grenzt der Formkörper unmittelbar an den Leiterrahmen an .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Bauelements ist der Hauptkörper über eine elektrische Verbindung mit dem zweiten Teilbereich des Leiterrahmens elektrisch leitend verbunden . In Draufsicht auf eine Vorderseite des Bauelements kann die elektrische Verbindung einen zwischen den lateral beabstandeten Teilbereichen des Leiterrahmens befindlichen Zwischenbereich überbrücken . Zum Beispiel verläuft die elektrische Verbindung innerhalb, insbesondere ausschließlich innerhalb des Formkörpers . Alternativ ist es möglich, dass die elektrische Verbindung zumindest bereichsweise planar auf dem Formkörper verläuft .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Bauelements sind der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich des Leiterrahmens an einer Rückseite des Bauelements elektrisch kontaktierbar . Zum Beispiel sind der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich an der Rückseite des Bauelements frei zugänglich . Alternativ ist es möglich, dass der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich an der Rückseite des Bauelements von Anschlussschichten bedeckt sind, wobei die Teilbereiche des Leiterrahmens über die Anschlussschichten elektrisch kontaktiert werden können .
In mindestens einer Aus führungs form einer Beleuchtungseinrichtung weist diese ein hier beschriebenes Bauelement oder eine Mehrzahl von solchen Bauelementen auf . Die Beleuchtungseinrichtung weist zudem eine Sekundäroptik auf , die in Draufsicht das Bauelement oder die Mehrzahl der Bauelemente vollständig bedeckt . Da das Bauelement oder die Bauelemente besonders kompakt aufgebaut ist/ sind und eine besonders geringe vertikale Gesamthöhe aufweist/aufweisen, kann eine besonders hohe Dichte der Bauelemente unterhalb der Sekundäroptik erzielt werden .
Die Beleuchtungseinrichtung kann eine Mehrzahl von Bauelementen aufweisen, wobei benachbarte Bauelemente einen lateralen Abstand zwischen einschließlich 5 mm und 20 mm oder zwischen einschließlich 10 mm und 15 mm aufweisen können . Im Vergleich mit einer herkömmlichen Beleuchtungseinrichtung mit herkömmlichen Bauelementen weist ein hier beschriebenes Bauteilkonzept mehrere Vorteile auf . Zum Beispiel kann die Abstrahlcharakteristik oder die Extraktionsef fi zienz einer solchen Beleuchtungseinrichtung im Vergleich zu einer herkömmlichen Beleuchtungseinrichtung deutlich verbessert werden . Dies ist insbesondere auf die flexible Anordnung der Bauelemente j eweils mit einer besonders niedrigen Gesamthöhe und einer optimierten Lichtaustritts fläche zurückzuführen . Außerdem kann ein solches Bauteilkonzept zu einem Bauelement führen, das als Oberflächenemitter ausgeführt ist , bei dem die Seitenflächen der Konverterschicht nicht of fen liegen sondern an den ersten Teilbereich des Leiterrahmens oder an den Formkörper angrenzt , wodurch seitliche Lichtemission im Wesentlichen unterdrückt wird . Dies bietet optimale Voraussetzungen für eine weitere Formung des Lichts durch eine Sekundäroptik .
Es wurde festgestellt , dass das hier vorgeschlagene Bauteilkonzept für eine Beleuchtungseinrichtung alle notwendigen Eigenschaften für eine Anwendung im Bereich der Straßenbeleuchtung oder für eine Anwendung in Kombination mit minimierten Sekundäroptiken optimieren kann . Die Beleuchtungseinrichtung kann also eine Straßenbeleuchtungseinrichtung sein . Die Sekundäroptik kann eine strahlungsdurchlässige , insbesondere eine strahlungs fokussierende oder strahlungsumlenkende Schutzhülle der Beleuchtungseinrichtung sein . Da die Gesamthöhe und die Lichtemissions fläche des Bauelements optimiert sind und das Bauelement insbesondere als Oberflächenemitter ausgeführt ist , bietet ein solches Bauelement optimale Voraussetzungen für die weitere Formung des Lichts durch die Sekundäroptik .
Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines Bauelements , etwa eines hier beschriebenen Bauelements angegeben . Insbesondere wird zunächst ein Leiterrahmen mit einem ersten Teilbereich und einem zweiten Teilbereich bereitgestellt . Der erste Teilbereich weist eine Vertiefung insbesondere in Form einer Kavität auf , in der ein Hauptkörper angeordnet ist . Zum Beispiel wird der Hauptkörper mittels einer Verbindungsschicht auf einer Bodenfläche der Vertiefung mit dem ersten Teilbereich des Leiterrahmens befestigt . Der erste Teilbereich mit der Vertiefung kann ein 1 / 3- , 1 /2- oder ein 2 / 3-geätzter Teilbereich des Leiterrahmens sein . Der zweite Teilbereich kann frei von einer Vertiefung sein . Vor dem Ausbilden des Formkörpers kann der zweite Teilbereich des Leiterrahmens durch einen Zwischenbereich von dem zweiten Teilbereich lateral beabstandet sein . Erst mit dem Ausbilden des Formkörpers werden die Teilbereiche des Leiterrahmens miteinander mechanisch verbunden . Der Formkörper ist etwa aus einem elektrisch isolierenden, insbesondere strahlungsundurchlässigen Material gebildet .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens wird der Formkörper mittels eines Vergussverf ährens oder eines Kunststof f formgebungsverf ährens auf und um den Leiterrahmen aufgebracht . Unter einem Vergussverf ahren oder einem Kunststof f formgebungsverf ahren wird allgemein ein Verfahren verstanden, mit dem eine Formmasse , in diesem Fall der Formkörper, bevorzugt unter Druckeinwirkung gemäß einer vorgegebenen Form ausgestaltet und erforderlichenfalls ausgehärtet wird . Insbesondere umfasst der Begri f f „Vergussverf ahren" oder „Kunststof f formgebungsverf ahren" zumindest Dosieren/Dispensieren ( dispensing) , Jet- Dispensieren ( j etting) , Spritzen (molding) , Spritzgießen ( inj ection molding) , Spritzpressen ( trans fer molding) und Formpressen ( compression molding) . Der Formkörper ist insbesondere aus einem Kunststof fmaterial , insbesondere aus einem Vergussmaterial oder aus einem gießbaren Material gebildet . Bevorzugt wird der Formkörper mittels eines foliengestützten Vergussverf ährens ( Film-Assisted Molding) strukturiert gebildet .
In mindestens einer Aus führungs form eines Verfahrens zur Herstellung eines Bauelements , insbesondere eines hier beschriebenen Bauelements , wird ein Leiterrahmen mit einem ersten Teilbereich und einem von dem ersten Teilbereich lateral beabstandeten zweiten Teilbereich bereitgestellt . Der erste Teilbereich weist eine Vertiefung auf , in der ein zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung eingerichteter Hauptkörper angeordnet ist . Der Hauptkörper ragt entlang der vertikalen Richtung insbesondere über den ersten Teilbereich hinaus . Der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich sind zur elektrischen Kontaktierung des Hauptkörpers eingerichtet . Der erste Teilbereich weist eine vertikale Höhe auf und die Vertiefung weist eine vertikale Tiefe auf , wobei ein Verhältnis der vertikalen Tiefe der Vertiefung zu der vertikalen Höhe des ersten Teilbereichs insbesondere zwischen einschließlich 0 , 3 und 0 , 7 ist . Es wird ein Formkörper zum Beispiel mittels eines Vergussverf ährens oder eines Kunststof f formgebungsverf ährens gebildet , der den Leiterrahmen lateral umgibt und den ersten Teilbereich mit dem zweiten Teilbereich mechanisch verbindet .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens wird vor dem Ausbilden des Formkörpers der Hauptkörper über eine elektrische Verbindung mit dem zweiten Teilbereich des Leiterrahmens elektrisch leitend verbunden . Die elektrische Verbindung kann in Draufsicht auf eine Vorderseite des Bauelements einen zwischen den lateral beabstandeten Teilbereichen des Leiterrahmens befindlichen Zwischenbereich überbrücken . Die elektrische Verbindung kann in Form eines Bonddrahtes gebildet sein . Insbesondere wird der Formkörper derart gebildet , dass dieser die elektrische Verbindung umschließt . Zum Beispiel verläuft die elektrische Verbindung innerhalb des Formkörpers . In diesem Fall ragt die elektrische Verbindung nicht aus dem Formkörper heraus , zumindest im Bereich des Zwischenbereiches zwischen den Teilbereichen des Leiterrahmens , und wird somit vom Formkörper vor äußeren mechanischen Eingri f fen oder vor äußeren Umweltbedingungen geschützt .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens wird erst nach dem Ausbilden des Formkörpers der Hauptkörper über eine elektrische Verbindung mit dem zweiten Teilbereich des Leiterrahmens elektrisch leitend verbunden . Die elektrische Verbindung kann in Draufsicht auf eine Vorderseite des Bauelements einen zwischen den lateral beabstandeten Teilbereichen des Leiterrahmens befindlichen Zwischenbereich überbrücken . Insbesondere verläuft die elektrische Verbindung zumindest bereichsweise planar auf dem Formkörper . Die elektrische Verbindung bildet zum Beispiel eine planare Kontaktstruktur auf dem Formkörper . Insbesondere grenzt die elektrische Verbindung unmittelbar an den Formkörper an und bildet eine Kontur des Formkörpers bereichsweise nach .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens weist der Formkörper im Bereich des Hauptkörpers eine Öf fnung auf , wobei eine Konverterschicht insbesondere nach dem Ausbilden des Formkörpers in der Öf fnung, insbesondere ausschließlich innerhalb dieser Öf fnung, gebildet wird . Dadurch ist es möglich, dass die Konverterschicht auf vereinfachte Art und Weise insbesondere ausschließlich über der lichtemittierenden Fläche bzw . ausschließlich über der Lichtaustritts fläche des Bauelements zu lokalisieren . Die Lichtaustritts fläche kann so minimiert werden . Vor dem Aufbringen der Konverterschicht kann der Hauptkörper in der Öf fnung bereichsweise freigelegt sein . Insbesondere befindet sich die Konverterschicht vollständig innerhalb der Öf fnung des Formkörpers . In diesem Fall kann der Hauptkörper lediglich bereichsweise von der Konverterschicht bedeckt sein . Zum Beispiel sind alle Seitenflächen des Hauptkörpers frei von einer Bedeckung durch die Konverterschicht . Eine dem Leiterrahmen abgewandte Vorderseite des Hauptkörpers kann von der Konverterschicht teilweise oder vollständig bedeckt sein .
Gemäß zumindest einer Aus führungs form des Verfahrens wird eine Konverterschicht auf dem Hauptkörper gebildet . Der Formkörper kann zumindest bereichsweise nach dem Aufbringen der Konverterschicht auf den Hauptkörper gebildet sein . Zum Beispiel wird der Formkörper bereichsweise auf die Konverterschicht aufgebracht , sodass der Formkörper in Draufsicht auf eine Vorderseite des Bauelements die Konverterschicht teilweise bedeckt . Die Konverterschicht kann derart gebildet sein, dass diese sowohl eine Vorderseite als auch alle Seitenflächen des Hauptkörpers teilweise oder vollständig bedeckt .
Das hier beschriebene Verfahren ist für die Herstellung eines hier beschriebenen Bauelements besonders geeignet . Die im Zusammenhang mit dem Bauelement beschriebenen Merkmale können daher auch für das Verfahren herangezogen werden und umgekehrt .
Weitere Aus führungs formen und Weiterbildungen des Bauelements oder des Verfahrens zur Herstellung des Bauelements ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den Figuren 1A bis 8C erläuterten Aus führungsbeispielen . Es zeigen :
Figuren 1A und 1B schematische Darstellungen eines Aus führungsbeispiels eines Bauelements in Schnittansicht und in Draufsicht auf eine Vorderseite des Bauelements ,
Figuren 2 , 3 und 4 schematische Darstellungen weiterer Aus führungsbeispiele eines Bauelements j eweils in Schnitt ansicht ,
Figuren 5A, 5B und 5C schematische Darstellungen einiger Verfahrensschritte eines Verfahrens zur Herstellung eines Bauelements gemäß einem ersten Aus führungsbeispiel , und
Figuren 6A, 6B, 6C, 7A, 7B, 7C, 8A, 8B und 8C schematische Darstellungen einiger Verfahrensschritte eines Verfahrens zur Herstellung eines Bauelements gemäß weiteren Aus führungsbeispielen .
Gleiche , gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugs zeichen versehen . Die Figuren sind j eweils schematische Darstellungen und daher nicht unbedingt maßstabsgetreu . Vielmehr können vergleichsweise kleine Elemente und insbesondere Schichtdicken zur Verdeutlichung übertrieben groß dargestellt sein . In Figur 1A ist ein Bauelement 10 schematisch in Schnittansicht dargestellt . Das Bauelement 10 weist einen Leiterrahmen 1 , einen auf dem Leiterrahmen 1 angeordneten Hauptkörper 2 und einen Formkörper 9 auf . In lateralen Richtungen sind sowohl der Leiterrahmen 1 als auch der Hauptkörper 2 von dem Formkörper 9 umschlossen, insbesondere vollumfänglich umschlossen .
Der Leiterrahmen 1 weist einen ersten Teilbereich 11 und einen durch einen Zwischenbereich 1 Z von dem ersten Teilbereich 11 räumlich beabstandeten zweiten Teilbereich 12 auf . Wie in der Figur 1A schematisch dargestellt sind sowohl der erste Teilbereich 11 als auch der zweite Teilbereich 12 von dem Formkörper 9 lateral vollständig umgeben . Insbesondere ist der Formkörper 9 einstückig ausgeführt . Durch den Formkörper 9 sind die Teilbereiche 11 und 12 des Leiterrahmens 1 miteinander mechanisch verbunden . Der Zwischenbereich 1 Z ist durch den Formkörper 9 vollständig auf gefüllt .
In Draufsicht auf ein Vorderseite 10V des Bauelements 10 ist der erste Teilbereich 11 von dem Formkörper 9 lediglich teilweise bedeckt . Der zweite Teilbereich 12 ist in Draufsicht auf die Vorderseite 10V des Bauelements 10 von dem Formkörper 9 vollständig bedeckt . In lateralen Richtungen sind die Teilbereiche 11 und 12 von dem Formkörper 9 vollumfänglich umschlossen . Insbesondere sind alle lateralen Seitenflächen der Teilbereiche 11 und 12 von dem Formkörper 9 vollständig bedeckt . In Draufsicht auf eine Rückseite 10R des Bauelements 10 sind die Teilbereiche 11 und 12 bereichsweise frei zugänglich . Die Rückseite 10R des Bauelements 10 sind bereichsweise durch Oberflächen des Formkörpers 10 und bereichsweise durch Oberflächen der Teilbereiche 11 und 12 des Leiterrahmens 1 gebildet .
Der erste Teilbereich 11 des Leiterrahmens 1 weist eine Vertiefung 13 auf . Insbesondere ist der erste Teilbereich 11 ein teilweise geätzter Teilbereich 11 des Leiterrahmens 1 . Gemäß Figur 1A weist die Vertiefung 13 abgerundete Seitenwände auf . Abweichend davon ist es möglich, dass die Seitenwände gerade oder schräg ausgebildet sind . Die Vertiefung 13 weist eine Bodenfläche auf , die insbesondere als Montagefläche ausgeführt ist . Mit zunehmendem vertikalem Abstand von der Bodenfläche weist die Vertiefung 13 einen größer werdenden Querschnitt auf . Der Hauptkörper 2 ist in der Vertiefung 13 angeordnet . Entlang der vertikalen Richtung ragt der Hauptkörper 2 über den ersten Teilbereich 11 hinaus . Aufgrund der Vertiefung 13 ist eine Summe aus der vertikalen Höhe des Hauptkörpers 2 und der vertikalen Höhe des ersten Teilbereichs 11 oder des Leiterrahmens 1 im Bereich der Vertiefung 13 reduziert , nämlich um eine Tiefe T der Vertiefung 13 . Dies führt insbesondere dazu, dass die vertikale Gesamthöhe H des Bauelements 10 reduziert werden kann, nämlich bis zu der Tiefe T der Vertiefung 13 .
Mittels einer Verbindungsschicht 41 , die insbesondere als erste Kontaktschicht 41 ausgeführt ist , ist der Hauptkörper 2 auf der Bodenfläche der Vertiefung 13 befestigt . Über die Verbindungsschicht 41 , die insbesondere aus einem elektrisch leitfähigen Material gebildet ist , ist der Hauptkörper 2 über seine Rückseite 2R mit dem ersten Teilbereich 11 elektrisch leitend verbunden . Über eine elektrische Verbindung 43 , die in Draufsicht den Zwischenbereich 1 Z überbrückt , ist der Hauptkörper 2 zudem über seine Vorderseite 2V mit dem zweiten Teilbereich 12 des Leiterrahmens 1 elektrisch leitend verbunden . Der erste Teilbereich 11 und der zweite Teilbereich 12 sind unterschiedlichen elektrischen Polaritäten des Bauelements 10 zugeordnet . Das Bauelement 10 kann ausschließlich über die Rückseite 10R des Bauelements 10 , an der die Teilbereiche 11 und 12 extern elektrisch kontaktiert werden können, extern elektrisch kontaktiert werden .
Gemäß Figur 1A weist der erste Teilbereich 11 auf seiner Rückseite eine weitere Öf fnung auf , wobei die weitere Öf fnung von einem Material des Formkörpers 9 vollständig aufgefüllt ist . Der erste Teilbereich 11 weist auf seiner dem Zwischenbereich 1 Z zugewandten Seitenfläche einen Vorsprung bzw . eine Einbuchtung auf , wobei die Seitenfläche mit dem Vorsprung bzw . mit der Einbuchtung von dem Formkörper 9 bedeckt , insbesondere vollständig bedeckt ist . Sowohl die weitere Öf fnung als auch die Seitenfläche mit dem Vorsprung bzw . mit der Einbuchtung können als Verankerungsstrukturen ausgeführt werden, an denen der Formkörper 9 verankert wird, wodurch eine besonders hohe mechanisch stabile Verbindung zwischen dem Formkörper 9 und dem Leiterrahmen 1 erzielt wird .
Gemäß Figur 1A weist das Bauteil 10 eine Konverterschicht 3 auf , die auf dem Hauptkörper 2 angeordnet ist . Gemäß Figur 1A erstreckt sich die Konverterschicht 3 insbesondere in die Öf fnung 13 des ersten Teilbereichs 11 des Leiterrahmens 1 hinein . Insbesondere füllt die Konverterschicht 3 alle restlichen Bereiche der Vertiefung 13 auf , die vorher insbesondere von der Verbindungsschicht 41 oder von dem Hauptkörper 2 frei gelassen sind . Die Vorderseite 2V des Hauptkörpers 2 ist von der Konverterschicht 3 insbesondere vollständig bedeckt . Eine Seitenfläche , insbesondere alle Seitenflächen, des Hauptkörpers 2 ist/ sind von der Konverterschicht 3 bedeckt , insbesondere vollständig bedeckt .
Die Konverterschicht 3 ist von dem Formkörper 9 stellenweise bedeckt . Bereichsweise befindet sich die Konverterschicht 3 entlang der lateralen Richtung zwischen dem Formkörper 9 und dem Hauptkörper 2 . Gemäß Figur 1A bedeckt der Formkörper 9 in Draufsicht auf die Vorderseite 10V des Bauelements 10 einen Randbereich des Hauptkörpers 2 , sodass sich die Konverterschicht 3 entlang der vertikalen Richtung bereichsweise zwischen dem Hauptkörper 2 und dem Formkörper 9 befindet .
In den Bereichen direkt über dem Hauptkörper weist die Konverterschicht 3 eine vertikale Schichtdicke auf , die zum Beispiel zwischen einschließlich 5 pm und 150 pm, 15 pm und 150 pm, 10 pm und 100 pm oder zwischen einschließlich 10 pm und 50 pm ist . Typischerweise liegt die vertikale Schichtdicke der Konverterschicht 3 zwischen im Bereich von 30 pm ± 10 pm oder 30 pm ± 5 pm . Idealerweise ist es auch möglich, dass die Schichtdicke der Konverterschicht 3 kleiner als 15 pm, 12 pm oder kleiner als 10 pm ist .
In Draufsicht auf die Vorderseite 10V des Bauelements 10 bedeckt der Formkörper 9 die Konverterschicht 3 teilweise . Insbesondere weist der Formkörper 9 eine Öf fnung 93 auf . In der Öf fnung des Formkörpers 9 ist die Konverterschicht 3 angeordnet und ist insbesondere bereichsweise frei zugänglich . Gemäß Figur 1A ragt der Formkörper 9 entlang der vertikalen Richtung über die Konverterschicht 3 hinaus , zum Beispiel um 50 pm ± 40 pm, insbesondere um 50 pm ± 30 pm, 50 pm ± 20 pm oder um 50 pm ± 10 pm . Abweichend davon ist es möglich, dass der Formkörper 9 mit der Konverterschicht 3 bündig abschließt . Beispielsweise bildet der freigelegte Teilbereich der Konverterschicht 3 innerhalb der Öf fnung des Formkörpers 9 eine Lichtemissions fläche oder eine Strahlungsdurchtritts fläche des Bauelements 10 .
Das Bauelement 10 weist eine vertikale Gesamthöhe H auf , die insbesondere kleiner oder gleich 600 pm, 500 pm, besonders bevorzugt kleiner oder gleich 400 pm oder 300 pm oder kleiner oder gleich 250 pm ist . Zum Beispiel ist die vertikale Gesamthöhe H zwischen einschließlich 150 pm und 600 pm, 200 pm und 600 pm, zwischen einschließlich 250 pm und 500 pm, zwischen einschließlich 280 pm und 400 pm oder zwischen einschließlich 200 pm und 300 pm . Gemäß Figur 1A ist die vertikale Gesamthöhe H des Bauelements 10 im Wesentlichen durch die vertikale Höhe H9 des Formkörpers 9 gegeben . Insbesondere ist die vertikale Gesamthöhe H des Bauelements 10 identisch mit der vertikalen Höhe H9 des Formkörpers 9 .
Der Hauptkörper 2 und die erste Kontaktschicht 41 weisen zusammen eine vertikale Höhe auf , die zum Beispiel 120 pm ± 40 pm, 120 pm ± 20 pm, 150 pm ± 40 pm, 150 pm ± 30 pm, 150 pm ± 20 pm, 150 pm ± 10 pm, 100 pm ± 40 pm, 100 pm ± 30 pm, 100 pm ± 20 pm, 100 pm ± 10 pm oder 90 pm ± 30 pm, 90 pm ± 20 pm oder 90 pm ± 10 pm ist . Der Leiterrahmen 1 , insbesondere der erste Teilbereich 11 oder der zweite Eibereich 12 , weist eine vertikale Höhe Hl oder H2 auf , die zum Beispiel 200 pm ± 10 pm, 170 pm ± 10 pm, 150 pm ± 40 pm, 150 pm ± 30 pm, 150 pm ±
20 pm, 150 pm ± 10 pm, 100 pm ± 40 pm, 100 pm ± 30 pm, 100 pm
± 20 pm, 100 pm ± 10 pm oder 90 pm ± 30 pm, 90 pm ± 20 pm oder 90 pm ± 10 pm ist . Die Tiefe T der Vertiefung 13 oder die verringerte Schichtdicke D des ersten Teilbereichs 11 kann 80 pm ± 20 pm, 80 pm ± 10 pm, 75 pm ± 10 pm, 60 pm ± 20 pm, 50 pm ± 20 pm, 50 pm ± 10 pm oder 40 pm ± 10 pm sein . Zum Beispiel ragt der Formkörper 9 entlang der vertikalen Richtung über den Leiterrahmen 1 um 90 pm ± 50 pm, 90 pm ± 40 pm, 90 pm ± 30 pm, 90 pm ± 20 pm, um 90 pm ± 10 pm oder um 70 pm ± 40 pm, 70 pm ± 30 pm, 70 pm ± 20 pm oder um 70 pm ± 10 pm hinaus .
Die Werte nach dem ±-Zeichen sind als Toleranzbereiche anzusehen . Beträgt die Tiefe T der Vertiefung 13 zum Beispiel 80 pm ± 20 pm, kann die Tiefe T alle Werte zwischen einschließlich 60 pm und 100 pm annehmen . Die in den letzten Absätzen angegebenen Werte gelten insbesondere nicht nur für das in der Figur 1A dargestellte Aus führungsbeispiel eines Bauelements 10 , sondern können auch für alle Aus führungsbeispiele eines Bauelements 10 gemäß den weiteren Figuren 2 bis 8C gelten .
Figur 1B zeigt ein Bauelement 10 , das insbesondere in der Figur 1A in Schnittansicht dargestellt ist , in Draufsicht auf seine Vorderseite 10V . In lateralen Richtungen ist der Leiterrahmen 1 mit den Teilbereichen 11 und 12 von dem Formkörper 9 vollständig umgeben . Entlang einer lateralen Richtung kann sich die Vertiefung 13 über die gesamte Länge oder Breite des ersten Teilbereichs 11 erstrecken . Abweichend davon ist es möglich, dass sich die Vertiefung 13 nicht über die gesamte Länge und/oder über die gesamte Breite des ersten Teilbereichs 11 erstreckt .
Gemäß Figur 1B weist Hauptkörpers 2 auf seiner Vorderseite 2V eine zweite Kontaktschicht 42 auf , wobei die zweite Kontaktschicht 42 über eine elektrische Verbindung 43 etwa in Form eines Bonddrahtes oder über mehrere elektrische Verbindungen 43 mit dem zweiten Teilbereich 12 des Leiterrahmens 1 elektrisch verbunden ist . Gemäß Figur 1B ist es möglich, dass das Bauelement 10 neben dem Hauptkörper 2 einen Nebenkörper 6 aufweist . Der Nebenkörper 6 kann die Funktion eines Sensors oder einer Schutzdiode erfüllen . Zum Beispiel ist der Nebenkörper eine ESD-Diode . Insbesondere ist der Nebenkörper 6 mit dem zweiten Teilbereich 12 und über eine weitere elektrische Verbindung 5 , die den Zwischenbereich 1 Z überbrückt , mit dem ersten Teilbereich 11 des Leiterrahmens 1 elektrisch leitend verbunden . Zum Beispiel ist der Nebenkörper 6 parallel oder antiparallel mit dem Hauptkörper 1 verschaltet . Der Nebenkörper 6 kann einen Halbleiterkörper aufweisen oder aus einem Halbleiterkörper bestehen . In Draufsicht auf die Vorderseite 10V des Bauelements 10 kann der Nebenkörper 6 von dem Formkörper 9 bedeckt , insbesondere vollständig bedeckt sein . Ein wie in der Figur 1B dargestellter Nebenkörper 6 mit der weiteren elektrischen Verbindung 5 kann in allen Aus führungsbeispielen eines Bauelements 10 gemäß den weiteren Figuren 2 bis 8C vorhanden sein . Alternativ ist es möglich, dass das Bauelement 10 frei von einem solchen Nebenkörper 6 mit der weiteren elektrischen Verbindungen 5 ist .
Das in der Figur 2 dargestellte Aus führungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in der Figur 1A dargestellten Aus führungsbeispiel eines Bauelements 10 . Im Unterschied hierzu ist die Konverterschicht 3 ausschließlich auf der Vorderseite 2V des Hauptkörpers 2 angeordnet . Insbesondere ragt die Konverterschicht 3 in lateralen Richtungen nicht über den Hauptkörper 2 hinaus . Anders als in der Figur 1A sind alle Seitenflächen des Hauptkörpers 2 frei von einer Bedeckung durch die Konverterschicht 3 . Gemäß Figur 2 erstreckt sich der Formkörper 9 in die Vertiefung 13 des Leiterrahmens 1 hinein . Insbesondere sind alle Seitenflächen des Hauptkörpers 2 von dem Formkörper 9 bedeckt , etwa vollständig bedeckt . Eine derartige Ausgestaltung des Bauelements 10 erhöht die mechanische Verbindung zwischen dem Formkörper 9 und dem Leiterrahmen 1 , da Material des Formkörpers 9 in die Vertiefung 13 eingrei ft , wodurch der Formkörper 9 an der Vertiefung 13 mit dem ersten Teilbereich 11 des Leiterrahmens 1 verankert ist .
Als weiterer Unterschied zum Bauelement 10 gemäß Figur 1A, bei dem die Konverterschicht 3 bereichsweise zwischen dem Hauptkörper 2 und dem Formkörper 9 angeordnet ist und der Formkörper 9 somit nicht unmittelbar an den Hauptkörper 2 angrenzt , kann der Formkörper 9 gemäß Figur 2 unmittelbar an den Hauptkörper 2 angrenzen . Während die Konverterschicht 3 gemäß Figur 1A vor dem Ausbilden des Formkörpers 9 auf den Hauptkörper 2 aufgebracht wird, kann die Konverterschicht 3 gemäß Figur 2 vor oder nach dem Ausbilden des Formkörpers 9 auf den Hauptkörper 2 aufgebracht werden .
Das in der Figur 3 dargestellte Aus führungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in der Figur 2 dargestellten Aus führungsbeispiel eines Bauelements 10 . Im Unterschied zum Bauelement 10 gemäß Figur 2 , bei dem die Konversionsschicht 3 ein auf dem Hauptkörper 2 befestigtes Konverterplättchen sein kann oder zum Beispiel mittels eines Sprühverfahrens gebildet ist , ist die Konverterschicht 3 gemäß Figur 3 insbesondere eine Sedimentationsschicht . Zum Beispiel weist die Konverterschicht 3 gemäß Figur 3 ein Matrixmaterial 30 , insbesondere ein strahlungsdurchlässiges Matrixmaterial 30 , und darin eingebettete Leuchtstof fe 31 auf , wobei sich die Leuchtstof fe 31 hauptsächlich in unmittelbarer Umgebung der Vorderseite 2V des Hauptkörpers 2 befinden . Entlang der vertikalen Richtung kann die Konverterschicht 3 eine sich ändernde Leuchtstof fdichte aufweisen, wobei die Leuchtstof fdichte in Richtung der Vorderseite 10V des Bauelements 10 mit zunehmendem Abstand von der Vorderseite 2V des Hauptkörpers 2 abnimmt , insbesondere stetig abnimmt . Die Konverterschicht 3 kann bündig mit dem Formkörper 9 abschließen .
Insbesondere wird die Konverterschicht 3 erst nach dem Ausbilden des Formkörpers 9 in die Öf fnung 93 des Formkörpers 9 eingebracht . Der Formkörper 9 kann zur Bildung der Öf fnung 93 strukturiert auf den Leiterrahmen 1 aufgebracht werden . Es ist j edoch möglich, dass der Formkörper 9 zur Bildung der Öf fnungen 93 nachträglich strukturiert wird . Die Öf fnung 93 des Formkörpers 9 weist einen Querschnitt auf , der mit größer werdendem Abstand von der Vorderseite 2V des Hauptkörpers 2 zunimmt . Im Vergleich mit der in der Figur 2 dargestellten Öf fnung 93 weist die in der Figur 3 dargestellte Öf fnung 93 des Formkörpers 9 in der Regel eine größere Tiefe auf . Während das in der Figur 2 dargestellte Bauelement 10 eine typische Gesamthöhe H zum Beispiel um 300 pm oder kleiner als 300 pm aufweist , weist das in der Figur 3 dargestellte Bauelement 10 eine typische Gesamthöhe H insbesondere zwischen einschließlich 280 pm und 400 pm auf .
Das in der Figur 4 dargestellte Aus führungsbeispiel entspricht im Wesentlichen dem in der Figur 2 dargestellten Aus führungsbeispiel eines Bauelements 10 . Im Unterschied hierzu weist das in der Figur 4 dargestellte Bauelement 10 eine elektrische Verbindung 43 in Form einer planaren Kontaktierung auf . Die elektrische Verbindung 43 , die die zweite Kontaktschicht 42 auf der Vorderseite 2V des Hauptkörpers 2 mit dem zweiten Teilbereich 12 des Leiterrahmens Vereins elektrisch verbindet , verläuft auf der äußeren Oberfläche des Formkörpers 9 . Anders als in den vorhergehenden Aus führungsbeispielen, bei denen die elektrische Verbindung 43 innerhalb des Formkörpers 9 verläuft , befindet sich die elektrische Verbindung 43 gemäß Figur 4 auf dem Formkörper 9 .
Gemäß Figur 4 ragt die Konverterschicht 3 entlang der vertikalen Richtung über den Formkörper 9 hinaus . In diesem Fall ist die Gesamthöhe H des Bauelements 10 etwas größer als die vertikale Höhe H9 des Formkörpers 9 . Aufgrund der planaren Kontaktierung kann die Gesamthöhe H des Bauelements 10 j edoch weiter reduziert werden, da der Formkörper 9 entlang der vertikalen Richtung mit dem Hauptkörper 2 , insbesondere mit der zweiten Kontaktschicht 42 im Wesentlichen bündig abschließt . Das in der Figur 4 dargestellte Bauelement 10 kann eine typische Gesamthöhe H kleiner als oder gleich 250 pm, zum Beispiel zwischen einschließlich 150 pm und 250 pm, aufweisen .
Figuren 5A, 5B und 5C zeigen einige Verfahrensschritte zur Herstellung eines Bauelements 10 , das zum Beispiel in der Figur 1A schematisch dargestellt ist .
Gemäß Figur 5A wird ein Leiterrahmen 1 mit einem ersten Teilbereich 11 und einem durch einen Zwischenbereich 1 Z von dem ersten Teilbereich 11 lateral beabstandeten zweiten Teilbereich 12 bereitgestellt . Der erste Teilbereich 11 weist auf seiner Vorderseite eine Vertiefung 13 auf . Insbesondere wird die Vertiefung 13 durch einen Ätzprozess gebildet . Auf seiner Rückseite weist der erste Teilbereich 11 ebenfalls eine Öf fnung auf . Des Weiteren weist der erste Teilbereich 11 eine Seitenfläche mit einem Vorsprung bzw . mit einer Einbuchtung auf . Die Strukturen auf der Rückseite sowie auf der Seitenfläche des ersten Teilbereichs des 11 können durch einen Ätzprozess gebildet sein .
Ein Hauptkörper 2 wird auf einer Bodenfläche der Vertiefung 13 befestigt , zum Beispiel mittels einer Verbindungsschicht 41 . Insbesondere ist die Verbindungsschicht 41 elektrisch leitfähig ausgeführt , sodass der Hauptkörper 2 über die Verbindungsschicht 41 mit dem ersten Teilbereich 11 elektrisch leitend verbunden ist . Über eine elektrische Verbindung 43 etwa in Form eines Bonddrahtes , die den Zwischenbereich 1 Z überbrückt , wird der Hauptkörper 2 mit dem zweiten Teilbereich 12 des Leiterrahmens 1 elektrisch leitend verbunden .
Gemäß Figur 5B wird die Konverterschicht 3 zum Beispiel mittels eines Sprühverfahrens unter Verwendung einer Maske (Englisch : masked spraycoating) auf und um den Hauptkörper 2 aufgebracht . Insbesondere werden freie Bereiche der Vertiefung 13 von der Konverterschicht 3 aufgefüllt , insbesondere vollständig aufgefüllt . Es ist möglich, dass eine Vorderseite 2V und alle Seitenflächen des Hauptkörpers 2 von der Konverterschicht 3 bedeckt , insbesondere vollständig bedeckt sind .
In der Figur 5B ist schematisch dargestellt , dass zumindest ein Teilbereich des Formkörpers 9 vor oder nach dem Ausbilden der Konverterschicht 3 um die Teilbereiche 11 und 12 des Leiterrahmens 1 gebildet werden kann, wodurch die Teilbereiche 11 und 12 miteinander mechanisch verbunden werden . In einem nachfolgenden Verfahrensschritt werden restliche Bereiche des Formkörpers 9 gebildet . Zum Beispiel wird der Formkörper 9 mittels eines Kunststof f formgebungs- oder eines Vergussverf ährens um und auf den Leiterrahmen 1 und/oder um und auf die Konverterschicht 3 aufgebracht , insbesondere strukturiert aufgebracht , sodass eine Öf fnung 93 des Formkörpers 9 genau oberhalb des Hauptkörpers 2 gebildet wird . In der Öf fnung 93 des Formkörpers 9 ist die Konverterschicht 3 bereichsweise nicht von dem Formkörper 9 bedeckt . Dieser unbedeckte Bereich der Konverterschicht 3 bildet die Lichtemissions fläche oder die Strahlungsaustritts fläche des Bauelements 10 . Das in der Figur 5C dargestellte Aus führungsbeispiel eines Bauelements 10 entspricht dem in der Figur 1A dargestellten Aus führungsbeispiel eines Bauelements 10 .
Figuren 6A, 6B und 6C zeigen einige Verfahrensschritte zur Herstellung eines Bauelements 10 , das zum Beispiel in der Figur 2 schematisch dargestellt ist , wobei der in der Figur 6A dargestellte Verfahrensschritt dem in der Figur 5A dargestellten Verfahrensschritt zur Herstellung eines Bauelements 10 entspricht .
Gemäß Figur 6B wird der Formkörper 9 zum Beispiel mittels eines Kunststof f formgebungsverf ährens oder eines Vergussverf ährens um und auf den Leiterrahmen 1 und/oder um und auf den Hauptkörper 2 aufgebracht , insbesondere strukturiert aufgebracht , sodass eine Öf fnung 93 des Formkörpers 9 oberhalb des Hauptkörpers 2 gebildet wird . Abweichend davon ist es möglich, dass der Formkörper 9 zunächst ausgebildet wird und zur Ausbildung der Öf fnung 93 nachträglich strukturiert wird . Insbesondere werden freie Bereiche der Vertiefung 13 vom Material des Formkörpers 9 aufgefüllt , insbesondere vollständig aufgefüllt .
In einem nachfolgenden Verfahrensschritt gemäß Figur 6C wird die Konverterschicht 3 innerhalb der Öf fnung 93 des Formkörpers 9 gebildet , zum Beispiel mittels eines Sprühverfahrens unter Verwendung einer Maske (Englisch : masked spraycoating) . Alternativ ist es möglich, dass die Konverterschicht 3 ein Konverterplättchen ist , das in die Öf fnung 93 des Formkörpers 9 eingebracht wird . Das in der Figur 6C dargestellte Aus führungsbeispiel eines Bauelements 10 entspricht dem in der Figur 2 dargestellten Aus führungsbeispiel eines Bauelements 10 .
Figuren 7A, 7B und 7C zeigen einige weitere Verfahrensschritte zur Herstellung eines Bauelements 10 , das zum Beispiel in der Figur 3 schematisch dargestellt ist , wobei der in der Figur 7A dargestellte Verfahrensschritt dem in der Figur 5A dargestellten Verfahrensschritt zur Herstellung eines Bauelements 10 entspricht .
Der in der Figur 7B dargestellte Verfahrensschritt entspricht im Wesentlichen dem in der Figur 6B dargestellten Verfahrensschritt zur Herstellung eines Bauelements 10 , mit dem Unterschied, dass die in der Figur 7B dargestellte Öf fnung 93 eine größere Tiefe aufweist als die in der Figur 6B dargestellte Öf fnung 93 des Formkörpers 9 . Insbesondere wird der Formkörper 9 mittels eines foliengestützten Vergussverf ährens ( Film-Assisted Molding) gebildet , insbesondere um und auf den Leiterrahmen 1 und den Hauptkörper 2 strukturiert aufgebracht .
Gemäß Figur 7C wird die Konverterschicht 3 , die insbesondere ein Matrixmaterial 30 und Leuchtstof fe 31 aufweist , zum Beispiel mittels eines Sedimentationsverfahrens innerhalb der Öf fnung 93 des Formkörpers 9 gebildet . Das in der Figur 7C dargestellte Aus führungsbeispiel eines Bauelements 10 entspricht dem in der Figur 3 dargestellten Aus führungsbeispiel eines Bauelements 10 .
Figuren 8A, 8B und 8C zeigen einige weitere Verfahrensschritte zur Herstellung eines Bauelements 10 , das zum Beispiel in der Figur 4 schematisch dargestellt ist .
Der in der Figur 8A dargestellte Verfahrensschritt entspricht im Wesentlichen dem in der Figur 5A dargestellten Verfahrensschritt zur Herstellung eines Bauelements 10 . Im Unterschied hierzu wird der Hauptkörper 2 vor dem Ausbilden des Formkörpers 9 noch nicht mit dem zweiten Teilbereich 12 des Leiterrahmens 1 elektrisch leitend verbunden .
Der in der Figur 8B dargestellte Verfahrensschritt entspricht im Wesentlichen dem in der Figur 6B oder 7B dargestellten Verfahrensschritt zur Herstellung eines Bauelements 10 , bei dem der Formkörper 9 gebildet wird . Im Unterschied hierzu wird der Formkörper 9 derart gebildet , dass in Draufsicht auf den Leiterrahmen 1 der zweite Teilbereich 12 des Leiterrahmens 1 zumindest bereichsweise frei von einer Bedeckung durch den Formkörper 9 bleibt . Insbesondere erstreckt sich der zweite Teilbereich 12 entlang der vertikalen Richtung durch den Formkörper 9 hindurch . Entlang der vertikalen Richtung schließt der Formkörper 9 insbesondere bündig mit einer auf der Vorderseite 2V des Hauptkörpers 2 angeordneten zweiten Kontaktschicht 42 ab .
Gemäß Figur 8C wird eine planare elektrische Verbindung 43 auf dem Formkörper 9 gebildet . Entlang der lateralen Richtung erstreckt sich die planare elektrische Verbindung 93 von der zweiten Kontaktschicht 42 über den Zwischenbereich 1 Z bis zu dem zweiten Teilbereich 12 des Leiterrahmens 1 . Das in der Figur 8C dargestellte Ausführungsbeispiel eines Bauelements 10 entspricht dem in der Figur 4 dargestellten
Ausführungsbeispiel eines Bauelements 10. Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2020 133 755.8, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Die Erfindung ist nicht durch die Beschreibung der Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele auf diese beschränkt. Die Erfindung umfasst vielmehr jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Ansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Ansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist.
Bezugs zeichenliste
10 Bauelement
10R Rückseite des Bauelements
10V Vorderseite des Bauelements
1 Leiterrahmen
11 erster Teilbereich des Leiterrahmens
12 zweiter Teilbereich des Leiterrahmens
13 Vertiefung des ersten Teilbereichs
2 Hauptkörper
2R Rückseite des Hauptkörpers
2V Vorderseite des Hauptkörpers
3 Konverterschicht
30 Matrixmaterial der Konverterschicht
31 Leuchtstof fe
41 erste Kontaktschicht/ Verbindungsschicht
42 zweite Kontaktschicht
43 elektrische Verbindung
5 weitere elektrische Verbindung
6 Nebenkörper
9 Formkörper
93 Öf fnung des Formkörpers
H Gesamthöhe des Bauelements
Hl Höhe des ersten Teilbereichs des Leiterrahmens
D verringerte Schichtdicke des ersten Teilbereichs
H2 Höhe des zweiten Teilbereichs des Leiterrahmens
H9 Höhe des Formkörpers
T Tiefe der Vertiefung

Claims

35
Patentansprüche
1. Bauelement (10) mit einem Leiterrahmen (1) , einem zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung eingerichteten Haupt körper (2) und einem Formkörper (9) , bei dem
- der Leiterrahmen (1) einen ersten Teilbereich (11) mit einer Vertiefung (13) in Form einer Kavität und einen von dem ersten Teilbereich (11) lateral beabstandeten zweiten Teilbereich (12) aufweist, wobei der erste Teilbereich (11) und der zweite Teilbereich (12) durch den Formkörper (9) miteinander mechanisch verbunden und zur elektrischen Kontaktierung des Hauptkörpers (2) eingerichtet sind,
- der Hauptkörper (2) in der Vertiefung (13) angeordnet ist und entlang vertikaler Richtung über den ersten Teilbereich (11) des Leiterrahmens (1) hinausragt, und
- der erste Teilbereich (11) eine vertikale Höhe (Hl) aufweist und die Vertiefung eine vertikale Tiefe (T) aufweist, wobei ein Verhältnis (T/Hl) der vertikalen Tiefe (T) der Vertiefung (13) zu der vertikalen Höhe (Hl) des ersten Teilbereichs (11) zwischen einschließlich 0,3 und 0,7 ist.
2. Bauelement (10) nach Anspruch 1, das eine vertikale Gesamthöhe (H) kleiner oder gleich 600 pm oder 300 pm aufweist.
3. Bauelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der zweite Teilbereich (12) des Leiterrahmens (1) frei von einer Vertiefung ist.
4. Bauelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Verhältnis (T/Hl) der vertikalen Tiefe (T) der 36
Vertiefung (13) zu der vertikalen Höhe (Hl) des ersten Teilbereichs (11) zwischen einschließlich 0,4 und 0, 6 ist.
5. Bauelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem sich die vertikale Höhe (Hl) des ersten Teilbereichs
(11) um höchstens 5 % von einer vertikalen Höhe (H2) des zweiten Teilbereichs (12) des Leiterrahmens (1) unterscheidet .
6. Bauelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Leiterrahmen (1) in lateralen Richtungen von dem Formkörper (9) vollständig umgeben ist, und ein Verhältnis (H9/H) einer vertikalen Höhe (H9) des Formkörpers (9) zu einer Gesamthöhe (H) des Bauelements (10) mindestens 0,8 ist.
7. Bauelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Formkörper (9) in Draufsicht auf eine Vorderseite (10V) des Bauelements (10) die Vertiefung (13) teilweise bedeckt, oder sich der Formkörper (9) in die Vertiefung (13) hinein erstreckt und die Vertiefung (13) bereichsweise auf füllt .
8. Bauelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Vertiefung (13) Seitenwände und eine Bodenfläche aufweist, wobei die Seitenwände ausschließlich durch Oberflächen des ersten Teilbereichs (11) sind, und die Bodenfläche in lateralen Richtungen von den Seitenwänden der Vertiefung (13) vollumfänglich umschlossen ist.
9. Bauelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das eine Konverterschicht (3) aufweist, die in Draufsicht auf eine Vorderseite (10V) des Bauelements (10) vollständig mit der Vertiefung (13) überlappt, wobei die Konverterschicht (3) die im Betrieb des Bauelements (10) von dem Hauptkörper (2) erzeugte elektromagnetische Strahlung bezüglich ihrer Peak- Wellenlänge umwandelt.
10. Bauelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der erste Teilbereich (11) und der zweite Teilbereich
(12) unterschiedlichen elektrischen Polaritäten des Bauelements (10) zugeordnet sind, wobei der Hauptkörper (2) über seine Rückseite (2R) mit dem ersten Teilbereich (11) und über seine Vorderseite (2V) mit dem zweiten Teilbereich (12) elektrisch leitend verbunden ist.
11. Bauelement (10) nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem der Hauptkörper (2) über eine elektrische Verbindung
(43) mit dem zweiten Teilbereich (12) des Leiterrahmens (1) elektrisch leitend verbunden ist, wobei
- die elektrische Verbindung (43) in Draufsicht auf eine Vorderseite (10V) des Bauelements (10) einen zwischen den lateral beabstandeten Teilbereichen (11, 12) des Leiterrahmens (1) befindlichen Zwischenbereich (1Z) überbrückt, und
- die elektrische Verbindung (43) innerhalb des Formkörpers (9) oder zumindest bereichsweise planar auf dem Formkörper (9) verläuft.
12. Bauelement (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der erste Teilbereich (11) und der zweite Teilbereich
(12) des Leiterrahmens (1) an einer Rückseite (10R) des Bauelements (10) elektrisch kontaktierbar sind.
13. Beleuchtungseinrichtung mit einem Bauelement (10) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche und einer Sekundäroptik, wobei die Sekundäroptik in Draufsicht das Bauelement (10) vollständig bedeckt.
14. Verfahren zur Herstellung eines Bauelements (10) mit folgenden Schritten:
A) Bereitstellen eines Leiterrahmens (1) mit einem ersten Teilbereich (11) und einem von dem ersten Teilbereich (11) lateral beabstandeten zweiten Teilbereich (12) , wobei
- der erste Teilbereich (11) eine Vertiefung (13) in Form einer Kavität aufweist, in der ein zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung eingerichteter Hauptkörper (2) angeordnet ist,
- der Hauptkörper (2) entlang vertikaler Richtung über den ersten Teilbereich (11) hinausragt,
- der erste Teilbereich (11) und der zweite Teilbereich (12) zur elektrischen Kontaktierung des Hauptkörpers (2) eingerichtet sind, und
- der erste Teilbereich (11) eine vertikale Höhe (Hl) aufweist und die Vertiefung (13) eine vertikale Tiefe
(T) aufweist, wobei ein Verhältnis (T/Hl) der vertikalen Tiefe (T) der Vertiefung (13) zu der vertikalen Höhe (Hl) des ersten Teilbereichs (11) zwischen einschließlich 0,3 und 0,7 ist; und
B) Ausbilden eines Formkörpers (9) , der den Leiterrahmen (1) lateral umgibt und den ersten Teilbereich (11) mit dem zweiten Teilbereich (12) mechanisch verbindet.
15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem
- vor dem Ausbilden des Formkörpers (9) der Hauptkörper (2) über eine elektrische Verbindung (43) mit dem zweiten Teilbereich (12) des Leiterrahmens (1) elektrisch leitend verbunden wird, wobei die elektrische Verbindung (43) in 39
Draufsicht auf eine Vorderseite (10V) des Bauelements (10) einen zwischen den lateral beabstandeten Teilbereichen (11, 12) des Leiterrahmens (1) befindlichen Zwischenbereich (1Z) überbrückt, und
- der Formkörper (9) derart gebildet wird, dass dieser die elektrische Verbindung (43) umschließt und die elektrische Verbindung (43) somit innerhalb des Formkörpers (9) verläuft .
16. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem
- erst nach dem Ausbilden des Formkörpers (9) der Hauptkörper (2) über eine elektrische Verbindung (43) mit dem zweiten Teilbereich (12) des Leiterrahmens (1) elektrisch leitend verbunden wird, wobei die elektrische Verbindung (43) in Draufsicht auf eine Vorderseite (10V) des Bauelements (10) einen zwischen den lateral beabstandeten Teilbereichen (11, 12) des Leiterrahmens (1) befindlichen Zwischenbereich (1Z) überbrückt, und
- die elektrische Verbindung (43) zumindest bereichsweise planar auf dem Formkörper (9) verläuft.
17. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem der Formkörper (9) im Bereich des Hauptkörpers (2) eine Öffnung (93) aufweist, wobei eine Konverterschicht (3) nach dem Ausbilden des Formkörpers (9) in der Öffnung (93) gebildet wird.
18. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem eine Konverterschicht (3) auf dem Hauptkörper (2) gebildet wird und der Formkörper (9) bereichsweise auf die Konverterschicht (3) aufgebracht wird, sodass der Formkörper - 40 -
(9) in Draufsicht auf eine Vorderseite (10V) des Bauelements
(10) die Konverterschicht (3) teilweise bedeckt.
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