DE10140831A1 - Conductor frame for a surface-mounted component like a light-emitting diode has a chip connection area and an external soldered connecting strip with an electrical connection. - Google Patents
Conductor frame for a surface-mounted component like a light-emitting diode has a chip connection area and an external soldered connecting strip with an electrical connection.Info
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Leiterrahmen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, ein Gehäuse nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 14, ein strahlungsemittierendes Bauelement nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 25 sowie eine Anzeige- und/oder Beleuchtungsanordnung mit strahlungsemittierenden Bauelementen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 30. The invention relates to a lead frame according to the Preamble of claim 1, a housing according to the preamble of claim 14, a radiation emitting Component according to the preamble of claim 25 and a Display and / or lighting arrangement with radiation-emitting components according to the preamble of Claim 30.
Ein strahlungsemittierendes Bauelement der genannten Art ist in Fig. 7 schematisch dargestellt und beispielsweise in der EP 0 400 176 A1 beschrieben. Das Bauelement weist einen Gehäusegrundkörper 31 mit einer Auflagefläche 32 auf, in den ein Leiterrahmen 33 eingebettet ist. Teile des Leiterrahmens 33 sind als Anschlußstreifen ausgebildet, die aus dem Gehäusegrundkörper 31 herausragen und im weiteren Verlauf so gebogen sind, daß ihre Anschlußflächen 34 mit der Auflagefläche 32, die die Montageebene des Bauelements festlegt, in einer Ebene liegen. Die Biegungen 35 in den Anschlußstreifen verleihen den Anschlußstreifen gewisse elastische Eigenschaften, so daß einerseits eine stabile, kippfreie Auflage des Bauelements, beispielsweise auf einer Leiterplatte gewährleistet ist und andererseits mechanische Spannungen, die insbesondere beim Einlöten des Bauelements entstehen können, elastisch abgefangen werden. Da Temperaturänderung beim Einlöten des Bauelements und auch im Betrieb in der Regel unvermeidlich sind oder deren Vermeidung zumindest einen hohen Aufwand erfordert, kann auf eine gewisse Elastizität des Bauelements nicht verzichtet werden. A radiation-emitting component of the type mentioned is shown schematically in FIG. 7 and is described, for example, in EP 0 400 176 A1. The component has a housing base body 31 with a support surface 32 , in which a lead frame 33 is embedded. Parts of the leadframe 33 are designed as connection strips which protrude from the housing base body 31 and are bent in the further course so that their connection surfaces 34 lie in one plane with the support surface 32 , which defines the mounting plane of the component. The bends 35 in the connection strips give the connection strips certain elastic properties, so that on the one hand a stable, tilt-free support of the component is ensured, for example on a printed circuit board, and on the other hand mechanical stresses, which can arise in particular when the component is soldered in, are elastically absorbed. Since temperature changes during the soldering of the component and also during operation are generally inevitable or avoiding them requires at least a great deal of effort, a certain elasticity of the component cannot be dispensed with.
Weiterhin müssen die Anschlußstreifen so geformt sein, daß Bauelemente, die als Schüttgut gepackt sind, sich nicht ineinander verhaken. Schließlich muß durch die Anschlußstreifen eine ausreichend stabile Befestigung des Bauelements sichergestellt sein. Furthermore, the connection strips must be shaped so that Components that are packed as bulk goods are not interlock. Finally, through the connecting strips a sufficiently stable attachment of the component be assured.
Die bekannte gebogene Ausführungsform der Anschlußstreifen erhöht allerdings sowohl vertikal wie horizontal den Platzbedarf für ein solches Bauelement. Durch die gestreckt S-förmigen Biegungen 35 ist in horizontaler Richtung ein gewisser Mindestabstand der Anschlußflächen 34 von dem Gehäusegrundkörper 31 vorgegeben. Dessen Verringerung würde eine stärkere Biegung des Leiterrahmens 33 erfordern und damit die Gefahr erhöhen, daß sich Bauelemente ineinander verhaken. Durch die Biegung 35 des Leiterrahmens 33 zur Montagefläche 32 des Bauelements hin wird zudem das von dem Bauelement beanspruchte Volumen erhöht und die minimale Höhe des Bauelements im eingebauten Zustand festgelegt. However, the known curved embodiment of the connection strips increases the space requirement for such a component both vertically and horizontally. Due to the stretched S-shaped bends 35 , a certain minimum distance of the connection surfaces 34 from the basic housing body 31 is predetermined in the horizontal direction. The reduction thereof would require a greater bending of the lead frame 33 and thus increase the risk of components getting caught in one another. The bend 35 of the lead frame 33 towards the mounting surface 32 of the component also increases the volume occupied by the component and the minimum height of the component in the installed state.
Bei sehr kleinen Bauformen, die beispielsweise eine hohe Packungsdichte und/oder flache Bauweise und/oder eine Montage in runden Leiterbahndurchbrüchen, das heißt Bohrungen ermöglichen soll, ist der Platzbedarf so gering wie möglich zu halten. In the case of very small designs, for example a high one Packing density and / or flat design and / or assembly in round conductor openings, that is, holes the space requirement is as small as possible hold.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Leiterrahmen und ein Gehäuse für ein strahlungsemittierendes oberflächenmontierbares Bauelement und ein strahlungsemittierendes oberflächenmontierbares Bauelement sowie eine Anzeige- und/oder Beleuchtungsanordnung mit strahlungsemittierenden oberflächenmontierbaren Bauelementen mit jeweils geringem Platzbedarf anzugeben. Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, einen Leiterrahmen zu schaffen, der zudem eine ausreichende Elastizität bei gleichzeitig ausreichender mechanischer Stabilität aufweist. It is an object of the present invention to provide a lead frame and a housing for a radiation-emitting surface-mountable component and a radiation-emitting surface-mountable component and a display and / or Lighting arrangement with radiation-emitting surface-mountable components with small Specify space requirements. In particular, it is an object of the invention to create a lead frame that is also adequate Elasticity with sufficient mechanical Has stability.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der Patentansprüche 1, 14, 25 bzw. 30 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. This object is the subject of the claims 1, 14, 25 and 30 solved. Advantageous further developments of Invention are the subject of the dependent claims.
Der Erfindung liegt die Idee zu Grunde, den Leiterrahmen für ein strahlungsemittierendes Bauelement insbesondere im Bereich außerhalb eines Gehäuses weitestgehend eben auszubilden und dabei so zu formen, daß durch Deformation entstehende Verspannungen in der Ebene des Leiterrahmens elastisch abgefangen werden. Dabei bilden Teile des Leiterrahmens zugleich die Auflagefläche des Bauelements. The invention is based on the idea of the lead frame for a radiation-emitting component, in particular in To form the area outside of a housing as flat as possible and to shape it in such a way that it results from deformation Tension in the plane of the lead frame elastic be intercepted. Parts of the lead frame form at the same time the contact surface of the component.
Erfindungsgemäß ist insbesondere vorgesehen, einen Leiterrahmen für ein oberflächenmontierbares strahlungsemittierendes Bauelement, beispielsweise einer Lichtemissionsdiode, zu bilden, der mindestens einen Chipanschlußbereich und mindestens einen externen Anschlußstreifen aufweist, wobei der Leiterrahmen eben ausgebildet ist und zwischen dem Chipanschlußbereich und dem externen Anschlußstreifen ein Federelement angeordnet ist, das eine elastische oder plastische Verformung des Leiterrahmens in der Ebene des Leiterrahmens ermöglicht. According to the invention there is in particular provided a Lead frame for a surface mount radiation emitting Component, for example a light emission diode form the at least one chip connection area and at least has an external connection strip, the Lead frame is flat and between the Chip connection area and the external connection strip a spring element is arranged, which is an elastic or plastic deformation of the lead frame in the plane of the lead frame.
Vorzugsweise weist der Leiterrahmen zwei oder mehr Anschlußstreifen auf, wobei jeweils ein Federelement zwischen Anschlußstreifen und dem Chipanschlußbereich angeordnet ist. The lead frame preferably has two or more Connection strips, with a spring element between each Terminal strip and the chip connection area is arranged.
Durch die ebene Ausführung des Leiterrahmens kann mit Vorteil ein Bauelement gebildet werden, das senkrecht zur Leiterrahmenebene nur sehr geringe Gehäuseausdehnungen und einen sehr geringen Platzbedarf aufweist. Weiterhin kann die externe Anschlußfläche des Bauelements nahe an dem Bauelementgehäuse angeordnet werden, da der horizontale Platzbedarf auf Grund der ebenen Ausführungsform sehr gering ist. Die Federelemente gewährleisten dabei eine ausreichende Flexibilität gegen Verspannungen und Deformationen, wie sie beispielsweise beim Einlöten oder auf Grund von thermischer Belastung im Betrieb des Bauelements entstehen können. The flat design of the lead frame can be an advantage a component is formed that is perpendicular to Lead frame level only very small housing dimensions and a very has a small footprint. Furthermore, the external Pad of the component close to the component housing be arranged because of the horizontal space required the flat embodiment is very low. The spring elements ensure sufficient flexibility Tensions and deformations, such as those found in Solder in or due to thermal stress during operation of the component can arise.
Mit der erfindungsgemäßen Ausführung des Leiterrahmens, Gehäuses bzw. Bauelements kann vorteilhafterweise vermieden werden, dass Leiterrahmenteile erst nach Herstellen eines Bauelementgehäuses gebogen werden müssen. Dies ist insbesondere bei durch Umpressen oder Umspritzen hergestellten Gehäusekörpern von Bedeutung. Die Gefahr der Delamination von Gehäuse und Leiterrahmen wird dadurch verringert, was insbesondere bei stark miniaturisierten Gehäusen verstärkt zur Geltung kommt. With the design of the lead frame according to the invention, Housing or component can advantageously be avoided that lead frame parts only after a Component housing must be bent. This is in particular in those produced by extrusion or extrusion coating Housing bodies of importance. The risk of delamination from Housing and lead frame is reduced, what especially with strongly miniaturized housings Validity comes.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das Federelement als Federstreifen ausgebildet, der ausreichend schmal ist, um die erforderliche Flexibilität des Leiterrahmens zu gewährleisten. Vorzugsweise ist dieses Federelement schmäler als der angrenzende Anschlußstreifen ausgeführt und verläuft quer zur Haupterstreckungsrichtung des Leiterrahmens. Durch diesen Verlauf des Federstreifens wird erreicht, dass mechanische Spannungen in der Ebene des Leiterrahmens weitgehend unabhängig von ihrer Richtung gut abgefedert werden können. Weiterhin ermöglicht diese Ausführungsform eine einfache und kostengünstige Herstellung des Leiterrahmens, indem der Leiterrahmen aus einem Blech oder einer Folie ausgestanzt wird. Anschlußstreifen und angrenzende Federelemente, sowie Teile des Chipanschlußbereichs sind dabei einstückig gebildet und können in einem Arbeitsschritt aus einem Blech oder einer Folie gestanzt sein. In an advantageous development of the invention, this is Spring element designed as a spring strip, which is sufficient is narrow to the required flexibility of the Ensure lead frame. This spring element is preferably narrower than the adjacent connecting strip and runs transverse to the main direction of extension of the Lead frame. This course of the feather strip ensures that that mechanical stress in the plane of the lead frame well cushioned largely regardless of their direction can be. Furthermore, this embodiment enables simple and inexpensive manufacture of the lead frame, by making the lead frame out of a sheet or foil is punched out. Terminal strips and adjacent Spring elements and parts of the chip connection area are included formed in one piece and can be made in one step from one Sheet or foil can be punched.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Anschlußstreifen einen Vorsprung und/oder ein Gehäusekörper einen Vorsprung oder eine Nut auf, der bzw. die eine Verankerung des Anschlußstreifens in dem Gehäusekörper ermöglicht. Damit wird die Gefahr einer Verbiegung des Leiterrahmen bzw. der Anschlußstreifen senkrecht zur Leiterrahmenebene verringert. In an advantageous development of the invention, the Terminal strip a projection and / or a housing body a projection or a groove, the one Anchoring of the terminal strip in the housing body allows. This eliminates the risk of bending the lead frame or the connecting strip perpendicular to the lead frame level reduced.
Der Chipanschlußbereich ist vorzugsweise zweiteilig mit einem Chipanschlußteil und einem Drahtanschlußteil ausgeführt, wobei der Chipanschlußteil zur Montage eines strahlungsemittierenden Chips vorgesehen ist. Die weitere Kontaktierung des Chips erfolgt mittels einer Drahtverbindung zu dem Drahtanschlußteil. The chip connection area is preferably in two parts with a Chip connector and a wire connector, wherein the chip connector for mounting a radiation-emitting chips is provided. Further contacting the Chips are made using a wire connection to the Wire connector.
Zwischen dem Federelement und dem Chipanschlussbereich weist der Leiterrahmen vorzugsweise mindestens ein Halteelement zur Fixierung des Chipanschlußbereiches in einem Bauelementgehäuse auf. Dieses dient insbesondere zur Zugentlastung des Chipanschlussbereiches. Ein solches Halteelmente ist beispielsweise mittels einer Aussparung oder eines Durchbruches im Leiterrahmen realisiert, in die bzw. den das Bauelementgehäuse eingreift. Points between the spring element and the chip connection area the lead frame preferably has at least one holding element Fixation of the chip connection area in one Component housing on. This serves in particular to relieve the strain on the Chip connection area. Such a holding element is for example by means of a recess or an opening realized in the lead frame in which the Device housing engages.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Leiterrahmen teilweise in ein Gehäuse eingebettet, wobei die Federelemente mit den angrenzenden Anschlußstreifen aus dem Gehäuse herausgeführt sind. Weiterhin kann das Gehäuse ein Strahlungsaustrittsfenster in Form einer geeignet geformten Ausnehmung aufweisen, in der der Chipanschlußbereich des Leiterrahmens angeordnet ist. Vorzugsweise sind die Seitenflächen des Strahlungsaustrittsfensters als Strahlungsreflektor ausgebildet. Alternativ kann das Gehäuse auch aus einem strahlungsdurchlässigen Material bestehen und den strahlungsemittierenden Chip vollständig einhüllen. In an advantageous embodiment of the invention Lead frame partially embedded in a housing, the Spring elements with the adjacent connection strips from the Housing are brought out. Furthermore, the housing can Radiation exit window in the form of a suitably shaped Have recess in which the chip connection area of the Lead frame is arranged. Preferably, the Side surfaces of the radiation exit window as a radiation reflector educated. Alternatively, the housing can also consist of a radiation-permeable material and the Completely envelop the radiation-emitting chip.
Eine bevorzugte Weiterbildung eines erfindungsgemäßen Gehäuses weist umfangsseitige Vorsprünge auf, die in der Aufsicht mit den Federelementen des Leiterrahmens teilweise überlappen. Vorteilhafterweise wird so die Gefahr einer Verbiegung der Anschlußstreifen bzw. der Federelemente senkrecht zur Leiterrahmenebene reduziert. Dazu können zusätzlich oder alternativ Vorsprünge an den Anschlußstreifen wie bereits beschrieben gebildet sein, die in den Gehäusekörper hineinragen. A preferred development of an inventive Housing has peripheral projections that are in supervision partially with the spring elements of the lead frame overlap. The risk of bending is thus advantageously the connecting strip or the spring elements perpendicular to Ladder frame level reduced. In addition, you can use or alternatively, protrusions on the connection strips as already described formed in the housing body protrude.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist der Gehäusekörper parallel zur Ebene des Lötanschlußstreifens eine im Wesentlichen kreisrunde oder ovale Querschnittsform auf. In a particularly preferred embodiment, the Housing body parallel to the plane of the solder connection strip one essentially circular or oval cross-sectional shape.
Bei einem erfindungsgemäßen strahlungsemittierenden Bauelement ist auf dem Chipanschlußbereich bzw. dem Chipanschlußteil des Leiterrahmens ein strahlungsemittierender Chip, beispielsweise ein Halbleiterchip befestigt. Der Halbleiterchip und Teile des Leiterrahmens sind von einem Gehäuse der beschriebenen Art umgeben. In the case of a radiation-emitting device according to the invention Component is on the chip connection area or Chip connection part of the lead frame a radiation-emitting chip, for example, a semiconductor chip attached. The semiconductor chip and parts of the lead frame are of a housing surrounded described type.
Ist der Chip innerhalb eines Strahlungsaustrittfensters angeordnet, so kann dieses vorteilhafterweise mit einer dem Chip umhüllenden, transparenten Masse, vorzugsweise einer Kunststoffmasse gefüllt sein. Diese Umhüllung dient dem Schutz des Chips und ermöglicht zudem die Ausbildung eines dem strahlungsemittierenden Chip nachgeordneten optischen Elements, beispielsweise in Form einer Linsenoberfläche. Als Umhüllung eignen sich insbesondere Reaktionsharze wie Epoxidharze, Acrylharze oder Silikonharze oder eine Mischung dieser Harze. Is the chip inside a radiation exit window arranged, this can advantageously with a chip enveloping, transparent mass, preferably one Plastic mass to be filled. This envelope serves to protect the Chips and also enables the formation of a radiation-emitting chip downstream optical element, for example in the form of a lens surface. As a wrapping reaction resins such as epoxy resins are particularly suitable, Acrylic resins or silicone resins or a mixture of these resins.
Weitere Merkmale, Vorzüge und Zweckmäßigkeiten der Erfindung werden nachfolgend an Hand von fünf Ausführungsbeispielen näher erläutert. Further features, advantages and advantages of the invention are based on five exemplary embodiments explained in more detail.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 eine schematische Aufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Leiterrahmens, Fig. 1 is a schematic plan view of an embodiment of a lead frame according to the invention,
Fig. 2 eine schematische Aufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gehäuses, Fig. 2 is a schematic plan view of a first embodiment of a housing according to the invention,
Fig. 3a, 3b und 3c eine schematische Aufsicht, Seitenansicht und Unteransicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Gehäuses, FIGS. 3a, 3b and 3c, a schematic plan view, side view and bottom view of a second embodiment of a housing according to the invention,
Fig. 4 eine schematische perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Bauelements, Fig. 4 is a schematic perspective view of an embodiment of a device according to the invention,
Fig. 5 eine schematische Schnittansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Mehrfachanordnung strahlungsemittierender Bauelemente, Fig. 5 is a schematic sectional view of a first embodiment of an array of radiation-emitting devices according to the invention,
Fig. 6 eine schematische Schnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Mehrfachanordnung strahlungsemittierender Bauelemente und Fig. 6 is a schematic sectional view of a second embodiment of an array of radiation-emitting devices according to the invention and
Fig. 7 ein oberflächenmontierbares Bauelement nach dem Stand der Technik. Fig. 7 is a surface mount component according to the prior art.
Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen. The same or equivalent elements are in the figures provided the same reference numerals.
Der in Fig. 1 dargestellte Leiterrahmen 1 ist eben und zweiteilig ausgeführt. Beide Leiterrahmenteile 1a und 1b weisen jeweils einen Anschlußstreifen 2a, 2b auf, an den ein Federelement 3a, 3b grenzt. Von den Federelementen 3a, 3b erstrecken sich beide Leiterrahmenteile 1a, 1b zu einem Chipanschlußbereich 4. Dabei kann beispielsweise das eine der beiden in den Chipanschlußbereich 4 ragenden Leiterrahmenteile 1a als Chipanschlußteil 14 mit einer Montagefläche für einen Chip, vorzugsweise einen strahlungsemittierenden Halbleiterchip, vorgesehen sein. Entsprechen kann das andere Leiterrahmenteil 1b als Drahtanschlußteil 13 ausgebildet sein und eine Drahtanschlußfläche aufweisen, die zum elektrischen Kontaktieren des Chips dient. The lead frame 1 shown in Fig. 1 is flat and in two parts. Both lead frame parts 1 a and 1 b each have a connecting strip 2 a, 2 b, on which a spring element 3 a, 3 b borders. Both lead frame parts 1 a, 1 b extend from the spring elements 3 a, 3 b to a chip connection region 4 . Here, the example, one of the two in the chip connection region 4 protruding conductor frame parts 1 a as a chip connection part 14 with a mounting surface for a chip, preferably a radiation-emitting semiconductor chip may be provided. B may be configured as a wire connecting portion 13 correspond to the other lead frame part 1 and having a wire connection area which serves for the electrical contacting of the chip.
Die Federelemente 3a, 3b sind in Form schmaler Streifen ausgeführt, deren Breite schmäler ist als die Breite der angrenzenden Anschlußstreifen 2a, 2b. Diese Federstreifen verlaufen senkrecht zur Längsachse 5 des Leiterrahmens 1, die mit der Haupterstreckungsrichtung des Leiterrahmens zusammenfällt. The spring elements 3 a, 3 b are designed in the form of narrow strips, the width of which is narrower than the width of the adjacent connecting strips 2 a, 2 b. These spring strips run perpendicular to the longitudinal axis 5 of the lead frame 1 , which coincides with the main direction of extent of the lead frame.
Durch die beschriebene Formgebung wird dem ebenen Leiterrahmen 1 eine Elastizität verliehen, so daß Verspannungen in der Leiterrahmenebenen, beispielsweise durch Zug in den gezeigten Richtungen 7a, 7b, wie sie bei oder nach dem Einlöten auf Grund verschiedener thermischer Ausdehnungskoeffizienten auftreten können, vermittels der Federelemente 3a, 3b abgefangen werden. Dadurch wird insbesondere eine Übertragung der Spannungen auf Teile eines einen solchen Leiterrahmen einbettenden Gehäusekörpers 80 (in Fig. 1 durch den gestrichelten Umriß angedeutet) vermieden, die zu Rissen oder anderweitigen Beschädigungen des Gehäuses führen können. The shape described gives the flat lead frame 1 an elasticity, so that tensions in the lead frame levels, for example by pulling in the directions shown 7 a, 7 b, as they can occur during or after soldering due to different coefficients of thermal expansion, by means of Spring elements 3 a, 3 b are intercepted. As a result, in particular a transmission of the voltages to parts of a housing body 80 embedding such a lead frame (indicated by the dashed outline in FIG. 1), which can lead to cracks or other damage to the housing, is avoided.
In dem Leiterrahmen 1 sind ferner kreisförmige Durchbrüche 6a, 6b gebildet, die die Halterung des Leiterrahmens in einem Gehäuse verbessern. Durch diese Durchbrüche 6a, 6b können entsprechend geformte Zapfen eines Gehäusekörpers 80 geführt sein, die eine Verschiebung des Leiterrahmens innerhalb Gehäuses weitestgehend unterbinden. In the lead frame 1 , circular openings 6 a, 6 b are also formed, which improve the mounting of the lead frame in a housing. Correspondingly shaped pins of a housing body 80 can be guided through these openings 6 a, 6 b, which largely prevent displacement of the lead frame within the housing.
Ist der Gehäusekörper 80 beispielsweise zumindest teilweise durch Umhüllen des Leiterrahmens 1 mit einer Formmasse, beispielsweise vermittels eines Spritzguß- oder Spritzpreßgußverfahrens, gebildet, so füllt die Formmasse die Durchbrüche aus, wodurch die oben genannten Zapfen ausgebildet werden, die im festen Zustand für die zusätzliche Halterung des Leiterrahmens im Gehäuse sorgen. If the housing body 80 is, for example, at least partially formed by enveloping the lead frame 1 with a molding compound, for example by means of an injection molding or injection molding process, the molding compound fills the openings, whereby the abovementioned pins are formed, which are in the solid state for the additional holder of the lead frame in the housing.
Weiterhin weist der Anschlußstreifen 2b einen Vorsprung 9 auf, der eine zusätzliche Verankerung des Leiterrahmens im Gehäusekörper 80 ermöglicht und insbesondere dazu dient, eine Verbiegung des Anschlußstreifens 2b und/oder des angrenzenden Federelementes 3b aus der Leiterrahmenebene heraus zu verhindern. Dazu kann, wie im folgenden noch genauer beschrieben wird, zusätzlich oder alternativ auch ein Vorsprung 10 an einem Gehäuse dienen, der ebenfalls eine solche Verbiegung verhindert. Furthermore, the connecting strip 2 b has a projection 9 , which enables additional anchoring of the lead frame in the housing body 80 and in particular serves to prevent the connecting strip 2 b and / or the adjacent spring element 3 b from bending out of the lead frame level. For this purpose, as will be described in more detail below, additionally or alternatively, a projection 10 on a housing can also be used, which also prevents such bending.
In Fig. 2 ist eine schematische Aufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gehäuses für ein strahlungsemittierendes Bauelement gezeigt. In Fig. 2 a schematic plan view is shown of an embodiment of a housing according to the invention for a radiation-emitting component.
Ein Gehäusekörper 80 umfaßt hierbei einen betreffend die äußere Kontour weitgehend rotationssymmetrischen Gehäusegrundkörper 8 mit einem in der Abbildung kreisförmigen Umriß, in den ein Leiterrahmen 1 teilweise eingebettet ist. Der Leiterrahmen 1 ist, wie im vorigen Ausführungsbeispiel, eben und zweiteilig gebildet, wobei die beiden Leiterrahmenteile jeweils einen externen Anschlußstreifen 2a, 2b und ein daran anschließendes Federelement 3a, 3b, sowie ein Chipanschlußteil 14 bzw. ein Drahtanschlußteil 13 aufweisen. Chipanschlußteil 14 und Drahtanschlußteil 13 sind voneinander beabstandet in einem gemeinsamem Chipanschlußbereich 4 in dem Gehäuse angeordnet. A housing body 80 in this case comprises a housing base body 8 which is largely rotationally symmetrical with respect to the outer contour and has a circular outline in the illustration, in which a lead frame 1 is partially embedded. The lead frame 1 is, as in the previous embodiment, flat and in two parts, the two lead frame parts each having an external connection strip 2 a, 2 b and an adjoining spring element 3 a, 3 b, and a chip connection part 14 and a wire connection part 13 . Chip connection part 14 and wire connection part 13 are arranged spaced apart from one another in a common chip connection region 4 in the housing.
Weiterhin ist an den Anschlußstreifen 2a, 2b jeweils ein Vorsprung 9a, 9b geformt, der in den Gehäusegrundkörper 8 hineinragt und so eine Verbiegung des Leiterrahmens 1 senkrecht zur Leiterrahmenebene verhindert. Furthermore, a protrusion 9 a, 9 b is formed on the connection strips 2 a, 2 b, which protrudes into the basic housing body 8 and thus prevents bending of the lead frame 1 perpendicular to the lead frame plane.
Der Gehäusegrundkörper 8 besteht vorzugsweise aus einer Formmasse und ist durch Umhüllen des Leiterrahmens 1 mit dieser Formmasse, beispielsweise vermittels eines Spritzguß- oder Spritzpreßgußverfahrens hergestellt. Die Formmasse füllt dabei auch die Durchbrüche 6a, 6b und 6c in dem Leiterrahmen 1 aus, so daß eine mechanisch stabile Verankerung des Leiterrahmens 1 in dem Gehäusegrundkörper 8 gewährleistet ist. The housing base body 8 preferably consists of a molding compound and is produced by enveloping the lead frame 1 with this molding compound, for example by means of an injection molding or injection molding process. The molding compound also fills the openings 6 a, 6 b and 6 c in the lead frame 1 , so that a mechanically stable anchoring of the lead frame 1 in the basic housing body 8 is ensured.
Der Gehäusegrundkörper 8 weist ferner ein Strahlungsaustrittsfenster 12 in Form einer kegelstumpfartigen, sich in Richtung der Hauptabstrahlungsrichtung erweiternden Ausnehmung auf, in die das Chipanschlußteil 14 bzw. das Drahtanschlußteil 13 des Leiterrahmens hineinragen, das heißt, mit einer Oberfläche zumindest an den Innenraum der Ausnehmung grenzen, und insbesondere zumindest einen Teil der Bodenfläche des Strahlungsaustrittsfensters 12 bilden. Dazu ist in dem Strahlungsaustrittsfenster 12 eine gesonderte Aussparung 18 gebildet, deren Grundfläche den Chipanschlußbereich 4 bildet und die Montageebene für einen Chip bzw. eine Drahtverbindung definiert. The basic housing body 8 also has a radiation exit window 12 in the form of a truncated cone-shaped recess that widens in the direction of the main radiation direction, into which the chip connection part 14 or the wire connection part 13 of the lead frame protrude, that is to say with a surface bordering at least on the interior of the recess, and in particular form at least part of the bottom surface of the radiation exit window 12 . For this purpose, a separate recess 18 is formed in the radiation exit window 12 , the base area of which forms the chip connection region 4 and defines the mounting plane for a chip or a wire connection.
Die Seitenwand des Strahlunsaustrittsfensters, die die Bodenfläche der Ausnehmung mit der äußeren Fläche des Gehäusegrundkörpers 8 verbindet, ist derart ausgeführt, dass sie als Reflektorfläche für eine von dem Chip 16 abgestrahlte elektromagnetische Strahlung wirkt. Sie kann je nach gewünschtem Abstrahlverhalten eben oder konkav sein. The side wall of the radiation exit window, which connects the bottom surface of the recess to the outer surface of the basic housing body 8 , is designed such that it acts as a reflector surface for electromagnetic radiation emitted by the chip 16 . Depending on the desired radiation behavior, it can be flat or concave.
Die Seitenwand ist vorzugsweise derart ausgeführt, dass der Chip 16 mittig in der durch sie gebildeten Reflektorwanne angeordnet ist, und dass sie besonders bevorzugt im Wesentlichen bis an den Montagebereich für den Chip auf dem Leiterrahmen 1 herangeführt ist. Letzteres bedeutet, dass nur dieser Montagebereich alleine im Wesentlichen die gesamte Bodenfläche der kegelstumpfartigen Ausnehmung darstellt. Das heißt, dass die Bodenfläche bevorzugt nur so groß ist, wie für die Chipmontage nötig ist. Um dies weitestgehend zu erreichen, ist in der Seitenwand eine Aussparung 18 für eine Drahtverbindung 17 vom Drahtanschlußteil 13 zum Chip 16 vorgesehen (vgl. Fig. 4). The side wall is preferably designed in such a way that the chip 16 is arranged centrally in the reflector trough formed by it, and that it is particularly preferably essentially brought up to the mounting area for the chip on the lead frame 1 . The latter means that only this assembly area alone essentially represents the entire bottom surface of the frustoconical recess. This means that the floor area is preferably only as large as is necessary for chip assembly. In order to achieve this as far as possible, a recess 18 is provided in the side wall for a wire connection 17 from the wire connection part 13 to the chip 16 (cf. FIG. 4).
In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Gehäuses gezeigt. In Fig. 3a ist die Unteransicht, in Fig. 3b die Seitenansicht und in Fig. 3c die Aufsicht des Gehäuses dargestellt. In Fig. 3, another embodiment is shown of a housing according to the invention. The bottom view is shown in FIG. 3a, the side view in FIG. 3b and the top view in FIG. 3c.
Im Unterschied zu den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen sind umfangsseitig an dem Gehäuse Vorsprünge 10a, 10b und 10c angeordnet, die eine Verbiegung des Leiterrahmens 1 senkrecht zur Leiterrahmenebene verhindern (vgl. Fig. 3b und 3c). Das Gehäuse ist insbesondere für ein LED-Bauelement vorgesehen. Zur Markierung des Kathodenanschlusses des Leiterrahmens 1 weist das Gehäuse auf einer Seite eine Anschrägung 15 sowie zwei getrennte Gehäusevorsprünge 10a, 10c auf, während gegenüberliegend ein einziger breiterer Vorsprung 10b angeformt ist. In contrast to the previously described exemplary embodiments, projections 10 a, 10 b and 10 c are arranged on the circumferential side of the housing, which prevent the lead frame 1 from bending perpendicular to the lead frame level (cf. FIGS . 3b and 3c). The housing is particularly intended for an LED component. To mark the cathode connection of the lead frame 1 , the housing has a bevel 15 on one side and two separate housing projections 10 a, 10 c, while a single, wider projection 10 b is formed on the opposite side.
Die Vorsprünge 10a, 10b und 10c sind dabei so angeordnet, daß sie in der Aufsicht bzw. in der Unteransicht mit den Federelementen 3a, 3b überlappen und so eine vertikale Verbiegung der Federelemente behindern. The projections 10 a, 10 b and 10 c are arranged so that they overlap in the top view or in the bottom view with the spring elements 3 a, 3 b and thus hinder vertical bending of the spring elements.
In Fig. 4 ist perspektivisch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen strahlungsemittierenden Bauelements dargestellt. Das Gehäuse des Bauelements entspricht dem vorigen Ausführungsbeispiel. Auf dem von dem Chipanschlußteil 14 gebildeten Bereich der Grundfläche des Strahlungsaustrittfensters 12 ist ein strahlungsemittierender Chip 16, beispielsweise ein Halbleiterchip wie eine Halbleiter-LED oder ein Halbleiterlaser befestigt, beispielsweise aufgelötet oder mittels eines elektrisch leitfähigen Haftmittels aufgeklebt. In FIG. 4, an embodiment is shown of a radiation-emitting device according to the invention in perspective. The housing of the component corresponds to the previous embodiment. A radiation-emitting chip 16 , for example a semiconductor chip such as a semiconductor LED or a semiconductor laser, is fastened, for example soldered or glued on by means of an electrically conductive adhesive, to the area of the base area of the radiation exit window 12 formed by the chip connection part 14 .
Auf der von dem Leiterrahmen 1 abgewandten Vorderseite weist der Halbleiterchip 16 eine Kontaktfläche auf, von der aus eine Drahtverbindung 17 zu dem Drahtanschlußteil 13 geführt ist. Die schrägstehende Seitenfläche 11 des Strahlungsaustrittfensters 12 dient als Reflektor für eine von dem Halbleiterchip 16 zur Seite ausgesandte Strahlung. On the front side facing away from the lead frame 1 , the semiconductor chip 16 has a contact area from which a wire connection 17 is guided to the wire connection part 13 . The inclined side surface 11 of the radiation exit window 12 serves as a reflector for radiation emitted to the side by the semiconductor chip 16 .
In Fig. 5 ist eine Mehrfachanordnung erfindungsgemäßer Bauelemente gezeigt. In einem Träger 19, beispielsweise einer Platine, ist eine Mehrzahl von Durchbrüchen 20 gebildet. Weiterhin weist der Träger eine Abstrahlungsseite 21 auf. In FIG. 5, a multiple arrangement according to the invention components is shown. A plurality of openings 20 are formed in a carrier 19 , for example a circuit board. Furthermore, the carrier has a radiation side 21 .
Auf der der Abstrahlungsseite gegenüberliegenden Seite des Träger ist eine Mehrzahl erfindungsgemäßer strahlungsemittierender Bauelemente befestigt, wobei jeweils ein Teil des Gehäusekörpers 80 eines strahlungsemittierenden Bauelements gemäß Fig. 4 in einen der Durchbrüche 20 hineinragt und die Abstrahlungsrichtung 24 durch die Durchbrüche 20 hindurch verläuft. A plurality of radiation-emitting components according to the invention is fastened on the side of the carrier opposite the radiation side, a part of the housing body 80 of a radiation-emitting component according to FIG. 4 protruding into one of the openings 20 and the radiation direction 24 running through the openings 20 .
Die Anschlußstreifen 2a, 2b der jeweiligen Leiterrahmen der Bauelemente liegen auf der der Abstrahlungsseite 21 gegenüberliegenden Oberfläche des Trägers 19 auf. Zur Befestigung der Bauelemente können Klebeverbindungen oder Lötverbindungen dienen. Auf Grund des eben ausgebildeten Leiterrahmens, der insbesondere keine Biegungen aufweist, ist der Platzbedarf horizontal und vertikal deutlich geringer als bei Bauelementen nach dem Stand der Technik. Insbesondere ermöglicht die Erfindung eine teilweise versenkte Montage der Bauelemente. The connection strips 2 a, 2 b of the respective lead frames of the components lie on the surface of the carrier 19 opposite the radiation side 21 . Adhesive connections or soldered connections can be used to fasten the components. Due to the just-formed lead frame, which in particular has no bends, the space required horizontally and vertically is significantly less than in the case of components according to the prior art. In particular, the invention enables a partially recessed assembly of the components.
Auf Grund der als Federstreifen in dem Leiterrahmen ausgebildeten Federelemente 3a, 3b ist der Leiterrahmen ausreichend flexibel gebildet, um Verspannungen und Verformungen elastisch oder gegebenenfalls plastisch abzufangen, ohne daß schädliche Verspannungen auf das Gehäuse oder einen darin befindlichen strahlungsemittierenden Chip übertragen werden. Diese Montageanordnung ist insbesondere für dicht gepackte flache Anzeigemodule geeignet. Due to the spring elements 3 a, 3 b formed as a spring strip in the lead frame, the lead frame is sufficiently flexible to elastically or possibly plastically absorb tensions and deformations without harmful tensions being transmitted to the housing or a radiation-emitting chip located therein. This mounting arrangement is particularly suitable for tightly packed flat display modules.
Vorzugsweise ist der Träger oder zumindest die abstrahlungsseitige Oberfläche strahlungsabsorbierend, beispielsweise geschwärzt ausgeführt, so daß der Kontrast der einzelnen strahlungsemittierenden Bauelemente gegenüber der Umgebung erhöht wird. Dies ist insbesondere bei Mehrfachanordnungen vorteilhaft, die als Anzeigevorrichtung vorgesehen sind. Preferably the carrier or at least that Radiation-absorbing surface radiation-absorbing, for example blackened so that the contrast of each radiation-emitting components increased compared to the environment becomes. This is particularly the case with multiple arrangements advantageous, which are provided as a display device.
In Fig. 6 ist eine weitere Mehrfachanordnung erfindungsgemäßer Bauelemente gezeigt. Im Unterschied zur vorangehenden Mehrfachanordnung ist die in Fig. 6 gezeigte Mehrfachanordnung insbesondere als Hintergrundbeleuchtung, beispielsweise für eine Flüssigkristallanzeige, geeignet. A further multiple arrangement of components according to the invention is shown in FIG. 6. In contrast to the previous multiple arrangement, the multiple arrangement shown in FIG. 6 is particularly suitable as backlighting, for example for a liquid crystal display.
Auf einem Träger 19 sind wie im vorigen Ausführungsbeispiel erfindungsgemäße strahlungsemittierende Bauelemente teilweise versenkt montiert. Abstrahlungsseitig ist dem Träger bzw. den Bauelementen eine Streuplatte 22 nachgeordnet. Weiterhin ist der Träger 19 oder zumindest die abstrahlungsseitige Oberfläche des Trägers 19 vorzugsweise gleichmäßig diffus reflektierend, beispielsweise weiß ausgeführt. Dadurch wird eine weitgehend homogene Hinterleuchtung in äußerst flacher Bauweise ermöglicht. Der Streuplatte nachgeordnet ist beispielsweise eine zu beleuchtende LCD-Anzeige 23. As in the previous exemplary embodiment, radiation-emitting components according to the invention are partially recessed on a carrier 19 . On the radiation side, a scatter plate 22 is arranged downstream of the carrier or the components. Furthermore, the carrier 19 or at least the radiation-side surface of the carrier 19 is preferably designed to be uniformly diffusely reflecting, for example white. This enables largely homogeneous backlighting in an extremely flat design. Downstream of the diffusion plate is, for example, an LCD display 23 to be illuminated.
Der Träger kann sowohl, wie oben beschrieben, starr als auch flexibel, zum Beispiel in Form einer Kunststoff- oder Keramikfolie ausbildet sein, so dass ein Hinterleuchtungs- oder Anzeigemodul auf einfache Weise verschiedenen Formen angepaßt und vorteilhafterweise sogar an sich verändernde Flächen montiert werden kann. The carrier can be both rigid and rigid, as described above flexible, for example in the form of a plastic or Ceramic film forms, so that a backlight or Display module easily adapted to different shapes and advantageously even on changing surfaces can be assembled.
Die Erläuterung der Erfindung an Hand der gezeigten Ausführungsbeispiele ist selbstverständlich nicht als Beschränkung der Erfindung hierauf zu verstehen. Beispielsweise kann der Chip unmittelbar auf einer Chipmontagefläche des Gehäusegrundkörpers 8 montiert, zum Beispiel geklebt, sein und der Chip ausschließlich mittels Drahtverbindungen mit dem Leiterrahmen elektrisch verbunden sein. Der Chip kann ebenso auf einem separaten thermischen Anschluß montiert sein, der in den Gehäusekörper eingebettet ist, und wiederum mittels Drahtverbindungen elektrisch an den Leiterrahmen angeschlossen sein. All diese Ausführungsformen verlassen den Grundgedanken der vorliegenden Erfindung nicht. The explanation of the invention on the basis of the exemplary embodiments shown is of course not to be understood as restricting the invention thereto. For example, the chip can be mounted directly on a chip mounting surface of the housing base body 8 , for example glued, and the chip can be electrically connected to the lead frame exclusively by means of wire connections. The chip can also be mounted on a separate thermal connection, which is embedded in the housing body, and in turn can be electrically connected to the lead frame by means of wire connections. All these embodiments do not depart from the basic idea of the present invention.
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