DE102004040468A1 - Optoelektronisches Halbleiterbauelement und Gehäuse-Grundkörper für ein derartiges Bauelement - Google Patents

Optoelektronisches Halbleiterbauelement und Gehäuse-Grundkörper für ein derartiges Bauelement Download PDF

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Abstract

Optoelektronisches Halbleiterbauelement mit mindestens einem Strahlung (11) aussendenden Halbleiterchip (1), der in einer Ausnehmung (2) eines Gehäuse-Grundkörpers (3) angeordnet ist, wobei die Ausnehmung (2) seitlich von einer den Halbleiterchip (1) umlaufenden Wand (31) begrenzt ist und zumindest teilweise mit einer Umhüllungsmasse (4) gefüllt ist, die den Halbleiterchip (1) überdeckt und die für eine vom Halbleiterchip (1) ausgesandte elektromagnetische Strahlung gut durchlässig ist. Eine die Ausnehmung (2) begrenzende Innenseite (32) der Wand (31) ist derart ausgebildet, dass in Draufsicht auf die Vorderseite des Halbleiterbauelements eine den Halbleiterchip (1) vollständig ringartig umlaufende Teilfläche (33) der Innenseite (32) ausgebildet ist, die, gesehen von dem Strahlung aussendenden Halbleiterchip (1), im Schatten liegt und die vollständig umlaufend um den Halbleiterchip (1) zumindest teilweise von Umhüllungsmasse (4) bedeckt ist. Weiterhin ist ein Gehäuse-Grundkörper für ein solches Halbleiterbauelement angegeben.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein optoelektronisches Halbleiterbauelement, insbesondere auf ein elektromagnetische Strahlung aussendendes Halbleiterbauelement gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und auf einen Gehäuse-Grundkörper gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 19.
  • Sie bezieht sich insbesondere auf ein oberflächenmontierbares optoelektronisches Bauelement, insbesondere auf Leiterrahmen(Leadframe)-Basis, bei dem der Halbleiterchip in einer Ausnehmung eines Gehäuse-Grundkörpers angeordnet und dort befestigt ist. Der Gehäuse-Grundkörper ist vorzugsweise vorgefertigt, bevor der Halbleiterchip in die Ausnehmung montiert wird.
  • Solche Halbleiter-Bauelemente sind beispielsweise aus Siemens Components 29 (1991) Heft 4, Seiten 147 bis 149 bekannt. Herkömmlich werden als Umhüllungsmasse beispielsweise auf Epoxidharz basierende Vergußmaterialien verwendet. Derartige Vergußmaterialien sind aber oftmals anfällig gegenüber UV-Strahlung. Sie vergilben unter Einfluss von UV-Strahlung vergleichsweise schnell und reduzieren demzufolge die Lichtausbeute aus dem Bauelement.
  • Um die UV-Beständigkeit von strahlungsemittierenden optoelektronischen Halbleiterbauelementen zu verbessern ist die Verwendung von Umhüllungsmassen auf Basis von Silikonharz oder aus Silikonharz vorgeschlagen. Derartige Umhüllungsmassen vergilben unter Einfluss von kurzwelliger Strahlung nicht oder hinreichend langsam.
  • Solche Umhüllungsmassen bringen aber die Schwierigkeit mit sich, dass sie mit den herkömmlich verwendeten Materialien für den Gehäuse-Grundkörper (beispielsweise ein Thermoplastmaterial auf Basis von Polyphtalamid) insbesondere bei UV-Exposition für eine Reihe von Anwendungen keine hinreichend alterungsstabile Bindung eingehen, wie es beispielsweise Epoxidharz tut. Deshalb besteht bei der Verwendung einer solchen Umhüllungsmasse in herkömmlichen Gehäusebauformen, wie sie beispielsweise in Siemens Components 29 (1991) Heft 4, Seiten 147 bis 149 beschrieben sind, eine erhöhte Gefahr, dass zwischen Gehäuse-Grundkörper und Umhüllungsmasse Delamination auftritt, die am oberen Rand der Ausnehmung startet und sich in die Ausnehmung hinein fortpflanzt. Zudem kann es im schlimmsten Fall zur völligen Ablösung der Chipumhüllung aus dem Gehäuse-Grundkörper kommen.
    •
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Halbleiterbauelement bzw. einen Gehäuse-Grundkörper der eingangs genannten Art, insbesondere ein oberflächenmontierbares Halbleiterbauelement bzw. einen oberflächemontierbaren Gehäuse-Grundkörper der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei dem die Gefahr einer Delamination, insbesondere einer vollständigen Delamination zwischen Umhüllungsmasse und Gehäuse-Grundkörper verringert ist. Es soll insbesondere ein Gehäuse-Grundkörper bereitgestellt werden, der für stark miniaturisierte optoelektronische Gehäuse-Bauformen, insbesondere für stark miniaturisierte Leuchtdioden- und Photodioden-Bauformen, geeignet ist.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Halbleiterbauelement mit den Merkmalen des Patenanspruches 1 beziehungsweise durch einen Gehäuse-Grundkörper mit den Merkmalen des Patentanspruches 19 gelöst.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen des Halbleiterbauelements bzw. des Gehäuse-Grundkörpers sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 18 und 20 bis 30.
  • Vorliegend ist unter der Vorderseite des Halbleiterbauelements bzw. des Gehäusegrundkörpers immer diejenige äußere Oberfläche zu verstehen, die in Draufsicht auf das Halbleiterbauelement aus dessen Abstrahlrichtung zu sehen ist, von der aus folglich die Ausnehmung in den Gehäuse-Grundkörper eindringt und durch die demzufolge vom Halbleiterchip erzeugte elektromagnetische Strahlung emittiert wird.
  • Bei einem Halbleiterbauelement gemäß der Erfindung ist eine die Ausnehmung begrenzende Wand derart gestaltet, dass an ihr in Draufsicht auf die Vorderseite des Halbleiterbauelements
    • i) um den Halbleiterchip herum angeordnet mehrere abgeschatteten Teilflächen ausgebildet sind oder
    • ii) mindestens eine den Halbleiterchip zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig umlaufende abgeschattete Teilfläche ausgebildet ist.
  • „Abgeschattet" bedeutet vorliegend insbesondere, dass die betreffende(n) Teilfläche(n) von im Wesentlichen jedem Punkt eines Strahlung emittierenden Bereiches des Strahlung aussendenden Halbleiterchips gesehen im Schatten liegt (liegen) und die zumindest teilweise von Umhüllungsmasse bedeckt ist (sind) und von der (denen) aus sich die Umhüllungsmasse zum Halbleiterchip hin erstreckt und diesen überdeckt.
  • Bei einem besonders bevorzugten Halbleiterbauelement beziehungsweise einem besonders bevorzugten Gehäuse-Grundkörper gemäß der Erfindung ist eine die Ausnehmung begrenzende Wand derart gestaltet, dass an ihr in Draufsicht auf die Vorderseite des Halbleiterbauelements eine den Halbleiterchip vollständig ringartig umlaufende abgeschattete Teilfläche ausgebildet ist, die insbesondere von im Wesentlichen jedem Punkt eines Strahlung emittierenden Bereiches des Strahlung aussendenden Halbleiterchips gesehen im Schatten liegt und die vollständig um den Halbleiterchip herum zumindest teilweise von Umhüllungsmasse bedeckt ist und von der aus sich die Umhüllungsmasse zum Halbleiterchip hin erstreckt und diesen ü berdeckt.
  • Die abgeschattete Teilfläche verläuft besonders bevorzugt von der Bauelement-Vorderseite in Richtung Halbleiterchip durchweg trichterartig, wobei sie die Ausnehmung in Richtung zum Halbleiterchip hin verjüngt.
  • Die abgeschattete Teilfläche ist besonders bevorzugt am oberen Rand der Wand angeordnet, derart, dass die Dreiphasen-Grenzlinie von Luft/Umhüllungsmasse/Gehäuse-Grundkörper vollständig auf der abgeschatteten Teilfläche verläuft und damit nicht oder nur in hinreichend verringertem Maße (beispielsweise aufgrund von Reflexionen an der Vorderseite der Umhüllung) mit einer vom Halbleiterchip herrührenden an dieser Stelle unerwünschten Strahlung beaufschlagt wird.
  • Bevorzugt ist die mindestens eine abgeschattete Teilfläche am Rand der Ausnehmung zur Vorderseite des Gehäuse-Grundkörpers hin ausgebildet, insbesondere an der vorderseitigen Stirnseite der Wand, oder stellt selbst die vorderseitige Stirnseite der Wand dar. Dies ermöglicht vorteilhafterweise eine äußerst platzsparende Realisierung der abgeschatteten Teilfläche und damit des gesamten Bauelements, ohne dass die (reflektierende) Ausnehmung im Vergleich zu herkömmlichen Bauelementen ohne UV-Problematik und Expoxidumhüllung verkleinert werden muß.
  • Die mindestens eine abgeschattete Teilfläche kann vorteilhafterweise technisch besonders einfach mittels mindestens einer, ggf. aus Platzgründen vorzugsweise mittels einer einzigen Fase am vorderseitigen Rand der Wand ausgebildet sein, die zur Ausnehmung hin geneigt ist. Der vorderseitige Rand der Ausnehmung ist hier somit trichterartig zum Halbleiterchip hin ausgebildet. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Stirnseite der Wand zumindest teilweise über ihre gesamte Breite trichterartig ausgebildet und damit zumindest zum Teil als Bestandteil der Ausnehmung zu betrachten.
  • Eine durchweg trichterartig ausgebildete abgeschattete Teilfläche, wie sie durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung des Gehäuse-Grundkörpers möglich ist, bringt die besonderen Vorteile mit sich, dass sie gut mit der Umhüllungsmasse füllbar ist und dass ein als Reflektor dienender Bereich der Ausnehmung gegenüber herkömmlichen von der Bauform her gleichartigen Bauelementen aufgrund der erfindungsgemäßen Geometrie der Ausnehmung nicht verkleinert ist.
  • Bei einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung ist die abgeschattete Teilfläche mittels mindestens einer, ggf. aus Platzgründen vorzugsweise mittels einer einzigen im Querschnitt konkaven Abschrägung der Wand an deren vorderseitigem Rand ausgebildet. Mittels dieser Ausgestaltung kann auch bei einem Gehäuse-Grundkörper mit einer größeren Ausnehmung und flach auf die Wand treffender Strahlung eine abgeschattete Teilfläche erzielt werden.
  • Ein Gehäuse-Grundkörper gemäß der Erfindung wird besonders bevorzugt bei Halbleiterbauelementen eingesetzt, die mit einem Halbleiterchip versehen sind, der zumindest teilweise UV-Strahlung emittiert, wie beispielsweise ein blaues Licht oder UV-Strahlung emittierender, auf Nitrid-Verbindungshalbleitermaterial basierender Leuchtdiodenchip, wie er beispielsweise in der WO 01/39282 A2 beschrieben ist und von daher an dieser Stelle nicht näher erläutert wird.
  • „Auf Nitrid-Verbindungshalbleitern basierend" bedeutet im vorliegenden Zusammenhang, dass die strahlungserzeugende Epitaxie-Schichtenfolge oder zumindest ein Teil davon ein Nitrid-III/V-Verbindungshalbleitermaterial, vorzugsweise AlnGamIn1-n-mN umfasst, wobei 0 ≤ n ≤ 1, 0 ≤ m ≤ 1 und n + m ≤ 1. Dabei muss dieses Material nicht zwingend eine mathematisch exakte Zusammensetzung nach obiger Formel aufweisen. Vielmehr kann es ein oder mehrere Dotierstoffe sowie zusätzliche Bestandteile aufweisen, die die charakteristischen physikalischen Eigenschaften eines des AlnGamIn1-n-mN-Materials im We sentlichen nicht ändern. Der Einfachheit halber beinhaltet obige Formel jedoch nur die wesentlichen Bestandteile des Kristallgitters (Al, Ga; In, N), auch wenn diese teilweise durch geringe Mengen weiterer Stoffe ersetzt sein können.
  • Die Umhüllungsmasse basiert vorzugsweise auf Silikonmaterial und ist insbesondere ein Silikonharz. Eine gelartige Konsistenz der Umhüllungsmasse kann die Verringerung der Delaminationsgefahr weiterhin unterstützen.
  • Hinsichtlich einer weiteren Verringerung der Delaminationsgefahr können Verankerungselemente von Vorteil sein, die an, vorzugsweise auf der (den) abgeschatteten Teilfläche(n) der Innenseite ausgebildet sind und die ausgehend von der abgeschatteten Teilfläche oder von der übrigen Innenseite der Ausnehmung in die Umhüllungsmasse ragen. Diese Verankerungselmente sind bevorzugt gleichmäßig auf der abgeschatteten Teilfläche verteilt, das heißt mit im Wesentlichen gleichen Abständen untereinander, angeordnet.
  • Als Verankerungselemente eignen sich von der abgeschatteten Teilfläche herausragende Verankerungsnasen, -noppen oder -rippen. Die Verankerungselmente sind besonders bevorzugt vollständig von der Umhüllungsmasse überdeckt, das heißt überspannt. Dazu ist der Füllstand der Umhüllungsmasse innerhalb der Ausnehmung insbesondere so hoch, dass die Umhüllungsmasse die Verankerungselemente vollständig abdeckt. Dies wirkt wiederum der Delamination entgegen und erleichtert auch die Weiterverarbeitung der Bauelement mittels herkömmlicher Pick-and-Place-Vorrichtungen.
  • Derartige Verankerungselemente können vorteilhafterweise weiterhin dazu beitragen, dass sich ein in flüssigem Zustand in die Ausnehmung eingefülltes Umhüllungsmaterial, wie Silikonharz, aufgrund der durch die Kapillarität des Umhüllungsmaterials hervorgerufenen Kräfte an den Verankerungselementen entlang hochzieht, wodurch die Benetzung der abgeschattete(n) Teilfläche(n) und des oberen Randes der Ausnehmung unterstützt wird.
  • Die oben genannte Aufgabe wird demnach insbesondere durch ein Halbleiterbauelement gelöst, bei dem die Umhüllungsmasse auf mindestens einer abgeschatteten Teilfläche am äußeren Rand der Ausnehmung des Gehäuse-Grundkörpers, die von der vom Halbleiterchip ausgesandten Strahlung zumindest zu einem wesentlichen Teil abgeschattet ist, einen Dichtstreifen ausbildet, der folglich gegenüber der Strahlung des Chips weitestgehend abgeschattet ist. Besonders bevorzugt bildet die Umhüllungsmasse auf einer ringartig vollständig um den Halbleiterchip umlaufenden abgeschatteten Teilfläche einen durchgängigen abgeschatteten Dichtring aus.
  • Vorzugsweise ist der übrige Teil der Ausnehmung als Reflektor für die vom Halbleiterchip ausgesandte Strahlung ausgebildet.
  • Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist der Gehäuse-Grundkörper an einen metallischen Leiterrahmen (Leadframe) aus einer Kunststoff-Formmasse angeformt, insbesondere mittels eines Spritz- und/oder Press-Verfahrens.
  • In die Umhüllungsmasse kann Leuchtstoffmaterial eingemischt sein, das einen Teil der vom Halbleiterchip emittierten Strahlung absorbiert und Strahlung mit im Vergleich zur absorbierten Strahlung geänderter Wellenlänge emittiert. Ebenso kann der Halbleiterchip mit einer Leuchtstoffmaterial enthaltenden Mantelschicht versehen sein. Dadurch können auf einfache Weise Leuchtdiodenbauelemente hergestellt werden, die in der Lage sind, mischfarbiges Licht oder farbangepaßtes Licht auszusenden. Geeignete Leuchtstoffmaterialien sind beispielsweise in der WO 97/50132 und in der WO 98/12757 Al beschrieben, deren Offenbarungsgehalt hiermit insofern durch Rückbezug aufgenommen wird.
  • Bevorzugt ist die äußerste Kante des oberen Randes der Ausnehmung bzw. der abgeschatteten Teilfläche weitestgehend glatt, das heißt ohne Riefen, Vertiefungen, Lunker oder ähnlichem. Dies mindert vorteilhafterweise die Gefahr des Überlaufens der Umhüllungsmasse beim Füllen der Ausnehmung. Die Verankerungselemente gehen vorzugsweise ggf. nicht bis zum äußeren Rand der Ausnehmung, um eine glatte Kante sicherzustellen.
  • Das vorangehend zu erfindungsgemäßen Bauelementen gesagte gilt analog für erfindungsgemäße Gehäuse-Grundkörper.
  • Ein Bauelement-Gehäuse (Gehäusegrundkörper + Umhüllungsmasse) gemäß der Erfindung läßt sich nicht nur mit Vorteil bei strahlungsemittierenden Bauelementen, deren Halbleiterchip insbesondere zumindest teilweise UV-Strahlung emittiert, einsetzen, sondern läßt sich auch mit Vorteil (z. B. erhöhte Hitzebeständigkeit) bei strahlungsdetektierenden Bauelementen wie Photodioden- und Phototransistor-Bauelemente einsetzen.
  • Ein gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildetes Bauelement-Gehäuse (Gehäusegrundkörper + Umhüllungsmasse) ermöglicht es, Bauformen mit vergleichsweise sehr geringen Abmessungen zu realisieren, weil die Ausnehmung erst am vorderseitigen Ende des Gehäuse-Grundkörpers, das heißt unmittelbar am Übergang von der Innenwand der Ausnehmung zur äußeren Vorderseite des Gehäuse-Grundkörpers die im Schatten liegende(n) Teilfläche(n) aufweist.
  • Ein weiterer besonderer Vorteil besteht darin, dass die „Dreiphasen"-Grenzlinie Gehäuse-Grundkörper/Umhüllungsmasse/Luft (oder andere umgebende Atmosphäre) keiner oder nur einer deutlich verringerten Strahlung des Halbleiterchips ausgesetzt ist.
    •
  • Weitere Vorteile und vorteilhafte Weiterbildungen des Bauelements bzw. des Gehäuse-Grundkörpers ergeben sich aus den im Folgenden unter Bezugnahme auf die 1 bis 6 beschriebenen Ausführungsbeispielen. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung einer Schnittansicht durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bauelements,
  • 2 eine schematische Darstellung einer Schnittansicht durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bauelements,
  • 3 eine schematische Darstellung einer Schnittansicht durch ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bauelements,
  • 4 eine schematische Darstellung einer weiteren Schnittansicht durch das zweite Ausführungsbeispiel,
  • 5 eine schematische Darstellung einer perspektivischen Draufsicht auf den Gehäuse-Grundkörper des ersten Ausführungsbeispieles,
  • 6 eine schematische Darstellung einer perspektivischen Draufsicht auf den Gehäuse-Grundkörper des dritten Ausführungsbeispieles.
  • In den Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Bestandteile der Ausführungsbeispiele jeweils gleich bezeichnet und mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren sind grundsätzlich nicht als maßstabsgerechte Darstellungen von realen Vorrichtungen gemäß der Erfindung anzusehen. Vielmehr können einzelne Bestandteile der Ausführungsbeispiele in den Figuren zum besseren Verständnis übertrieben groß oder in nicht der Realität entsprechenden Größenverhältnissen untereinander dargestellt sein.
  • Bei den in den Figuren schematisch dargestellten Bauelementen bzw. Gehäuse-Grundkörpern handelt es sich jeweils um ein oberflächenmontierbares sogenanntes Sidelooker-Leuchtdiodenbauelement bzw. einen oberflächenmontierbaren Gehäuse-Grundkörper 3 für ein solches Leuchtdiodenbauelement mit einem gegebenenfalls unter anderem UV-Strahlung emittierenden Leuchtdiodenchip 1, beispielsweise einen auf InGaN basierenden sichtbares blaues Licht emittierenden Leuchtdiodenchip, der gewollt oder nicht gewollt zusätzlich UV-Strahlung emittiert. Ein solcher Leuchtdiodenchip ist beispielsweise in der WO 01/39282 A2 beschrieben und wird von daher an dieser Stelle nicht näher erläutert.
  • Die in diesem Zusammenhang erläuterten Bauelement-Gehäuse und Gehäuse-Grundkörper eignen sich grundsätzlich auch für die Anwendung bei andersartigen Leuchtdiodenchips, ebenso wie für IR-emittierende Bauelemente, die insbesondere für Hochtemperaturanwendungen vorgesehen sind.
  • Der Leuchtdiodenchip 1 ist in einem Chipbereich (angedeutet durch die in den 1 bis 4 gestrichelt umrandeten Bereiche 21) des Gehäuse-Grundkörpers 3 auf einem elektrischen Chipanschlußteil eines metallischen Leiterrahmens (Leadframe) 6 montiert und über einen Bonddraht 5 mit einem Drahtanschlußbereich eines vom Chipanschlußteil 62 elektrisch getrennten elektrischen Drahtanschlußteiles 61 des Leiterrahmens 6 verbunden.
  • Andersartig kontaktierte Leuchtdiodenchips, wie beispielsweise Flip-Chip-montierte Leuchtdiodenchips, bei denen Anoden- und Katodenkontakt auf einer Seite des Chips angeordnet und zum Leiterrahmen hin gewandt sind, sind vorliegend ebenso einsetzbar. Lediglich die Montagetechnik ist hierbei anzupassen.
  • Am Leiterrahmen 6 befindet sich ein beispielsweise aus Thermoplast-Kunststoff (z. B. eine mit Titanoxid oder Silizium oxid und/oder Glasfasern gefüllte auf Polyphtalamid basierte Pressmasse) spritzgegossener oder spritzgepresster Gehäuse-Grundkörper 3 mit einer Ausnehmung 2. In der Ausnehmung 2 befindet sich der Leuchtdiodenchip 1, der beispielsweise mittels eines Leitklebers auf dem Chipanschlußteil 62 elektrisch leitend befestigt ist.
  • Die Ausnehmung 2 ist seitlich von einer den Halbleiterchip 1 umlaufenden Wand 31 begrenzt und zumindest teilweise mit einer Umhüllungsmasse 4 auf Basis von Silikonharz gefüllt, die den Halbleiterchip 1 überdeckt und die für eine vom Halbleiterchip 1 ausgesandte elektromagnetische Strahlung gut durchlässig ist.
  • Die Umhüllungsmasse 4 umfaßtbeispielsweise ein strahlungsdurchlässiges, zum Beispiel klares, gelartiges Vergußmaterial auf Silikonbasis, dem ein Leuchtstoffpulver 7, beispielsweise ein auf YAG:Ce, auf TbAG:Ce oder auf TbYAG:Ce basierendes Leuchtstoffpulver beigemischt ist. Solche Leuchtstoffe sind beispielsweise aus der WO 98/12757 und aus der WO 01/08452 bekannt, deren Offenbarungsgehalt insofern hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
  • Bei Bauelementen, die ausschließlich originäre Strahlung des Leuchtdiodenchips 1 aussenden sollen, kann die Umhüllungsmasse 4 ein klares, gelartiges Vergußmaterial auf Silikonbasis sein. Alternativ kann dieses mit Diffusorpartikeln versehen und von diesem eingetrübt sein.
  • Eine die Ausnehmung 2 begrenzende Innenseite 32 weist am vorderseitigen Ende der Wand 31 eine zum Innern der Ausnehmung 2 hin nach unten, das heißt zum Halbleiterchip 1 hin geneigte und die Ausnehmung vollständig umlaufende Fase 331 auf. Diese Fase 331 erzeugt eine in Draufsicht auf die Vorderseite des Halbleiterbauelements gesehen den Halbleiterchip 1 vollständig ringartig umlaufende abgeschattete Teilfläche 33, die von allen vorderseitigen Punkten des Halbleiterchips 1 aus gese hen vollständig im Schatten liegt und die vollständig umlaufend um den Halbleiterchip 1 zumindest teilweise von Umhüllungsmasse 4 bedeckt ist. Der vorderseitige Rand der Ausnehmung ist trichterartig ausgebildet. Die abgeschattete Teilfläche ist gleichzeitig die vorderseitige Stirnseite der Wand 31.
  • Das zweite Ausführungsbeispiel gemäß den 2 und 4 unterscheidet sich von dem vorangehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel insbesondere dadurch, dass die ringartig umlaufende abgeschattete Teilfläche 33 der Innenseite 32 mittels einer im Querschnitt konkaven Abschrägung 332 der vorderseitigen Stirnseite der Wand 31 ausgebildet ist.
  • Das dritte Ausführungsbeispiel gemäß den 2 und 6 unterscheidet sich von dem vorangehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel insbesondere dadurch, dass an der ringartig umlaufenden abgeschatteten Teilfläche 33 eine Mehrzahl von Verankerungselementen 24, hier in Form von Verankerungsnoppen, gleichmäßig um die Ausnehmung 2 herum verteilt ausgebildet sind. Diese Verankerungsnoppen ragen ausgehend von der abgeschatteten Teilfläche 33 in die Umhüllungsmasse 4 hinein, durchdringen diese aber nicht, das heißt, sie sind von der Umhüllungsmasse 4 vollständig überdeckt. Gesehen vom Halbleiterchip 1 ist die Umhüllungsmasse auf der abgeschatteten Teilfläche 33 hinter den Verankerungselmenten 24 durchgehend umlaufend.
  • Für alle Ausführungsbeispiele sind der Gehäuse-Grundkörper 3 zusammen mit den Verankerungselementen 24 vorzugsweise einstückig ausgebildet und vorzugsweise in einem einzigen Spritzguß- oder Spritzpressvorgang gefertigt.
  • Den Ausführungsbeispielen entsprechende Gehäusegrundkörper und Umhüllungsmassen können auch für strahlungsempfangende Halbleiterchips, wie Photodiodenchips, eingesetzt werden. An die Stelle des Leuchtdiodenchips 1 kann dann ein Photodioden chip treten. Ebenso eignet sich die erfindungsgemäße Bauform für den Einsatz bei Laserdiodenbauelementen, Detektorbauelementen und für Hochtemperaturanwendungen.
  • Die Erläuterung der erfindungsgemäßen technischen Lehre anhand der Ausführungsbeispiele ist selbstverständlich nicht als Beschränkung der Erfindung auf diese zu verstehen. Vielmehr nutzen beispielsweise sämtliche Bauelemente und Gehäuse-Grundkörper, die eine Ausnehmung zur Aufnahme eines Halbleiterchips und eine am vorderseitigen Rand der Ausnehmung umlaufende Fase oder ähnliches aufweisen, die von der Strahlung des Halbleiterchips abgeschattet ist, die erfindungsgemäße technische Lehre.

Claims (30)

  1. Optoelektronisches Halbleiterbauelement mit mindestens einem Strahlung (11) aussendenden Halbleiterchip (1), der in einer Ausnehmung (2) eines Gehäuse-Grundkörpers (3) angeordnet ist, wobei die Ausnehmung (2) seitlich von einer Innenseite (32) einer den Halbleiterchip (1) umlaufenden Wand (31) begrenzt ist und zumindest teilweise mit einer Umhüllungsmasse (4) gefüllt ist, die den Halbleiterchip (1) überdeckt und die für eine vom Halbleiterchip (1) ausgesandte elektromagnetische Strahlung gut durchlässig ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseite (32) der Wand (31) derart ausgebildet ist, dass sie in Draufsicht auf die Vorderseite des Halbleiterbauelements gesehen mindestens eine Teilfläche (33) aufweist, die gesehen von dem Strahlung aussendenden Halbleiterchip (1) im Schatten liegt und die zumindest teilweise von Umhüllungsmasse (4) bedeckt ist und von der aus sich die Umhüllungsmasse (4) zum Halbleiterchip (1) hin erstreckt und diesen überdeckt.
  2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseite (32) der Wand (31) derart ausgebildet ist, dass sie in Draufsicht auf die Vorderseite des Halbleiterbauelements gesehen um den Halbleiterchip herum angeordnet mehrere Teilflächen (33) aufweist, die gesehen von dem Strahlung aussendenden Halbleiterchip (1) im Schatten liegt und die zumindest teilweise von Umhüllungsmasse (4) bedeckt sind und von denen aus sich die Umhüllungsmasse (4) zum Halbleiterchip (1) hin erstreckt und diesen überdeckt.
  3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseite (32) der Wand (31) derart ausgebildet ist, dass sie in Draufsicht auf die Vorderseite des Halbleiterbauelements gesehen eine den Halbleiterchip (1) vollständig ringartig umlaufende Teilfläche (33) aufweist, die gesehen von dem Strahlung aussendenden Halbleiterchip (1) im Schatten liegt und die vollständig umlaufend um den Halbleiterchip (1) zumindest teilweise von Umhüllungsmasse (4) bedeckt ist.
  4. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Teilfläche (33) der Innenseite (32) an deren Rand zur Vorderseite des Gehäuse-Grundkörpers (3) hin ausgebildet ist.
  5. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Teilfläche (33) der Innenseite (32) die Vorderseite des Gehäuse-Grundkörpers (3) ist.
  6. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Teilfläche (33) der Innenseite (32) mittels mindestens einer Fase (331) am vorderseitigen Rand der Wand (31) ausgebildet ist.
  7. Halbleiterbauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Teilfläche (33) der Innenseite (32) mittels mindestens einer im Querschnitt konkaven Abschrägung (332) der Wand (31) an deren vorderseitigem Rand ausgebildet ist.
  8. Halbleiterbauelement nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterchip (1) ein Material aufweist, das geeignet ist, zumindest teilweise UV-Strahlung zu emittieren.
  9. Halbleiterbauelement nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllungsmasse (4) ein auf Silikon basierendes Material, insbesondere Silikonharz enthält.
  10. Halbleiterbauelement nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllungsmasse (4) eine gelartige Konsistenz aufweist.
  11. Halbleiterbauelement nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der mindestens einen Teilfläche (33) der Innenseite (32) mindestens ein Verankerungselement (24) ausgebildet ist, das in die Umhüllungsmasse (4) ragt.
  12. Halbleiterbauelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass an der mindestens einen Teilfläche (33) der Innenseite (32) verteilt, insbesondere gleichmäßig um die Ausnehmung (2) verteilt, mehrere Verankerungselemente (24) angeordnet sind, die ausgehend von der Teilfläche (33) in die Umhüllungsmasse (4) ragen.
  13. Halbleiterbauelement nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das (die) Verankerungselement(e) als aus der mindestens einen Teilfläche (33) der Innenseite (32) herausragende Verankerungsnase(n), -noppe(n) oder -rippe(n) ausgebildet ist (sind) und die Umhüllungsmasse (4) das (die) Verankerungselement(e) überspannt.
  14. Halbleiterbauelement nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllungsmasse (4) auf der mindestens einen Teilfläche (33) der Innenseite (32) einen durchgängigen Dichtring um die Ausnehmung (2) ausbildet.
  15. Halbleiterbauelement nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (2) als Reflektor für die vom Halbleiterchip ausgesandte Strahlung ausgebildet ist.
  16. Halbleiterbauelement nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuse-Grundkörper (3) an einem metallischen Leiterrahmen (6) einstückig aus einer Kunststoff-Formmasse, insbesondere mittels Spritzen oder Pressen vorgefertigt ist.
  17. Halbleiterbauelement nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllungsmasse (4) mindestens ein Leuchtstoffmaterial enthält, das geeignet ist, einen Teil der vom Halbleiterchip emittierten Strahlung zu absorbieren und Strahlung mit im Vergleich zur absorbierten Strahlung geänderter Wellenlänge zu emittieren.
  18. Halbleiterbauelement nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Halbleiterchip mindestens ein Leuchtstoffmaterial aufweist, das geeignet ist, einen Teil der vom Halbleiterchip emittierten Strahlung zu absorbieren und Strahlung mit im Vergleich zur absorbierten Strahlung geänderter Wellenlänge zu emittieren.
  19. Gehäuse-Grundkörper für mindestens einen Halbleiterchip (1), insbesondere für ein Strahlung aussendendes Halbleiterbauelement mit mindestens einem Strahlung (11) aussendenden Halbleiterchip (1), der eine Ausnehmung (2) zur Aufnahme ei nes Halbleiterchips (1) aufweist, in der sich ein Chipbereich (21) befindet und die seitlich von einer Innenseite (32) einer den Chipbereich (21) umlaufenden Wand (31) begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseite (32) der Wand (31) derart ausgebildet ist, dass sie in Draufsicht auf eine Vorderseite des Gehäuse-Grundkörpers gesehen mindestens eine Teilfläche (33) aufweist, die gesehen von dem Chipbereich (21) im Schatten liegt, und dass sie mit einer zur zumindest teilweisen Umhüllung des Halbleiterchips (1) vorgesehenen Umhüllungsmasse derart füllbar ist, dass sich diese ausgehend von der Teilfläche (33) zum Halbleiterchip (1) hin erstreckt und diesen überdeckt.
  20. Gehäuse-Grundkörper nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseite (32) der Wand (31) derart ausgebildet ist, dass sie in Draufsicht auf eine Vorderseite des Gehäuse-Grundkörpers gesehen um den Chipbereich (21) herum angeordnet mehrere Teilflächen (33) aufweist, die gesehen von dem Chipbereich (21) im Schatten liegen, und dass sie mit einer zur zumindest teilweisen Umhüllung des Halbleiterchips (1) vorgesehenen Umhüllungsmasse derart füllbar ist, dass sich diese ausgehend von den Teilflächen (33) zum Halbleiterchip (1) hin erstreckt und diesen überdeckt.
  21. Gehäuse-Grundkörper nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseite (32) der Wand (31) derart ausgebildet ist, dass sie in Draufsicht auf die Vorderseite des Gehäuse-Grundkörpers gesehen eine den Chipbereich (21) vollständig ringartig umlaufende Teilfläche (33) aufweist, die gesehen von dem Chipbereich (21) im Schatten liegt, und dass sie mit einer zur zumindest teilweisen Umhüllung des Halbleiterchips (1) vorgesehenen Umhüllungsmasse derart füllbar ist, dass sich diese ausgehend von der Teilfläche (33) zum Halbleiter chip (1) hin erstreckt und diesen überdeckt.
  22. Gehäuse-Grundkörper nach einem der Anspruch 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet; dass die mindestens eine Teilfläche (33) der Innenseite (32) an derer Rand zur Vorderseite des Gehäuse-Grundkörpers (3) hin ausgebildet ist.
  23. Gehäuse-Grundkörper nach einem der Anspruch 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Teilfläche (33) der Innenseite (32) die Vorderseite des Gehäuse-Grundkörpers (3) ist.
  24. Gehäuse-Grundkörper nach einem der Anspruch 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Teilfläche (33) der Innenseite (32) mittels mindestens einer Fase (331) am vorderseitigen Ende der Wand (31) ausgebildet ist.
  25. Gehäuse-Grundkörper nach Anspruch 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Teilfläche (33) der Innenseite (32) mittels mindestens einer im Querschnitt konkaven Abschrägung (332) der Wand (31) an deren vorderseitigem Ende ausgebildet ist.
  26. Gehäuse-Grundkörper nach mindestens einem der Ansprüche 19 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass an der mindestens einen Teilfläche (33) der Innenseite (32) mindestens ein Verankerungselement (24) für die Umhüllungsmasse (4) ausgebildet ist.
  27. Gehäuse-Grundkörper nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass an der mindestens einen Teilfläche (33) der Innenseite (32) verteilt, insbesondere gleichmäßig um die Ausnehmung (2) ver teilt, mehrere Verankerungselemente (24) für die Umhüllungsmasse (4) angeordnet sind.
  28. Gehäuse-Grundkörper nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (2) derart ausgebildet ist, dass die Umhüllungsmasse (4) auf der mindestens einen Teilfläche (33) der Innenseite (32) von innerhalb gesehen außerhalb der Verankerungselemente (24) einen durchgängigen Dichtring um die Ausnehmung (2) ausbilden kann.
  29. Gehäuse-Grundkörper nach mindestens einem der Ansprüche 19 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (2) als Reflektor ausgebildet ist.
  30. Gehäuse-Grundkörper nach mindestens einem der Ansprüche 19 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäuse-Grundkörper (3) an einem metallischen Leiterrahmen (6) mittels Spritzen oder Pressen vorgefertigt ist.
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