REFLEKTORWANNE FÜR EIN OPTOELEKTRONISCHES HALBLEITERBAUTEIL

Es wird ein optoelektronisches Halbleiterbauteil angegeben.

Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein optoelektronisches Halbleiterbauteil anzugeben, das eine räumliche enge

Abstrahlcharakteristik aufzeigt.

Diese Aufgabe wird unter anderem durch ein optoelektronisches Halbleiterbauteil mit den Merkmalen des unabhängigen

Patentanspruchs gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind

Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das

Halbleiterbauteil einen Leiterrahmen auf. Der Leiterrahmen ist zu einer elektrischen Kontaktierung des

Halbleiterbauteils eingerichtet. Beispielsweise ist der

Leiterrahmen aus einem blechernen Halbzeug geformt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der Leiterrahmen des Halbleiterbauteils zwei oder mehr als zwei

Leiterrahmenteile auf. In dem Halbleiterbauteil sind die Leiterrahmenteile elektrisch nicht unmittelbar miteinander verbunden, sodass kein Kurzschluss zwischen den

Leiterrahmenteilen besteht.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform beinhaltet das

Halbleiterbauteil einen oder mehrere optoelektronische

Halbleiterchips. Der mindestens eine Halbleiterchip ist zur Erzeugung einer elektromagnetischen Strahlung eingerichtet. Beispielsweise wird im Betrieb des Halbleiterchips ultraviolette Strahlung, sichtbares Licht oder nahinfrarote Strahlung erzeugt. Bei dem Halbleiterchip handelt es sich bevorzugt um eine Leuchtdiode oder auch um eine Laserdiode. Neben dem optoelektronischen Halbleiterchip können weitere Halbleiterchips oder elektronische Komponenten in dem

Halbleiterbauteil verbaut sein, beispielsweise zum Schutz vor Schäden gegen elektrostatische Entladungen oder auch zur Detektion von Strahlung, etwa eine Fotodiode oder ein

Fototransistor.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der

optoelektronische Halbleiterchip auf einem ersten der

Leiterrahmenteile angebracht. Bevorzugt ist der

Halbleiterchip mit dem ersten Leiterrahmenteil sowohl

mechanisch als auch elektrisch verbunden.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das

Halbleiterbauteil einen Vergusskörper. Der Vergusskörper ist durchlässig für die in dem optoelektronischen Halbleiterchip erzeugte Strahlung. Der Vergusskörper ist bevorzugt mittels Pressen, Gießen und/oder Spritzen erzeugt. Bevorzugt handelt es sich bei dem Vergusskörper um einen einstückigen Körper, mit im Rahmen der Herstellungstoleranzen homogener

Materialzusammensetzung über den ganzen Vergusskörper hinweg.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind die

Leiterrahmenteile über den Vergusskörper mechanisch

miteinander verbunden. Mit anderen Worten stellt der

Vergusskörper die das Halbleiterbauteil mechanisch tragende und mechanisch stabilisierende Komponente dar. Die

Leiterrahmenteile sind fest in dem Vergusskörper verankert, sodass sich die Leiterrahmenteile im bestimmungsgemäßen Gebrauch des Halbleiterbauteils nicht von dem oder aus dem Vergusskörper lösen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Vergusskörper zu einer Strahlformung der von dem optoelektronischen

Halbleiterchip ausgesandten und erzeugten Strahlung

eingerichtet. Bevorzugt ist der Vergusskörper stellenweise als Linse, insbesondere als Sammellinse, geformt. Es ist möglich, dass in Teilbereichen an dem Vergusskörper

absorbierende und/oder reflektierende Beschichtungen

angebracht sind. Alternativ hierzu kann der Vergusskörper aber auch frei sein von optisch wirksamen Beschichtungen. Der Vergusskörper kann zumindest stellenweise mit einer

Antireflexionsbeschichtung versehen sein.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist das erste

Leiterrahmenteil, auf dem der optoelektronische

Halbleiterbauteil angeordnet ist, eine Reflektorwanne auf. Die Reflektorwanne beinhaltet eine Bodenfläche. Die

Bodenfläche kann, im Rahmen der Herstellungstoleranzen, eine ebene, glatte Fläche sein. Es ist der Halbleiterchip

bevorzugt mittels Kleben etwa mit einem elektrisch

leitfähigen Silberleitkleber oder auch mittels Löten an der Bodenfläche befestigt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die

Reflektorwanne eine Mantelfläche auf. Die Mantelfläche ist in drei oder in mehr als drei Teilbereiche untergliedert. Die Teilbereiche umlaufen, in Draufsicht auf die Reflektorwanne gesehen, die Bodenfläche jeweils bevorzugt vollständig. Mit anderen Worten sind die Teilbereiche, in Draufsicht gesehen, bevorzugt als durchgehende Ringe ausgebildet. Gemäß zumindest einer Ausführungsform folgen die Teilbereiche der Mantelfläche in Richtung weg von der Bodenfläche

aufeinander, insbesondere unmittelbar aufeinander. Ein erster Teilbereich befindet sich hierbei der Bodenfläche am nächsten und mit aufsteigender Nummerierung befinden sich die

Teilbereiche weiter von der Bodenfläche entfernt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der erste

Teilbereich, der sich der Bodenfläche am nächsten befindet, senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu der Bodenfläche orientiert. Im Wesentlichen senkrecht kann bedeuten, dass die Mantelfläche in dem ersten Teilbereich mit einer Toleranz von höchstens 10° oder mit einer Toleranz von höchstens 5° oder mit einer Toleranz von höchstens 2° senkrecht zu der

Bodenfläche orientiert ist.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform überragt der erste Teilbereich den Halbleiterchip, in Richtung weg von der

Bodenfläche. Mit anderen Worten ist der optoelektronische Halbleiterchip, entlang einer lateralen Richtung, vollständig von dem ersten Teilbereich umgeben. Der optoelektronische Halbleiterchip befindet sich dann in einer Art Topf, der von der Bodenfläche und dem ersten Teilbereich gebildet wird. Der Halbleiterchip überragt diesen Topf nicht.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Mantelfläche in dem zweiten Teilbereich eine andere Steigung auf als die Mantelfläche in dem dritten Teilbereich. Besonders bevorzugt ist die Steigung in dem zweiten Teilbereich kleiner als die Steigung in dem dritten Teilbereich. Die Steigung ist hierbei ein Winkel zu einem Lot zu der Bodenfläche, wobei eine

Lotlinie bevorzugt auf einen Mittelpunkt der Bodenfläche, in Draufsicht gesehen, bezogen ist. Die Steigungen des zweiten und dritten Teilbereichs sind bevorzugt von 0° und von 90° verschieden. In Richtung weg von der Bodenfläche nimmt dabei ein Durchmesser der Reflektorwanne bevorzugt monoton oder streng monoton zu.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform gehen die Teilbereiche knickförmig ineinander über. Mit anderen Worten ist, im

Rahmen der Herstellungstoleranzen, eine Kante zwischen den Teilbereichen geformt. Der Begriff Kante kann bedeuten, dass ein herstellungsbedingt vorhandener Krümmungsradius höchstens 0,3 mm oder höchstens 0,2 mm beträgt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das

Halbleiterbauteil oberflächenmontierbar . Es handelt sich bei dem Halbleiterbauteil also um ein so genanntes SMT-Bauteil. Das bedeutet, zu einer elektrischen Kontaktierung kann das Halbleiterbauteil auf einer Montagefläche aufgesetzt werden. Die Leiterrahmenteile durchdringen die Montagefläche nicht. In mindestens einer Ausführungsform beinhaltet das

optoelektronische Halbleiterbauteil einen Leiterrahmen mit mindestens zwei Leiterrahmenteilen sowie mindestens einen optoelektronischen Halbleiterchip. Der optoelektronische Halbleiterchip ist auf einem ersten der Leiterrahmenteile angebracht und ist zu einer Erzeugung einer Strahlung

eingerichtet. Ein strahlungsdurchlässiger Vergusskörper des Halbleiterbauteils verbindet die Leiterrahmenteile mechanisch miteinander. Der Vergusskörper ist zu einer Strahlformung der Strahlung eingerichtet. Das erste Leiterrahmenteil weist eine Reflektorwanne mit einer Bodenfläche auf, auf der der

Halbleiterchip montiert ist. Die Reflektorwanne weist ferner eine Mantelfläche auf, die mindestens drei Teilbereiche umfasst. In Draufsicht auf die Bodenfläche gesehen umlaufen die Teilbereiche die Bodenfläche ringsum und folgen, in

Richtung weg von der Bodenfläche, aufeinander. In dem ersten Teilbereich, der der Bodenfläche am nächsten liegt, ist die Mantelfläche mit einer Toleranz von höchstens 10° senkrecht zu der Bodenfläche orientiert. Der erste Teilbereich überragt bevorzugt den Halbleiterchip, in Richtung weg von der

Bodenfläche. In dem zweiten Teilbereich weist die

Mantelfläche eine kleinere Steigung auf als in dem dritten Teilbereich. Die Teilbereiche gehen bevorzugt knickförmig und/oder unmittelbar ineinander über. Das Halbleiterbauteil ist oberflächenmontierbar .

Üblicherweise emittieren oberflächenmontierbare

Halbleiterbauteile zur Erzeugung insbesondere von infraroter Strahlung über einen großen Raumwinkelbereich. Der Anteil der Strahlung, die unter großen Winkeln emittiert wird,

beispielsweise unter Winkeln > 50°, kann jedoch oft nicht für die gewünschte Anwendung genutzt werden. Unter Umständen kann dieser Anteil der Strahlung auch negative Auswirkungen auf die Anwendung haben, beispielsweise können Störungen durch Streulicht hervorgerufen werden. Bei dem angegebenen

Halbleiterbauteil kann ein hoher Strahlungsanteil der

optischen Gesamtleistung in einen kleinen Winkelbereich emittiert werden.

Die räumlich enge Abstrahlcharakteristik wird insbesondere erzielt durch die verschiedenen Teilbereiche der

Reflektorwanne, speziell in Kombination mit dem hierzu angepasst geformten Vergusskörper.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt ein Anteil des ersten Teilbereichs an einer Gesamthöhe der Reflektorwanne bei mindestens 15 % oder bei mindestens 20 %. Die Gesamthöhe bezieht sich hierbei auf eine Ausdehnung der Reflektorwanne, beginnend von der Bodenfläche und in Richtung senkrecht zur Bodenfläche bis zu einer der Bodenfläche abgewandten Kante des von der Bodenfläche am weitesten entfernten Teilbereichs. Alternativ oder zusätzlich liegt dieser Anteil des ersten

Teilbereichs bei höchstens 35 % oder bei höchstens 30 % oder bei höchstens 25 %.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt der Anteil des zweiten Teilbereichs an der Gesamthöhe der Reflektorwanne bei mindestens 20 % oder bei mindestens 25 % oder bei mindestens 30 % oder bei mindestens 35 %. Dieser Anteil kann alternativ oder zusätzlich bei höchstens 60 % oder bei höchstens 55 % oder bei höchstens 50 % liegen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt der Anteil des dritten Teilbereichs an der Gesamthöhe der Reflektorwanne bei mindestens 20 % oder bei mindestens 25 % oder bei mindestens 30 %. Alternativ oder zusätzlich liegt dieser Anteil bei höchstens 50 % oder höchstens 45 % oder höchstens 40 %.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Anteil des zweiten Teilbereichs an der Gesamthöhe größer als der Anteil des dritten Teilbereichs. Beispielsweise beträgt der Anteil des zweiten Teilbereichs mindestens ein 1,2-Faches oder mindestens ein 1,3-Faches des Anteils des dritten

Teilbereichs .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform unterscheiden sich die Steigungen des zweiten und dritten Teilbereichs um mindestens 3° oder um mindestens 5° oder um mindestens 7° voneinander. Alternativ oder zusätzlich liegt dieser Unterschied bei höchstens 25° oder bei höchstens 20° oder bei höchstens 15°. Gemäß zumindest einer Ausführungsform weisen die Teilbereiche, in einem Querschnitt senkrecht zu der

Bodenfläche gesehen, jeweils gerade verlaufende Flächen auf. Mit anderen Worten sind die Teilbereiche jeweils als

Abschnitte eines Kegelmantels oder eines Pyramidenmantels geformt, im Rahmen der Herstellungstoleranzen. Der erste Teilbereich kann auch als Abschnitt eines Zylindermantels geformt sein. Es weisen die Teilbereiche bevorzugt keine gekrümmten Flächen auf, im Querschnitt senkrecht zur

Bodenfläche gesehen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt die Steigung des zweiten Teilbereichs bei mindestens 25° oder bei mindestens 30° oder bei mindestens 35°. Alternativ oder zusätzlich liegt diese Steigung bei höchstens 50° oder bei höchstens 45° oder bei höchstens 40°. Die Steigung ist hierbei bezogen auf das Lot zur Bodenfläche. Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt die Steigung des dritten Teilbereichs bei mindestens 25° oder bei mindestens 30° oder bei mindestens 35°. Alternativ oder zusätzlich liegt diese Steigung bei höchstens 45° oder bei höchstens 40° oder bei höchstens 50°.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt ein Durchmesser oder ein mittlerer Durchmesser der Bodenfläche bei mindestens dem 1,1-Fachen oder mindestens dem 1,2-Fachen einer Länge einer Diagonalen einer Strahlungshauptseite des

Halbleiterchips. Die Strahlungshauptseite ist hierbei

bevorzugt die Seite des Halbleiterchips, die der Bodenfläche abgewandt ist. Es ist möglich, dass der Durchmesser der

Bodenfläche höchstens dem 1,7-Fachen oder höchstens dem 1,6- Fachen oder höchstens dem 1,5-Fachen der Diagonalenlänge der Strahlungshauptseite entspricht.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt der Durchmesser der Bodenfläche bei mindestens 0,5 mm oder bei mindestens 0,6 mm. Alternativ oder zusätzlich liegt dieser Durchmesser bei höchstens 1,0 mm oder bei höchstens 0,85 mm oder bei höchstens 0,75 mm. Gemäß zumindest einer Ausführungsform beträgt die Gesamthöhe der Reflektorwanne mindestens 0,3 mm oder mindestens 0,4 mm oder mindestens 0,5 mm. Alternativ oder zusätzlich liegt die Gesamthöhe bei höchstens 1,5 mm oder bei höchstens 1,2 mm oder bei höchstens 1,0 mm.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt die Gesamthöhe der Reflektorwanne bei mindestens dem Doppelten oder

mindestens dem Dreifachen oder mindestens dem Vierfachen einer Dicke des Leiterrahmens.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Durchmesser der Bodenfläche größer als die Gesamthöhe der Reflektorwanne. Beispielsweise übersteigt der Durchmesser die Gesamthöhe um mindestens einen Faktor 1,05 oder um mindestens einen Faktor 1,1 und/oder um höchstens einen Faktor 1,8 oder um höchstens einen Faktor 1,5.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Halbleiterchip mit einem elektrischen Verbindungsmittel mit dem zweiten Leiterrahmenteil verbunden. Bei dem Verbindungsmittel handelt es sich beispielsweise um einen Bonddraht. Das

Verbindungsmittel kann auch durch mehrere Bonddrähte oder durch eine elektrische Brücke, insbesondere zum Schutz vor Schäden durch elektrostatische Entladungen, gebildet sein.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ragt das

Verbindungsmittel über die Reflektorwanne hinaus. Eine Höhe des Verbindungsmittels, von der Bodenfläche aus gerechnet und in Richtung senkrecht zu der Bodenfläche, übersteigt dann die Gesamthöhe der Reflektorwanne. Gemäß zumindest einer Ausführungsform erstreckt sich die Mantelfläche der Reflektorwanne in konstanter Höhe und durchgehend um die Bodenfläche herum. Insbesondere ist die Mantelfläche frei von Ausnehmungen, Ausschnitten oder

Aussparungen für das Verbindungsmittel.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Vergusskörper in einem der Reflektorwanne entlang einer

Hauptabstrahlrichtung des Halbleiterchips nachgeordneten Bereich als Linse geformt, insbesondere als Sammellinse. Es ist möglich, dass verbleibende Bereiche des Vergusskörpers nicht als optisch wirksame Komponente für die in dem

Halbleiterchip erzeugte Strahlung ausgebildet sind.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Linse von dem Leiterrahmen beabstandet. Ein Abstand, entlang der

Hauptstrahlrichtung, zwischen der Linse und dem Leiterrahmen beträgt beispielsweise mindestens ein 0,6-Faches oder

mindestens ein 0,8-Faches oder mindestens ein 1,0-Faches der Diagonalenlänge der Strahlungshauptseite des Halbleiterchips. Alternativ oder zusätzlich liegt dieser Abstand bei höchstens dem 2,4-Fachen oder höchstens dem 2,0-Fachen oder höchstens dem 1,8-Fachen der Diagonalenlänge. Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist die Linse einen Randbereich und einen Zentralbereich auf. Der Randbereich umgibt, in Draufsicht gesehen, den Zentralbereich bevorzugt ringsum. Die Linse kann rotationssymmetrisch geformt sein.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Linse in dem Zentralbereich als Teilfläche eines Rotationsellipsoids geformt. Eine große Halbachse entspricht hierbei

beispielsweise mindestens dem 1,5-Fachen oder mindestens dem 1,7-Fachen einer kleinen Halbachse des Rotationsellipsoids und/oder höchstens einem 2,5-Fachen oder einem 2,0-Fachen. Die kleine Halbachse ist dabei bevorzugt parallel zu der Hauptabstrahlrichtung des Halbleiterchips orientiert. Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die Linse in dem Randbereich als Kegel geformt. Mit anderen Worten weist der Randbereich eine äußere Begrenzungsfläche auf, die ein Teilstück eines Kegelmantels ist. Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt ein Durchmesser des Zentralbereichs bei mindestens dem 0,7-Fachen oder mindestens dem 0,75-Fachen eines maximalen Durchmessers der Linse. Alternativ oder zusätzlich liegt der Durchmesser des Zentralbereichs bei höchstens dem 0,9-Fachen oder dem 0,85- Fachen des maximalen Linsendurchmessers.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform überdeckt der

Zentralbereich, in Draufsicht gesehen, die Reflektorwanne vollständig. Mit anderen Worten ist der Durchmesser des Zentralbereichs dann mindestens so groß wie der Durchmesser der Reflektorwanne. Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt eine Höhe des Randbereichs bei mindestens dem 1,5-Fachen oder bei

mindestens dem 2,0-Fachen einer Höhe des Zentralbereichs. Alternativ oder zusätzlich liegt die Höhe des Randbereichs bei höchstens dem 3,5-Fachen oder höchstens dem 3,0-Fachen der Höhe des Zentralbereichs. Als die Höhen werden hierbei insbesondere die Ausdehnungen der entsprechenden Bereiche entlang der Hauptabstrahlrichtung aufgefasst.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform sind mindestens die Mantelflächen der Reflektorwanne stellenweise oder

vollständig mit einer Beschichtung versehen. Die Beschichtung umfasst eines oder mehrere der nachfolgend genannten

Materialien oder besteht aus einem oder mehreren dieser

Materialien: Ag, AI, Au, Ni, Pd. Die Bodenfläche ist

bevorzugt mit einer lötbaren Beschichtung versehen,

beispielsweise mit oder aus mindestens einem der Materialien Au, Ni, Pd, Sn.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Leiterrahmen aus einer Kupferlegierung geformt. Die Legierung erlaubt bevorzugt einen Umformgrad von mindestens 3 oder von

mindestens 4 und/oder von höchstens 6. Der Umformgrad ist der Quotient aus einer maximalen Höhe des Reflektors und einer Dicke des Rohmaterials. Die maximale Höhe des Reflektors setzt sich zusammen aus einer Dicke der Reflektorwanne an der Bodenfläche und der Gesamthöhe der Reflektorwanne.

Beispielsweise ist der Leiterrahmen aus einer Legierung Cu- ETP, CU-Fe2P, CuCrSiTi geformt, gemäß EN-Bezeichnung .

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der Vergusskörper aus einem Epoxid oder einem Epoxid-Silikon-Hybridmaterial geformt . Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt eine mittlere Dicke des Leiterrahmens, insbesondere in Bereichen außerhalb der Reflektorwanne, bei mindestens 70 μιη oder bei mindestens 90 μιη oder bei mindestens 100 μιη. Diese Dicke kann alternativ oder zusätzlich bei höchstens 300 μιη oder bei höchstens 250 μιη oder bei höchstens 200 μιη liegen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform weist der

Vergusskörper, in Draufsicht auf die Bodenfläche gesehen, Außenabmessungen oder eine Kantenlänge von höchstens 6 mm oder von höchstens 5 mm auf. Alternativ oder zusätzlich kann eine maximale Ausdehnung des Vergusskörpers längs der

Hauptabstrahlrichtung höchstens 7 mm oder höchstens 5 mm betragen. Es ist möglich, dass der Vergusskörper, mit

Ausnahme der Linse, als Quader geformt ist. Quader schließt nicht aus, dass Seitenflächen leicht abweichend von einer Quaderform gestaltet sind, beispielsweise mit einer

Winkeltoleranz von höchstens 15° oder von höchstens 10°.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt ein maximaler Durchmesser der Reflektorwanne bei 2,5 mm oder bei 2,0 mm. Der Durchmesser der Reflektorwanne kann mindestens 0,8 mm oder mindestens 1,0 mm betragen.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform durchstoßen die

Leiterrahmenteile den Vergusskörper oder laterale

Begrenzungsflächen des Vergusskörpers nach außen hin nur in Richtung senkrecht zu der Hauptabstrahlrichtung,

beispielsweise mit einer Toleranz von höchstens 15° oder von höchstens 10° oder von höchstens 5°. Durchstoßpunkte der Leiterrahmenteile durch die laterale Begrenzungsfläche des Vergusskörpers sind bevorzugt ringsum von einem Material des Vergusskörpers umgeben.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform ragen einzig zu einer elektrischen Kontaktierung vorgesehene Bereiche der

Leiterrahmenteile aus dem Vergusskörper heraus. Insbesondere kann die Reflektorwanne vollständig von einem Material des Vergusskörpers umgeben sein. Alternativ ist es möglich, dass ein Boden der Reflektorwanne zu einer verbesserten

thermischen Kontaktierung aus dem Vergusskörper herausragt oder bündig mit dem Vergusskörper abschließt.

Gemäß zumindest einer Ausführungsform umgibt und/oder umschließt der Vergusskörper den Halbleiterchip direkt. Mit anderen Worten kann der Vergusskörper den Halbleiterchip stellenweise berühren. Insbesondere ist der Halbleiterchip vollständig von dem Vergusskörper zusammen mit der

Reflektorwanne umgeben. Der Halbleiterchip kann, in

Draufsicht gesehen, an Seitenflächen ringsum vollständig, bevorzugt direkt, an den Vergusskörper grenzen.

Nachfolgend wird ein hier beschriebenes optoelektronisches Halbleiterbauteil unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Gleiche

Bezugszeichen geben dabei gleiche Elemente in den einzelnen Figuren an. Es sind dabei jedoch keine maßstäblichen Bezüge dargestellt, vielmehr können einzelne Elemente zum besseren Verständnis übertrieben groß dargestellt sein. Es zeigen: Figuren 1 bis 3 schematische Darstellungen von

Ausführungsbeispielen von hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauteilen, Figur 4 eine schematische Darstellung einer

Abstrahlcharakteristik eines hier beschriebenen optoelektronischen Halbleiterbauteils, und

Figuren 5 und 6 schematische Darstellungen von

Abstrahlcharakteristiken von Halbleiterbauteilen.

In Figur 1A ist in einer perspektivischen Darstellung und in Figur 1B in einer Schnittdarstellung ein Ausführungsbeispiel eines optoelektronischen Halbleiterbauteils 1 gezeigt. Das Halbleiterbauteil 1 weist einen Leiterrahmen 2 mit zwei

Leiterrahmenteilen 23, 24 auf. Das erste Leiterrahmenteil 23 weist eine Reflektorwanne 25 auf, in der ein

optoelektronischer Halbleiterchip 3 angebracht ist. Bei dem Halbleiterchip 3 handelt es sich zum Beispiel um eine

Leuchtdiode, die Strahlung im Spektralbereich um 800 nm emittiert .

Der Halbleiterchip 3 ist über ein Verbindungsmittel 4, das ein Bonddraht ist, mit dem zweiten Leiterrahmenteil 24 elektrisch verbunden. Der Bonddraht 4 erstreckt sich aus der Reflektorwanne 25 heraus und greift über Seitenwände der Reflektorwanne 25 über zu dem zweiten Leiterrahmenteil 24.

Ferner beinhaltet das Halbleiterbauteil 1 einen Vergusskörper 5. Direkt um den Leiterrahmen 2 herum ist der Vergusskörper 5 näherungsweise quaderförmig ausgebildet. In einem entlang einer Hauptabstrahlrichtung 35 nachgeordneten Bereich ist der Vergusskörper 5 als Linse 50 geformt. Zur besseren Verankerung des Leiterrahmens 2 im Vergusskörper 5 weisen die Leiterrahmenteile 23, 24 Vorsprünge und/oder Durchbrüche auf.

Die Reflektorwanne 25 ist derart geformt und auf die Linse 50 abgestimmt, sodass eine enge spektrale Abstrahlcharakteristik des Halbleiterbauteils 1 erzielbar ist. Hierzu ist eine

Mantelfläche der Reflektorwanne 25, die die Bodenfläche 26 ringsum umgibt, in drei Teilbereiche 27, 28, 29

untergliedert. Der der Bodenfläche 26 nächstgelegene erste Teilbereich 27 weist näherungsweise senkrecht zur Bodenfläche 26 orientierte, dem Halbleiterchip 3 zugewandte Flächen auf.

Der zweite Teilbereich 28 schließt sich an den ersten

Teilbereich 27 unmittelbar an und ist, im Vergleich zum dritten Teilbereich 29, mit einer geringeren Steigung

versehen. Die Teilbereiche 27, 28, 29 gehen näherungsweise knickförmig ineinander über. Es sind die Teilbereiche 27, 28, 29, in der Schnittdarstellung gemäß Figur 1B gesehen, jeweils mit gerade verlaufenden, dem Halbleiterchip 3 zugewandten Begrenzungsflächen gefertigt.

Die Linse 50 weist einen Abstand A zu den Teilbereichen 23,

24 auf. Der Abstand A beträgt beispielsweise mindestens

0,2 mm und/oder höchstens 0,5 mm. Es weist die Linse 50 einen Zentralbereich 53 und einen Randbereich 52 auf. Der

Randbereich 52 ist kegelstumpfartig geformt und umläuft den Zentralbereich 53 ringsum. Eine Höhe B des Randbereichs 52, beginnend ab dem quaderartig geformten Teil des

Vergusskörpers 5, liegt beispielsweise bei mindestens 0,6 mm und/oder bei höchstens 0,9 mm. Eine Höhe C des sich

anschließenden Zentralbereichs 53 liegt zum Beispiel bei mindestens 0,3 mm und/oder bei höchstens 0,8 mm. Ein

Durchmesser D des Zentralbereichs 53 beträgt beispielsweise mindestens 2,0 mm und/oder höchstens 2,9 mm. Ein Durchmesser E der Linse 50 an einem Übergangsbereich zwischen der Linse 50 und dem quaderförmigen Teil liegt beispielsweise bei mindestens 2,2 mm und/oder bei höchstens 3,1 mm.

Der Zentralbereich 53 ist, im Querschnitt gesehen, als

Abschnitt einer Ellipse geformt. Die zugrunde liegende

Ellipse weist eine große Halbachse von beispielsweise

mindestens 2,1 mm und/oder höchstens 2,4 mm auf. Eine kleine Halbachse weist beispielsweise eine Länge von höchstens

1,4 mm und/oder von mindestens 1,2 mm auf. Die kleine

Halbachse ist parallel zu der Hauptabstrahlrichtung 35 ausgerichtet . Die genannten Zahlenwerte sind jeweils nur beispielhaft zu verstehen und können aufeinander skaliert werden.

Anders als dargestellt ist es möglich, dass die

Reflektorwanne 25 nicht mit einem Material des Vergusskörpers 5, sondern mit einer weiteren, nicht gezeichneten Füllung ausgefüllt ist, beispielsweise mit einem Silikon. In dieser nicht dargestellten weiteren Füllung können optisch wirksame Bestandteile wie Leuchtstoffe, Streukörper oder

Filterpartikel eingebracht sein. Ebenfalls anders als

dargestellt ist es möglich, dass der Vergusskörper 5, wie auch in allen anderen Ausführungsbeispielen, durch ein

Mehrkomponentenspritzgießen erstellt ist. Beispielsweise ist dann die Linse 50 aus einem strahlungsdurchlässigen Material und der quaderförmige Teil aus einem

strahlungsundurchlässigen Material geformt.

In den Figuren 2 und 3 sind detailliertere Ansichten von Reflektorwannen 25 für hier beschriebene optoelektronische Halbleiterbauteile 1 illustriert. In den Figuren 2A, 3A ist jeweils eine Seitenansicht und in den Figuren 2B, 3B jeweils eine Schnittdarstellung entlang der in den Figuren 2A, 3A gekennzeichneten Schnittlinie gezeichnet. Den Reflektorwannen 25 kann jeweils ein Vergusskörper 5, wie in Verbindung etwa mit Figur 1 beschrieben, nachgeordnet sein.

Die Reflektorwanne 25 gemäß Figur 2 ist für eine räumlich enge Abstrahlcharakteristik eingerichtet. Hierzu weist der zweite Teilbereich 28 eine Steigung von 40° und der dritte Teilbereich 29 eine Steigung von 35° auf. Ein überwiegender Strahlungsanteil wird in einem Winkelbereich von +/- 10° um die Hauptabstrahlrichtung 35 herum emittiert. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 liegt die Steigung des zweiten Teilbereichs 28 ebenfalls bei 40°. Die Steigung des dritten Teilbereichs 29 liegt bei 25°. Mit dem

Halbleiterbauteil 1 gemäß Figur 3 ist ein überwiegender

Strahlungsanteil in einem Raumwinkelbereich von +/- 20° um die Hauptabstrahlrichtung 35 herum realisiert, vergleiche auch Figur 5. Überwiegend kann mehr als 50 % oder mehr als 70 % oder mehr als 80 % bedeuten.

Die in den Figuren 2 und 3 angegebenen, konkreten Abmessungen sind skalierbar. Bevorzugt sind die dargestellten

Verhältnisse der einzelnen Größen mit einer Toleranz von höchstens 5 % oder von höchstens 10 % realisiert, unabhängig von den absoluten Zahlenwerten. Beispielsweise beträgt ein Verhältnis aus der Gesamthöhe H der Reflektorwanne 25 und aus dem Durchmesser d der Bodenfläche 26 ungefähr 0,85, siehe

Figur 2B. Die genannten absoluten Werte können beispielsweise innerhalb eines Faktors 2 oder innerhalb eines Faktors 3 gelten, unter Berücksichtung bevorzugt der Verhältnisse der einzelnen Größen zueinander. Entsprechendes gilt für Figur 3.

In Figur 4 ist eine Abstrahlcharakteristik des

Halbleiterbauteils 1 illustriert. Es sind verschiedene

Strahlbündel R, ausgehend von einer Strahlungshauptseite 30 des Halbleiterchips 3, gezeichnet. Aufgrund der

Reflektorwanne 25 erfolgt eine Konzentration der Strahlung R hin zu der Linse 50. An dem Randbereich 52 erfolgt eine

Brechung hin zu der Hauptabstrahlrichtung 35. An dem

Zentralbereich 53 erfolgt eine verhältnismäßig kleine

Richtungsänderung der Strahlung R, da die Strahlung R nahezu senkrecht auf den Zentralbereich 53 auftrifft. In diesem Fall erfolgt die Strahlformung also im Wesentlichen durch die Reflektorwanne 25.

In Figur 5 ist, abhängig von einem Winkel zur

Hauptabstrahlrichtung 35, eine relative Intensität I und ein über den Winkel integrierter Lichtstrom Φ aufgetragen.

Innerhalb eines Winkelbereichs von +/- 20° um die

Hauptabstrahlrichtung 35 herum werden ungefähr 82 % des

Lichtstroms Φ emittiert. Ein Intensitätsmaximum liegt bei einem Winkel von ungefähr 8°. In Figur 6 ist der Lichtstrom Φ, integriert über den Winkel , für verschiedene Bauformen aufgetragen. Die für das

Halbleiterbauteil 1 gemäß Figur 3 resultierende Kurve, vergleiche auch Figur 5, ist mit 1 gekennzeichnet. Eine

Radial-LED ist mit r gekennzeichnet. Typische,

oberflächenmontierbare Bauformen sind durch die verbleibenden drei Kurven illustriert. In Figur 6 ist zu sehen, dass mit der beschriebenen Geometrie der Reflektorwanne 25 des Halbleiterbauteils 1 eine besonders enge räumliche Abstrahlcharakteristik erzielbar ist.

Die hier beschriebene Erfindung ist nicht durch die

Beschreibung anhand der Ausführungsbeispiele beschränkt.

Vielmehr umfasst die Erfindung jedes neue Merkmal sowie jede Kombination von Merkmalen, was insbesondere jede Kombination von Merkmalen in den Patentansprüchen beinhaltet, auch wenn dieses Merkmal oder diese Kombination selbst nicht explizit in den Patentansprüchen oder Ausführungsbeispielen angegeben ist .

Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2013 100 121.1, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.