(57)【要約】本発明のオプトエレクトロニクス半導体コンポーネント（１）は、２つのリードフレーム要素（２３，２４）およびオプトエレクトロニクス半導体チップ（３）を備えるリードフレーム（２）を有する。半導体チップ（３）は、リードフレーム要素のうちの第１リードフレーム要素（２３）上に実装されている。半導体コンポーネント（１）の放射透過性のポッティングボディ（５）は、リードフレーム要素（２３，２４）同士を機械的に接続する。ポッティングボディ（５）は、ビーム整形のために構成されている。第１リードフレーム要素（２３）は、基面（２６）を備えるトラフ型反射体（２５）を含み、その基面（２６）上に半導体チップ（３）が実装されている。トラフ型反射体（２５）は、３つの副領域（２７，２８，２９）を含む周面を含む。基面（２６）を平面視した場合の副領域（２７，２８，２９）は、基面（２６）を包囲しかつ基面（２６）から離れる方向に互いに連続する。基面（２６）に最も近い第１副領域（２７）において、周面は、基面に対して垂直に配向している。第１副領域（２７）は、半導体チップ（３）を越えて突出する。第２副領域（２８）において、周面の傾きは、第３副領域（２９）における傾きよりも緩やかである。副領域（２７，２８，２９）は、直接的にかつ屈曲部を伴って互いにつながる。半導体コンポーネント（１）は、表面実装型である。【選択図】図１
2016502289.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−  少なくとも２つのリードフレーム要素（２３，２４）を備えるリードフレーム（２）と、
−  前記リードフレーム要素のうちの第１リードフレーム要素（２３）上に実装された、放射（Ｒ）を発生させるための、少なくとも１つのオプトエレクトロニクス半導体チップ（３）と、
−  前記リードフレーム要素（２３，２４）同士を機械的に接続しかつ前記放射（Ｒ）のビーム整形のために構成された放射透過性のポッティングボディ（５）と、
を備える、オプトエレクトロニクス半導体コンポーネント（１）であって、
−  前記第１リードフレーム要素（２３）は、基面（２６）を備えるトラフ型反射体（２５）を含み、前記基面（２６）上には前記半導体チップ（３）が実装されており、
−  前記トラフ型反射体（２５）は、平面視した場合に、前記基面（２６）を包囲しかつ前記基面（２６）から離れる方向に互いに連続する少なくとも３つの副領域（２７，２８，２９）を含む周面を含み、
−  前記基面（２６）の最も近くに位置する前記第１副領域（２７）において、前記周面は、最大で１０°の公差で前記基面（２６）に対して垂直に配向しており、
−  前記第１副領域（２７）は、前記基面（２６）から離れる方向に前記半導体チップ（３）を越えて突出し、
−  第２副領域（２８）における前記周面の傾きは、第３副領域（２９）における傾きよりも緩やかであり、
−  前記副領域（２７，２８，２９）は、屈曲部を伴って互いにつながり、
−  前記半導体コンポーネント（１）は、表面実装型である、
オプトエレクトロニクス半導体コンポーネント（１）。
【請求項２】
−  前記第１副領域（２７）は、前記トラフ型反射体（２５）の全高（Ｈ）の１５％〜３０％（両端値を含む）の割合を占め、前記第２副領域（２８）は、前記トラフ型反射体（２５）の前記全高（Ｈ）の２５〜５５％（両端値を含む）の割合を占め、前記第３副領域（２９）は、前記トラフ型反射体（２５）の前記全高（Ｈ）の２０〜５０％（両端値を含む）の割合を占め、
−  前記基面（２６）の直径（ｄ）は、前記トラフ型反射体（２５）の前記全高（Ｈ）よりも大きく、
−  前記ポッティングボディ（５）は、前記半導体チップ（３）の主出射方向（３５）における前記トラフ型反射体（２５）の下流領域においてレンズ（５０）として形成され、前記レンズ（５０）は、周囲領域（５２）および中心領域（５３）を含み、
−  前記ポッティングボディ（５）は、前記半導体チップ（３）を直接的に包囲しかつ前記トラフ型反射体（２５）とともに前記半導体チップ（３）を完全に封入し、
−  前記レンズ（５０）は、前記レンズ（５０）の直径が前記半導体チップ（３）から離れる方向に減少するように、前記中心領域（５３）において楕円体でありかつ前記周囲領域（５２）において円錐状である、
請求項１に記載のオプトエレクトロニクス半導体コンポーネント（１）。
【請求項３】
前記第１副領域（２７）は、前記トラフ型反射体（２５）の前記全高の１５〜３０％（両端値を含む）の割合を占め、
前記第２副領域（２８）は、前記トラフ型反射体（２５）の前記全高（Ｈ）の２５〜５５％（両端値を含む）の割合を占め、
前記第３副領域（２９）は、前記トラフ型反射体（２５）の前記全高（Ｈ）の２０〜５０％（両端値を含む）の割合を占める、
請求項１または２に記載のオプトエレクトロニクス半導体コンポーネント（１）。
【請求項４】
前記第２副領域の前記傾きは、前記第３副領域（２８，２９）の前記傾きと少なくとも５°かつ最大で２５°異なる、
請求項１〜３のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス半導体コンポーネント（１）。
【請求項５】
前記第２副領域（２８）の前記傾きは、前記基面（２６）に対する垂線（３５）に対して３０〜５０°（両端値を含む）である、
請求項１〜４のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス半導体コンポーネント（１）。
【請求項６】
前記第３副領域（２９）の前記傾きは、前記基面（２６）に対する垂線（３５）に対して２５〜４５°（両端値を含む）である、
請求項１〜５のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス半導体コンポーネント（１）。
【請求項７】
前記基面（２６）の直径（ｄ）は、前記半導体チップ（３）の主放射面（３０）の対角線の長さの１．１〜１．７倍である、
請求項１〜６のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス半導体コンポーネント（１）。
【請求項８】
前記基面（２６）の前記直径（ｄ）は、０．５〜２．０ｍｍ（両端値を含む）であり、前記トラフ型反射体（２５）の前記全高（Ｈ）は、０．３〜１．５ｍｍ（両端値を含む）であり、
前記直径（ｄ）は、前記全高（Ｈ）よりも大きい、
請求項１〜７のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス半導体コンポーネント（１）。
【請求項９】
前記半導体チップ（３）は、電気的な接続手段（４）、特にボンディングワイヤによって、前記第２リードフレーム要素（２４）に電気接続され、
前記接続手段（４）は、前記トラフ型反射体（２５）を越えて突出し、前記周面は、前記基面（２６）の周囲に連続的にかつ一定の高さで延在する、
請求項１〜８のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス半導体コンポーネント（１）。
【請求項１０】
前記ポッティングボディ（５）は、前記半導体チップ（３）の主出射方向（３５）における前記トラフ型反射体（２５）の下流領域において、レンズ（５０）として形成され、
レンズ（５０）の形態の領域と前記リードフレーム（２）との間の前記主出射方向（３５）の距離が、前記半導体チップ（３）の前記主放射面（３０）の対角線の長さの０．６〜２．４倍（両端値を含む）である、
請求項１〜９のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス半導体コンポーネント（１）。
【請求項１１】
前記レンズ（５０）は、周囲領域（５２）および中心領域（５３）を含み、
前記レンズ（５０）は、前記中心領域（５３）において楕円体でありかつ前記周囲領域（５２）において円錐状である、
請求項１０に記載のオプトエレクトロニクス半導体コンポーネント（１）。
【請求項１２】
前記中心領域（５３）の直径（Ｄ）が、前記レンズ（５０）の最大部直径（Ｅ）の０．７〜０．９倍であり、
平面視した場合の前記中心領域（５３）は、前記トラフ型反射体（２５）を完全に覆い隠す、
請求項１１に記載のオプトエレクトロニクス半導体コンポーネント（１）。
【請求項１３】
前記周囲領域（５２）の高さ（Ｂ）が、前記中心領域（５３）の高さ（Ｃ）の１．５〜３．５倍である、
請求項１〜１２のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス半導体コンポーネント（１）。
【請求項１４】
−  前記周面には、少なくとも部分的にコーティング部が設けられ、前記コーティング部は、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｎｉ、およびＰｄのうちの１種以上の材料を含むかまたはＡｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｎｉ、およびＰｄのうちの１種以上の材料からなり、
前記リードフレーム（２）は、銅合金から形成され、また、前記ポッティングボディ（５）は、エポキシドから形成され、
前記リードフレーム（２）の平均厚さは、９０〜３００μｍ（両端値を含む）であり、
前記半導体チップ（３）は、赤色スペクトル域または近赤外線スペクトル域において発光する発光ダイオードである、
請求項１〜１３のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス半導体コンポーネント（１）。
【請求項１５】
−  平面視した場合の前記ポッティングボディ（５）の外寸が、最大で６ｍｍであり、
−  主出射方向（３５）の前記ポッティングボディ（５）の最大範囲が、最大で７ｍｍであり、
−  前記トラフ型反射体（２５）の最大直径が２．５ｍｍであり、
−  前記レンズ（５０）を除いた前記ポッティングボディ（５）の形状が直方体であり、
−  前記リードフレーム要素（２３，２４）は、外部に向かって主出射方向に対して垂直な方向に前記ポッティングボディ（５）を貫通しかつ貫通箇所では前記ポッティングボディ（５）の材料によって包囲されている、
請求項１〜１４のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス半導体コンポーネント（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
オプトエレクトロニクス半導体コンポーネントを提供する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
解決すべき課題は、空間的に狭い出射パターンを示すオプトエレクトロニクス半導体コンポーネントを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００３】
かかる課題は、特に、本独立特許請求項の特徴を備えるオプトエレクトロニクス半導体コンポーネントによって解決される。好ましいさらなる発展形態が、従属項の主題を成す。
【０００４】
少なくとも一実施形態によれば、本半導体コンポーネントは、リードフレームを含む。リードフレームは、半導体コンポーネントの電気コンタクトのために構成される。例えば、リードフレームは、金属薄板の半製品から形成される。
【０００５】
少なくとも一実施形態によれば、本半導体コンポーネントのリードフレームは、２つ以上のリードフレーム要素を含む。本半導体コンポーネントにおいて、リードフレーム要素同士は、直接的に電気接続されておらず、それによって、リードフレーム要素同士の間で短絡は存在しない。
【０００６】
少なくとも一実施形態によれば、本半導体コンポーネントは、１つ以上のオプトエレクトロニクス半導体チップを有する。当該少なくとも１つの半導体チップを、電磁放射を発生させるように作製する。例えば、紫外線放射、可視光、または近赤外線放射を、半導体チップの動作中に発生させる。半導体チップは、好ましくは、発光ダイオードまたはレーザダイオードである。当該オプトエレクトロニクス半導体チップに加えて、フォトダイオードまたはフォトトランジスタ等のさらなる半導体チップまたは電子部品を、例えば、静電気放電によるダメージから保護するため、または放射を検知するために、本半導体コンポーネント内に設置し得る。
【０００７】
少なくとも一実施形態によれば、オプトエレクトロニクス半導体チップは、リードフレーム要素のうちの第１リードフレーム要素上に実装される。半導体チップは、好ましくは、機械的にも電気的にも第１リードフレーム要素と接続する。
【０００８】
少なくとも一実施形態によれば、本半導体コンポーネントは、ポッティングボディを含む。ポッティングボディは、オプトエレクトロニクス半導体チップで発生させた放射を透過させる。ポッティングボディは、好ましくは、プレス成形、鋳込み成形、および／または射出成形を用いて製造される。ポッティングボディは、好ましくは、ポッティングボディ全体で、製造公差の範囲内で材料組成が均一な一体成形体（one-piece body）である。
【０００９】
少なくとも一実施形態によれば、リードフレーム要素同士は、ポッティングボディを介して機械的に結合される。換言すれば、ポッティングボディは、本半導体コンポーネントを機械的に支持しかつ機械的に安定させる構成要素である。リードフレーム要素は、半導体コンポーネントが適切に使用されているときに、ポッティングボディからまたはポッティングボディの外にはずれないように、強固に固定される。
【００１０】
少なくとも一実施形態によれば、ポッティングボディは、オプトエレクトロニクス半導体チップによって発生させる放射のビーム整形のために構成される。ポッティングボディは、好ましくは、部分的にレンズとして、特に収束レンズとして形成される。ポッティングボディ上の副領域において吸収性および／または反射性のコーティング部を実装可能である。あるいは、ポッティングボディには、光学活性コーティング部が存在しなくてもよい。ポッティングボディには、少なくとも部分的に反射防止コーティング部が設けられ得る。
【００１１】
少なくとも一実施形態によれば、第１リードフレーム要素であって、その上にオプトエレクトロニクス半導体コンポーネントが配置されるものは、トラフ型反射体を含む。トラフ型反射体は、基面を備える。基面は、製造公差の範囲内で、平滑な面であり得る。好ましくは、例えば導電性銀接着剤を用いた接着結合またははんだ付けによって半導体チップを基面に固定する。
【００１２】
少なくとも一実施形態によれば、トラフ型反射体は、周面を含む。周面は、３つ以上の副領域に細区画化される。トラフ型反射体を平面視した場合の副領域は、いずれも、好ましくは完全に基面を包囲する。換言すれば、平面視した場合の副領域は、好ましくは、連続的なリング形状である。
【００１３】
少なくとも一実施形態によれば、周面の副領域は、基面から離れる方向に、特に直接的に互いに連続する。この場合、第１副領域が基面の最も近くに位置し、副領域の番号が大きくなるほど、副領域は基面から離れる。
【００１４】
少なくとも一実施形態によれば、基面に最も近い第１副領域は、基面に対して垂直にまたは略垂直に配向される。「略垂直」とは、第１副領域における周面が基面に対して垂直に、最大で１０°の公差または最大で５°の公差または最大で２°の公差で配向されることを意味する。
【００１５】
少なくとも一実施形態によれば、第１副領域は、基面から離れる方向に半導体チップを越えて突出する。換言すれば、オプトエレクトロニクス半導体チップは、第１副領域によって横方向に完全に包囲される。この場合、オプトエレクトロニクス半導体チップは、基面および第１副領域によって形成されたボール状くぼみ部内に位置する。半導体チップは、かかるボール状くぼみ部より上に突出しない。
【００１６】
少なくとも一実施形態によれば、第２副領域における周面の傾きは、第３副領域における周面と異なる。特に好ましくは、第２副領域における傾きは、第３副領域における傾きよりも緩やかである。本明細書において、「傾き」とは、基面に対する垂線に対する角度であり、本明細書において「垂線」とは、好ましくは、平面視した場合の基面の中心点と結び付く。第２副領域および第３副領域の傾きは、好ましくは、０°でも９０°でもない。基面から離れる方向に、トラフ型反射体の直径は、好ましくは、単調増加するかまたは厳密に単調増加する。
【００１７】
少なくとも一実施形態によれば、副領域は、屈曲部を伴って互いにつながる。換言すれば、製造公差の範囲内で、副領域同士の間に縁部が形成される。用語「縁部」は、製造時に生じる曲率半径が最大で０．３ｍｍまたは最大で０．２ｍｍであることを意味し得る。
【００１８】
少なくとも一実施形態によれば、本半導体コンポーネントは、表面実装型である。したがって、半導体コンポーネントは、「ＳＭＴ」コンポーネントである。これは、電気コンタクトのために、半導体コンポーネントが実装面上に載置され得ることを意味する。リードフレーム要素は、実装面を貫通しない。
【００１９】
少なくとも一実施形態において、本オプトエレクトロニクス半導体コンポーネントは、少なくとも２つのリードフレーム要素および少なくとも１つのオプトエレクトロニクス半導体チップを備えるリードフレームを含む。オプトエレクトロニクス半導体チップは、リードフレーム要素のうちの第１リードフレーム上に実装され、放射を発生するように作製されている。半導体コンポーネントの放射透過性のポッティングボディは、リードフレーム要素同士を機械的に接続する。ポッティングボディは、放射のビーム整形をするように作製されている。第１リードフレーム要素は、基面を備えるトラフ型反射体を含み、この基面上には半導体チップが実装されている。トラフ型反射体は、少なくとも３つの副領域を含む周面をさらに含む。基面を平面視した場合の副領域は、基面を包囲しかつ基面から離れる方向に互いに連続する。基面の最も近くに位置する第１副領域において、周面は、最大で１０°の公差で基面に対して垂直に配向される。第１副領域は、好ましくは、基面から離れる方向に半導体チップを越えて突出する。第２副領域において、周面の傾きは、第３副領域における傾きよりも緩やかである。副領域は、好ましくは、屈曲部を伴ってかつ／または直接的に互いにつながる。半導体コンポーネントは、表面実装型である。
【００２０】
従来、特に赤外線放射を発生させる表面実装型の半導体コンポーネントは、広い立体角範囲全面で出射していた。しかしながら、５０°超等の大きな角度で出射された放射の一部分は、所望の用途に用いることができないことが多い。かかる放射の一部分は、場合によっては、悪影響でさえあり得る。例えば、散乱した光によって妨害され得る。本発明の半導体コンポーネントの場合、全光パワーの大部分の放射を小さな角度範囲で出射し得る。
【００２１】
特にトラフ型反射体のさまざまな副領域によって、特にかかる副領域に適合するように成形されたポッティングボディと組合せて、空間的に狭い出射パターンが実現される。
【００２２】
少なくとも一実施形態によれば、第１副領域は、トラフ型反射体の全高の少なくとも１５％または少なくとも２０％の割合を占める。ここで「全高」とは、トラフ型反射体の基面を始点として、最も遠い副領域の、基面から遠い側の縁部まで基面に対して垂直な方向に延在する範囲を指す。代替としてまたは追加的に、第１副領域が占めるかかる割合は、最大で３５％または最大で３０％または最大で２５％である。
【００２３】
少なくとも一実施形態によれば、第２副領域は、トラフ型反射体の全高の少なくとも２０％または少なくとも２５％または少なくとも３０％または少なくとも３５％の割合を占める。代替としてまたは追加的に、かかる割合は、最大で６０％または最大で５５％または最大で５０％であり得る。
【００２４】
少なくとも一実施形態によれば、トラフ型反射体の全高のうちで第３副領域が占める割合は、少なくとも２０％または少なくとも２５％または少なくとも３０％である。代替としてまたは追加的に、かかる割合は、最大で５０％または最大で４５％または最大で４０％である。
【００２５】
少なくとも一実施形態によれば、トラフ型反射体の全高のうちで第２副領域が占める割合は、第３副領域の割合よりも大きい。例えば、第２副領域が占める割合は、第３副領域が占める割合の少なくとも１．２倍または少なくとも１．３倍になる。
【００２６】
少なくとも一実施形態によれば、第２副領域および第３副領域の傾きは、少なくとも３°または少なくとも５°または少なくとも７°互いに異なる。代替としてまたは追加的に、かかる傾きの相違は、最大で２５°または最大で２０°または最大で１５°である。
【００２７】
少なくとも一実施形態によれば、基面に対して垂直に断面視した場合の副領域は、それぞれ、平坦な面を含む。換言すれば、副領域は、それぞれ、製造公差の範囲内で円錐形のエンベロープまたはピラミッド形のエンベロープの一部分として成形される。また、第１副領域は、円柱形のエンベロープの一部分としても成形され得る。基面に垂直に断面視した場合の副領域は、曲面を含まないことが好ましい。
【００２８】
少なくとも一実施形態によれば、第２副領域の傾きは少なくとも２５°または少なくとも３０°または少なくとも３５°である。代替としてまたは追加的に、かかる傾きは、最大で５０°または最大で４５°または最大で４０°である。この場合、傾きは、基面に対する垂線に基づく。
【００２９】
少なくとも一実施形態によれば、第３副領域の傾きは、少なくとも２５°または少なくとも３０°または少なくとも３５°である。代替としてまたは追加的に、かかる傾きは、最大で４５°または最大で４０°または最大で５０°である。
【００３０】
少なくとも一実施形態によれば、基面の直径または平均直径は、半導体チップの主放射面の対角線の長さの少なくとも１．１倍または少なくとも１．２倍である。この場合、主放射面は、好ましくは、半導体チップの、基面から遠い側の面である。基面の直径を主放射面の対角線の長さの、最大で１．７倍または最大で１．６倍または最大で１．５倍の長さと一致させることができる。
【００３１】
少なくとも一実施形態によれば、基面の直径は、少なくとも０．５ｍｍまたは少なくとも０．６ｍｍである。代替としてまたは追加的に、かかる直径は、最大で１．０ｍｍまたは最大で０．８５ｍｍまたは最大で０．７５ｍｍである。
【００３２】
少なくとも一実施形態によれば、トラフ型反射体の全高は、少なくとも０．３ｍｍまたは少なくとも０．４ｍｍまたは少なくとも０．５ｍｍである。代替としてまたは追加的に、全高は、最大で１．５ｍｍまたは最大で１．２ｍｍまたは最大で１．０ｍｍである。
【００３３】
少なくとも一実施形態によれば、トラフ型反射体の全高は、リードフレームの厚さの、少なくとも２倍または少なくとも３倍または少なくとも４倍である。
【００３４】
少なくとも一実施形態によれば、基面の直径は、トラフ型反射体の全高よりも大きい。例えば、基面の直径は、トラフ型反射体の全高を少なくとも１．０５倍もしくは少なくとも１．１倍かつ／または最大で１．８倍もしくは最大で１．５倍だけ上回る。
【００３５】
少なくとも一実施形態によれば、電気的な接続手段によって第２リードフレーム要素に半導体チップを接続する。接続手段は、例えば、ボンディングワイヤを含む。特に静電気放電によるダメージから保護するために、複数のボンディングワイヤによって、または、電気ブリッジによって接続手段を形成し得る。
【００３６】
少なくとも一実施形態によれば、接続手段は、トラフ型反射体よりも高く突出する。この場合、基面に基づき算出された、基面に対する垂直方向の接続手段の高さは、トラフ型反射体の全高を上回る。
【００３７】
少なくとも一実施形態によれば、トラフ型反射体の周面は、一定の高さでかつ基面の周囲に連続的に延在する。特に、周面には、接続手段のための凹所、切欠き、または開口が存在しない。
【００３８】
少なくとも一実施形態によれば、ポッティングボディは、半導体チップの主出射方向におけるトラフ型反射体の下流領域において、レンズ、特に収束レンズとして形成される。ポッティングボディの残りの領域を、半導体チップにおいて発生した放射のための光学活性コンポーネントとして形成しないことが可能である。
【００３９】
少なくとも一実施形態によれば、レンズは、リードフレームから離隔している。レンズとリードフレームとの主放射方向の距離は、半導体チップの主放射面の対角線の長さの、例えば、少なくとも０．６倍または少なくとも０．８倍または少なくとも１．０倍である。代替としてまたは追加的に、かかる距離は、半導体チップの主放射面の対角線の長さの、最大で２．４倍または最大で２．０倍または最大で１．８倍である。
【００４０】
少なくとも一実施形態によれば、レンズは、周囲領域および中心領域を含む。平面視した場合の周囲領域は、好ましくは、中心領域を包囲する。レンズの形状は、回転対照であり得る。
【００４１】
少なくとも一実施形態によれば、レンズは、中心領域において回転楕円体の部分表面として形成される。この場合、回転楕円体の半長径は、半短径の、例えば少なくとも１．５倍もしくは少なくとも１．７倍かつ／または最大で２．５倍もしくは２．０倍である。半短径は、好ましくは、半導体チップの主放射方向と平行に配向される。
【００４２】
少なくとも一実施形態によれば、レンズは、周囲領域において円錐形に成形される。換言すれば、周囲領域は、円錐形のエンベロープの一部である外部境界面を含む。
【００４３】
少なくとも一実施形態によれば、中心領域の直径は、レンズの最大部直径の少なくとも０．７倍または少なくとも０．７５倍である。代替としてまたは追加的に、中心領域の直径は、レンズの最大部直径の最大で０．９倍または０．８５倍である。
【００４４】
少なくとも一実施形態によれば、平面視した場合の中心領域は、トラフ型反射体を完全に覆い隠す。換言すれば、この場合、中心領域の直径は、少なくともトラフ型反射体の直径と同等に大きい。
【００４５】
少なくとも一実施形態によれば、周囲領域の高さは、中心領域の高さの少なくとも１．５倍または少なくとも２．０倍である。代替としてまたは追加的に、周囲領域の高さは、中心領域の高さの最大で３．５倍または最大で３．０倍である。この場合、各領域の高さとは、特に対応する各領域の主出射方向における範囲であることが理解される。
【００４６】
少なくとも一実施形態によれば、少なくともトラフ型反射体の周面に部分的にまたは完全にコーティング部を設ける。コーティング部は、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｎｉ、およびＰｄのうちの１つ以上の材料を含むかまたはこれらの材料のうちの１つ以上の材料からなる。好ましくは、Ａｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、およびＳｎのうちの少なくとも１つの材料を含むかまたはこれらの材料のうちの少なくとも１つの材料からなるはんだ付け可能なコーティング部を、基面に設ける。
【００４７】
少なくとも一実施形態によれば、リードフレームは、銅合金から形成される。この合金が許容するひずみ度は、好ましくは、少なくとも３または少なくとも４かつ／または最大で６である。「ひずみ度」とは、反射体の最大高さを素材の厚さで割った商である。反射体の最大高さは、トラフ型反射体の基面箇所の厚さとトラフ型反射体の全高とで構成される。例えば、リードフレームは、ＥＮ命名法に従ったＣｕ−ＥＴＰ、ＣＵ−Ｆｅ２Ｐ、およびＣｕＣｒＳｉＴｉのうちの１つの合金から形成される。
【００４８】
少なくとも一実施形態によれば、ポッティングボディは、エポキシドまたはエポキシド―シリコーンハイブリッド材料から形成される。
【００４９】
少なくとも一実施形態によれば、リードフレームの、特にトラフ型反射体の外側領域における平均厚さは、少なくとも７０μｍまたは少なくとも９０μｍまたは少なくとも１００μｍである。代替としてまたは追加的に、かかる厚さは、最大で３００μｍまたは最大で２５０μｍまたは最大で２００μｍであり得る。
【００５０】
少なくとも一実施形態によれば、基面を平面視した場合のポッティングボディの外寸または縁部長さは、最大で６ｍｍまたは最大で５ｍｍである。代替としてまたは追加的に、ポッティングボディの主出射方向の最大範囲は、最大で７ｍｍまたは最大で５ｍｍであり得る。レンズを除いたポッティングボディの形状を直方体とすることができる。「直方体」とは、側面が直方体の形状から、例えば最大で１５°または最大で１０°の角度公差で若干逸脱する可能性を除外するものではない。
【００５１】
少なくとも一実施形態によれば、トラフ型反射体の最大部直径は、２．５ｍｍまたは２．０ｍｍである。トラフ型反射体の直径は、少なくとも０．８ｍｍまたは少なくとも１．０ｍｍであり得る。
【００５２】
少なくとも一実施形態によれば、リードフレーム要素は、例えば、最大で１５°または最大で１０°または最大で５°の公差で主出射方向に対して垂直な方向にのみ外部に向かって、ポッティングボディまたはポッティングボディの横境界面を貫通する。リードフレーム要素がポッティングボディの横境界面を貫通する箇所は、好ましいことに、ポッティングボディの材料によって包囲されている。
【００５３】
少なくとも一実施形態によれば、リードフレーム要素の電気コンタクトのために設けられた領域のみがポッティングボディの外に突出する。特に、トラフ型反射体は、完全にポッティングボディの材料によって包囲され得る。代替として、熱接触を向上させるために、トラフ型反射体の基部をポッティングボディの外に突出させるかまたはポッティングボディと面一にすることも可能である。
【００５４】
少なくとも一実施形態によれば、ポッティングボディは、半導体チップを直接的に包囲しかつ／または封入する。換言すれば、ポッティングボディは、半導体チップと部分的に接触し得る。特に、半導体チップは、トラフ型反射体とともにポッティングボディによって完全に包囲される。平面視した場合の半導体チップは、半導体チップを囲う側面箇所で、好ましくは直接的にポッティングボディに隣接する。
【００５５】
本明細書に記載のオプトエレクトロニクス半導体コンポーネントを、例示的な実施形態によって、また、図面を参照して以下に詳細に説明する。個々の図面において同一の構成要素は、同一の参照番号を用いて示す。構成要素同士は、一定の比率で図示されているのではなく、むしろ、個別の構成要素は、理解しやすいように、誇張した大きさで図示され得る。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図１Ａ〜１Ｂは、本明細書に記載のオプトエレクトロニクス半導体コンポーネントの例示的な実施形態の模式図である。
【図２】図２Ａ〜２Ｂは、本明細書に記載のオプトエレクトロニクス半導体コンポーネントの例示的な実施形態の模式図である。
【図３】図３Ａ〜３Ｂは、本明細書に記載のオプトエレクトロニクス半導体コンポーネントの例示的な実施形態の模式図である。
【図４】本明細書に記載のオプトエレクトロニクス半導体コンポーネントの出射パターンの模式図である。
【図５】半導体コンポーネントの出射パターンの模式図である。
【図６】半導体コンポーネントの出射パターンの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
図１Ａは、オプトエレクトロニクス半導体コンポーネント１の例示的な実施形態の斜視図を、図１Ｂは、その断面図を示す。半導体コンポーネント１は、２つのリードフレーム要素２３，２４を備えるリードフレーム２を含む。第１リードフレーム要素２３は、トラフ型反射体２５であって、その中にオプトエレクトロニクス半導体チップ３が実装されるものを含む。半導体チップ３は、例えば、約８００ｎｍのスペクトル域の放射を出射する発光ダイオードである。
【００５８】
半導体チップ３は、ボンディングワイヤである接続手段４を介して、第２リードフレーム要素２４と電気接続している。ボンディングワイヤ４は、トラフ型反射体２５から外にトラフ型反射体２５の側壁を越えて第２リードフレーム要素２４まで延在している。
【００５９】
また、半導体コンポーネント１は、ポッティングボディ５を有する。ポッティングボディ５は、リードフレーム２の周囲に、略直方体として直接的に形成される。主出射方向３５の下流領域において、ポッティングボディ５は、レンズ５０の形をとる。リードフレーム２をポッティングボディ５内により強固に固定するために、リードフレーム要素２３，２４は、突起および／または開口を含む。
【００６０】
半導体コンポーネント１の狭いスペクトル出射パターンを得ることができるように、トラフ型反射体２５を成形し、レンズ５０に適合させる。この目的のために、基面２６を包囲するトラフ型反射体２５の周面を３つの副領域２７，２８，２９に細区画化する。基面２６に最も近い第１副領域２７は、基面２６に略垂直に配向されかつ半導体チップ３に面する面を含む。
【００６１】
第２副領域２８は、第１副領域２７に直接的に隣接しかつ第３副領域２９よりも傾きが緩やかである。副領域２７，２８，２９は、略屈曲した形で互いにつながっている。図１Ｂに記載の断面図で見た場合の副領域２７，２８，２９は、それぞれ、半導体チップに面する平坦な境界面を有するように形成されている。
【００６２】
レンズ５０は、リードフレーム要素２３，２４から距離Ａの位置にある。距離Ａは、例えば、少なくとも０．２ｍｍかつ／または最大で０．５ｍｍである。レンズ５０は、中心領域５３と周囲領域５２とを含む。周囲領域５２は、円錐台形状であり、中心領域５３を完全に包囲する。ポッティングボディ５の直方体状に成形された部分を始点とする周囲領域５２の高さＢは、例えば、少なくとも０．６ｍｍかつ／または最大で０．９ｍｍである。隣接する中心領域５３の高さＣは、例えば、少なくとも０．３ｍｍかつ／または最大で０．８ｍｍである。中心領域５３の直径Ｄは、例えば、少なくとも２．０ｍｍかつ／または最大で２．９ｍｍである。レンズ５０と直方体部分との間の移行部箇所のレンズ５０の直径Ｅは、例えば、少なくとも２．２ｍｍかつ／または最大で３．１ｍｍである。
【００６３】
断面視した場合の中心領域５３は、楕円の一部分の形状である。基になっている楕円の半長径は、例えば、少なくとも２．１ｍｍかつ／または最大で２．４ｍｍである。半短径の長さは、例えば、最大で１．４かつ／または少なくとも１．２ｍｍである。半短径は、主出射方向３５と平行に配向されている。
【００６４】
既述の数値は、いずれも、例示に過ぎないことが理解されるべきであり、また、これらの数値は、互いに一定の率で定められ得る。
【００６５】
図示の形態とは異なり、ポッティングボディ５の材料ではなく、シリコーン等の図示していないさらなる充填材でトラフ型反射体２５を充填することができる。図示していないさらなる充填材内に、ルミネセンス材料、散乱体、またはフィルタ粒子等の光学活性要素を導入し得る。同じく、図示の形態とは異なり、ポッティングボディ５を、他のすべての例示的な実施形態においても同様であるが、多成分射出成形によって製造することができる。例えば、この場合、レンズ５０を放射透過性材料から形成し、直方体部分を放射非透過性材料から形成する。
【００６６】
図２および図３は、本明細書に記載のオプトエレクトロニクス半導体コンポーネント１用のトラフ型反射体２５のより詳細な図を示す。図２Ａおよび図３Ａは、それぞれ、側面図を示し、図２Ｂおよび図３Ｂは、それぞれ、図２Ａおよび図３Ａの断面線に沿った断面図を示す。例えば図１に関連して説明したポッティングボディ５は、いずれも、トラフ型反射体２５の下流に配置され得る。
【００６７】
図２に示すトラフ型反射体２５は、空間的に狭い出射パターンのために構成される。この目的のために、第２副領域２８の傾きを４０°とし、第３副領域の傾きを３５°としている。大部分の放射が、主出射方向３５を中心に＋／−１０°の角度範囲内で出射される。
【００６８】
図３に示す例示的な実施形態では、第２副領域２８の傾きを、同じく４０°としている。第３副領域２９の傾きを、２５°としている。図３に示す半導体コンポーネント１の場合、大部分の放射が、主出射方向３５を中心に＋／−２０°の立体角度範囲内で出射される（図５も参照されたい）。「大部分」とは、５０％超または７０％超または８０％超を意味し得る。
【００６９】
図２および図３に示した特定の寸法は、一定の率で変更可能である。図示した個々の寸法同士の比は、絶対値に関わらず、最大で５％または最大で１０％の公差で設定される。例えば、トラフ型反射体２５の全高Ｈと基面２６の直径ｄとから算出した比は、およそ０．８５である（図２Ｂ参照）。図示の絶対値は、例えば、２倍以内または３倍以内で、好ましくは個々の寸法の比を考慮して適用され得る。同じことが図３にも当てはまる。
【００７０】
図４は、半導体コンポーネント１の出射パターンを示す。半導体チップ３の主放射面３０から発せられるさまざまな光線束の光線Ｒが図示されている。トラフ型反射体２５の結果として、放射Ｒは、レンズ５０方向に集中している。周囲領域５２で、主出射方向３５への屈折が起こる。放射Ｒが実質的に垂直に中心領域５３に突き当たるため、中心領域５３では、放射Ｒの方向の変化は比較的小さい。この場合、トラフ型反射体２５によってビーム整形も実質的に行われる。
【００７１】
図５では、角度αについて積分した相対輝度Ｉおよび光束Φを、主出射方向３５に対する角度αの関数として、プロットする。およそ８２％の光束Φが、主出射方向３５を中心に＋／−２０°の角度範囲内で出射されている。輝度は、およそ８°の角度で最大である。
【００７２】
図６では、さまざまな構成で角度αについて積分した光束Φをプロットする。図３に示す半導体コンポーネント１（図５も参照されたい）について得られた曲線を「１」という。ラジアルＬＥＤを「ｒ」という。典型的な表面実装型の構成は、残りの３つの曲線によって図示されている。図６は、半導体コンポーネント１のトラフ型反射体２５の、既述の幾何学的形状であれば、特に空間的に狭い出射パターンを実現できることを示す。
【００７３】
本発明は、例示的な実施形態に基づく記載によっては限定されない。むしろ、本発明は、請求項または例示的な実施の形態に明示的に特定されていないとしても、新規な特徴すべて、または特徴の任意の組合せすべて、特に請求項に特定された特徴の組合せすべてを含む。
【００７４】
本特許出願は、独国特許出願第１０２０１３１００１２１．１号の優先権を主張し、この開示内容は参照によって本明細書に援用される。
【図１】
2016502289.tif 000003
【図２】
2016502289.tif 000004
【図３】
2016502289.tif 000005
【図４】
2016502289.tif 000006
【図５】
2016502289.tif 000007
【図６】
2016502289.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成27年7月3日(2015.7.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−  少なくとも２つのリードフレーム要素（２３，２４）を備えるリードフレーム（２）と、
−  前記リードフレーム要素のうちの第１リードフレーム要素（２３）上に実装された、放射（Ｒ）を発生させるための、少なくとも１つのオプトエレクトロニクス半導体チップ（３）と、
−  前記リードフレーム要素（２３，２４）同士を機械的に接続しかつ前記放射（Ｒ）のビーム整形のために構成された放射透過性のポッティングボディ（５）と、
を備える、オプトエレクトロニクス半導体コンポーネント（１）であって、
−  前記第１リードフレーム要素（２３）は、基面（２６）を備えるトラフ型反射体（２５）を含み、前記基面（２６）上には前記半導体チップ（３）が実装されており、
−  前記トラフ型反射体（２５）は、平面視した場合に、前記基面（２６）を包囲しかつ前記基面（２６）から離れる方向に互いに連続する少なくとも３つの副領域（２７，２８，２９）を含む周面を含み、
−  前記基面（２６）の最も近くに位置する前記第１副領域（２７）において、前記周面は、最大で１０°の公差で前記基面（２６）に対して垂直に配向しており、
−  前記第１副領域（２７）は、前記基面（２６）から離れる方向に前記半導体チップ（３）を越えて突出し、
−  第２副領域（２８）における前記周面の傾きは、第３副領域（２９）における傾きよりも緩やかであり、
−  前記副領域（２７，２８，２９）は、屈曲部を伴って互いにつながり、
−  前記半導体コンポーネント（１）は、表面実装型であり、
− 前記基面（２６）の直径は、前記オプトエレクトロニクス半導体チップ（３）の主放射面（３０）の対角線の長さの１．１〜１．７倍である、
オプトエレクトロニクス半導体コンポーネント（１）。
【請求項２】
−  前記第１副領域（２７）は、前記トラフ型反射体（２５）の全高（Ｈ）の１５％〜３０％（両端値を含む）の割合を占め、前記第２副領域（２８）は、前記トラフ型反射体（２５）の前記全高（Ｈ）の２５〜５５％（両端値を含む）の割合を占め、前記第３副領域（２９）は、前記トラフ型反射体（２５）の前記全高（Ｈ）の２０〜５０％（両端値を含む）の割合を占め、
−  前記基面（２６）の直径（ｄ）は、前記トラフ型反射体（２５）の前記全高（Ｈ）よりも大きく、
−  前記ポッティングボディ（５）は、前記半導体チップ（３）の主出射方向（３５）における前記トラフ型反射体（２５）の下流領域においてレンズ（５０）として形成され、前記レンズ（５０）は、周囲領域（５２）および中心領域（５３）を含み、
−  前記ポッティングボディ（５）は、前記半導体チップ（３）を直接的に包囲しかつ前記トラフ型反射体（２５）とともに前記半導体チップ（３）を完全に封入し、
−  前記レンズ（５０）は、前記レンズ（５０）の直径が前記半導体チップ（３）から離れる方向に減少するように、前記中心領域（５３）において楕円体でありかつ前記周囲領域（５２）において円錐状である、
請求項１に記載のオプトエレクトロニクス半導体コンポーネント（１）。
【請求項３】
前記第１副領域（２７）は、前記トラフ型反射体（２５）の前記全高の１５〜３０％（両端値を含む）の割合を占め、
前記第２副領域（２８）は、前記トラフ型反射体（２５）の前記全高（Ｈ）の２５〜５５％（両端値を含む）の割合を占め、
前記第３副領域（２９）は、前記トラフ型反射体（２５）の前記全高（Ｈ）の２０〜５０％（両端値を含む）の割合を占める、
請求項１または２に記載のオプトエレクトロニクス半導体コンポーネント（１）。
【請求項４】
前記第２副領域の前記傾きは、前記第３副領域（２８，２９）の前記傾きと少なくとも５°かつ最大で２５°異なる、
請求項１〜３のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス半導体コンポーネント（１）。
【請求項５】
前記第２副領域（２８）の前記傾きは、前記基面（２６）に対する垂線（３５）に対して３０〜５０°（両端値を含む）である、
請求項１〜４のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス半導体コンポーネント（１）。
【請求項６】
前記第３副領域（２９）の前記傾きは、前記基面（２６）に対する垂線（３５）に対して２５〜４５°（両端値を含む）である、
請求項１〜５のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス半導体コンポーネント（１）。
【請求項７】
７０％超の前記放射（Ｒ）が、前記主出射方向（３５）を中心に＋／−２０°の立体角度範囲内で出射される、
請求項２に記載のオプトエレクトロニクス半導体コンポーネント（１）。
【請求項８】
前記基面（２６）の前記直径（ｄ）は、０．５〜２．０ｍｍ（両端値を含む）であり、前記トラフ型反射体（２５）の前記全高（Ｈ）は、０．３〜１．５ｍｍ（両端値を含む）であり、
前記直径（ｄ）は、前記全高（Ｈ）よりも大きい、
請求項１〜７のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス半導体コンポーネント（１）。
【請求項９】
前記半導体チップ（３）は、電気的な接続手段（４）、特にボンディングワイヤによって、前記第２リードフレーム要素（２４）に電気接続され、
前記接続手段（４）は、前記トラフ型反射体（２５）を越えて突出し、前記周面は、前記基面（２６）の周囲に連続的にかつ一定の高さで延在する、
請求項１〜８のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス半導体コンポーネント（１）。
【請求項１０】
前記ポッティングボディ（５）は、前記半導体チップ（３）の主出射方向（３５）における前記トラフ型反射体（２５）の下流領域において、レンズ（５０）として形成され、
レンズ（５０）の形態の領域と前記リードフレーム（２）との間の前記主出射方向（３５）の距離が、前記半導体チップ（３）の前記主放射面（３０）の対角線の長さの０．６〜２．４倍（両端値を含む）である、
請求項１〜９のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス半導体コンポーネント（１）。
【請求項１１】
前記レンズ（５０）は、周囲領域（５２）および中心領域（５３）を含み、
前記レンズ（５０）は、前記中心領域（５３）において楕円体でありかつ前記周囲領域（５２）において円錐状である、
請求項１０に記載のオプトエレクトロニクス半導体コンポーネント（１）。
【請求項１２】
前記中心領域（５３）の直径（Ｄ）が、前記レンズ（５０）の最大部直径（Ｅ）の０．７〜０．９倍であり、
平面視した場合の前記中心領域（５３）は、前記トラフ型反射体（２５）を完全に覆い隠す、
請求項１１に記載のオプトエレクトロニクス半導体コンポーネント（１）。
【請求項１３】
前記周囲領域（５２）の高さ（Ｂ）が、前記中心領域（５３）の高さ（Ｃ）の１．５〜３．５倍である、
請求項１１または１２に記載のオプトエレクトロニクス半導体コンポーネント（１）。
【請求項１４】
−  前記周面には、少なくとも部分的にコーティング部が設けられ、前記コーティング部は、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｎｉ、およびＰｄのうちの１種以上の材料を含むかまたはＡｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｎｉ、およびＰｄのうちの１種以上の材料からなり、
前記リードフレーム（２）は、銅合金から形成され、また、前記ポッティングボディ（５）は、エポキシドから形成され、
前記リードフレーム（２）の平均厚さは、９０〜３００μｍ（両端値を含む）であり、
前記半導体チップ（３）は、赤色スペクトル域または近赤外線スペクトル域において発光する発光ダイオードである、
請求項１〜１３のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス半導体コンポーネント（１）。
【請求項１５】
−  平面視した場合の前記ポッティングボディ（５）の外寸が、最大で６ｍｍであり、
−  主出射方向（３５）の前記ポッティングボディ（５）の最大範囲が、最大で７ｍｍであり、
−  前記トラフ型反射体（２５）の最大直径が２．５ｍｍであり、
−  前記レンズ（５０）を除いた前記ポッティングボディ（５）の形状が直方体であり、
−  前記リードフレーム要素（２３，２４）は、外部に向かって主出射方向に対して垂直な方向に前記ポッティングボディ（５）を貫通しかつ貫通箇所では前記ポッティングボディ（５）の材料によって包囲されている、
請求項１〜１４のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス半導体コンポーネント（１）。
【国際調査報告】
2016502289.tif 000009
2016502289.tif 000010
2016502289.tif 000011
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