專利名稱：用于制造光電子器件的方法和光電子器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制造光電子器件的方法和一種光電子器件。
背景技術(shù)：
為了將光電子器件的輻射特性與預(yù)先給定的值匹配，可以使用光
學(xué)元件、例如透鏡。這種光電子器件例如在出版物DE 10 2005 020 908Al中進(jìn)行了描述。在該器件中，將預(yù)制的透鏡設(shè)置到安裝在殼體中的產(chǎn)生輻射的半導(dǎo)體本體上。在設(shè)置預(yù)制的透鏡之前，用包封來澆鑄半導(dǎo)體本體，該包封應(yīng)用于保護(hù)半導(dǎo)體本體。在該光電子器件中，透鏡被單獨(dú)地制造并且在附加的安裝過程中被固定。由此，產(chǎn)生附加的安裝花費(fèi)和附加的可能的故障源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是，說明一種用于光電子器件的改進(jìn)的制造方法。此外，本發(fā)明的任務(wù)是，說明一種具有簡化的制造方法的光電子器件。該任務(wù)通過具有權(quán)利要求1所述的步驟的方法和具有權(quán)利要求15的特征的光電子器件來解決。
本發(fā)明的有利的擴(kuò)展方案和改進(jìn)方案在各從屬權(quán)利要求中說明。一種用于制造光電子器件的方法特別是包括以下步驟-提供具有第一主面和第二主面的村底，該第二主面與第一主面對(duì)置，
-將適于從正面發(fā)射電磁輻射的半導(dǎo)體本體固定在襯底的第一主面上，并且
-至少在半導(dǎo)體本體的正面上施加對(duì)于光電子半導(dǎo)體本體的輻射來說可透射的包封，其中該包封在使用具有閉合的腔的工具的情況下被構(gòu)建為光學(xué)元件，該腔具有光學(xué)元件的輪廓。
光學(xué)元件例如可以是透鏡。
在該方法中，包封可以直接與光電子半導(dǎo)體本體的正面鄰接地設(shè)置或者與其間隔地設(shè)置。在后一種情況中，在包封和半導(dǎo)體本體的正面之間可以設(shè)置附加的層，例如波長轉(zhuǎn)換層。該層在下面被進(jìn)一步闡述。此外也可能的是，襯底至少部分地被包封包圍。
本方法提供的優(yōu)點(diǎn)是，在一個(gè)方法步驟中制造用于形成輻射特性的包封和光學(xué)元件，該光學(xué)元件于是被集成到光電子部件中而不是單獨(dú)地制造。以這種方式和方法來簡化光電子部件的制造工藝并且減少在制造中故障源的數(shù)目。
優(yōu)選地，包封借助塑料處理工藝來施加，該工藝特別優(yōu)選地是適合大規(guī)模生產(chǎn)的。適合大規(guī)模生產(chǎn)的塑料處理工藝通常能夠?qū)崿F(xiàn)比例如手工或者半手工的澆鑄方法更有利的制造。塑料處理工藝?yán)缈梢?br> 是壓縮成形、液體注射成形注塑(LIM注塑)、液體傳遞成形或者澆注。
LIM注塑能夠有利地實(shí)現(xiàn)液態(tài)塑料材料(例如含有硅樹脂的塑料材料)的適合大規(guī)模生產(chǎn)的注塑處理，這些材料特別好地適于光學(xué)元件。
用于LIM注塑的裝置通常包括用于液態(tài)塑料材料的至少一個(gè)儲(chǔ)存容器和泵，該泵將塑料材料從儲(chǔ)存容器輸送給配料系統(tǒng)。例如螺桿(Schnecke)、活塞配料器、靜態(tài)混合器或者靜態(tài)-動(dòng)態(tài)混合器可以用作配料系統(tǒng)。該裝置也可以包括一個(gè)或多個(gè)另外的注塑容器，例如以便處理兩種組分的或者多種組分的塑料材料。具有光學(xué)元件的輪廓的閉合的腔在此通常通過工具形成。該工具通常包括至少兩個(gè)工具部分，其中至少一部分包括具有光學(xué)元件的輪廓的腔。帶有光電子半導(dǎo)體本體的襯底在此例如被插入工具的一部分中，而該工具的另一部分被對(duì)置地設(shè)置并且包括具有光學(xué)元件的輪廓的腔。如果該工具被閉合，則腔也被閉合，其中工具的一部分在襯底上密封或者在工具的另一部分上密封。在閉合的腔的情況下進(jìn)行噴射過程，該噴射過程將塑料材料輸送到腔中，例如通過工具的澆鑄系統(tǒng)。通常，該配料系統(tǒng)在這種塑料處理工藝中與該裝置的軸線平行地設(shè)置。通常，具有閉合的腔的該工具同樣設(shè)置在該軸線上。
在UM注塑中，除了單組分的或多組分的液態(tài)材料之外也處理交聯(lián)的原料、例如熱固性塑料。為了處理熱固性塑料，通常加熱工具。在處理硅樹脂時(shí)，通常出現(xiàn)比在處理熱塑性塑料時(shí)更小的增壓(Nachdruck )。此外，LIM注塑和熱塑性塑料處理的組合也是可能的。
在該方法的另一種擴(kuò)展方案中，使用壓縮成形作為塑料處理工藝。在壓縮成形中，襯底以其第二主面被緊固到工具的一部分上或者被插入該工具中，而工具的包括具有光學(xué)元件的輪廓的腔的另一部分相對(duì)地設(shè)置。然而，與LIM注塑不同，噴射過程在打開的工具的情況下進(jìn) 行。為此，配料系統(tǒng)(通常是靜態(tài)混合器或者靜態(tài)-動(dòng)態(tài)混合器)合 乎目的地設(shè)置在工具側(cè)面并且直接以塑料材料填充具有光學(xué)元件的輪 廓的腔。在將工具閉合時(shí)，將塑料材料按壓到腔中并且填滿該腔。
在傳遞成形的情況下，對(duì)于填充所述腔來說所需的塑料材料的量 在引入到工具中之前被測(cè)量并且被引入到單獨(dú)的容器中。在閉合的工 具的情況下，該塑料材料借助配料系統(tǒng)、例如活塞從該容器被輸送到 腔中。在液體傳遞成形的情況下，以這種方式和方法處理液態(tài)塑料材 料、例如硅樹脂材料。
在該方法的一種實(shí)施方式中，優(yōu)選地在將塑料材料噴射到腔中之 前將膜引入工具中。特別優(yōu)選地，膜在此直接與腔鄰接，該腔具有光 學(xué)元件的輪廓。這例如可以借助真空來實(shí)現(xiàn)。通常，用于膜和襯底之 間的包封的塑料材料被引入到腔中。如果構(gòu)建了包封，則該工具又被 打開并且膜通常又被去除。
借助膜有利地防止塑料材料接觸工具并且在那里保持附著。此外， 使用膜所提供的優(yōu)點(diǎn)是，可以補(bǔ)償村底的不平坦性以及這樣利用塑料 材料至少減少襯底的污染。優(yōu)選地，膜具有^nm到100nm之間的厚度， 其中包括邊界值。該膜例如可以具有乙烯-四氟乙烯(ETFE)或者由該 材料構(gòu)成。
因?yàn)楣ぞ咄ǔ１患訜?，所以?yōu)選地使用一種耐熱的膜，其特別優(yōu) 選地耐受IOO"C到150"C之間的溫度，其中包括邊界值。
替代于或者附加于膜，可以借助工具的涂層來至少降低塑料材料 在工具上的附著。這樣，工具可以在與塑料材料接觸的區(qū)域內(nèi)被涂層。 例如具有Ni-PTFE或者由該材料構(gòu)成的層適于作為涂層。
特別優(yōu)選地，針對(duì)包封使用硅樹脂或者混合材料作為塑料材料。 在此，如下的材料被稱為混合材料該材料具有至少兩種主要組分， 其中這些主要組分之一是硅樹脂.除了主要組分之外，該塑料材料可 以具有其他的組成部分作為輔助材料，例如用于避免變黃的材料(藍(lán)
化劑(Blaumacher))、增塑劑或者脫模輔助材料。然而，這樣的組 成部分通常具有塑料材料的少量的質(zhì)量部分。塑料材料的大部分具有 主要組分。
使用硅樹脂作為包封所提供的優(yōu)點(diǎn)是，這些硅樹脂特別是熱穩(wěn)定和uv穩(wěn)定的，并且具有對(duì)于可見輻射來說高的可穿透性。
特別優(yōu)選地，混合材料具有大約50%的硅樹脂和大約50% (就質(zhì) 量而言)的環(huán)氧樹脂。
在該方法的另一實(shí)施方式中，混合材料具有10%到70% (就質(zhì)量 而言)的環(huán)氧樹脂，其中包括邊界值。
應(yīng)理解的是，在上面的說明中指的是主要組分彼此之間的比例， 輔助材料的可能的含量未被考慮。
根據(jù)該方法的另一實(shí)施方式，塑料材料具有增附劑，其改進(jìn)包封 和村底或者半導(dǎo)體本體之間的附著。
例如可以使用預(yù)先成形的殼體、預(yù)先成形的引線框架、預(yù)先成形 的具有散熱器的引線框架或者印刷電路板(PCB)作為襯底。此外，襯 底可以具有陶瓷或者銅，或者由這些材料之一構(gòu)成。例如，可以使用 直接鍵合銅(DBC村底)作為襯底。DBC襯底包括芯(例如由陶瓷板構(gòu) 成)，和與芯相連接的一個(gè)或兩個(gè)銅板。DBC襯底特別是具有高的導(dǎo)熱 性。此外，DBC襯底的熱膨脹系數(shù)可以與半導(dǎo)體本體的熱膨脹系數(shù)匹配。
預(yù)先成形的殼體例如可以具有引線框架和殼體本體，該引線框架 具有至少兩個(gè)連接條，其中殼體本體優(yōu)選地由壓制材料圍繞引線框架 來成形(例如噴射、壓制或者壓鑄)。壓制材料例如可以彩色地、白 色地或者黑色地構(gòu)建，并且包括具有填料的環(huán)氧樹脂、具有填料的硅 樹脂或者具有硅樹脂和環(huán)氧樹脂的混合材料，或者由這些材料之一構(gòu) 成。在此，引線框架優(yōu)選地在其表面上具有固定點(diǎn)，這些固定點(diǎn)例如 通過蝕刻來制造并且用于引線框架和殼體本體之間的固定。
也可以使用結(jié)構(gòu)化的金屬引線框架作為襯底，該引線框架為了機(jī) 械地固定在工具中而具有至少一個(gè)穿孔。這種結(jié)構(gòu)化的引線框架優(yōu)選 地在第二主面上具有帶、例如粘合膜，以避免以塑料材料污染。
在該方法的一種實(shí)施方式中，使用薄膜半導(dǎo)體芯片作為半導(dǎo)體本 體。在此將如下的半導(dǎo)體本體稱為薄膜半導(dǎo)體芯片其具有外延生長 的產(chǎn)生輻射的半導(dǎo)體層序列，其中生長襯底已被去除或者薄化，使得 其單獨(dú)地不再使薄膜半導(dǎo)體芯片足夠機(jī)械穩(wěn)定。薄膜半導(dǎo)體芯片的半 導(dǎo)體層序列因此優(yōu)選地被設(shè)置在支承體上，該支承體使半導(dǎo)體本體機(jī) 械穩(wěn)定并且特別優(yōu)選地與用于半導(dǎo)體本體的半導(dǎo)體層序列的生長襯底 不同。此外優(yōu)選地，在支承體和產(chǎn)生輻射的半導(dǎo)體層序列之間設(shè)置有反射層，該反射層所具有的任務(wù)是，將半導(dǎo)體層序列的輻射引導(dǎo)至薄 膜半導(dǎo)體芯片的發(fā)射輻射的正面。產(chǎn)生輻射的半導(dǎo)體層序列此外優(yōu)選
地具有在20微米或者更小的范圍中的厚度，特別是在10微米范圍中 的厚度。
薄膜半導(dǎo)體芯片的基本原理例如在I. Schnitzer等人于1993年10 月18日所著的出版物Appl. Phys. Lett. 63， 16，第2174 - 2176頁 中進(jìn)行了描述，其公開內(nèi)容通過引用結(jié)合于此。在出版物EP 0905797 A2 和WO 02/13281 Al中描述了薄膜發(fā)光二極管芯片的例子，其公開內(nèi)容 同樣通過引用結(jié)合于此。
薄膜半導(dǎo)體芯片良好地近似于郎伯表面輻射器。因此可以是有利 的是，將具有薄膜半導(dǎo)體芯片的光電子器件理解為具有光學(xué)元件的產(chǎn) 生輻射的半導(dǎo)體本體，以便有目的地影響光電子器件的輻射特性。
在該方法的另一擴(kuò)展方案中，將波長轉(zhuǎn)換層施加到半導(dǎo)體本體的 正面上。波長轉(zhuǎn)換層具有至少一種波長轉(zhuǎn)換材料，該波長轉(zhuǎn)換材料將 第一波長范圍的半導(dǎo)體本體的輻射轉(zhuǎn)換為不同于第一波長范圍的第二 波長范圍的輻射。通常，第二波長范圍的轉(zhuǎn)換后的輻射在此比第一波 長范圍的未被轉(zhuǎn)換的輻射波長更長。
波長轉(zhuǎn)換層例如在出版物W0 97/50132中進(jìn)行了描述，其關(guān)于此
的公開內(nèi)容通過引用被結(jié)合。
波長轉(zhuǎn)換材料例如選自由如下材料構(gòu)成的組以稀土金屬摻雜的 石榴石、以稀土金屬摻雜的堿土金屬碌K化物(Erdalkalisulfide)、 以稀土金屬摻雜的硫代鎵酸鹽(Thiogalate)、以稀土金屬摻雜的鋁 酸鹽、以稀土金屬摻雜的正硅酸鹽、以稀土金屬摻雜的氯硅酸鹽、以 稀土金屬摻雜的堿土金屬氮化硅、以稀土金屬摻雜的氮氧化合物以及 以稀土金屬摻雜的氮氧化鋁。
特別優(yōu)選地，使用Ce摻雜的YAG波長轉(zhuǎn)換材料(YAG:Ce)作為波 長轉(zhuǎn)換材料。
波長轉(zhuǎn)換材料的顆?？梢员磺度氲浇雍蟿┲小＝雍蟿┛梢赃x自由 以下材料構(gòu)成的組熱塑性材料、聚苯乙烯、乳膠、透明橡膠種類、 玻璃、聚碳酸酯、丙烯酸鹽、特氟龍、硅酸鹽、水玻璃、聚乙烯、硅 樹脂、環(huán)氧樹脂、PMMA或者具有硅樹脂、環(huán)氧樹脂或者PMMA的混合材料。根據(jù)該方法的一種實(shí)施方式，波長轉(zhuǎn)換層的厚度或者波長轉(zhuǎn)換材料的濃度被選擇為使得由半導(dǎo)體本體發(fā)射的第 一波長范圍的電磁輻射的一部分未被轉(zhuǎn)換地通過波長轉(zhuǎn)換層。在這種情況中，第一波長范圍的未被轉(zhuǎn)換的輻射和第二波長范圍的轉(zhuǎn)換后的輻射彼此混合，使得光電子器件發(fā)出由第一波長范圍的輻射和第二波長范圍的輻射構(gòu)成的混合輻射。以這種方式和方法可以制造一種光電子器件，該光電子器件
發(fā)射具有在CIE標(biāo)準(zhǔn)色表的白色范圍中的色度坐標(biāo)的混合光。為此例如使用一種半導(dǎo)體本體，其發(fā)出藍(lán)色光譜范圍中的電磁輻射，以及使用 一種波長轉(zhuǎn)換材料，其將第一波長范圍的該藍(lán)色輻射的一部分轉(zhuǎn)換為黃色輻射。對(duì)此合適的波長轉(zhuǎn)換材料例如是YAG:Ce。
在該方法的一種特別優(yōu)選的實(shí)施方式中，將密封層施加到襯底的第一主面上。特別優(yōu)選地，將密封層施加到第一主面的一部分上，該部分被設(shè)置用于在該方法期間與工具的具有光學(xué)元件的輪廓的部分接觸，使得密封層在閉合的工具的情況下至少部分地與工具一起構(gòu)建共同的界面。特別優(yōu)選地，村底的第一主面的其上施加光學(xué)元件的區(qū)域沒有密封層。在一種擴(kuò)展方案中，密封層和光學(xué)元件具有共同的界面。
密封層特別是被設(shè)置用于補(bǔ)償襯底的粗糙度并且因此有助于更密封地閉合腔。以這種方式和方法，可以避免在塑料處理工藝期間如特別是在使用低粘度的塑料材料、例如硅樹脂時(shí)可能出現(xiàn)的襯底的污染。特別地，當(dāng)污染位于要用于稍后接觸光電子半導(dǎo)體器件的襯底的區(qū)域中時(shí)，否則需要在單獨(dú)的方法步驟中去除污染。此外，密封層也可以承擔(dān)塑料材料和襯底之間的增附劑的功能。為此，密封層合乎目的地至少部分地也4皮施加到襯底的第一主側(cè)的區(qū)域上，其中包封被施加到該區(qū)域上。在這種擴(kuò)展方案中，光學(xué)元件和密封層優(yōu)選地具有共同的界面。
優(yōu)選地，密封層柔性地并且柔軟地構(gòu)建，使得其在將工具閉合時(shí)爭>弛(nachgeben )，然而并不會(huì)由于所施加的閉合壓力而從襯底去除或者損壞。特別優(yōu)選地，密封層具有5pm到100pm之間的厚度，其中包括邊界值。此外，密封層優(yōu)選地具有在A30到90之間的肖氏硬度，其中又包括邊界值。
密封層可以通過印刷方法、例如絲網(wǎng)印刷、移印或者噴墨印刷來
施加o密封層例如可以具有聚酰亞胺或者硅樹脂，或者由這些材料之一構(gòu)成。
此外，密封層例如可以具有干抗蝕劑(Trockenresist)或者由該材料構(gòu)成。具有干抗蝕劑或者由該材料構(gòu)成的密封層合乎目的地借助光刻方法^皮施加到襯底的第一主面上。
在該方法的另一擴(kuò)展方案中，將金屬化作為密封層施加到襯底上。金屬化優(yōu)選地具有以下材料之一或者由這些材料之一構(gòu)成銀、金、銅、錫。特別優(yōu)選地，金屬化厚度不超過30nm。
在該方法的另一實(shí)施方式中，將密封層結(jié)構(gòu)化地施加到襯底上。這能夠有利地實(shí)現(xiàn)空氣可以從閉合的腔中逸出。這使得用塑料材料來填充腔變得容易，并且因此導(dǎo)致腔的更好的成形。
此外，密封層也可以是膜，其例如結(jié)構(gòu)化地施加到襯底上。該膜可以保留在器件中或者也可以至少部分地又從襯底去除。
根據(jù)一種實(shí)施方式，密封層可以包括增附劑，其改進(jìn)密封層和襯底之間的附著。
在該方法的另一實(shí)施方式中，工具的型芯具有排氣通道。由此，可以有利地在塑料處理工藝期間同樣實(shí)現(xiàn)閉合的工具的排氣。
此外，型芯的表面可以回縮，使得該表面與襯底的表面或者密封層一同構(gòu)建排氣通道。
在該方法的另一擴(kuò)展方案中，工具和特別是具有光學(xué)元件的輪廓的腔在噴射過程之前被排空。工具的排空通常有利地導(dǎo)致腔的特別良好的填充。
在該方法的另一擴(kuò)展方案中，將多個(gè)適于產(chǎn)生電磁輻射的半導(dǎo)體本體施加在襯底的第一主面上。隨后，對(duì)于光電子半導(dǎo)體本體的輻射來說可透射的包封至少被施加在半導(dǎo)體本體的正面上，其中在使用具有光學(xué)元件的輪廓的閉合的腔的情況下將包封構(gòu)建為光學(xué)元件。在施加包封之后，將襯底分離為單獨(dú)的器件。這能夠?qū)崿F(xiàn)并行制造多個(gè)光電子器件。以這種方式和方法，可以明顯縮短器件的工藝時(shí)間。
在該方法的另一擴(kuò)展方案中，將多個(gè)襯底施加在輥上(輥對(duì)輥工藝)。此外也可能的是，將襯底設(shè)置在支承帶上，該支承帶被巻起為。
這樣同樣可以將多個(gè)器件并行地制造，其中特別是在使用塑料處理工藝來施加包封時(shí)，簡化了要制造的器件的處理，因?yàn)檩伩梢酝ㄟ^塑料處理工藝來引導(dǎo)。以這種方式和方法，例如可以省去用于處理器件的拾取和放置裝置。
在輥對(duì)輥工藝中優(yōu)選地將位置保持器安裝在輥上。以這種方式和方法，可以避免在處理工藝中半導(dǎo)體本體的損壞或者其電接觸。
在根據(jù)本發(fā)明的方法的另一個(gè)擴(kuò)展方案中，襯底在其笫一主面上具有至少一個(gè)突起部分，該突起部分優(yōu)選地圓頂狀地構(gòu)建。特別優(yōu)選地，突起部分被設(shè)置在襯底的第一主面的、其上設(shè)置包封的區(qū)域中。借助該突起部分，可以實(shí)現(xiàn)襯底和包封之間的更好的固定。
此外，襯底在其第一主面上可以具有作為工具的型芯的居中輔助裝置的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)優(yōu)選地被設(shè)置在村底的第一主面的區(qū)域上，該區(qū)域在將具有光學(xué)元件的輪廓的工具閉合期間位于工具之外。特別優(yōu)選地，居中輔助裝置被設(shè)置在襯底的第一主面上，使得具有光學(xué)元件的輪廓的工具被居中輔助裝置齊平地包圍。
根據(jù)該方法的另一實(shí)施方式，襯底在其第一主面上具有至少一個(gè)密封元件。
優(yōu)選地，密封元件環(huán)繞第一主面的、光學(xué)元件被施加到其上的區(qū)域來構(gòu)建。特別優(yōu)選地，密封元件在此構(gòu)建閉合的形狀，也就是說，密封元件沒有穿孔。密封元件例如可以構(gòu)建圍繞光學(xué)元件的閉合的環(huán)-譬如圓環(huán)。特別優(yōu)選地，密封元件以光學(xué)元件在側(cè)面封閉。特別地，光學(xué)元件和密封元件具有共同的界面。
密封元件所具有的任務(wù)是，在閉合的工具的情況下將具有光學(xué)元件的輪廓的腔密封。密封元件因此優(yōu)選地至少以工具的具有光學(xué)元件的輪廓的部分緊密地封閉。特別優(yōu)選地，密封元件以工具的具有光學(xué)元件的輪廓的部分緊密地封閉，使得在噴射過程期間沒有塑料材料或者對(duì)于器件的功能來說可忽略的少量的塑料材料從腔滲透出。
特別優(yōu)選地，密封元件補(bǔ)償工具和/或襯底的形狀公差、面積公差以及尺度公差。
密封元件例如可以是密封唇口 。
根據(jù)一種實(shí)施方式，密封元件具有如下橫截面該橫截面至少部分地三角形地、梯形地或者部分地按照橢圓形的方式構(gòu)建。
此外，密封元件優(yōu)選地具有彈性材料。彈性的密封元件可以有利
ii地在閉合工具時(shí)變形，使得在工具和密封元件之間形成特別好的密封。特別地，襯底相對(duì)于密封元件具有硬的材料，使得襯底本身在閉合工具時(shí)并不變形。
彈性的密封元件例如可以具有以下材料至少之一或者由以下材料
至少之一構(gòu)成硅樹脂、彈性體塑料、漆、例如阻焊漆。密封元件例如被粘合或者按壓到襯底的笫一主面上。此外，密封元件也可以進(jìn)入襯底中。如果密封元件和村底具有不
同的材料，則密封元件例如可以借助多組分注塑來進(jìn)入襯底中。此外
也可能的是，襯底具有凹槽，密封元件被置入該凹槽中。
例如可以根據(jù)這里描述的方法來制造的光電子器件特別是包括-具有第一主面和第二主面的襯底，該第二主面和第一主面對(duì)置，-在襯底的第一主面上的半導(dǎo)體本體，其適于從正面發(fā)出電磁輻
射，以及
-在半導(dǎo)體本體的正面上的包封，該包封被構(gòu)建為光學(xué)元件并且被集成到光學(xué)器件中。
優(yōu)選地，第一和第二主面至少部分地彼此平面平行地設(shè)置。特別優(yōu)選地，兩個(gè)主面的其上安裝光學(xué)元件的部分彼此平面平行地設(shè)置。
如果光電子器件具有密封元件，則該密封元件特別優(yōu)選地設(shè)置在襯底的第一主面的平面平行的區(qū)域上。
因?yàn)楣怆娮悠骷漠a(chǎn)生輻射的半導(dǎo)體本體被施加到襯底上，該襯底具有兩個(gè)彼此對(duì)置的、特別是部分地平面平行的主面，所以為了施加包封可以使用具有光學(xué)元件的輪廓的閉合的腔，因?yàn)閹в邪雽?dǎo)體本體的襯底適于作為插入件被插入到腔中。例如除了用于半導(dǎo)體本體的安裝面之外還具有其他的、相對(duì)于主面傾斜地設(shè)置的元件(例如電連接件)的襯底對(duì)此并不適合，因?yàn)椴荒軐⒕哂泄鈱W(xué)元件的輪廓的腔閉合。
在光電子器件的一種擴(kuò)展方案中，在半導(dǎo)體本體的正面和包封之間設(shè)置有波長轉(zhuǎn)換層。
在另一擴(kuò)展方案中，包封具有硅樹脂或者混合材料。在一個(gè)改進(jìn)方案中，混合材料具有50%的硅樹脂和50%的環(huán)氧樹脂。在另一個(gè)改進(jìn)方案中，混合材料具有10%到70%之間的環(huán)氧樹脂，其中包括邊界值。頁
在光電子器件的另一個(gè)擴(kuò)展方案中，使用預(yù)先成形的殼體、預(yù)先 成形的引線框架、預(yù)先成形的具有散熱器的引線框架或者印刷電路板
(PCB)作為襯底。在一個(gè)改進(jìn)方案中，襯底具有陶瓷和/或銅。 在另一個(gè)擴(kuò)展方案中，半導(dǎo)體本體是薄膜半導(dǎo)體芯片。 在光電子器件的又一個(gè)擴(kuò)展方案中，將密封層施加到襯底的第一 主面上。密封層例如具有干抗蝕劑。替代地，也可以施加金屬化作為 密封層。密封層在一個(gè)改進(jìn)方案中被結(jié)構(gòu)化地施加。
在光電子器件的一個(gè)有利的擴(kuò)展方案中，襯底在其第一主面上具 有至少一個(gè)突起部分，該突起部分優(yōu)選地圓頂狀地構(gòu)建。
在一個(gè)擴(kuò)展方案中，襯底在其第一主面上具有作為用于型芯的居 中輔助裝置的結(jié)構(gòu)。
在另一個(gè)擴(kuò)展方案中，襯底在其第一主面上具有至少一個(gè)密封元 件。該密封元件例如環(huán)繞第一主面的如下區(qū)域構(gòu)建光學(xué)元件被安裝 到該區(qū)域上。密封元件的橫截面例如至少部分地三角形地、梯形地或 者按照橢圓的形式構(gòu)建。在一個(gè)改進(jìn)方案中，密封元件以光學(xué)元件在 側(cè)面封閉。特別地，密封元件和光學(xué)元件具有共同的界面。在一個(gè)擴(kuò) 展方案中，密封元件具有彈性材料。在另一個(gè)擴(kuò)展方案中，密封元件 被粘合、按壓到襯底的第一主面上，或者進(jìn)入到襯底中。


本發(fā)明的其他特征、有利的擴(kuò)展方案和合乎目的性由下面結(jié)合圖1 至15所述的實(shí)施例得到。
圖1示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的帶有光電子半導(dǎo)體本體的襯底的示意 性截面圖，
圖2示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例在一個(gè)方法步驟期間裝置的示意性截面
圖，
圖3示出在另一個(gè)方法步驟期間根據(jù)圖2的裝置的示意性截面圖， 圖4A至4D示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例在不同的方法階段中裝置的示意 性截面圖，
圖4E示出在根據(jù)圖4B的方法步驟的替代的實(shí)施方案期間裝置的 示意性截面圖，
圖5示出在一個(gè)方法步驟期間根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的光電子器件的示 意性截面圖，圖6示出在一個(gè)方法步驟期間根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的另一個(gè)光電子器 件的示意性截面圖，
圖7示出在一個(gè)方法步驟期間根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的另一個(gè)光電子器 件的示意性截面圖，
圖8示出在一個(gè)方法步驟期間根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例的兩個(gè)光電子器 件的示意性截面圖，
圖9、 IO和11示出根據(jù)一個(gè)實(shí)施例在各方法階段期間光電子器件 的示意性截面圖，
圖12A至12E示出根據(jù)各實(shí)施例的密封元件的示意性截面圖，并
且
圖13至15示出根據(jù)各實(shí)施例的光電子器件的示意性截面圖。
具體實(shí)施例方式
在實(shí)施例和附圖中，相同的或者作用相同的組成部分分別配備有 相同的附圖標(biāo)記。附圖的所示的要素不一定應(yīng)被視為按正確比例的。 更確切地說，各組成部分可以為了更好的理解而被部分夸大地示出。
根據(jù)圖1的實(shí)施例的襯底1具有第一主面2和第二主面3，其中產(chǎn) 生輻射的半導(dǎo)體本體4、例如薄膜半導(dǎo)體芯片被安裝到第一主面上。半 導(dǎo)體本體4在此與襯底的第一主面上的連接部位導(dǎo)電連接，在此借助 接合線6來導(dǎo)電連接。
襯底1例如是預(yù)先成形的殼體、預(yù)先成形的引線框架、預(yù)先成形 的具有散熱器的引線框架或者印刷電路板.襯底1例如可以具有陶瓷 或者銅，或者由這些材料之一構(gòu)成。這樣，例如可以使用陶瓷板或者 銅板或者這些材料的層復(fù)合結(jié)構(gòu)、例如DBC襯底作為襯底1。
此外，也可以使用結(jié)構(gòu)化的金屬引線框架作為襯底1,該引線框架 具有至少一個(gè)穿孔，用于機(jī)械固定在工具中。這種結(jié)構(gòu)化的引線框架 優(yōu)選地在第二主面3上具有帶，以避免以塑料材料污染。
根據(jù)圖2的實(shí)施例的裝置包括兩個(gè)緊固板7、 8和配料系統(tǒng)9 (在 此為螺桿)以及兩個(gè)分別具有泵12的容器10、 11。緊固板7、 8彼此 平行地設(shè)置。此外，緊固板7、 8和螺桿9設(shè)置在共同的軸線13上。 螺桿9可以沿著軸線13運(yùn)動(dòng)以及圍繞軸線13旋轉(zhuǎn)(參見圖2中的箭 頭)。兩個(gè)容器IO、 11被設(shè)計(jì)用于包圍塑料材料14。該塑料材料可以 分別從容器借助泵朝著螺桿9的方向被輸送，如在圖2中的箭頭所表明的那樣。
代替螺桿，也可以使用活塞配料器作為配料系統(tǒng)9。 在根據(jù)圖2的裝置中，將工具15的一部分分別緊固到緊固板7、 8 上。緊固在螺桿側(cè)的緊固板上的工具15的部分具有澆鑄系統(tǒng)16以及 帶有腔18的型芯17。腔18在此按照透鏡19來構(gòu)建，也即其具有透鏡 19的輪廓。
與螺桿側(cè)的緊固板8相對(duì)地設(shè)置有另一緊固板7，工具15的另一 部分安裝到該緊固板7上。工具15的該部分具有另外的腔18,根據(jù)圖 1的帶有電接觸的光電子半導(dǎo)體本體4的襯底1作為插入件20被插入 到該腔中。
在此，襯底1的第一主面2和第二主面3彼此平面平行地構(gòu)建。 此外，半導(dǎo)體本體4的發(fā)射輻射的正面5和與該正面對(duì)置的半導(dǎo)體本 體4的背面30也彼此平面平行地設(shè)置以及與襯底1的第一主面2或者 第二主面3平面平行地設(shè)置。此外，兩個(gè)緊固板7、 8也與襯底1的第 一主面2和第二主面3平面平行地并且由此同樣與半導(dǎo)體本體4的正 面5和背面30平面平行地構(gòu)建。
為了借助塑料處理工藝將包封施加在半導(dǎo)體本體4的發(fā)射輻射的 正面5上(其中該包封被構(gòu)建為光學(xué)元件19)，將工具15閉合，使得 該工具的兩個(gè)部分彼此接觸并且在腔18側(cè)面構(gòu)建共同的界面，如圖3 中所示的那樣。在閉合的狀態(tài)中，工具15的腔18設(shè)置在光電子半導(dǎo) 體本體4上并且在那里構(gòu)建光學(xué)元件19 (在此為透鏡)形式的閉合的 空腔。
替代地也可能的是，具有按照透鏡19成形的腔18的工具的部分 被構(gòu)建為使得閉合的腔18與襯底1的第一主面2共同地形成。在該情 況中，并不一定需要工具15的兩個(gè)部分彼此接觸并且構(gòu)建共同的界面。 更確切地說，在該情況中工具15的一部分接觸襯底1的第一主面2并
且與其構(gòu)建共同的界面。
如果工具15閉合，則螺桿9沿著軸線13朝著工具15的方向向澆 鑄系統(tǒng)16的噴射點(diǎn)21移動(dòng)。通過螺桿9的旋轉(zhuǎn)，澆鑄系統(tǒng)16將塑料 材料14噴射到閉合的腔18中。
根據(jù)圖2和3的實(shí)施例的塑料處理工藝是液體注射成形注塑。該 塑料處理工藝能夠有利地實(shí)現(xiàn)包封的適合大規(guī)模生產(chǎn)的成形，其中該
15包封同時(shí)被構(gòu)建為光學(xué)元件19，該光學(xué)元件以所希望的方式形成光電 子器件的輻射特性。利用液體注射成形注塑可以實(shí)現(xiàn)在20秒到300秒 之間的時(shí)鐘時(shí)間。
對(duì)于包封例如可以使用硅樹脂或者包括硅樹脂和環(huán)氧樹脂的混合 材料作為塑料材料14?；旌喜牧峡梢跃哂性?0%到70%之間的環(huán)氧樹 脂，優(yōu)選地50%的環(huán)氧樹脂。
因?yàn)楣铇渲突旌喜牧显谖从不臓顟B(tài)中具有低的粘性(其通常 在1Pas到100Pas之間，其中包括邊界值)，所以腔18的良好的封閉 是重要的，以避免在噴射過程期間在腔18側(cè)面的襯底表面的污染。這 樣的污染特別是在光電子器件的以后的電接觸時(shí)會(huì)是干擾性的，并且 需要在制造光電子器件時(shí)費(fèi)事的附加的安裝步驟。
為了更好地填充腔18并且由此能夠更精確地成形，可以在噴射過 程期間將腔18排空。為此，在工具中設(shè)置通道，這些通道將腔與真空 泵相連接(在圖中并未示出)。
因?yàn)橐r底1具有兩個(gè)對(duì)置的、平面平行的主面2、 3，沒有另外的 元件、例如電連接件從這些主面突出，所以帶有半導(dǎo)體本體4的襯底1 特別適于作為插入件被插入到工具15的腔18中，如圖2和3的實(shí)施 例所示的那樣。然而，元件、例如電連接件的確可能在兩個(gè)主面2、 3 的側(cè)面突出。
根據(jù)圖4A至4D的實(shí)施例涉及一種方法，其中不同于根據(jù)圖2和3 的方法，使用壓縮成形注塑作為塑料處理工藝。此外，圖4A至4D示 出多個(gè)光電子半導(dǎo)體器件的并行制造。
如在圖4A中所示，在襯底1的第一主面2上設(shè)置多個(gè)半導(dǎo)體本體 4并且所述多個(gè)半導(dǎo)體本體分別與接合線6電接觸。隨后，如圖4B中 所示的那樣，例如通過將襯底l作為插入件插入到工具15的腔18中， 將襯底1設(shè)置在工具15的部分上。與工具15的所述部分相對(duì)地平行 地設(shè)置有工具15的另一部分，該另一部分與每個(gè)半導(dǎo)體本體4匹配地 具有腔18，該腔具有透鏡19的相反的形狀、即輪廓。在工具15的側(cè) 面設(shè)置有配料系統(tǒng)9，該配料系統(tǒng)適于在噴射過程期間在打開的工具 15的情況下將塑料材料14輸送到腔18中。配料系統(tǒng)9在此是一種靜 態(tài)-動(dòng)態(tài)混合器，譬如是具有混合件的配料器。然而，替代地也可能 的是，使用螺桿。在將塑料材料14引入到腔18中之后，將兩個(gè)一半工具15閉合， 如在圖4C中通過箭頭示意性地示出的那樣。在將工具l5閉合時(shí)，塑 料材料14填滿腔18并且在各個(gè)半導(dǎo)體本體4的正面上構(gòu)建光學(xué)元件 19形式的包封，如在圖4D中所示。
如在根據(jù)圖1、 2和3的實(shí)施例中那樣，在根據(jù)圖4A至朽的實(shí)施 例中可以使用預(yù)先成形的殼體、預(yù)先成形的引線框架、預(yù)先成形的具 有散熱器的引線框架、DBC襯底或者印刷電路板作為襯底1。襯底l例 如可以包括陶資或者銅，或者由這些材料之一構(gòu)成。
在根據(jù)圖4A至4D的實(shí)施例中，可以使用與在根據(jù)圖l、 2和3的 實(shí)施例中相同的材料作為塑料材料14 。
如在圖4E中所示，可以在利用配料系統(tǒng)9將塑料材料l4噴射到 打開的工具15中之前將膜28引入到腔18和襯底1之間。在此，膜28 被設(shè)置為使得其在閉合工具15時(shí)直接與腔18鄰接并且因此導(dǎo)致腔18 的更好的成形。膜28防止塑料材料14與工具壁接觸并且在那里不希 望地保持附著。為了使膜28朝著工具壁的方向，例如可以使用將膜28
朝著工具壁的方向吸引的真空。
此外，在閉合工具15時(shí)，膜28位于襯底1和工具15的如下部分 之間該部分包括具有光學(xué)元件的輪廓的腔18。膜28在此在一側(cè)直接 與襯底1鄰接，也即其與襯底1 一起構(gòu)建共同的界面。在另一側(cè)，膜 28直接與工具15鄰接，也即其與工具15—起構(gòu)建共同的界面。通過 這種方式，膜28可以補(bǔ)償襯底1以及工具15的不平坦性，由此至少 有利地減少會(huì)從腔18到達(dá)襯底1的塑料材料l4的量。
在構(gòu)建包封之后，工具15又被打開并且又將膜28去除。
因?yàn)楣ぞ?5通常被加熱，所以優(yōu)選地使用耐熱的膜28，其特別優(yōu) 選地耐受1001C至150TC之間的溫度，其中包括邊界值。
膜28優(yōu)選地具有20nm到100nm之間的厚度，其中包括邊界值。 膜28例如可以具有乙烯-四氟乙烯(ETFE)或者由該材料構(gòu)成。
替代于或者除了膜28，也可以將密封層22施加在襯底1上。優(yōu)選 地將這種密封層22與工具結(jié)合使用，其中該工具的材料與塑料材料并 不附著。為此，例如可以對(duì)工具進(jìn)行涂層。
根據(jù)圖5的實(shí)施例的光電子器件包括具有散熱器的 先成形的引 線框架作為襯底1。適于產(chǎn)生輻射的光電子半導(dǎo)體本體4被安裝到襯底1的第一主面2上。光電子半導(dǎo)體本體4借助接合線6來電接觸。在半 導(dǎo)體本體4的側(cè)面將密封層22施加到襯底1的第一主面2上，該密封 層被設(shè)置用于補(bǔ)償襯底1的不平坦性。
此外，根據(jù)圖5的實(shí)施例的光電子器件在正面上包括半導(dǎo)體本體 的包封，該包封以光學(xué)元件19 (在此為透鏡)的形式來實(shí)施，并且對(duì) 于半導(dǎo)體本體4的電磁輻射來說是可透射的。
半導(dǎo)體本體4的包封利用塑料處理工藝(在此為液體注射成形注 塑，例如借助圖1至3已經(jīng)描述的那樣)來制造。
圖5此外示出工具15的型芯17，該型芯包括具有透鏡輪廓的腔 18,如上面已經(jīng)描述的那樣。型芯17具有側(cè)面的噴射點(diǎn)21，在噴射過 程期間塑料材料14可以通過該噴射點(diǎn)被引入到腔18中。為了避免在 噴射過程中村底1在包封之外的污染，在圖5的實(shí)施例中將密封層22 施加到襯底1的第一主面2上。密封層22特別是被施加在襯底1的如 下區(qū)域中型芯17在工具15閉合時(shí)位于該區(qū)域上。密封層"在此所 具有的任務(wù)是，補(bǔ)償如特別是在陶瓷村底的情況下可能存在的襯底的 不平坦性。
密封層22例如具有干抗蝕劑(Trockenresist)或者由該材料構(gòu) 成。密封層22例如可以借助印刷方法、例如絲網(wǎng)印刷、移印或者噴墨 印刷來施加。此外，可以將金屬化或者膜施加到襯底1的第一主面2 上作為密封層22。此外，例如通過密封層22具有用于在噴射過程中使 腔排氣的通道，密封層22也可以被結(jié)構(gòu)化地施加。密封層22和光學(xué) 元件19優(yōu)選地具有共同的界面。
此外，在根據(jù)圖5的實(shí)施例中，工具15的型芯17的表面171在 與噴射點(diǎn)21對(duì)置的一側(cè)與密封層22相對(duì)地具有凹處，使得該凹處和 密封層22構(gòu)建排氣通道29。換言之，型芯17的表面171回縮 (zurtickgesetzt)，使得其與密封層22—同構(gòu)建排氣通道29。
通過排氣通道29可以在噴射過程期間進(jìn)行腔18的排氣。由此， 透鏡輪廓的更精確的成形是可能的。
根據(jù)圖6的實(shí)施例的光電子器件除了襯底1之外與根據(jù)圖5的實(shí) 施例的光電子器件相同。在圖6的實(shí)施例中，襯底1在側(cè)面包括結(jié)構(gòu) 23 (在此為傾斜)，該結(jié)構(gòu)例如可以圍繞半導(dǎo)體本體4來構(gòu)建，其在 注塑工藝期間用作型芯17的居中輔助裝置。為此，結(jié)構(gòu)23合乎目的地設(shè)置在襯底1上，使得該結(jié)構(gòu)在閉合的工具15的情況下圍繞型芯17。 此外，根據(jù)圖6的實(shí)施例的襯底1具有兩個(gè)連接條31,它們從殼體本 體32側(cè)面突出。連接條31在此與襯底1的第二主面3平面平行地構(gòu) 建。此外，第一主面2的如下部分也與第二主面3平面平行地構(gòu)建 該部分位于居中輔助裝置內(nèi)并且半導(dǎo)體本體4以及密封層22被設(shè)置在 該部分上。
殼體本體32例如可以具有以下熱塑性塑料中的至少一種，或者由 以下熱塑性塑料中的至少一種構(gòu)成PPA、 LPC、 PEEK。
根據(jù)圖7的實(shí)施例的光電子器件與根據(jù)圖5和6的光電子器件的 不同也主要在于襯底1的實(shí)施方案。在此，使用例如由陶乾構(gòu)成的基 板作為襯底1，該基板具有金屬化作為密封層22。此外，襯底1的第 一主面2與密封層22鄰接地具有環(huán)繞的圓頂狀的突起部分24，該突起 部分伸入到包封中并且將該包封更好地與襯底1固定。該固定例如可 以通過由于圓頂狀的突起部分24而增大包封和襯底之間的接觸面來引 起，或者通過圓頂狀的突起部分24向外或者向內(nèi)的咬邊 (Hinterschneidung)來引起。替代于環(huán)繞的圓頂狀的突起部分24， 也可以在襯底1的第一主面2上使用單個(gè)或者多個(gè)單獨(dú)的圓頂狀的突 起部分。
圖8示出方法的一個(gè)實(shí)施例，其中在輥對(duì)輥工藝中同時(shí)處理多個(gè) 相連的村底l (在此示例性地示出兩個(gè)村底l)。例如可以使用施加在 輥上的引線框架作為襯底1。分別將各一個(gè)光電子半導(dǎo)體本體4施加到 襯底1的第一主面2上，其中該光電子半導(dǎo)體本體以接合線6來導(dǎo)電 接觸。在半導(dǎo)體本體4的側(cè)面，襯底1在其第一主面2上具有密封層 22，如已經(jīng)借助圖5至7所描述的。密封層22在此被設(shè)置在第一主面 2的、與第二主面3平面平行的部分上。為了保護(hù)光電子半導(dǎo)體本體4， 可以可選地將位置保持器設(shè)置在半導(dǎo)體本體上，該位置保持器出于清 楚的原因而在圖8中并未示出。在襯底1上，圖8此外示出具有兩個(gè) 腔18的型芯17，這些腔具有透鏡輪廓并且設(shè)置在半導(dǎo)體本體4上。所 述腔18彼此利用通道相連，塑料材料14可以通過這些通道。此外， 型芯17在側(cè)面回縮，以便允許腔18的排氣。
在根據(jù)圖8的實(shí)施例中在光電子半導(dǎo)體本體4的發(fā)射輻射的正面5 上此外分別施加有波長轉(zhuǎn)換層25。在此，波長轉(zhuǎn)換層25包括波長轉(zhuǎn)換材料26的顆粒，該顆粒被嵌入到接合劑27中。例如可以使用在發(fā)明 內(nèi)容部分中已經(jīng)說明的材料之一作為波長轉(zhuǎn)換材料26。同樣，已經(jīng)在 發(fā)明內(nèi)容部分中說明的材料之一適于作為接合劑27。
為了同時(shí)制造多個(gè)光電子器件，此外可能的是，將多個(gè)光電子半 導(dǎo)體本體4施加在襯底1上或者施加在多個(gè)相連的襯底1上，并且隨 后分別將包封施加在半導(dǎo)體本體4的正面上，其中包封在使用閉合的 腔18的情況下被構(gòu)建為光學(xué)元件19，其中該腔具有光學(xué)元件19的輪 廓。為此，例如可以使用如上面已經(jīng)描述的塑料處理工藝、比如LIM 注塑或者壓縮成形。然而不同于上面描述的實(shí)施例，使用一種工具15， 其包括具有光學(xué)元件19的輪廓的多個(gè)腔18。在施加包封之后，將各個(gè) 光電子器件分離，例如通過鋸開來分離。
在根據(jù)圖9、 10和11的實(shí)施例的方法中，襯底l^t構(gòu)建為預(yù)先成 形的殼體。預(yù)先成形的殼體包括具有塑料的殼體本體32，以及兩個(gè)電 連接條31，它們是引線框架的部分。殼體本體32具有第一主面2和第 二主面3，其中第二主面3與第一主面2對(duì)置。此外，殼體本體32在 其第一主面2中具有凹處33，半導(dǎo)體本體4被安裝到該凹處中。設(shè)置 在凹處33側(cè)面的第一主面2的區(qū)域在此與第二主面3平面平行地構(gòu)建。 此外，電連接條31也與第二主面3平面平行地構(gòu)建。
兩個(gè)連接條31被引入到殼體本體32中，使得每個(gè)連接條32的表 面的一部分分別構(gòu)建凹處33的表面的一部分。
半導(dǎo)體本體4被安裝在凹處33中，使得形成其背面30和一個(gè)連 接條31之間的導(dǎo)電連接。這例如可以借助導(dǎo)電的粘合劑來實(shí)現(xiàn)。半導(dǎo) 體本體4與另外一個(gè)連接條31通過其正面5上的接合線34導(dǎo)電連接。
此外，將密封元件35施加在半導(dǎo)體本體32的第一主面2的區(qū)域 上，其中該區(qū)域與第二主面3平面平行地構(gòu)建。密封元件35在此以完 全環(huán)繞凹處33的方式設(shè)置，使得密封元件35構(gòu)建圍繞凹處33的封閉 的環(huán)。此外，在根據(jù)圖9、 10和11的實(shí)施例中，密封元件35具有彈 性材料以及按照三角形的方式構(gòu)建的橫截面。
如在圖10中所示的那樣，具有安裝到凹處33中的半導(dǎo)體本體4 的殼體1被插入到工具15的一部分中。工具15的另一部分包括具有 光學(xué)元件19的輪廓的腔18,包封應(yīng)當(dāng)根據(jù)該光學(xué)元件來構(gòu)建。在將工 具15閉合的情況下，具有光學(xué)元件19的輪廓的工具15的部分設(shè)置在
20襯底2的第一主面2的與第二主面3平面平行的部分上，使得光學(xué)元 件19的輪廓構(gòu)建在半導(dǎo)體本體4上的閉合的腔18。密封元件35和具 有光學(xué)元件19的輪廓的工具15的腔18在此彼此被設(shè)置為使得要制造 的光學(xué)元件19的輪廓在側(cè)面以密封元件35封閉。
在圖11中示意性示出的另一方法步驟中，現(xiàn)在將閉合壓力施加到 工具15上，使得密封元件35變形并且將腔18側(cè)面密封。借助受控的 面按壓，在此通常可以減小閉合壓力，使得減小的力作用到器件上。 現(xiàn)在可以用塑料材料14、例如硅樹脂來填充腔18。在此，密封元件35 至少減少到達(dá)襯底1的第一主面2上的塑料材料14的量。
根據(jù)圖12A至12E的實(shí)施例的密封元件35施加到襯底1的第一主 面2上，其中根據(jù)圖12A至12C的實(shí)施例的密封元件35具有按照三角 形的方式構(gòu)建的橫截面。
根據(jù)圖12A的實(shí)施例的密封元件35具有與襯底l相同的材料，并 且被集成到襯底l中。密封元件35在此與襯底1共同制造，例如利用 注塑方法來制造。
根據(jù)圖12B的實(shí)施例的密封元件35具有與襯底1的材料不同的材 料。此外，密封元件35進(jìn)入襯底1中。如果襯底1利用注塑方法來制 造，則襯底1和密封元件35例如可以利用多組分注塑方法來制造。替 代地也可能的是，襯底l具有凹槽，單獨(dú)地制造的密封元件35被插入 到該凹槽中。
如根據(jù)圖12B的實(shí)施例的密封元件35那樣，根據(jù)圖12C的實(shí)施例 的密封元件35具有與襯底1的材料不同的材料。在此，密封元件35 施加到襯底1的第一主側(cè)2上，例如通過粘合或者按壓來施加。
不同于根據(jù)圖12A至12C的實(shí)施例的密封元件35，根據(jù)圖12D的 實(shí)施例的密封元件35被構(gòu)建為具有梯形形狀橫截面的環(huán)繞的環(huán)。該密 封元件如根據(jù)圖12A的實(shí)施例中的密封元件35那樣被集成到襯底l中， 例如借助注塑來集成。
不同于根據(jù)圖12A至12C的實(shí)施例的密封元件35，根據(jù)圖12E的 實(shí)施例的密封元件35具有部分按照橢圃形的方式來構(gòu)建的橫截面。該 密封元件如根據(jù)圖12A和12D的實(shí)施例的密封元件35那樣被集成到村 底1中，例如借助注塑來集成。
才艮據(jù)圖12A至12E的實(shí)施例的密封元件35優(yōu)選地具有0. 05mm到
210. 5mm之間的高度，其中包括邊界值。
密封元件35例如由與殼體本體32相同的材料制造。密封元件35 例如由以下熱塑性塑料之一構(gòu)成或者具有以下熱塑性塑料中的至少一 種PPA、 IXP、 PEEK。
此外，密封元件35可以由彈性的或者可變形的材料來制造，而襯 底由剛性的材料制成。襯底、例如殼體本體32在此例如具有上述熱塑 性塑料之一，而密封元件35例如具有硅樹脂材料、彈性體塑料或者漆、 例如阻焊漆(Uitstopplack )。
根據(jù)圖13的實(shí)施例的光電子器件例如以借助圖9至11已經(jīng)描述 的方法的步驟來制造。因此，其具有借助圖9至11已經(jīng)描述的光電子 器件的特征。
根據(jù)圖13的實(shí)施例的器件的電連接條31朝著襯底1的第二主面3 的方向彎曲。
在根據(jù)圖13的光電子器件中的光學(xué)元件19具有硅樹脂材料，并 且被構(gòu)建為透鏡19。透鏡19具有透鏡腳36，該透鏡腳在側(cè)面以密封 元件35封閉。密封元件35在此具有梯形形狀的橫截面，如已經(jīng)借助 圖12D所描述的那樣。通過利用在此由吸收光的材料制成的密封元件 35在側(cè)面封閉透鏡腳36，有利地可以減少不希望的、從透鏡腳36的 側(cè)面出射的散射光。密封元件35例如具有以下材料之一或者由以下材 料之一構(gòu)成PPA、 LCP、著色的彈性體、著色的硅樹脂。
不同于根據(jù)圖13的實(shí)施例的光電子器件，根據(jù)圖14的實(shí)施例的 光電子器件具有印刷電路板作為村底1。例如可以使用金屬芯電路板作 為印刷電路板。此外，印刷電路板可以具有陶瓷或者玻璃纖維增強(qiáng)的 環(huán)氧樹脂。印刷電路板例如可以具有以下在電子工業(yè)中常見的材料之 一FR4、 FR5、 BT。
印刷電路板在其第一主面2上具有金屬化37,該金屬化此外被構(gòu) 建在印刷電路板1的側(cè)面上并且部分地被構(gòu)建在印刷電路板的第二主 面3上。
半導(dǎo)體本體4被安裝到印刷電路板1的第一主面2的金屬化37上， 使得在半導(dǎo)體本體4的背面30和金屬化37之間構(gòu)建導(dǎo)電連接。半導(dǎo) 體本體4的正面5與金屬化37的另一部分導(dǎo)電連接，其中金屬化37 被結(jié)構(gòu)化，使得避免短路。密封元件35在此以直接接觸的方式環(huán)繞半導(dǎo)體本體34被施加到 印刷電路板1的金屬化37上。密封元件35例如可以被壓印到或者粘 合到金屬化37上。此外，金屬化37在密封元件35側(cè)面分別構(gòu)建外部 的連接部位38,該連接部位被設(shè)置用于在外部電接觸光電子器件。
根據(jù)圖14的實(shí)施例的光電子器件的其余的元件和特征、特別是透 鏡19和透鏡腳36例如可以對(duì)應(yīng)于圖13的實(shí)施例來構(gòu)建。因此，為了
避免重復(fù)而不再詳細(xì)地闡述它們。
根據(jù)圖15的實(shí)施例的光電子器件與根據(jù)圖13的光電子器件的不 同也主要在于襯底l。根據(jù)圖15的光電子器件的其余的元件和特征例 如可以如借助圖13或者圖9至11已經(jīng)描述的那樣來實(shí)施。
如根據(jù)圖13的實(shí)施例的光電子器件那樣，根據(jù)圖15的光電子器 件的襯底1包括預(yù)先成形的殼體本體32,導(dǎo)電帶39在該殼體本體中延 伸，該導(dǎo)電帶至少部分地構(gòu)建殼體本體32的凹處33的表面，半導(dǎo)體 本體4被安裝到該凹處中。然而，不同于根據(jù)圖13的實(shí)施例的襯底1, 導(dǎo)電帶39并不在殼體本體32的側(cè)面構(gòu)建兩個(gè)連接條。更確切地說， 導(dǎo)電帶在殼體本體32的側(cè)面分別被構(gòu)建為外部的連接部位38，例如被 構(gòu)建為焊接接觸，該焊接接觸在此具有與殼體本體32的第二主面3平 面平^于的面。
根據(jù)圖15的光電子器件的其余的元件和特征、特別是透鏡19和 透鏡腳36以及密封元件35例如同樣可以對(duì)應(yīng)于圖13的實(shí)施例來構(gòu)建。 因此，為了避免重復(fù)而不再詳細(xì)闡述它們。
本發(fā)明并不受借助實(shí)施例的描述限制。更確切地說，本發(fā)明包括 任何新的特征和任何特征組合，這特別是包括權(quán)利要求中的任何特征 組合，即使該特征或者該特征組合本身并未明確地在權(quán)利要求中或者 在實(shí)施例中說明。
2權(quán)利要求
1.一種用于制造光電子器件的方法，包括以下步驟-提供具有第一主面(2)和第二主面(3)的襯底(1)，該第二主面(3)與第一主面(1)對(duì)置，-將適于從正面(5)發(fā)射電磁輻射的半導(dǎo)體本體(4)固定在襯底(1)的第一主面(2)上，并且-至少在半導(dǎo)體本體(4)的正面(5)上施加對(duì)于光電子半導(dǎo)體本體(4)的輻射來說可透射的包封，其中該包封在使用具有閉合的腔(18)的工具(15)的情況下被構(gòu)建為光學(xué)元件(19)，該腔具有光學(xué)元件(19)的輪廓。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中包封借助塑料處理工藝來施 加，其中使用液體注射成形注塑(LIM注塑)、液體傳遞成形或者壓縮 成形作為塑料處理工藝。
3. 根據(jù)上述權(quán)利要求所述的方法，其中將膜(28)插入工具(15)中。
4. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中作為包封，使用硅樹 脂或者混合材料作為塑料材料(14)。
5. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中使用預(yù)先成形的殼體、 預(yù)先成形的引線框架、預(yù)先成形的具有散熱器的引線框架或者印刷電 路板作為襯底(1)。
6. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中將密封層(")施加 到襯底(1)的第一主面(2)上。
7. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中工具(15)的型芯(17) 具有排氣通道(29),和/或工具(15)的型芯(17)的表面(171) 回縮，使得該表面與襯底(1)的表面或者密封層(22)共同構(gòu)建排氣 通道(29)。
8. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中腔(18)在噴射過程 之前被排空。
9. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中 -將多個(gè)適于產(chǎn)生電磁輻射的半導(dǎo)體本體(4)施加在襯底(1)的第一主面(2)上，-將對(duì)于光電子半導(dǎo)體本體(4)的輻射來說可透射的包封至少施加在半導(dǎo)體本體(4)的正面(5)上，其中在使用具有光學(xué)元件(19) 的輪廓的閉合的腔(18)的情況下將包封構(gòu)建為光學(xué)元件(19),以 及-在施加包封之后，將襯底(1)分離為單獨(dú)的器件。
10. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中襯底(l)在其第一 主面(22)上具有至少一個(gè)優(yōu)選地圓頂狀的突起部分(24)。
11. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中襯底(l)在其第一 主面(")上具有作為型芯(17)的居中輔助裝置的結(jié)構(gòu)(23)。
12. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的方法，其中襯底(l)在其第一 主面(2)上具有至少一個(gè)密封元件(35)，該密封元件環(huán)繞第一主面(2) 的如下區(qū)域被構(gòu)建光學(xué)元件(19)被施加到該區(qū)域上，并且該 密封元件以該光學(xué)元件(19)在側(cè)面封閉。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中密封元件(35)具有如下 橫截面該橫截面至少部分地三角形地、梯形地或者按照橢圓形的方 式構(gòu)建。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12至13之一所述的方法，其中密封元件(35) 具有彈性材料。
15. —種光電子器件，包括-具有第一主面(2)和第二主面(3)的襯底(1)，該第二主面(3) 和該第一主面(1)對(duì)置，-在襯底(1)的第一主面(2)上的半導(dǎo)體本體(4)，其適于從 正面(15)發(fā)出電磁輻射，以及-在半導(dǎo)體本體(4)的正面(15)上的包封，該包封被構(gòu)建為光 學(xué)元件(19)并且被集成到光學(xué)器件中，以及-密封元件(22 )被施加到襯底(1 )的第一主面(2 )上和/或襯 底(1)在其第一主面(2)上具有至少一個(gè)密封元件(35)，該密封 元件環(huán)繞第一主面(2)的如下區(qū)域被構(gòu)建光學(xué)元件(19)被施加到 該區(qū)域上，并且該密封元件以光學(xué)元件(19)在側(cè)面封閉。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于制造光電子器件的方法，包括以下步驟提供具有第一主面(2)和第二主面(3)的襯底(1)，該第二主面與第一主面(1)對(duì)置；將適于從正面(5)發(fā)射電磁輻射的半導(dǎo)體本體(4)固定在襯底(1)的第一主面(2)上；并且至少在半導(dǎo)體本體(4)的正面(5)上施加對(duì)于光電子半導(dǎo)體本體(4)的輻射來說可透射的包封，其中該包封在使用具有光學(xué)元件(19)的輪廓的閉合的腔(18)的情況下被構(gòu)建為光學(xué)元件(19)。此外還描述了一種光電子器件。
文檔編號(hào)B29C45/14GK101678569SQ200880012272
公開日2010年3月24日 申請(qǐng)日期2008年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月16日
發(fā)明者A·施奈德, H·布倫納, H·賈杰, T·賽勒 申請(qǐng)人:奧斯蘭姆奧普托半導(dǎo)體有限責(zé)任公司