專利名稱：輻射發(fā)送和/或接收元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1前序部分所述的輻射發(fā)送和／或接收元件。本發(fā)明尤其涉及這樣的半導(dǎo)體發(fā)光二極管(LED)-元件。
這樣的輻射發(fā)送和／或接收元件例如可從出版物SiemensComponents 29(1991)第4冊，第147至149頁“Siemens SMT-TOPLEDfür die Oberflchenmontage”已知。在本文圖4中示意示出的已知可表面安裝的發(fā)光二極管(LED)中，發(fā)送輻射的半導(dǎo)體芯片101固定在平面金屬導(dǎo)體框架103的平面芯片托架102上。導(dǎo)體框架103由芯片托架102與第一外部電連接件104和與該第一外部電連接件絕緣的第二外部電連接件105以及用于搭接半導(dǎo)體芯片101的電接線111的搭接部位組成。帶有半導(dǎo)體芯片101的芯片托架102和兩個外部半導(dǎo)體連接件104，105的部分區(qū)域被一個塑料包封層120包圍，該包封層由一個不能透過輻射的塑料基體108及一個反射槽109和填嵌該反射槽109的能透過輻射的塑料窗110組成。該塑料基體108由一個具有約90％的高漫射反射率的熱塑性塑料組成。
反射槽109具有一個平行于芯片托架102的安裝表面的底面113和一個與底面113成鈍角斜置的側(cè)壁112，使得其可用作為從半導(dǎo)體芯片101發(fā)出的輻射的反射體。底面113位于與平面導(dǎo)體框架103面向半導(dǎo)體芯片101的表面同一個平面內(nèi)，使得反射體的底部大部分由導(dǎo)體框架表面構(gòu)成。芯片托架102和第二外部電連接件105因此具有與能透過輻射的塑料窗110較大的接觸面。
這種已知的可表面安裝的發(fā)光二極管的一個具體問題是，在元件內(nèi)部溫度變化很大時或者元件環(huán)境溫度變化很大時(例如在汽車中)，由于通常用金屬做成的導(dǎo)體框架103和通常用透明環(huán)氧樹脂做成的塑料窗110的不同熱膨脹系數(shù)，在導(dǎo)體框架103和能透過輻射的窗110之間的接觸面會出現(xiàn)很大的剪切力，致使常常導(dǎo)致窗110從導(dǎo)體框架103脫離。由此在導(dǎo)體框架103和塑料窗110之間產(chǎn)生的縫隙會使元件中半導(dǎo)體芯片101發(fā)出的電磁輻射由于多次反射而被吸收從而丟失。
此外縫隙的形成會從導(dǎo)體框架103和塑料窗110之間的縫隙一直延續(xù)到塑料包封層120的外表面，這會導(dǎo)致濕度侵入到半導(dǎo)體芯片101并導(dǎo)致?lián)p壞。
本發(fā)明的任務(wù)是，改進(jìn)前述類型的輻射發(fā)送和／或接收元件，其中減小了窗和導(dǎo)體框架之間的接觸面的脫離危險。
該任務(wù)是通過具有權(quán)利要求1所述特征的輻射發(fā)送和／或接收元件實現(xiàn)的。根據(jù)本發(fā)明的元件的其它改進(jìn)是從屬權(quán)利要求2至4的內(nèi)容。
根據(jù)本發(fā)明，槽內(nèi)不能透過輻射的基體從槽的底面到芯片托架具有第一窗口，在該窗口內(nèi)芯片與芯片托架相連。另外，槽從底面起具有至少一個第二窗口通到外部電連接件，在該窗口內(nèi)到芯片的電連接導(dǎo)線與導(dǎo)體框架相連。這種改進(jìn)的特別的優(yōu)點在于，基體能夠以簡單方式用相應(yīng)成型的注塑工具制造。
在包封層中，芯片托架最好直到半導(dǎo)體芯片所固定的表面部位、外部電連接件直到一個或多個到芯片的連接導(dǎo)線所固定的各表面部位，基本上全部被不能透過輻射的基體所封閉。
結(jié)果，在根據(jù)本發(fā)明的元件中將能透過輻射的窗和導(dǎo)體框架之間的接觸面降至最小。因此與已知的元件相比，在溫度變化時，該接觸面上的機(jī)械剪切力明顯減小，這避免了脫離危險。
在輻射發(fā)送和／或接收元件的優(yōu)選實施例中，芯片托架和外部電連接件在芯片或者電連接件所固定的部位各有一個彎向槽的彎頭，使得芯片托架表面的部分區(qū)域和外部電連接件表面的部分區(qū)域基本上與槽的底面位于同一平面內(nèi)或者向槽內(nèi)突出。該實施例的優(yōu)點在于，可以使用傳統(tǒng)的、制造上述已知SMT-T0PLED-元件所使用的注塑工具來制造，對于不同的導(dǎo)體框架設(shè)計例如不同的半導(dǎo)體和電連接件布置，可以總用同一個注塑工具。
另外特別有利的是，在根據(jù)本發(fā)明的元件中，導(dǎo)體框架鄰接在窗上的金屬表面的大小降至最小，由此可以獲得改善的槽的整體反射能力。導(dǎo)體框架的金屬通常具有比基體材料小的反射率，因此從芯片發(fā)出的輻射在此處更強(qiáng)地被吸收。由于這個原因，在已知的元件中，使用時可以在反射體內(nèi)看到較大的暗區(qū)。
為了提高光輸出，基體最好由用漫射反射率大于80％的材料尤其是用被添加的合成樹脂制成的元件構(gòu)成。
下面借助兩個實施例及

圖1至4更詳細(xì)地描述本發(fā)明。圖示為圖1是第一實施例的垂直橫截面的示意圖，
圖2是圖1所示實施例的俯視圖的示意圖，圖3是第二實施例的垂直橫截面的示意圖，圖4是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的輻射發(fā)送和／或接收半導(dǎo)體元件的示意圖(上面所述)。
在附圖中，不同實施例的同一個以及相同功能的構(gòu)件用同一個附圖標(biāo)記表示。
圖1和2中的元件涉及可表面安裝方式(表面安裝技術(shù)(SMT))的發(fā)光二極管元件。其由一個電導(dǎo)體框架3(例如用金屬制成)與一個芯片托架2、第一外部電連接件4和第二外部電連接件5、一個固定在芯片托架2上的發(fā)出輻射的半導(dǎo)體芯片1(LED-芯片)、一個連接導(dǎo)體11(搭接金屬線)和一個方形塑料包封層20組成。
半導(dǎo)體芯片1在其前側(cè)和后側(cè)各有一個觸頭金屬噴涂17，18。在半導(dǎo)體芯片1后側(cè)的觸頭金屬噴涂18例如借助金屬焊料或者導(dǎo)電的粘合劑與芯片托架2相連，在半導(dǎo)體芯片1前側(cè)的觸頭金屬噴涂17借助例如用金或者其它合適的金屬材料制成的搭接金屬線11與第二外部電連接件5導(dǎo)電連接。
塑料包封層20由一個不能透過輻射的反光塑料基體8和一個能透過輻射的塑料窗10構(gòu)成，從該基體伸出外部電連接件4，5。塑料基體8具有反射槽9，槽內(nèi)設(shè)置半導(dǎo)體芯片1并填嵌塑料窗10。反射槽9有一個平行于芯片托架2安裝表面的底面13和一個與該底面13成鈍角斜置的側(cè)壁12，使得其可用作從半導(dǎo)體芯片1發(fā)出的輻射的反射體。
塑料基體8和塑料窗10最好由一種填充有提高反射的材料的合成樹脂或熱塑性塑料或者用一種透明的合成樹脂或聚碳酸酯制成。適于作合成樹脂填料的例如有金屬粉末、金屬氧化物、碳酸鹽或者硅酸鹽。
芯片托架2基本上直到半導(dǎo)體芯片1例如通過芯片接合固定的表面部位6、外部電連接件4，5直到一個或多個到半導(dǎo)體芯片1的電連接導(dǎo)線11例如通過金屬線搭接固定的各表面部位7，都在塑料包封層20內(nèi)完全被不能透過輻射的塑料基體8封閉。在該最佳實施例中是這樣實現(xiàn)這一點的，即不能透過輻射的塑料基體8在槽9內(nèi)有一個通向芯片托架2的第一窗口6和至少一個通向外部電連接件4，5的第二窗口7，在這些窗口中半導(dǎo)體芯片1或者到半導(dǎo)體芯片1的電連接導(dǎo)線11與導(dǎo)體框架3相連。
圖3中示出的實施例與圖1和2中的實施例的主要不同在于，不設(shè)有到芯片托架2或者到連接件4，5的窗口6，7。這里代替窗口6，7的是在芯片托架2和外部電連接件4，5上、半導(dǎo)體芯片1和電連接導(dǎo)線11與導(dǎo)體框架3相連的部位，各有一個彎向槽9的彎頭14，15，使得芯片托架2的表面部分區(qū)域和外部電連接件4，5與槽9的底面13位于同一個平面上。作為另一種選擇，也可以使彎曲部位伸到槽9內(nèi)。
很顯然，借助實施例對本發(fā)明所作的描述不能理解為是對本發(fā)明的限制。相反地，本發(fā)明也可以用在光電二極管元件、光電晶體三極管元件或者聚合物-發(fā)光二極管元件中。
權(quán)利要求
1．輻射發(fā)送和／或接收元件，其中至少有一個發(fā)出電磁輻射和／或接收電磁輻射的芯片(1)固定在電導(dǎo)體框架(3)的至少一個芯片托架(2)上，導(dǎo)體框架(3)有至少兩個與芯片(1)導(dǎo)電連接的外部電連接件(4，5)，其中芯片托架(2)和外部電連接件(4，5)的部分區(qū)域被包封層(20)封閉，該包封層具有一個不能透過輻射的基體(8)和一個能透過輻射的窗(10)，外部電連接件(4，5)從該包封層伸出，其中不能透過輻射的基體(8)具有一個槽(9)，在該槽內(nèi)設(shè)置半導(dǎo)體芯片(1)，窗(10)位于槽內(nèi)或上方，其特征在于，-從槽(9)的底面起，形成通向芯片托架(2)的第一窗口(6)，在該窗口中芯片(1)固定在芯片托架(2)上，-從槽(9)的底面起，至少有一個第二窗口(7)通向至少一個外部電連接件(4，5)，在該窗口中至少一個到芯片(1)的電連接導(dǎo)線(11)與至少一個外部電連接件(4，5)相連。
2．如權(quán)利要求1所述的輻射發(fā)送和／或接收元件，其特征在于，至少芯片托架(2)或者至少一個外部電連接件(4，5)在各自的窗口(6，7)部位各具有一個彎向槽(9)的彎頭(14，15)，使得芯片托架(2)的表面部分區(qū)域或者外部電連接件(4，5)的表面部分區(qū)域基本上與槽(9)的底面(13)位于同一個平面或者伸到槽(9)中。
3．如權(quán)利要求1或2所述的輻射發(fā)送和／或接收元件，其特征在于，槽(9)做成反射槽。
4．如權(quán)利要求1至3中任一項所述的輻射發(fā)送和／或接收元件，其特征在于，基體(8)由一種漫射反射率大于80％的材料制成。
全文摘要
輻射發(fā)送和/或接收元件,其中輻射發(fā)送和/或接收光電芯片(1)固定在電導(dǎo)體框架(3)的芯片托架(2)上,其中芯片托架(2)的部分區(qū)域和外部電連接件(4,5)的部分區(qū)域被不能透過輻射的基體(8)封閉?；w有一個槽(9),在該槽中設(shè)置芯片(1),槽中有一個透明的窗(10)。根據(jù)本發(fā)明芯片托架(2)直到芯片(1)所固定的部位(6)、外部電連接件(4,5)直到一個或多個到芯片(1)的電連接導(dǎo)線(11)固定的部位,完全被不能透過輻射的基體(8)封閉。
文檔編號H01L31/02GK1292154SQ99803350
公開日2001年4月18日 申請日期1999年6月30日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月30日
發(fā)明者G·韋特爾, H·布倫納 申請人:奧斯蘭姆奧普托半導(dǎo)體股份有限兩合公司