用于制造多個光電子器件的方法和光電子器件的制作方法
【專利摘要】提出一種用于制造多個光電子器件（1）的方法，所述方法具有下述步驟：a）提供連接載體復(fù)合件（20）；b）將多個半導(dǎo)體芯片（3，31）設(shè)置在所述連接載體復(fù)合件（20）上；c）將具有多個開口（41）的框架復(fù)合件（40）相對于連接載體復(fù)合件（20）定位，使得將半導(dǎo)體芯片（3，31）分別設(shè)置在開口（41）中的一個中；d）將多個光學(xué)元件（5）相對于框架復(fù)合件（40）定位，使得光學(xué)元件遮蓋開口；和e）將連接載體復(fù)合件連同框架復(fù)合件和光學(xué)元件分割成多個光電子器件，使得每個光電子器件具有帶有至少一個光電子半導(dǎo)體芯片的連接載體（2）、帶有至少一個開口的框架（4）和至少一個光學(xué)元件。此外提出一種光電子器件。
【專利說明】用于制造多個光電子器件的方法和光電子器件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本申請涉及一種用于制造多個光電子器件的方法和一種光電子器件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0002]例如透鏡的光學(xué)元件和例如半導(dǎo)體芯片的光電子部件的組合通常需要相對復(fù)雜的制造工藝。一個目的是，提出一種制造方法，借助所述制造方法能夠以簡單且可靠的方式制造分別具有至少一個光學(xué)元件的多個光電子器件。此外，應(yīng)提出一種光電子器件，所述光電子器件能夠簡單且可靠地制成并且其特征在于良好的光電子特性。
[0003]所述目的通過獨(dú)立權(quán)利要求的主題來實(shí)現(xiàn)。設(shè)計(jì)方案和改進(jìn)形式是從屬權(quán)利要求的主題。
[0004]在一個實(shí)施形式中，在用于制造多個光電子器件的方法中提供連接載體復(fù)合件。將多個半導(dǎo)體芯片設(shè)置在連接載體復(fù)合件上。將具有多個開口的框架復(fù)合件相對于連接載體復(fù)合件定位，使得將半導(dǎo)體芯片分別設(shè)置在開口中的一個中。將多個光學(xué)元件相對于框架復(fù)合件定位，使得光學(xué)元件遮蓋開口。將連接載體復(fù)合件連同框架復(fù)合件和光學(xué)復(fù)合件分割成多個光電子器件，使得每個光電子器件具有帶有至少一個光電子半導(dǎo)體芯片的連接載體、帶有至少一個開口的框架和至少一個光學(xué)元件。
[0005]優(yōu)選地，以光學(xué)復(fù)合件提供光學(xué)元件。光學(xué)元件的定位尤其能夠在連續(xù)的光學(xué)復(fù)合件中進(jìn)行，使得光學(xué)元件同時能夠與多個半導(dǎo)體芯片相關(guān)聯(lián)。
[0006]該方法不一定必須以上面列出的順序進(jìn)行。例如，在將框架復(fù)合件相對于連接載體復(fù)合件定位之前，能夠?qū)⒂绕涑使鈱W(xué)復(fù)合件的形式的光學(xué)元件相對于框架復(fù)合件定位并且還固定在所述框架復(fù)合件上。此外，在將多個半導(dǎo)體芯片設(shè)置在連接載體復(fù)合件上之前，能夠?qū)崿F(xiàn)框架復(fù)合件相對于連接載體復(fù)合件的定位。
[0007]光學(xué)復(fù)合件能夠在分割成光電子器件時被分割。優(yōu)選地，在將連接載體復(fù)合件分割成多個光電子器件時，在共同的分割步驟中割開光學(xué)復(fù)合件、連接載體復(fù)合件和框架復(fù)合件。割開例如能夠機(jī)械地、例如借助于鋸割來進(jìn)行。
[0008]該方法適合于制造具有一個或多個半導(dǎo)體芯片的光電子器件。此外，器件能夠具有一個或多個開口。每個開口能夠與剛好一個半導(dǎo)體芯片相關(guān)聯(lián)。然而，在一個開口中也能夠設(shè)置有多于一個半導(dǎo)體芯片。
[0009]在一個優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，借助于連接片將光學(xué)復(fù)合件中的至少兩個光學(xué)元件彼此連接。連接片通常理解為兩個光學(xué)元件之間的連接元件，所述連接元件基本上用于光學(xué)元件的機(jī)械連接并且尤其本身不實(shí)現(xiàn)光學(xué)功能。特別地，連接片在光學(xué)復(fù)合件的俯視圖中能夠至少在橫向方向上、即在沿光學(xué)復(fù)合件的主延伸平面中伸展的方向上具有比光學(xué)元件中的一個更小的延展。
[0010]在分割光學(xué)復(fù)合件時，優(yōu)選割開連接片。在制成的器件中，連接片與在橫向方向上對光電子器件限界的側(cè)面齊平。
[0011]在另一優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，光電子器件分別具有至少兩個光學(xué)元件，其中優(yōu)選割開光學(xué)復(fù)合件，使得一個器件的光學(xué)元件分別完全地彼此分開。完全地彼此分開在本文中表示:一個器件的光學(xué)元件構(gòu)成為單獨(dú)的元件，所述元件還優(yōu)選在橫向方向上彼此間隔開。因此，能夠避免或至少減少通過一個器件的兩個相鄰的光學(xué)元件之間的連續(xù)的連接引起的光學(xué)串?dāng)_。
[0012]在一個優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，光學(xué)元件在將光學(xué)復(fù)合件定位時伸入到框架復(fù)合件的開口中。優(yōu)選的是，光學(xué)元件在朝向框架復(fù)合件的一側(cè)上和框架復(fù)合件的開口彼此匹配，使得光學(xué)元件在引入到開口中時相對于開口以預(yù)設(shè)的方式定位，尤其定心。因此實(shí)現(xiàn)了光學(xué)元件相對于框架復(fù)合件的開口的自校準(zhǔn)。光學(xué)元件的光學(xué)軸線在該情況下在器件的俯視圖中優(yōu)選伸展穿過中點(diǎn)或基本上穿過開口的中點(diǎn)。
[0013]因此，以簡單的方式確保:光學(xué)元件能夠可靠地設(shè)置并且后續(xù)地固定在相對于框架復(fù)合件精確限定的位置中。
[0014]此外，光學(xué)元件的伸入到開口中的部分的橫截面在朝連接載體的方向上減小。光學(xué)元件相對于框架的定向因此能夠簡化地以自校準(zhǔn)的方式構(gòu)成。
[0015]根據(jù)一個實(shí)施形式，光電子器件具有連接載體，在所述連接載體上固定有至少一個光電子半導(dǎo)體芯片。在連接載體上設(shè)置有框架。該框架具有開口，所述開口從背離連接載體的主面起沿朝連接載體的方向延伸并且在所述開口中設(shè)置有半導(dǎo)體芯片。在框架上設(shè)置有光學(xué)元件，所述光學(xué)元件尤其完全地遮蓋開口。
[0016]光學(xué)元件優(yōu)選在框架的背離連接載體的一側(cè)上封閉器件。因此，光學(xué)元件能夠用于射束引導(dǎo)并且同時用于保護(hù)半導(dǎo)體芯片例如免受機(jī)械負(fù)荷。
[0017]在一個優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，光學(xué)元件至少局部地延伸至在橫向方向上對光電子器件限界的側(cè)面。因此，光學(xué)元件與光電子器件的側(cè)面齊平。因此在制造時，能夠簡單地在分割光電子器件時從具有多個連續(xù)的光學(xué)元件的光學(xué)復(fù)合件中得出光學(xué)元件。
[0018]此外，連接載體和框架至少在橫向方向上、優(yōu)選全方位地彼此齊平。
[0019]此外優(yōu)選的是，光電子器件構(gòu)成為可表面安裝的器件(表面貼裝器件，SMD)。優(yōu)選地，連接載體在與光學(xué)元件相對置的一側(cè)上封閉光電子器件。因此，框架構(gòu)成在連接載體的僅一側(cè)上。外部的電接觸能夠在連接載體的背離半導(dǎo)體芯片的一側(cè)上進(jìn)行。
[0020]連接載體例如能夠構(gòu)成為電路板、例如印刷電路板(printed circuitboard,PCB) ο
[0021]在另一優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，在光學(xué)元件和半導(dǎo)體芯片之間的光路在不具有包圍半導(dǎo)體芯片的包封物的情況下構(gòu)成。因此，光路在元件和半導(dǎo)體芯片之間具有自由射束區(qū)域。光學(xué)元件在光電子器件的俯視圖中遮蓋半導(dǎo)體芯片進(jìn)而保護(hù)半導(dǎo)體芯片免受如機(jī)械負(fù)荷、濕氣或灰塵的外部影響。因此能夠棄用半導(dǎo)體芯片的用作為封裝件的包封物。
[0022]在另一優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，開口自框架的主面起在朝連接載體的方向上至少局部地漸縮。在制造光電子器件時，光學(xué)元件相對于框架的開口的定心由此被簡化。
[0023]在另一優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，開口具有底切部。因此在孔口相同的情況下能夠擴(kuò)大開口中的提供用于安裝半導(dǎo)體芯片的空間。
[0024]在另一優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，半導(dǎo)體芯片設(shè)置用于產(chǎn)生輻射。此外優(yōu)選的是，器件具有設(shè)置用于接收輻射的另一半導(dǎo)體芯片。半導(dǎo)體芯片分別設(shè)置在框架的開口中。因此，借助于框架將半導(dǎo)體芯片光學(xué)上彼此分開。光電子器件例如能夠構(gòu)成為接近傳感器，其中另一半導(dǎo)體芯片檢測由半導(dǎo)體芯片所產(chǎn)生的且在器件之外的目標(biāo)物體處向回反射的輻射。
[0025]在一個優(yōu)選的改進(jìn)形式中，在框架的主面上，在開口之間構(gòu)成有光學(xué)脫耦元件。光學(xué)脫耦元件設(shè)置用于減少在半導(dǎo)體芯片和另一半導(dǎo)體芯片之間的光學(xué)串?dāng)_。光學(xué)脫耦元件能夠構(gòu)成為分隔片(Trennsteg)，所述分隔片在豎直方向上從框架的主面起遠(yuǎn)離連接載體延伸。分隔片尤其能夠與框架一件式地構(gòu)成。連接片的主延伸方向在橫向方向上優(yōu)選橫向于或垂直于半導(dǎo)體芯片和另一半導(dǎo)體芯片之間的連接線伸展。
[0026]替選地或補(bǔ)充地，框架的主面能夠被吸收材料覆蓋。特別地，吸收材料能夠覆蓋框架的主面的露出的部分、即覆蓋主面的沒有被一個或多個光學(xué)元件所覆蓋的部分。
[0027]光學(xué)元件優(yōu)選伸入到開口中。因此能夠擴(kuò)大厚度、即光學(xué)元件沿著其光學(xué)軸線的延展，而不會提高器件的豎直的延展。
[0028]在另一優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案中，光學(xué)元件在朝向半導(dǎo)體芯片的一側(cè)上凸形地彎曲。
[0029]在一個優(yōu)選的改進(jìn)形式中，光學(xué)元件的最大高度具有開口的最大橫截面延展的
0.2倍，優(yōu)選為開口的最大橫截面延展的0.5倍。特別地，光學(xué)元件的伸入到開口中的部分至少局部地具有球形的基本形狀。
[0030]在更上面描述的方法尤其適合于制造上面描述的光電子器件。結(jié)合方法所詳述的特征因此也能夠考慮用于光電子器件并且反之亦然。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]從實(shí)施例的下面的描述中結(jié)合附圖得出另外的特征、設(shè)計(jì)方案和適宜方案。
[0032]附圖示出:
[0033]圖1A至II借助于示意示出的中間步驟示出用于制造多個光電子器件的方法的一個實(shí)施例的剖面圖(圖1A、1B、1D、1F、1G)和俯視圖(圖1C、IE、1H、II);和
[0034]圖2至4分別示出光電子器件的一個實(shí)施例的示意剖面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]相同的、同類的或起相同作用的元件在附圖中設(shè)有相同的附圖標(biāo)記。
[0036]附圖和附圖中示出的元件彼此間的尺寸比例不能夠視為是合乎尺寸的。更確切地說，為了更好的可視出性和/或?yàn)榱烁玫睦斫饽軌蚩鋸埓蟮厥境鰝€別元件。
[0037]在圖1A至II中示意地示出用于制造多個光電子器件的方法的一個實(shí)施例。該方法借助于分別具有半導(dǎo)體芯片3和另一半導(dǎo)體芯片31的光電子器件的制造來示例地描述。如在圖1A中示出，半導(dǎo)體芯片3、31設(shè)置在連接載體復(fù)合件20上并且固定在其上。用于在半導(dǎo)體芯片和連接載體復(fù)合件之間建立機(jī)械連接和電連接的細(xì)節(jié)為了簡化的視圖而沒有在圖1A中示出并且結(jié)合圖2詳細(xì)闡明。
[0038]連接載體復(fù)合件20例如能夠構(gòu)成為電路板、尤其印刷電路板(printed circuitboard, PCB)或構(gòu)成為具有金屬芯的印刷電路板(metal core printed circuit board,MCPCB)o
[0039]如在圖1B中示出，具有多個開口 41的框架復(fù)合件40設(shè)置在連接載體復(fù)合件20上并且固定在其上，例如借助于固定層(在圖1B中沒有明確地示出)。開口在豎直方向上完全地延伸穿過框架復(fù)合件40。[0040]框架復(fù)合件40例如能夠構(gòu)成為塑料體。例如，框架復(fù)合件能夠借助于注塑方法(injection molding)或模塑方法(transfer molding)來制造。框架復(fù)合件為預(yù)制的、連續(xù)的元件。
[0041]在圖1C中示出框架復(fù)合件40的一部分的示意俯視圖，其中圖1B示出沿著線A-A’的所屬的剖面圖。在稍后分割成各個器件時，從圖1C中示出的框架復(fù)合件40中得出用于四個器件I的四個框架4。
[0042]在圖1E中示出光學(xué)復(fù)合件50的一部分的示意俯視圖并且在圖1D中示出沿著線B-B’的所屬的剖面圖。光學(xué)復(fù)合件50具有多個光學(xué)元件5。為了簡化地同時將光學(xué)元件定位，光學(xué)復(fù)合件50優(yōu)選構(gòu)成為連續(xù)的復(fù)合件。因此，光學(xué)元件以預(yù)制的形式提供。因此不需要借助于澆注材料在開口 41中構(gòu)成光學(xué)元件的方法步驟。
[0043]優(yōu)選地，光學(xué)元件5含有透明的或至少半透明的塑料或者由這種材料制成。在所示出的實(shí)施例中，與半導(dǎo)體芯片3相關(guān)聯(lián)的光學(xué)元件和與另一半導(dǎo)體芯片31相關(guān)聯(lián)的光學(xué)元件不同。因此，能夠彼此無關(guān)地為半導(dǎo)體芯片3、31設(shè)定射束造型。與此不同的是，光學(xué)元件也能夠構(gòu)成為是相同類型的。
[0044]在圖1E中示出的實(shí)施例中，光學(xué)元件5部分地經(jīng)由連接片51彼此連接。光學(xué)復(fù)合件50優(yōu)選地一件式地構(gòu)成為具有連接片51和光學(xué)元件5。與光學(xué)元件5不同的是，連接片51在制成的器件中不必滿足光學(xué)功能，而是在制造時尤其用于將多個光學(xué)元件相對于半導(dǎo)體芯片3、31簡化的同時定位。
[0045]因此光學(xué)復(fù)合件相對于框架復(fù)合件40定位成，使得光學(xué)元件5分別與開口 41相關(guān)聯(lián)(圖1F)。因此光學(xué)元件構(gòu)成為，使得其部分地伸入到開口 41中。此外，光學(xué)元件5在朝向框架復(fù)合件40的一側(cè)上漸縮。
[0046]框架復(fù)合件40具有背離連接載體復(fù)合件20的主面42。開口 41從主面42起在朝連接載體復(fù)合件20的方向上漸縮。因此簡化地確保在組合光學(xué)復(fù)合件50和框架復(fù)合件40時將光學(xué)元件尤其在結(jié)合光學(xué)元件的漸縮的設(shè)計(jì)方案的情況下定位成，使得光學(xué)元件5的光學(xué)軸線9總是相對于開口 41居中地伸展。此外，光學(xué)軸線9優(yōu)選分別延伸穿過半導(dǎo)體芯片3或另一半導(dǎo)體芯片31。
[0047]與所描述的實(shí)施例不同的是，在將框架復(fù)合件固定在連接載體復(fù)合件20上之前，也能夠?qū)⒐鈱W(xué)復(fù)合件50相對于框架復(fù)合件40定位并且還固定在其上。
[0048]此外也能夠考慮的是，還在將半導(dǎo)體芯片3、31固定在連接載體復(fù)合件上之前，能夠?qū)⒖蚣軓?fù)合件40設(shè)置在連接載體復(fù)合件20上。
[0049]在組合連接載體復(fù)合件20、框架復(fù)合件40和光學(xué)復(fù)合件50之后，將它們分割成多個光電子器件。
[0050]在圖1H中示出被分割的器件的示意俯視圖，并且在圖1G中示出沿著線C-C’的所屬的剖面圖。
[0051]制成的器件具有作為連接載體復(fù)合件20的一部分的連接載體2和作為框架復(fù)合件40的一部分的框架4。器件I在橫向方向上通過在分割時形成的側(cè)面11限界。分割例如能夠借助于機(jī)械方法、例如借助于鋸割或借助于激光分離方法來進(jìn)行。
[0052]連接載體2和框架4在側(cè)面11上沿著器件I的整個環(huán)周彼此齊平。此外優(yōu)選的是，光學(xué)復(fù)合件50的至少一部分、在所示出的實(shí)施例中為光學(xué)元件5和連接片51延伸至側(cè)面Ilo
[0053]因此，制成的器件具有兩個光學(xué)元件，其中光學(xué)元件中的至少一個與連接片51連接，所述連接片與在橫向方向上對光電子器件限界的側(cè)面齊平。
[0054]器件I的光學(xué)元件5在制成的器件中構(gòu)成為單獨(dú)的元件。因此，在所述光學(xué)元件之間不存在直接的連接。因此，降低半導(dǎo)體芯片3、31之間的光學(xué)串?dāng)_的危險。
[0055]借助所描述的方法，能夠以簡單的且可靠的方式同時制造多個光電子器件，其中器件在從復(fù)合件分割時已經(jīng)分別具有至少一個光學(xué)元件。
[0056]特別地，能夠這樣實(shí)施制造，使得能夠分別以預(yù)制形狀的復(fù)合件提供連接載體2、框架4和光學(xué)元件5并且能夠在共同的步驟中分割。
[0057]該方法的特征還在于對同時制造多個器件的簡單的可縮放性(Skalierbarkeit),由此簡化批量生產(chǎn)。在圖1I中例如示出具有64個光學(xué)元件5的矩陣狀的布置的光學(xué)復(fù)合件50的俯視圖。在沿著格柵狀伸展的分隔線6分割成器件時，從中形成分別具有兩個光學(xué)兀件5的32個器件。
[0058]為了將光學(xué)復(fù)合件50相對于框架復(fù)合件40簡化地、可靠地定位而優(yōu)選設(shè)有定位元件65。定位元件例如能夠分別構(gòu)成為孔,銷接合到所述孔中。
[0059]不言而喻，借助所描述的制造方法也能夠制造具有僅一個光學(xué)元件5和/或僅一個半導(dǎo)體芯片3的器件。此外，在開口 41中也能夠設(shè)置有多于一個半導(dǎo)體芯片。
[0060]在圖2中示出光學(xué)器件的一個實(shí)施例的示意剖面圖。
[0061]圖2示出圖1G中所示出的器件的細(xì)節(jié)圖。因此，已經(jīng)結(jié)合圖1A至II描述的特征也能夠應(yīng)用于該實(shí)施例并且就此點(diǎn)不明確詳述。
[0062]所示出的光電子器件I在該實(shí)施例中構(gòu)成為接近傳感器。器件具有帶有設(shè)置用于產(chǎn)生輻射的有源區(qū)域30的半導(dǎo)體芯片3。此外，器件具有帶有另一有源區(qū)域310的另一半導(dǎo)體芯片31，所述另一半導(dǎo)體芯片設(shè)置用于檢測由半導(dǎo)體芯片3所產(chǎn)生的且在器件之外的目標(biāo)物體處向回反射的輻射。半導(dǎo)體芯片3、31分別設(shè)置在連接載體2的連接面21上并且與其電連接。
[0063]導(dǎo)體芯片3、31分別經(jīng)由連接層35、例如焊料或能導(dǎo)電的粘結(jié)劑與連接面21連接。
[0064]此外，連接載體分別具有另一連接面22，所述另一連接面在所示出的實(shí)施例中分別經(jīng)由連接導(dǎo)體36、例如接合線與導(dǎo)體芯片3、31導(dǎo)電地連接。
[0065]連接載體2還具有貫通接觸部25，連接面21、22經(jīng)由所述貫通接觸部與設(shè)置在器件I的安裝面12上的第一外部接觸部26或者第二外部接觸部27導(dǎo)電地連接。因此，光電子器件I構(gòu)成為可表面安裝的器件，所述可表面安裝的器件能夠在后側(cè)上、即在其在朝器件的橫向方向上伸展的安裝面12的一側(cè)上接觸。
[0066]半導(dǎo)體芯片3、31的接觸和連接面21、22的設(shè)計(jì)方案僅示例地被描述。例如，替選地，也能夠應(yīng)用以倒裝芯片幾何形狀構(gòu)成的半導(dǎo)體芯片，使得半導(dǎo)體芯片具有兩個下側(cè)的接觸部。此外，半導(dǎo)體芯片也能夠設(shè)置在連接載體2的沒有與外部電接觸部連接的面上。此夕卜，外部的接觸部26、27中的至少一個對于半導(dǎo)體芯片3和另一半導(dǎo)體芯片31而言也能夠用作為共同的接觸部、例如共同的接地接觸部。
[0067]框架4借助于固定層8、例如粘結(jié)層固定在連接載體2上。根據(jù)對光電子器件I的發(fā)射特性或檢測特性的要求，能夠用吸收材料、例如黑色材料覆蓋框架、尤其是覆蓋開口 41的內(nèi)面410。因此，在接近傳感器中能夠降低檢測例如由于設(shè)置在光電子器件下游的覆蓋件、例如玻璃盤的反射所引起的不期望的散射輻射的危險。
[0068]替選地或補(bǔ)充地，框架4也能夠由吸收材料、例如黑色塑料制成。
[0069]在開口 41中分別構(gòu)成有環(huán)繞的孔口 45，所述孔口在豎直方向上與連接載體2間隔開?？卓?45限定輻射錐，在所述輻射錐中，半導(dǎo)體芯片3所發(fā)射的輻射直接地、即在沒有在開口 41的內(nèi)面411上反射的情況下從器件I中射出或者從在器件之外出現(xiàn)的輻射直接地射到另一半導(dǎo)體芯片上。
[0070]開口 41在主面42和孔口 45之間朝連接載體2漸縮。在制造時，通過孔口的傾斜的設(shè)計(jì)方案簡化光學(xué)元件5相對于框架4的精確的定位。因此，框架4 一方面限定用于半導(dǎo)體芯片的孔口并且同時用于對光學(xué)元件的簡化的定位。
[0071]開口 41在孔口 45和連接載體2之間具有底切部411。借助于底切部能夠與孔口45的橫截面無關(guān)地設(shè)定提供用于半導(dǎo)體芯片3、31的安裝面積。
[0072]在框架4的背離連接載體2的一側(cè)上借助于另一固定層85、例如粘結(jié)層固定光學(xué)元件5。光學(xué)元件5在朝向半導(dǎo)體芯片3、31的一側(cè)上并且在背離半導(dǎo)體芯片的一側(cè)上凸形地彎曲。光學(xué)元件5的最大高度、尤其光學(xué)元件沿著光學(xué)軸線9的厚度優(yōu)選為開口 41的最大橫截面延展的至少0.2倍、尤其優(yōu)選為至少0.5倍。特別地，光學(xué)元件5能夠局部地、尤其在光學(xué)軸線的區(qū)域中具有球形的基本形狀。根據(jù)期望的射束造型能夠在寬的范圍內(nèi)改變光學(xué)元件的構(gòu)造。例如，光學(xué)元件也能夠構(gòu)成為菲涅爾透鏡。
[0073]半導(dǎo)體芯片3、31以不具有包圍半導(dǎo)體芯片的包封物的方式構(gòu)成。借助于光學(xué)兀件5實(shí)現(xiàn)在背離連接載體2的一側(cè)上保護(hù)半導(dǎo)體芯片。能夠省去用于構(gòu)成包封物的附加的制造步驟。此外，能夠避免包封物對半導(dǎo)體芯片3、31和連接載體2之間的連接造成機(jī)械負(fù)荷或包封物對器件的光學(xué)特性產(chǎn)生不利影響的危險。
[0074]但是也能夠考慮設(shè)有用于封裝半導(dǎo)體芯片的包封物的應(yīng)用。
[0075]圖3中示出的另一實(shí)施例基本上相應(yīng)于結(jié)合圖2所描述的實(shí)施例。與此不同的是，在框架4的主面42上構(gòu)成有呈吸收材料7的形式的光學(xué)脫耦元件。吸收材料7優(yōu)選吸收所入射的輻射的至少80%、尤其優(yōu)選至少90%。因此，盡可能地避免器件I之內(nèi)的半導(dǎo)體體芯片3、31之間的光學(xué)串?dāng)_。吸收材料優(yōu)選施加到主面42的沒有被光學(xué)元件5覆蓋的區(qū)域上。
[0076]與圖3中示出的實(shí)施例不同的是，在圖4中示出的實(shí)施例中，光學(xué)脫耦元件以分隔片75的形式構(gòu)成。分隔片75優(yōu)選構(gòu)成為框架4的突起，所述突起從主面42起遠(yuǎn)離框架4延伸。在橫向方向上，分隔片75的主延伸方向垂直于半導(dǎo)體芯片3和另一半導(dǎo)體芯片31之間的連接線伸展。優(yōu)選的是，分隔片與框架4 一件式地構(gòu)成。但是與此不同的是，分隔片也能夠構(gòu)成為單獨(dú)的、尤其預(yù)制的元件，所述元件固定在框架4上。
[0077]設(shè)置用于產(chǎn)生輻射的半導(dǎo)體芯片3、尤其是有源區(qū)域30優(yōu)選基于II1-V族化合物半導(dǎo)體材料。優(yōu)選的是，半導(dǎo)體芯片設(shè)置用于產(chǎn)生近紅外的、例如具有700nm和1.5μπι之間的峰值波長的輻射，其中包括邊界值。
[0078]另一半導(dǎo)體芯片31尤其能夠基于娃。例如，另一半導(dǎo)體芯片31能夠構(gòu)成為光電二極管、構(gòu)成為光電晶體管或構(gòu)成為具有光敏區(qū)域的應(yīng)用特定的、集成電路(ASIC)。
[0079]此外，器件I也能夠具有多于一個輻射接收器，其中輻射接收器優(yōu)選設(shè)置用于接收在彼此不同的光譜范圍中的輻射。例如，另一輻射接收器能夠構(gòu)成為環(huán)境光傳感器。所述另一輻射接收器能夠集成到半導(dǎo)體芯片31中或者構(gòu)成為單獨(dú)的半導(dǎo)體芯片。
[0080]由于光學(xué)元件的集成，所描述的光電子器件的特征在于在結(jié)構(gòu)緊湊的同時的良好的光電子特性。在制造時的光學(xué)元件的定位尤其以自校準(zhǔn)的方式能夠以高的校準(zhǔn)精度同時針對多個器件來進(jìn)行，由此能夠降低制造成本。
[0081]本專利申請要求德國專利申請102011113483.6的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容通過參引并入本文。
[0082]在此描述的發(fā)明不由于借助于實(shí)施例進(jìn)行的描述而受限制。更確切地說，本發(fā)明包括每個新的特征以及特征的任意的組合，這尤其包含權(quán)利要求中的特征的任意的組合，即使該特征或者該組合本身在權(quán)利要求或?qū)嵤├袥]有明確地說明時也如此。
【權(quán)利要求】
1.一種用于制造多個光電子器件(I)的方法，所述方法具有下述步驟: a)提供連接載體復(fù)合件(20)； b)將多個半導(dǎo)體芯片(3，31)設(shè)置在所述連接載體復(fù)合件(20)上； c )將具有多個開口( 41)的框架復(fù)合件(40 )相對于所述連接載體復(fù)合件(20 )定位，使得將所述半導(dǎo)體芯片(3，31)分別設(shè)置在所述開口(41)中的一個中； d)將多個光學(xué)元件(5)相對于所述框架復(fù)合件(40)定位，使得所述光學(xué)元件遮蓋所述開口 ；和 e)將所述連接載體復(fù)合件連同所述框架復(fù)合件和所述光學(xué)元件分割成多個光電子器件，使得每個光電子器件具有帶有至少一個光電子半導(dǎo)體芯片的連接載體(2 )、帶有至少一個開口的框架(4)和至少一個光學(xué)元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中在步驟d)中以光學(xué)復(fù)合件提供所述光學(xué)元件，并且在步驟e)中在共同的分割步驟中割開所述光學(xué)復(fù)合件、所述連接載體復(fù)合件和所述框架復(fù)合件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中借助于連接片(51)將所述光學(xué)復(fù)合件中的至少兩個光學(xué)元件彼此連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其中所述光電子器件分別具有兩個光學(xué)元件(5)，并且割開所述光學(xué)復(fù)合件，使得一個器件的所述光學(xué)元件分別完全地彼此分開。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中所述光學(xué)元件在步驟d)中伸入到所述開口中。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的方法，其中在步驟e)中借助于鋸割來進(jìn)行分割。
7.一種光電子器件(1)，具有連接載體(2)，在所述連接載體上固定有至少一個光電子半導(dǎo)體芯片(3，31)，其中 -在所述連接載體(2)上設(shè)置有框架(4)； -所述框架(4)具有開口(41)，所述開口從背離所述連接載體(2)的主面(42)起沿朝所述連接載體(2)的方向延伸并且在所述開口中設(shè)置有所述半導(dǎo)體芯片(3，31);和 -在所述框架上設(shè)置有光學(xué)元件(5 )，所述光學(xué)元件遮蓋所述開口( 41)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光電子器件，其中所述光學(xué)元件(5)至少局部地延伸至在橫向方向上對所述光電子器件(I)限界的側(cè)面(11)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的光電子器件，其中所述光學(xué)元件伸入到所述開口中。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中的任一項(xiàng)所述的光電子器件，其中在所述光學(xué)元件(5)和所述半導(dǎo)體芯片(3，31)之間的光路在不具有包圍所述半導(dǎo)體芯片的包封物的情況下構(gòu)成。
11.根據(jù)權(quán)利要求7至10中的任一項(xiàng)所述的光電子器件，其中所述開口從所述框架的主面起在朝所述連接載體的方向上至少局部地漸縮。
12.根據(jù)權(quán)利要求7至11中的任一項(xiàng)所述的光電子器件，其中 -所述半導(dǎo)體芯片(3)設(shè)置用于產(chǎn)生輻射； -所述器件具有設(shè)置用 于接收輻射的另一半導(dǎo)體芯片(31);和 -所述半導(dǎo)體芯片(3，31)分別設(shè)置在所述框架的開口中。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的光電子器件，其中在所述框架的主面上，在所述開口之間構(gòu)成有光學(xué)脫耦元件(7，75 )。
14.根據(jù)權(quán)利要求7至13中的任一項(xiàng)所述的光電子器件，其中所述光學(xué)元件在朝向所述半導(dǎo)體芯片的一側(cè)上凸形地彎曲。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的光電子器件，其中所述光電子器件具有兩個光學(xué)元件，其中所述光學(xué)元件中的至少一個與連接片(51)連接，所述連接片與在橫向方向上對所述光電子器件 限界的側(cè)面齊平。
【文檔編號】H01L27/15GK103797580SQ201280044692
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月13日
【發(fā)明者】胡貝特·哈爾布里特, 海因茨·哈斯, 克勞斯·耶格爾, 貝恩哈德·施托耶茨 申請人:歐司朗光電半導(dǎo)體有限公司