专利名称：辐射发送和/或接收元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的辐射发送和／或接收元件。本发明尤其涉及这样的半导体发光二极管(LED)-元件。
这样的辐射发送和／或接收元件例如可从出版物SiemensComponents 29(1991)第4册，第147至149页“Siemens SMT-TOPLEDfür die Oberflchenmontage”已知。在本文图4中示意示出的已知可表面安装的发光二极管(LED)中，发送辐射的半导体芯片101固定在平面金属导体框架103的平面芯片托架102上。导体框架103由芯片托架102与第一外部电连接件104和与该第一外部电连接件绝缘的第二外部电连接件105以及用于搭接半导体芯片101的电接线111的搭接部位组成。带有半导体芯片101的芯片托架102和两个外部半导体连接件104，105的部分区域被一个塑料包封层120包围，该包封层由一个不能透过辐射的塑料基体108及一个反射槽109和填嵌该反射槽109的能透过辐射的塑料窗110组成。该塑料基体108由一个具有约90％的高漫射反射率的热塑性塑料组成。
反射槽109具有一个平行于芯片托架102的安装表面的底面113和一个与底面113成钝角斜置的侧壁112，使得其可用作为从半导体芯片101发出的辐射的反射体。底面113位于与平面导体框架103面向半导体芯片101的表面同一个平面内，使得反射体的底部大部分由导体框架表面构成。芯片托架102和第二外部电连接件105因此具有与能透过辐射的塑料窗110较大的接触面。
这种已知的可表面安装的发光二极管的一个具体问题是，在元件内部温度变化很大时或者元件环境温度变化很大时(例如在汽车中)，由于通常用金属做成的导体框架103和通常用透明环氧树脂做成的塑料窗110的不同热膨胀系数，在导体框架103和能透过辐射的窗110之间的接触面会出现很大的剪切力，致使常常导致窗110从导体框架103脱离。由此在导体框架103和塑料窗110之间产生的缝隙会使元件中半导体芯片101发出的电磁辐射由于多次反射而被吸收从而丢失。
此外缝隙的形成会从导体框架103和塑料窗110之间的缝隙一直延续到塑料包封层120的外表面，这会导致湿度侵入到半导体芯片101并导致损坏。
本发明的任务是，改进前述类型的辐射发送和／或接收元件，其中减小了窗和导体框架之间的接触面的脱离危险。
该任务是通过具有权利要求1所述特征的辐射发送和／或接收元件实现的。根据本发明的元件的其它改进是从属权利要求2至4的内容。
根据本发明，槽内不能透过辐射的基体从槽的底面到芯片托架具有第一窗口，在该窗口内芯片与芯片托架相连。另外，槽从底面起具有至少一个第二窗口通到外部电连接件，在该窗口内到芯片的电连接导线与导体框架相连。这种改进的特别的优点在于，基体能够以简单方式用相应成型的注塑工具制造。
在包封层中，芯片托架最好直到半导体芯片所固定的表面部位、外部电连接件直到一个或多个到芯片的连接导线所固定的各表面部位，基本上全部被不能透过辐射的基体所封闭。
结果，在根据本发明的元件中将能透过辐射的窗和导体框架之间的接触面降至最小。因此与已知的元件相比，在温度变化时，该接触面上的机械剪切力明显减小，这避免了脱离危险。
在辐射发送和／或接收元件的优选实施例中，芯片托架和外部电连接件在芯片或者电连接件所固定的部位各有一个弯向槽的弯头，使得芯片托架表面的部分区域和外部电连接件表面的部分区域基本上与槽的底面位于同一平面内或者向槽内突出。该实施例的优点在于，可以使用传统的、制造上述已知SMT-T0PLED-元件所使用的注塑工具来制造，对于不同的导体框架设计例如不同的半导体和电连接件布置，可以总用同一个注塑工具。
另外特别有利的是，在根据本发明的元件中，导体框架邻接在窗上的金属表面的大小降至最小，由此可以获得改善的槽的整体反射能力。导体框架的金属通常具有比基体材料小的反射率，因此从芯片发出的辐射在此处更强地被吸收。由于这个原因，在已知的元件中，使用时可以在反射体内看到较大的暗区。
为了提高光输出，基体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树脂制成的元件构成。
下面借助两个实施例及
图1至4更详细地描述本发明。图示为图1是第一实施例的垂直横截面的示意图，
图2是图1所示实施例的俯视图的示意图，图3是第二实施例的垂直横截面的示意图，图4是根据现有技术的辐射发送和／或接收半导体元件的示意图(上面所述)。
在附图中，不同实施例的同一个以及相同功能的构件用同一个附图标记表示。
图1和2中的元件涉及可表面安装方式(表面安装技术(SMT))的发光二极管元件。其由一个电导体框架3(例如用金属制成)与一个芯片托架2、第一外部电连接件4和第二外部电连接件5、一个固定在芯片托架2上的发出辐射的半导体芯片1(LED-芯片)、一个连接导体11(搭接金属线)和一个方形塑料包封层20组成。
半导体芯片1在其前侧和后侧各有一个触头金属喷涂17，18。在半导体芯片1后侧的触头金属喷涂18例如借助金属焊料或者导电的粘合剂与芯片托架2相连，在半导体芯片1前侧的触头金属喷涂17借助例如用金或者其它合适的金属材料制成的搭接金属线11与第二外部电连接件5导电连接。
塑料包封层20由一个不能透过辐射的反光塑料基体8和一个能透过辐射的塑料窗10构成，从该基体伸出外部电连接件4，5。塑料基体8具有反射槽9，槽内设置半导体芯片1并填嵌塑料窗10。反射槽9有一个平行于芯片托架2安装表面的底面13和一个与该底面13成钝角斜置的侧壁12，使得其可用作从半导体芯片1发出的辐射的反射体。
塑料基体8和塑料窗10最好由一种填充有提高反射的材料的合成树脂或热塑性塑料或者用一种透明的合成树脂或聚碳酸酯制成。适于作合成树脂填料的例如有金属粉末、金属氧化物、碳酸盐或者硅酸盐。
芯片托架2基本上直到半导体芯片1例如通过芯片接合固定的表面部位6、外部电连接件4，5直到一个或多个到半导体芯片1的电连接导线11例如通过金属线搭接固定的各表面部位7，都在塑料包封层20内完全被不能透过辐射的塑料基体8封闭。在该最佳实施例中是这样实现这一点的，即不能透过辐射的塑料基体8在槽9内有一个通向芯片托架2的第一窗口6和至少一个通向外部电连接件4，5的第二窗口7，在这些窗口中半导体芯片1或者到半导体芯片1的电连接导线11与导体框架3相连。
图3中示出的实施例与图1和2中的实施例的主要不同在于，不设有到芯片托架2或者到连接件4，5的窗口6，7。这里代替窗口6，7的是在芯片托架2和外部电连接件4，5上、半导体芯片1和电连接导线11与导体框架3相连的部位，各有一个弯向槽9的弯头14，15，使得芯片托架2的表面部分区域和外部电连接件4，5与槽9的底面13位于同一个平面上。作为另一种选择，也可以使弯曲部位伸到槽9内。
很显然，借助实施例对本发明所作的描述不能理解为是对本发明的限制。相反地，本发明也可以用在光电二极管元件、光电晶体三极管元件或者聚合物-发光二极管元件中。
权利要求
1．辐射发送和／或接收元件，其中至少有一个发出电磁辐射和／或接收电磁辐射的芯片(1)固定在电导体框架(3)的至少一个芯片托架(2)上，导体框架(3)有至少两个与芯片(1)导电连接的外部电连接件(4，5)，其中芯片托架(2)和外部电连接件(4，5)的部分区域被包封层(20)封闭，该包封层具有一个不能透过辐射的基体(8)和一个能透过辐射的窗(10)，外部电连接件(4，5)从该包封层伸出，其中不能透过辐射的基体(8)具有一个槽(9)，在该槽内设置半导体芯片(1)，窗(10)位于槽内或上方，其特征在于，-从槽(9)的底面起，形成通向芯片托架(2)的第一窗口(6)，在该窗口中芯片(1)固定在芯片托架(2)上，-从槽(9)的底面起，至少有一个第二窗口(7)通向至少一个外部电连接件(4，5)，在该窗口中至少一个到芯片(1)的电连接导线(11)与至少一个外部电连接件(4，5)相连。
2．如权利要求1所述的辐射发送和／或接收元件，其特征在于，至少芯片托架(2)或者至少一个外部电连接件(4，5)在各自的窗口(6，7)部位各具有一个弯向槽(9)的弯头(14，15)，使得芯片托架(2)的表面部分区域或者外部电连接件(4，5)的表面部分区域基本上与槽(9)的底面(13)位于同一个平面或者伸到槽(9)中。
3．如权利要求1或2所述的辐射发送和／或接收元件，其特征在于，槽(9)做成反射槽。
4．如权利要求1至3中任一项所述的辐射发送和／或接收元件，其特征在于，基体(8)由一种漫射反射率大于80％的材料制成。
全文摘要
辐射发送和/或接收元件,其中辐射发送和/或接收光电芯片(1)固定在电导体框架(3)的芯片托架(2)上,其中芯片托架(2)的部分区域和外部电连接件(4,5)的部分区域被不能透过辐射的基体(8)封闭。基体有一个槽(9),在该槽中设置芯片(1),槽中有一个透明的窗(10)。根据本发明芯片托架(2)直到芯片(1)所固定的部位(6)、外部电连接件(4,5)直到一个或多个到芯片(1)的电连接导线(11)固定的部位,完全被不能透过辐射的基体(8)封闭。
文档编号H01L31/02GK1292154SQ99803350
公开日2001年4月18日 申请日期1999年6月30日 优先权日1998年6月30日
发明者G·韦特尔, H·布伦纳 申请人:奥斯兰姆奥普托半导体股份有限两合公司