WO2004105117A2 - Herstellen eines in kunststoff eingekapselten optoelektronischen bauelementes und zugehoerige verfahren - Google Patents

Herstellen eines in kunststoff eingekapselten optoelektronischen bauelementes und zugehoerige verfahren Download PDF

Info

Publication number
WO2004105117A2
WO2004105117A2 PCT/DE2004/001045 DE2004001045W WO2004105117A2 WO 2004105117 A2 WO2004105117 A2 WO 2004105117A2 DE 2004001045 W DE2004001045 W DE 2004001045W WO 2004105117 A2 WO2004105117 A2 WO 2004105117A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
plastic
producing
optically transparent
optoelectronic component
pane
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/DE2004/001045
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2004105117A8 (de
WO2004105117A3 (de
Inventor
Siegfried Buettner
Roy Knechtel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
X Fab Semiconductor Foundries GmbH
Original Assignee
X Fab Semiconductor Foundries GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE10322751A external-priority patent/DE10322751B3/de
Application filed by X Fab Semiconductor Foundries GmbH filed Critical X Fab Semiconductor Foundries GmbH
Priority to EP04738518A priority Critical patent/EP1625627A2/de
Priority to DE112004000743T priority patent/DE112004000743D2/de
Priority to US10/556,980 priority patent/US20060124915A1/en
Priority to PCT/DE2004/001045 priority patent/WO2004105117A2/de
Publication of WO2004105117A2 publication Critical patent/WO2004105117A2/de
Publication of WO2004105117A3 publication Critical patent/WO2004105117A3/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Publication of WO2004105117A8 publication Critical patent/WO2004105117A8/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
    • H10F77/00—Constructional details of devices covered by this subclass
    • H10F77/50—Encapsulations or containers
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/851—Dispositions of multiple connectors or interconnections
    • H10W72/874—On different surfaces
    • H10W72/884—Die-attach connectors and bond wires
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W90/00—Package configurations
    • H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
    • H10W90/731—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of die-attach connectors
    • H10W90/736—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of die-attach connectors between a chip and a stacked lead frame, conducting package substrate or heat sink
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W90/00—Package configurations
    • H10W90/701—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts
    • H10W90/751—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires
    • H10W90/756—Package configurations characterised by the relative positions of pads or connectors relative to package parts of bond wires between a chip and a stacked lead frame, conducting package substrate or heat sink

Definitions

  • the invention relates to a method for producing an optoelectronic component, consisting of a semiconductor chip and an optical window which is transparent for a specific wavelength range and which are sealed as a compact component unit in plastic.
  • the method specifically includes the application of the optical window in the pane and the associated exposure of the separation areas of the singulation and the contact areas of the semiconductor element for electrical contacting for the purpose of contour measurement before encapsulation.
  • Electro-optical semiconductor components have been used for some time for converting electrical into optical signals and vice versa.
  • the signals can also be further processed by integrated circuits.
  • the actual optical semiconductor element For electrical contacting and mechanical fixing in the beam path and for protection against environmental influences, the actual optical semiconductor element must be enclosed in a protective housing which has an optical window which is transparent to the radiation in question. Special materials and methods are known for encapsulating the optical semiconductor elements in transparent housings.
  • the application of an optical window to the chips, according to DE 43 19 786 A1, or its introduction into the housing, cf. US 6,117,705, DE 41 35 189 A1 is associated with considerable effort and high costs.
  • the invention has for its object to provide a more rational manufacturing process that the optically active structures of the semiconductor chip in the earliest possible stage from damage such. B. protects dirt, saves work steps and is more universal.
  • the object is achieved in that instead of further processing the separated component chip for hermetic sealing with the optically transparent window, collective processing in the semiconductor wafer assembly is carried out by connecting an optically transparent wafer (window wafer) corresponding to the size of the semiconductor wafer to the semiconductor wafer and then the separation takes place.
  • the invention has the advantage, inter alia, that the optically active region of the chip is already protected during further processing and no failures due to contamination and mechanical damage can occur.
  • the pane is provided with a connection layer in predetermined areas, for example with a glass solder printed. This is followed by a (groove-like) sinking of the pane in predetermined areas, which are adapted to the size of the individual element arranged in the grid, from the underside. After the underside of the window pane has been connected to the semiconductor pane, the pane is cut from the top, which is done precisely to the cutouts on the underside provided for the splitting.
  • optically active surface of each chip remains hermetically sealed, while the contact areas of the chip and separation areas of the separator are exposed.
  • depressions can also be made in the larger pane, which later have cavities over micromechanical structures, e.g. as part of integrated circuits.
  • the separation follows.
  • the separated compact component unit can then be used in the appropriate thickness in standard lead frame based semiconductor housings as well as in other mounting variants (COB etc.).
  • This method can be used for all chips with optically active structures.
  • Polishing one or both surfaces of the large disk improves the transmission behavior. Plane parallelism is achieved.
  • a rough edge (on the side) of the (already cut) window improves the stop of the plastic material during potting.
  • the surface of the smaller window is sure to stay clean.
  • Figure 1 is a schematic of two panes to be connected in cross-section, the upper one being the window that is optically transparent in the corresponding wavelength range, e.g. made of glass. It has depressions and is locally provided with a connection layer;
  • FIG. 2 shows the two disks from FIG. 1 in the connected state during the severing of the disk
  • FIG. 3 is a component unit after singulation
  • Figure 4 is the finished plastic-sealed component.
  • the method for encapsulating optoelectronic semiconductor components comprises two subcomplexes.
  • a complex is the application of the prepared (window) pane to the semiconductor wafer with the optically active regions 2 and possible other circuit structures and the connection of the two to one another.
  • the other complex is the cutting up of the optically transparent pane to expose electrical contacts and the separation paths of the separator, the control measurement, the contacting and sheathing of the individual elements with plastic, e.g. by injection molding.
  • the starting point is, according to FIG. 1, processed semiconductor wafers 1 with optically sensitive elements 2, the surface of which is protected by a conventional passivation 3, which has openings only in the area of the electrical connections 4, 4 '.
  • connection layer 6 is applied to the optical pane 5, which is transparent in the required wavelength range (eg glass).
  • the structuring of the connection layer 6 can take place during application or afterwards.
  • the structure of the connection layer 6 is to be adapted to the semiconductor component in such a way that a closed frame is created around a respective optically sensitive element and a sufficient distance to the optically sensitive elements and the contacting regions 4, 4 'is ensured.
  • the depressions 7 of the washer 5 are introduced from the connection side in the area of the contact areas, e.g. sawed. This takes place before the bonding via the structured layer 6.
  • the sawing-in 7 of the pane as a prerequisite for the later exposure of the contacting areas 4, must be carried out taking into account the pane thickness, so that both the mechanical stability of the pane remains guaranteed and the semiconductor structures are not damaged during sawing after the connection of the pane.
  • "Sawing” stands for any kind of cutting (cutting).
  • connection intermediate layer 6 The process control depends on the type of connection intermediate layer 6 used, taking into account minimal mechanical stresses in the connection plane.
  • the connection has a high level of planarity between wafer 5 and semiconductor wafer 1, which is positive for further processing.
  • the total thickness of the pane stack can be adjusted by grinding.
  • the contact areas are exposed by sawing 8 in the area of the sawnings 7 from the exposed, non-bonded side of the window pane 5 in such a way that the depth of the two cuts overlap (complement one another), as a result of which the parts between the bond areas forming a frame which are not connected to the semiconductor wafer 1 (no bond interlayer or open interlayer structure) fall out.
  • an electrical final inspection of the panes can be carried out, in which failures that are caused by the processes during the application of the windows can be detected.
  • the semiconductor wafers can be separated by standard processes into individual elements 11, see FIG. 3, at separation areas. These lie outside the contact areas 4, 4 '.
  • the subsequent encapsulation of the individual elements can then be carried out analogously to standard components.
  • the chips are individually attached to the metallic carrier strip 13 by means of adhesive 12. After the adhesive has hardened, wire bonding 13a takes place for contacting between the chip and the carrier strip (external connections).
  • the actual housing is created e.g. by plastic injection molding by injecting softened plastic material 14 around the array of chip carrier strips using a mold.
  • the lateral end faces of the glass attachment 10 represent a barrier for the plastic material, which ensures that no potting material gets onto the optical window and contaminates it.
  • the optical window is embedded in the surface of the housing.
  • the individual component unit contains a semiconductor chip (11) and an optical window (10). Hermetically enclosing at least the optically active areas of the semiconductor chip through the window takes place in the pane process, ie before the singulation.
  • a (window) pane provided with depressions (7) and partially covered with a connecting layer is connected to the prepared semiconductor pane (1) via the connecting layer sealing the optically active areas. Before the separation, the contact areas and the separation areas of the separation are exposed by cutting the window pane (8) precisely with respect to the depressions.
  • a control measurement of the component units can take place in the disc assembly. LIST OF REFERENCE NUMBERS
  • optically active structure 3 passivation layer
  • 9 exposed contact area, also 9a, 9b; 9a ', 9b'; 9a ", 9b".
  • plastic material plastic housing

Landscapes

  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

Es wird ein vereinfachtes Verfahren der Montage von optoelektronischen in Kunststoff ummantelten Bauelementen und deren Aufbau. Die einzelne Bauelementeinheit enthält einen Halbleiterchip (11) und ein optisches Fenster (10).Ein hermetischer Einschluß zumindest der optisch aktiven Bereiche des Halbleiterchips durch das Fenster erfolgt bereits im Scheibenprozeß, d.h. vor der Vereinzelung. Eine mit Einsenkungen (7) versehene und gebietsweise mit einer Verbindungsschicht belegte Scheibe wird mit der vorpräparierten Halbleiterscheibe (1) über die die optisch aktiven Bereiche abdichtende Verbindungsschicht verbunden. Vor der Vereinzelung werden durch hinsichtlich der Einsenkungen zielgenaues Zerteilen (8) der Scheibe die Kontaktbereiche und die Trenngebiete der Vereinzelung freigelegt. Eine Kontrollmessung der Bauelementeinheiten kann im Scheibenverband erfolgen.

Description

Herstellen eines in Kunststoff verschlossenen optoelektronischen Bauelementes und zugehoerige Verfahren
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Bauelementes, bestehend aus einem Halbleiterchip und einem für einen bestimmten Wellenlängenbereich transparenten aufgesetzten optischen Fenster, welche als kompakte Bauelementeinheit in Kunststoff verschlossen sind. Das Verfahren umfaßt speziell das Aufbringen des optischen Fensters im Scheibenverband und das damit im Zusammenhang stehende Freilegen der Trennbereiche der Vereinzelung und der Kontaktgebiete des Halbleiterelements zur elektrischen Kontaktierung zwecks Kontroilmessung vor dem Verkapseln.
Elektrooptische Halbleiterbauelemente werden seit geraumer Zeit für die Wandlung elektrischer in optische Signale und umgekehrt eingesetzt. Durch integrierte Schaltungen können die Signale auch gleich weiterverarbeitet werden. Zur elektrischen Kontaktierung und mechanischen Fixierung im Strahlengang sowie zum Schutz vor Umwelteinflüssen muß das eigentliche optische Halbleiterelement in einem schützenden Gehäuse eingeschlossen werden, welches ein für die betreffende Strahlung transparentes optisches Fenster besitzt. Zum Verkapseln der optischen Halbleiterelemente in transparenten Gehäusen sind spezielle Werkstoffe und Verfahren bekannt. Das Aufbringen eines optischen Fensters auf die Chips, nach DE 43 19 786 A1 oder dessen Einbringen in das Gehäuse, vgl. US 6,117,705, DE 41 35 189 A1 ist mit erheblichem Aufwand und hohen Kosten verbunden.
Der allgemeine Stand der Herstellungstechnologie ist in DE 43 19 786 A1 offenbart.
Wesentlich ist hierbei, daß die Halbleiterscheibe zuerst vereinzelt wird und danach die Abdeckung mit einem Glasfenster erfolgt. Das ist in zweierlei Hinsicht mit Nachteilen behaftet. Einerseits besteht bei der Vereinzelung eine Verschmutzungsgefahr der Halbleiterschaltung und andererseits ist es relativ aufwendig, die Chips einzeln mit Glasfenstern zu versehen. Es werden Hilfsvorrichtungen zum positionierten Einlegen der Glasfenster benötigt, und es können Justierfehler auftreten. Das Nacheinander einiger wesentlicher Hauptarbeitsgänge zur Erzeugung der einzelnen Bauelementeinheit, entspricht grob folgender Schrittfolge:
1 - Vereinzeln der Halbleiterscheibe
2 - Chipbonden auf Träger mittels Kleber
3 - Aushärten des Klebers
4 - Aufbringen des Klebers für das Glasfenster
5 - Aufbringen des Glasfensters
6 - Aushärten des Klebers
7 - Drahtboden der Anschlüsse
8 - Einschließen der Einheit durch Spritzguss
Durch die Einzelbearbeitung beim Verbinden des Halbleiterchips mit dem Glasfenster ist der Zeitaufwand relativ groß und das gesamte Verfahren nicht universell einsetzbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein rationelleres Herstellungsverfahren anzugeben, welches die optisch aktiven Strukturen des Halbleiterchips in einem möglichst frühen Stadium vor Beschädigungen, wie z. B. Verschmutzungen schützt, Arbeitsschritte einspart und universeller einsetzbar ist.
Erreicht wird, die Qualität der Bauelement-Einheiten zu erhöhen, sowie Montagezeit und -kosten einzusparen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß an Stelle der Weiterverarbeitung des vereinzelten Bauelemente-Chips zum hermetischen Abschluß mit dem optisch transparenten Fenster eine Kollektivbearbeitung im Halbleiterscheibenverband durch das Verbinden einer der Größe der Halbleiterscheibe entsprechenden optisch transparenten Scheibe (Fenster-Scheibe) mit der Halbleiterscheibe vorgenommen wird und danach die Vereinzelung erfolgt.
Die Erfindung hat u. a. auch den Vorteil, daß bei der weiteren Bearbeitung der optisch aktive Bereich des Chips bereits geschützt ist und keine Ausfälle durch Verschmutzung und mechanische Beschädigung entstehen können. Die Scheibe wird in vorgegebenen Bereichen mit einer Verbindungsschicht versehen, beispielsweise mit einem Glaslot bedruckt. Danach erfolgt ein (nutartiges) Einsenken der Scheibe in vorgegebenen Bereichen, die an die Größe des im Raster angeordneten Einzelelementes angepasst sind, von der Unterseite her. Nach dem Verbinden der Unterseite der Fensterscheibe mit der Halbleiterscheibe wird die Scheibe von der Oberseite her zerteilt, was zielgenau zu den für das Zerteilen vorgesehenen Aussparungen der Unterseite erfolgt.
Die optisch aktive Fläche jedes Chips bleibt hermetisch abgeschlossen, während die Kontaktbereiche des Chips und Trenngebiete des Vereinzeins freigelegt werden.
Es liegt im Rahmen der erfinderischen Lösung, daß zusätzlich auch noch Einsenkungen in der größeren Scheibe vorgenommen werden können, die später im hermetischen Abschluß Hohlräume über mikromechanischen Strukturen, z.B. als Bestandteil integrierter Schaltungen, bilden. Nach der im Scheibenverband vornehmbaren optoelektrischen Kontrollmessung folgt die Vereinzelung. Die ausgetrennte kompakte Bauelementeinheit kann dann in entsprechender Dicke sowohl in standardmäßigen, lead-frame basierenden Halbleitergehäusen als auch in anderen Montagevarianten (COB u.a.m.) verwendet werden.
Dieses Verfahren ist für alle Chips mit optisch aktiven Strukturen verwendbar.
Ein Polieren eines oder beider Oberflächen der großen Scheibe verbessert das Durchlassverhalten. Planparallelität wird erreicht.
Eine rauhe Randseite (seitlich) des (schon abgetrennten) Fensters verbessert den Stop des Plastikmaterials beim Verguss. Die Oberfläche des kleineren Fensters bleibt sicher sauber. Die Erfindung soll anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
Figur 1 sind schematisch zwei zu verbindende Scheiben im Querschnitt, wobei die obere das optisch im entsprechenden Wellenlängenbereich transparente Fenster ist, z.B. aus Glas bestehend. Es hat Einsenkungen und ist lokal mit einer Verbindungsschicht versehen;
Figur 2 zeigt die beiden Scheiben aus Fig. 1 im verbundenen Zustand während des Zertrennens der Scheibe;
Figur 3 ist eine Bauelementeinheit nach dem Vereinzeln;
Figur 4 ist das fertige kunststoff-verschlossene Bauelement.
Das Verfahren zum Verkapseln von optoelektronischen Halbleiterbauelementen umfaßt zwei Teilkomplexe. Ein Komplex ist das Aufbringen der vorpräparierten (Fenster-) Scheibe auf die Halbleiterscheibe mit den optisch aktiven Bereichen 2 und möglichen anderen Schaltungsstrukturen und das Verbinden der beiden miteinander. Der andere Komplex ist das Zerteilen der optisch durchlässigen Scheibe zum Freilegen von elektrischen Kontakten und der Trennwege des Vereinzeins, die Kontrollmessung, das Kontaktieren und Ummanteln der einzelnen Elemente mit Kunststoff, z.B. durch Spritzpressen.
Ausgangspunkt sind gemäß Fig.1 fertig prozessierte Halbleiterscheiben 1 , mit optisch empfindlichen Elementen 2, deren Oberfläche durch eine übliche Passivierung 3 geschützt ist, welche nur im Bereich der elektrischen Anschlüsse 4,4' Öffnungen aufweist.
Das Aufbringen der optischen Fenster 10 (siehe Fig.2) als Bestandteil der optischen Scheibe 5 sowie das Freilegen der Kontaktierungsgebiete 4 erfolgt im Scheibenverband, wodurch bedingt durch die parallele Bearbeitung einer großen Elementezahl der Aufwand und die Stückkosten gering gehalten werden können. Das Aufbringen der Fenster erfolgt mittels selektiven Scheibenbondens unter Verwendung einer strukturierten Verbindungsschicht 6. Dazu wird die Verbindungsschicht 6 auf die optische Scheibe 5, die im geforderten Wellenlängenbereich transparent ist (z.B. Glas), aufgetragen. Die Strukturierung der Verbindungsschicht 6 kann bereits beim Auftragen oder im Nachhinein erfolgen. Die Struktur der Verbindungsschicht 6 ist dem Halbleiterbauelement so anzupassen, daß jeweils ein geschlossener Rahmen um ein jeweilig optisch empfindliches Element entsteht und ausreichend Abstand zu optisch empfindlichen Elementen und den Kontaktierungsgebieten 4,4' gewährleistet ist.
Die Einsenkungen 7 der Scheibe 5 werden von der Verbindungsseite aus im Bereich der Kontaktgebiete eingebracht, z.B. eingesägt. Dies erfolgt vor dem Bonden über die strukturierte Schicht 6.
Das Einsägen 7 der Scheibe, als Voraussetzung für das spätere Freilegen der Kontaktierungsgebiete 4, hat unter Beachtung der Scheibendicke zu erfolgen, so daß sowohl die mechanische Stabilität der Scheiben gewährleistet bleibt als auch beim Sägen nach der Verbindung der Scheiben die Halbleiterstrukturen nicht beschädigt werden. Nach entsprechendem Ausrichten von Halbleiterscheibe 1 und Fensterscheibe (auch Scheibe) 5 erfolgt deren Verbinden. "Sägen" steht für eine beliebige Art der Durchtrennung (Zerteilen).
Die Prozessführung richtet sich nach der Art der jeweils verwendeten Verbindungszwischenschicht 6 unter Beachtung minimaler mechanischer Spannungen in der Verbindungsebene. Die Verbindung weist eine hohe Planarität zwischen Scheibe 5 und Halbleiterscheibe 1 auf, die positiv für die weitere Verarbeitung ist.
Nach dem Verbinden der Scheiben läßt sich durch Schleifen die Gesamtdicke des Scheibenstapels einstellen. Das Freilegen der Kontaktgebiete erfolgt, indem im Bereich der Vorsägungen 7 von der frei liegenden, nicht gebondeten Seite der Fensterscheibe 5 so gesägt wird 8, daß sich die beiden Schnitte in ihrer Tiefe überlagern (ergänzen), womit die Teile zwischen den einen Rahmen bildenden Bondgebieten, welche nicht mit der Halbleiterscheibe 1 verbunden sind (keine Bondzwischenschicht, bzw. geöffnete Zwischenschichtstruktur) herausfallen. In diesem Zustand kann eine elektrische Endkontrolle der Scheiben erfolgen, bei der auch Ausfälle die durch die Prozesse beim Aufbringen der Fenster bedingt sind, erkannt werden können.
Anschließend können die Halbleiterscheiben durch Standardprozesse in Einzelelemente 11 , siehe Fig.3, an Trennbereichen zertrennt werden. Diese liegen außerhalb der Kontaktbereiche 4,4'. Das folgende Verkapseln der Einzelelemente kann dann analog zu Standardbauelementen erfolgen.
Die Chips werden einzeln mittels Kleber 12 auf dem metallischen Trägerstreifen 13 befestigt. Nach dem Aushärten des Klebers erfolgt ein Drahtbonden 13a zur Kontaktierung zwischen Chip und Trägerstreifen (äußere Anschlüsse).
Das eigentliche Umgehäuse entsteht z.B. durch Plastspritzguß, indem erweichtes Plastmaterial 14 unter Verwendung einer Form um die Anordnung Chip-Trägerstreifen gespritzt wird. Bei diesem Vorgang stellen die seitlichen Stirnflächen des Glasaufsatzes 10 (optisches Fenster) eine Sperre für das Plastmaterial dar, wodurch gewährleistet wird, daß kein Vergußmaterial auf das optische Fenster gelangt und dieses dadurch verunreinigt. Das optische Fenster wird in die Oberfläche des Gehäuses eingebettet.
Es wird ein vereinfachtes Verfahren der Montage von optoelektronischen in Kunststoff ummantelten Bauelementen und deren Aufbau beschrieben. Die einzelne Bauelementeinheit enthält einen Halbleiterchip (11) und ein optisches Fenster (10). Ein hermetischer Einschluß zumindest der optisch aktiven Bereiche des Halbleiterchips durch das Fenster erfolgt bereits im Scheibenprozeß, d.h. vor der Vereinzelung. Eine mit Einsenkungen (7) versehene und gebietsweise mit einer Verbindungsschicht belegte (Fenster-)Scheibe wird mit der vorpräparierten Halbleiterscheibe (1) über die die optisch aktiven Bereiche abdichtende Verbindungsschicht verbunden. Vor der Vereinzelung werden durch hinsichtlich der Einsenkungen zielgenaues Zerteilen der Fenster-Scheibe (8) die Kontaktbereiche und die Trenngebiete der Vereinzelung freigelegt. Eine Kontrollmessung der Bauelementeinheiten kann im Scheibenverband erfolgen. Bezugszeichenliste
1 : Halbleiterscheibe mit optisch empfindlichen Strukturen 2, 2", 2", die auch
Bestandteil komplexer elektronischen Schaltungen sein können
2 : optisch aktive Struktur 3 : Passivierungsschicht
4 : Kontaktgebiet, auch 4'
5 : optische transparente Scheibe
6 : strukturierte Verbindungschicht (Bond-Zwischenschicht)
7 : Einsenkungen (z.B. Sägeschnitt) 8 : Sägeblatt
9 : freigelegter Kontaktbereich, auch 9a, 9b; 9a', 9b'; 9a", 9b".
10: optisches Fenster
11 : vereinzeltes Chip
12: Kleber
13: Trägerstreifen
14: Plastmaterial (Plastgehäuse)

Claims

Ansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung eines in Kunststoff eingeschlossenen optoelektronischen Bauelementes, bestehend aus einem Halbleiterchip mit optisch aktiven Strukturen, die auch in Verbindung mit integrierten Schaltungen vorhanden sein können und einem darüber befindlichen optisch transparenten Fenster (10), wobei der optisch empfindliche Teil (2) durch das optische Fenster hermetisch gegenüber der Außenatmosphäre abgeschlossen ist, mit folgenden Herstellungsschritten:
(a) Vorbereitung einer planparallelen im relevanten Wellenlängenbereich optisch transparenten Scheibe angepaßt an die Größe der Halbleiterscheibe durch
(A) Anbringen von Einsenkungen, die in ihren Abmessungen und Anordnungen an die Elementgröße der Halbleiterchips angepaßt sind, auf der später zu verbindenden Unterseite der Scheibe, die dem späteren Freilegen der Kontaktgebiete und Trennwegen bei der Vereinzelung der Chips dienen und
(B) Aufbringen einer Verbindungsschicht auf die Unterseite der Scheibe so strukturiert, daß sie nach dem späteren Verbinden das Gebiet der optisch aktiven Struktur freilassend ringförmig einschließt, diesen aber und die späteren Kontaktgebiete und Trennwege der Vereinzelung freilässt; und/oder
(b) Verbinden der Scheibe aus optisch transparentem Material mit der die optisch aktiven Strukturen und Schaltungen fertig präpariert enthaltenden Halbleiterscheibe über die Verbindungsschicht unter Zuhilfenahme von Justiermitteln für die gegenseitige Ausrichtung/Überdeckung der auf beiden Scheiben vorhandenen Strukturen; und/oder
(c) Zerteilen (8) der optisch transparenten Scheibe von der Oberseite her durch Bearbeitung in den Bereichen, in denen diese Scheibe von der Unterseite her zum Zweck der Zerteilung Einsenkungen (7) hat; und/oder
(d) Beseitigung der ausgetrennten Teile der optisch transparenten Scheibe über den Kontaktgebieten und den Trennspuren der Halbleiterscheibe; und/oder (e) Kontrollmessungen der Einzelelemente über Anschlüsse der Kontakte in den Kontaktgebieten; und/oder
(f) Vereinzelung der Halbleiterscheibe; und/oder
(g) Weiterverarbeitung (in bekannter Weise) durch Aufbringen der Bauelementeinheit auf einen Träger (13), Drahtbonden zur Herstellung der äußeren Anschlüsse (13a) und Einschließen der Bauelementeinheit mit Kunststoff (14).
2. Verfahren zur Herstellung eines in Kunststoff eingeschlossenen optoelektronischen Bauelementes nach Anspruch 1 , wobei das Anbringen der Einsenkungen und das Aufbringen der Verbindungsschicht bezüglich der optisch transparenten Scheibe in umgekehrter Reihenfolge erfolgt.
3. Verfahren zur Herstellung eines in Kunststoff eingeschlossenen optoelektronischen Bauelementes nach Anspruch 1 , wobei das Anbringen der Einsenkungen (7) der optisch transparenten Scheibe durch Trennschleifen vorgenommen wird.
4. Verfahren zur Herstellung eines in Kunststoff eingeschlossenen optoelektronischen Bauelementes nach Anspruch 1 , wobei das Anbringen der Einsenkungen der optisch transparenten Scheibe durch Ätzen erfolgt.
5. Verfahren zur Herstellung eines in Kunststoff eingeschlossenen optoelektronischen Bauelementes nach Anspruch 1 , wobei das Aufbringen der Verbindungsschicht (6) auf die optisch transparente Scheibe (5) homogen erfolgt und danach die Strukturierung vorgenommen wird.
6. Verfahren zur Herstellung eines in Kunststoff eingeschlossenen optoelektronischen Bauelementes nach Anspruch 1 , wobei das Aufbringen der Verbindungsschicht auf die optisch transparente Scheibe strukturiert, z.B. durch Drucken vorgenommen wird.
7. Verfahren zur Herstellung eines in Kunststoff eingeschlossenen optoelektronischen Bauelementes nach Anspruch 1 , wobei die optisch transparente Scheibe (5) aus Quarz besteht.
8. Verfahren zur Herstellung eines in Kunststoff eingeschlossenen optoelektronischen Bauelementes nach Anspruch 1 , wobei die optisch transparente Scheibe aus Glas besteht.
9. Verfahren zur Herstellung eines in Kunststoff eingeschlossenen optoelektronischen Bauelementes nach Anspruch 1 , wobei die optisch transparente Scheibe aus Halbleitermaterial besteht.
10. Verfahren zur Herstellung eines in Kunststoff eingeschlossenen optoelektronischen Bauelementes nach Anspruch 1 , wobei das Verbinden der beiden Scheiben durch ein Scheibenbonden erfolgt.
11. Verfahren zur Herstellung eines in Kunststoff eingeschlossenen optoelektronischen Bauelementes nach Anspruch 1 , wobei das Verbinden der beiden Scheiben durch ein Glaslot vorgenommen wird.
12. Verfahren zur Herstellung eines in Kunststoff eingeschlossenen optoelektronischen Bauelementes nach Anspruch 1 , wobei das Verbinden der beiden Scheiben durch einen Kunststoff vorgenommen wird.
13. Verfahren zur Herstellung eines in Kunststoff eingeschlossenen optoelektronischen Bauelementes nach Anspruch 1 , wobei das Zerteilen der optisch transparenten Scheibe durch ein Trennschleifen erfolgt.
14. Verfahren zur Herstellung eines in Kunststoff eingeschlossenen optoelektronischen Bauelementes nach Anspruch 1 , wobei das Zerteilen der optisch transparenten Scheibe mittels Laserstrahlung erfolgt.
15. Verfahren zur Herstellung eines in Kunststoff eingeschlossenen optoelektronischen Bauelementes nach Anspruch 1 , wobei beim Kunststoffverschluß der Bauelementeeinheit, bei dem das optische Fenster (10) in die Oberfläche des Plastgehäuses eingebettet wird, die seitlichen Stirnflächen des optischen Fensters zum Stoppen der Plastspritzgußmasse benutzt werden.
16. Optoelektronisches Bauelement, in Kunststoff eingeschlossen, und herstellbar nach einem Verfahren nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der anhängigen Ansprüche.
17. Verfahren zur Herstellung eines oder mehrerer in Kunststoff ver- bzw. eingeschlossener optoelektronischer Bauelemente, aus einem Halbleiterchip (11) mit zumindest einer optisch aktiven Struktur (2) und einem über eine strukturierte Verbindungsschicht (6) darüber befestigten, optisch transparenten Fenster (10), das die optisch aktive Struktur (2) hermetisch abschließt; wobei der Halbleiterchip (11) mit einem Kleber (12) auf einem metallischen Trägerstreifen (13) befestigt wird; wobei beim Kunststoffverschluss das optische Fenster in die Oberfläche des Plastgehäuses eingebettet wird und die seitlichen Stirnflächen des optisch transparenten Fensters (10) die Ausbreitung des Plastmaterials (14) stoppen; wobei vor dem Verschließen mit Kunststoff zum "Plastverschluß" eine optische Scheibe (5), welche größer ist als das optische Fenster (10), mit . mehreren Halbleiterchips (11) in einer Halbleiterscheibe (1) verbunden wird (6), die optische Scheibe (5) auf deren Unterseite, als deren Verbindungsseite zur Halbleiterscheibe (1) hin Einsenkungen (7) aufweist; nach dem Verbinden die optische Scheibe (5) von ihrer Oberseite her bis zumindest zum Erreichen mehrerer der Einsenkungen (7) zerteilt oder durchtrennt wird; wobei zumindest ein Abschnitt der optischen Scheibe (5) herausgeteilt oder abgetrennt wird, um zumindest ein Kontaktgebiet (4) zum elektrischen Kontaktieren und zumindest einen Trennbereich zum Vereinzeln freizulegen.
18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Zerteilen oder Durchtrennen oder Heraustrennen durch ein Sägen (8) erfolgt.
19. Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Zerteilen (8) bis zur Tiefe der Einsenkungen (7) erfolgt, die zu durchtrennen sind, und die jeweilige Trennstelie oberhalb der jeweiligen Einsenkung liegt.
20. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 17, wobei die seitlichen Stirnflächen des Fensters (1) aufgerauht sind.
21. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 17, wobei zumindest eine Oberfläche der Scheibe (10) poliert ist, insbesondere als planparallele Scheibe.
PCT/DE2004/001045 2003-05-19 2004-05-19 Herstellen eines in kunststoff eingekapselten optoelektronischen bauelementes und zugehoerige verfahren Ceased WO2004105117A2 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP04738518A EP1625627A2 (de) 2003-05-19 2004-05-19 Herstellen eines in kunststoff eingekapselten optoelektronischen bauelementes und zugehörige verfahren
DE112004000743T DE112004000743D2 (de) 2003-05-19 2004-05-19 Herstellen eines in Kunststoff verschlossenen optoelektronischen Bauelementes und zugehörige Verfahren
US10/556,980 US20060124915A1 (en) 2003-05-19 2004-05-19 Production of an optoelectronic component that is enclosed in plastic, and corresponding methods
PCT/DE2004/001045 WO2004105117A2 (de) 2003-05-19 2004-05-19 Herstellen eines in kunststoff eingekapselten optoelektronischen bauelementes und zugehoerige verfahren

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10322751A DE10322751B3 (de) 2003-05-19 2003-05-19 Verfahren zur Herstellung eines in Kunststoff verschlossenen optoelektronischen Bauelementes
DE10322751.2 2003-05-19
PCT/DE2004/001045 WO2004105117A2 (de) 2003-05-19 2004-05-19 Herstellen eines in kunststoff eingekapselten optoelektronischen bauelementes und zugehoerige verfahren

Publications (3)

Publication Number Publication Date
WO2004105117A2 true WO2004105117A2 (de) 2004-12-02
WO2004105117A3 WO2004105117A3 (de) 2005-02-03
WO2004105117A8 WO2004105117A8 (de) 2005-12-22

Family

ID=33477508

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2004/001045 Ceased WO2004105117A2 (de) 2003-05-19 2004-05-19 Herstellen eines in kunststoff eingekapselten optoelektronischen bauelementes und zugehoerige verfahren

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20060124915A1 (de)
EP (1) EP1625627A2 (de)
WO (1) WO2004105117A2 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9143083B2 (en) 2002-10-15 2015-09-22 Marvell World Trade Ltd. Crystal oscillator emulator with externally selectable operating configurations

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7760039B2 (en) * 2002-10-15 2010-07-20 Marvell World Trade Ltd. Crystal oscillator emulator
US7791424B2 (en) * 2002-10-15 2010-09-07 Marvell World Trade Ltd. Crystal oscillator emulator
US20060113639A1 (en) * 2002-10-15 2006-06-01 Sehat Sutardja Integrated circuit including silicon wafer with annealed glass paste
US7768360B2 (en) * 2002-10-15 2010-08-03 Marvell World Trade Ltd. Crystal oscillator emulator

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5323051A (en) * 1991-12-16 1994-06-21 Motorola, Inc. Semiconductor wafer level package
KR940001333A (ko) * 1992-06-16 1994-01-11 문정환 수지봉합형 고체촬상소자 패키지 및 그 제조방법
US5534725A (en) * 1992-06-16 1996-07-09 Goldstar Electron Co., Ltd. Resin molded charge coupled device package and method for preparation thereof
US5448014A (en) * 1993-01-27 1995-09-05 Trw Inc. Mass simultaneous sealing and electrical connection of electronic devices
NL9400766A (nl) * 1994-05-09 1995-12-01 Euratec Bv Werkwijze voor het inkapselen van een geintegreerde halfgeleiderschakeling.
KR0148733B1 (ko) * 1995-04-27 1998-08-01 문정환 고체 촬상 소자용 패키지 및 그 제조방법
US5965933A (en) * 1996-05-28 1999-10-12 Young; William R. Semiconductor packaging apparatus
US5798557A (en) * 1996-08-29 1998-08-25 Harris Corporation Lid wafer bond packaging and micromachining
US6583444B2 (en) * 1997-02-18 2003-06-24 Tessera, Inc. Semiconductor packages having light-sensitive chips
US6117705A (en) * 1997-04-18 2000-09-12 Amkor Technology, Inc. Method of making integrated circuit package having adhesive bead supporting planar lid above planar substrate
IL133453A0 (en) * 1999-12-10 2001-04-30 Shellcase Ltd Methods for producing packaged integrated circuit devices and packaged integrated circuit devices produced thereby
JP4320892B2 (ja) * 2000-01-20 2009-08-26 株式会社デンソー 接合基板の切断方法
US6407381B1 (en) * 2000-07-05 2002-06-18 Amkor Technology, Inc. Wafer scale image sensor package
US6503780B1 (en) * 2000-07-05 2003-01-07 Amkor Technology, Inc. Wafer scale image sensor package fabrication method
US6455927B1 (en) * 2001-03-12 2002-09-24 Amkor Technology, Inc. Micromirror device package

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9143083B2 (en) 2002-10-15 2015-09-22 Marvell World Trade Ltd. Crystal oscillator emulator with externally selectable operating configurations
US9350360B2 (en) 2002-10-15 2016-05-24 Marvell World Trade Ltd. Systems and methods for configuring a semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
EP1625627A2 (de) 2006-02-15
US20060124915A1 (en) 2006-06-15
WO2004105117A8 (de) 2005-12-22
WO2004105117A3 (de) 2005-02-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102014202220B3 (de) Verfahren zur Herstellung eines Deckelsubstrats und gehäustes strahlungsemittierendes Bauelement
DE69417781T2 (de) Massenherstellungsverfahren zur gleichzeitigen Abdichtung und elektrischen Verbindung von elektronischen Anordnungen
DE10253163B4 (de) Bauelement mit hermetischer Verkapselung und Waferscale Verfahren zur Herstellung
DE102010062118B4 (de) Herstellungsverfahren für eine Abdeckvorrichtung für ein mikro-opto-mechanisches Bauteil
EP1240529B1 (de) Verfahren zur herstellung mikromechanischer strukturen
DE19700734A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Sensoren sowie Waferstapel
DE102011056706B4 (de) Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Halbleiterbauteilen, Anordnung und optoelektronisches Halbleiterbauteil
EP1869705B1 (de) Verfahren zur herstellung gehäuster elektronischer bauelemente und gehäustes elektronisches bauelement
EP2038920B1 (de) Verfahren zur verpackung von bauelementen
DE102009045541B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer mikromechanischen Vorrichtung
DE102018111898B4 (de) Verfahren zur Herstellung eines Gehäuses für ein optoelektronisches Bauelement
DE69218431T2 (de) Gekapselte, lichtemittierende Diode und Kapselungsverfahren
EP1639639A1 (de) Optische sensoranordnung und entsprechendes herstellungsverfahren
EP0865081A2 (de) Verfahren zum Herstellen von elektronischen Elementen
DE102008035255A1 (de) Optoelektronisches Halbleiterbauelement
WO2004105117A2 (de) Herstellen eines in kunststoff eingekapselten optoelektronischen bauelementes und zugehoerige verfahren
WO2017134244A1 (de) Verfahren zum herstellen einer optoelektronischen leuchtvorrichtung und optoelektronische leuchtvorrichtung
EP1522095B1 (de) Verfahren zur herstellung eines bauelementes mit tiefliegenden anschlussflächen
DE10322751B3 (de) Verfahren zur Herstellung eines in Kunststoff verschlossenen optoelektronischen Bauelementes
WO2020064525A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines MEMS-Sensors
DE102011018295B4 (de) Verfahren zum Schneiden eines Trägers für elektrische Bauelemente
EP1688997B1 (de) Elektronisches Bauteil mit gestapelten Halbleiterchips
DE10350460A1 (de) Verfahren zum Verbinden prozessierter Halbleiterscheiben bei dem neben dem festen isolierenden Zusammenfügen auch eine elektrische Verbindung hergestellt wird und entsprechende Anordnung
DE102014210986A1 (de) Mikromechanische Schichtenanordnung
EP1464084A1 (de) Photodiodenanordnung und verfahren zur herstellung einer verbindung zwischen einem ersten halbleiterbauelement und einem zweiten halbleiterbauelement

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BW BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DK DM DZ EC EE EG ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NA NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): BW GH GM KE LS MW MZ NA SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2004738518

Country of ref document: EP

CFP Corrected version of a pamphlet front page
CR1 Correction of entry in section i

Free format text: IN PCT GAZETTE 49/2004 UNDER (81) ADD "DE".

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2006124915

Country of ref document: US

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 10556980

Country of ref document: US

REF Corresponds to

Ref document number: 112004000743

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20060209

Kind code of ref document: P

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 112004000743

Country of ref document: DE

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2004738518

Country of ref document: EP

DPEN Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 10556980

Country of ref document: US