(57)【要約】  以下のステップを有する、光電構成素子の製造方法が開示される：・第１の主面（２）と、該第１の主面（２）に対向する第２の主面（３）を備える基板（１）を作製するステップ、・基板（１）の第１の主面（２）にある表側の面（５）から電磁ビームを放射する半導体本体（４）を固定するステップ、・光電半導体本体（４）のビームに対して透明な被覆部を、半導体本体（４）の少なくとも表側の面（５）の上に取り付けるステップ、  前記半導体本体で前記被覆部は光学素子（１９）として構成されており、光学素子（１９）の輪郭を有する閉鎖された空洞部（１８）を備える工具を使用して取り付けられる。さらに光電構成素子が記載されている。
2010524269.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電構成素子を製造する方法において、次のステップを有する；
・第１の主面（２）と、該第１の主面（２）に対向する第２の主面（３）を備える基板（１）を作製するステップ、
・基板（１）の第１の主面（２）にある表側の面（５）から電磁ビームを放射する半導体本体（４）を固定するステップ、
・光電半導体本体（４）のビームに対して透明な被覆部を、半導体本体（４）の少なくとも表側の面（５）の上に取り付けるステップ、
前記半導体本体で前記被覆部は光学素子（１９）として構成されており、光学素子（１９）の輪郭を有する閉鎖された空洞部（１８）を備える工具を使用して取り付けられる、ことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１記載の製造方法において、
前記被覆部は、プラスチック加工プロセスによって取り付けられ、
プラスチック加工プロセスとして、液体注入モールディング射出成形法（ＬＩＭ射出成形法）、液体トランスファー成形法、または圧縮成形法が使用される方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の製造方法において、
シート（２８）が工具（１５）に挿入される方法。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか一項記載の製造方法において、
被覆部として、プラスチック材料（１４）としてのシリコーンまたはハイブリッド材料が使用される方法。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれか一項記載の製造方法において、
基板（１）として、あらかじめ成形されたハウジング、あらかじめ成形されたリードフレーム、ヒートシンクを備えるあらかじめ成形されたリードフレーム、またはプリント回路基板（ＰＣＢ）が使用される方法。
【請求項６】
請求項１から５までのいずれか一項記載の製造方法において、
基板（１）の第１の主面（２）上に密閉層（２２）が取り付けられる方法。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか一項記載の製造方法において、
工具（１５）の形状コア（１７）は排気チャネル（２９）を有し、および／または
工具（１５）の形状コア（１７）の表面（１７１）は、これが基板（１）の表面または密閉層（２２）の表面とともに排気チャネルを形成するようにセットバックされる方法。
【請求項８】
請求項１から７までのいずれか一項記載の製造方法において、
空洞部（１８）は、射出成形プロセスの前に排気される方法。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか一項記載の製造方法において、
・電磁ビームを形成する複数の半導体本体（４）が、基板（１）の第１の主面（２）上に取り付けられ、
・光電半導体本体（４）のビームに対して透明な被覆部が少なくとも半導体本体（４）の表側の面（５）の上に取り付けられ、
該半導体本体で前記被覆部は光学素子（１９）として、光学素子（１９）の輪郭を有する閉鎖された空洞部（１８）を使用して形成され、
・被覆部を取り付けた後、基板（１）は個別の構成部材に個別化される方法。
【請求項１０】
請求項１から９までのいずれか一項記載の製造方法において、
基板（１）は、その第１の主面（２）の上に少なくとも１つの、有利にはドーム状の隆起部（２４）を有する方法。
【請求項１１】
請求項１から１０までのいずれか一項記載の製造方法において、
基板（１）はその第１の主面（２）上に、形状コア（１７）に対するセンタリング補助部としての構造体（２３）を有する方法。
【請求項１２】
請求項１から１１までのいずれか一項記載の製造方法において、
基板（１）はその第１の主面（２）上に少なくとも１つのパッキンエレメント（３５）を有し、
該パッキンエレメントは、第１の主面（２）の領域を周回するように構成されており、
該第１の主面には光学素子（１９）が取り付けられ、パッキンエレメントは光学素子（１９）により側方が閉鎖される方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の製造方法において、
パッキンエレメント（３５）の断面は、少なくとも部分的に三角形、台形、または楕円の形式に構成されている方法。
【請求項１４】
請求項１２または１３記載の製造方法であって、
パッキンエレメント（３５）は弾性材料を有する方法。
【請求項１５】
光電構成素子において、
・第１の主面（２）と、該第１の主面（２）に対向する第２の主面（３）を備える基板（１）と、
・基板（１）の第１の主面（２）にある表側の面（５）から電磁ビームを放射する半導体本体（４）と、
・半導体本体（４）の表側の面（５）上にある被覆部とを有し、
該被覆部は光学素子（１９）として構成されており、光学構成素子に組み込まれており、
・基板（１）の第１の主面（２）上にパッキンエレメント（３５）が取り付けられており、および／または
前記基板（１）は、その第１の主面（２）上に少なくとも１つのパッキンエレメント（３５）を有し、
該パッキンエレメントは前記第１の主面（２）の領域を周回するように構成されており、
該第１の主面には光学素子（１９）が取り付けられ、パッキンエレメントは光学素子（１９）により側方が閉鎖されている光電構成素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電構成素子の製造方法および光電構成素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
光電構成素子の放射特性を所定の値に適合するために光学素子、例えばレンズを使用することができる。このような光電構成素子は例えば刊行物DE 10 2005 020 908 A1に記載されている。この構成素子では、ハウジングに取り付けられたビーム形成半導体本体にあらかじめ作製されたレンズが載置される。あらかじめ作製されたレンズを載置する前に、半導体本体は被覆部とともに鋳込まれる。この被覆部は半導体本体の保護に用いられる。レンズはこの光電構成素子では別個に作製され、付加的な取付けプロセスで固定される。このことにより付加的な取付けコストと付加的な潜在的エラー源が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】DE 10 2005 020 908 A1
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、光電構成素子のための改善された製造方法を提供することである。さらに本発明の課題は、簡単な製造方法による光電構成素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
これらの課題は、請求項１のステップを備える方法と、請求項１５の特徴を有する光電構成素子によって解決される。
【０００６】
本発明の有利な構成および改善形態は、それぞれの従属請求項に記載されている。
【発明の効果】
【０００７】
光電構成素子の製造方法は、とりわけ以下のステップを有する：
・第１の主面と、該第１の主面に対向する第２の主面を備える基板を作製するステップ、
・基板の第１の主面にある表側の面から電磁ビームを放射する半導体本体を固定するステップ、
・光電半導体本体のビームに対して透明な被覆部を、半導体本体の少なくとも表側の面の上に取り付けるステップを有し、
前記半導体本体で前記被覆部は光学素子として構成されており、光学素子の輪郭を有する閉鎖された空洞部を備える工具を使用して取り付けられる。
【０００８】
光学素子は例えばレンズである。
【０００９】
この方法では、被覆部を光電半導体本体の表面に直接当接して配置することができる。またはこれから離間することもできる。後者の場合、被覆部と半導体本体の表面との間に付加的な層、例えば波長変換層を配置することができる。この層については後で詳細に説明する。
【００１０】
さらに基板を少なくとも部分的に被覆部により包囲することもできる。
【００１１】
この方法は、被覆部と光学素子を、放射特性の形成のために１つの方法ステップで作製することができるという利点を提供する。したがって光学素子は光電構成素子に組み込まれ、別個には作製されない。このようにして光電構成素子の製造プロセスが簡単になり、製造時のエラー源の数が減少する。
【００１２】
有利には被覆部は、プラスチック加工プロセスによって取り付けられる。このプラスチック加工プロセスは大量生産にとくに適する。プラスチック加工プロセスが大量生産に適することにより、例えば手工また半手工の鋳造方法よりも有利な製造が可能である。プラスチック加工プロセスは例えば、圧縮成形法、液体注入モールディング射出成形法(LIM射出成形)、液体トランスファー成形法、または鋳造とすることができる。
【００１３】
LIM射出成形法により有利には、流体プラスチック材料の大量生産に適する射出成形処理が可能になる。流体プラスチック材料は例えばシリコーン含有プラスチック材料であり、光学素子にとくに適する。
【００１４】
LIM射出成形用の装置は通例、流体プラスチック材料用の少なくとも１つの備蓄容器とポンプを有する。このポンプは、プラスチック材料を備蓄容器から調量システムに搬送する。調量システムとして例えば、スクリューコンベヤ、ピストン調量器、静的ミキサ、または静的-動的ミキサを使用することができる。１つまたは複数の別の射出成形容器を装置は含むことができる。これは例えば２成分または多成分のプラスチック材料を加工するためである。光学素子の輪郭を有する閉じた空洞部はここでは通例、工具によって形成される。この工具は通例、少なくとも２つの工具部分を有する。これら工具部分の少なくとも一部は、光学素子の輪郭を備える空洞部を有する。光電半導体本体を備える基板はここでは例えば工具の一部に装着される。一方、工具の別の一部は対向して配置され、光学素子の輪郭を備える空洞部を有する。工具が閉鎖され、空洞部も閉鎖されると、工具の一部または工具の別の一部が基板で閉鎖される。空洞部が閉鎖されると、射出過程が開始される。プラスチック材料が空洞部へ、例えば工具のノズルシステムを通して搬送される。通例、調量システムはこのプラスチック加工プロセスでは、装置の軸に対して平行に配置される。通例、閉鎖された空洞部を備える工具もこの軸に配置される。
【００１５】
ＬＩＭ射出成形では、１つまたは複数の成分の流体材料の他に、湿った材料、例えば熱硬化性樹脂も加工される。熱硬化性樹脂を加工するために、工具は加熱される。シリコーン加工の場合には、熱可塑性物質の場合よりもわずかな押し戻し発生する。さらにＬＩＭ射出成形と熱可塑性物質加工を組み合わせることもできる。
【００１６】
この方法の別の構成では、プラスチック加工プロセスとして圧縮成形法が使用される。圧縮成形法では、２つの主面を備える基板が工具の一部に張架される。またはこの工具の一部に装着される。一方、光学素子の輪郭を備える空洞を有する工具の別の一部は、対向して配置される。しかしＬＩＭ射出成形とは異なり、射出過程は開放された工具で行われる。このために調量システム（通例、静的ミキサまたは静的−動的ミキサ）は、有利には工具の側方に配置され、光学素子の輪郭を備える空洞部を直接、プラスチック材料により充填する。工具が閉鎖されると、プラスチック材料が空洞部に押し込まれ、これを一杯に充填する。トランスファー成形法では、空洞部を充填するのに必要なプラスチックの量が、工具への取り込みの前に測定され、別個の容器に取り込まれる。この容器からプラスチック材料が、工具が閉鎖されるときに調量システム、例えばピストンによって空洞に搬送される。流体トランスファー成形法ではこのようにして、流体プラスチック材料、例えばシリコーン材料が加工される。
【００１７】
製造方法の実施形態では、シートが工具に、有利にはプラスチック材料を空洞部に射出する前に取り付けられる。ここでとくに有利にはシートは、光学素子の輪郭を有する空洞部に直接当接される。このことは例えば真空によって達成される。プラスチック材料は、シートと基板との間の被覆部のために空洞部に取り付けられる。被覆部が形成されると、工具は再び開放され、シートが再び除去される。
【００１８】
シートによって有利には、プラスチック材料が工具に接触し、そこに付着してしまうことが阻止される。さらにシートを使用することにより、基板の非平坦性を補償することができ、基板がプラスチック材料により汚染されるのを少なくとも低減することができる。シートは有利には２０μｍ以上、１００μｍ以下の厚さを有する。シートは例えばエチレン−テトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）を有するか、またはこの材料からなる。
【００１９】
工具は通例、加熱されるから、有利には耐熱性のシートが使用される。このシートは１００℃以上、１５０℃以下の温度に対して耐熱性である。
【００２０】
シートに対して択一的にまたは付加的に、プラスチック材料が工具に付着するのを、工具を被覆することによって少なくとも緩和できる。工具は、プラスチック材料と接触する領域で被覆することができる。被覆として例えば、Ｎｉ−ＰＴＦＥを有する、またはこの材料からなる層が適する。
【００２１】
とくに有利には被覆に、シリコーンまたはプラスチック材料としてのハイブリッド材料が使用される。ハイブリッド材料とは、少なくとも２つの主成分を有する材料であり、主成分の１つはシリコーンである。主成分の他にプラスチック材料は別の構成成分を補助物質として有することができる。これは例えば、黄化を回避する物質、可塑剤または離型剤である。しかしこのような構成成分は通例、プラスチック材料での質量割合は小さい。プラスチック材料の大部分は主成分である。
【００２２】
シリコーンを被覆として使用することは、シリコーンにはとりわけ温度安定性およびＵＶ安定性があり、可視光線に対して高い透過率を有しているので有利である。
【００２３】
とくに有利にはハイブリッド材料は約５０質量％のシリコーンと、約５０質量％のエポキシ樹脂を有する
本方法の別の実施形態では、ハイブリッド材料は１０質量％以上、７０％質量以下のエポキシ樹脂を有する。
【００２４】
上記は主成分の相互の割合についてのものであり、補助物質のわずかな割合は考慮されていない。
【００２５】
本方法の別の実施形態によれば、プラスチック材料は接着促進剤を有し、この接着促進剤は被覆部と基板ないし半導体本体との付着を改善する。基板として例えばあらかじめ成形されたハウジング、あらかじめ成形されたリードフレーム、ヒートシンクを備えるあらかじめ成形されたリードフレーム、またはプリント回路基板（ＰＣＢ）が使用される。さらに基板はセラミックまたは銅を有することができ、またはこれらの材料からなる。例えば基板として、直接ボンディング銅基板（ＤＢＣ基板）を使用することができる。ＤＢＣ基板は、例えばセラミックプレートからなるコアと、１つまたは２つの銅プレートを有する。銅プレートはコアと接続されている。ＤＢＣ基板はとりわけ高い伝熱性を有する。さらにＤＢＣ基板の熱膨張率は、半導体本体の熱膨張率に適合することができる。
【００２６】
あらかじめ成形されたハウジングは、少なくとも２つの接続ストリップを備えるリードフレームとハウジング本体を有する。ハウジング本体は有利には成形材料からなり、リードフレームの周囲に、例えば射出成形、プレス加工、またはトランスファー成形により成形されている。成形材料は例えば有色、白色、または黒色に構成することができ、充填剤を備えるエポキシ、充填剤を備えるシリコーン、またはシリコーンとエポキシを備えるハイブリッド材料を有するか、またそれらの材料からなることができる。ここでリードフレームは有利には係留点をその表面に有する。係留点は例えばエッチングにより作製され、リードフレームとハウジング体との間の係留に用いる。
【００２７】
基板として構造化された金属リードフレームを使用することもできる。この金属リードフレームは、工具内での機械的固定のために少なくとも１つの切欠部を有する。このように構造化されたリードフレームは有利にはテープ、例えば接着シートを第２の主面上に有し、プラスチック材料による汚染を回避する。
【００２８】
本方法の実施形態では、半導体本体として薄膜半導体チップが使用される。薄膜半導体チップとして、エピタクシャルに成長されたビーム形成半導体層列を有する半導体本体が挙げられる。成長基板は次のように除去されるか、または薄くされる。すなわち薄膜半導体チップが単独では機械的に十分に安定ではないほどまでに除去されるか、または薄くされる。したがって薄膜半導体チップの半導体層列は有利には支持体の上に配置される。支持体は半導体本体を機械的に安定させ、有利には成長基板から半導体本体の半導体層列のために析出される。さらに有利には支持体とビーム形成半導体層列との間に反射層が配置される。この反射層は、半導体層列のビームを薄膜半導体チップのビーム放射性前面に向かって偏向する。ビーム形成半導体層列は有利には、２０μｍまたはそれ以下の範囲、ことに１０μｍの範囲の厚さを有している。
【００２９】
この種の薄膜半導体チップの原理については、例えばI. Schnitzer等によるAppl. Phys. Lett. 63 (16), 18. Oktober 1993, 2174-2176に記載されており、この刊行物を本願の参考文献とする。EP0905797A2およびWO02/13281A1に、薄膜発光ダイオードチップの例が記載されている。その点に関しては、これらの開示内容は引用によって本発明に含まれるものとする。
【００３０】
薄膜発光ダイオードチップは良好な近似ではランベルト表面放射器である。したがって、ビーム形成半導体本体として薄膜半導体層列を備える光電構成素子に、光学構成素子を設けるのが有利である。これにより光電構成素子の放射特性を所望のように調整することができる。
【００３１】
本方法の別の実施形態では、半導体本体の前面上に波長変換層が取り付けられる。波長変換層は少なくとも１つの波長変換物質を有する。この波長変換物質は第１の波長領域にある半導体本体のビームを、第１の波長領域とは異なる第２の波長領域にあるビームに変換する。通例、第２の波長領域に変換されたビームは、第１の波長領域の変換されないビームよりも長波長である。
【００３２】
このような波長変換層は、例えばWO97/50132に開示されており、この開示内容は引用によって本願の開示内容に含まれるものとする。
【００３３】
波長変換物質は例えば、以下の材料から構成されたグループから選択される：すなわち、希土類金属でドーピングされたガーネット、希土類金属でドーピングされたアルカリ土類硫化物、希土類金属でドーピングされたチオガレート、希土類金属でドーピングされたアルミ酸塩、希土類金属でドーピングされたオルトケイ酸塩、希土類金属でドーピングされたクロロシリケート、希土類金属でドーピングされたアルカリ土類ケイ素窒化物、希土類金属でドーピングされた酸窒化物、希土類金属でドーピングされたアルミニウム酸窒化物を有するグループも波長変換材料として使用するのに適している。
【００３４】
とくに有利には波長変換物質として、ＣｅドーピングされたＹＡＧ波長変換材料（ＹＡＧ：Ｃｅ）が使用される。波長変換物質の粒子は接合剤に埋め込むことができる。結合剤は、以下の物質からなるグループから選択される：熱可塑性材料、ポリスチロール、ラテックス、透明ゴム類、ガラス、ポリカーボネート、アクリレート、テフロン、シリケート、水ガラス、ポリビニル、シリコーン、エポキシ樹脂、ＰＭＭＡ、またはシリコーン、エポキシ樹脂ないしはＰＭＭＡを備えるハイブリッド材料。
【００３５】
本発明の実施形態によれば、波長変換層の厚さ、ないし波長変換物質の濃度は次のように選択される。すなわち、半導体本体から放射される第１の波長領域の電磁ビームの一部は波長変換層によって変換されずにこれを透過するように選択される。この場合、第１の波長領域の変換されないビームと第２の波長領域の変換されたビームは混合し、光電構成素子は第１の波長領域のビームと、第２の波長領域のビームとの混合ビームを送出する。このようにして、ＣＩＥ標準表色系の白色領域内に色位置を有する混合ビームを放射する光電構成素子が得られる。このために例えば、青色スペクトル領域から電磁ビームを送出する半導体本体が使用され、波長変換物質は第１の波長領域のこの青色ビームの一部を黄色ビームに変換する。これに適する波長変換物質は、例えばＹＡＧ：Ｃｅである。
【００３６】
本方法の有利な実施形態によれば、基板の第１の主面に密閉層が取り付けられる。とくに有利には密閉層は第１の主面の部分に取り付けられる。この部分は、本方法の実施中に、光学素子の輪郭を有する工具の部分と接触するように設けられている。これにより密閉層は、工具が封鎖されると少なくとも部分的に、工具との共通の境界面を形成する。とくに有利には、光学素子が取り付けられる、基板の第１の主面の領域には密閉層がない。この構成で密閉層と光学素子は共通の境界面を有する。
【００３７】
密閉層はとりわけ基板の粗度を調整するために設けられ、空洞を密に閉鎖するのに寄与する。このようにして基板がプラスチック加工プロセス中に汚染されるのを回避することができる。このような汚染はとりわけ流体プラスチック材料、例えばシリコーンを使用する場合に発生する。とりわけ汚染が、光電半導体構成素子と後で接触接続するために用いる基板の領域に発生すると、この汚染部を別個の方法ステップで除去することが必要になる。さらに密閉層は、プラスチック材料と基板との間の接着促進剤の機能を引き受けることができる。このために密閉層は有利に少なくとも部分的に、被覆が取り付けられるのと同じ基板の主面の領域にも取り付けられる。この構成では、密閉層と光学素子は有利には共通の境界面を有する。
【００３８】
有利には密閉層はフレキシブルかつソフトに構成されており、これにより工具の閉鎖時に撓むことができる。しかし及ぼされる閉鎖圧によって基板から剥離したり、損傷を受けたりすることはない。密閉層は有利には５μｍ以上、１００μｍ以下の厚さを有する。さらに密閉層は有利には、Ａ３０以上、Ａ９０以下のショア硬さを有する。
【００３９】
密閉層は、例えばシルクスクリーン、タンポン印刷のようなプリント法またはインクジェット法により取り付けることができる。
【００４０】
密閉層は例えばポリイミドまたはシリコーンを有するか、またはそれらの材料からなる。
【００４１】
さらに密閉層は例えば乾燥レジストを有するか、またはこの材料からなる。乾燥レジストを有するか、またはこの材料からなる密閉層は有利にはリソグラフ法によって、基板の第１の主面に取り付けられる。
【００４２】
本方法の別の構成では、密閉層として金属化部が基板に取り付けられる。この金属化部は有利には以下の材料の１つを有するか、または以下の材料の１つからなる。銀、金、錫。とくに有利には金属化部は３０μｍよりは厚くない。
【００４３】
本方法の別の有利な構成では、密閉層は構造化して基板に取り付けられる。これにより有利には、空気が閉鎖された空洞から抜けることができる。これにより空洞部をプラスチック材料により充填するのが容易になり、したがって空洞部をより良好に成形することができる。
【００４４】
さらに密閉層は、例えば構造化されて基板に取り付けられるシートとすることもできる。このシートは構成部材内に残ることも、少なくとも部分的に基板から除去することもできる。
【００４５】
実施形態によれば、密閉層は接着促進剤を含み、この接着促進剤は密閉層と基板との接着を改善する。
【００４６】
本方法の他の実施形態では、工具の形状コアは排気チャネルを有する。これによって有利には同様に、閉鎖された工具を、プラスチック加工プロセス中に排気することができる。
【００４７】
さらに形状コアの表面も、これが基板の表面または密閉層の表面とともに排気チャネルを形成するようにセットバックすることができる。
【００４８】
本方法の別の構成では、工具と、光学素子の輪郭を備える空洞とが射出成形過程の前に真空にされる。工具を真空にすることにより遊有利には、とくに良好に空洞を充填することができる。
【００４９】
本方法の別の構成では、電磁ビームを形成するのに適する複数の半導体本体が基板の第１の主面に取り付けられる。次に光電半導体本体のビームに対して透明な被覆部が少なくとも半導体本体の前面の上に取り付けられる。この半導体本体で被覆部は光学素子として構成されており、光学素子の輪郭を有する閉鎖された空洞部が使用される。被覆部を取り付けた後、基板は個別の構成部材に個別化される。これにより複数の光電構成部材を同時に作製することができる。このようにして構成部材に対するプロセス加工時間が格段に短縮される。
【００５０】
本方法の別の構成では、複数の基板が1つのロールに取り付けられる(ロール・ツー・ロール・プロセス)。さらに基板を、ローラに巻き取られる支持ベルトに配置することもできる。
【００５１】
同様に複数の構成部材を同時に完成することもできる。この場合、被覆部を取り付けるためにプラスチック加工プロセスを使用すると、完成すべき構成部材の取扱いが簡単になる。なぜならロールをプラスチック加工プロセスによって案内することができるからである。このようにして構成部材を取り扱うための、例えばピックアンドプレース装置を省略することができる。
【００５２】
ロール・ツー・ロール・プロセスでは、有利にはスペースホルダがロールに取り付けられる。このようにして半導体本体の損傷またはその電気的接触を、加工プロセスの際に回避できる。
【００５３】
本発明の方法の別の構成では、基板が第１の主面に少なくとも１つの隆起部を有し、この隆起部は有利にはドーム状に構成されている。とくに有利には隆起部は、配置される基板の第１の主面の、被覆部が領域に配置される。この隆起部によって、基板と被覆部との間で良好な係留を達成することができる。
【００５４】
さらに基板はその第１の主面上に、工具の形状コアに対するセンタリング補助部としての構造体を有する。この構造体は有利には基板の第１の主面の次の領域上にある。すなわち、光学素子の輪郭を有する工具を閉鎖する際に、この工具の外となる領域上にある。とくに有利にはセンタリング補助部は次のように基板の第１の主面上に配置される。すなわち、光学素子の輪郭を備える工具がセンタリング補助部により面一に包囲されるように配置される。
【００５５】
本方法の別の実施形態によれば、基板は第１の主面上に、少なくとも１つのパッキンエレメントを有する。有利にはパッキンエレメントは、光学素子が取り付けられる第１の主面の領域の周囲に周回して構成されている。ここでとくに有利にはパッキンエレメントは閉じた形状を形成する。すなわちパッキンエレメントには開口箇所がない。パッキンエレメントは例えば閉じたリング、円形リングを光学素子の周囲に形成する。とくに有利にはパッキンエレメントは光学素子とともに側方で閉鎖される。とりわけ光学素子とパッキンエレメントは共通の境界面を有する。
【００５６】
パッキンエレメントの役目は、光学素子の輪郭を有する空洞を、工具が閉鎖される際に密閉することである。したがってパッキンエレメントは有利には、光学素子の輪郭を有する工具の少なくとも一部を密に密閉する。とりわけ有利にはパッキンエレメントは次のように、光学素子の輪郭を有する工具の一部と密に閉鎖される。すなわちプラスチッキ材料が射出成形過程中に空洞からしみ出ないか、または構成素子の機能に対して無視できる程度に少量のプラスチック材料しかしみ出ないように密に閉鎖される。
【００５７】
とくに有利にはパッキンエレメントは、工具および/または基板の形状、面、および寸法公差を補償する。
【００５８】
パッキンエレメント例えばシールリップとすることができる。
【００５９】
実施形態によればパッキンエレメントは、少なくとも部分的に三角形、台形、または部分的に楕円形に構成された断面を有する。
【００６０】
さらにパッキンエレメントは有利には弾性材料を有する。弾性パッキンエレメントは有利には工具を閉鎖する際に変形することができ、とくに良好な密閉が工具とパッキンエレメントとの間で発生する。とりわけ基板はパッキンエレメントに対して硬い材料を有する。したがって基板自体は、工具の閉鎖の際に変形しない。
【００６１】
弾性パッキンは例えば以下の材料の少なくとも１つを有するか、または以下の材料の少なくとも１つからなる。シリコーン、弾性プラスチック、例えばソルダーレジストのようなラッカー。
【００６２】
パッキンエレメントは例えば基板の第１の主面に接着されるか、またはプリントされる。
【００６３】
さらに、パッキンエレメントを基板に組み込むこともできる。パッキンエレメントと基板が異なる材料を有する場合、パッキンエレメントを例えば多成分射出成形により基板に組み込むことができる。さらに基板が溝を有し、この溝にパッキンエレメントを装着することも可能である。
【００６４】
ここに説明した方法により作製することのできる光電構成素子はとりわけ：
・第１の主面と、該第１の主面に対向する第２の主面を備える基板と、
・電磁ビームを、基板の第１の主面にある表面から放射する半導体本体と、
・半導体本体の表面上にある被覆部とを有し、該被覆部は光学素子として構成されており、光学構成素子に組み込まれている。
【００６５】
有利には第１の主面および第２の主面は相互に少なくとも部分的に面平行に配置される。とりわけ有利には２つの主面の、光学素子が取り付けられる部分は相互に面平行に配置される。
【００６６】
光電構成素子がパッキンエレメントを有する場合、このパッキンエレメントは有利には基板の第1の主面の面平行な領域に配置される。
【００６７】
光電構成素子のビーム形成半導体本体は、対向しており部分的に面平行な２つの主面を有する基板に取り付けられるから、被覆部を取り付けるために、光学素子の輪郭を備える閉じた空洞を使用することができる。なぜなら半導体本体を備える基板は、空洞へのインサート部材として挿入するのに適するからである。基板が例えば半導体本体用の取付け面の横に別の素子を有し、この素子は主面を基準にして傾斜して配置されており、例えば電気端子である場合、このような基板は上記の目的には適さない。なぜなら光学素子の輪郭を有する空洞を閉鎖することができないからである。
【００６８】
光電構成素子の構成では、半導体本体の前面と被覆部との間に波長変換層が配置される。
【００６９】
別の構成では、被覆部はシリコーンまたはハイブリッド材料を有する。改善形態は、ハイブリッド材料は５０％のシリコーンと５０％のエポキシ樹脂を有する。別の改善形態では、ハイブリッド材料は１０％以上、７０％以下のエポキシ樹脂を有する。
【００７０】
光電構成素子の別の構成では、基板としてあらかじめ成形されたハウジング、あらかじめ成形されたリードフレーム、ヒートシンクを備えるあらかじめ成形されたリードフレーム、またはプリント回路基板（ＰＣＢ）が使用される。別の改善形態では、基板はセラミックおよび/または銅を有する。
【００７１】
別の実施形態では、半導体本体は薄膜半導体チップである。
【００７２】
光電構成素子の別の実施形態によれば、基板の第1の主面に密閉層が取り付けられる。密閉層は例えば乾燥レジストを有する。択一的に密閉層として金属化部を取り付けることもできる。密閉層は、改善形態では構造化されて取り付けられる。
【００７３】
光電構成素子の有利な構成では、基板が第１の主面に少なくとも１つの隆起部を有し、この隆起部は有利にはドーム状に構成されている。
【００７４】
基板はその第１の主面上に、形状コアに対するセンタリング補助部としての構造体を有する。
【００７５】
本方法の別の実施形態によれば、基板は第１の主面上に、少なくとも１つのパッキンエレメントを有する。パッキンエレメントは例えば、光学素子が取り付けられる第１の主面の領域の周囲に周回して取り付けられている。パッキンエレメントの断面は、例えば少なくとも部分的に三角形、台形、または楕円の形式に構成されている。改善形態では、パッキンエレメントは光学素子とともに側方で閉鎖される。とりわけ光学素子とパッキンエレメントは共通の境界面を有する。さらにパッキンエレメントは弾性材料を有する。別の構成では、パッキンエレメントは基板の第１の主面に接着またはプリントされるか、基板に組み込まれる。
【００７６】
本発明のさらなる利点、有利な実施形態および発展形態は、図１から１５に関連して以下に説明する実施例から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】実施例による光電半導体本体を備える基板の概略的断面図である。
【図２】実施例による方法ステップ中の装置の概略的断面図である。
【図３】別の方法ステップ中の、図２の装置の概略的断面図である。
【図４】図４Ａ−Ｄは実施例による種々の方法ステップでの装置の概略的断面図であり、図４Ｅは図４Ｂの方法ステップの択一的実施例での装置の概略的断面図である。
【図５】方法ステップ中の実施例による光電構成素子の概略的断面図である。
【図６】方法ステップ中の実施例による別の光電構成素子の概略的断面図である。
【図７】方法ステップ中の実施例による別の光電構成素子の概略的断面図である。
【図８】方法ステップ中の別の実施例による２つの光電構成素子の概略的断面図である。
【図９】それぞれの方法ステップ中の光電構成素子の概略的断面図である。
【図１０】それぞれの方法ステップ中の光電構成素子の概略的断面図である。
【図１１】それぞれの方法ステップ中の光電構成素子の概略的断面図である。
【図１２】それぞれの実施例によるパッキンエレメントの概略的断面図である。
【図１３】それぞれの実施例による光電構成素子の概略的断面図である。
【図１４】それぞれの実施例による光電構成素子の概略的断面図である。
【図１５】それぞれの実施例による光電構成素子の概略的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００７８】
実施例および図面において、同一の構成要素または同じ働きをもつ構成要素にはそれぞれ同じ参照符号が付されている。図示のエレメントは必ずしも縮尺通りに描かれてはいない。より良い理解のために個々の構成部材は部分的に強調して大きく描かれている。
【００７９】
基板１は図１の実施例によれば、第１の主面２と第２の主面３を有する。第１の主面２の上にはビーム形成半導体本体４、例えば薄膜半導体チップが取り付けられる。ここで半導体本体４は、基板の第１の主面上の端子箇所と、本実施例ではボンディングワイヤ６によって導電接続している。
【００８０】
基板１は、例えばあらかじめ成形されたハウジング、あらかじめ成形されたリードフレーム、ヒートシンクを備えるあらかじめ成形されたリードフレーム、またはプリント回路基板である。基板１はセラミックまたは銅を有することができ、またはこれらの材料からなる。例えば基板１として、セラミックプレートまたは銅プレート、またはＤＢＳ基板のようなこれら材料の層結合体を使用することができる。
【００８１】
さらに基板１として構造化された金属リードフレームを使用することもできる。この金属リードフレームは、工具内での機械的固定のために少なくとも１つの切欠部を有する。このように構造化されたリードフレームは有利にはテープを第２の主面上に有し、プラスチック材料による汚染を回避する。
【００８２】
図２の実施例による装置は、２つのテンションプレート７，８と、調量システム９、本実施例ではスクリュウーコンベアと、それぞれ１つのポンプを備える２つの容器１０，１１とを有する。テンションプレート７，８は相互に平行に配置されている。さらにテンションプレート７，８とスクリュウーコンベア９は共通の軸１３に配置されている。スクリュウーコンベア９は軸１３に沿って運動することができ、かつ軸１３を中心に回転することができる（図２の矢印参照）。２つの容器１０，１１は、プラスチック材料１４を入れるために設けられている。これらのプラスチック材料はそれぞれの容器からポンプによってスクリュウーコンベア９の方向に搬送される（図２の矢印参照）。
【００８３】
スクリュウーコンベアの代わりに、ピストン調量器を調量システム９として使用することもできる。
【００８４】
それぞれのテンションプレート７，８には、図２の装置では工具１５の一部が張架されている。スクリュウーコンベア側のテンションプレートに張架された工具１５の部分は、ノズルシステム１６と、空洞１８を備える形状コア１７とを有する。空洞１８はレンズ１９にしたがい形成されている。すなわち空洞はレンズ１９の輪郭を有する。
【００８５】
スクリュウーコンベア側のテンションプレート８に対向して別のテンションプレート７が配置されている。このテンションプレートには工具１５の別の部分が取り付けられている。孔部１５のこの部分は別の空洞１８を有する。この空洞には、電気接続された図１の光電半導体本体４を備える基板１が挿インサート部材２０として挿入されている。
【００８６】
本実施例では、基板１の第１の主面２と第２の主面３が、相互に面平行に構成されている。さらに半導体本体４のビーム放射する前面５と、この前面５に対向する半導体本体４の裏側３０と相互に面平行に、かつ基板１の第１の主面２ないし第２の主面３に対して面平行に配置されている。さらに２つのテンションプレート７，８も、基板１の第１の主面２および第２の主面３に対して面平行に配置されており、したがって半導体本体４の表面５および裏側３０に対しても面平行である。
【００８７】
プラスチック加工プロセスによって被覆部を、半導体本体４のビーム放射性表面５の上に取り付け、この被覆部が光学素子１９として構成されるようにするため、工具１５は次のように閉鎖される。すなわち、工具の両方の部分が相互に接触し、空洞１８の側方で共通の境界面を形成するように閉鎖される。これは図３に示されている。閉鎖された状態で、工具１５の空洞部１８は光電半導体本体４の上に配置され、そこで光学素子１９、ここではレンズの形態で閉じた中空空間を形成する。
【００８８】
択一的に、レンズ１９に成形された空洞部１８を有する工具の部分は、閉じた空洞部１８が基板１の第１の主面２とともに形成されるようにすることもできる。この場合、工具１５の両方の部分が相互に接触し、共通の境界面を形成することは必ずしも必要ではない。むしろこの場合、工具１５の部分は基板の第１の主面２と接触し、これと共通の境界面を形成する。
【００８９】
工具１５が閉鎖されると、スクリュウーコンベア９は軸１３に沿って工具１５の方向に、ノズルシステム１６のゲートポイント２１へ走行する。スクリュウーコンベア９の回転によってプラスチック材料１４はノズルシステム１６を通り、閉鎖された空洞部１８へ射出される。
【００９０】
図２と図３の実施例のプラスチック加工プロセスは液体注入モールディング射出成形法とすることができる。このプラスチック加工プロセスにより有利には、被覆部を大量生産に適した形状とすることができる。この被覆部は同時に光学素子１９として構成され、光学素子は光電構成素子の放射特性を所望のように形成する。液体注入モールディング射出成形法により、２０秒から３００秒のクロック時間が達成される。
【００９１】
被覆部用のプラスチック材料１４として、シリコーンまたはシリコーンとエポキシ樹脂を含むハイブリッド材料を使用することができる。ハイブリッド材料は１０％から７０％の間のエポキシ樹脂を有することができ、有利には５０％である。
【００９２】
シリコーンとハイブリッド材料は硬化していない状態では低い粘度を有する。この粘度は通例、１Ｐａ以上、１００Ｐａ以下である。したがって、射出プロセス中に空洞部１８側方の基板表面が汚染されないようにするため、空洞部１８を良好に閉鎖することが重要である。このような汚染は、光電構成素子を後で電気接続する際に障害となり、光電構成素子の製造時に面倒な付加的取付けステップが必要となる。
【００９３】
空洞部１８を良好に充填し、正確に成形できるようにするため、空洞部１８を射出プロセス中に真空にすることができる。このために工具にはチャネルが設けられ、このチャネルは空洞部を真空ポンプと接続する（図示せず）。
【００９４】
基板１は対向する２つの面平行な主面２，３を有する。それらの主面から別の素子、例えば電気接続端子は突出していないから、半導体本体４を備える基板１は、挿入部材として工具１５の空洞部１８に挿入するのにとくに適する。このことは図２と３の実施例に示されている。しかし両方の主面２，３の側方では、例えば電気接続端子のようなエレメントが突出していることが多い。
【００９５】
図４Ａから４Ｄの実施例は、図２と３の方法との相違として、圧縮成形法がプラスチック加工プロセスとして使用される。さらに図４Ａから４Ｄは、複数の光電半導体構成素子が平行して作製されることを示している。
【００９６】
図４Ａに示すように、基板１の第１の主面２上には複数の半導体本体４が配置されており、それぞれがボンディングワイヤ６によって電気接続されている。次に図４Ｂに示すように、基板１は工具１５の一部に配置される。このことは例えば基板を挿入部材として工具１５の空洞部１８に挿入することにより行われる。工具１５の部分に対向して、工具１５の別の部分が平行に配置されている。この別の部分は半導体本体４に適合するように、レンズ１９の輪郭を備える空洞部１８を有する。工具１５の側方には調量システム９が配置されている。この調量システムは、プラスチック材料１４を射出プロセス中に、工具１５が開放しているときに空洞部へ搬送する。調量システム９は本実施例では、静的−動的ミキサであり、例えば撹拌棒を備える調量器である。しかし択一的にスクリュウーコンベアを使用しても良い。
【００９７】
プラスチック材料１４を空洞部１８に取り込んだ後、２つの工具半部分１５は、図４Ｃに矢印により概略的に示されるように閉鎖される。工具１５の閉鎖の際に、プラスチック材料１４は空洞部１８に充満し、光学素子１９の形状の被覆部を、それぞれの半導体本体４の前面に形成する。これが図４Ｄに示されている。
【００９８】
図１，２，３の実施例と同じように、基板１として図４Ａから４Ｄの実施例でも、あらかじめ成形されたハウジング、あらかじめ成形されたリードフレーム、ヒートシンクを備えるあらかじめ成形されたリードフレーム、ＤＢＣ基板またはプリント回路基板が使用される。基板１はセラミックまたは銅を有することができ、またはこれらの材料からなる。
【００９９】
プラスチック材料１４として、図４Ａから４Ｄの実施例では図１，２，３の実施例と同じ材料を使用することができる。
【０１００】
図４Ｅに示すように、プラスチック材料１４を開放した工具１５に調量システム９によって射出する前に、シート２８が空洞部１８と基板１との間に取り付けられる。本実施例でシート２８は、工具１５を閉鎖するとシート２８が空洞部１８に直接当接し、空洞部１８がより良好に変形するように配置されている。シート２８は、プラスチック材料１４が工具壁と接触し、そこに不所望に付着するのを阻止する。シート２８を工具壁の方向にもたらすために、例えば真空を使用することができ、シ―ト２８は工具壁の方向に吸引される。
【０１０１】
さらにシート２８は工具１５の閉鎖の際に基板１と工具の部分との間に残る。この部分は、光学素子の輪郭を備える空洞部１８を有する方の部分である。シート２８は基板１の一方の側に直接当接する。すなわちシートは基板１と共通の境界面を形成する。他方の側でシート２８は工具１５に直接当接する。すなわちシートは工具１５と共通の境界面を形成する。これによりシート２８は基板１と工具１５の非平坦性を補償することができる。これにより有利には、空洞部１８から基板１２に達することのできるプラスチック材料１４の量が減少される。
【０１０２】
被覆が形成されると、工具１５は再び解放され、シート２８が再び除去される。
【０１０３】
工具１５は通例、加熱されるから、有利には耐熱性のシート２８が使用される。このシートは１００℃以上、１５０℃以下の温度に対して耐熱性である。
【０１０４】
シートは有利には２０μｍ以上、１００μｍ以下の厚さを有する。シート２８は例えばエチレン−テトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）を有するか、またはこの材料からなる。
【０１０５】
シート２８とは択一的にまたは付加的に、密閉層２２を基板１に取り付けることができる。有利にはこのような密閉層２２は、その材質がプラスチック材料と付着しない工具と関連して使用される。そのために工具を例えば被覆することができる。
【０１０６】
図５の実施例による光電構成素子は基板１として、ヒートシンクを備えるあらかじめ成形されたリードフレームを有する。基板１の第１の主面２の上には、ビーム形成に適する光電半導体本体４が取り付けられている。光電半導体本体４はボンディングワイヤ６によって電気コンタクトされている。半導体本体４の側方では、基板１の第１の主面２上に密閉層２２が設けられており、この密閉層は基板１の非平坦性を補償するために使用される。
【０１０７】
さらに図５の実施例による光電構成素子は、半導体本体の被覆部を前面上に有する。この被覆部は光学素子１９の形状、本実施例ではレンズの形状に構成されており、半導体本体４の電磁ビームに対して透明である。
【０１０８】
半導体本体４の被覆部４はプラスチック加工プロセスにより、本実施例では図１から３に基づいてすでに説明した液体注入モールディング射出成形法により作製される。
【０１０９】
図５はさらに、工具１５の形状コア１７を示す。この形状コアはすでに上に説明したようにレンズの輪郭を備える空洞部１８を有する。形状コア１７は側方にゲートポイント２１を有し、このゲートポイント２１を通ってプラスチック材料１４が射出プロセス中に空洞部１８９に入り込むことができる。基板１が被覆部の外で射出プロセス中に汚染されるのを回避するために、図５の実施例では密閉層２２が基板１の第１の主面２上に取り付けられている。密閉層２２はとりわけ、形状コア１７が工具１５の閉鎖時に載置されることになる基板１の領域に取り付けられている。ここで密閉層２２の役目は基板の非平坦性を補償することであり、このような非平坦性はとりわけセラミック基板の場合に存在することがある。
【０１１０】
密閉層２２は例えば乾燥レジストを有するかまたはその材料から成る。密閉層２２は例えばシルクスクリーン、タンポン印刷、インクジェット法のような印刷方法によって取り付けることができる。さらに密閉層２２として金属化部またはシートを、基板１の第１の主面２上に取り付けることができる。さらに密閉層２２は構造化して取り付けることができる。このことは例えば、密閉層が空洞部を排気するためのチャネルを射出プロセス中に有するように行う。密閉層２２と光学素子１９は有利には共通の境界面を有する。
【０１１１】
さらに図５の実施例では、工具１５の形状コア１７の表面１７１が、ゲートポイント２１に対向する側の密閉層に切欠部を有する。これにより切欠部と密閉層２２は排気チャネル２９を形成する。言い替えると形状コア１７の表面は、密閉層２２とともに排気チャネル２９を形成するようにセットバックされている。
【０１１２】
排気チャネル２９を介して、射出プロセス中に空洞１８を排気することができる。これによりレンズ形状の正確な成形が可能である。
【０１１３】
図６の実施例の光電構成素子は、基板１を除いて図５の実施例の光電構成素子と同じである。図６の実施例では、基板１が側方に構造体２３を有する。この構造体は本実施例では、例えば半導体本体４の周囲に形成することのできる傾斜であり、射出プロセス中に形状コア１７のセンタリング補助として用いられる。このために構造体２３は有利には、工具１５が閉鎖されると形状コア１７の周囲に延在するように基板１に配置されている。さらに基板１は図６の実施例では２つの接続ストリップ３１を有する。これらの接続ストリップはハウジング本体３２から側方に突出している。ここで接続ストリップ３１は、基板１の２つの主面３に対して面平行である。さらにセンタリング補助内にあり、半導体本体４ならびに密閉層２２が配置されている第１の主面２の一部も、第２の主面３に対して面平行に構成されている。
【０１１４】
ハウジング本体３２は例えば以下の熱可塑性材料の少なくとも１つを有するか、または以下の材料の少なくとも１つからなる：ＰＰＡ，ＬＰＣ，ＰＥＥＫ。
【０１１５】
図７の実施例による光電構成素子も、図５と６による光電構成素子から実質的に基板１の構成の点で異なる。基板１として本実施例では、密閉層２２として金属化部を備え、セラミックからなるベースプレートが使用されるさらに基板１の第１の主面２は密閉層２２に接していて、周回するドーム状の隆起部２４を有する。この隆起部は被覆部に突入しており、この被覆部を基板１とより良好に係留する。係留は例えば、被覆部と基板との間の接触面を、ドーム状の隆起部により高めることによって、またはドーム状の隆起部２４を外側または内側に切り込むことによって行うことができる。周回するドーム状の隆起部２４とは択一的に、個々のまたは複数の別個のドーム状隆起部を基板１の第１の主面２上で使用することもできる。
【０１１６】
図８は、ロール・ツー・ロールプロセスで複数の関連する基板１が同時に（本実施例では例として２つの基板１が図示されている）加工される方法の実施例を示す。基板１として例えばロールに取り付けられたリードフレームを使用することができる。基板１のそれぞれの第１の主面２にはそれぞれ１つの光電半導体本体４が取り付けられ、これはボンディングワイヤ６によって導電性にコンタクトされている。半導体本体４の側方で基板１はその第１の主面２上に密閉層２２を有する。これは図５から７に基づいてすでに説明したのと同じである。ここで密閉層２２は、第１の主面２の、第２の主面３に対して辺平行に延在する部分の上に配置されている。光電半導体本体４を保護するためにオプションとして、スペースホルダを半導体本体の上に配置することができる。このスペースホルダは分かりやすくするために図８には図示されていない。さらに基板１の上に図８は、２つの空洞部１８を備える形状コア１７を示す。空洞部１８はレンズの輪郭を有し、半導体本体４の上に配置されている。空洞部１８は相互にチャネルと接続されており、このチャネルを通ってプラスチック材料１４が浸入することができる。さらに形状コア１７は側方にセットバックされており、これにより空洞部１８を排気することができる。
【０１１７】
光電半導体本体４のビーム放射性の表側の面５の上には、図８の実施例でそれぞれ１つの波長変換層２５が取り付けられている。本実施例で波長変換層２５は、結合剤２７に埋め込まれた波長変換物質２６の粒子を含む。波長変換物質２６として、一般的説明部分ですでに挙げた材料の１つの使用することができる。同様に結合剤２７として、一般的説明部分ですでに挙げた材料の１つが適する。
【０１１８】
同時に複数の光電構成素子を作製するために、複数の光電半導体本体４を１つの基板１または複数の関連する基板１の上に取り付け、それぞれ被覆部を半導体本体４の表側の面に取り付けることもできる。ここで前記被覆部は光学素子として構成されており、光学素子１９の輪郭を有する閉鎖された空洞部１８を使用して形成される。このためにプラスチック加工プロセス、例えばＬＩＭ射出成形法または圧縮成形法が、上に説明したように使用される。しかし上記の実施例との相違で、光学素子１９の輪郭を備える複数の空洞部１８を有する工具１５が使用される。被覆部を取り付けた後、個々の光電構成部材は、例えば鋸により個別化される。
【０１１９】
図９，１０，１１による実施例の方法では、基板１があらかじめ成形されたハウジングとして構成されている。あらかじめ成形されたハウジングはハウジング本体３２を有し、このハウジング本体３２はプラスチックと、リードフレームの一部である２つの電気接続ストリップ３１を有する。ハウジング本体３２は第１の主面２と第２の主面３を有する。第２の主面３は第１の主面２に対向している。さらにハウジング本体３２は第１の主面２に切欠部３３を有する。この切欠部３３には半導体本体４が取り付けられる。切欠部３３の側方に配置された、第１の主面２の領域は第２の主面３に対して面平行に構成されている。さらに電気接続ストリップ３１も第２の主面３に対して面平行に構成されている。
【０１２０】
２つの接続ストリップ３１は、接続ストリップ３１の表面の一部が切欠部３３の表面の一部を形成するようにハウジング本体３２に取り付けられている。
【０１２１】
半導体本体４は、その裏側３０と接続ストリップ３１の一方とが導電接続されるように取り付けられている。このことは例えば導電性接着剤によって達成される。他方の接続ストリップ３１と半導体本体４は、ボンディングワイヤ３４を介してその表側の面５で導電接続されている。
【０１２２】
さらに第２の主面３に対して面平行に構成された、ハウジング本体３２の第１の主面２の領域には、パッキンエレメント３５が取り付けられている。パッキンエレメント３５は本実施例では、切欠部３３の周囲に閉じたリングを形成するように切欠部３３を完全に周回して配置されている。さらにパッキンエレメント３５は、図９，１０，１１による実施例では弾性材料を有し、三角形の横断面を有する。
【０１２３】
図１０に示すように、切欠部３３取り付けられた半導体本体４を備えるハウジング１は工具１５の一部に挿入される。工具１５の別の一部は、光学素子１９の輪郭を備える空洞部１８を有する。これは被覆部の実施例と同様である。工具１５が閉鎖されると、光学素子１９の輪郭を備える工具１５の部分は、基板１の第１の主平面２の、第２の主面３に対して面平行な部分の上に次のように載置される。すなわち光学素子１９の輪郭が半導体本体４の上に閉じた空洞部１８を形成するように載置される。パッキンエレメント３５と、光学素子１９の輪郭を有する工具１５の空洞部１８は、作製すべき光学素子１９の輪郭がパッキンエレメント３５により側方で閉鎖されるように相互に配置される。
【０１２４】
図１１に概略的に示された別の方法ステップでは、閉鎖圧が工具１５にもたらされ、これによりパッキンエレメント３５は変形し、空洞部１８は側方で密閉される。ここでは面圧力を制御することによって、閉鎖圧を通常小さくすることができ、これにより低減された力が構成部材に及ぼされる。空洞部１８をプラスチック材料１４、例えばシリコーンにより充填することができる。ここでパッキンエレメント３５は、基板１の第１の主面２に達するプラスチック材料１４の量を少なくとも低減する。
【０１２５】
図１２Ａから１２Ｅの実施例によるパッキンエレメント３５は基板１の第１の主面２に取り付けられている。ここで図１２Ａから１２Ｃの実施例によるパッキンエレメント３５は三角形に構成された横断面を有する。
【０１２６】
図１２Ａの実施例によるパッキンエレメント３５は、基板１および基板１に集積される材料と同じ材料を有する。パッキンエレメント３５は本実施例では基板１と共通に、例えば射出成形法により作製される。
【０１２７】
図１２Ｂの実施例によるパッキンエレメント３５は、基板１の材料とは異なる材料を有する。さらに、パッキンエレメント３５を基板１に組み込むことができる。基板１が射出成形法により作製されるなら、基板１とパッキンエレメント３５を例えば１つの多成分射出成形法により作製することができる。択一的に基板１が溝を有し、この溝に別個に作製したパッキンエレメント３５を装填することもできる。
【０１２８】
図１２Ｃの実施例によるパッキンエレメント３５は、図１２Ｂの実施例のパッキンエレメント３５と同じ材料を有し、この材料は基板１の材料とは異なる。パッキンエレメント３５は本実施例では、基板１の第１の主面２の上に、例えば接着またはプリントにより取り付けられている。
【０１２９】
図１２Ｄの実施例によるパッキンエレメント３５は、図１２Ａから１２Ｃの実施例によるパッキンエレメント３５との相違として、台形の横断面を有する周回リングとして構成されている。図１２Ａの実施例によるパッキンエレメント３５と同じように基板１に、例えば射出成形により組み込まれている。
【０１３０】
図１２Ｅの実施例によるパッキンエレメント３５は、図１２Ａから１２Ｃの実施例によるパッキンエレメント３５との相違として、部分的に楕円の横断面を有するように構成されている。図１２Ａおよび１２Ｄの実施例によるパッキンエレメント３５と同じように基板１に、例えば射出成形によって組み込まれている。
【０１３１】
図１２Ａから１２Ｅまでの実施例によるパッキンエレメント３５は有利には、０．０５ｍｍ以上、０．５ｍ以下の高さを有する。
【０１３２】
パッキンエレメント３５は、例えばハウジング本体３２と同じ材料から作製されている。パッキンエレメント３５は例えば、以下の熱可塑性材料の１つからなるか、または以下の熱可塑性材料の１つを有する。ＰＰＡ，ＬＣＰ，ＰＥＥＫ。
【０１３３】
さらにパッキンエレメント３５は弾性材料または変形可能材料から作製することができ、基板は剛性材料から作製される。ここで基板、例えばハウジング本体３２は上記の熱可塑性材料の１つを有し、パッキンエレメント３５は例えばシリコーン材料、弾性材料、またはソルダーレジストのようなラッカーを有する。
【０１３４】
図１３の実施例による光電構成素子は、図９から１１に基づいて説明した方法ステップにより作製される。したがって、図９から１１に基づいて説明した光電構成素子の特徴を有する。
【０１３５】
図１３の実施例による構成素子の電気接続ストリップ３１は、基板１の第２の主面３の方向に曲げられている。
【０１３６】
図１３による光電構成素子の光学素子１９はシリコーン材料を有し、レンズ１９として構成されている。レンズ１９はレンズ脚部３６を有し、このレンズ脚部は側方でパッキンエレメント３５により閉鎖されている。パッキンエレメント３５は本実施例では、すでに図１２Ｄに基づき説明したように台形の横断面を有する。レンズ脚部３６を光吸収性の材料から作製されたパッキンエレメント３５により側方で閉鎖することによって、有利にはレンズ脚部３６から不所望にも側方で漏出する散乱光が低減される。このパッキンエレメント３５は有利には以下の材料の１つを有するか、または以下の材料の１つからなる。ＰＰＡ、ＬＣＰ、着色されたエラストマー、着色されたシリコーン。
【０１３７】
図１４の実施例による光電構成素子は、図１３の実施例による光電構成素子との相違として導電プレートを基板１として有する。導電プレートとして例えば金属コアボードを使用することができる。さらに導電プレートはセラミックまたはガラス繊維強化エポキシ樹脂を有することができる。導電プレートは例えば、電子工学産業で通常の以下の材料の１つを有する。ＦＲ４，ＦＲ５，ＢＴ。
【０１３８】
導電プレートはその第１の主面２上に金属化部３７を有する。この金属化部３７はさらに導電プレート１の側面上に形成されており、導体プレートの第２の主面３上では部分的に形成されている。
【０１３９】
半導体本体４は、導体プレートの第１の主面２上の金属化部３７に、半導体本体４の裏面３０と金属化部３７とが導電接続されるように取り付けられている。半導体本体４の表側の面５は金属化部３７の別の部分と導電接続されており、金属化部３７は短絡が生じないように構造化されている。
【０１４０】
パッキンエレメント３５は本実施例では、導電プレート１の金属化部３７に直接接触するように半導体本体４を周回して取り付けられている。パッキンエレメント３５は例えば、金属化部３７にプリントするか、または接着することができる。さらに金属化部３７はパッキンエレメント３５の側方でそれぞれ外部接続部３８を形成する。この接続部は、光電構成素子を外部で電気コンタクトするために設けられている。
【０１４１】
図１４の実施例による光電構成素子のその他のエレメントおよび特徴、とりわけレンズ１９とレンズ脚部３６は、図１３の実施例に相応して構成することができる。したがってこれらについて詳細な説明は繰り返さない。
【０１４２】
図１５の実施例による光電構成素子も、図１３による光電構成素子とは実質的に基板１の構成の点で異なる。図１５の光電構成素子のその他のエレメントおよび特徴は、図１３ないし図９から１１に基づいてすでに説明したように構成することができる。
【０１４３】
図１５の光電構成素子の基板１は、図１３の実施例の光電構成素子と同じように変形されたハウジング本体３２を有する。このハウジング本体３２内には導電ストリップ３９が延在している。導電ストリップ３９は少なくとも部分的にハウジング本体３２の切欠部３３の表面を形成し、この表面に半導体本体４が取り付けられている。図１３の実施例による基板１との相違として、導電ストリップ３９はハウジング本体３２の側方で２つの接続ストリップを形成していない。むしろ導電ストリップはハウジング本体３２の側方でそれぞれ外部接続箇所３８として、例えばはんだ接点として構成されており、本実施例ではハウジング本体３２の第２の主面３に対して面平行の面を有する。
【０１４４】
図１５の実施例による光電構成素子のその他のエレメントおよび特徴、とりわけレンズ１９とレンズ脚部３６ならびにパッキンエレメント３５は、図１３の実施例に相応して同様に構成することができる。したがってこれらについて詳細な説明は繰り返さない。
【０１４５】
本発明は実施例に基づいた説明に制限されるものではない。すなわち本発明はあらゆる新規の特徴ならびにそれらの特徴のあらゆる組合せを含むものであり、これにはことに特許請求の範囲に記載した特徴の組合せ各々が含まれ、このことはそのような組合せ自体が特許請求の範囲あるいは実施例に明示的には記載されていないにしてもあてはまる。
【図１】
2010524269.tif 000003
【図２】
2010524269.tif 000004
【図３】
2010524269.tif 000005
【図４Ａ】
2010524269.tif 000006
【図４Ｂ】
2010524269.tif 000007
【図４Ｃ】
2010524269.tif 000008
【図４Ｄ】
2010524269.tif 000009
【図４Ｅ】
2010524269.tif 000010
【図５】
2010524269.tif 000011
【図６】
2010524269.tif 000012
【図７】
2010524269.tif 000013
【図８】
2010524269.tif 000014
【図９】
2010524269.tif 000015
【図１０】
2010524269.tif 000016
【図１１】
2010524269.tif 000017
【図１２Ａ】
2010524269.tif 000018
【図１２Ｂ】
2010524269.tif 000019
【図１２Ｃ】
2010524269.tif 000020
【図１２Ｄ】
2010524269.tif 000021
【図１２Ｅ】
2010524269.tif 000022
【図１３】
2010524269.tif 000023
【図１４】
2010524269.tif 000024
【図１５】
2010524269.tif 000025
【国際調査報告】
2010524269.tif 000026
2010524269.tif 000027
2010524269.tif 000028
2010524269.tif 000029
2010524269.tif 000030
2010524269.tif 000031
2010524269.tif 000032
2010524269.tif 000033
2010524269.tif 000034
2010524269.tif 000035
2010524269.tif 000036
2010524269.tif 000037