(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
オプトエレクトロニクス素子であって、パッケージボディ（５７）と、該パッケージボディ（５７）に配置された少なくとも１つの半導体チップ（５０）とが設けられている形式のものにおいて、
パッケージボディ（５７）の表面が、金属被覆される部分領域（１５，１６，１８）と、金属被覆されない部分領域（２０）とを有しており、かつパッケージボディ（５７）が、少なくとも２つの異なるプラスチック（５３，５４）を有しており、該プラスチックのうちの１つ（５４）が金属被覆不能であり、該金属被覆不能なプラスチック（５４）が、金属被覆されない部分領域（２０）を規定しており、パッケージボディ（５７）が、内部に半導体チップ（５０）が配置される凹欠部（１２）を有しており、該凹欠部（１２）が、リフレクタとして形成され、該リフレクタのリフレクタ面に金属被覆（１５）が施されており、該金属被覆（１５）が、絶縁ウェブ（２０）により、電気的に互いに隔離された少なくとも２つの領域（１６，１８）に分割されており、該絶縁ウェブ（２０）が、少なくとも部分的に、凹欠部に設けられた湾入部または湾出部（５８）内に配置されていることを特徴とする、構造化された金属被覆を施されたパッケージボディを有するオプトエレクトロニクス素子。
【請求項２】
金属被覆される部分領域（１５，１６，１８）が、金属被覆可能なプラスチック（５３）により規定されている、請求項１記載のオプトエレクトロニクス素子。
【請求項３】
凹欠部（１２）の金属被覆（１５）が少なくとも部分的に、金属被覆可能なプラスチック（５３）の領域に配置されている、請求項２記載のオプトエレクトロニクス素子。
【請求項４】
金属被覆（１５）が、電気的な機能を請け負うために規定されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のオプトエレクトロニクス素子。
【請求項５】
絶縁ウェブ（２０）が、金属被覆不能なプラスチック（５４）により規定されている、請求項１から４までのいずれか１項記載のオプトエレクトロニクス素子。
【請求項６】
パッケージボディ（５７）が、オプトエレクトロニクス素子のパッケージ（１０）の部分である、請求項１から５までのいずれか１項記載のオプトエレクトロニクス素子。
【請求項７】
オプトエレクトロニクス素子であって、少なくとも１つの凹欠部（１２）を有するパッケージ（１０）と、凹欠部（１２）内に配置された少なくとも１つの半導体チップ（５０）とが設けられている形式のものにおいて、
凹欠部（１２）がリフレクタとして形成されており、該リフレクタのリフレクタ面に金属被覆（１５）が施されており、それにより、金属リフレクタが形成されているようになっており、かつ金属被覆（１５）が電気的な機能を請け負うために規定されており、金属被覆（１５）が絶縁ウェブ（２０）により、電気的に互いに隔離された少なくとも２つの領域（１６，１８）に分割されており、該絶縁ウェブ（２０）が凹欠部を、半導体チップ（５０）の表面の面対角線の延長線上に位置するように横断することを特徴とする、構造化された金属被覆を施されたパッケージボディを有するオプトエレクトロニクス素子。
【請求項８】
金属被覆（１５）が、金属被覆可能なプラスチック（５３）の領域に配置されている、請求項７記載のオプトエレクトロニクス素子。
【請求項９】
金属被覆（１５）が、金属被覆可能なプラスチック（５３）の領域に配置されており、かつ絶縁ウェブ（２０）が、金属被覆不能なプラスチック（５４）により規定されており、該金属被覆不能なプラスチック（５４）を、パッケージ（１０）に含まれるパッケージボディ（５７）が有している、請求項７記載のオプトエレクトロニクス素子。
【請求項１０】
半導体チップ（５０）が金属被覆（１５）の第１の領域（１６）に載置されており、半導体チップ（５０）と第２の領域（１８）との間の電気的な接続が形成されている、請求項１から９までのいずれか１項記載のオプトエレクトロニクス素子。
【請求項１１】
凹欠部（１２）内の、絶縁ウェブ（２０）により占有される面積が、金属被覆される面積よりも小さい、請求項１から１０までのいずれか１項記載のオプトエレクトロニクス素子。
【請求項１２】
絶縁ウェブ（２０）が凹欠部（１２）の内面の領域に配置されており、半導体チップ（５０）と第２の領域（１８）との間の電気的な接続が凹欠部（１２）内で形成されている、請求項１０記載のオプトエレクトロニクス素子。
【請求項１３】
絶縁ウェブ（２０）が凹欠部（１２）の底を横断し、電気的な接続が凹欠部（１２）の底で形成されている、請求項１０記載のオプトエレクトロニクス素子。
【請求項１４】
パッケージボディ（５７）が、二成分射出成形法を使用して製作されている、請求項１または９記載のオプトエレクトロニクス素子。
【請求項１５】
両成分が、少なくとも１つの金属被覆可能なプラスチック（５３）および少なくとも１つの金属被覆不能なプラスチック（５４）により形成される、請求項１４記載のオプトエレクトロニクス素子。
【請求項１６】
パッケージボディ（５７）が、金属被覆可能なプラスチック（５３）を含む第１のパッケージボディ部材（５７ａ）と、金属被覆不能なプラスチック（５４）を含む少なくとも１つの別のパッケージボディ部材（５７ｂ）とを有している、請求項２または９記載のオプトエレクトロニクス素子。
【請求項１７】
第１のパッケージボディ部材（５７ａ）が、少なくとも２つの部分領域（６０，６１）で形成されており、該部分領域（６０，６１）が結合装置（５９）を介して機械的に互いに結合されている、請求項１６記載のオプトエレクトロニクス素子。
【請求項１８】
別のパッケージボディ部材（５７ｂ）が結合装置（５９）を少なくとも部分的に包囲するように成形されている、請求項１７記載のオプトエレクトロニクス素子。
【請求項１９】
結合装置（５９）が別のパッケージボディ部材（５７ｂ）を機械的に安定化する、請求項１７または１８記載のオプトエレクトロニクス素子。
【請求項２０】
パッケージボディ部材（５７ａ，５７ｂ）の間に、少なくとも部分的に中間室（５５）が配置されている、請求項１６から１９までのいずれか１項記載のオプトエレクトロニクス素子。
【請求項２１】
中間室（５５）がばねとして機能し、このばねが、パッケージボディ（５７）の、機械的なひずみ、特に熱に起因するひずみを少なくとも部分的に補償する、請求項２０記載のオプトエレクトロニクス素子。
【請求項２２】
金属被覆可能なプラスチック（５３）と金属被覆不能なプラスチック（５４）とが実質的に化学的に結合しない、請求項２または９記載のオプトエレクトロニクス素子。
【請求項２３】
パッケージ（１０）のプラスチックが任意の色に色付け可能である、請求項６または７記載のオプトエレクトロニクス素子。
【請求項２４】
パッケージの、互いに隣接する２つの表面が、互いに任意の角度で配置されている、請求項６または７記載のオプトエレクトロニクス素子。
【請求項２５】
少なくとも２つの電気的な接続部（３８，４０）が、パッケージ（１０）の、少なくとも２つの表面に設けられている、請求項６または７記載のオプトエレクトロニクス素子。
【請求項２６】
パッケージ（１０）が金属粒子、ヒートシンクまたは貫通接続部を有している、請求項６または７記載のオプトエレクトロニクス素子。
【請求項２７】
素子がＭＩＤ（＝Ｍｏｌｄｅｄ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ  Ｄｅｖｉｃｅ）である、請求項１から２６までのいずれか１項記載のオプトエレクトロニクス素子。
【請求項２８】
金属被覆（１５）の１つの領域がリードフレーム（４２，４４）により形成されている、請求項１から２７までのいずれか１項記載のオプトエレクトロニクス素子。
【請求項２９】
半導体チップ（５０）がオプトエレクトロニクス半導体チップならびにエレクトロニクス半導体チップを含む、請求項１から２８までのいずれか１項記載のオプトエレクトロニクス素子。
【請求項３０】
エレクトロニクス半導体チップが、オプトエレクトロニクス半導体チップを制御するためのＩＣチップである、請求項２９記載のオプトエレクトロニクス素子。
【請求項３１】
請求項１から３０までのいずれか１項記載のオプトエレクトロニクス素子の、プラスチックを含むパッケージボディ（５７）に、構造化された金属被覆を施す方法において、
ａ）パッケージボディ（５７）を、そのうちの１つ（５４）が金属被覆不能である少なくとも２つのプラスチック（５３，５４）による二成分射出成形法で製作し、
ｂ）パッケージボディに、金属被覆される領域（１５，１６，１８）と金属被覆されない領域（２０）とが形成されるように金属被覆を施し、その際、金属被覆されない領域が、金属被覆不能なプラスチック（５４）により規定されるようにする
ことを特徴とする、オプトエレクトロニクス素子のパッケージボディに、構造化された金属被覆を施す方法。
【請求項３２】
構造化された金属被覆（１５，１６，１８）を少なくとも部分的にパッケージボディ（５７）の表面に配置する、請求項３１記載の方法。
【請求項３３】
金属被覆される領域（１５，１６，１８）を、金属被覆可能なプラスチック（５３）により規定する、請求項３１または３２記載の方法。
【請求項３４】
構造化された金属被覆（１５，１６，１８）を少なくとも部分的に、パッケージボディ（５７）の化学的な処理および／または電気的な処理により生ぜしめる、請求項３１から３３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項３５】
プラスチックを含むパッケージボディ（５７）と、該パッケージボディに配置された少なくとも１つの半導体チップ（５０）とを有するオプトエレクトロニクス素子を製作する方法において、
ａ）パッケージボディ（５７）を請求項３１から３４までのいずれか１項記載の方法に従って製作し、かつ構造化された金属被覆を施し、
ｂ）半導体チップ（５０）をパッケージボディ（５７）に配置する
ことを特徴とする、オプトエレクトロニクス素子を製作する方法。
【請求項３６】
金属被覆不能なプラスチック（５４）がＬＣＰまたはＰＢＴを含む、請求項３１から３５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項３７】
金属被覆可能なプラスチック（５３）がＬＣＰまたはＰＢＴを含む、請求項３３記載の方法。
【請求項３８】
金属被覆可能なプラスチック（５３）が、該プラスチックの金属被覆を容易にする添加剤を含む、請求項３３記載の方法。
【請求項３９】
構造化された金属被覆（１５，１６，１８）を、電気的に互いに絶縁された少なくとも２つの領域（１６，１８）で形成する、請求項３１から３８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項４０】
半導体チップ（５０）を前記領域のうちの１つ（１６）に配置し、構造化された金属被覆（１５，１６，１８）の、電気的に互いに絶縁された領域（１６，１８）が少なくとも部分的に半導体チップ（５０）の接続導体（３８，４０）を形成するようにする、請求項３９記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１もしくは請求項１０の上位概念部に記載された形式のオプトエレクトロニクス素子、特に表面実装可能なオプトエレクトロニクス素子、請求項３７の上位概念部に記載された、プラスチックを含むボディに、構造化された金属被覆を施す方法、ならびに請求項４１の上位概念部に記載された、オプトエレクトロニクス素子を製作する方法に関する。
【０００２】
従来慣用の表面実装可能なオプトエレクトロニクス素子では、一般に最初にプレパッケージングされた素子が製作される。このプレパッケージングされた素子は、前製作された半導体フレーム（リードフレーム）が、素子のパッケージの少なくとも一部を形成する適当なプラスチック材料により、その射出成形時に包囲されることにより製作される。この素子は例えば上面に窪みもしくは凹欠部を有しており、窪みもしくは凹欠部内に、対向して位置する２つの側面から、リードフレーム接続部が導入されている。その際、一方のリードフレーム接続部に、半導体チップ、例えばＬＥＤチップが接着されて、電気的にコンタクト形成されている。この凹欠部内には、一般に透明なシーリング材が注入される。表面実装可能なオプトエレクトロニクス素子の基本形状は、例えば『Ｓｉｅｍｅｎｓ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ  ２９（１９９１）』の第４号の第１４７頁〜第１４９頁に掲載されたＦ．ＭｏｅｌｌｍｅｒおよびＧ．Ｗａｉｔｌ著の記事「Ｓｉｅｍｅｎｓ  ＳＭＴ−ＴＯＰＬＥＤ  ｆｕｅｒ  ｄｉｅ  Ｏｂｅｒｆｌａｅｃｈｅｎｍｏｎｔａｇｅ」から公知である。
【０００３】
この種の素子は、送信器（発光器）および受信器（受光器）として、例えばリモートコントロール、ライトバリアで使用される他、移動電話とコンピュータとの間のデータ伝送のために使用される。オプトエレクトロニクス素子が送信器として形成されている場合、一般にできるだけ均一かつ狭角の放射特性が望まれている。受信器として形成された素子の場合にも、このことは該当することができる。従来慣用のＳＭＴ構造形態では、この放射特性は一般に、例えば素子上に載置されるレンズにより達成される。しかしながら、拡散性のプラスチックリフレクタは、レンズを介した光源の結像時に不利である。さらに、オプトエレクトロニクス素子の構造高さが増大してしまう。所要スペースが増大する他に、素子表面が平坦でないという欠点が生じる。その結果、プリント回路板実装のためのピック・アンド・プレイス法（ｐｉｃｋ  ａｎｄ  ｐｌａｃｅ−Ｍｅｔｈｏｄｅ）は困難にのみ使用されることができる。
【０００４】
さらに、上記素子とは異なりリードフレームが省略された「ＭＩＤ素子（Ｍｏｌｄｅｄ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ  Ｄｅｖｉｃｅｓ：三次元射出成形回路部品）」が公知である。この素子の場合、任意に成形されるプラスチックボディを射出成形で製作した後に、金属被覆がプラスチックボディの表面に被着される。
【０００５】
この方法に従って製作されるオプトエレクトロニクス素子および金属被覆のレーザ構造化を介して金属被覆を製作する方法は、『４．  Ｉｎｔｅｒｎ．  Ｃｏｎｇｒｅｓｓ  Ｍｏｌｄｅｄ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  ＭＩＤ  ２０００（２０００年９月２７日〜２８日）』の第１２９頁〜第１３８頁に掲載されたＨ．Ｙａｍａｎａｋａ、Ｔ．Ｓｕｚｕｋｉ、Ｓ．Ｍａｔｓｕｓｈｉｍａ著の記事「ＭＩＤ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ｔｏ  ｍｉｎｉａｔｕｒｉｚｅ  ｅｌｅｃｔｒｏ−ｏｐｔｉｃａｌ  ｄｅｖｉｃｅｓ」から公知である。この記事に記載されたオプトエレクトロニクス素子は確かに簡単に製作されるが、図４〜図６に見て取れるようにレンズを必要とする。これにより、素子は上記欠点をやはり有している。
【０００６】
それゆえ、本発明の課題は、簡単に製作可能な改善されたオプトエレクトロニクス素子と、オプトエレクトロニクス素子を製作する簡単化された方法とを提供することである。本発明の別の課題は、プラスチックを含むボディ、特にオプトエレクトロニクス素子のためのパッケージボディに、構造化された金属被覆を施す改善された方法を提供することである。
【０００７】
上記課題は、請求項１もしくは請求項１０の特徴部に記載された特徴を備えたオプトエレクトロニクス素子と、請求項３７に記載された、プラスチックを含むボディに、構造化された金属被覆を施す方法と、請求項４１に記載された、オプトエレクトロニクス素子を製作する方法とにより解決される。本発明の有利な構成および変化形は従属請求項の対象である。
【０００８】
本発明の第１の実施形態によるオプトエレクトロニクス素子は、パッケージボディと、該パッケージボディに配置された少なくとも１つの半導体チップとを有している。パッケージボディの表面は、金属被覆される部分領域と、金属被覆されない部分領域とを有している。パッケージボディは、少なくとも２つの異なるプラスチックを有しており、該プラスチックのうちの１つが金属被覆不能であり、該金属被覆不能なプラスチックが、金属被覆されない部分領域を規定するようになっている。
【０００９】
金属被覆される部分領域と金属被覆されない部分領域とが共に、１つの平坦な面、例えばパッケージボディの１つの側面に配置されている必要はなく、むしろ、パッケージボディのすべての表面が、金属被覆される部分領域と金属被覆されない部分領域とを有するようになっていることができることに留意されたい。
【００１０】
有利には、パッケージボディに含まれる別のプラスチックが金属被覆可能に形成されている。特に有利には、この金属被覆可能なプラスチックが、パッケージボディの表面の、金属被覆される部分領域を規定する。
【００１１】
適当なプラスチックは例えば液晶ポリマー（ＬＣＰ：Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｐｏｌｙｍｅｒ）またはポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ：Ｐｏｌｙｂｕｔｈｙｌｅｎｔｅｌｅｐｈｔａｌｔｅ）である。プラスチックは有利には電気的に絶縁性に形成されており、特に有利には、例えばパラジウムのような添加剤の添加により、金属被覆可能または金属被覆不能に形成されていることができる。
【００１２】
この種のオプトエレクトロニクス素子が有する利点は、金属被覆がパッケージボディへの被着後に手間をかけて構造化される必要がなく、金属被覆不能なプラスチックおよび金属被覆可能なプラスチックにより、金属被覆の構造が既に、ハウジングボディの、例えば二成分射出成形法（Ｚｗｅｉｋｏｍｐｏｎｅｎｔｅｎ−Ｓｐｒｉｔｚｇｕｓｓｖｅｒｆａｈｒｅｎ）によりこれらのプラスチックの使用下で実施される製作中に規定されることができる点にある。これにより、金属被覆は有利には自身の被着中に構造化される。上に例示的に挙げたプラスチックはこの種の射出成形法で加工されることができる。
【００１３】
本発明の有利な構成では、オプトエレクトロニクス素子の、パッケージボディを含むパッケージが少なくとも１つの凹欠部を有しており、該凹欠部が例えばパッケージボディに形成されていることができる。凹欠部内には有利に半導体チップが配置されている。さらに、凹欠部を画定する壁は有利に、半導体チップから送信される電磁放射のためのリフレクタを形成する。壁には、反射性に形成されていると同時に、素子の電気的な接続導体として機能することができる金属被覆が施されていることができる。特に有利には、リフレクタが、半導体チップにより受信したい放射のためにも反射性に形成されている。
【００１４】
本発明の別の実施形態によるオプトエレクトロニクス素子は、少なくとも１つの凹欠部を備えたパッケージを有している。凹欠部内には、少なくとも１つの半導体チップが配置されている。凹欠部を画定する壁は、半導体チップから送信される電磁放射のためにリフレクタを形成すると同時に、素子の電気的な接続導体として機能する金属被覆を有している。
【００１５】
そのように構成されたオプトエレクトロニクス素子はレンズの省略を可能にし、有利には狭角かつ均一の放射特性または受信特性を達成することを可能にする。放射特性または受信特性は有利には専らリフレクタの構成、例えば円錐体、放物線体、双曲線体、楕円体、球体のリフレクタとして、またはこれらの立体のセグメント、例えば円錐台の形をしたリフレクタとして形成されている構成から決定される。原理的に、凹欠部、すなわちリフレクタのあらゆる任意の形状が可能である。形状付与は、金属被覆を被着するために使用される方法またはハウジングボディを製作する方法によってのみ制限される。それにより、凹欠部の、上に挙げた例示的な形成は、限定的なものと見なされるべきではない。
【００１６】
プラスチックを含む、有利にはプラスチックから成るパッケージに金属被覆を施す有利な方法は、二成分射出成形法、アディティブ式またはサブトラクティブ式のレーザ構造化、最初に全面的に金属被覆を施された表面のマスキングおよび構造化、またはマスキング技術の使用下でのリフレクタの選択的な蒸着である。
【００１７】
その際、サブトラクティブ式のレーザ構造化は、既に存在する金属被覆の、レーザ支援された方法による構造化を意味する。これに対して、アディティブ式のレーザ構造化では、金属被覆を施したい領域が、レーザ支援された方法を介して定義される。
【００１８】
有利には、少なくとも凹欠部の金属被覆を定義するために、二成分射出成形法がパッケージボディの製作のために使用される。この場合、一方の成分が少なくとも１つの金属被覆不能なプラスチックを有しており、他方の成分が少なくとも１つの金属被覆可能に形成されたプラスチックを有しており、凹欠部の金属被覆が金属被覆可能なプラスチックおよび／または金属被覆不能なプラスチックにより規定される。
【００１９】
金属被覆の構造は有利には既にパッケージボディの構成を介して規定されることができる。被着された金属被覆の、比較的手間のかかる構造化は、例えば手間のかかるアディティブ式のレーザ構造化のような、金属被覆の、構造化された被着と同様に回避されることができる。
【００２０】
凹欠部の金属被覆は、例えばＬＥＤチップとして形成された半導体チップの、高い生産量を可能にする。そのような素子の効率は、従来慣用のオプトエレクトロニクス素子に比べてかなり改善されていることができる。さらに、レンズの省略は、実質的に平坦な素子表面ならびに僅かな構造高さを可能にする。これにより、素子は技術的に簡単かつ安価にピック・アンド・プレイス法によりプリント回路板上に実装されることができる。
【００２１】
本発明の別の有利な構成では、金属被覆が絶縁ウェブ（またはより良く言えば金属被覆に設けられた絶縁ギャップ）により、電気的に互いに隔離された少なくとも２つの領域に分割されている。このことは特に僅かな構造高さを有する素子を可能にする。それというのも、半導体チップが金属被覆の第１の領域に載置され、かつ／または半導体チップと第２の領域との間の電気的な接続が凹欠部またはリフレクタ内で形成されることができるからである。
【００２２】
絶縁ウェブは有利には、凹欠部を画定する面の領域に配置されており、半導体チップと第２の領域との間の電気的な接続は凹欠部内で形成されている。換言すれば、絶縁ウェブは有利には凹欠部またはリフレクタの内部に設けられている。
【００２３】
特に有利には、絶縁ウェブが、パッケージボディの、金属被覆不能なプラスチックにより規定される。
【００２４】
絶縁ウェブの有利な構成では、絶縁ウェブが凹欠部の底面を通って延在し、半導体チップと金属被覆の第２の領域との間の電気的な接続が凹欠部の底で形成されている。これにより、有利には素子の高さを拡大することなく、より大きなリフレクタ高さが達成されることができる。これにより簡単に、一般に望まれる狭角かつ均一の放射特性もしくは受信特性が形成されることができる。それというのも、半導体チップと金属被覆との間のボンディング接続が凹欠部またはリフレクタの内部で実施されるからである。ボンディングワイヤの弧はこの変化形では有利には、凹欠部またはリフレクタにより包囲される室内に置かれている。ボンディングワイヤの弧は特に有利には凹欠部またはリフレクタの縁を超えて案内されていない。
【００２５】
上記構成の別の変化形では、絶縁ウェブが凹欠部を、少なくとも部分的に半導体チップの少なくとも１つの面対角線（平面図で見て）の延長線上を延在し、リフレクタ壁を介して凹欠部から出るように横断する。これにより、より高いリフレクタ効率が達成されることができる。半導体チップの側方から出る放射の最も大きな部分は、垂直なチップ角隅からではなく、半導体チップの側面から出る。放射の小さな部分だけが、垂直なチップ角隅から出る。それゆえ、反射しないか、または減じられて反射するにすぎない絶縁ウェブは有利には半導体チップの角隅に関する対角線の延長線上に存在する。
【００２６】
絶縁ウェブの別の有利な構成では、絶縁ウェブが、凹欠部の湾入部または湾出部の領域に配置されている。有利には、絶縁ウェブまたは湾入部または湾出部は、半導体チップにより発生させられる放射の、できるだけ小さな部分がそこに衝突するにすぎないようになっており、それによりリフレクタ効率が有利に高められるように配置されている。湾入部または湾出部は有利には凹欠部の壁に設けられている。その際、特に有利にはリフレクタ面の縮小ができるだけ小さくなるようになっている。
【００２７】
さらに、このことが有する利点は、ボンディング接続が凹欠部の壁の湾入部または湾出部の領域で実施され、凹欠部の底で実施されずに済む点にある。それにより、凹欠部の底は有利には縮小されることができる。このことは素子の大きさに対して有利に働くことができる。
【００２８】
本発明の別の有利な構成では、凹欠部内の、絶縁ウェブにより占有される面積が、金属被覆される面積よりもできるだけ小さくなるようになっている。このことは、絶縁ウェブができるだけ狭幅に構成されることを意味するに他ならない。それというのも、絶縁ウェブは、金属被覆とは異なり、一般に良好な反射特性を有していないからである。絶縁ウェブは、金属被覆の、例えばパッケージボディの表面の金属被覆不能なプラスチックに起因する簡単な遮断により生ぜしめられていることができる。この遮断の大きさは、隔離された金属被覆領域の間での短絡が回避される程度のものである。
【００２９】
別の有利な構成では、パッケージが、二成分から成るプラスチックから成る。その際、両成分のうちの一方の成分にのみ、金属被覆の被着が可能である。その際、パッケージは二成分射出成形から成る。その際、射出成形型により、金属被覆したい面および構造が既に定義される。特に、このことは有利には絶縁ウェブに該当する。パッケージが２つのプラスチックから成ることにより、この種のパッケージの製作は簡単化されることができる。それというのも、射出成形時に有利には、２つの異なる射出成形型、つまりプラスチック毎に１つの射出成形型が使用されるにすぎないからである。これにより、パッケージならびにパッケージボディを製作する手間は有利には僅かに維持されることができる。
【００３０】
パッケージボディの有利な構成では、パッケージボディが、金属被覆可能なプラスチックを含む第１のパッケージボディ部材と、金属被覆不能なプラスチックを含む少なくとも１つの別のパッケージボディ部材とを有している。第１のパッケージボディ部材は有利には、少なくとも２つの部分領域で形成されており、該部分領域が結合装置、例えばパッケージボディの部分領域に比べて小さな空間的な広がりを有しており、パッケージボディ部材を有利には機械的に安定化することができる結合ウェブを介して、機械的に互いに結合されている。
【００３１】
別のパッケージボディ部材は有利には、このパッケージボディ部材が結合装置を少なくとも部分的に包囲するように成形されているように配置されている。これにより、パッケージボディの機械的な安定性は有利には高められることができる。特に、このことは、パッケージボディ部材もしくは該パッケージボディに含まれるプラスチックが、実質的に化学的に互いに結合されていないか、または互いに化学的に結合しない場合に該当する。
【００３２】
上に挙げた構成の有利な変化形では、第１のパッケージボディ部材と別のパッケージボディ部材との間に、少なくとも１つの中間室が配置されている。中間室は例えば、中間室の領域での、パッケージボディ部材の間の化学的な結合の欠如により引き起こされていることができる。有利には、中間室はばね作用を形成する。ばね作用は、パッケージボディの機械的なひずみ、特に熱に起因する、例えば温度変動時にパッケージボディ部材の間で発生することができるひずみを実質的に補償するか、または少なくとも減じることができる。
【００３３】
素子の、本発明よる構成は自ずと、パッケージのプラスチックが任意の色に色付け可能であるという利点をもたらす。リフレクタの金属被覆を有していない従来慣用のオプトエレクトロニクス素子では、素子の高い効率を達成するために、その反射特性に基づいて明るいプラスチックの使用が一般的であった。しかし、そのようなプラスチックはＵＶ照射時に一般にエージング現象を示す。本発明による金属コーティングにより、プラスチックの表面はＵＶ放射からほぼ保護されている。それにより、リフレクタ壁の変色は明らかに減じられている。これにより、素子の信頼性も高まる。絶縁ウェブの領域でのみ、変色が発生し得る。
【００３４】
有利には、暗いプラスチックの使用が検討される。それというのも、高反射性の特性をもはや必要としないからである。
【００３５】
第２のプラスチック成分の使用はコントラストを高めるための素子の色付けを可能にする。素子全体のために、例えば黒色のプラスチックが使用されることができる。
【００３６】
有利な構成では、本発明によるオプトエレクトロニクス素子はＭＩＤである。このことは、素子の簡単な製作と、特に任意の構造形態とを可能にする。すべての金属導体および面は射出成形プロセスの終了後に初めて製作され、素子の表面上を延在する。別の利点は、互いに隣接する２つの表面が、互いに任意の角度で配置されていることができる点にある。これにより、後の素子方向付けは既にパッケージの製作時に、素子のベースの、リフレクタ底に関する傾きが相応に調節されることにより調節可能である。この異なる構成は簡単に、射出成形時の型インサートの変更により達成される。傾きが大抵の場合リードフレームの曲げの変更により調節されていた従来のＳＭＴ素子とは異なり、本発明による手段により、特に頑丈な、かつ良好に実装可能な構造形態が達成される。これにより、製作および公差に関する特にこれまで存在していた問題は減じられることができる。
【００３７】
金属被覆、特にリフレクタの金属被覆が有利には電気的な機能、例えば半導体チップのための接続導体としての電気的な機能をも請け負うことにより、特に小さな素子の形成が可能である。電気的な接続部を形成し、かつ導出するための付加的な面積を提供する必要がない。
【００３８】
別の有利な構成では、少なくとも２つの電気的な接続部が、有利にはパッケージの少なくとも２つの表面に設けられている。前成形されたパッケージに金属被覆を事後的に被着することにより、電気的な接続部は有利には任意にパッケージの表面に配置されることができる。これにより、素子の大きさはとりわけ、例えば複数の半導体チップを有するオプトエレクトロニクス素子で大抵の場合そうであるように、４つよりも多くの電気的な接続部が必要とされる場合に最小化される。特に有利には、電気的な接続部の構成が、金属被覆可能なプラスチックおよび／または金属被覆不能なプラスチックにより規定される。さらに、接続部の個数は、絶縁ウェブの経過もしくはパッケージボディの金属被覆不能なプラスチックの構成により規定されることができる。
【００３９】
熱伝導性を改善するために、パッケージに金属粒子、ヒートシンクまたは熱を通す貫通接続部が装備されているようになっている。
【００４０】
本発明は、ＭＩＤ原理に従って製作されているオプトエレクトロニクス素子において使用可能であるだけではなく、リードフレームを有する素子においても使用される。そのような構成変化形では、リフレクタ金属被覆の１つの領域が、金属製のリードフレーム（導体フレーム）により形成されている。リードフレームは例えば少なくとも部分的に凹欠部の底を形成し、その一方で、凹欠部の壁は本発明により金属被覆されている。従来慣用のＳＭＴ素子の特性はリフレクタの金属被覆により簡単に改善されることができる。特に、金属被覆は有利には金属被覆可能なプラスチックおよび／または金属被覆不能なプラスチックにより規定される。
【００４１】
パッケージ内に複数の凹欠部が設けられている場合、凹欠部は互いに異なる形で成形されていることができ、種々異なる大きさであることができ、かつ／または互いに異なる半導体チップ、例えばＬＥＤチップ、フォトダイオードチップおよびＩＣチップを収容することができる。それにより、オプトエレクトロニクス素子に組み込まれた半導体チップは、発光ダイオードおよび検出器のようなオプトエレクトロニクス半導体チップと、集積された制御回路を有するエレクトロニクス半導体チップとを有していることができる。
【００４２】
プラスチックを含むボディに、構造化された金属被覆を施す本発明による方法によれば、まずボディを、そのうちの１つが金属被覆不能である少なくとも２つのプラスチックによる二成分射出成形法で製作し、続いてボディを、金属被覆される領域と金属被覆されない領域とが形成されるように金属被覆する。その際、金属被覆されない領域は、金属被覆不能なプラスチックにより規定されるようになっている。
【００４３】
金属被覆される領域は有利には、金属被覆可能に形成されたプラスチックにより規定される。それにより、射出成形法の２つの成分は特に有利には金属被覆不能なプラスチックおよび金属被覆可能なプラスチックにより形成される。
【００４４】
有利には、金属被覆を少なくとも部分的にボディの表面に施す。ボディの表面は少なくとも部分的に金属被覆可能なプラスチックおよび金属被覆不能なプラスチックにより形成される。
【００４５】
金属被覆はボディの化学的な処理かつ／または電気的な処理により生ぜしめられることができる。有利には、化学的な処理が電気的な処理の前に実施される。
【００４６】
プラスチックを含むボディに、構造化された金属被覆を施すこの種の方法では、金属被覆の構造が既にボディの製作時に規定される。後続の構造化手段、例えばレーザ構造化は有利には省略されることができる。
【００４７】
この方法は有利には、エレクトロニクス素子、特にマイクロエレクトロニクス素子またはオプトエレクトロニクス素子のためのパッケージボディとして形成されているボディに、構造化された金属被覆を施すために使用される。
【００４８】
パッケージボディと、該パッケージボディに配置された少なくとも１つの半導体チップとを有するオプトエレクトロニクス素子の、本発明による製作法では、まずパッケージボディが、少なくとも２つの異なるプラスチックによる射出成形で製作される。その際、一方のプラスチックは金属被覆不能である。
【００４９】
続いて、パッケージボディは、パッケージボディの、金属被覆される部分領域および金属被覆されない部分領域が生ぜしめられるように金属被覆される。その際、金属被覆されない部分領域は金属被覆不能なプラスチックにより規定されており、パッケージボディの、金属被覆される部分領域は有利には、金属被覆可能に形成されたプラスチックにより規定されている。それにより、射出成形法の２つの成分は特に有利には、金属被覆不能なプラスチックおよび金属被覆可能なプラスチックにより形成される。
【００５０】
パッケージボディの、金属被覆される領域は有利にはその表面に配置されており、電気的な機能および／または反射機能を請け負うことができる。特に有利には、金属被覆されない領域は金属被覆される領域を、電気的に互いに絶縁された、半導体チップのための接続導体を形成することができる少なくとも２つの領域に隔離する。
【００５１】
この種の方法が有する利点は、既にパッケージボディの製作中に金属被覆の配置または構造が規定され得る点にある。このことは、金属被覆可能なプラスチックおよび金属被覆不能なプラスチックを、二成分射出成形法でのパッケージボディの製作時に使用することにより達成される。射出成形法の代わりに、上記形式の、プラスチックを含むボディ、特にオプトエレクトロニクス素子のためのパッケージボディを製作するために適してさえいれば、圧縮成形法またはトランスファ成形法が援用されることもできる。
【００５２】
これらの本発明による方法は有利には、上に述べたまたは以下に述べるオプトエレクトロニクス素子の製作時に使用される。その結果、オプトエレクトロニクス素子の特徴は相応に、オプトエレクトロニクス素子を製作する方法や、プラスチックを含むボディに、構造化された金属被覆を施す方法に適用することができ、その逆もまたしかりである。
【００５３】
本発明によるオプトエレクトロニクス素子および方法のその他の特徴、有利な変化形および実施形態ならびに本発明の別の利点および目的は、以下に図１〜図７を参照しながら説明する実施例から得られる。
図１ａ〜図１ｅは、半導体チップを有する第１の実施例の、上から見た概略平面図、２つの概略断面図、概略側面図および下から見た概略平面図である。
図２ａ〜図２ｆは、半導体チップを有する第２の実施例の、上から見た概略平面図、概略断面図、概略側面図、下から見た概略平面図ならびに２つの概略斜視図である。
図３ａおよび図３ｂは、半導体チップおよびリードフレームを有する第３の実施例の概略平面図および概略断面図である。
図４ａおよび図４ｂは、その都度４つの半導体チップを有する第２の実施例の概略斜視図である。
図５は、その都度１つの半導体チップが配置されている複数の凹欠部を有する実施例の概略斜視図である。
図６ａ〜図６ｃは、半導体チップを有する実施例の概略斜視図、概略断面図および別の概略斜視図である。
図７ａ〜図７ｆは、本発明による方法経過の実施例を４つの中間ステップを基に説明する概略図である。
【００５４】
実施例中、同一の構成部分または同一の機能を有する構成部分にはそれぞれ同一の符号を付与した。
【００５５】
第１の実施例による素子は、パッケージ１０に凹欠部１２が設けられている表面実装可能なオプトエレクトロニクス素子である（図１ａ参照）。凹欠部１２は、図１ｂおよび図１ｃから最もよく見て取ることができるように、円錐台の形状を有している。符号１３は凹欠部１２の壁を指しており、符号１４は凹欠部１２の底を指している。
【００５６】
底１４の中央領域に、半導体チップ５０、例えばＬＥＤチップが配置されている。パッケージ１０の表面ならびに凹欠部１２の領域には金属被覆（メタライジング）１５が施されている。金属被覆１５は２つの領域１６，１８に分割されている。領域１６，１８は絶縁ウェブ２０（またはより良く言えば絶縁スリット）により互いに電気的に隔離されている。
【００５７】
金属被覆１５の領域１６は凹欠部１２の底１４からその壁１３を介してパッケージ１０の表面３０に延在している。半導体チップ５０は金属被覆１５の領域１６に載置されており、この領域１６に電気的に接続されている。ボンディングワイヤ５２を介して、半導体チップ５０は金属被覆１５の別の領域１８に接続されている。金属被覆１５の領域１８はやはり底１４から壁１３を介してパッケージ１０の表面３０に延在している。その際、金属被覆１８は全面で電気的に金属被覆１５の領域１６から隔離されている。
【００５８】
リフレクタ内の、金属被覆１５により占有される面積は、絶縁ウェブ２０により占有される面積に比べてできるだけ大きい。絶縁ウェブ２０の領域では、金属被覆された領域に比べて、半導体チップから発生させられる光の反射が明らかに少ないので、絶縁ウェブは、半導体チップ５０の面対角線の延長線上に位置するように凹欠部１２を横断する。この図面では、絶縁ウェブがチップの表面対角線の延長線上を角度３５の下で底１４および壁１３に沿って凹欠部１２から導き出されている。このデザインにより、高いリフレクタ効率が達成される。それというのも、半導体チップ５０から放射される光線の最も大きな部分は、直立した角隅からではなく、半導体チップ５０の側面から出るからである。
【００５９】
図１ａに示したオプトエレクトロニクス素子の、図１ａに記入した線Ａ−Ａに沿った断面図（図１ｂ）から、凹欠部１２もしくはリフレクタの、円錐台状の形状と、２つの領域１６，１８に分割された金属被覆１５とが明らかである。半導体チップ５０は凹欠部１２の底１４に配置されている。ボンディングワイヤ５２は絶縁ウェブ２０を横断し、半導体チップ５０の、底１４とは反対側の面を金属被覆１８に接続する。図１ｂから、絶縁ウェブ２０が底１４から壁１３に沿って表面３０に延在していることがよく見て取れる。
【００６０】
図１ｃは、図１ａに記入した線Ｂ−Ｂに沿った断面を示している。この図面から、リフレクタの壁１３の、目視可能な範囲に一貫して金属被覆１５の領域１６が設けられていることが明らかである。
【００６１】
図１ｄおよび図１ｅは、金属被覆１５の領域１６，１８が表面２８に沿ってパッケージの背面にまで延在しており、外的な電気的な接続部３８，４０を形成していることを示している。
【００６２】
電気的な接続部３８，４０を、側方の表面２８，２２にも、背面を形成する表面２４にも配置したことにより、このオプトエレクトロニクス素子はトップルッカ（Ｔｏｐｌｏｏｋｅｒ）としてもサイドルッカ（Ｓｉｄｅｌｏｏｋｅｒ）としても使用される。
【００６３】
図１ａ〜図１ｅに示したオプトエレクトロニクス素子はＭＩＤである。このことは、パッケージボディ１０が射出成形法で製作されることを意味する。ここでは有利には、二成分射出成形法が使用される。二成分射出成形法では、少なくとも２つの異なるプラスチックが使用される。その際、少なくとも２つのプラスチックのうちの１つにのみ、金属被覆が可能である。既に射出成形プロセス中に、有利にはどの箇所で金属被覆が実施され得るかが規定される。続いて、金属被覆は例えば化学的な処理および／または電気的な処理により形成される。
【００６４】
図１に示した本発明によるオプトエレクトロニクス素子の利点は、リフレクタとして形成される凹欠部１２の金属被覆により、従来の素子に比べて高い効率が達成される点にある。（金属リフレクタを備えたラジアル素子と同様の）リフレクタ壁における反射により、リフレクタ幾何学形状が相応に適合されていれば、狭角かつ均一の放射特性が生ぜしめられることができる。その際、リフレクタの幾何学形状は射出成形プロセスにより確定される。リフレクタは、図示したものとは異なり、放物面リフレクタ、球面リフレクタの形や、その他の適当な形で形成されていることができる。
【００６５】
図１に示した素子はレンズの省略を許可する。これにより、平坦な表面および小さな構造高さが達成される。半導体チップの電気的な接続がリフレクタの内部で行われることにより、オプトエレクトロニクス素子の構造高さはさらに減じられることができる。
【００６６】
図２ｂは、図２ａに記入した線Ｂ−Ｂに沿った断面を示している。この図面から、素子の表面２２，２４および２６，２８が互いに直交して配置されているのではなく、表面２４が表面２２に対して角度３６でもって傾いていることがよく判る。表面２４と表面２６とは例示的に互いに直角に配置されているにすぎない。上記表面のうちのどの表面でもって、オプトエレクトロニクス素子が構成群担体に固定されるかに応じて、反射器の底１４の、素子のベース２４または２６に対する傾きが決定される。角度３６を変更することにより、素子の方向付けは自由に選択されることができる。
【００６７】
外的な電気的な接続のために、金属被覆１６，１８は凹欠部を起点として表面３０（素子の上面）を介して側面２２，２８に沿って面２４，２６に延在している。
【００６８】
図２ｅおよび図２ｆは第２の実施例をその都度斜視的な図面で示している。より詳しく言えば、図２ｅは斜め上から見た図であり、図２ｆは斜め下から見た図である。
【００６９】
図３に示した第３の実施例、すなわち表面実装可能な素子（ＳＭＴ素子）は、リードフレーム４２，４４を装備している。図３ａはＳＭＴ素子の平面図を示しており、図３ｂは、図３ａに記入した線Ａ−Ａに沿った断面を示している。
【００７０】
この種の従来慣用のＳＭＴ素子に対して、本発明では、金属被覆が凹欠部１２の壁１３に設けられている。その際、壁１３の金属被覆は例えば金属被覆可能なプラスチックおよび／または金属被覆不能なプラスチックにより規定されていることができる。金属被覆により、素子の光学特性はかなり改善される。半導体チップ５０は、電気伝導性のヒートシンク４６に配置されている。ヒートシンク４６はリードフレーム接続部４２に電気的に接続されている。ボンディングワイヤ５２を介して、半導体チップ５０は第２のリードフレーム接続部４４に電気的に接続されている。短絡を回避するために、電気伝導性のヒートシンクと、凹欠部１２の壁１３に設けられた金属被覆との間には、電気的なコンタクトが一切存在しない。
【００７１】
図４ａおよび図４ｂは、著しく概略的に、その都度例えば４つの半導体チップ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄを有する表面実装可能なオプトエレクトロニクス素子を示している。
【００７２】
図４ａでは、その都度１つの凹欠部１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄに、まさに１つの半導体チップ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄが配置されている。各凹欠部１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄには、先述の実施例で説明されているように、金属被覆が施されている。金属被覆は見通しのために図面から省略されている。
【００７３】
凹欠部１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ内の各金属被覆は、絶縁ウェブ、例えば金属被覆不能なプラスチックの領域に配置されていることができ、この図面に示されていない絶縁ウェブにより、電気的に互いに隔離された２つの領域に分割されている。金属被覆の一方の領域には、その都度半導体チップが配置されており、金属被覆の他方の領域に通じるボンディング接続部を有している。金属被覆の各領域は導体路を介して電気的な接続部３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄもしくは４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄに接続されている。その都度２つの電気的な接続部が素子の４つの側面に配置されている。さらに、電気的な接続部は、素子の、この図面では目視不能の背面に配置されていることもできる。
【００７４】
凹欠部１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄの金属被覆のその都度の領域が相互に電気的なコンタクトを有していない限り、半導体チップ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄは互いに独立的に制御されることができる。ただし、半導体チップ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄが、凹欠部内ならびに素子の表面上に存在する金属被覆により、互いに電気的に接続されていることも考えられる。
【００７５】
図４ｂは類似の配置を示しているが、ここでは、４つの半導体チップ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄが唯一の凹欠部１２内に配置されている。この変化形の場合も、凹欠部を包囲する面（Ｈｕｅｌｌｆｌａｅｃｈｅ）、すなわち凹欠部の内面に設けられた金属被覆の領域は、半導体チップ５０ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ間の電気的なコンタクトが形成されていないように構成されていることができる。ただし、金属被覆の、相応の構成時には、電気的な接続が当然可能である。この図面でも、見通しの理由から、金属被覆の経過の図示を省略した。金属被覆の構造は例えば金属被覆不能なプラスチックおよび／または金属被覆可能なプラスチックにより規定されることができる。電気的な接続部３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄもしくは４０ａ，４０ｂ，４０ｃ，４０ｄはやはり素子の４つのすべての側面に存在している。その際、その都度２つの電気的な接続部が１つの表面に配置されている。
【００７６】
図５に示した実施例では、リフレクタとして形成される８つの凹欠部１２ａ，１２ｂ，・・・，１２ｈが相並んでパッケージ１０内に収容されている。各リフレクタは半導体チップ５０ａ，５０ｂ，・・・，５０ｈを装着している。例えばパッケージボディの金属被覆不能なプラスチックおよび／または金属被覆可能なプラスチックにより規定されることができる金属被覆の配置は、この図面では見通しの理由から省略されたが、図１または図２に示されているように実施されることができる。互いに対向して位置する２つの側面に、その都度電気的な接続部３８ａ，３８ｂ，・・・，３８ｈもしくは４０ａ，４０ｂ，・・・，４０ｈが配置されている。電気的な接続部３８ａ，３８ｂ，・・・，３８ｈもしくは４０ａ，４０ｂ，・・・，４０ｈは金属被覆の領域へのその都度１つの電気的な接続を有している。電気的な接続部３８ａ，３８ｂ，・・・，３８ｈもしくは４０ａ，４０ｂ，・・・，４０ｈはやはり、「棒（Ｂａｒｒｅｎ）」として構成された素子の背面に配置されており、希望に合わせて切断により個々の素子に分割される。
【００７７】
図４ａ、図４ｂおよび図５に示した素子はトップルッカとしてもサイドルッカとしても構成群上に配置されることができる。
【００７８】
図６ａ、図６ｂおよび図６ｃには、それぞれ異なる角度から見た、本発明によるオプトエレクトロニクス素子の別の実施例の概略図が示されている。
【００７９】
図６ａは概略的にオプトエレクトロニクス素子の斜視図を示している。
【００８０】
オプトエレクトロニクス素子の、パッケージ１０が有するパッケージボディ５７は、壁１３と底１４とを備えた凹欠部１２を有している。底１４には、半導体チップ５０が配置されている。パッケージボディ５７の表面３０は金属被覆１５を有している。金属被覆１５は絶縁ウェブ２０により、電気的に互いに絶縁された２つの部分領域１６，１８に分割される。２つの部分領域１６，１８は、半導体チップ５０をコンタクト形成するための電気的な接続部３８，４０を表面３２，２４もしくは３３，２４に形成する。半導体チップ５０は、凹欠部１３の底１４に設けられた金属被覆１６を介して電気伝導性に接続部３８に接続されており、ボンディングワイヤ５２を介して接続部４０に電気伝導性に接続されている。
【００８１】
金属被覆１５は電気的な機能を請け負うとともに、半導体チップ５０により発生させられる放射および／または半導体チップに入射する放射のために反射性に形成されている。例えば、この種の金属被覆はＡｕを含んでいる。
【００８２】
金属被覆、特に表面３０に設けられた金属被覆１５の構造と、接続部３８，４０の構造とは、この実施例では、金属被覆不能なプラスチック５４および金属被覆可能に形成されたプラスチック５３により規定される。両プラスチックを使用して、パッケージボディは例えば二成分射出成形法で製作されている。
【００８３】
例えば、プラスチック５３，５４はＬＣＰ材料を含んでいる。その際、金属被覆可能なプラスチック５３は有利には添加剤、例えば粒子の形で形成されており、例えばパラジウムのような金属を含んでいる添加剤を有している。添加剤は有利にはこのプラスチックの金属被覆を容易にする。
【００８４】
「金属被覆不能なプラスチック」という概念は、本発明の枠内では、このプラスチックの金属被覆、少なくとも構造化された金属被覆のための金属材料による金属被覆が不可能であるか、または金属被覆可能なプラスチックに比べてかなりの手間をかけてのみまたは困難にのみ可能であることと理解されることができる。
【００８５】
絶縁ウェブ２０はパッケージボディ５７の表面３０の領域に配置されている。この領域で、表面３０は金属被覆不能なプラスチック５４により形成される。表面２２，２８は本例では金属被覆から解放されている。それというのも、このことが、この種の素子の、特に大量の個数の製作時に利点を有しているからである（図７参照）。
【００８６】
それにより、既にパッケージボディ５７の製作中に、後から被着される金属被覆１５の構造が規定されることができる。
【００８７】
絶縁ウェブ２０は、凹欠部１２の、その他の部分では実質的に放物線状の横断面を有する壁１３の湾出部５８の領域に延在している。このことが有する利点は、半導体チップ５０から出る放射の、極めて小さな部分が、全く反射しないか、または金属被覆１６に比べて反射しにくいプラスチック５４に衝突するにすぎないという点にある。これにより、オプトエレクトロニクス素子、特に実質的に凹欠部の金属被覆１６により形成されるリフレクタの効率が高められることができる。
【００８８】
半導体チップ５０は有利には、凹欠部の壁１３を含む放物面の焦点の領域に配置されており、例えばＬＥＤチップ、レーザダイオードチップ、フォトダイオードチップのような送信器または受信器として、またはその他の半導体チップ、特にオプトエレクトロニクス半導体チップとして形成されていることができる。
【００８９】
図６ｂには、ボンディングワイヤ５２を含む平面に沿った、図６ａに示した素子の概略断面図が示されている。
【００９０】
ここでは、凹欠部１２の壁１３の、実質的に放物面状の構成と、凹欠部内に配置されていて、チップ５０を少なくとも部分的に被覆していて、有利には有害な外的影響から保護しているカバー５６とを見て取ることができる。特に有利には、カバー５６の表面が半導体チップ５０に向かって湾曲しているかつ／または表面３０を超えて張り出していない。これにより、素子の高さは有利には僅かに維持されることができる。ボンディングワイヤ５２も、この実施例では、表面３０を超えて導出されておらず、カバー５６により被覆されている。
【００９１】
さらに、金属被覆可能なプラスチック５３と金属被覆不能なプラスチック５４とを備えたパッケージボディ５７の構造が見て取れる。この構造は金属被覆１６，１８の形状、ひいては金属被覆不能なプラスチックの領域に形成されている絶縁ウェブ２０の経過、ならびにパッケージボディ５７の表面２４，３０，３２または３３に設けられる接続部３８，４０を規定する。
【００９２】
オプトエレクトロニクス素子はこの実施例では、表面３０に対向して位置する表面２４に接続部３８，４０を有するトップルッカとして形成されている。射出成形プロセス中に型を変更することにより、凹欠部の別の配置または金属被覆１５、ひいては接続部３８，４０の別の構造が達成されることができることにより、別の形成、例えばサイドルッカが製作されることもできる。サイドルッカは、図６ａに示した形で、例えば半導体チップ５０の電気的なコンタクト形成が表面３２上の接続部３８を介してかつ表面３３上の接続部４０を介して実施され、素子、特に凹欠部が相応に方向付けられることにより形成されることもできる。
【００９３】
表面実装可能なオプトエレクトロニクス素子の、表面２４，３０，３２または３３に設けられた接続部３８，４０は、例えばプリント回路板の導体路にはんだ付けされることができる。はんだ付けの間、素子は高い温度に曝されていることができる。特に、このことは、表面２４の側ではんだ付けされる場合、接続部３８，４０の領域と、パッケージボディ５７の、隣接する金属被覆可能なプラスチック５３および金属被覆不能なプラスチック５４とに該当する。
【００９４】
その結果として、プラスチックと金属被覆との異なる熱膨張は、素子の、高い機械的な負荷へとつながり、やはり機能障害または完全な失陥へとつながることができる。つまり、例えばはんだ付けは金属被覆１５の、接続部３８，４０の領域での疲労へとつながることができる。このことはプリント回路板への電気的なコンタクトの悪化を結果として伴うことができる。同じことは、素子が一般に運転中に曝されていることができる高い温度差にも該当する。それというのも、金属被覆は、チップ５０で発生する熱の少なくとも一部を導出するからである。特に、例えば高出力レーザチップのような高出力チップにとって、このことは大きな意味を有している。
【００９５】
この機械的な負荷に抗して、パッケージボディに設けられた小さなスリット５５が作用する。スリット５５は有利には接続部３８，４０の周辺の領域に、特に有利には金属被覆可能なプラスチック５３と金属被覆不能なプラスチック５４との間に配置されている。接続部３８，４０の温度上昇時、スリット５５は一種のばねを形成する。このばねは有利には、パッケージボディ５７に対する、特に熱に起因するひずみによる機械的な負荷を減じる。図６ａおよび図６ｂに、このことは、この領域に引かれた破線により示されている。
【００９６】
パッケージボディ５７に設けられたこの種のスリット５５は有利には既に二成分射出成形中に、例えば実質的に互いに化学的に不活性であり、それゆえ、困難にのみ互いに化学的に結合するプラスチック５３，５４、例えば、プラスチック５３，５４を含んでいることができる適当に形成されたＬＣＰが使用されることにより形成されることができる。
【００９７】
ただし、スリット５５は射出成形プロセス後に、公知の構造化法、例えば機械的な構造化法により設けられることもできる。
【００９８】
パッケージボディ５７の安定性を高めるために、有利には少なくともパッケージボディ５７の一部、特に有利には金属被覆可能なプラスチック５３を含む部分が一貫して１つの部材から、すなわち一体的に形成されている。このことは有利には、図６ｃに示されているように、結合ウェブ５９により達成される。結合ウェブ５９は、パッケージボディ５７の、金属被覆不能なプラスチックを含む領域内に形成されている。結合ウェブ５９は、パッケージボディ５７の部分領域６０と部分領域６１との間の機械的な結合を保証する。この種の結合は、図１〜図５の実施例でも行われていることができる。
【００９９】
図６ｃは概略的に、金属被覆不能なプラスチック５４を有していない、図６ａに示したパッケージボディ５７の斜視図を示している。金属被覆不能なプラスチック５４は見通しのために図示されていない。結合ウェブはこの実施例では中間室６２により隔離されている。この中間室は、パッケージボディの、ここに示した部材への、金属被覆不能なプラスチック５４による高い貫入を許可する。これにより、図６ｂに示されているような、金属被覆不能なプラスチック５４の領域の、実質的にＬ字形の横断面により、パッケージボディの安定性が高められる。特にこのことは、プラスチック５３，５４が実質的に互いに化学的に結合しない場合に該当する。
【０１００】
図３に示した実施例を除くすべての例は、素子がＭＩＤとして構成されているという点で共通している。この製作技術により、任意に構成されるパッケージおよび任意に構成されるリフレクタが簡単に製作される。金属被覆の被着は、上に挙げた二成分射出成形法で、レーザ構造化またはマスキング法により実施されることができる。二成分射出成形法は、パッケージボディの構成、金属被覆の形成および／または接続部の形成に関する最大の自由度を許可する。有利には、金属被覆の構造化は省略されることができる。金属被覆は、金属被覆不能なプラスチックおよび金属被覆可能なプラスチックを、二成分射出成形法でのパッケージボディの製作時に使用することにより、金属被覆プロセス中に少なくとも部分領域で自ずと構造化されることができる。
【０１０１】
図７には、オプトエレクトロニクス素子を製作する本発明による方法の一実施例の概略図が示されている。この方法について、図７ａ〜図７ｆに示した中間ステップを参照しながら説明する。
【０１０２】
この実施例では概略的に、図６に示したオプトエレクトロニクス素子に類似したオプトエレクトロニクス素子の製作が示されている。
【０１０３】
図７ａには、オプトエレクトロニクス素子のパッケージボディの、第１の方法ステップで、金属被覆可能なプラスチック５３による射出成形法で製作される第１の部材５７ａの平面図が示されている。パッケージボディ部材５７ａの形状は適当な型により射出成形時に規定される。
【０１０４】
金属被覆可能なプラスチック５３は有利にはＬＣＰまたはＰＢＴと、特に有利には添加剤、例えばパラジウムのような金属を含んでいる。有利には、添加剤が、金属被覆可能なプラスチック５３の、後の金属被覆を容易にする。
【０１０５】
パッケージ部材５７ａはこの実施例では一体的に形成されている。パッケージ部材５７ａの領域６０，６１は結合ウェブ５９を介して機械的に互いに結合されている。領域６０には、壁１３と底１４とを有する複数の凹欠部１２が形成されている。凹欠部１２は有利には、領域６０内の凹欠部１２の個数を有利に高く構成し、それにより製作法の効率を最適化するために、互いにできるだけ小さな横方向の間隔を置いて配置されている。その際、この間隔の大きさは、後にこの領域で個々の素子に個別化することを許可するのに十分な程度であることに留意すべきである。凹欠部１２は底１４と同様にこの実施例では平面図で見て実質的に円形に形成されている。凹欠部１２の壁１３には、湾出部５８が設けられている。湾出部５８はパッケージボディ部材５７ａの領域６０，６１に形成されており、結合ウェブ５９の領域を超えて延在している。結合ウェブ５９は凹欠部の領域で中間室６２により互いに隔離されている。
【０１０６】
図７ｂは、パッケージボディ部材５７ａの側面図を示している。パッケージボディ部材５７ａは、金属被覆可能なプラスチック５３を含んでおり、結合ウェブ５９を介して機械的に互いに結合されている領域６０，６１を有している。
【０１０７】
結合ウェブ５９はパッケージボディ部材５７ａの領域６０，６１を有利には機械的に安定に結合する。その結果、パッケージボディ部材５７ａの、後続のプロセス中の取扱いが容易になる。
【０１０８】
続いての方法ステップでは、金属被覆不能なプラスチック５４による別の射出成形プロセスで、別のパッケージボディ部材５７ｂが製作される。パッケージボディ部材５７ｂは結合ウェブ５９の領域に配置されている。
【０１０９】
金属被覆不能なプラスチック５４は有利にはＬＣＰを含んでおり、特に有利には金属被覆可能なプラスチック５３とは異なり実質的に添加剤から解放されている、すなわち添加剤を有していない。
【０１１０】
この射出成形プロセスに由来する構造は図７ｃの平面図に示されている。この場合、金属被覆不能なプラスチック５４を含むパッケージボディ部材５７ｂは、パッケージボディ部材５７ａの、結合ウェブを介して結合された領域６０，６１の間に配置されている。特に、金属被覆不能なプラスチックはこの実施例では結合ウェブ５９の間の中間室６２内に配置されている。これにより、パッケージボディ部材５７ａ，５７ｂを有するパッケージボディ５７の、機械的な安定性は高められることができる。このことは特に、金属被覆可能なプラスチック５３および金属被覆不能なプラスチック５４が全く化学的に結合しないか、または困難にのみ化学的に結合する場合に該当する。その結果、パッケージボディ５７の安定性は実質的に結合ウェブ５９のような機械的な手段により保証される。
【０１１１】
パッケージボディ５７の表面は少なくとも部分領域で、金属被覆可能なプラスチック５３および金属被覆不能なプラスチック５４を有している。両プラスチックは、プラスチックを含むボディ、特にオプトエレクトロニクス素子のためのパッケージボディ５７を製作する、図７ａ〜図７ｄに示した中間ステップを参照しながら概略的に説明する二成分射出成形法の２つの成分を形成する。
【０１１２】
続いて、パッケージボディ５７には、パッケージボディの表面の、金属被覆可能なプラスチック５３により形成される領域６０，６１に、金属被覆１５が生ぜしめられるように、構造化された金属被覆が施される。
【０１１３】
有利な構成では、このためにパッケージボディ５７が、有利には少なくとも表面３０の側でエッチングプロセスに曝される。エッチングプロセスは、プラスチックには作用するものの、金属被覆可能なプラスチック内の添加剤を実質的に不変のまま残す。これにより、添加剤、例えば粒子の形をしたパラジウムの密度が、金属被覆可能なプラスチック５３により形成されるパッケージボディの表面の部分で高められる。続いて、化学的な処理により、金属、例えばＣｕが被着される。金属は実質的に添加剤にのみ堆積する。それにより、金属被覆不能なプラスチック５４の領域は実質的にＣｕ原子および添加剤から解放されている。これに対して、金属被覆可能なプラスチック５３の領域は実質的に全面的に、例えば１μｍ〜２μｍの厚さのＣｕ層により覆われている。このＣｕ層は添加剤へのＣｕの堆積に由来する。添加剤の密度は金属被覆可能なプラスチック５３の表面でエッチングプロセスにより有利には高められている。さらに続いての化学的なプロセスかつ／または電気的なプロセスを介して、続いて、別の金属、例えばＮｉおよび／またはＡｕが、金属被覆可能なプラスチック５３の、Ｃｕを施された領域に被着されることができる。その際、Ａｕは有利には少なくとも部分的に、そのようにして生ぜしめられた金属被覆１５の表面を形成する。
【０１１４】
金属被覆プロセスから得られる構造は図７ｅに平面図で示されている。
【０１１５】
パッケージボディ５７には、金属被覆可能なプラスチック５３の領域６０，６１に、例えばＡｕを含む、有利には全面的な金属被覆１５が施されている。金属被覆１５は、金属被覆不能なプラスチック５４の領域に配置された絶縁ウェブ２０により、有利には２つの、電気的に互いに絶縁された部分領域１６，１８に隔離される。凹欠部１２の底１４および壁１３には金属被覆１６が施されている。このようにして、プラスチックを含むボディ、特にオプトエレクトロニクス素子のためのパッケージボディには、構造化された金属被覆が施されることができる。金属被覆の構造は既にボディの製作中に両プラスチック成分の形成により規定されることができる。
【０１１６】
もちろん、複数の異なるプラスチック、特に金属被覆可能なプラスチックが使用されることもできる。これにより、異なるプラスチックが、例えばＡｇ、ＡｕまたはＡｌを含む異なる金属被覆を有することが達成されることができる。
【０１１７】
金属被覆された領域１６，１８は有利には半導体チップ５０のための接続導体を形成する。続いて、半導体チップ５０は例えばはんだを介して凹欠部１２の底１４に固定される。その際、半導体チップ５０は有利には電気伝導性に、例えばはんだを介して、金属被覆１６に接続される。
【０１１８】
続いて、ボンディングワイヤ５２を介して半導体チップ５０は金属被覆１５の領域１８に電気伝導性に接続される。続いて、カバー５６、例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂またはシリコーン樹脂が凹欠部内に注入されることができる。このカバー５６は半導体チップ５０を有害な外的影響から保護する。このことは図７ｆの平面図に示されている。
【０１１９】
半導体チップ５０が例えばオプトエレクトロニクスチップとして形成されている場合、凹欠部１２の金属被覆１６は有利には半導体チップ５０のための電気的な接続導体として役立つと同時に、半導体チップにより発生させられるか、または受信したい放射のためのリフレクタとして役立つ。
【０１２０】
それにより、プラスチック５３，５４は有利には既にパッケージボディ５７の金属被覆前に、この金属被覆の構造、ひいてはオプトエレクトロニクス素子の、後の電気的な接続部３８，４０の構造を規定する。オプトエレクトロニクス素子は、図７ｅに示した構造から個別化により完成されることができる。特に、この種の方法は、大量の個数のオプトエレクトロニクス素子を製作するために適している。
【０１２１】
本特許出願は、２００３年９月２８日付けのドイツ連邦共和国特許出願第１０３０８９１７．９号明細書の優先権および２００３年９月２６日付けのドイツ連邦共和国特許出願第２０３１４９６６．１号明細書の優先権を主張する。これにより、両明細書のすべての開示内容はその引用によって明確に本願明細書に取り込まれる。
【０１２２】
本発明の保護範囲は実施例を参照しながらの本発明の説明により限定されるものではない。むしろ、本発明はあらゆる新規の特徴ならびにこれらの特徴の組み合わせを包含する。このことは、たとえこの組み合わせが明確に請求項に記載されていなくても、特許請求項に記載された特徴のあらゆる組み合わせを包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】半導体チップを有する第１の実施例の、上から見た概略平面図、２つの概略断面図、概略側面図および下から見た概略平面図である。
【図２】半導体チップを有する第２の実施例の、上から見た概略平面図、概略断面図、概略側面図、下から見た概略平面図ならびに２つの概略斜視図である。
【図３】半導体チップおよびリードフレームを有する第３の実施例の概略平面図および概略断面図である。
【図４】その都度４つの半導体チップを有する第２の実施例の概略斜視図である。
【図５】その都度１つの半導体チップが配置されている複数の凹欠部を有する実施例の概略斜視図である。
【図６】半導体チップを有する実施例の概略斜視図、概略断面図および別の概略斜視図である。
【図７】本発明による方法経過の実施例を４つの中間ステップを基に説明する概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図７Ｆ】
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