(57)【要約】本発明は、放射の放出及び受動又はそのいずれか一方を行う少なくとも１つの半導体チップ（１）を有し、半導体チップ（１）はハウジング基体（３）の凹所（２）内に配置され、そこに被覆材（４）によりカプセル化され、被覆材（４）は半導体チップ（１）によって放出及び受動又はそのいずれか一方の行われる電磁放射に対し良好な透過性を有する放射の放出及び受動又はそのいずれか一方を行う半導体コンポーネントに関する。本発明によれば、凹所（２）は、内部に半導体チップ（１）が固定されるチップ収容部（２１）と、チップ収容部（２１）を凹所（２）内において少なくとも部分的に囲む溝（２２）とを有し、チップ収容部（２１）と溝（２２）との間にハウジング基体（３）は壁部（２３）を有し、その頂点はチップ収容部の底面から見て、ハウジング基体（３）の表面であってそこからハウジング基体（３）中への凹所（２）が続くハウジング基体（３）の表面のレベルの下にあり、被覆材（４）はチップ収容部（２１）から壁部を越え溝（２２）に掛かる。本発明はさらに対応するハウジング基体に関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射の放出及び受動又はそのいずれか一方を行う少なくとも１つの半導体チップ（１）を有し、半導体チップ（１）は一まとまりのハウジング基体（３）の凹所（２）内に配置され、そこに被覆材（４）により覆われ、被覆材（４）は半導体チップ（１）によって放出及び受動又はそのいずれか一方の行われる電磁放射に対し良好な透過性を有する放射の放出及び受動又はそのいずれか一方を行う半導体コンポーネントにおいて、
ハウジング基体は凹所（２）内に半導体チップ（１）が固定されるチップ収容部（２１）とチップ収容部（２１）を少なくとも部分的に囲む溝（２２）とを有し、チップ収容部（２１）と溝（２２）との間にハウジング基体（３）に壁部（２３）を有し、その頂点はチップ収容部（２１）の底面から見て、ハウジング基体（３）の表面であってそこからハウジング基体（３）中への凹所（２）が続くハウジング基体（３）の表面のレベルの下にあり、
被覆材（４）は一つにまとまって形成され、チップ収容部（２１）から壁部を越え溝（２２）に掛かる
ことを特徴とする半導体コンポーネント。
【請求項２】
被覆材（４）がシリコーンを含むことを特徴とする請求項１記載のコンポーネント。
【請求項３】
被覆材（４）がゲル状の硬さを有することを特徴とする請求項１又は２記載のコンポーネント。
【請求項４】
壁部（２３）に少なくとも１つの係止要素（２４）が形成され、この係止要素は被覆材中に突出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のコンポーネント。
【請求項５】
壁部（２３）に分布して、特にチップ収容部の周りに均一に壁部に分布して、複数の係止要素（２４）が配置され、係止要素は壁部から始まり被覆材中に突出することを特徴とする請求項４記載のコンポーネント。
【請求項６】
係止要素（２４）が壁部から突出する係止突出部又はリブとして形成され、被覆材（４）は係止要素（２４）の周りにループ状に置かれ、係止要素（２４）が少なくとも部分的に被覆材（４）から突出することを特徴とする請求項４記載のコンポーネント。
【請求項７】
係止要素が壁部から突出する係止突出部又はリブとして形成され、被覆材（４）は係止要素上に掛かっていることを特徴とする請求項４又は５記載のコンポーネント。
【請求項８】
溝（２２）中の被覆材（４）がチップ収容部の周りに一貫した係止リング及びシールリング又はそのいずれか一方を形成することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載のコンポーネント。
【請求項９】
チップ収容部（２１）が半導体チップによって放出及び受動される又はそのいずれか一方の放射に対する反射器収容部として形成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載のコンポーネント。
【請求項１０】
ハウジング基体（３）が金属のリードフレーム（６）に、成形材から一つにまとまって、特に射出成形又は圧縮成形により前もって作り上げられていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載のコンポーネント。
【請求項１１】
被覆材（４）中に少なくとも１つの発光物質（７）が混ぜ合わされており、その発光物質が半導体チップから放出された放射の一部を吸収し、吸収した放射に比して変えられた波長を有する放射を放出することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１つに記載のコンポーネント。
【請求項１２】
壁部が少なくとも１つの空所（５２）を有し、この空所を通して少なくとも１つのチップ接続導線（５）が、半導体チップ（１）からコンポーネントの電気的接続導体（６１）の導線接続領域（５１）まで導かれていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１つに記載のコンポーネント。
【請求項１３】
半導体チップが紫外線を放出することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１つに記載のコンポーネント。
【請求項１４】
放射の放出及び受動又はそのいずれか一方を行う少なくとも１つの半導体チップにより放射を放出及び受動又はそのいずれか一方を行う半導体コンポーネントのためのハウジング基体であって、半導体チップ（１）のための凹所（２）を有し、この凹所内に半導体チップが被覆材によりカプセル化され得るハウジング基体において、
凹所（２）は、半導体チップ（１）が内部に固定されているチップ収容部（２１）及びチップ収容部（２１）を凹所（２）内で少なくとも部分的に囲む溝（２２）を有し、チップ収容部（２１）と溝（２２）との間においてハウジング基体（３）は壁部（２３）を有し、その頂点はチップ収容部（２１）の底面から見て、ハウジング基体（３）の表面であってそこからハウジング基体（３）中への凹所（２）が続くハウジング基体（３）の表面のレベルの下にある
ことを特徴とするハウジング基体。
【請求項１５】
壁部（２３）に少なくとも１つの係止要素（２４）が形成されていることを特徴とする請求項１４記載の半導体コンポーネント。
【請求項１６】
壁部（２３）に複数の係止要素（２４）が配置され、係止要素はチップ収容部の縁部に沿って分布し、特に相互に同じ距離をもってチップ収容部の縁部に沿って分布していることを特徴とする請求項１４記載の半導体コンポーネント。
【請求項１７】
溝（２３）はチップ収容部（２１）から見て係止要素（２４）の後方を一貫しており、被覆材（４）が溝（２２）内において一貫した係止又はシールバンド、特に一貫した係止又はシールリング（４１）をチップ収容部（２１）の周りに形成し得るようになっていることを特徴とする請求項１４〜１６のいずれか１つに記載の半導体コンポーネント。
【請求項１８】
チップ収容部（２１）が半導体チップによって放出及び受動される又はそのいずれか一方の放射に対する反射器収容部として形成されていることを特徴とする請求項１４〜１７のいずれか１つに記載の半導体コンポーネント。
【請求項１９】
ハウジング基体（３）が金属のリードフレーム（６）に射出成形又は圧縮成形によってあらかじめ作り上げられていることを特徴とする請求項１４〜１８のいずれか１つに記載の半導体コンポーネント。
【請求項２０】
壁部が少なくとも１つの空所を有し、この空所を通して少なくとも１つのチップ接続導線（５）が半導体チップ（１）からコンポーネントの電気的接続導体（６１）の導線接続領域まで導かれ得ることを特徴とする請求項１４〜１９のいずれか１つに記載の半導体コンポーネント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に従う電磁放射の放出及び受動又はそのいずれか一方を行う半導体コンポーネント、及び請求項１４の上位概念に従うハウジング基体に関する。
【０００２】
本発明は特に、とりわけリードフレーム・ベースの表面取り付け可能なオプトエレクトロニク・コンポーネントに関し、そのコンポーネントにおいては半導体チップがハウジング基体の凹所内に配置され、そこに固定されている。ハウジング基体は好ましくは、半導体チップが凹所内に取り付けられる前にあらかじめ作り上げられている。
【０００３】
本出願は、独国特許出願第10303727.6号の優先権を請求し、その特許出願の開示内容が参照されるものである。
【０００４】
このような半導体コンポーネントは例えば「シーメンス・コンポーネンツ（Siemens Components）」第29巻(1991年)第4号の第147〜149頁から知られている。従来は、被覆材として例えばエポキシ樹脂ベースの流し込み材料が使用される。しかしながらこのような流し込み材料はしばしば紫外線に対し抵抗力がない。
【０００５】
放射の放出及び受動又はそのいずれか一方を行うオプトエレクトロニク半導体コンポーネントの紫外線に対する安定性を改善するため、シリコーン樹脂からなる被覆材を用いることが提案されている。しかしながらこの被覆材は、例えばエポキシ樹脂が行うような、ハウジング基体に対し従来使用されてきた材料との固い結合をしないという難点を必然的に伴う。それ故被覆材としてシリコーン樹脂を使用する場合には、機械的又は熱的負荷がかかるとハウジング基体と被覆材との間に層剥離が生ずる危険性が高まり、この層剥離は凹所の上縁に始まり凹所内へ広がる。このことは、層剥離領域において反射する面がさらに加わることに基づく光損失に導く。加えて、最悪の場合ハウジング基体からのチップ被覆の完全な剥離に至ることがあり得る。
【０００６】
本発明の課題は、冒頭に述べた種類の半導体コンポーネント、特に冒頭に述べた種類の表面取り付け可能な半導体コンポーネントであって、ハウジング基体との結合が機械的負荷に対し著しく抵抗力がないような被覆材を使用するにもかかわらず被覆材とハウジング基体との間の層剥離の危険が低減されるような半導体コンポーネントを提供することにある。
【０００７】
この課題は、特許請求の範囲の請求項１の特徴を有する半導体コンポーネントないし請求項１４の特徴を有するハウジング基体によって解決される。
【０００８】
半導体コンポーネントないしハウジング基体の有利な実施形態及び発展形態は請求項２〜１３及び１５〜２０に記載されている。
【０００９】
本発明に従う半導体コンポーネントないしハウジング基体においては、凹所がチップ収容部を有し、チップ収容部内に半導体チップが固定され、チップ収容部は凹所内部において少なくとも部分的に、即ちチップ収容部の範囲の一部にわたって溝で囲まれている。チップ収容部と溝との間には従ってハウジング基体の壁部が形成されている。壁部の頂点はチップ主要部の底面から見て全体としてハウジング基体の前面のレベルの下にある。この場合前面とはハウジング基体の外表面であって、そこから凹所がハウジング基体内へ入り込む、即ちコンポーネントの側面であり、この側面を介して電磁放射の放出及び受動又はそのいずれか一方が行われる。
【００１０】
半導体コンポーネントにおいては、被覆材はチップ収容部から壁部を越えて溝に入り込むように凹所内へ充填される。溝内では、残りの被覆材と１つにまとまって、被覆材からなる少なくとも部分的に周囲を回る、好ましくは一貫した係止又はシールベルト、特に係止又はシールリングが形成される。被覆材は好ましくはシリコーンをベースとし、ゲル状の硬さを有する。
【００１１】
コンポーネントないしハウジング基体の特に有利な、それ故特に好ましい実施形態においては、壁部に少なくとも１つの係止要素、好ましくはハウジング基体に形成された突出部又はリブ又は条溝が形成されている。
【００１２】
係止要素が複数の場合には、これらの係止要素は好ましくは均等に、即ち相互にほぼ同じ距離をもって壁部上にその長さにわたって分布して配置されている。特殊な実施形態においては、係止要素はそれぞれ対になって統計学的に又は正確に向き合うように配置されている。被覆材は好ましくは係止要素上に掛かっている。凹所内の充填状態は特に、被覆材が壁部及び場合によっては係止要素を完全に覆うほどの高さである。このことは、従来のピック・アンド・プレース・マシン（自動チップ導入装置）によるコンポーネントのさらなる加工を容易にする。
【００１３】
コンポーネントないしハウジング基体の他の実施形態においては、被覆材は係止要素の周りにループ状に置かれ、係止要素が少なくとも部分的に被覆材から突出するようにされる。被覆材は特に好ましくは溝内においてチップ収容部の周りに一貫した係止リングを形成し、そのリングはさらにシール機能を持つことができる。
【００１４】
コンポーネントないしハウジング基体の特殊な実施形態においては、チップ収容部は半導体チップによって放出及び受動される又はそのいずれか一方の放射に対する反射器収容部として形成される。
【００１５】
コンポーネントないしハウジング基体の特に好ましい実施形態においては、ハウジング基体は金属のリードフレームに射出成形又は圧縮成形を用いてあらかじめ作り上げられている。
【００１６】
被覆材中には簡単な方法で少なくとも１つの発光物質を混ぜ合わせることができ、この発光物質は半導体チップから放出される放射の一部を吸収し、吸収された放射にくらべ変化した波長を有する放射を放出する。それによって、混色光又は色を適合された光を放出する発光ダイオード・コンポーネントを簡単な方法で作ることができる。
【００１７】
コンポーネントないしハウジング基体の好ましい発展形態においては、壁部は少なくとも１つの空所を有し、この空所を通して少なくとも１つのチップ接続導線が半導体チップからコンポーネントの電気的接続導体の導線接続領域まで導かれる。
【００１８】
本発明によるコンポーネントにおいては、信頼できる機能のために、米国特許第6274924号明細書に記載されているような例えばレンズ状の覆い、又は他の覆い手段をハウジング基体上に用いて被覆材を保護することは必要でないので有利である。
【００１９】
半導体コンポーネントないしハウジング基体の利点及び有利な発展形態は、以下図１〜４に関連して説明する実施例から明らかである。
【００２０】
図において、実施例の同じ又は同じ作用をする構成部分はそれぞれ同じように描かれ同じ符号が付されている。なお図は原則として本発明による実際の装置を縮尺に従って描かれたものとして見るべきではない。
【００２１】
図１に概略的に描かれたコンポーネントにおいては、場合によってはとりわけ紫外線を放出する発光ダイオードチップ１、例えばGaNベースの可視の青色光を放出し、意図的に又は意図的でなく紫外線を放出する発光ダイオードチップを有する表面取り付け可能な発光ダイオード・コンポーネントが対象となっている。このようなコンポーネントは原則的に、特に高温用途に用いることを予定されている赤外線放出コンポーネントに対すると同様に、別種の発光ダイオードチップに使用するためにも適している。
【００２２】
発光ダイオードチップ１は金属のリードフレーム６の電気的チップ接続部上に組み立てられ、リードフレーム６のチップ接続部６２から電気的に分離された電気的導線接続部６１の導線接続領域５１とボンド線５を介して接続されている。
【００２３】
リードフレームには、凹所２を備え例えば合成材料から射出成形又は圧縮成形されたハウジング基体３が存在する。凹所２はチップ収容部２１を有し、その中に発光ダイオードチップ１が存在する。ここでは発光ダイオードチップ１から放出される電磁放射に対する反射器収容部として形成されているチップ収容部２１の周りには溝２２（図３においては一点鎖線２２０で示されている）が延びており、その結果チップ収容部２１とこの溝２２との間には壁部２３（図３においては一点鎖線２３０で示されている）が形成されている。
【００２４】
壁部２３は一箇所に導線接続領域５１に向け空所５２を有し、この空所を通してボンド線５が導線接続領域５１へ向け導かれている。
【００２５】
壁部２３上には突出部又はリブの形の多数の係止要素２４が形成され、ボンド線５のための凹所である領域を除いて、チップ収容部２１の周りに壁部２３に例えば均一に分布している。係止要素２４は壁部２３の上部出発点に始まり、溝２２内に部分的にのみ入り込むだけで、その結果チップ収容部２１から見て係止要素２４の後方を溝２２がぐるりと通るようになっている。
【００２６】
係止要素２４を含む壁部２３の頂点は、チップ収容部２１の底部から見て、壁部２３の全長にわたってハウジング基体３の表側３１の高さより下にある。
【００２７】
ハウジング基体３、壁部２３及び係止要素２４は、図３〜５から分るように、好ましくは一つにまとまって形成され、ただ１つの射出成形又は圧縮成形工程で形成される。
【００２８】
凹所２には放射透過性の、例えば透明でゲル状のシリコーンベースの流し込み材料からなる被覆材４があり、この被覆材には発光物質粉末７、例えばYAG：Ce、TbAG：Ce又はTbYAG：Ceをベースとする発光物質が混ぜ合わされている。このような発光物質は、例えば国際特許出願WO98/12757号明細書及び同WO01/08452号明細書から知られており、その開示内容はこのことに関するかぎりで準用される。凹所２内の被覆材４はチップ収容部２１を満たし、壁部２３及び係止要素２４を越えて延び、チップ収容部２１から見て壁部２３の後ろに、従ってここでは溝２２内に係止リング４１を形成し、このリングはさらにシール機能をも引き受け得る。被覆材４はその発光ダイオードチップ１と反対側上に凹状の露出表面を有する。
【００２９】
発光ダイオードチップのもっぱら本来の放射を放出すべきコンポーネントの場合には、被覆材４はもっぱらシリコーンベースの透明でゲル状の流し込み材料であってよい。それに代えて、この流し込み材料は拡散器粒子を備え、この粒子によって混濁されていてもよい。図２に示される第２の実施例は、図１に関連して先に説明された実施例と特に、係止要素が完全に被覆材によって覆われるほど空所２が被覆材４によって高く満たされているのではなく、係止要素２４が被覆材４を突き抜ける点で異なっている。被覆材４は従って係止要素２４の周りにループ状に置かれている。この実施例では例えば発光物質なしにシリコーンベースの透明な被覆材４が設けられている。このような被覆材はもちろん他の実施例においても使用することができる。図６及び図７に概略的に示される第３の実施例は、図１に関連して先に説明された実施例とは特に、壁部２３に係止要素が存在しない点で異なる。
【００３０】
実施例に相応するハウジング基体及び被覆材は、フォトダイオードのような放射を受動する半導体チップに対しても使用することができる。従って発光ダイオードチップ１の代りにフォトダイオードチップが入り得る。同様に本発明による構造形態はレーザダイオード・コンポーネント、検出器コンポーネントにおける使用及び高温用途のために適している。
【００３１】
実施例に基づく本発明による技術体系の説明は、もちろん本発明を実施例に限定するものと解されるべきものではない。むしろ、例えばすべてのコンポーネント及びハウジング基体が本発明による技術体系を利用し、それらのコンポーネント及びハウジング基体はチップ収容部及び少なくとも部分的にチップ収容部を囲む溝を有し、その溝にチップ・カプセル材とハウジング基体との間の層剥離の危険性を低下させるためカプセル材がチップ収容部から広がる。
【００３２】
前述の明細書、図面及び請求項に開示された本発明の特徴は、個々にも任意の組合せにおいても本発明を実現するための核心をなし得るものである。本発明はそれぞれの新しい特徴及び特徴の各組合せを含むものであり、そのことは特に個々の特徴の各組合せが独自に特許請求の範囲に明示的に述べられていない場合であっても、特許請求の範囲において個々の特徴の各組合せを含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明による素子の第１の実施例の概略断面図である。
【図２】本発明による素子の第２の実施例の概略断面図である。
【図３】本発明の第１及び第２の実施例のハウジング基体の概略平面図である。
【図４】本発明の第１及び第２の実施例のハウジング基体の概略断面図である。
【図５】本発明の第１及び第２の実施例のハウジング基体の概略斜視図で、例えば表面取り付け可能な発光ダイオード（LED）コンポーネント又は赤外線放出ダイオード（IRED）コンポーネントに対し用いられるものである。
【図６】本発明の第３の実施例のハウジング基体の概略斜視図で、例えば表面取り付け可能な発光ダイオード（LED）コンポーネント又は赤外線放出ダイオード（IRED）コンポーネントに対し用いられるものである。
【図７】本発明の第３の実施例のハウジング基体の概略断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  発光ダイオードチップ
２  凹所
３  ハウジング基体
４  被覆材
５  ボンド線
６  リードフレーム
２１  チップ収容部
２２  溝
２２０  溝
２３  壁部
２３０  溝
２４  係止要素
３１  基体の表側
４１  係止リング
５１  導線接続領域
５２  空所
６１  導線接続部
６２  チップ接続部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006516816.tif 000009
【国際調査報告】
2006516816.tif 000010
2006516816.tif 000011
2006516816.tif 000012
2006516816.tif 000013
2006516816.tif 000014
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