WO2018065534A1 - Herstellung von sensoren - Google Patents

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WO2018065534A1
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semiconductor chip
sensors
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PCT/EP2017/075386
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Dirk Becker
Matthias Sperl
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Osram Opto Semiconductors Gmbh
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    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a method for herstel ⁇ len of sensors.
  • Optical sensors can be a carrier plate and at least egg ⁇ NEN arranged on the carrier plate strahlungsdetekt Schlieren- the semiconductor chip have.
  • additionally at least one radiation-emitting semiconductor chip can be arranged on the carrier plate.
  • a carrier plate can be provided, and semiconductor chips can be arranged on the carrier plate and electrically connected to contact surfaces of the carrier plate. Subsequently, other components can be deposited on the provided with the semiconductor chip carrier plate, and in this way ge ⁇ formed composite may be singulated into separate sensors.
  • barrier structures can be realized in the form of separate frame or lid parts.
  • the frame parts may have integrated lenses. In the production of the frame parts can be glued one by one to the semiconductor chip provided with the Suplat ⁇ te.
  • the object of the present invention is to provide an improved method for producing sensors. This object is achieved by a method according to claim 1. Further advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims.
  • a method of manufacturing sensors is proposed. The method comprises providing a carrier plate and arranging semiconductor chips on the carrier plate.
  • the semiconductor chips arranged on the carrier plate comprise at least radiation-detecting semiconductor chips.
  • a Be ⁇ riding filters of radiation-transparent optical elements on the provided with the semiconductor chip carrier plate.
  • a plurality of radiation-transmissive optical elements are provided in common on the carrier board provided with the semiconductor chips.
  • the carrier plate provided with the semiconductor chips and the radiation-transmissive optical elements is separated. In this way, separate sensors are formed, each having a rate from ⁇ section of the carrier plate have at least one animal strahlungsdetek- semiconductor chip and at least one radiation-transparent optical element.
  • a contiguous composite of a plurality of sensors is produced, which is subsequently singulated into separate sensors.
  • the sensors have Wenig ⁇ least to a radiation-detecting semiconductor chip and at least one radiation-transmissive optical element for beam shaping.
  • Each radiation-detecting semiconductor chip of a sensor can be assigned such an optical element.
  • a plurality of optical elements are provided in a common manner on the semiconductor chip ver ⁇ support plate provided to set these elements in place, for example, individually and glue.
  • a largely parallel processing of the sensors produced in the composite is possible. This leads to a time and cost advantage in the production, which can clearly come to light with larger production volumes.
  • other possible details and execution ⁇ embodiments will be described in more detail, which can be considered for the method and to the products manufactured according to the method sensors.
  • the method can be performed such that all of the radiation-transmissive optical elements are shared affordge ⁇ situated on the semiconductor chip provided with the support plate.
  • the optical elements may also be referred to as wafer level optics. Mög ⁇
  • several subgroups (clusters) are provided from radiation-transmissive optical elements.
  • each of a plurality of radiation-transmissive optical elements of individual subgroups together suge ⁇ situated on the semiconductor chip provided with the support plate can be.
  • the provided carrier plate which is severed in the uniting step, can have two opposite
  • Main pages have. On one of the main sides, the semiconductor chips can be arranged. At this page, the carrier plate may have accessible metallic pads on ⁇ . The semiconductor chips arranged on this main side can be electrically connected to the contact surfaces of the carrier plate present on the same main side.
  • the carrier plate may also have on the opposite main side also accessible metallic contact surfaces. In this case, existing contact surfaces on the opposite main sides can be electrically connected to one another.
  • the radiation-detecting semiconductor chips used in the method may have a photodiode structure. Also possible are embodiments in which the radiation-detecting semiconductor chips have a plurality of detection regions, for example in the form of a plurality of photodiode structures. Here, the plurality of detection regions for enabling radiation detection may be formed in different wavelength regions. It is also possible that the radiation-detecting
  • the radiation-detecting semiconductor chips can be, for example, ASIC chips (Application Specific Integrated Circuit).
  • the sensors produced by means of the method can only have a single radiation-detecting semiconductor chip. Also possible are embodiments in which the sensors have a plurality of semiconductor chips. Here- when it may be, for example, several strahlungsdetektie--saving and possibly for radiation detection in various ⁇ which trained wavelength ranges semiconductor chips. Furthermore, sensors can be realized which, in addition to at least one radiation-detecting semiconductor chip, have at least one semiconductor chip of a different type.
  • the semiconductor chips arranged on the carrier plate additionally comprise radiation-emitting semiconductor chips, and that the sensors formed by the singulation additionally comprise at least one radiation-emitting semiconductor chip.
  • each radiation-emitting semiconductor chip of a sensor can be assigned an optical element for beam shaping.
  • the radiation-emitting semiconductor chips used in the method can, for example, light-emitting diode chips or Be LED chips (Light Emitting Diode). Furthermore, the radiation-emitting semiconductor chips can be designed, for example, to emit infrared light radiation. Also possible is the use of radiation-emitting semiconductor chips, which are designed to emit visible light ⁇ radiation.
  • the radiation-detecting semiconductor chips can be designed to detect the radiation emitted by the radiation-emitting semiconductor chips and reflected in a suitable manner.
  • the sensors produced by the process may be, for example, proximity sensors ⁇ or biological monitoring sensors.
  • the process sensors may thus be made which comprise one or more radiation-lungsdetektierende semiconductor chips and optionally zusharm ⁇ Lich one or more radiation-emitting semiconductor ⁇ chips.
  • arranged on the carrier plate semiconductor chips include not only optoelectronic semiconductor chip, but also semiconductor chips ⁇ a different type. These may be driver chips, for example.
  • the sensors produced with the aid of the method can have at least one further semiconductor chip of a different type.
  • an embedding layer is formed on the carrier plate, which laterally adjoins the semiconductor chips.
  • the semiconductor chips may be umschlos ⁇ sen environmentally catch each other completely from the buried layer.
  • a front side of the semiconductor chips may be free of the embedding layer.
  • the embedding layer may be off be formed of an insulating plastic material, which may have a black or white color.
  • the plastic material can be applied in liquid or viscous form to the carrier plate provided with the semiconductor chips and subsequently hardened. In the process carried out at the end of the process of dicing step can be cut together with the support plate, the A ⁇ underlayment. If semiconductor chips after the formation of the embedding ⁇ layer in an undesirable manner should be covered on the front side with the Einbet ⁇ processing layer, a cleaning step for front exposure can also be performed.
  • a molding process (mol ⁇ thing), can be performed.
  • the molding process may be carried out with the aid of a molding or Moldwerkmaschines, in which the carrier plate with the hie ⁇ located up semiconductor chips can be picked up.
  • the molding process can be a transfer molding process, for example a film-assisted transfer molding process (FAM, Film Assisted Transfer Molding).
  • FAM Film Assisted Transfer Molding
  • a film may be arranged on a tool part of a tool used for transfer molding.
  • this tool ⁇ part may be pressed with the film at the front faces of which is arranged on the carrier plate semiconductor chips.
  • Associated with this is a sealing of the front sides of the semiconductor chips, so that it is possible to apply the plastic material laterally adjacent to the semiconductor chips and to suppress a front-side covering of the semiconductor chips with the plastic material.
  • a circumferential wall Also referred to as a dam, are formed or arranged on the support plate, which serves as a boundary for enclosing an intended area for casting.
  • the semiconductor chips used in the method may have a front-side contact and a back-side contact.
  • the semiconductor chips can be electrically connected to contact surfaces of the carrier plate via their rear-side contacts and an electrically conductive connection means.
  • Front-side contacts of the semiconductor chip can ⁇ layers via contact and optionally other components with Kon ⁇ clock surfaces of the support plate are electrically connected.
  • Such contact layers can be produced in a planar connection technology (PI, Planar Interconnect) and therefore also referred to as PI contacts or Picos contacts (Planar Inter ⁇ connect chip on substrates).
  • PI planar connection technology
  • Picos contacts Plant Inter ⁇ connect chip on substrates
  • recesses are formed in the embedding layer, over which contact surfaces of the carrier plate are at least partially exposed.
  • post-contact layers are formed, which are front-side contacts of the semiconductor chip electrically connected to the exposed Kon ⁇ clock surfaces of the support plate.
  • the respective front side contacts are electrically connected via the contact layers on contact surfaces of the carrier plate in a direct manner.
  • the contact layers may be arranged on semiconductor chips or on their front side contacts, the embedding layer and within the recesses on the exposed contact surfaces.
  • electrical connections between front side contacts of semiconductor chips and contact surfaces of the carrier plate not exclusively via contact layers manufacture.
  • the embedding layer is formed laterally adjacent to the electrical kausele ⁇ elements. Unless forming the embedding layer ⁇ , as indicated above, is carried out by means of a film assisted molding process, the Fo ⁇ lie may be pressed and to the electrical connection elements. Subsequently, contact layers are formed, which are front-side contacts of the semiconductor chip with electrical ⁇ rule connecting elements are electrically connected.
  • the electrical connection elements can be, for example, bodies formed from a metallic material.
  • the electrical connection elements are metallized body of, for example Sili ⁇ zium.
  • the electrical connection elements can be connected via an electrically conductive connecting means to the Maisflä ⁇ surfaces of the support plate.
  • the contact layers may be arranged on the semiconductor chip or on its front side contacts of the buried layer and the electrical kausele ⁇ elements.
  • Forming the contact layers may include performing an electrochemical deposition. This can be done as follows.
  • a metal seed layer may be deposited ⁇ to, for example, by performing a sputtering process.
  • a photoresist layer can be formed on the starting layer and subsequently patterned by exposure and development.
  • exempt Be can ⁇ rich be preset, which are provided for generating the contact layers on the starting layer.
  • the starting layer serves as a deposition electrode, on which a metallic material is applied.
  • the deposition takes place in the release areas in which the starting layer is not covered with the structured photoresist layer.
  • the photoresist layer may be removed, and an etching process may be performed to ablate the starting layer outside the contact layers. With the aid of this procedure, all contact layers of the sensors produced in the composite can be produced in a parallel manner.
  • the subsequently formed contact layers may also be arranged partially on the insulating layers. With the aid of the insulating layers, it is possible to prevent front-side contacts of semiconductor chips from being short-circuited via the contact layers with side edges of the semiconductor chips.
  • Forming the insulating layers may include, for example, applying a photoresist layer and patterning it into the insulating layers by exposure and development. Using this approach, all the insulating layers of the composite sensors can be made in parallel.
  • the provision of the radiation-transmissive optical elements may be performed after the formation of the contact layers. This process may be performed on a surface formed by the semiconductor chips, the buried layer, the insulating layers (if provided), and the contact layers. Due to the contact layers can this surface be flat or relatively flat and have a low topography. In this way, the provision of the optical elements can be promoted. Furthermore, the sensors can be manufactured with a low height. This proves to be beneficial if only a limited space for the sensors is available. This applies, for example, to possible applications of the sensors in mobile devices. Front-side contacts of semiconductor chips can be joined ⁇ ⁇ on to more complete manner to contact surfaces of the support plate.
  • bonding wires may be partially embedded in the embedding layer and partially protrude from this.
  • the formation of the embedding layer can be carried out by means of a potting process using a circumferential wall arranged on the carrier plate. For further possible details, for example a black or white color of the embedding layer, reference is made to the above description.
  • Embodiment come into consideration in order to promote the subsequent Be ⁇ providing the radiation-transmissive optical elements.
  • radiation-transmissive elements are arranged on semiconductor chips, and front side contacts of semiconductor chips are electrically connected via bonding wires to contact surfaces of the carrier plate. Furthermore, one encapsulating the semiconductor chips and bonding wires and laterally formed on the radiation-transmissive elements adjacent Einbet ⁇ processing layer on the support plate.
  • the radiation-transmissive elements can be completely surrounded on the circumference of the embedding layer.
  • the radiation-transmissive elements can also project beyond the bonding wires.
  • a front side of the radiation-transmissive elements may be free of the embedding layer.
  • the radiation-transmissive elements may, for example, be formed of a glass material and have a platelike shape. In the case of the sensors produced in this way, the radiation-transmissive elements make it possible for the semiconductor chips to continue to receive radiation or light radiation and, in the case of emitters, to emit them.
  • the embedding layer may be formed of, for example, a plastic material having, for example, a black or white color.
  • the plastic material can be applied in liquid or viscous form to the carrier plate provided with the semiconductor chips and the radiation-transmissive elements and subsequently cured.
  • a molding process as a film-assisted molding process performed ⁇ to.
  • the carrier plate can be received in a tool having a tool part with egg ner disposed thereon film. Can process this in the transfer molding tool part to be pressed with the film at the front ⁇ sides of the radiation-transmissive elements.
  • the plastic material can be positioned in such a way ⁇ claimed that the semiconductor chip and the bonding wires are enclosed by the plastics material and the plastics material ⁇ material adjacent to the radiation-transmissive elements laterally. Because of the film may be a front Bede ⁇ ckung the radiation-transmissive elements to the art Material material are suppressed.
  • the on ⁇ can bring the plastic material be conducted using a arranged on the carrier plate circumferential wall with the aid of a Verg cordpro ⁇ zesses. If radiation-permeable elements after the formation of the embedding ⁇ layer in an undesirable manner should be covered on the front side with the Einbet ⁇ processing layer, a cleaning step for front exposure can also be performed.
  • the provision of the radiation-transmissive optical elements can be Runaway ⁇ leads to the formation of the burying layer.
  • This process can take place on a surface which is formed by the radiation-transmissive elements and the embedding layer.
  • the surface may be flat.
  • the semiconductor chips used in the method can be arranged directly on the carrier plate.
  • the semiconductor chips can be fastened on the printed circuit board via a connection means, for example an adhesive, a solder or a sintering paste. If a buried layer is formed on the support plate, this can be done such that the buried layer is adjacent to the carrier ⁇ plate.
  • the radiation-transmissive optical elements which may be common for all optical elements or for meh ⁇ rere optical elements of individual subgroups, embodiments described below may be used. Operations will be described provided that in this context, which are performed on the semiconductor chip provided with the half-support plate may on the carrier plate, be present according to the above Substituted ⁇ staltungen, yet at least one other component. These may be: An insert layer; Contact layers; optionally insulating layers, optionally electrical connecting elements; instead of the contact layers bonding wires; Optionally placed on semiconductor chips radiation-transmissive elements.
  • the provision of the optical elements, or also of barrier structures described below, can take place on a surface which, as indicated above, for example, by the semiconductor chips, the Einbet ⁇ processing layer, the insulating layers (if provided) and the contact layers, or is formed by the strahlungs dieläs ⁇ sigen elements and the buried layer. May further be a surface formed by the semiconductor chip and the Einbet ⁇ tung layer is present, at which ⁇ additionally protruding bonding wires are present.
  • the provision of the radiation-transmissive optical elements comprises shaping and curing of a radiation-permeable molding compound on the carrier plate provided with the semiconductor chips.
  • optical elements may be made, for example, in the form of lenses having a curved surface.
  • the molding compound used may be a radiation-transmissive plastic material.
  • the carrier plate provided with the semiconductor chips can be accommodated in a tool which has a tool part with cavities matched to the optical elements to be produced.
  • the molding compound can be applied to the carrier plate provided with the semiconductor chips and subsequently pressed into shape with the aid of this tool part, so that the molding compound takes the form of the optical elements.
  • the molding composition can be introduced into the cavities of the tool part and which is provided with the aid of the tool part in the form of opti ⁇ rule elements with the semiconductor chip Trä- be applied. These steps can be carried out in a liquid or viscous state of the molding composition.
  • the realized with the help of the cavities of the tool part shape of the optical elements can be fixed by the subsequent curing.
  • the molding composition is a UV-curing Formmas ⁇ se, so a molding composition, which under the influence of UV radiation (ultraviolet radiation) may be solidified.
  • UV radiation ultraviolet radiation
  • irradiation with UV radiation is carried out to cure the molding compound.
  • the molding process carried out using such UV irradiation which can also be referred to as the UV molding process or UV molding process, makes it possible to manufacture the optical elements in a simple and reliable manner.
  • the UV-curing molding compound may be a UV-curing plastic material such as a hybrid polymer material. With respect to the UV irradiation, the tool part with the cavities described above may be permeable to UV radiation.
  • Performing a molding process for forming optical ⁇ rule elements can be considered, when a plane or relatively plane surface is available, which, for example, by the semiconductor chip, the underlayment A ⁇ , the insulating layers (if provided) as described above and the contact layers or alternatively by the radiation-transmissive elements and the embedding layer is formed.
  • the provision of the radiation-transmissive optical elements comprises a separate Producing an optical composite and arranging the optical composite on the provided with the semiconductor chips Suplat ⁇ te.
  • Each of the optical composite has associated radiation ⁇ transmissive optical elements.
  • neighboring th optical elements via connecting webs can be ver ⁇ tied together.
  • the optical composite can be made of a radiation-permeable plastic material.
  • the optical elements of the optical composite can be, for example, lenses which have a curved surface on two opposite sides. In the separation step carried out at the end of the process, the optical composite can be severed and thus distributed to a plurality of sensors. By separating the ⁇ can take place at connecting webs of the optical network.
  • a ⁇ lungsun in addition to an optical composite strah a ⁇ lungsun preparee and, for example, a black color may also be provided on at least ⁇ facing barrier structure on the semiconductor chip provided with the support plate.
  • Such Substituted ⁇ staltung may be considered when sensors with at least one radiation-detecting and at least one radiation-emitting semiconductor chip are produced using the procedure. In this way, a crosstalk between a radiation-emitting and a radiation-detecting semiconductor chip of the sensors can be suppressed. This means that at least partially prevents ⁇ the can that emitted by the radiation-emitting semiconductor chip radiation to the radiation-detecting semiconductor chip arrives without first one provided for the sensor operation and interaction Strahlungsreflexi- on occurs.
  • the sensors can be produced with a barrier structure, wherein the barrier structure is at least partially present in an area, which is located between a radiation-detecting and a radiation-emitting semiconductor chip, with respect to an observation view.
  • the optically blocking barrier structure may be in the form of a long-term chen or linear section be realized.
  • the sensors can also be made with multiple elongate barrier structures. Also possible are embodiments of sensors with a barrier structure, which has a plurality of interconnected elongate sections and optionally a frame-shaped form.
  • a continuous, grid-shaped, for example Barrierest- can be formed on the stru ctu re fitted with the semiconductor chips Suplat ⁇ te.
  • this grid structure can be severed and thus distributed to a plurality of sensors. It is also possible to form a plurality of barrier structures, for example linear and parallel to one another, which also can be severed during separation and distributed to a plurality of sensors.
  • the composite optical system is arranged using a radio-opaque, for example black adhesive on the versehe with the semiconductor chips ⁇ NEN carrier plate.
  • the adhesive may be previously applied to the substrate plate provided with the semiconductor chips.
  • barrier structures can be formed from the adhesive.
  • the adhesive may, in accordance with the above-described possible embodiments for barrier structures are applied for example in the form of a plurality of parallel lines, or in the form of a grating on the semiconductor chip provided with the Trä ⁇ carrier plate.
  • a radiation-impermeable barrier structure is provided on the carrier plate provided with the semiconductor chips. Furthermore, the Optical composite arranged on the barrier structure.
  • the optical composite can be glued, for example, on the barrier structure. According to the embodiments described above, it is possible to provide a coherent, for example grid-shaped, barrier structure on the carrier plate provided with the semiconductor chips. It is also possible to provide a plurality of barrier structures, for example linear and parallel to one another, on which the optical composite can be arranged.
  • the provision of the barrier structure can be carried out, for example, by means of a molding process.
  • ⁇ to is provided according to another embodiment that providing the barrier structure th molding and completely cure of a molding compound on the versehe ⁇ NEN with the semiconductor chip carrier plate comprises.
  • a plurality of barrier structures can also be provided in this way.
  • the molding material used in the molding process can be a schwar ⁇ zes plastic material.
  • the carrier plate provided with the semiconductor chips can be accommodated in a tool which has a tool part with cavities tailored to the barrier structure to be produced or the plurality of barrier structures to be produced.
  • the molding composition may partly inserted into the cavities of the tool ⁇ and with the aid of the tool part in the form of the barrier structure (s) are applied to the with the semiconductor chips versehe ⁇ ne carrier plate. These steps can be carried out in a liquid or viscous state of the molding composition.
  • the realized with the aid of the cavities of the work ⁇ generating part form of Barrierestruktu (s) can be fixed by the subsequent curing.
  • USAGE a UV-curable molding composition ⁇ , and thus perform an UV irradiation for curing the molding material.
  • the tool part used can be passed through with the cavities for UV radiation. be so that the molding material can be irradiated through the tool part ⁇ through with UV radiation.
  • Performing a molding process to form one or more barrier structures may be considered if there is a planar surface available, as described above, for example, by the semiconductor chips, the buried layer, the insulating layers (if provided), and the Contact layers or alternatively by the radiation-transmissive elements and the embedding layer is formed.
  • the provision of the barrier structure comprises a separate production of the barrier structure and arranging the barrier structure on the carrier plate provided with the semiconductor chips, for example by gluing.
  • the barrier structure produced may for example have too ⁇ sammen Strukturde lattice shape. It can also be prepared more, for example line-shaped barrier structures and is arranged on the ⁇ provided with the semiconductor chip carrier plate.
  • the optical composite provided itself has a radiation-impermeable barrier structure.
  • This can be, for example, a coherent one
  • the optical composite comprises a plurality of line-shaped for example, and parallel zuei ⁇ Nander extending barrier structures.
  • the composite optics used has all optical elemen ⁇ te of the manufactured in composite sensors. It is also possible to use a plurality of separate optical networks, each having a subset of a plurality of one another ver ⁇ -bound radiation-transmissive optical elements. In this connection, the embodiments described above can be used in a corresponding manner.
  • the provided carrier plate is a printed circuit board.
  • the printed circuit board which may have two opposite main sides, can also be referred to as PCB or PCB substrate (printed circuit board).
  • the printed circuit board may comprise an insulating material and electrical conductor structures.
  • the insulating mate rial ⁇ may be a prepreg material such as a FR4 or BT material (bismaleimide-triazine).
  • the conductor structures may be formed from a metallic material and have arranged on the two main sides of the circuit board and accessible here contact surfaces.
  • the conductor patterns may have further, to réellere ⁇ ADORABLE through the circuit board and / or engaged within the circuit board components, such as vias, leitfähi- ge layers, etc., may be over which are arranged at the different main faces contact surfaces are electrically connected.
  • the provided carrier plate has a metallic lead frame.
  • the leadframe may have leadframe sections and leadframe sections interconnecting interconnect structures.
  • the carrier plate may further comprise an insulating plastic material.
  • the leadframe can be shaped in such a way with the plastic material that the support plate has two flat main sides opposed to one another , which are formed by the leadframe and the plastic material.
  • the plastic material may interstices of the lead frame, ie between the Leiterrah ⁇ menabismeen and the connecting structures close.
  • the lead frame sections can form contact surfaces on the two main sides of the carrier plate.
  • the separating step terrahmenbas founded managerial support plate can be severed in the region of the connection ⁇ structures. In this way it can be achieved that the lead frame portions at each of the agreed isolated sensors are electrically separated from each other and not more than material of the lead frame with each other ver ⁇ are connected.
  • each front contact on a contact layer as well as given ⁇ optionally additionally be electrically connected via an electrical connection element, or alternatively via a bonding wire with a contact surface of the support plate can.
  • optical elements which are not realized in the form of lenses with one or two curved surfaces.
  • optical elemen ⁇ te with differently shaped optically effective surfaces Such surfaces may have, for example, conical or pyra ⁇ midenförmige structural elements.
  • Providing optical elements in the form of, for example, Fresnel lenses Such optical elements can be produced in entspre ⁇ chender manner in a molding process or an optical interconnection used in the process Be ⁇ constituents.
  • Figures 1 to 8 show a possible method for the production of sensors based on lateral representations, said sensors, a circuit board, semiconductor chip, an embedding ⁇ layer, contact layers for contacting front side contacts of the semiconductor chip and optical elements aufwei ⁇ sen, and wherein the optical elements be produced with the help of a molding ⁇ process;
  • FIG. 9 is an elevational view of a sensor manufactured by the method of FIGS. 1 to 8;
  • FIGS. 10 to 12 show a further method for the production of sensors on the basis of lateral representations, wherein line-shaped barrier structures and an optical composite of interconnected optical elements are used;
  • Figures 13 to 15 are views of the process shown in Figures 10 to 12;
  • Fig. 16 is an explanatory view showing a modification of the method shown in Figs. 10 to 15 using a lattice-shaped barrier structure;
  • FIGS. 17 to 18 show a further method for the production of sensors on the basis of lateral representations, wherein an assembly of an optical composite takes place using a radiation-impermeable adhesive;
  • Figures 19 to 21 a further method for the production of sensors based on lateral representations, said bonding wires for making contact with front-side contacts of semi-conductor chips are used and a mounting of an optical ⁇ composite is performed using a radiopaque adhesive;
  • Figures 22 to 24 another method for the production of sensors based on lateral representations, wherein bonding wires for contacting front side contacts of semiconductor chips and radiation-transmissive elements on semiconductor chips ⁇ are used, and wherein optical elements are produced by means of a molding process;
  • FIG. 25 shows a separation of sensors which have a single semiconductor chip
  • FIGS. 26 to 29 show a further method for the production of sensors on the basis of lateral representations, wherein a conductor frame-based carrier plate is used.
  • the sensors 100 have at least one radiation-detecting semiconductor chip 122.
  • semiconductor technology and the production of sensors and opto- electronic components known processes can be performed and can be used in these areas conventional materials, so that will be discussed only partially.
  • further processes may be performed and sensors 100 may be fabricated with additional components and structures in addition to components shown and described.
  • the figures are merely schematic in nature and are not to scale. In this sense, may be exaggerated or reduced illustrated in FIGS ge ⁇ showed components and structures for better understanding.
  • FIGS. 1 to 8 show, by way of lateral positions Thomasdar- a possible method for manufacturing of sensors 100.
  • each sensor 100 includes a Strahlungsemit ⁇ animal semiconductor chip 121 and a strahlungsdetekt Schlieren- the semiconductor chip 122.
  • the sensors 100 can be combined proximity and ambient light sensors, which can be used both for detecting objects and for measuring a brightness of the ambient light.
  • FIG. 9 additionally shows a top view of a sensor 100 fabricated according to the method of FIGS. 1 to 8. In the method, a contiguous composite of a plurality of sensors is produced, which is subsequently singulated into the separate sensors 100.
  • separating lines 200 The lines 200 are therefore referred to below as separating lines 200.
  • a carrier plate 110 is provided, as shown in fragmentary fashion in FIG.
  • the carrier plate 110 is realized in the form of a printed circuit board (PCB), and is therefore referred to below as a printed circuit board 110.
  • the circuit board 110 has a
  • the electrically insulating material 114 and electrical Lei ⁇ terpatenteden 116 may be, for example, an FR4 material or a BT material.
  • the conductor patterns 116 may be formed of a metallic material such as copper.
  • the conductor patterns 116 have contact surfaces 117, 118 which are disposed on two opposed main sides of the circuit board 110, and are attached to the main sides freely accessible ⁇ and thereby contacted.
  • the side facing up in the figures is a front side and, in the downward side, a rear side of the printed circuit board 110. Accordingly, the contact surfaces 117 will also be referred to as front contact surfaces 117 and the other contact surfaces 118 as well referred to as rear contact surfaces 118.
  • each conductor pattern 116 may include a front-side contact surface 117 and a rear-side contact surface 118. Moreover, the LEI ter Quilten 116 extending through the circuit board 110 and disposed within the circuit board 110 Bestandtei ⁇ le on. These are vertical vias and conductive layers. In this way, the front and rear contact surfaces 117, 118 of the conductor structures 116 are electrically connected to one another.
  • FIG. 1 illustrates a structure of the printed circuit board 110 in which all components of the illustrated conductor structures 116 are present in the same sectional plane.
  • the printed circuit board 110 may also be designed such that individual conductor structures 116 and / or components of conductor structures 116 are located in mutually offset cutting planes.
  • semiconductor chips 121, 122 are mounted on the front side of the printed circuit board 110.
  • the semiconductor chips 121, 122 have a backside contact, not shown, and a front side contact 125 shown only in FIGS. 5, 6.
  • the semiconductor chips 121, 122 can be electrically contacted via the contacts.
  • connection ⁇ medium may, for example, an electrically conductive adhesive (for example, a silver conductive adhesive), a brazing material or a sintering paste (for example, a silver sintering paste).
  • a radiation-emitting semiconductor chip 121 and a radiation-detecting semiconductor chip 122 are arranged on the printed circuit board 110 (compare FIGS. 2, 9).
  • the radiation-emitting semiconductor chips 121 also referred to below as emitter 121, may be designed to emit infrared light radiation.
  • the radiation-detecting semiconductor chips 122 also referred to below as detectors 122, may have a plurality of or two detection regions 124.
  • the detection areas 124 of the detectors 122 can be designed for radiation detection in different wavelength ranges.
  • a detection area 124 for detecting visible light radiation, and the other detection area 124 for detecting the emitted from an emitter 121 and reflected at an object infrared light radiation can be formed.
  • the sensors 100 produced by means of the method are suitable for detecting objects and for measuring the brightness of the ambient light.
  • the emitters 121 may be, for example, LED (Light Emitting Diode) chips.
  • the detectors 122 may be, for example to act photodiode chips. In this case, the detection areas 124 of the detectors 122 can be realized in the form of photodiode structures.
  • the plastic material can be applied in liquid or viscous form and then cured.
  • the plastic material may be, for example, an epoxy material.
  • Another example is a hybrid material comprising a mixture of an epoxy and a silicone material.
  • the plastic material may further contain a particulate filler.
  • the plastic material may, for example, have a black or white color.
  • the embedding layer 130 may be formed such that the embedding layer 130 extends to front sides of the semiconductor chips 121, 122 and the front sides of the semiconductor chips 121, 122 are free from the embedding layer 130.
  • a film-assisted transfer molding process film assisted transfer molding
  • a film is arranged on a tool part of a tool used for transfer molding in which the printed circuit board 110 provided with the semiconductor chips 121, 122 is accommodated (not shown). In the transfer molding process, this tool part with the film to the front of the
  • a photoresist material may be applied to lower the semiconductor chip and are after the molding process again from the corresponding semiconductor chip ent ⁇ removed, for example by wet chemical stripping prior to the transfer molding process.
  • the embedding layer 130 arranged on the printed circuit board 110 can have a greater thickness than the lower semiconductor chips and thus project beyond the lower semiconductor chips (not shown in each case).
  • An application of the plastic material for forming the semiconductor chips 121, 122 circumferentially enclosing Einbet ⁇ processing layer 130 can also be carried out in other ways fürge ⁇ .
  • a circumferential wall also referred to as a dam, can be formed or arranged on the printed circuit board 110.
  • the ⁇ se wall can as a limitation for enclosing an intended for casting area on the circuit board 110 ⁇ nen (not shown).
  • a deflashing step for exposing covered semiconductor chips 121, 122 may be performed (not shown).
  • the front side contacts 125 of the semiconductor chips 121, 122 with further front contact surfaces 117 of the printed circuit board 110 become electrically connected.
  • This step comprises, as shown in Figure 4, among other things, a forming serving as conductor tracks contact layers 140.
  • FIG 5 is an enlarged or since ⁇ clear representation of the circuit board 110 in the area of a semiconductor chip 121 122. This representation can be used with respect to all the semiconductor chips 121, 122 arranged on the printed circuit board 110.
  • recesses For making electrical connections between the front-side contacts 125 of the semiconductor chips 121, 122 and the front-side contact surfaces 117 of the circuit board 110 recesses (see FIG. 5 can be initially formed 135 in the buried layer 130 ⁇ over which the contact surfaces in question are 117 at least partially released ).
  • a laser may be used for this purpose (not shown).
  • insulating layers can be formed 150 that the semiconductor chips 121, 122 on the edge in the area of the Be ⁇ front contact 125 and the embedding layer 130 in this area ⁇ cover (see FIG. 5).
  • a photoresist layer can be placed ⁇ and patterned by exposing and developing in the insulating layers 150 (not shown). With the aid of insulating layers 150 may be avoided that the front-side contacts 125 of the semiconductor chips 121, 122 are subsequently formed, the contact layers 140 with side edges of the semiconductor chips 121, 122 shorted ⁇ sen.
  • the contact layers 140 may be trained in such a way det that the front side contacts 125 of the semiconductor ⁇ chips 121, 122 via the contact layers 140 are electrically connected to via the recesses 135 of the buried layer 130 released contact surfaces 117 are connected (see Figure 5). This can be done as follows.
  • a metallic starting layer can be deposited by, for example, sputtering.
  • a photoresist layer can be formed on the starting layer and patterned by exposure and development. In this way, exposed areas on the start layer, which are provided for generating the contact layers 140, can be specified.
  • an electrochemical or galvanic deposition can be carried out.
  • the seed layer may serve as a precipitation electrode, is deposited on wel ⁇ cher metallic material in the cropped and not covered with the photoresist layer portions to form the contact layers 140th
  • the photoresist layer may be removed, and an etching process may be performed to remove the starting layer outside the contact layers 140 (not shown).
  • the contact layers may be placed 140 on the half ⁇ semiconductor chip 121, 122 and their front-side contacts 125, the insulating layers 150, the buried layer 130 and the cropped contact surfaces 117th
  • the contact layers 140 may further be formed such that the contact layers 140 cover the embedding ⁇ layer 130 completely within the recesses 135, and outside of the recesses 135 in a circumferential area surrounding the recesses 135.
  • Figure 6 shows a further lateral view of the Enlarge ⁇ th circuit board 110 in the range of a semiconductor chip 121 and 122.
  • this representation may be related to all on the circuit board 110 angeord ⁇ designated semiconductor chip 121, are used 122nd
  • electrical connecting elements 155 may be arranged on contact surfaces 117 of the printed circuit board 110 (see FIG.
  • the electrical connection elements 155 may have a with the semiconductor chips 121, 122 matching or in Wesentli ⁇ chen matching thickness.
  • the electrical Verbin ⁇ extension elements 155 may be formed, for example, in the form of bodies of a metallic material.
  • the electrical connecting elements are realized in the form of bodies 155 made of, for example, Sili ⁇ zium with a metallization.
  • the electrical connection elements 155 can also be designed, for example, as a parallelepiped.
  • the electrical connection elements 155 can also be designed, for example, as a parallelepiped. Furthermore, the electrical
  • Connecting elements 155 are mounted together with the semiconductor chips 121, 122 on the circuit board 110. During assembly, the electrical connection elements 155 may be connected with the corresponding contact surfaces ⁇ 117 via an unillustrated electrically conductive bonding agent, for example an electrically conductive adhesive, a solder or a sintered paste.
  • an unillustrated electrically conductive bonding agent for example an electrically conductive adhesive, a solder or a sintered paste.
  • the subsequently formed embedding layer 130 can laterally adjoin the electrical connection elements 155 and enclose the electrical connection elements 155, like the semiconductor chips 121, 122, on the peripheral side.
  • the formation of the buried layer 130 is carried out by means of a film assisted molding process, which may be pressed provided with the film die ⁇ part to the front-side sealing of the electrical connection elements 155th
  • electrical connection elements 155 after forming the Embedding layer 130 should be undesirably covered on the front with the plastic material, they can also be exposed in the context of the above-mentioned cleaning step (not shown).
  • the insulating layers 150 in the region of the semiconductor chips 121, 122, and subsequently the contact layers 140 can be formed.
  • the formation of the contact layers 140 may be such that the contact layers 140 are arranged on the semiconductor chips 121, 122 and their front-side contacts 125, the insulating layers 150, the buried layer 130 and the electrical connection ⁇ elements 155 (see FIG. 6 ).
  • the front-side contacts 125 of the semiconductor chips 121, 122 are electrically connected not only via the contact layers 140, but also over the electrical connection elements 155 with appropriate ⁇ speaking front-side contact surfaces 117 of the circuit board 110th
  • the formation of the insulating layers 150 and the contact layers 140 may be performed as described above
  • the sensors 100 can be further manufactured with a low overall height. This proves to be favorable with respect to possible, not shown ⁇ applications of the sensors 100 in, for example, mobile devices. It is also advantageous high resistance of the contact layers ⁇ 140 so that the sensors 100 can have a high reliabil ⁇ stechnik and durability.
  • radiation-transmissive optical elements 160 for beam forming are commonly formed the provided with the semiconductor chips 121, 122 and the other components ⁇ circuit board 110 is provided. This he follows ⁇ on a surface, which by the semiconductor chips 121, 122, the embedding layer 130, the insulating
  • Layers 150 and the contact layers 140 is formed. On ⁇ due to the contact layers 140 this surface may be relatively flat and have a low topography. This makes it possible for the optical elements 160 by means of a form ⁇ or molding process in a direct and common way to produce on which the semiconductor chips 121, 122 and the further components carrying conductor plate 110th
  • radiation-transmissive optical elements 160 in the form of lenses are formed with a curved lens surface.
  • the point on the different semiconductor chips 121, 122 are arranged optical elements 160, according to the different lateral dimensions of the semiconductor chips 121, 122, adapted thereto differed ⁇ Liche lateral dimensions and shapes.
  • a shaping of the radiation emitted by the emitter 121 can be achieved with the aid of an associated optical element 160.
  • the associated optical element 160 may cause a shaping of the radiation received by the detector 122.
  • the optical elements 160 in the molding process by molding a radiation-transmissive molding compound 165, which is applied in liquid or viscous form on which is provided with the semiconductor chips 121, 122 and the other components ⁇ circuit board 110, and produced by subsequent curing of the molding material 165.
  • the molding compound 165 is a UV-curing molding compound which can be solidified under the influence of UV radiation 220 (ultraviolet radiation). Accordingly, the molding process will be ⁇ also referred to as UV-molding process or UV molding process.
  • the UV-curing molding compound 165 may be a UV-curing radiation-transmissive plastic material such as a hybrid polymer material.
  • the printed circuit board 110 provided with the semiconductor chips 121, 122 and the other constituents is received in a tool, of which only one tool part 210 provided for molding the optical elements 160 is shown in FIG.
  • the tool part 210 which can also be referred to as the master punch, has cavities 215 on one side, which points to the geometrical
  • Shapes of the optical elements 160 to be produced are tuned. Furthermore, with regard to the UV molding process, the tool part 210 is transparent to the UV radiation 220 used.
  • the molding material raise 165 which is provided with the semiconductor ⁇ chips 121, 122 and the other components of circuit board 110, for example by dosing using a dispenser, and the molding material 165 below with the aid of the cavities 215 having side of the tool ⁇ Part 210 to press in shape, so that the molding compound 165 assumes the shape of the optical elements 160.
  • the molding material 165 may optionally be produced between the optical elementary th 160 remain (not shown).
  • Molding material 165 a ⁇ be brought into the cavities 215 of the tool part 210, also for example, by dispensing using a dispenser, and then using the drive ⁇ generating part 210 in the form of the optical elements to which the semiconductor chips 121, 122 and the other components 160 tra ⁇ ing printed circuit board 110 are applied. These steps are, as stated above, carried out in a liquid or viscous state of the molding material 165.
  • the molding compound 165 is irradiated through the tool part 210 with UV radiation 220, as indicated in FIG. 7 by means of arrows.
  • the form of the optical elements 160 realized with the aid of the cavities 215 of the tool part 210 can be fixed.
  • all the optical elements 160 of the composite sensors 100 can be manufactured in a parallel manner. This is associated with a time and cost advantage.
  • a separation process is carried out to form the sensor composite comprising the semiconductor chips 121, 122, the embedding layer 130, the insulating layers 150, the contact layers 140, the optionally existing electrical connection elements 155 (see Figures 5, 6) and the optical elements 160 provided printed circuit board 110 in separate sensors 100 to ⁇ share.
  • the separation in which the circuit board 110 and the buried layer are separated along the dividing lines 130 through 200 ⁇ , can be carried out for example by means of sawing.
  • Each sensor 100 includes a portion of the circuit board 110, a portion of the embedding layer 130, an emitter 121, a detector 122, and two optical elements 160 associated with the emitter 121 and the detector 122.
  • the rear contacts and front contacts the half- ⁇ semiconductor chip 121, 122 of the associated circuit board sections 110 are connected to front-side contact surfaces 117, and thus can be electrically contacted via the rear-side contact surfaces 118th As a result, an electrical power supply or in the case of the detectors 122 a tapping of detector signals are possible.
  • FIG. 9 additionally shows an overview of a sensor 100 produced according to the method described above. It is clear from FIG. 9 that, unlike FIGS. 7, 8, the optical elements 160 can be formed with somewhat larger lateral dimensions. NEN. As a result, the optical elements 160 may be disposed not only on the semiconductor chips 121, 122 but also laterally thereof on components such as the embedding layer 130.
  • One possible modification of the method is, for example, radiation-transmissive optical elements 181
  • At least one radiation-impermeable barrier structure 170 may be provided.
  • the UN permeability refers to the given from the emitters 121 from ⁇ radiation or light radiation.
  • crosstalk between an emitter 121 and a detector 122 of a sensor 100 can be suppressed. This means that it can be at least partially prevented that the light radiation emitted by the emitter 121 reaches the detector 122 without a predetermined interaction or reflection of the light radiation emitted by the emitter 121 taking place beforehand.
  • the procedure is initially as described above to provide the arrangement shown in FIG. 4, ie the printed circuit board 110 provided with the semiconductor chips 121, 122, the embedding layer 130, the insulating layers 150, the contact layers 140 and optionally the electrical connection elements 155 ( see additionally Figures 5, 6).
  • a plurality of radiation-impermeable barrier structures 170 are provided on this arrangement.
  • han ⁇ delt it is linear and parallel to each other duri ⁇ Fende barrier structures 170, which are based on a visual observation on ⁇ , next to or between the semiconductor chips 121, 122 are provided.
  • the barrier structures 170 are initially associated with a plurality of the sensors 100 produced in the composite and therefore extend over the regions of a plurality of sensors 100 (see FIG.
  • the barrier structures 170 may be black in color.
  • the provision of the barrier structures 170 takes place on a surface which is formed by the semiconductor chips 121, 122, the buried layer 130, the insulating layers 150 and the contact layers 140, and which may be relatively flat at ⁇ due to the contact layers 140th
  • the barrier structures 170 are formed by molding and curing a molding compound on the produced conductor chips 121, 122 and the other components provided printed circuit board 110.
  • a UV molding process can also be carried out by using a UV-curing molding compound. This may be a UV-curing plastic material.
  • a tool 110 having a tool part with present on egg ⁇ ner side cavities for forming the Barrierestruk- structures. With regard to the UV molding process, this tool part is permeable to UV radiation.
  • the molding composition can be introduced into the cavities of the tool part and at ⁇ closing by means of the tool part in the form are applied to the semiconductor chips 121, 122 and other components 170 of the supporting circuit board 110 Barrie ⁇ re Designen.
  • the molding composition is in a flüssi ⁇ gene or viscous state.
  • the molding compound is irradiated through the tool part with UV radiation.
  • the form of the barrier structures 170 realized with the aid of the cavities of the tool part can be fixed. It is also conceivable, if appropriate, to carry out an additional post-curing of the molding composition by the action of temperature after the UV curing in order to complete the solidification of the molding compound (not shown in each case).
  • a separately produced radiation-transmissive optical composite 180 is mounted on the barrier structures 170.
  • the Op tikverbund 180 is formed for example of a strahlungs dieläs ⁇ sigen plastic material and has optical Ele ⁇ elements 181 for beam shaping and connecting bars 182, which are adjacent optical elements 181 connected together.
  • the optical elements 181 are lenses which are opposite to two
  • Pages have a curved surface.
  • the optical composite 180 is connected to the connecting webs 182 on the barrier structure arranged 170 and attached thereto, for example by means of an adhesive, not shown.
  • the optical composite 180 may have such a size and the number of the semiconductor chips 121, 122 corresponding number of op ⁇ genetic elements 181, so that by arranging the optical interconnection 180 all of the optical elements 181 of the manufactured in composite sensors 100 in a common manner to the circuit board 110 provided with the semiconductor chips 121, 122 and other components. This is associated with a time and cost advantage.
  • the optical composite 180 can also be matched to the positions of the semiconductor chips 121, 122 such that a corresponding optical element 181 comes to lie above each semiconductor chip 121, 122 by mounting the optical composite 180.
  • the optical elements 181 assigned to the different semiconductor chips 121, 122 have, corresponding to the different lateral dimensions of the semiconductor chips 121, 122, different lateral dimensions and shapes adapted thereto. With an emitter 121, a shaping of the radiation emitted by the emitter 121 can be achieved with the aid of an associated optical element 181. For a detector 122, the associated optical element 181 may cause a shaping of the radiation received by the
  • An isolated sensor 100 with the construction shown in FIGS. 12, 15 differs from that in FIGS. 9 three elongated or bar-shaped lichtblo ⁇ ckierende barrier structures 170 on.
  • the barrier structures 170 are 130, the insulating layers 150 and the contact layers disposed on the by the semiconductor chips 121, 122, the underlayment 140 ⁇ A surface formed.
  • Benzo ⁇ gene on a plan view of a sensor 100 has two barrier structures 170 in the region of opposite ends of the sensor 100 and thus the side of the emitter 121 and the side of the detector 122, and is a middle barrier structure 170 in a region between the semiconductor chip 121, 122 present (see Figure 15).
  • the above-described suppression of crosstalk can be achieved mainly by means of the middle barrier structure 170.
  • a sensor 100 shown in FIGS. 12, 15 furthermore has two interconnected optical elements 181, which are fastened to the barrier structures 170 via connecting webs 182 and are thus held above the semiconductor chips 121, 122.
  • the optical elements 181 are realized in the form of lenses which have a curved surface on two opposite sides.
  • a possible modification of the method explained with reference to FIGS. 10 to 15 is to provide a coherent barrier structure 170 on the printed circuit board 110 provided with the semiconductor chips 121, 122 and the further components instead of separate radiation-impermeable barrier structures 170.
  • This may, for example, be a grid-shaped barrier structure 170, as illustrated in the perspective view of FIG. 16.
  • the lattice-like barrier structure 170 may initially sämtli ⁇ chen of the sensors manufactured in composite be assigned to the 100th FIG. 16 already shows a state after uncoupling.
  • the lattice-shaped barrier structure 170 has, based on an embarksichtsbetrachtung, one each the emitter 121 and the detector 122 of a sensor 100 to be produced is in the form of a frame that surrounds a frame.
  • the barrier structure 170 on the semiconductor chips 121, 122 tuned recesses over which the semiconductor chips 121, 122 are free.
  • the production of the barrier structure 170 can, as stated above, be carried out with the aid of a molding process or UV molding process.
  • the optical composite 180 can be glued with its connecting webs 182 on the barrier structure 170. In the singulation step, the barrier structure 170 and the optical composite 180 can be severed and thus distributed to the individual sensors 100.
  • the barrier structure 170 based on a plan view having an emitter 121 and the detector 122 of the sensor 100 in each frame-like shape environmentally current.
  • the method explained with reference to Figures 10 to 16 may be modified such that the above be ⁇ signed barrier structures 170 are not generated in a direct manner by means of a molding process on the provided with the semiconductor chips 121, 122 and other components printed circuit board 110, but in addition instead, the plurality of line-shaped barrier structures 170 or the grid-shaped barrier structure 170 are fabricated separately and disposed on the surface formed by the semiconductor chips 121, 122, the embedding layer 130, the insulating layers 150 and the contact layers 140, for example by gluing. Following this, the further steps, such as mounting the optical composite 180 and separating, can be carried out in an analogous manner.
  • optical composite 180 such that the optical composite 180 itself has one or more radiopaque barrier structures 170.
  • a plurality of line-shaped barrier structures 170 or a coherent grid-shaped barrier structure 170 may be provided on the optical composite 180.
  • the optical composite 180 and the at least one barrier structure 170 may be fabricated separately and joined together, for example by gluing.
  • the at least one barrier structure 170 can be arranged on one side of the optical composite 180 and connected to connecting webs 182 of the optical composite.
  • optical system 180 may be composite with the at least ei ⁇ NEN barrier structure 170 on the by the semiconductor chips
  • Layers 150 and the contact layers 140 formed surface are arranged, for example by gluing, so that a state may be present, as shown in section in Figure 11.
  • the embedding ⁇ layer 130 which is connected at least one barrier structure 170 and the optical interconnection 180 may be separate sensors 100 with the above structure getting produced.
  • Figures 17, 18 based on the lateral cross-sectional views showing another process sequence for the manufacture of sensors 100 using the radiation-permeable optical interconnection 180. separately prepared
  • the procedure is to provide the arrangement shown in FIG. 4 The following is on the ⁇ this arrangement or on the through the semiconductor chips 121,
  • the adhesive 175 may have a black color, such as an epoxy or silicone adhesive.
  • the adhesive 175 may be applied to the with the semiconductor chips 121, 122 and the further Be ⁇ was provided sharing circuit board 110 in liquid or viscous form. Subsequently, the composite optical system can be placed 182 on the adhesive 175 180 with its Verbin ⁇ dung webs.
  • the optical composite 180 can be mounted on the printed circuit board 110 carrying the semiconductor chips 121, 122 and further components.
  • the cured adhesive 175 may include one or more radiopaque barrier structures 170 bil ⁇ the same time.
  • the adhesive 175, according to the embodiments described above, for example in the form of a plurality of parallel lines or in the form of a grid, can be applied to the printed circuit board 110 provided with the semiconductor chips 121, 122 and further components.
  • the sensor ⁇ individually composite formed thereby as it is shown from the side in Figure 18, wherein when viewed from above to the figures 15 or 16 corresponding conditions can be present, separate sensors can be manufactured 100th
  • FIGS. 19 to 21 show, on the basis of lateral sectional representations, a method carried out in this sense.
  • the conductor is first provided ⁇ plate 110 having conductor patterns 116, and the ⁇ on the front of circuit board 110 Strahlungsemit ⁇ animal end and radiation-detecting semiconductor chip 121 mounted 122nd
  • the semiconductor chips 121, 122 have a rear-side contact and a front-side contact (not shown) as stated above.
  • the semiconductor chips 121, 122 via their rear side contacts and an unillustrated electrically conductive connection are electrically connected to front-side contact surfaces 117 of the circuit board 110.
  • a wire bonding process is performed.
  • the front-side contacts of the semiconductor chips 121, 122 are electrically connected via bonding wires 190 to further front-side contact surfaces 117 of the printed circuit board 110.
  • the side of the semiconductor chips 121, 122 adjacent and the semiconductor chips 121, 122 circumferentially surrounds and up to the front sides of the semiconductor chips 121, 122 reaching buried layer 130 on the printed ⁇ te 110 formed.
  • the bonding wires 190 are partially embedded in the embedding layer 130 and protrude partially out of the embedding layer 130.
  • the embedding layer 130 may be formed of a black or white plastic material.
  • the plastic material can be applied in liquid or viscous form to the printed circuit board 110 provided with the semiconductor chips 121, 122 and subsequently hardened.
  • a potting (not shown) by means of a be performed on the circuit board 110 from ⁇ formed or arranged circumferential wall.
  • the common provision of radiation-transmissive optical elements can take place on the circuit board 110 provided with the semiconductor chips 121, 122 and further components.
  • this is the one Optikver ⁇ bunds 180 illustrated above with reference to Figures 17, 18 explained assembly with optical elements 181 using a radio-opaque adhesive 175th
  • the adhesive 175 may underlayment to the provided with the semiconductor chips 121, 122 and the wide ⁇ ren ingredients circuit board 110 and to the egg in liquid or viscous form are applied 130, for example in the form of a plurality of parallel lines or in the form a grid, and 180 may be disposed with its Verbin ⁇ dung ridges 182 on the adhesive 175 and then the optical composite.
  • Modifications are also available for the method explained with reference to FIGS. 19 to 21, as explained above. It is for instance possible to arrange for the training of the embedding layer 130, one or more separately ⁇ he testified barrier structures 170 on which the semiconductor chips 121, 122 and other components supporting the printed circuit board 110, for example by gluing. According to the embodiments described above, a plurality of linear barrier structures 170 or a grid-shaped barrier structure 170 may be used. Then the optical composite 180 can be arranged, also for example by gluing. After ⁇ following the sensor network in separate sensors 100 ver ⁇ be singled (each not shown).
  • an optical composite 180 which comprises one or more Barrierestruktu ⁇ ren 170, so, for example, a lattice-shaped or a plurality of line-shaped barrier structure 170, on one side on ⁇
  • the optical composite 180 with the at least one barrier structure 170 can be arranged on the printed circuit board 110 provided with the semiconductor chips 121, 122 and the further components, for example by gluing.
  • the sensor network can be separated into separate sensors 100 (not shown in each case).
  • FIGS. 22 to 24 show, on the basis of lateral sectional representations, a further method in which wire bonding is used.
  • the circuit board is first provided with conductor patterns 110 116, and are on the front side of the printed circuit board 110 ⁇ radiation-emitting and radiation-detecting semiconductor chip 121 mounted 122nd
  • the semiconductor chips 121, 122 have a rear-side contact and a front-side contact (not shown) as stated above.
  • the semiconductor chips 121, 122 via de ⁇ ren rear contacts and a not shown electrically conductive connecting means with front surfaces Maisflä ⁇ 117 of the circuit board 110 are electrically connected.
  • the front side contacts of the semiconductor chips 121, 122 are electrically connected via bonding wires 190 with other front-sidemaschineflä ⁇ surfaces 117 of the circuit board 110th
  • each semiconductor chip 121, 122 strahlungs a permeable member is disposed 195th
  • an unillustrated adhesive can be used.
  • the radiation-transmissive elements 195 serve to enable the semiconductor chips 121, 122 to continue to receive or emit light radiation.
  • the radiation-permeable elements 195, which project beyond the bonding wires 190 may be formed, for example, of a glass ⁇ material, and have a platelet-like shape.
  • the radiation-permeable on the different semiconductor chips 121, 122 arranged elements 195 have, according to the different lateral dimensions of the semiconductor chips 121, 122, different lateral Abmessun ⁇ gene on.
  • the radiation-transmissive elements 195 further have such dimensions and are positioned on the semiconductor chips 121, 122 such that the front-side contacts of the semiconductor chips 121, 122 are exposed.
  • the processes described above can be described in the following order of reference. ge be performed.
  • the semiconductor chips 121, 122 may be disposed on the circuit board 110.
  • the radiation-transmissive elements 195 can be placed on the semiconductor chips 121, 122.
  • the wire bonding can be performed.
  • the embedding layer 130 is formed.
  • the embedding layer 130 is fabricated so as to encapsulate the semiconductor chips 121, 122 and the bonding wires 190 and the embedding layer 130 to the front sides of the radiation transmissive elements 195 is enough.
  • the embedding layer 130 laterally adjoins the radiation- transmissive elements 195 or they are surrounded on the circumference by the embedding layer 130.
  • the Einbet ⁇ processing layer 130 may be formed of a black or white plastic material, for example.
  • the plastic material can be applied in liquid or viscous form to the printed circuit board 110 provided with the semiconductor chips 121, 122 and the radiation-transmissive elements 195 and subsequently hardened.
  • a molding process for example a film-assisted transfer molding process, can be carried out.
  • the half provided with the ⁇ semiconductor chip 121, 122 and the radiation-transmissive elements 195 printed circuit board 110 may be ⁇ taken in a tool comprising a tool part having thereon at ⁇ parent film.
  • this tool part with the film can be pressed against the front sides of the radiation-transmissive elements 195.
  • the plastic material can be applied to the Lei ⁇ terplatte 110 such that the semiconductor chips 121, 122 and the bonding wires 190 are enclosed by the plastic material and the plastic material laterally adjacent to the radiation-transmissive elements 195.
  • a potting process with the aid of a circulating on the Lei ⁇ terplatte 110 formed or disposed wall may al- ternatively be performed.
  • a cleaning step of exposing covered radiation-transmissive elements 195 may be performed (not shown).
  • the joint provision of radiation-transmissive optical elements can be carried out on the circuit board 110 provided with the semiconductor chips 121, 122 and further components.
  • This process takes place on a surface which is formed by the radiation-transmissive elements 195 and the embedding layer 130. In this way, this surface can be even.
  • optical elements 160 it is mög ⁇ Lich, optical elements 160, as described above, to produce by means of a molding process or UV-molding process in a direct and common way on which the semiconductor chips 121, 122 and the further components carrying conductor plate 110th
  • Such a design with optical elements 160 in the form of lenses with a curved lens surface is illustrated in FIG.
  • each semiconductor chip 121, 122 a corresponding optical element 160 is arranged on a radiation-transmissive element 195.
  • a corresponding optical element 160 is arranged on a radiation-transmissive element 195.
  • Modifications are also available for the method explained with reference to FIGS. 22 to 24, as explained above.
  • 181 provide transmissive optical elements by using an optical ⁇ composite 180 in common manner on the provided with the semiconductor chips 121, 122 and other components PCB 110th
  • in addition can be provided one or more radiopaque Barrie ⁇ re Modellen 170th
  • Fi ⁇ guren 10 to 16 process flows provide one or sev- eral barrier structures 170 on the by the radiation ⁇ permeable members 195 and the embedding layer 130 ge ⁇ formed surface, for example by
  • the optical composite 180 can then be arranged thereon, likewise for example by gluing. Subsequently, the sensor network can be separated into separate sensors 100 (not shown in each case). In a similar way, the possibility exists, a
  • optical composite 180 which has one or more Bar ⁇ riere Modellen 170 on one side.
  • the composite optical system 180 can be on the radiation through the transparent members 195 and the embedding layer 130 surface formed angeord ⁇ net with the at least one barrier structure 170, for example by gluing. Subsequently, the singulation can take place in separate sensors 100 (not shown in each case).
  • a further alternative is a procedure according to FIGS. 17, 18, ie arranging the optical composite 180 on the surface formed by the radiation-transmissive elements 195 and the embedding layer 130 using a radiopaque adhesive 175.
  • the optical composite 180 By curing in liquid or viscous form applied adhesive, the optical composite 180 can be mounted on the printed circuit board 110 provided with the semiconductor chips ⁇ 121, 122 and the other components and can one or a plurality of barrier structures 170 are formed. Subsequently, the sensor network can be separated into separate sensors 100 (not shown in each case).
  • the procedures described above may come in entspre ⁇ chender manner for use to produce sensors 100, which have differing other of the above-described and illustrated in the drawings embodiments numbers of emitters 121 and / or detectors 122nd
  • emitter 121 may be used, which are designed to emit visible light radiation.
  • sensors 100 are produced, which have only one detector 122.
  • only detectors 122 can be arranged on the printed circuit board 110, and a sensor composite present at the end of the method can be singulated in sensors 100 with a single detector 122.
  • FIG. 25 For the exemplary illustration in Figure 25 is a separation of a composite sensor in sensors 100 with single ⁇ Lich a detector 122 is shown. Previously, method steps were carried out in accordance with the method explained with reference to FIGS. 1 to 9.
  • the detector 122 of a sol ⁇ chen sensor 100 is located on a portion of Lei ⁇ terplatte 110, and is electrically connected in the manner described above and Wei ⁇ SE front-side contact surfaces 117 of the circuit board 110th
  • the detector 122 is enclosed circumferentially by a section of the embedding layer 130.
  • On the detector 122 is a radiation-transmissive optical element 160 in the form of a lens having a curved surface formed by a molding process.
  • a conductor frame-based carrier plate 110 is used instead of a printed circuit board or a PCB substrate.
  • a conductor frame-based carrier plate 110 is used instead of a printed circuit board or a PCB substrate.
  • the figures 26 to 29 show a further by-run in this sense method based on lateral section ⁇ representations.
  • this method corresponds to the method explained with reference to FIGS. 1 to 9.
  • a metallic lead frame 250 is provided, as shown in fragmentary fashion in FIG.
  • the lead frame 250 has juxtaposed conductor frame sections 251 and bar-shaped connection structures 252, of which only two connection structures 252 are indicated by dashed lines in the sectional view of FIG.
  • the conditions presented here can be present in a single plane repeatedly repeating next to each other.
  • the lead frame portions 251 may have a step shape at the periphery.
  • An anchoring with an insulating plastic material 254 subsequently used to prepare the carrier plate 110 can be achieved in this way.
  • the lead frame 250 is such transforms with the plastic material 254 that ⁇ by formed carrier plate 110 has two planar opposed major faces here which are formed by the lead frame 250 and the plastic material 254th In the Guren upward side is a front side, and in the downward side to a rear side of the support plate 110.
  • Kunststoffmate- rials 254 gaps of the circuit frame 250, ie between the lead frame sections 251 and the connection structures 252, closed With the help of Kunststoffmate- rials 254 gaps of the circuit frame 250, ie between the lead frame sections 251 and the connection structures 252, closed , The reshaping of the ladder frame
  • the ladder frame sections form
  • the semiconductor chips 121, 122 can be electrically connected via their rear-side contacts and an electrically conductive connection means to front-side contact surfaces 117 of the corresponding leadframe sections 251. Furthermore, the front-side contacts of the semiconductor chips 121, 122 are electrically connected to front-side contact surfaces 117 of further leadframe sections 251 of the carrier plate 110. In this case, contact layers 140 are used, as indicated in FIG. 28.
  • insulating layers 150 for short-circuit prevention in the region of the semiconductor chips 121, 122 may be formed before forming the contact layers 140.
  • the front-side contacts can be connected to contact surfaces 117 exclusively via the contact layers 140, wherein recesses 135 are previously formed in the embedding layer 130. It is also possible, the front side contacts via contact layers 140 and electrical connection elements 155 to be connected to contact surfaces 117, wherein the electrical connection elements 155 are arranged on contact surfaces 117 of the support plate 110 prior to the formation of the embedding layer 130.
  • radiation-transparent optical elements 160 in the form of Lin- sen be as shown in Figure 29, with a curved surface on the provided with the half ⁇ semiconductor chip 121, 122 and the other components of support plate 110 and on through the semiconductor chips 121, 122, the embedding layer 130, the insulating
  • Layers 150 and the contact layers 140 formed surface produced.
  • the optical elements 160 provided on each of the semiconductor chips 121, 122 may be formed in a parallel manner as described above in common with the aid of a molding process. For further details, reference is made to the above description of FIG.
  • a singulation process is carried out in order to subdivide the sensor composite present after the formation of the optical elements 160 into separate sensors 100.
  • the Trä ⁇ carrier plate 110 and the embedding layer 130 are severed along the parting lines 200th With respect to the support plate 110, the severing takes place in the region of the connecting structures 252 of the conductor frame 250.
  • Each sensor 100 formed in this manner has a portion of the support plate 110, a portion of the embedding layer 130, an emitter 121, a detector 122, and two optical elements 160 associated with the emitter 121 and the detector 122.
  • the rear side contacts and front ⁇ side contacts of the semiconductor chips 121, 122 are on front ⁇ side contact surfaces 117 of the associated autismrahmenab- sections 251 are connected, and can therefore be electrically contacted via the rear contact surfaces 118.
  • Runaway ⁇ leads also by means of the ladder frame-based carrier plate, their production can be carried out according to the Figures 26, 27th
  • an optical composite 180 on the provided with the semiconductor chips 121, 122 and other components supporting plate 110 and on through the semiconductor chips 121, 122, the layer embedding ⁇ 130, the insulating layers 150 and the contact ⁇ layers 140 formed surface, for example using a radiopaque adhesive 175, as explained with reference to Figures 17, 18.
  • a barrier structure can at least be provided on the semiconductor chips 121, 122 and other components supporting Suplat ⁇ te 110 170, for example by performing a molding process or by separately producing and after ⁇ following placement, and then may be an optical composite 180 on the at least one barrier structure 170 are placed. Furthermore, an optical composite 180 equipped with at least one barrier structure 170 can be arranged on the carrier plate 110 carrying the semiconductor chips 121, 122 and further components.
  • the method sequences explained with reference to FIGS. 19 to 24 can also be carried out in a corresponding manner with the ladder-frame-based carrier plate 110 by connecting front-side contacts of semiconductor chips 121, 122 via bonding wires 190 to front-side contact surfaces 117 of leadframe sections 251.
  • sensors 100 with other numbers of Semiconductor chips 121, 122, including sensors 100 with le ⁇ diglich a detector 122, are manufactured.
  • One possible modification is, for example, provide strah ⁇ lung transmissive optical elements, which are not realized in the form of lenses with one or two curved surfaces. Also possible are optical elements having different shape optical surfaces which, for example, conical or pyramid-shaped structural elements aufwei ⁇ sen. Another example is optical elements in the form of Fresnel lenses. Also, such optical elements can be produced in a molding process or may be realized as components of an optical ⁇ composite.
  • each meh ⁇ eral radiation-transmissive optical elements of individual sub-groups may be provided together on the semiconductor chip shipping ⁇ Henen carrier plate.
  • Such pre ⁇ hen is possible for example in relation to procedures in which an optical composite is applied.
  • a plurality of separate optical networks can be used and arranged on the carrier plate provided with the semiconductor chips.
  • each optical composite can each have a subgroup of a plurality of interconnected radiation-transmissive optical elements.
  • sensors which, in addition to one or more optoelectronic semiconductor chips, have at least one semiconductor chip of a different type. This may be, for example, a driver chip.
  • the detectors used may have additional circuit structures for evaluation.
  • Such detectors can be realized, for example, in the form of ASIC (Application Specific Integrity Circuit) chips.
  • ASIC Application Specific Integrity Circuit
  • semiconductor chips used to form sensors may have one or more front-side contacts.
  • the latter variant may, for example, be considered with regard to detectors with a plurality of detection areas, whereby they can be operated separately.
  • semiconductor chips having a plurality of rear-side contacts can be used. Merkma- described above le and details may be used in a similar manner for several ⁇ ren contacts of a semiconductor chip.
  • each front side contact may be additionally connected via a contact layer ⁇ and optionally via an electric connection member having a contact surface of a support plate. It is also possible to use bonding wires.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Sensoren. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen einer Trägerplatte und ein Anordnen von Halbleiterchips auf der Trägerplatte. Die auf der Trägerplatte angeordneten Halbleiterchips umfassen wenigstens strahlungsdetektierende Halbleiterchips. Weiter vorgesehen ist ein Bereitstellen von strahlungsdurchlässigen optischen Elementen auf der mit den Halbleiterchips versehenen Trägerplatte. In diesem Schritt werden mehrere strahlungsdurchlässige optische Elemente gemeinsam auf der mit den Halbleiterchips versehenen Trägerplatte bereitgestellt. Ferner erfolgt ein Vereinzeln der mit den Halbleiterchips und den strahlungsdurchlässigen optischen Elementen versehenen Trägerplatte, so dass separate Sensoren gebildet werden, welche jeweils einen Abschnitt der Trägerplatte, wenigstens einen strahlungsdetektierenden Halbleiterchip und wenigstens ein strahlungsdurchlässiges optisches Element aufweisen.

Description

HERSTELLUNG VON SENSOREN
BESCHREIBUNG Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstel¬ len von Sensoren.
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der deutschen Patentanmeldung 10 2016 118 996.0, deren Offenbarungsgehalt hiermit durch Rückbezug aufgenommen wird.
Optische Sensoren können eine Trägerplatte und wenigstens ei¬ nen auf der Trägerplatte angeordneten strahlungsdetektieren- den Halbleiterchip aufweisen. In einer weiteren Ausgestaltung kann zusätzlich wenigstens ein strahlungsemittierender Halbleiterchip auf der Trägerplatte angeordnet sein.
Zur Herstellung solcher Sensoren kann eine Trägerplatte bereitgestellt werden, und können Halbleiterchips auf der Trä- gerplatte angeordnet und mit Kontaktflächen der Trägerplatte elektrisch verbunden werden. Nachfolgend können weitere Komponenten auf der mit den Halbleiterchips versehenen Trägerplatte aufgebracht werden, und kann der auf diese Weise ge¬ bildete Verbund in separate Sensoren vereinzelt werden.
Zu den weiteren Komponenten können zum Beispiel lichtblockierende Barrierestrukturen gehören. Die Barrierestrukturen können in Form von separaten Rahmen- oder Deckelteilen verwirklicht sein. Die Rahmenteile können integrierte Linsen aufwei- sen. Bei der Herstellung können die Rahmenteile nacheinander einzeln auf die mit den Halbleiterchips versehene Trägerplat¬ te geklebt werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren zum Herstellen von Sensoren anzugeben. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen von Sensoren vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen einer Trägerplatte und ein Anordnen von Halbleiterchips auf der Trägerplatte. Die auf der Trägerplatte angeordneten Halbleiterchips umfassen wenigstens strahlungs- detektierende Halbleiterchips. Weiter vorgesehen ist ein Be¬ reitstellen von strahlungsdurchlässigen optischen Elementen auf der mit den Halbleiterchips versehenen Trägerplatte. In diesem Schritt werden mehrere strahlungsdurchlässige optische Elemente gemeinsam auf der mit den Halbleiterchips versehenen Trägerplatte bereitgestellt. Ferner erfolgt ein Vereinzeln der mit den Halbleiterchips und den strahlungsdurchlässigen optischen Elementen versehenen Trägerplatte. Auf diese Weise werden separate Sensoren gebildet, welche jeweils einen Ab¬ schnitt der Trägerplatte, wenigstens einen strahlungsdetek- tierenden Halbleiterchip und wenigstens ein strahlungsdurchlässiges optisches Element aufweisen.
In dem Verfahren wird ein zusammenhängender Verbund aus einer Mehrzahl von Sensoren hergestellt, welcher nachfolgend in se- parate Sensoren vereinzelt wird. Die Sensoren weisen wenigs¬ tens einen strahlungsdetektierenden Halbleiterchip und wenigstens ein strahlungsdurchlässiges optisches Element zur Strahlformung auf. Jedem strahlungsdetektierenden Halbleiterchip eines Sensors kann ein solches optisches Element zuge- ordnet sein. In dem Verfahren werden mehrere optische Elemente in gemeinsamer Weise auf der mit den Halbleiterchips ver¬ sehenen Trägerplatte bereitgestellt, anstelle diese Elemente zum Beispiel einzeln zu setzen und zu kleben. Hierdurch ist eine weitgehend parallele Prozessierung der im Verbund gefer- tigten Sensoren möglich. Dies führt zu einem Zeit- und Kostenvorteil in der Herstellung, welcher bei größeren Herstellungsvolumina deutlich zu Tage treten kann. Im Folgenden werden weitere mögliche Details und Ausführungs¬ formen näher beschrieben, welche für das Verfahren und für die gemäß dem Verfahren hergestellten Sensoren in Betracht kommen können.
Das Verfahren kann derart durchgeführt werden, dass sämtliche strahlungsdurchlässigen optischen Elemente gemeinsam auf der mit den Halbleiterchips versehenen Trägerplatte bereitge¬ stellt werden. In dieser Ausgestaltung können die optischen Elemente auch als Waferlevel-Optiken bezeichnet werden. Mög¬ lich ist es auch, dass mehrere Untergruppen (Cluster) aus strahlungsdurchlässigen optischen Elementen bereitgestellt werden. Hierbei können jeweils mehrere strahlungsdurchlässige optische Elemente von einzelnen Untergruppen gemeinsam auf der mit den Halbleiterchips versehenen Trägerplatte bereitge¬ stellt werden. Wie weiter unten noch näher beschrieben wird, kann das Bereitstellen von optischen Elementen ein Erzeugen von optischen Elementen auf der mit den Halbleiterchips versehenen Trägerplatte oder ein separates Fertigen von mitei- nander verbundenen optischen Elementen und Anordnen derselben auf der mit den Halbleiterchips versehenen Trägerplatte um¬ fassen .
Die bereitgestellte Trägerplatte, welche in dem Vereinze- lungsschritt durchtrennt wird, kann zwei entgegengesetzte
Hauptseiten aufweisen. Auf einer der Hauptseiten können die Halbleiterchips angeordnet werden. An dieser Hauptseite kann die Trägerplatte zugängliche metallische Kontaktflächen auf¬ weisen. Die auf dieser Hauptseite angeordneten Halbleiter- chips können mit den an derselben Hauptseite vorhandenen Kontaktflächen der Trägerplatte elektrisch verbunden werden.
Die Trägerplatte kann des Weiteren an der entgegengesetzten Hauptseite ebenfalls zugängliche metallische Kontaktflächen aufweisen. Hierbei können an den entgegengesetzten Hauptseiten vorhandene Kontaktflächen elektrisch miteinander verbunden sein. Die in dem Verfahren verwendeten strahlungsdetektierenden Halbleiterchips können eine Photodiodenstruktur aufweisen. Möglich sind auch Ausgestaltungen, in welchen die strahlungsdetektierenden Halbleiterchips mehrere Detektionsbereiche, zum Beispiel in Form von mehreren Photodiodenstrukturen, aufweisen. Hierbei können die mehreren Detektionsbereiche zum Ermöglichen einer Strahlungsdetektion in verschiedenen Wellenlängenbereichen ausgebildet sein. Es ist ferner möglich, dass die strahlungsdetektierenden
Halbleiterchips zusätzlich Schaltungsstrukturen zur Auswertung aufweisen. Bei einer solchen Ausgestaltung können die strahlungsdetektierenden Halbleiterchips zum Beispiel ASIC- Chips (Application Specific Integrated Circuit) sein.
Die mit Hilfe des Verfahrens hergestellten Sensoren können lediglich einen einzelnen strahlungsdetektierenden Halbleiterchip aufweisen. Möglich sind auch Ausgestaltungen, in welchen die Sensoren mehrere Halbleiterchips aufweisen. Hier- bei kann es sich zum Beispiel um mehrere strahlungsdetektie- rende und gegebenenfalls zur Strahlungsdetektion in verschie¬ denen Wellenlängenbereichen ausgebildete Halbleiterchips handeln. Des Weiteren können Sensoren verwirklicht werden, welche neben wenigstens einem strahlungsdetektierenden Halb- leiterchip wenigstens einen Halbleiterchip eines anderen Typs aufweisen .
In diesem Sinne ist gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass die auf der Trägerplatte angeordneten Halb- leiterchips zusätzlich Strahlungsemittierende Halbleiterchips umfassen, und dass die durch das Vereinzeln gebildeten Sensoren zusätzlich wenigstens einen Strahlungsemittierenden Halbleiterchip aufweisen. In dieser Ausgestaltung kann jedem Strahlungsemittierenden Halbleiterchip eines Sensors ein op- tisches Element zur Strahlformung zugeordnet sein.
Die in dem Verfahren verwendeten Strahlungsemittierenden Halbleiterchips können zum Beispiel Leuchtdiodenchips bzw. LED-Chips (Light Emitting Diode) sein. Des Weiteren können die Strahlungsemittierenden Halbleiterchips zum Beispiel zur Abgabe von infraroter Lichtstrahlung ausgebildet sein. Möglich ist auch die Verwendung von Strahlungsemittierenden Halbleiterchips, welche zur Emission von sichtbarer Licht¬ strahlung ausgebildet sind.
Die strahlungsdetektierenden Halbleiterchips können zur De- tektion der von den Strahlungsemittierenden Halbleiterchips abgegebenen und in geeigneter Weise reflektierten Strahlung ausgebildet sein. Auf diese Weise können die mit Hilfe des Verfahrens hergestellten Sensoren zum Beispiel Näherungs¬ sensoren oder Biomonitoring-Sensoren sein. In möglichen Ausführungsformen des Verfahrens können somit Sensoren gefertigt werden, welche einen oder mehrere strah- lungsdetektierende Halbleiterchips und gegebenenfalls zusätz¬ lich einen oder mehrere Strahlungsemittierende Halbleiter¬ chips aufweisen. Ferner kann es in Betracht kommen, dass die auf der Trägerplatte angeordneten Halbleiterchips nicht nur optoelektronische Halbleiterchips, sondern auch Halbleiter¬ chips eines anderen Typs umfassen. Hierbei kann es sich zum Beispiel um Treiberchips handeln. Infolgedessen können die mit Hilfe des Verfahrens hergestellten Sensoren neben wenigs- tens einem optoelektronischen Halbleiterchip wenigstens einen weiteren Halbleiterchip eines anderen Typs aufweisen.
Vor dem Bereitstellen der strahlungsdurchlässigen optischen Elemente können weitere Komponenten auf der Trägerplatte an- geordnet bzw. ausgebildet werden. In diesem Zusammenhang können folgende Ausführungsformen zur Anwendung kommen.
In einer weiteren Ausführungsform wird eine Einbettungsschicht auf der Trägerplatte ausgebildet, welche seitlich an die Halbleiterchips angrenzt. Die Halbleiterchips können um- fangsseitig vollständig von der Einbettungsschicht umschlos¬ sen sein. Eine Vorderseite der Halbleiterchips kann frei von der Einbettungsschicht sein. Die Einbettungsschicht kann aus einem isolierenden Kunststoffmaterial ausgebildet werden, welches eine schwarze oder weiße Farbe besitzen kann. Das Kunststoffmaterial kann in flüssiger bzw. zähflüssiger Form auf die mit den Halbleiterchips versehene Trägerplatte aufge- bracht werden und nachfolgend aushärten. In dem am Ende des Verfahrens durchgeführten Vereinzelungsschritt kann die Ein¬ bettungsschicht zusammen mit der Trägerplatte durchtrennt werden . Sofern Halbleiterchips nach dem Ausbilden der Einbettungs¬ schicht in unerwünschter Weise vorderseitig mit der Einbet¬ tungsschicht bedeckt sein sollten, kann ferner ein Reinigungsschritt zum vorderseitigen Freilegen durchgeführt werden .
Für das Aufbringen des Kunststoffmaterials zum Ausbilden der Einbettungsschicht kann zum Beispiel ein Formprozess (Mol¬ ding) , auch als Moldprozess bezeichnet, durchgeführt werden. Der Formprozess kann mit Hilfe eines Form- bzw. Moldwerkzeugs durchgeführt werden, in welchem die Trägerplatte mit den hie¬ rauf befindlichen Halbleiterchips aufgenommen werden kann. Bei dem Formprozess kann es sich um einen Spritzpressprozess (Transfer Molding) , zum Beispiel um einen folienunterstützten Spritzpressprozess (FAM, Film Assisted Transfer Molding) han- dein. Bei diesem Prozess kann auf einem Werkzeugteil eines für das Spritzpressen verwendeten Werkzeugs eine Folie angeordnet sein. In dem Spritzpressprozess kann dieses Werkzeug¬ teil mit der Folie an die Vorderseiten der auf der Trägerplatte angeordneten Halbleiterchips angedrückt sein. Hiermit verbunden ist eine Abdichtung der Vorderseiten der Halbleiterchips, so dass es möglich ist, das Kunststoffmaterial seitlich angrenzend an die Halbleiterchips aufzubringen und eine vorderseitige Bedeckung der Halbleiterchips mit dem Kunststoffmaterial zu unterdrücken.
Möglich ist es auch, das Aufbringen des Kunststoffmaterials zum Ausbilden der Einbettungsschicht mit Hilfe eines Vergie߬ prozesses durchzuführen. Zuvor kann eine umlaufende Wandung, auch als Damm bezeichnet, auf der Trägerplatte ausgebildet oder angeordnet werden, welche als Begrenzung zum Umschließen eines für das Vergießen vorgesehenen Bereichs dient. Die in dem Verfahren verwendeten Halbleiterchips können einen Vorderseitenkontakt und einen Rückseitenkontakt aufweisen. Beim Anordnen der Halbleiterchips auf der Trägerplatte können die Halbleiterchips über deren Rückseitenkontakte und ein elektrisch leitfähiges Verbindungsmittel mit Kontaktflächen der Trägerplatte elektrisch verbunden werden.
Vorderseitenkontakte von Halbleiterchips können über Kontakt¬ schichten sowie gegebenenfalls weitere Komponenten mit Kon¬ taktflächen der Trägerplatte elektrisch verbunden werden. Solche Kontaktschichten können in einer planaren Verbindungstechnologie (PI, Planar Interconnect ) hergestellt werden und daher auch als PI-Kontakte oder Picos-Kontakte (Planar Inter¬ connect Chip on Substrate) bezeichnet werden. In diesem Zu¬ sammenhang können folgende Ausgestaltungen zur Anwendung kom- men.
In einer weiteren Ausführungsform werden Ausnehmungen in der Einbettungsschicht ausgebildet, über welche Kontaktflächen der Trägerplatte wenigstens teilweise freigelegt sind. Nach- folgend werden Kontaktschichten ausgebildet, über welche Vorderseitenkontakte von Halbleiterchips mit freigelegten Kon¬ taktflächen der Trägerplatte elektrisch verbunden sind. In dieser Ausführungsform sind die betreffenden Vorderseitenkontakte in direkter Weise über die Kontaktschichten an Kontakt- flächen der Trägerplatte elektrisch angeschlossen. Die Kontaktschichten können auf Halbleiterchips bzw. auf deren Vorderseitenkontakten, der Einbettungsschicht und innerhalb der Ausnehmungen auf den freigelegten Kontaktflächen angeordnet sein .
Es ist alternativ möglich, elektrische Verbindungen zwischen Vorderseitenkontakten von Halbleiterchips und Kontaktflächen der Trägerplatte nicht ausschließlich über Kontaktschichten herzustellen. Dies gilt zum Beispiel für folgende Ausführungsform, in welcher vor dem Ausbilden der Einbettungsschicht elektrische Verbindungselemente auf Kontaktflächen der Trägerplatte angeordnet werden. Die Einbettungsschicht wird seitlich angrenzend an die elektrischen Verbindungsele¬ mente ausgebildet. Sofern das Ausbilden der Einbettungs¬ schicht, wie oben angegeben, mit Hilfe eines folienunterstützten Spritzpressprozesses durchgeführt wird, kann die Fo¬ lie auch an die elektrischen Verbindungselemente angedrückt sein. Nachfolgend werden Kontaktschichten ausgebildet, über welche Vorderseitenkontakte von Halbleiterchips mit elektri¬ schen Verbindungselementen elektrisch verbunden sind. Die elektrischen Verbindungselemente können zum Beispiel aus ei¬ nem metallischen Material ausgebildete Körper sein. In einer weiteren möglichen Ausgestaltung sind die elektrischen Verbindungselemente metallisierte Körper aus zum Beispiel Sili¬ zium. Die elektrischen Verbindungselemente können über ein elektrisch leitfähiges Verbindungsmittel an die Kontaktflä¬ chen der Trägerplatte angeschlossen werden. In dieser Ausfüh- rungsform sind die betreffenden Vorderseitenkontakte der
Halbleiterchips über die Kontaktschichten und zusätzlich über die elektrischen Verbindungselemente mit Kontaktflächen der Trägerplatte elektrisch verbunden. Die Kontaktschichten können auf Halbleiterchips bzw. auf deren Vorderseitenkontakten, der Einbettungsschicht und den elektrischen Verbindungsele¬ menten angeordnet sein.
Das Ausbilden der Kontaktschichten kann ein Durchführen einer elektrochemischen bzw. galvanischen Abscheidung umfassen. Hierbei kann wie folgt vorgegangen werden.
Zunächst kann eine metallische Startschicht abgeschieden wer¬ den, zum Beispiel durch Durchführen eines Sputterprozesses . Danach kann eine Fotolackschicht auf der Startschicht ausge- bildet werden und nachfolgend durch Belichten und Entwickeln strukturiert werden. Auf diese Weise können freigestellte Be¬ reiche auf der Startschicht vorgegeben werden, welche für das Erzeugen der Kontaktschichten vorgesehen sind. Nachfolgend kann das eigentliche elektrochemische Abscheiden erfolgen. Hierbei dient die Startschicht als Abscheideelektrode, auf welche ein metallisches Material aufgebracht wird. Die Ab- scheidung erfolgt in den freigestellten Bereichen, in welchen die Startschicht nicht mit der strukturierten Fotolackschicht bedeckt ist. Anschließend kann die Fotolackschicht entfernt werden, und kann ein Ätzprozess durchgeführt werden, um die Startschicht außerhalb der Kontaktschichten abzutragen. Mit Hilfe dieser Vorgehensweise können sämtliche Kontaktschichten der im Verbund gefertigten Sensoren in paralleler Weise hergestellt werden.
Es kann des Weiteren in Betracht kommen, nach dem Ausbilden der Einbettungsschicht und vor dem Ausbilden der Kontakt- schichten isolierende Schichten auszubilden, welche die Halbleiterchips vorderseitig am Rand bzw. im Bereich der Vorder¬ seitenkontakte und auch die Einbettungsschicht in diesem Be¬ reich bedecken. Die nachfolgend ausgebildeten Kontaktschichten können zum Teil auch auf den isolierenden Schichten ange- ordnet sein. Mit Hilfe der isolierenden Schichten kann vermieden werden, dass vorderseitige Kontakte von Halbleiterchips über die Kontaktschichten mit Seitenflanken der Halbleiterchips kurzgeschlossen sind. Das Ausbilden der isolierenden Schichten kann zum Beispiel ein Aufbringen einer Fotolackschicht und Strukturieren derselben in die isolierenden Schichten durch Belichten und Entwickeln umfassen. Mit Hilfe dieser Vorgehensweise können sämtliche isolierenden Schichten der im Verbund gefertigten Sensoren in paralleler Weise hergestellt werden.
In Bezug auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen kann das Bereitstellen der strahlungsdurchlässigen optischen Elemente nach dem Ausbilden der Kontaktschichten durchgeführt werden. Dieser Vorgang kann auf einer Oberfläche erfolgen, welche durch die Halbleiterchips, die Einbettungsschicht, die isolierenden Schichten (sofern vorgesehen) und die Kontaktschichten gebildet ist. Aufgrund der Kontaktschichten kann diese Oberfläche eben bzw. relativ eben sein und eine geringe Topographie besitzen. Auf diese Weise kann das Bereitstellen der optischen Elemente begünstigt werden. Des Weiteren können die Sensoren mit einer geringen Bauhöhe hergestellt werden. Dies erweist sich als günstig, wenn lediglich ein begrenzter Bauraum für die Sensoren zur Verfügung steht. Dies gilt zum Beispiel in Bezug auf mögliche Anwendungen der Sensoren in Mobilgeräten . Vorderseitenkontakte von Halbleiterchips können auch auf an¬ dere Art und Weise an Kontaktflächen der Trägerplatte ange¬ schlossen werden. Dies gilt zum Beispiel für folgende Ausführungsform, in welcher Vorderseitenkontakte von Halbleiterchips über Bonddrähte mit Kontaktflächen der Trägerplatte elektrisch verbunden werden. Hieran anschließend kann, wie oben beschrieben, eine seitlich an die Halbleiterchips angrenzende bzw. die Halbleiterchips umfangsseitig umschließen¬ de Einbettungsschicht auf der Trägerplatte ausgebildet wer¬ den. In dieser Ausgestaltung können die Bonddrähte zum Teil in der Einbettungsschicht eingebettet sein und zum Teil aus dieser herausragen. Das Ausbilden der Einbettungsschicht kann mit Hilfe eines Vergießprozesses unter Verwendung einer auf der Trägerplatte angeordneten umlaufenden Wandung durchgeführt werden. Für weitere mögliche Details, zum Beispiel eine schwarze oder weiße Farbe der Einbettungsschicht, wird auf die obige Beschreibung verwiesen. Nach dem Ausbilden der Einbettungsschicht kann das Bereitstellen der strahlungsdurchlässigen optischen Elemente durchgeführt werden. Bei einer Verwendung von Bonddrähten kann ferner folgende
Ausführungsform in Betracht kommen, um das nachfolgende Be¬ reitstellen der strahlungsdurchlässigen optischen Elemente zu begünstigen. Hierbei werden strahlungsdurchlässige Elemente auf Halbleiterchips angeordnet, und werden Vorderseitenkon- takte von Halbleiterchips über Bonddrähte mit Kontaktflächen der Trägerplatte elektrisch verbunden. Des Weiteren wird eine die Halbleiterchips und Bonddrähte verkapselnde und seitlich an die strahlungsdurchlässigen Elemente angrenzende Einbet¬ tungsschicht auf der Trägerplatte ausgebildet.
In dieser Ausgestaltung können die strahlungsdurchlässigen Elemente umfangsseitig vollständig von der Einbettungsschicht umschlossen sein. Auch können die strahlungsdurchlässigen Elemente die Bonddrähte überragen. Eine Vorderseite der strahlungsdurchlässigen Elemente kann frei von der Einbettungsschicht sein. Die strahlungsdurchlässigen Elemente kön- nen zum Beispiel aus einem Glasmaterial ausgebildet sein, und eine plättchenförmige Gestalt besitzen. Bei den auf diese Weise hergestellten Sensoren ermöglichen die strahlungsdurchlässigen Elemente, dass die Halbleiterchips weiterhin eine Strahlung bzw. Lichtstrahlung empfangen sowie, im Falle von Emittern, abgeben können.
Für das Ausbilden der Einbettungsschicht können oben beschriebene Merkmale und Details in entsprechender Weise zur Anwendung kommen. Die Einbettungsschicht kann zum Beispiel aus einem Kunststoffmaterial mit zum Beispiel einer schwarzen oder weißen Farbe ausgebildet werden. Das Kunststoffmaterial kann in flüssiger bzw. zähflüssiger Form auf die mit den Halbleiterchips und den strahlungsdurchlässigen Elementen versehene Trägerplatte aufgebracht werden und nachfolgend aushärten. Zu diesem Zweck kann ein Formprozess, zum Beispiel ein folienunterstützter Spritzpressprozess , durchgeführt wer¬ den. Hierbei kann die mit den Halbleiterchips und den strah¬ lungsdurchlässigen Elementen versehene Trägerplatte in einem Werkzeug aufgenommen werden, welches ein Werkzeugteil mit ei- ner darauf angeordneten Folie aufweist. In dem Spritzpress- prozess kann dieses Werkzeugteil mit der Folie an die Vorder¬ seiten der strahlungsdurchlässigen Elemente angedrückt sein. Auf diese Weise kann das Kunststoffmaterial derart aufge¬ bracht werden, dass die Halbleiterchips und die Bonddrähte von dem Kunststoffmaterial umschlossen sind und das Kunst¬ stoffmaterial seitlich an die strahlungsdurchlässigen Elemente angrenzt. Aufgrund der Folie kann eine vorderseitige Bede¬ ckung der strahlungsdurchlässigen Elemente mit dem Kunst- Stoffmaterial unterdrückt werden. Alternativ kann das Auf¬ bringen des Kunststoffmaterials mit Hilfe eines Vergießpro¬ zesses unter Einsatz einer auf der Trägerplatte angeordneten umlaufenden Wandung durchgeführt werden. Sofern strahlungs- durchlässige Elemente nach dem Ausbilden der Einbettungs¬ schicht in unerwünschter Weise vorderseitig mit der Einbet¬ tungsschicht bedeckt sein sollten, kann ferner ein Reinigungsschritt zum vorderseitigen Freilegen durchgeführt werden .
Im Hinblick auf die vorstehend beschriebene Vorgehensweise kann das Bereitstellen der strahlungsdurchlässigen optischen Elemente nach dem Ausbilden der Einbettungsschicht durchge¬ führt werden. Dieser Vorgang kann auf einer Oberfläche erfol- gen, welche durch die strahlungsdurchlässigen Elemente und die Einbettungsschicht gebildet ist. In dieser Ausgestaltung kann die Oberfläche eben sein. Hierdurch kann das Bereitstel¬ len der optischen Elemente begünstigt werden. Die in dem Verfahren verwendeten Halbleiterchips können unmittelbar auf der Trägerplatte angeordnet werden. Hierbei können die Halbleiterchips über ein Verbindungsmittel, zum Beispiel ein Klebstoff, ein Lotmittel oder eine Sinterpaste, auf der Leiterplatte befestigt werden. Sofern eine Einbet- tungsschicht auf der Trägerplatte ausgebildet wird, kann dies derart erfolgen, dass die Einbettungsschicht an die Träger¬ platte angrenzt.
Für das Bereitstellen der strahlungsdurchlässigen optischen Elemente, was für sämtliche optischen Elemente oder für meh¬ rere optische Elemente von einzelnen Untergruppen gemeinsam erfolgen kann, können im Folgenden beschriebene Ausführungsformen zur Anwendung kommen. Sofern in diesem Zusammenhang Vorgänge beschrieben werden, welche auf der mit den Halb- leiterchips versehenen Trägerplatte durchgeführt werden, kann auf der Trägerplatte, entsprechend den oben genannten Ausge¬ staltungen, noch wenigstens eine weitere Komponente vorhanden sein. Hierbei kann es sich um Folgenden handeln: Eine Einbet- tungsschicht ; Kontaktschichten; gegebenenfalls isolierende Schichten, gegebenenfalls elektrische Verbindungselemente; anstelle der Kontaktschichten Bonddrähte; gegebenenfalls auf Halbleiterchips platzierte strahlungsdurchlässige Elemente. In diesem Zusammenhang kann das Bereitstellen der optischen Elemente, oder auch von weiter unten beschriebenen Barrierestrukturen, auf einer Oberfläche erfolgen, welche wie oben angegeben zum Beispiel durch die Halbleiterchips, die Einbet¬ tungsschicht, die isolierenden Schichten (sofern vorgesehen) und die Kontaktschichten, oder durch die strahlungsdurchläs¬ sigen Elemente und die Einbettungsschicht gebildet ist. Des Weiteren kann eine durch die Halbleiterchips und die Einbet¬ tungsschicht gebildete Oberfläche vorhanden sein, wobei zu¬ sätzlich hervorstehende Bonddrähte vorliegen.
Es ist zum Beispiel möglich, einen Form- bzw. Moldprozess durchzuführen. Hierzu ist gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass das Bereitstellen der strahlungsdurchlässigen optischen Elemente ein Formen und Aushärten einer strahlungsdurchlässigen Formmasse auf der mit den Halbleiterchips versehenen Trägerplatte umfasst. Auf diese Weise können sämtliche optischen Elemente der im Verbund gefertigten Sensoren gemeinsam erzeugt werden. Des Weiteren können optische Elemente zum Beispiel in Form von Linsen mit einer gekrümmten Oberfläche hergestellt werden.
Die verwendete Formmasse kann ein strahlungsdurchlässiges Kunststoffmaterial sein. Für das Formen der Formmasse kann die mit den Halbleiterchips versehene Trägerplatte in einem Werkzeug aufgenommen werden, welches ein Werkzeugteil mit auf die herzustellenden optischen Elemente abgestimmten Kavitäten aufweist. Die Formmasse kann auf die mit den Halbleiterchips versehene Trägerplatte aufgebracht und nachfolgend mit Hilfe dieses Werkzeugteils in Form gedrückt werden, so dass die Formmasse die Form der optischen Elemente einnimmt. Alterna¬ tiv kann die Formmasse in die Kavitäten des Werkzeugteils eingebracht und mit Hilfe des Werkzeugteils in Form der opti¬ schen Elemente auf die mit den Halbleiterchips versehene Trä- gerplatte aufgebracht werden. Diese Schritte können in einem flüssigen bzw. zähflüssigen Zustand der Formmasse durchgeführt werden. Die mit Hilfe der Kavitäten des Werkzeugteils verwirklichte Form der optischen Elemente kann durch das nachfolgende Aushärten fixiert werden.
In diesem Zusammenhang ist gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass die Formmasse eine UV-härtende Formmas¬ se ist, also eine Formmasse, welche unter dem Einfluss von UV-Strahlung (ultraviolette Strahlung) verfestigt werden kann. In dieser Ausgestaltung wird zum Aushärten der Formmasse eine Bestrahlung mit UV-Strahlung durchgeführt. Der unter Einsatz einer solchen UV-Bestrahlung durchgeführte Formpro- zess, was auch als UV-Formprozess bzw. UV-Moldprozess be- zeichnet werden kann, macht es möglich, die optischen Elemente auf einfache und zuverlässige Weise zu fertigen. Die UV- härtende Formmasse kann ein UV-härtendes Kunststoffmaterial wie zum Beispiel ein Hybridpolymermaterial sein. In Bezug auf die UV-Bestrahlung kann das oben beschriebene Werkzeugteil mit den Kavitäten für UV-Strahlung durchlässig sein. Hierdurch ist es möglich, die UV-härtende Formmasse durch das Werkzeugteil hindurch mit UV-Strahlung zu bestrahlen. Gegebenenfalls kann es in Betracht kommen, nach dem UV-Härten ein zusätzliches Nachhärten der Formmasse durch eine Temperatur- einwirkung durchzuführen, um die Verfestigung der Formmasse zu vervollständigen.
Das Durchführen eines Formprozesses zum Ausbilden von opti¬ schen Elementen kann in Betracht kommen, wenn eine ebene bzw. relativ ebene Oberfläche zur Verfügung steht, welche wie oben beschrieben zum Beispiel durch die Halbleiterchips, die Ein¬ bettungsschicht, die isolierenden Schichten (sofern vorgesehen) und die Kontaktschichten oder alternativ durch die strahlungsdurchlässigen Elemente und die Einbettungsschicht gebildet ist.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Bereitstellen der strahlungsdurchlässigen optischen Elemente ein separates Herstellen eines Optikverbunds und ein Anordnen des Optikverbunds auf der mit den Halbleiterchips versehenen Trägerplat¬ te. Der Optikverbund weist miteinander verbundene strahlungs¬ durchlässige optische Elemente auf. Hierbei können benachbar- te optische Elemente über Verbindungsstege miteinander ver¬ bunden sein. Der Optikverbund kann aus einem strahlungsdurchlässigen Kunststoffmaterial hergestellt werden. Die optischen Elemente des Optikverbunds können zum Beispiel Linsen sein, welche an zwei entgegengesetzten Seiten eine gekrümmte Ober- fläche aufweisen. In dem am Ende des Verfahrens durchgeführten Vereinzelungsschritt kann der Optikverbund durchtrennt und damit auf mehrere Sensoren verteilt werden. Das Durch¬ trennen kann an Verbindungsstegen des Optikverbunds erfolgen. Neben einem Optikverbund kann ferner wenigstens eine strah¬ lungsundurchlässige und zum Beispiel eine schwarze Farbe auf¬ weisende Barrierestruktur auf der mit den Halbleiterchips versehenen Trägerplatte vorgesehen werden. Eine solche Ausge¬ staltung kann in Betracht kommen, wenn mit Hilfe des Verfah- rens Sensoren mit wenigstens einem strahlungsdetektierenden und wenigstens einem strahlungsemittierenden Halbleiterchip hergestellt werden. Auf diese Weise kann ein Übersprechen zwischen einem strahlungsemittierenden und einem strahlungsdetektierenden Halbleiterchip der Sensoren unterdrückt wer- den. Dies bedeutet, dass wenigstens teilweise verhindert wer¬ den kann, dass eine von dem strahlungsemittierenden Halbleiterchip abgegebene Strahlung zu dem strahlungsdetektierenden Halbleiterchip gelangt, ohne dass zuvor eine für den Sensorbetrieb vorgesehene Wechselwirkung bzw. Strahlungsreflexi- on auftritt.
Für eine solche Funktionsweise können die Sensoren mit einer Barrierestruktur hergestellt werden, wobei die Barrierestruktur, bezogen auf eine AufSichtsbetrachtung, zumindest teil- weise in einem Bereich vorhanden ist, welcher sich zwischen einem strahlungsdetektierenden und einem strahlungsemittierenden Halbleiterchip befindet. Hierbei kann die optisch blockierende Barrierestruktur zum Beispiel in Form eines längli- chen bzw. linienförmigen Abschnitts verwirklicht sein. Die Sensoren können auch mit mehreren länglichen Barrierestrukturen hergestellt werden. Möglich sind ferner Ausgestaltungen von Sensoren mit einer Barrierestruktur, welche mehrere zu- sammenhängende längliche Abschnitte sowie gegebenenfalls eine rahmenförmige Gestalt aufweist.
Zum Verwirklichen der oben genannten Ausgestaltungen kann eine zusammenhängende, zum Beispiel gitterförmige Barrierest- ruktur auf der mit den Halbleiterchips versehenen Trägerplat¬ te ausgebildet werden. In dem Vereinzelungsschritt kann diese Gitterstruktur durchtrennt und damit auf mehrere Sensoren verteilt werden. Möglich ist ferner ein Ausbilden von mehreren, zum Beispiel linienförmigen und parallel zueinander ver- laufenden Barrierestrukturen, welche beim Vereinzeln ebenfalls durchtrennt und auf mehrere Sensoren verteilt werden können .
Für das Ausbilden von einer oder mehreren lichtblockierenden Barrierestrukturen können ferner folgende Ausführungsformen zur Anwendung kommen.
In einer weiteren Ausführungsform wird der Optikverbund unter Verwendung eines strahlungsundurchlässigen, zum Beispiel schwarzen Klebstoffs auf der mit den Halbleiterchips versehe¬ nen Trägerplatte angeordnet. Der Klebstoff kann zuvor auf der mit den Halbleiterchips versehenen Trägerplatte aufgebracht werden. Durch ein Aushärten können aus dem Klebstoff eine o- der mehrere Barrierestrukturen gebildet werden. Zu diesem Zweck kann der Klebstoff, entsprechend den oben beschriebenen möglichen Ausgestaltungen für Barrierestrukturen, zum Beispiel in Form von mehreren parallelen Linien oder in Form eines Gitters auf der mit den Halbleiterchips versehenen Trä¬ gerplatte aufgebracht werden.
In einer weiteren Ausführungsform wird eine strahlungsundurchlässige Barrierestruktur auf der mit den Halbleiterchips versehenen Trägerplatte bereitgestellt. Des Weiteren wird der Optikverbund auf der Barrierestruktur angeordnet. Hierbei kann der Optikverbund zum Beispiel auf die Barrierestruktur geklebt werden. Entsprechend den oben beschriebenen Ausgestaltungen ist es möglich, eine zusammenhängende, zum Bei- spiel gitterförmige Barrierestruktur auf der mit den Halbleiterchips versehenen Trägerplatte bereitzustellen. Es können ferner mehrere, zum Beispiel linienförmige und parallel zueinander verlaufende Barrierestrukturen bereitgestellt werden, auf welchen der Optikverbund angeordnet werden kann.
Das Bereitstellen der Barrierestruktur kann zum Beispiel mit Hilfe eines Form- bzw. Moldprozess durchgeführt werden. Hier¬ zu ist gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass das Bereitstellen der Barrierestruktur ein Formen und Aushär- ten einer Formmasse auf der mit den Halbleiterchips versehe¬ nen Trägerplatte umfasst. In entsprechender Weise können auf diese Weise auch mehrere Barrierestrukturen bereitgestellt werden . Die in dem Formprozess verwendete Formmasse kann ein schwar¬ zes Kunststoffmaterial sein. Für das Formen der Formmasse kann die mit den Halbleiterchips versehene Trägerplatte in einem Werkzeug aufgenommen werden, welches ein Werkzeugteil mit auf die herzustellende Barrierestruktur oder die mehreren herzustellenden Barrierestrukturen abgestimmten Kavitäten aufweist. Die Formmasse kann in die Kavitäten des Werkzeug¬ teils eingebracht und mit Hilfe des Werkzeugteils in Form der Barrierestruktur (en) auf die mit den Halbleiterchips versehe¬ ne Trägerplatte aufgebracht werden. Diese Schritte können in einem flüssigen bzw. zähflüssigen Zustand der Formmasse durchgeführt werden. Die mit Hilfe der Kavitäten des Werk¬ zeugteils verwirklichte Form der Barrierestruktu (en) kann durch das nachfolgenden Aushärten fixiert werden. Es ist ferner möglich, eine UV-härtende Formmasse zu verwen¬ den, und insofern zum Aushärten der Formmasse eine UV- Bestrahlung durchzuführen. Zu diesem Zweck kann das verwendete Werkzeugteil mit den Kavitäten für UV-Strahlung durchläs- sig sein, so dass die Formmasse durch das Werkzeugteil hin¬ durch mit UV-Strahlung bestrahlt werden kann. Auch in diesem Zusammenhang ist es gegebenenfalls denkbar, nach dem UV- Härten ein zusätzliches Nachhärten der Formmasse durch eine Temperatureinwirkung durchzuführen, um die Verfestigung der Formmasse zu vervollständigen.
Das Durchführen eines Formprozesses zum Ausbilden von einer oder mehreren Barrierestrukturen kann in Betracht kommen, wenn eine ebene bzw. relativ ebene Oberfläche zur Verfügung steht, welche wie oben beschrieben zum Beispiel durch die Halbleiterchips, die Einbettungsschicht, die isolierenden Schichten (sofern vorgesehen) und die Kontaktschichten oder alternativ durch die strahlungsdurchlässigen Elemente und die Einbettungsschicht gebildet ist.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Bereitstellen der Barrierestruktur ein separates Herstellen der Barrierestruktur und ein Anordnen der Barrierestruktur auf der mit den Halbleiterchips versehenen Trägerplatte, zum Beispiel durch Kleben. Entsprechend den oben beschriebenen Ausgestaltungen kann die hergestellte Barrierestruktur zum Beispiel eine zu¬ sammenhängende Gitterform besitzen. Es können auch mehrere, zum Beispiel linienförmige Barrierestrukturen hergestellt und auf der mit den Halbleiterchips versehenen Trägerplatte ange¬ ordnet werden.
In einer weiteren Ausführungsform weist der bereitgestellte Optikverbund selbst eine strahlungsundurchlässige Barrierest- ruktur auf. Diese kann zum Beispiel eine zusammenhängende
Gitterform besitzen. Möglich ist es auch, dass der Optikverbund mehrere, zum Beispiel linienförmige und parallel zuei¬ nander verlaufende Barrierestrukturen aufweist. In dieser Ausgestaltung kann der Optikverbund mit der Barriestruktur oder mit den mehreren Barrierestrukturen auf der mit den
Halbleiterchips versehenen Trägerplatte angeordnet werden, zum Beispiel durch Kleben. Hinsichtlich der vorstehend in Bezug auf die Verwendung eines Optikverbunds beschriebenen Ausführungsformen ist es möglich, dass der eingesetzte Optikverbund sämtliche optischen Elemen¬ te der im Verbund gefertigten Sensoren aufweist. Möglich ist auch die Verwendung von mehreren separaten Optikverbünden, welche jeweils eine Untergruppe aus mehreren miteinander ver¬ bundenen strahlungsdurchlässigen optischen Elementen aufweisen. In diesem Zusammenhang können die oben beschriebenen Ausgestaltungen in entsprechender Weise zur Anwendung kommen.
In einer weiteren Ausführungsform ist die bereitgestellte Trägerplatte eine Leiterplatte. Die Leiterplatte, welche zwei entgegengesetzte Hauptseiten aufweisen kann, kann auch als PCB bzw. PCB-Substrat (Printed Circuit Board) bezeichnet wer- den. Die Leiterplatte kann ein isolierendes Material und elektrische Leiterstrukturen aufweisen. Das isolierende Mate¬ rial kann ein Prepreg-Material wie zum Beispiel ein FR4- oder BT-Material (Bismaleimid-Triazin) sein. Die Leiterstrukturen können aus einem metallischen Material ausgebildet sein und an den beiden Hauptseiten der Leiterplatte angeordnete und hier zugängliche Kontaktflächen aufweisen. Ferner können die Leiterstrukturen weitere, sich durch die Leiterplatte erstre¬ ckende und/oder sich innerhalb der Leiterplatte befindende Bestandteile wie zum Beispiel Durchkontaktierungen, leitfähi- ge Schichten, usw. aufweisen, über welche an den verschiedenen Hauptseiten angeordnete Kontaktflächen elektrisch miteinander verbunden sein können.
In einer weiteren Ausführungsform weist die bereitgestellte Trägerplatte einen metallischen Leiterrahmen auf. Der Leiterrahmen kann Leiterrahmenabschnitte und Leiterrahmenabschnitte verbindende Verbindungsstrukturen aufweisen. Die Trägerplatte kann ferner ein isolierendes Kunststoffmaterial aufweisen. Hierbei kann der Leiterrahmen derart mit dem Kunststoffmate- rial umformt sein, dass die Trägerplatte zwei ebene entgegen¬ gesetzte Hauptseiten aufweist, welche durch den Leiterrahmen und das Kunststoffmaterial gebildet sind. In der vorgenannten Ausgestaltung kann das Kunststoffmaterial Zwischenräume des Leiterrahmens, also zwischen den Leiterrah¬ menabschnitten und den Verbindungsstrukturen, verschließen. Die Leiterrahmenabschnitte können Kontaktflächen an den bei- den Hauptseiten der Trägerplatte bilden. In dem am Ende des Verfahrens durchgeführten Vereinzelungsschritt kann die lei- terrahmenbasierte Trägerplatte im Bereich der Verbindungs¬ strukturen durchtrennt werden. Auf diese Weise kann erzielt werden, dass die Leiterrahmenabschnitte bei jedem der verein- zelten Sensoren elektrisch voneinander getrennt sind bzw. nicht mehr über Material des Leiterrahmens miteinander ver¬ bunden sind.
Es wird ferner darauf hingewiesen, dass in dem Verfahren ver- wendete Halbleiterchips einen, oder auch mehrere Vordersei¬ tenkontakte aufweisen können. Letztere Variante kann zum Bei¬ spiel in Bezug auf strahlungsdetektierende Halbleiterchips mit mehreren Detektionsbereichen in Betracht kommen, wodurch diese getrennt betrieben werden können. Möglich sind auch zum Beispiel Ausgestaltungen, in welchen Halbleiterchips ledig¬ lich Vorderseitenkontakte aufweisen. In entsprechender Weise können Halbleiterchips mit mehreren Rückseitenkontakten zum Einsatz kommen. Oben beschriebene Merkmale und Details können in entsprechender Weise für die mehreren Kontakte von Halb- leiterchips zur Anwendung kommen. Bei Halbleiterchips mit mehreren Vorderseitenkontakten kann zum Beispiel jeder Vorderseitenkontakt über eine Kontaktschicht sowie gegebenen¬ falls zusätzlich über ein elektrisches Verbindungselement, oder alternativ über einen Bonddraht mit einer Kontaktfläche der Trägerplatte elektrisch verbunden sein.
Des Weiteren wird auf die Möglichkeit hingewiesen, strahlungsdurchlässige optische Elemente bereitzustellen, welche nicht in Form von Linsen mit einer oder zwei gekrümmten Ober- flächen verwirklicht sind. Denkbar sind auch optische Elemen¬ te mit anders geformten optisch wirksamen Oberflächen. Derartige Oberflächen können zum Beispiel kegelförmige oder pyra¬ midenförmige Strukturelemente aufweisen. Möglich ist auch ein Bereitstellen von optischen Elemente in Form von zum Beispiel Fresnellinsen . Derartige optische Elemente können in entspre¬ chender Weise in einem Formprozess erzeugt werden oder Be¬ standteile eines in dem Verfahren verwendeten Optikverbunds sein.
Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen der Erfindung können - außer zum Beispiel in Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen - einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen .
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung, sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich in Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den schematischen Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:
Figuren 1 bis 8 ein mögliches Verfahren zur Herstellung von Sensoren anhand von seitlichen Darstellungen, wobei die Sensoren eine Leiterplatte, Halbleiterchips, eine Einbettungs¬ schicht, Kontaktschichten zur Kontaktierung von Vorderseiten- kontakten der Halbleiterchips und optische Elemente aufwei¬ sen, und wobei die optischen Elemente mit Hilfe eines Form¬ prozesses hergestellt werden;
Figur 9 eine AufSichtsdarstellung eines mit dem Verfahren der Figuren 1 bis 8 hergestellten Sensors;
Figuren 10 bis 12 ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Sensoren anhand von seitlichen Darstellungen, wobei linien- förmige Barrierestrukturen und ein Optikverbund aus miteinan- der verbundenen optischen Elementen zum Einsatz kommen;
Figuren 13 bis 15 AufSichtsdarstellungen zu dem in den Figuren 10 bis 12 gezeigten Verfahren; Figur 16 eine AufSichtsdarstellung zur Veranschaulichung einer Abwandlung des in den Figuren 10 bis 15 gezeigten Verfahrens, wobei eine gitterförmige Barrierestruktur zum Einsatz kommt ;
Figuren 17 bis 18 ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Sensoren anhand von seitlichen Darstellungen, wobei eine Montage eines Optikverbunds unter Verwendung eines strahlungsun- durchlässigen Klebstoffs erfolgt;
Figuren 19 bis 21 ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Sensoren anhand von seitlichen Darstellungen, wobei Bonddrähte zur Kontaktierung von Vorderseitenkontakten von Halb- leiterchips zum Einsatz kommen und eine Montage eines Optik¬ verbunds unter Verwendung eines strahlungsundurchlässigen Klebstoffs erfolgt;
Figuren 22 bis 24 ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Sensoren anhand von seitlichen Darstellungen, wobei Bonddrähte zur Kontaktierung von Vorderseitenkontakten von Halbleiterchips und strahlungsdurchlässige Elemente auf Halb¬ leiterchips zum Einsatz kommen, und wobei optische Elemente mit Hilfe eines Formprozesses hergestellt werden;
Figur 25 ein Vereinzeln von Sensoren, welche einen einzelnen Halbleiterchip aufweisen; und
Figuren 26 bis 29 ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Sensoren anhand von seitlichen Darstellungen, wobei eine lei- terrahmenbasierte Trägerplatte zum Einsatz kommt.
Anhand der folgenden schematischen Figuren werden mögliche Ausgestaltungen von optischen Sensoren 100 sowie von dazuge- hörigen Herstellungsverfahren beschrieben. Die Sensoren 100 weisen wenigstens einen strahlungsdetektierenden Halbleiterchip 122 auf. Im Rahmen der Herstellung können aus der Halbleitertechnik und aus der Fertigung von Sensoren und opto- elektronischen Bauelementen bekannte Prozesse durchgeführt werden und können in diesen Gebieten übliche Materialien zum Einsatz kommen, so dass hierauf nur teilweise eingegangen wird. In gleicher Weise können zusätzlich zu gezeigten und beschriebenen Prozessen weitere Prozesse durchgeführt werden und können die Sensoren 100 zusätzlich zu gezeigten und beschriebenen Komponenten mit weiteren Komponenten und Strukturen gefertigt werden. Es wird ferner darauf hingewiesen, dass die Figuren lediglich schematischer Natur sind und nicht maß- stabsgetreu sind. In diesem Sinne können in den Figuren ge¬ zeigte Komponenten und Strukturen zum besseren Verständnis übertrieben groß oder verkleinert dargestellt sein.
Die Figuren 1 bis 8 zeigen anhand von seitlichen Schnittdar- Stellungen ein mögliches Verfahren zum Herstellen von Sensoren 100. Hierbei weist jeder Sensor 100 einen Strahlungsemit¬ tierenden Halbleiterchip 121 und einen strahlungsdetektieren- den Halbleiterchip 122 auf. Die Sensoren 100 können kombinierte Näherungs- und Umgebungslichtsensoren sein, welche so- wohl zum Erfassen von Objekten als auch zum Messen einer Helligkeit des Umgebungslichts eingesetzt werden können. Figur 9 zeigt ergänzend eine AufSichtsdarstellung eines gemäß dem Verfahren der Figuren 1 bis 8 gefertigten Sensors 100. In dem Verfahren wird ein zusammenhängender Verbund aus einer Mehrzahl an Sensoren gefertigt, welcher nachfolgend in die separaten Sensoren 100 vereinzelt wird. In den Figuren 1 bis 4 und in den Figuren 7, 8 ist jeweils ein Ausschnitt im We¬ sentlichen im Bereich von einem der herzustellenden Sensoren 100 gezeigt. Die hier dargestellten Gegebenheiten können in einer Ebene sich vielfach wiederholend nebeneinander vorliegen. Zur besseren Veranschaulichung ist in den betreffenden Figuren anhand von gestrichelten Linien 200 ein Wiederholungsraster angedeutet. An den Linien 200 wird auch ein
Durchtrennen zum Vereinzeln des Sensorverbunds durchgeführt (vgl. Figur 8) . Die Linien 200 werden daher im Folgenden als Trennlinien 200 bezeichnet. In dem Verfahren wird eine Trägerplatte 110 bereitgestellt, wie in Figur 1 ausschnittsweise gezeigt ist. Die Trägerplatte 110 ist in Form einer Leiterplatte (PCB, Printed Circuit Board) verwirklicht, und wird daher im Folgenden als Leiter- platte 110 bezeichnet. Die Leiterplatte 110 weist ein
elektrisch isolierendes Material 114 und elektrische Lei¬ terstrukturen 116 auf. Bei dem isolierenden Material 114 kann es sich zum Beispiel um ein FR4-Material oder um ein BT- Material handeln. Die Leiterstrukturen 116 können aus einem metallischen Material wie zum Beispiel Kupfer ausgebildet sein. Die Leiterstrukturen 116 weisen Kontaktflächen 117, 118 auf, welche an zwei entgegengesetzten Hauptseiten der Leiterplatte 110 angeordnet sind, und an den Hauptseiten frei zu¬ gänglich und dadurch kontaktierbar sind. Bei der in den Figu- ren nach oben gerichteten Seite handelt es sich um eine Vorderseite, und bei der nach unten gerichteten Seite um eine Rückseite der Leiterplatte 110. Dementsprechend werden die Kontaktflächen 117 im Folgenden auch als vorderseitige Kontaktflächen 117 und die anderen Kontaktflächen 118 auch als rückseitige Kontaktflächen 118 bezeichnet.
Wie in Figur 1 dargestellt ist, kann jede Leiterstruktur 116 eine vorderseitige Kontaktfläche 117 und eine rückseitige Kontaktfläche 118 aufweisen. Darüber hinaus weisen die Lei- terstrukturen 116 sich durch die Leiterplatte 110 erstreckende und innerhalb der Leiterplatte 110 angeordnete Bestandtei¬ le auf. Hierbei handelt es sich um vertikale Durchkontaktie- rungen und leitfähige Schichten. Auf diese Weise sind die vorder- und rückseitigen Kontaktflächen 117, 118 der Lei- terstrukturen 116 elektrisch miteinander verbunden.
Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in Figur 1 ein Aufbau der Leiterplatte 110 veranschaulicht, bei welchem sämtliche Bestandteile der gezeigten Leiterstrukturen 116 in derselben Schnittebene vorhanden sind. Die Leiterplatte 110 kann jedoch auch derart ausgebildet sein, dass einzelne Leiterstrukturen 116 und/oder Bestandteile von Leiterstrukturen 116 sich in zueinander versetzten Schnittebenen befinden. In einem weiteren Schritt des Verfahrens werden, wie in Figur 2 gezeigt ist, Halbleiterchips 121, 122 auf der Vorderseite der Leiterplatte 110 montiert. Die Halbleiterchips 121, 122 weisen einen nicht dargestellten Rückseitenkontakt und einen lediglich in den Figuren 5, 6 gezeigten Vorderseitenkontakt 125 auf. Über die Kontakte können die Halbleiterchips 121, 122 elektrisch kontaktiert werden. Im Rahmen der Chipmontage können die Halbleiterchips 121, 122 über deren Rückseitenkon- takte und ein nicht dargestelltes elektrisch leitfähiges Ver¬ bindungsmittel mit vorderseitigen Kontaktflächen 117 der Leiterplatte 110 elektrisch verbunden werden. Das Verbindungs¬ mittel kann zum Beispiel ein elektrisch leitfähiger Klebstoff (beispielsweise ein Silber-Leitkleber) , ein Lotmittel oder eine Sinterpaste (beispielsweise eine Silber-Sinterpaste) sein .
Für jeden herzustellenden Sensor 100 werden ein strahlungse- mittierender Halbleiterchip 121 und ein strahlungsdetektie- render Halbleiterchip 122 auf der Leiterplatte 110 angeordnet (vgl. die Figuren 2, 9) . Die Strahlungsemittierenden Halbleiterchips 121, im Folgenden auch Emitter 121 genannt, können zur Abgabe von infraroter Lichtstrahlung ausgebildet sein. Die strahlungsdetektierenden Halbleiterchips 122, im Folgenden auch Detektoren 122 genannt, können mehrere bzw. zwei Detektionsbereiche 124 aufweisen. Die Detektionsbereiche 124 der Detektoren 122 können zur Strahlungsdetektion in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen ausgebildet sein. Hierbei kann ein Detektionsbereich 124 zum Erfassen von sichtba- rer Lichtstrahlung, und kann der andere Detektionsbereich 124 zum Erfassen der von einem Emitter 121 abgegebenen sowie an einem Objekt reflektierten infraroten Lichtstrahlung ausgebildet sein. Auf diese Weise eignen sich die mit Hilfe des Verfahrens hergestellten Sensoren 100 zum Erfassen von Objek- ten und zum Messen der Helligkeit des Umgebungslichts.
Die Emitter 121 können zum Beispiel LED-Chips (Light Emitting Diode) sein. Bei den Detektoren 122 kann es sich zum Beispiel um Photodioden-Chips handeln. Hierbei können die Detektions- bereiche 124 der Detektoren 122 in Form von Photodiodenstrukturen verwirklicht sein. Nach der Chipmontage wird, wie in Figur 3 gezeigt ist, ein isolierendes Kunststoffmaterial auf der Vorderseite der Lei¬ terplatte 110 aufgebracht, um eine seitlich an die Halb¬ leiterchips 121, 122 angrenzende und die Halbleiterchips 121, 122 umfangsseitig umschließende Einbettungsschicht 130 auszu- bilden. Das Kunststoffmaterial kann in flüssiger bzw. zähflüssiger Form aufgebracht werden und anschließend aushärten. Das Kunststoffmaterial kann zum Beispiel ein Epoxidmaterial sein. Ein weiteres Beispiel ist ein Hybridmaterial umfassend eine Mischung aus einem Epoxid- und einem Silikonmaterial. In dem Kunststoffmaterial kann ferner ein partikelförmiger Füllstoff enthalten sein. Des Weiteren kann das Kunststoffmaterial zum Beispiel eine schwarze oder weiße Farbe besitzen.
Wie in Figur 3 dargestellt ist, kann die Einbettungsschicht 130 derart ausgebildet werden, dass die Einbettungsschicht 130 bis zu Vorderseiten der Halbleiterchips 121, 122 reicht und die Vorderseiten der Halbleiterchips 121, 122 frei von der Einbettungsschicht 130 sind. Zu diesem Zweck kann zum Beispiel ein folienunterstützter Spritzpressprozess (Film As- sisted Transfer Molding) durchgeführt werden. Hierbei ist auf einem Werkzeugteil eines für das Spritzpressen eingesetzten Werkzeugs, in welchem die mit den Halbleiterchips 121, 122 versehene Leiterplatte 110 aufgenommen wird, eine Folie ange¬ ordnet (nicht dargestellt) . In dem Spritzpressprozess wird dieses Werkzeugteil mit der Folie an die Vorderseiten der
Halbleiterchips 121, 122 angedrückt. Dies führt zu einer Ab¬ dichtung der Vorderseiten der Halbleiterchips 121, 122, wodurch es möglich ist, das Kunststoffmaterial der Einbet¬ tungsschicht 130 seitlich angrenzend an die Halbleiterchips 121, 122 auf die Leiterplatte 110 aufzubringen und eine vor¬ derseitige Bedeckung der Halbleiterchips 121, 122 mit dem Kunststoffmaterial zu vermeiden. Eine Voraussetzung für die vorstehend beschriebene Vorgehens¬ weise besteht darin, dass die auf der Leiterplatte 110 ange¬ ordneten Halbleiterchips 121, 122 die gleiche oder im Wesent¬ lichen die gleiche Dicke, zum Beispiel mit einer Toleranz im Bereich von 5ym, aufweisen. Solche Dickenschwankungen können mit Hilfe der Folie kompensiert werden.
Bei größeren Dickenunterschieden von zum Beispiel im Bereich von 10ym bis 25ym kann wie folgt vorgegangen werden. Hierbei kann vor dem Spritzpressprozess ein Fotolackmaterial auf niedrigere Halbleiterchips aufgebracht und nach dem Spritz- pressprozess wieder von den betreffenden Halbleiterchips ent¬ fernt werden, zum Beispiel durch nasschemisches Strippen. Auf diese Weise kann die auf der Leiterplatte 110 angeordnete Einbettungsschicht 130 eine größere Dicke aufweisen als die niedrigeren Halbleiterchips und die niedrigeren Halbleiterchips somit überragen (jeweils nicht dargestellt).
Ein Aufbringen des Kunststoffmaterials zum Ausbilden der die Halbleiterchips 121, 122 umfangsseitig umschließenden Einbet¬ tungsschicht 130 kann auch auf andere Art und Weise durchge¬ führt werden. Möglich ist zum Beispiel ein Durchführen eines Vergießprozesses. Vor dem Vergießen des Kunststoffmaterials kann eine auch als Damm bezeichnete umlaufende Wandung auf der Leiterplatte 110 ausgebildet oder angeordnet werden. Die¬ se Wandung kann als Begrenzung zum Umschließen eines für das Vergießen vorgesehenen Bereichs auf der Leiterplatte 110 die¬ nen (jeweils nicht dargestellt). Sofern Halbleiterchips 121, 122 nach dem Ausbilden der Einbettungsschicht 130 in unerwünschter Weise vorderseitig mit dem Kunststoffmaterial bedeckt sein sollten, kann ferner ein Reinigungsschritt (Deflashing) zum Freilegen bedeckter Halbleiterchips 121, 122 durchgeführt werden (nicht dargestellt).
Nach dem Ausbilden der Einbettungsschicht 130 werden die Vorderseitenkontakte 125 der Halbleiterchips 121, 122 mit weite¬ ren vorderseitigen Kontaktflächen 117 der Leiterplatte 110 elektrisch verbunden. Dieser Schritt umfasst unter anderem, wie in Figur 4 gezeigt ist, ein Ausbilden von als Leiterbahnen dienenden Kontaktschichten 140. Zur besseren Veranschaulichung einer im Folgenden erläuterten möglichen Vorgehensweise zeigt Figur 5 eine vergrößerte seit¬ liche Darstellung der Leiterplatte 110 im Bereich von einem Halbleiterchip 121 bzw. 122. Diese Darstellung kann in Bezug auf sämtliche auf der Leiterplatte 110 angeordnete Halb- leiterchips 121, 122 zur Anwendung kommen.
Für das Herstellen von elektrischen Verbindungen zwischen den Vorderseitenkontakten 125 der Halbleiterchips 121, 122 und vorderseitigen Kontaktflächen 117 der Leiterplatte 110 können zunächst Ausnehmungen 135 in der Einbettungsschicht 130 aus¬ gebildet werden, über welche die betreffenden Kontaktflächen 117 wenigstens teilweise freigestellt werden (vgl. Figur 5). Zu diesem Zweck kann zum Beispiel ein Laser zum Einsatz kommen (nicht dargestellt) .
Anschließend können isolierende Schichten 150 ausgebildet werden, welche die Halbleiterchips 121, 122 am Rand im Be¬ reich des Vorderseitenkontakts 125 und auch die Einbettungs¬ schicht 130 in diesem Bereich bedecken (vgl. Figur 5) . Zu diesem Zweck kann zum Beispiel eine Fotolackschicht aufge¬ bracht und durch Belichten und Entwickeln in die isolierenden Schichten 150 strukturiert werden (nicht dargestellt) . Mit Hilfe der isolierenden Schichten 150 kann vermieden werden, dass die Vorderseitenkontakte 125 der Halbleiterchips 121, 122 über die nachfolgend ausgebildeten Kontaktschichten 140 mit Seitenflanken der Halbleiterchips 121, 122 kurzgeschlos¬ sen werden.
Nachfolgend können die Kontaktschichten 140 derart ausgebil- det werden, dass die Vorderseitenkontakte 125 der Halbleiter¬ chips 121, 122 über die Kontaktschichten 140 elektrisch mit den über die Ausnehmungen 135 der Einbettungsschicht 130 freigestellten Kontaktflächen 117 verbunden sind (vgl. Figur 5) . Dies kann wie folgt durchgeführt werden.
Zu Beginn kann eine metallische Startschicht durch zum Bei- spiel Sputtern abgeschieden werden. Anschließend kann eine Fotolackschicht auf der Startschicht ausgebildet und durch Belichten und Entwickeln strukturiert werden. Auf diese Weise können freigestellte Bereiche auf der Startschicht, welche für das Erzeugen der Kontaktschichten 140 vorgesehen sind, vorgegeben werden. Nachfolgend kann eine elektrochemische bzw. galvanische Abscheidung durchgeführt werden. Hierbei kann die Startschicht als Abscheideelektrode dienen, auf wel¬ cher metallisches Material in den freigestellten und nicht mit der Fotolackschicht bedeckten Bereichen abgeschieden wird, um die Kontaktschichten 140 auszubilden. Anschließend kann die Fotolackschicht entfernt werden, und kann ein Ätz- prozess durchgeführt werden, um die Startschicht außerhalb der Kontaktschichten 140 zu entfernen (jeweils nicht dargestellt) .
Wie in Figur 5 anhand eines Halbleiterchips 121, 122 veran¬ schaulicht ist, können die Kontaktschichten 140 auf den Halb¬ leiterchips 121, 122 bzw. auf deren Vorderseitenkontakten 125, den isolierenden Schichten 150, der Einbettungsschicht 130 und den freigestellten Kontaktflächen 117 angeordnet sein. Die Kontaktschichten 140 können ferner derart ausgebildet werden, dass die Kontaktschichten 140 die Einbettungs¬ schicht 130 vollständig innerhalb der Ausnehmungen 135, und außerhalb der Ausnehmungen 135 in einem die Ausnehmungen 135 umlaufenden Randbereich bedecken.
Es ist möglich, die Vorderseitenkontakte 125 der Halbleiter¬ chips 121, 122 nicht ausschließlich über elektrochemisch abgeschiedene Kontaktschichten 140 mit vorderseitigen Kontakt- flächen 117 der Leiterplatte 110 elektrisch zu verbinden. Zur besseren Veranschaulichung einer im Folgenden erläuterten weiteren Vorgehensweise zeigt Figur 6 eine weitere vergrößer¬ te seitliche Darstellung der Leiterplatte 110 im Bereich von einem Halbleiterchip 121 bzw. 122. Auch diese Darstellung kann in Bezug auf sämtliche auf der Leiterplatte 110 angeord¬ nete Halbleiterchips 121, 122 zur Anwendung kommen. Für das Herstellen von elektrischen Verbindungen zwischen den Vorderseitenkontakten 125 der Halbleiterchips 121, 122 und vorderseitigen Kontaktflächen 117 der Leiterplatte 110 können alternativ, vor dem Ausbilden der Einbettungsschicht 130, elektrische Verbindungselemente 155 auf Kontaktflächen 117 der Leiterplatte 110 angeordnet werden (vgl. Figur 6) . Die elektrischen Verbindungselemente 155 können eine mit den Halbleiterchips 121, 122 übereinstimmende bzw. im Wesentli¬ chen übereinstimmende Dicke besitzen. Die elektrische Verbin¬ dungselemente 155 können zum Beispiel in Form von Körpern aus einem metallischen Material ausgebildet sein. In einer weiteren möglichen Ausgestaltung sind die elektrischen Verbindungselemente 155 in Form von Körpern aus zum Beispiel Sili¬ zium mit einer Metallisierung verwirklicht. Auch können die elektrischen Verbindungselemente 155 zum Beispiel quaderför- mig ausgeführt sein. Des Weiteren können die elektrischen
Verbindungselemente 155 zusammen mit den Halbleiterchips 121, 122 auf der Leiterplatte 110 montiert werden. Bei der Montage können die elektrischen Verbindungselemente 155 über ein nicht dargestelltes elektrisch leitfähiges Verbindungsmittel, zum Beispiel ein elektrisch leitfähiger Klebstoff, ein Lotmittel oder eine Sinterpaste, mit den entsprechenden Kontakt¬ flächen 117 verbunden werden.
Die nachfolgend ausgebildete Einbettungsschicht 130 kann seitlich an die elektrischen Verbindungselemente 155 angrenzen und die elektrischen Verbindungselemente 155, wie die Halbleiterchips 121, 122, umfangsseitig umschließen. Sofern das Ausbilden der Einbettungsschicht 130, wie oben angegeben, mit Hilfe eines folienunterstützten Spritzpressprozesses durchgeführt wird, kann das mit der Folie versehene Werkzeug¬ teil zur vorderseitigen Abdichtung an die elektrischen Verbindungselemente 155 angedrückt sein. Für den Fall, dass elektrische Verbindungselemente 155 nach dem Ausbilden der Einbettungsschicht 130 in unerwünschter Weise vorderseitig mit dem Kunststoffmaterial bedeckt sein sollten, können diese ebenfalls im Rahmen des oben genannten Reinigungsschritts freigelegt werden (jeweils nicht dargestellt).
Im Anschluss hieran können die isolierenden Schichten 150 im Bereich der Halbleiterchips 121, 122, und nachfolgend die Kontaktschichten 140, ausgebildet werden. Das Ausbilden der Kontaktschichten 140 kann derart erfolgen, dass die Kontakt- schichten 140 auf den Halbleiterchips 121, 122 bzw. auf deren Vorderseitenkontakten 125, den isolierenden Schichten 150, der Einbettungsschicht 130 und den elektrischen Verbindungs¬ elementen 155 angeordnet sind (vgl. Figur 6) . Hierdurch sind die Vorderseitenkontakte 125 der Halbleiterchips 121, 122 nicht allein über die Kontaktschichten 140, sondern zusätzlich über die elektrischen Verbindungselemente 155 mit ent¬ sprechenden vorderseitigen Kontaktflächen 117 der Leiterplatte 110 elektrisch verbunden. Das Ausbilden der isolierenden Schichten 150 und der Kontaktschichten 140 kann wie oben be- schrieben durchgeführt werden
Die vorstehend beschriebenen Prozessabläufe bieten die Mög¬ lichkeit, sämtliche isolierenden Schichten 150 und sämtliche Kontaktschichten 140 jeweils in paralleler Weise auszubilden. Auf diese Weise können diese Prozesse schnell und kostengüns¬ tig durchgeführt werden.
Aufgrund der Kontaktschichten 140 können die Sensoren 100 des Weiteren mit einer geringen Bauhöhe hergestellt werden. Dies erweist sich als günstig in Bezug auf mögliche, nicht gezeig¬ te Anwendungen der Sensoren 100 in zum Beispiel Mobilgeräten. Von Vorteil ist ferner eine hohe Beständigkeit der Kontakt¬ schichten 140, so dass die Sensoren 100 eine hohe Zuverläs¬ sigkeit und Lebensdauer besitzen können.
Nach dem Ausbilden der Kontaktschichten 140 werden, wie in den Figuren 7, 8 gezeigt ist, in gemeinsamer Weise strahlungsdurchlässige optische Elemente 160 zur Strahlformung auf der mit den Halbleiterchips 121, 122 und den übrigen Bestand¬ teilen versehenen Leiterplatte 110 bereitgestellt. Dies er¬ folgt auf einer Oberfläche, welche durch die Halbleiterchips 121, 122, die Einbettungsschicht 130, die isolierenden
Schichten 150 und die Kontaktschichten 140 gebildet ist. Auf¬ grund der Kontaktschichten 140 kann diese Oberfläche relativ eben sein und eine geringe Topographie besitzen. Dies macht es möglich, die optischen Elemente 160 mit Hilfe eines Form¬ bzw. Moldprozesses in direkter und gemeinsamer Weise auf der die Halbleiterchips 121, 122 und die weiteren Bestandteile tragenden Leiterplatte 110 zu erzeugen.
In dem vorliegend beschriebenen Verfahrensablauf werden strahlungsdurchlässige optische Elemente 160 in Form von Lin- sen mit einer gekrümmten Linsenoberfläche ausgebildet. Auf jedem der Halbleiterchips 121, 122 ist ein solches optisches Element 160 vorgesehen. Die auf den unterschiedlichen Halbleiterchips 121, 122 angeordneten optischen Elemente 160 weisen, entsprechend den unterschiedlichen lateralen Abmessungen der Halbleiterchips 121, 122, hieran angepasste unterschied¬ liche laterale Abmessungen und Formen auf. Bei einem Emitter 121 kann mit Hilfe eines zugehörigen optischen Elements 160 eine Formung der von dem Emitter 121 emittierten Strahlung erzielt werden. Bei einem Detektor 122 kann das zugehörige optische Element 160 eine Formung der von dem Detektor 122 empfangenen Strahlung bewirken.
Wie in Figur 7 gezeigt ist, werden die optischen Elemente 160 in dem Formprozess durch Formen einer strahlungsdurchlässigen Formmasse 165, welche in flüssiger bzw. zähflüssiger Form auf die mit den Halbleiterchips 121, 122 und den übrigen Bestand¬ teilen versehene Leiterplatte 110 aufgebracht wird, und durch nachfolgendes Aushärten der Formmasse 165 erzeugt. Bei der Formmasse 165 handelt es sich um eine UV-härtende Formmasse, welche unter dem Einfluss von UV-Strahlung 220 (Ultraviolette Strahlung) verfestigt werden kann. Dementsprechend wird der Formprozess auch als UV-Formprozess bzw. UV-Moldprozess be¬ zeichnet. Die UV-härtende Formmasse 165 kann ein UV-härtendes strahlungsdurchlässiges Kunststoffmaterial wie zum Beispiel ein Hybridpolymermaterial sein.
Für den Formprozess wird die mit den Halbleiterchips 121, 122 und den übrigen Bestandteilen versehene Leiterplatte 110 in einem Werkzeug aufgenommen, von welchem in Figur 7 lediglich ein zum Formen der optischen Elemente 160 vorgesehenes Werkzeugteil 210 dargestellt ist. Das Werkzeugteil 210, welches auch als Master-Stempel bezeichnet werden kann, weist an ei- ner Seite Kavitäten 215 auf, welche auf die geometrischen
Formen der herzustellenden optischen Elemente 160 abgestimmt sind. Des Weiteren ist das Werkzeugteil 210 im Hinblick auf den UV-Formprozess transparent für die eingesetzte UV- Strahlung 220.
Es ist möglich, die Formmasse 165 auf die mit den Halbleiter¬ chips 121, 122 und den übrigen Bestandteilen versehene Leiterplatte 110 aufzubringen, zum Beispiel durch Dosieren mit Hilfe eines Dispensers, und die Formmasse 165 nachfolgend mit Hilfe der die Kavitäten 215 aufweisenden Seite des Werkzeug¬ teils 210 in Form zu drücken, so dass die Formmasse 165 die Form der optischen Elemente 160 einnimmt. Bei dieser Vorge¬ hensweise kann gegebenenfalls eine flache Schicht aus der Formmasse 165 zwischen den herzustellenden optischen Elemen- ten 160 verbleiben (nicht dargestellt) . Alternativ kann die
Formmasse 165 in die Kavitäten 215 des Werkzeugteils 210 ein¬ gebracht werden, ebenfalls zum Beispiel durch Dosieren mit Hilfe eines Dispensers, und anschließend mit Hilfe des Werk¬ zeugteils 210 in Form der optischen Elemente 160 auf die die Halbleiterchips 121, 122 und die weiteren Bestandteile tra¬ gende Leiterplatte 110 aufgebracht werden. Diese Schritte werden, wie oben bereits angegeben wurde, in einem flüssigen bzw. zähflüssigen Zustand der Formmasse 165 durchgeführt. Zum nachfolgenden Aushärten wird die Formmasse 165 durch das Werkzeugteil 210 hindurch mit UV-Strahlung 220 bestrahlt, wie in Figur 7 anhand von Pfeilen angedeutet ist. Hierdurch kann die mit Hilfe der Kavitäten 215 des Werkzeugteils 210 ver¬ wirklichte Form der optischen Elemente 160 fixiert werden. Gegebenenfalls kann es in Betracht kommen, nach dem UV-Härten ein zusätzliches Nachhärten der Formmasse 165 durch eine Tem¬ peratureinwirkung durchzuführen, um die Verfestigung der Formmasse 165 zu vervollständigen.
Mit Hilfe der vorstehend beschriebenen Vorgehensweise können sämtliche optischen Elemente 160 der im Verbund gefertigten Sensoren 100 in paralleler Weise gemeinsam hergestellt werden. Dies ist mit einem Zeit- und Kostenvorteil verbunden.
Nach dem Ausbilden der optischen Elemente 160 bzw. nach einem Entformen wird, wie in Figur 8 gezeigt ist, ein Vereinze- lungsprozess durchgeführt, um den Sensorverbund umfassend die mit den Halbleiterchips 121, 122, der Einbettungsschicht 130, den isolierenden Schichten 150, den Kontaktschichten 140, den gegebenenfalls vorhandenen elektrischen Verbindungselementen 155 (vgl. die Figuren 5, 6) und den optischen Elementen 160 versehene Leiterplatte 110 in separate Sensoren 100 zu unter¬ teilen. Das Vereinzeln, bei welchem die Leiterplatte 110 und die Einbettungsschicht 130 entlang der Trennlinien 200 durch¬ trennt werden, kann zum Beispiel mittels Sägen erfolgen. Jeder Sensor 100 weist einen Abschnitt der Leiterplatte 110, einen Abschnitt der Einbettungsschicht 130, einen Emitter 121, einen Detektor 122 und zwei optische Elemente 160 auf, welche dem Emitter 121 und dem Detektor 122 zugeordnet sind. Die Rückseitenkontakte und Vorderseitenkontakte der Halb¬ leiterchips 121, 122 sind an vorderseitige Kontaktflächen 117 der zugehörigen Leiterplattenabschnitte 110 angeschlossen, und können daher über die rückseitigen Kontaktflächen 118 elektrisch kontaktiert werden. Hierdurch sind eine elektrische Energieversorgung bzw. im Falle der Detektoren 122 ein Abgreifen von Detektorsignalen möglich.
In Figur 9 ist ergänzend eine AufSichtsdarstellung eines ge- mäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellten Sensors 100 gezeigt. Anhand von Figur 9 wird deutlich, dass die optischen Elemente 160, abweichend von den Figuren 7, 8, mit etwas größeren lateralen Abmessungen ausgebildet werden kön- nen. Dadurch können die optischen Elemente 160 nicht nur auf den Halbleiterchips 121, 122, sondern auch seitlich hiervon auf Bestandteilen wie der Einbettungsschicht 130 angeordnet sein .
Im Folgenden werden weitere Varianten und Abwandlungen beschrieben, welche für optische Sensoren 100 sowie ein dazuge¬ höriges Herstellungsverfahren in Betracht kommen können.
Übereinstimmende Merkmale, Verfahrensschritte und Aspekte so- wie gleiche und gleich wirkende Komponenten werden im Folgenden nicht erneut detailliert beschrieben. Für Details hierzu wird stattdessen auf die vorstehende Beschreibung Bezug ge¬ nommen. Des Weiteren können Aspekte und Details, welche in Bezug auf eine Ausgestaltung genannt werden, auch in Bezug auf eine andere Ausgestaltung zur Anwendung kommen und können Merkmale von zwei oder mehreren Ausgestaltungen miteinander kombiniert werden.
Eine mögliche Abwandlung des Verfahrens besteht zum Beispiel darin, strahlungsdurchlässige optische Elemente 181 durch
Verwendung eines Optikverbunds 180 in gemeinsamer Weise auf der mit den Halbleiterchips 121, 122 und weiteren Bestandtei¬ len versehenen Leiterplatte 110 bereitzustellen. In diesem Zusammenhang kann zusätzlich wenigstens eine strahlungsun- durchlässige Barrierestruktur 170 vorgesehen werden. Die Un- durchlässigkeit bezieht sich auf die von den Emittern 121 ab¬ gegebene Strahlung bzw. Lichtstrahlung. In einer solchen Ausgestaltung kann ein Übersprechen zwischen einem Emitter 121 und einem Detektor 122 eines Sensors 100 unterdrückt werden. Dies bedeutet, dass zumindest teilweise verhindert werden kann, dass die von dem Emitter 121 abgegebene Lichtstrahlung zu dem Detektor 122 gelangt, ohne dass zuvor eine vorgegebene Wechselwirkung bzw. Reflexion der von dem Emitter 121 abgestrahlten Lichtstrahlung stattfindet.
Ein in diesem Sinne durchgeführtes Verfahren ist in den Figu¬ ren 10 bis 12 anhand von seitlichen Schnittdarstellungen gezeigt. Die Figuren 13 bis 15 veranschaulichen das Verfahren ergänzend anhand von AufSichtsdarstellungen, wobei auch hier anhand der Trennlinien 200 Bereiche von herzustellenden Sensoren 100 angedeutet sind. In den Figuren 10 bis 15 ist je¬ weils ein Ausschnitt im Wesentlichen im Bereich von einem der herzustellenden Sensoren 100 gezeigt.
Bei dem Verfahren wird zunächst wie oben beschrieben vorgegangen, um die in Figur 4 gezeigte Anordnung, d.h. die mit den Halbleiterchips 121, 122, der Einbettungsschicht 130, den isolierenden Schichten 150, den Kontaktschichten 140 sowie gegebenenfalls den elektrischen Verbindungselementen 155 versehene Leiterplatte 110 bereitzustellen (vgl. ergänzend die Figuren 5, 6) . Nachfolgend werden auf dieser Anordnung, wie in den Figuren 10, 13 gezeigt ist, mehrere strahlungsundurch- lässige Barrierestrukturen 170 bereitgestellt. Hierbei han¬ delt es sich um linienförmige und parallel zueinander verlau¬ fende Barrierestrukturen 170, welche, bezogen auf eine Auf¬ sichtsbetrachtung, neben bzw. zwischen den Halbleiterchips 121, 122 vorgesehen sind. Die Barrierestrukturen 170 sind zu- nächst noch mehreren der im Verbund hergestellten Sensoren 100 zugeordnet und erstrecken sich daher über die Bereiche von mehreren Sensoren 100 (vgl. Figur 13) . Die Barrierestrukturen 170 können eine schwarze Farbe besitzen. Das Bereitstellen der Barrierestrukturen 170 erfolgt auf einer Oberfläche, welche durch die Halbleiterchips 121, 122, die Einbettungsschicht 130, die isolierenden Schichten 150 und die Kontaktschichten 140 gebildet ist, und welche auf¬ grund der Kontaktschichten 140 relativ eben sein kann.
Dadurch ist es möglich, die Barrierestrukturen 170 mit Hilfe eines Formprozesses in direkter und gemeinsamer Weise auf der die Halbleiterchips 121, 122 und die weiteren Bestandteile tragenden Leiterplatte 110 zu erzeugen. Hierbei kann vergleichbar vorgegangen werden wie bei dem oben anhand von Fi- gur 7 beschriebenen Abformen von optischen Elementen 160.
In dem Formprozess werden die Barrierestrukturen 170 durch Formen und Aushärten einer Formmasse auf der mit den Halb- leiterchips 121, 122 und den übrigen Bestandteilen versehenen Leiterplatte 110 erzeugt. In diesem Zusammenhang kann ebenfalls ein UV-Formprozess durchgeführt werden, indem eine UV- härtende Formmasse zum Einsatz kommt. Hierbei kann es sich um ein UV-härtendes Kunststoffmaterial handeln. Für den Formpro- zess kann die mit den Halbleiterchips 121, 122 und den übri¬ gen Bestandteilen versehene Leiterplatte 110 in einem Werkzeug aufgenommen werden, welches ein Werkzeugteil mit an ei¬ ner Seite vorhandenen Kavitäten zum Formen der Barrierestruk- turen aufweist. Im Hinblick auf den UV-Formprozess ist dieses Werkzeugteil durchlässig für UV-Strahlung. Die Formmasse kann in die Kavitäten des Werkzeugteils eingebracht werden und an¬ schließend mit Hilfe des Werkzeugteils in Form der Barrie¬ restrukturen 170 auf die die Halbleiterchips 121, 122 und weitere Bestandteile tragende Leiterplatte 110 aufgebracht werden. Hierbei befindet sich die Formmasse in einem flüssi¬ gen bzw. zähflüssigen Zustand. Zum nachfolgenden Aushärten wird die Formmasse durch das Werkzeugteil hindurch mit UV- Strahlung bestrahlt. Auf diese Weise kann die mit Hilfe der Kavitäten des Werkzeugteils verwirklichte Form der Barrie¬ restrukturen 170 fixiert werden. Es ist ferner gegebenenfalls denkbar, nach dem UV-Härten ein zusätzliches Nachhärten der Formmasse durch eine Temperatureinwirkung durchzuführen, um die Verfestigung der Formmasse zu vervollständigen (jeweils nicht dargestellt) .
Im Anschluss hieran wird, wie in den Figuren 11, 14 gezeigt ist, ein separat hergestellter strahlungsdurchlässiger Optikverbund 180 auf den Barrierestrukturen 170 montiert. Der Op- tikverbund 180 ist zum Beispiel aus einem strahlungsdurchläs¬ sigen Kunststoffmaterial ausgebildet und weist optische Ele¬ mente 181 zur Strahlformung und Verbindungsstege 182 auf, über welche benachbarte optische Elemente 181 miteinander verbunden sind. Vorliegend handelt es sich bei den optischen Elementen 181 um Linsen, welche an zwei entgegengesetzten
Seiten eine gekrümmte Oberfläche aufweisen. Der Optikverbund 180 wird mit den Verbindungsstegen 182 auf den Barrierestruk- turen 170 angeordnet und hierauf zum Beispiel mit Hilfe eines nicht dargestellten Klebstoffs befestigt.
Der Optikverbund 180 kann eine solche Größe und eine der An- zahl der Halbleiterchips 121, 122 entsprechende Anzahl an op¬ tischen Elementen 181 aufweisen, so dass durch das Anordnen des Optikverbunds 180 sämtliche optischen Elemente 181 der im Verbund gefertigten Sensoren 100 in gemeinsamer Weise auf der mit den Halbleiterchips 121, 122 und weiteren Bestandteilen versehenen Leiterplatte 110 bereitgestellt werden. Dies ist mit einem Zeit- und Kostenvorteil verbunden. Der Optikverbund 180 kann ferner derart auf die Positionen der Halbleiterchips 121, 122 abgestimmt sein, dass durch das Montieren des Optikverbunds 180 oberhalb jedes Halbleiterchips 121, 122 ein ent- sprechendes optisches Element 181 zu liegen kommt. Die den unterschiedlichen Halbleiterchips 121, 122 zugeordneten optischen Elemente 181 weisen, entsprechend den unterschiedlichen lateralen Abmessungen der Halbleiterchips 121, 122, hieran angepasste unterschiedliche laterale Abmessungen und Formen auf. Bei einem Emitter 121 kann mit Hilfe eines zugehörigen optischen Elements 181 eine Formung der von dem Emitter 121 emittierten Strahlung erzielt werden. Bei einem Detektor 122 kann das zugehörige optische Element 181 eine Formung der von dem Detektor 122 empfangenen Strahlung bewirken.
Der nach dem Anordnen des Optikverbunds 180 vorliegende Sen¬ sorverbund wird anschließend in separate Sensoren 100 verein¬ zelt. Dies erfolgt, wie in den Figuren 12, 15 gezeigt ist, durch Durchtrennen entlang der Trennlinien 200. Bei diesem Prozess werden nicht nur die Leiterplatte 110 und die Einbet¬ tungsschicht 130 durchtrennt, sondern erfolgt auch ein Durch¬ trennen der Barrierestrukturen 170, welche insofern auf einzelne Sensoren 100 verteilt werden. Dies trifft in gleicher Weise auf den Optikverbund 180 zu, bei welchem ein Durchtren- nen an einem Teil der Verbindungsstege 182 stattfindet.
Ein vereinzelter Sensor 100 mit dem in den Figuren 12, 15 gezeigten Aufbau weist im Unterschied zu der in den Figuren 8, 9 gezeigten Bauform drei längliche bzw. stegförmige lichtblo¬ ckierende Barrierestrukturen 170 auf. Die Barrierestrukturen 170 sind auf der durch die Halbleiterchips 121, 122, die Ein¬ bettungsschicht 130, die isolierenden Schichten 150 und die Kontaktschichten 140 gebildeten Oberfläche angeordnet. Bezo¬ gen auf eine AufSichtsbetrachtung eines Sensors 100 befinden sich zwei Barrierestrukturen 170 im Bereich von entgegengesetzten Enden des Sensors 100 und damit seitlich neben dem Emitter 121 sowie seitlich neben dem Detektor 122, und ist eine mittlere Barrierestruktur 170 in einem Bereich zwischen den Halbleiterchips 121, 122 vorhanden (vgl. Figur 15) . Das oben beschriebene Unterdrücken von Übersprechen kann hauptsächlich mit Hilfe der mittleren Barrierestruktur 170 erzielt werden .
Ein in den Figuren 12, 15 gezeigter Sensor 100 weist ferner zwei miteinander verbundene optische Elemente 181 auf, welche über Verbindungsstege 182 auf den Barrierestrukturen 170 befestigt sind und dadurch oberhalb der Halbleiterchips 121, 122 gehalten werden. Die optischen Elemente 181 sind in Form von Linsen verwirklicht, welche an zwei entgegengesetzten Seiten eine gekrümmte Oberfläche aufweisen.
Eine mögliche Abwandlung des anhand der Figuren 10 bis 15 er- läuterten Verfahrens besteht darin, anstelle von separaten strahlungsundurchlässigen Barrierestrukturen 170 eine zusammenhängende Barrierestruktur 170 auf der mit den Halbleiterchips 121, 122 und den weiteren Bestandteilen versehenen Leiterplatte 110 bereitzustellen. Hierbei kann es sich zum Bei- spiel um eine gitterförmige Barrierestruktur 170 handeln, wie in der AufSichtsdarstellung von Figur 16 veranschaulicht ist. Die gitterförmige Barrierestruktur 170 kann zunächst sämtli¬ chen der im Verbund hergestellten Sensoren 100 zugeordnet sein. Figur 16 zeigt bereits einen Zustand nach der Vereinze- lung.
Die gitterförmige Barrierestruktur 170 besitzt, bezogen auf eine AufSichtsbetrachtung, jeweils eine den Emitter 121 und den Detektor 122 eines herzustellenden Sensors 100 rahmenför- mig umlaufende Gestalt. Hierbei weist die Barrierestruktur 170 auf die Halbleiterchips 121, 122 abgestimmte Aussparungen auf, über welche die Halbleiterchips 121, 122 freigestellt sind. Die Herstellung der Barrierestruktur 170 kann wie oben angegeben mit Hilfe eines Formprozesses bzw. UV-Formprozesses durchgeführt werden. Nachfolgend kann der Optikverbund 180 mit dessen Verbindungsstegen 182 auf die Barrierestruktur 170 aufgeklebt werden. In dem Vereinzelungsschritt können die Barrierestruktur 170 und der Optikverbund 180 durchtrennt und damit auf die einzelnen Sensoren 100 verteilt werden. Bei ei¬ nem vereinzelten Sensor 100 besitzt die Barrierestruktur 170, bezogen auf eine AufSichtsbetrachtung, eine den Emitter 121 und den Detektor 122 des Sensors 100 jeweils rahmenförmig um- laufende Gestalt.
Die anhand der Figuren 10 bis 16 erläuterten Verfahren können darüber hinaus derart abgewandelt werden, dass die oben be¬ schriebenen Barrierestrukturen 170 nicht in direkter Weise mit Hilfe eines Formprozesses auf der mit den Halbleiterchips 121, 122 und weiteren Bestandteilen versehenen Leiterplatte 110 erzeugt werden, sondern dass die mehreren linienförmigen Barrierstrukturen 170 oder die gitterförmige Barrierestruktur 170 stattdessen separat hergestellt werden und auf der durch die Halbleiterchips 121, 122, die Einbettungsschicht 130, die isolierenden Schichten 150 und die Kontaktschichten 140 gebildeten Oberfläche angeordnet wird/werden, zum Beispiel durch Kleben. Im Anschluss hieran können die weiteren Schritte wie das Montieren des Optikverbunds 180 und das Vereinzeln in analoger Weise durchgeführt werden.
Des Weiteren ist die Möglichkeit gegeben, den Optikverbund 180 derart zu fertigen, dass der Optikverbund 180 selbst eine oder mehrere strahlungsundurchlässige Barrierestrukturen 170 aufweist. Entsprechend der oben beschriebenen Ausgestaltungen können zum Beispiel mehrere linienförmige Barrierestrukturen 170 oder eine zusammenhängende gitterförmige Barrierestruktur 170 auf dem Optikverbund 180 vorgesehen sein. Zu diesem Zweck können zum Beispiel der Optikverbund 180 und die wenigstens eine Barrierestruktur 170 separat gefertigt und zum Beispiel durch Kleben miteinander verbunden werden. Hierbei kann die wenigstens eine Barrierestruktur 170 auf einer Seite des Op- tikverbunds 180 angeordnet und mit Verbindungsstegen 182 des Optikverbunds verbunden werden. Der in dieser Art und Weise bereitgestellte Optikverbund 180 kann mit der wenigstens ei¬ nen Barrierestruktur 170 auf der durch die Halbleiterchips
121, 122, die Einbettungsschicht 130, die isolierenden
Schichten 150 und die Kontaktschichten 140 gebildeten Oberfläche angeordnet werden, zum Beispiel durch Kleben, so dass ein Zustand vorliegen kann, wie er im Schnitt in Figur 11 gezeigt ist. Durch Vereinzeln des hierdurch gebildeten Sensorverbunds, was entsprechend der Figuren 12 sowie 15 oder 16 mit einem Durchtrennen der Leiterplatte 110, der Einbettungs¬ schicht 130, der wenigstens einen Barrierestruktur 170 und des Optikverbunds 180 verbunden ist, können separate Sensoren 100 mit dem oben beschriebenen Aufbau hergestellt werden. Die Figuren 17, 18 zeigen anhand von seitlichen Schnittdarstellungen einen weiteren Verfahrensablauf zum Herstellen von Sensoren 100 unter Einsatz des separat hergestellten strahlungsdurchlässigen Optikverbunds 180. Auch hierbei wird zu¬ nächst wie oben beschrieben vorgegangen, um die in Figur 4 gezeigte Anordnung bereitzustellen. Nachfolgend wird auf die¬ ser Anordnung bzw. auf der durch die Halbleiterchips 121,
122, die Einbettungsschicht 130, die isolierenden Schichten 150 und die Kontaktschichten 140 gebildeten Oberfläche der Optikverbund 180 unter Verwendung eines strahlungsundurchläs- sigen Klebstoffs 175 montiert. Dies erfolgt derart, dass oberhalb jedes Halbleiterchips 121, 122 ein entsprechendes optisches Element 181 zu liegen kommt.
Der Klebstoff 175 kann zum Beispiel eine schwarze Farbe auf- weisen, und zum Beispiel ein Epoxid- oder Silikonkleber sein. Der Klebstoff 175 kann in flüssiger bzw. zähflüssiger Form auf die mit den Halbleiterchips 121, 122 und den weiteren Be¬ standteilen versehene Leiterplatte 110 aufgebracht werden. Anschließend kann der Optikverbund 180 mit dessen Verbin¬ dungsstegen 182 auf dem Klebstoff 175 angeordnet werden.
Durch Aushärten des Klebstoffs 175 kann der Optikverbund 180 auf der die Halbleiterchips 121, 122 und weitere Bestandteile tragenden Leiterplatte 110 befestigt werden.
Der ausgehärtete Klebstoff 175 kann gleichzeitig eine oder mehrere strahlungsundurchlässige Barrierestrukturen 170 bil¬ den. Zu diesem Zweck kann der Klebstoff 175, entsprechend den oben beschriebenen Ausgestaltungen, zum Beispiel in Form von mehreren parallelen Linien oder in Form eines Gitters auf die mit den Halbleiterchips 121, 122 und weiteren Bestandteilen versehene Leiterplatte 110 aufgebracht werden. Durch Verein¬ zeln des hierdurch gebildeten Sensorverbunds, wie es von der Seite in Figur 18 gezeigt ist, wobei von oben betrachtet zu den Figuren 15 oder 16 entsprechende Gegebenheiten vorliegen können, können separate Sensoren 100 hergestellt werden.
In einer weiteren Abwandlung des Verfahrens werden Sensoren 100 hergestellt, bei welchen Vorderseitenkontakte von Halb¬ leiterchips 121, 122 nicht über Kontaktschichten 140 sowie gegebenenfalls elektrische Verbindungselemente 155 (vgl. die Figuren 5, 6), sondern stattdessen über Bonddrähte 190 mit Kontaktflächen 117 der Leiterplatte 110 elektrisch verbunden sind. Mögliche Ausgestaltungen werden im Folgenden anhand der Figuren 19 bis 24 näher erläutert.
Die Figuren 19 bis 21 zeigen anhand von seitlichen Schnittdarstellungen ein in diesem Sinne durchgeführtes Verfahren. Wie in Figur 19 dargestellt ist, wird zunächst die Leiter¬ platte 110 mit Leiterstrukturen 116 bereitgestellt, und wer¬ den auf der Vorderseite der Leiterplatte 110 Strahlungsemit¬ tierende und strahlungsdetektierende Halbleiterchips 121, 122 montiert. Die Halbleiterchips 121, 122 weisen wie oben ange- geben einen Rückseitenkontakt und einen Vorderseitenkontakt auf (nicht dargestellt) . Im Rahmen der Chipmontage können die Halbleiterchips 121, 122 über deren Rückseitenkontakte und ein nicht dargestelltes elektrisch leitfähiges Verbindungs- mittel mit vorderseitigen Kontaktflächen 117 der Leiterplatte 110 elektrisch verbunden werden. In Bezug auf die Vorderseitenkontakte der Halbleiterchips 121, 122 wird ein Drahtbond- prozess durchgeführt. Hierbei werden die Vorderseitenkontakte der Halbleiterchips 121, 122 über Bonddrähte 190 an weitere vorderseitige Kontaktflächen 117 der Leiterplatte 110 elektrisch angeschlossen.
Nach der Chipmontage und dem Drahtbonden wird, wie in Figur 20 gezeigt ist, die seitlich an die Halbleiterchips 121, 122 angrenzende bzw. die Halbleiterchips 121, 122 umfangsseitig umschließende und bis zu Vorderseiten der Halbleiterchips 121, 122 reichende Einbettungsschicht 130 auf der Leiterplat¬ te 110 ausgebildet. In dieser Ausgestaltung sind die Bond- drähte 190 zum Teil in der Einbettungsschicht 130 eingebettet und ragen zum Teil aus der Einbettungsschicht 130 heraus. Wie oben beschrieben wurde, kann die Einbettungsschicht 130 aus einem schwarzen oder weißen Kunststoffmaterial ausgebildet werden. Das Kunststoffmaterial kann in flüssiger bzw. zäh- flüssiger Form auf die mit den Halbleiterchips 121, 122 versehene Leiterplatte 110 aufgebracht werden und anschließend aushärten. Zum Aufbringen des Kunststoffmaterials kann ein Vergießprozess mit Hilfe einer auf der Leiterplatte 110 aus¬ gebildeten oder angeordneten umlaufenden Wandung durchgeführt werden (nicht dargestellt) .
Anschließend kann das gemeinsame Bereitstellen von strahlungsdurchlässigen optischen Elementen auf der mit den Halbleiterchips 121, 122 und weiteren Bestandteilen versehenen Leiterplatte 110 erfolgen. In Figur 21 ist hierzu die oben anhand der Figuren 17, 18 erläuterte Montage eines Optikver¬ bunds 180 mit optischen Elementen 181 unter Verwendung eines strahlungsundurchlässigen Klebstoffs 175 veranschaulicht. Hierbei kann der Klebstoff 175 in flüssiger bzw. zähflüssiger Form auf die mit den Halbleiterchips 121, 122 und den weite¬ ren Bestandteilen versehene Leiterplatte 110 bzw. auf die Ei- bettungsschicht 130 aufgebracht werden, zum Beispiel in Form von mehreren parallelen Linien oder in Form eines Gitters, und kann anschließend der Optikverbund 180 mit dessen Verbin¬ dungsstegen 182 auf dem Klebstoff 175 angeordnet werden.
Durch Aushärten des Klebstoffs 175 kann der Optikverbund 180 fixiert werden, und können aus dem Klebstoff 175 eine oder mehrere strahlungsundurchlässige Barrierestrukturen 170 ge¬ bildet werden. Durch Vereinzeln des hierdurch gebildeten Sensorverbunds, wie es ebenfalls in Figur 21 gezeigt ist, wobei von oben betrachtet zu den Figuren 15 oder 16 entsprechende Gegebenheiten vorliegen können, können separate Sensoren 100 hergestellt werden.
Für das anhand der Figuren 19 bis 21 erläuterte Verfahren stehen ebenfalls Abwandlungen zur Verfügung, wie sie oben erläutert wurden. Es ist zum Beispiel möglich, nach dem Ausbil- den der Einbettungsschicht 130 eine oder mehrere separat er¬ zeugte Barrierestrukturen 170 auf der die Halbleiterchips 121, 122 und weitere Bestandteile tragenden Leiterplatte 110 anzuordnen, zum Beispiel durch Kleben. Entsprechend den oben beschriebenen Ausgestaltungen können mehrere linienförmige Barrierstrukturen 170 oder eine gitterförmige Barrierestruktur 170 zum Einsatz kommen. Hierauf kann der Optikverbund 180 angeordnet werden, ebenfalls zum Beispiel durch Kleben. Nach¬ folgend kann der Sensorverbund in separate Sensoren 100 ver¬ einzelt werden (jeweils nicht dargestellt).
In entsprechender Weise ist in Bezug auf das Verfahren der Figuren 19 bis 21 die Möglichkeit gegeben, einen Optikverbund 180 zu verwenden, welcher eine oder mehrere Barrierestruktu¬ ren 170, also zum Beispiel eine gitterförmige oder mehrere linienförmige Barrierestrukturen 170, an einer Seite auf¬ weist. Hierbei kann der Optikverbund 180 mit der wenigstens einen Barrierestruktur 170 auf der mit den Halbleiterchips 121, 122 und den weiteren Bestandteilen versehenen Leiterplatte 110 angeordnet werden, zum Beispiel durch Kleben. An- schließend kann der Sensorverbund in separate Sensoren 100 vereinzelt werden (jeweils nicht dargestellt). Die Figuren 22 bis 24 zeigen anhand von seitlichen Schnittdarstellungen ein weiteres Verfahrens, in welchem ein Drahtbonden zur Anwendung kommt. Wie in Figur 22 dargestellt ist, wird zunächst die Leiterplatte 110 mit Leiterstrukturen 116 bereitgestellt, und werden auf der Vorderseite der Leiter¬ platte 110 Strahlungsemittierende und strahlungsdetektierende Halbleiterchips 121, 122 montiert. Die Halbleiterchips 121, 122 weisen wie oben angegeben einen Rückseitenkontakt und einen Vorderseitenkontakt auf (nicht dargestellt) . Im Rahmen der Chipmontage können die Halbleiterchips 121, 122 über de¬ ren Rückseitenkontakte und ein nicht dargestellt elektrisch leitfähiges Verbindungsmittel mit vorderseitigen Kontaktflä¬ chen 117 der Leiterplatte 110 elektrisch verbunden werden. Die Vorderseitenkontakte der Halbleiterchips 121, 122 werden über Bonddrähte 190 mit weiteren vorderseitigen Kontaktflä¬ chen 117 der Leiterplatte 110 elektrisch verbunden.
In Figur 22 ist des Weiteren dargestellt, dass auf der Vor¬ derseite jedes Halbleiterchips 121, 122 ein strahlungsdurch- lässiges Element 195 angeordnet wird. Zur Befestigung kann ein nicht dargestellter Klebstoff zum Einsatz kommen. Die strahlungsdurchlässigen Elemente 195 dienen bei den fertig gestellten Sensoren 100 dazu, dass die Halbleiterchips 121, 122 weiterhin eine Lichtstrahlung empfangen bzw. emittieren können. Die strahlungsdurchlässigen Elemente 195, welche die Bonddrähte 190 überragen, können zum Beispiel aus einem Glas¬ material ausgebildet sein, und eine plättchenförmige Gestalt besitzen. Die auf den unterschiedlichen Halbleiterchips 121, 122 angeordneten strahlungsdurchlässigen Elemente 195 weisen, entsprechend den unterschiedlichen lateralen Abmessungen der Halbleiterchips 121, 122, unterschiedliche laterale Abmessun¬ gen auf. Die strahlungsdurchlässigen Elemente 195 besitzen ferner solche Abmessungen und sind derart auf den Halbleiterchips 121, 122 positioniert, dass die Vorderseitenkontakte der Halbleiterchips 121, 122 freiliegen.
In Bezug auf die in Figur 22 gezeigte Anordnung können die vorstehend beschriebenen Prozesse in der folgenden Reihenfol- ge durchgeführt werden. Zunächst können die Halbleiterchips 121, 122 auf der Leiterplatte 110 angeordnet werden. Hieran anschließend können die strahlungsdurchlässigen Elemente 195 auf den Halbleiterchips 121, 122 platziert werden. Im An- schluss hieran kann das Drahtbonden durchgeführt werden. Alternativ ist es zum Beispiel möglich, die strahlungsdurchläs¬ sigen Elemente 195 vor der Chipmontage auf den Halbleiter¬ chips 121, 122 anzuordnen, und nach der Chipmontage das
Drahtbonden durchzuführen.
Im Anschluss hieran erfolgt, wie in Figur 23 gezeigt ist, das Ausbilden der Einbettungsschicht 130. In dieser Ausgestaltung wird die Einbettungsschicht 130 derart hergestellt, dass die Halbleiterchips 121, 122 und die Bonddrähte 190 verkapselt werden und die Einbettungsschicht 130 bis zu Vorderseiten der strahlungsdurchlässigen Elemente 195 reicht. Hierbei grenzt die Einbettungsschicht 130 seitlich an die strahlungsdurch¬ lässigen Elemente 195 an bzw. sind diese umfangsseitig von der Einbettungsschicht 130 umschlossen.
Das Ausbilden der Einbettungsschicht 130 kann in der oben be¬ schriebenen Art und Weise durchgeführt werden. Die Einbet¬ tungsschicht 130 kann zum Beispiel aus einem schwarzen oder weißen Kunststoffmaterial ausgebildet werden. Das Kunststoff- material kann in flüssiger oder zähflüssiger Form auf die mit den Halbleiterchips 121, 122 und den strahlungsdurchlässigen Elementen 195 versehene Leiterplatte 110 aufgebracht werden und nachfolgend aushärten. Zu diesem Zweck kann ein Formpro- zess, zum Beispiel ein folienunterstützter Spritzpresspro- zess, durchgeführt werden. Hierfür kann die mit den Halb¬ leiterchips 121, 122 und den strahlungsdurchlässigen Elementen 195 versehene Leiterplatten 110 in einem Werkzeug aufge¬ nommen werden, welches ein Werkzeugteil mit einer darauf an¬ geordneten Folie aufweist. In dem Spritzpressprozess kann dieses Werkzeugteil mit der Folie an die Vorderseiten der strahlungsdurchlässigen Elemente 195 angedrückt sein. Auf diese Weise kann das Kunststoffmaterial derart auf der Lei¬ terplatte 110 aufgebracht werden, dass die Halbleiterchips 121, 122 und die Bonddrähte 190 von dem Kunststoffmaterial umschlossen sind und das Kunststoffmaterial seitlich an die strahlungsdurchlässigen Elemente 195 angrenzt. Zum Aufbringen des Kunststoffmaterials der Einbettungsschicht 130 kann al- ternativ auch ein Vergießprozess mit Hilfe einer auf der Lei¬ terplatte 110 ausgebildeten oder angeordneten umlaufenden Wandung durchgeführt werden. Sofern strahlungsdurchlässige Elemente 195 nach dem Ausbilden der Einbettungsschicht 130 in unerwünschter Weise vorderseitig mit dem Kunststoffmaterial bedeckt sein sollten, kann ferner eine Reinigungsschritt zum Freilegen bedeckter strahlungsdurchlässiger Elemente 195 durchgeführt werden (jeweils nicht dargestellt).
Nachfolgend kann das gemeinsame Bereitstellen von strahlungs- durchlässigen optischen Elementen auf der mit den Halbleiterchips 121, 122 und weiteren Bestandteilen versehenen Leiterplatte 110 durchgeführt werden. Dieser Vorgang erfolgt auf einer Oberfläche, welche durch die strahlungsdurchlässigen Elemente 195 und die Einbettungsschicht 130 gebildet ist. Auf diese Weise kann diese Oberfläche eben sein. Dadurch es mög¬ lich ist, optische Elemente 160, wie oben beschrieben, mit Hilfe eines Formprozesses bzw. UV-Formprozesses in direkter und gemeinsamer Weise auf der die Halbleiterchips 121, 122 und die weiteren Bestandteile tragenden Leiterplatte 110 zu erzeugen. Eine solche Ausgestaltung mit optischen Elementen 160 in Form von Linsen mit einer gekrümmten Linsenoberfläche ist in Figur 24 veranschaulicht. Hierbei ist oberhalb jedes Halbleiterchips 121, 122 ein entsprechendes optisches Element 160 auf einem strahlungsdurchlässigen Element 195 angeordnet. Für weitere Details zu dem Ausbilden der optischen Elemente 160 mit Hilfe eines Formprozesses wird auf die Beschreibung zu Figur 7 verwiesen. Durch Vereinzeln des hierdurch gebildeten Sensorverbunds, wie es ebenfalls in Figur 21 gezeigt ist, können separate Sensoren 100 hergestellt werden.
Für das anhand der Figuren 22 bis 24 erläuterte Verfahren stehen ebenfalls Abwandlungen zur Verfügung, wie sie oben erläutert wurden. Es ist zum Beispiel möglich, strahlungsdurch- lässige optische Elemente 181 durch Verwendung eines Optik¬ verbunds 180 in gemeinsamer Weise auf der mit den Halbleiterchips 121, 122 und weiteren Bestandteilen versehenen Leiterplatte 110 bereitzustellen. In diesem Zusammenhang können zu- sätzlich eine oder mehrere strahlungsundurchlässige Barrie¬ restrukturen 170 vorgesehen werden.
Es ist zum Beispiel möglich, entsprechend den anhand der Fi¬ guren 10 bis 16 erläuterten Verfahrensabläufen eine oder meh- rere Barrierestrukturen 170 auf der durch die strahlungs¬ durchlässigen Elemente 195 und die Einbettungsschicht 130 ge¬ bildeten Oberfläche bereitzustellen, zum Beispiel durch
Durchführen eines Formprozesses oder durch Anordnen bzw. Aufkleben von einer oder mehreren separat erzeugten Barrierest- rukturen 170. Hierauf kann der Optikverbund 180 angeordnet werden, ebenfalls zum Beispiel durch Kleben. Nachfolgend kann der Sensorverbund in separate Sensoren 100 vereinzelt werden (jeweils nicht dargestellt). In entsprechender Weise ist die Möglichkeit gegeben, einen
Optikverbund 180 zu verwenden, welcher eine oder mehrere Bar¬ rierestrukturen 170 an einer Seite aufweist. Hierbei kann der Optikverbund 180 mit der wenigstens einen Barrierestruktur 170 auf der durch die strahlungsdurchlässigen Elemente 195 und die Einbettungsschicht 130 gebildeten Oberfläche angeord¬ net werden, zum Beispiel durch Kleben. Anschließend kann die Vereinzelung in separate Sensoren 100 erfolgen (jeweils nicht dargestellt) . Eine weitere Alternative ist ein Vorgehen entsprechend der Figuren 17, 18, also ein Anordnen des Optikverbunds 180 auf der durch die strahlungsdurchlässigen Elemente 195 und die Einbettungsschicht 130 gebildeten Oberfläche unter Verwendung eines strahlungsundurchlässigen Klebstoffs 175. Durch Aushär- ten des in flüssiger bzw. zähflüssiger Form aufgebrachten Klebstoffs kann der Optikverbund 180 auf der mit den Halb¬ leiterchips 121, 122 und den weiteren Bestandteilen versehenen Leiterplatte 110 befestigt werden und können eine oder mehrere Barrierestrukturen 170 gebildet werden. Anschließend kann der Sensorverbund in separate Sensoren 100 vereinzelt werden (jeweils nicht dargestellt). Die oben beschriebenen Verfahrensabläufe können in entspre¬ chender Weise zur Anwendung kommen, um Sensoren 100 herzustellen, welche abweichend von den oben beschriebenen und in den Figuren abgebildeten Ausgestaltungen andere Anzahlen an Emittern 121 und/oder Detektoren 122 aufweisen. In diesem Zu- sammenhang wird ferner auf die Möglichkeit hingewiesen, anstelle von Detektoren 122 mit mehreren Detektionsbereichen 124 separate Detektoren 122 einzusetzen, welche zur Strah- lungsdetektion in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen ausgebildet sein können. Darüber hinaus können zum Beispiel Emitter 121 zur Anwendung kommen, welche zur Emission von sichtbarer Lichtstrahlung ausgebildet sind.
Die oben beschriebenen Verfahrensabläufe können ferner derart abgewandelt werden, dass Sensoren 100 gefertigt werden, wel- che lediglich einen Detektor 122 aufweisen. Hierzu können lediglich Detektoren 122 auf der Leiterplatte 110 angeordnet werden, und kann ein am Verfahrensende vorliegender Sensorverbund in Sensoren 100 mit einem einzelnen Detektor 122 vereinzelt werden.
Zur beispielhaften Veranschaulichung ist in Figur 25 eine Vereinzelung eines Sensorverbunds in Sensoren 100 mit ledig¬ lich einem Detektor 122 gezeigt. Zuvor wurden Verfahrensschritte entsprechend des anhand der Figuren 1 bis 9 erläu- terten Verfahrens durchgeführt. Der Detektor 122 eines sol¬ chen Sensors 100 befindet sich auf einem Abschnitt der Lei¬ terplatte 110, und ist in der oben beschriebenen Art und Wei¬ se an vorderseitige Kontaktflächen 117 der Leiterplatte 110 elektrisch angeschlossen. Der Detektor 122 ist von einem Ab- schnitt der Einbettungsschicht 130 umfangsseitig umschlossen. Auf dem Detektor 122 befindet sich ein durch einen Formpro- zess ausgebildetes strahlungsdurchlässiges optisches Element 160 in Form einer Linse mit einer gekrümmten Oberfläche. Die oben beschriebenen Verfahrensabläufe können des Weiteren derart abgewandelt werden, dass anstelle einer Leiterplatte bzw. eines PCB-Substrats eine leiterrahmenbasierte Träger- platte 110 eingesetzt wird. Zur beispielhaften Veranschauli¬ chung zeigen die Figuren 26 bis 29 ein weiteres in diesem Sinne durchgeführtes Verfahren anhand von seitlichen Schnitt¬ darstellungen. Dieses Verfahren entspricht, abgesehen von der Verwendung der leiterrahmenbasierten Trägerplatte 110, dem anhand der Figuren 1 bis 9 erläuterten Verfahren.
In dem Verfahren wird ein metallischer Leiterrahmen 250 bereitgestellt, wie in Figur 1 ausschnittsweise gezeigt ist. Der Leiterrahmen 250 weist nebeneinander angeordnete Leiter- rahmenabschnitte 251 und stegförmige Verbindungsstrukturen 252 auf, von welchen in der Schnittansicht von Figur 26 lediglich zwei Verbindungsstrukturen 252 gestrichelt angedeutet sind. Die hier dargestellten Gegebenheiten können in einer Ebene sich vielfach wiederholend nebeneinander vorliegen. In diesem Zusammenhang können weitere und aus der Schnittebene von Figur 26 heraus und in die Schnittebene hinein verlaufen¬ de Verbindungsstrukturen 252 vorgesehen sein, welche mit weiteren Leiterrahmenabschnitten 251 verbunden sind (nicht dargestellt) . Über die Verbindungsstrukturen 252 sind die Lei- terrahmenabschnitte 251 von verschiedenen der herzustellenden Sensoren 100 miteinander verbunden.
Wie in 26 angedeutet ist, können die Leiterrahmenabschnitte 251 am Rand eine stufenförmige Gestalt besitzen. Auf diese Weise kann eine Verankerung mit einem nachfolgend zum Bereit¬ stellen der Trägerplatte 110 verwendeten isolierenden Kunststoffmaterial 254 erzielt werden.
Wie in Figur 27 dargestellt ist, wird der Leiterrahmen 250 derart mit dem Kunststoffmaterial 254 umformt, dass die hier¬ durch gebildete Trägerplatte 110 zwei ebene entgegengesetzte Hauptseiten aufweist, welche durch den Leiterrahmen 250 und das Kunststoffmaterial 254 gebildet sind. Bei der in den Fi- guren nach oben gerichteten Seite handelt es sich um eine Vorderseite, und bei der nach unten gerichteten Seite um eine Rückseite der Trägerplatte 110. Mit Hilfe des Kunststoffmate- rials 254 werden Zwischenräume des Leiterahmens 250, also zwischen den Leiterrahmenabschnitten 251 und den Verbindungsstrukturen 252, verschlossen. Das Umformen des Leiterahmens
250 mit dem Kunststoffmaterial 254 kann mit Hilfe eines Form¬ prozesses wie zum Beispiel eines Spritzpressprozesses durch¬ geführt werden (nicht dargestellt) . Bei der leiterrahmenba- sierten Trägerplatte 110 bilden die Leiterrahmenabschnitte
251 vorderseitige zugängliche Kontaktflächen 117 und rücksei¬ tige zugängliche Kontaktflächen 118.
Nach dem Bereitstellen der leiterrahmenbasierten Trägerplatte 110 werden weitere der oben bereits erläuterten Schritte durchgeführt. Wie in Figur 28 dargestellt ist, werden Halb¬ leiterchips 121, 122 auf der Vorderseite der Trägerplatte 110 bzw. auf Leiterrahmenabschnitten 215 montiert, und wird eine seitlich an die Halbleiterchips 121, 122 angrenzende Einbet- tungsschicht 130 auf der Trägerplatte 110 ausgebildet. Im Rahmen der Chipmontage können die Halbleiterchips 121, 122 über deren Rückseitenkontakte und ein elektrisch leitfähiges Verbindungsmittel mit vorderseitigen Kontaktflächen 117 der entsprechenden Leiterrahmenabschnitte 251 elektrisch verbun- den werden. Des Weiteren werden die Vorderseitenkontakte der Halbleiterchips 121, 122 mit vorderseitigen Kontaktflächen 117 von weiteren Leiterrahmenabschnitten 251 der Trägerplatte 110 elektrisch verbunden. Hierbei kommen Kontaktschichten 140 zum Einsatz, wie in Figur 28 angedeutet ist. In diesem Zusam- menhang können oben genannte Merkmale und Aspekte in entspre¬ chender Weise zu Anwendung kommen. Beispielsweise können vor dem Ausbilden der Kontaktschichten 140 isolierende Schichten 150 zur Kurzschlussvermeidung im Bereich der Halbleiterchips 121, 122 ausgebildet werden. Die Vorderseitenkontakte können ausschließlich über die Kontaktschichten 140 mit Kontaktflächen 117 verbunden werden, wobei zuvor Ausnehmungen 135 in der Einbettungsschicht 130 ausgebildet werden. Möglich ist es auch, die Vorderseitenkontakte über Kontaktschichten 140 und elektrische Verbindungselemente 155 mit Kontaktflächen 117 zu verbinden, wobei die elektrischen Verbindungselemente 155 vor dem Ausbilden der Einbettungsschicht 130 auf Kontaktflächen 117 der Trägerplatte 110 angeordnet werden. Für weitere De- tails wird auf die obige Beschreibung zu den Figuren 5, 6 verwiesen, welche hier analog angewendet werden kann.
Im Anschluss hieran werden, wie in Figur 29 gezeigt ist, strahlungsdurchlässige optische Elemente 160 in Form von Lin- sen mit einer gekrümmten Oberfläche auf der mit den Halb¬ leiterchips 121, 122 und den weiteren Bestandteilen versehenen Trägerplatte 110 bzw. auf der durch die Halbleiterchips 121, 122, die Einbettungsschicht 130, die isolierenden
Schichten 150 und die Kontaktschichten 140 gebildeten Ober- fläche hergestellt. Die optischen Elemente 160, welche auf jedem der Halbleiterchips 121, 122 vorgesehen sind, können wie oben beschrieben in paralleler Weise gemeinsam mit Hilfe eines Formprozesses bzw. UV-Formprozesses erzeugt werden. Für weitere Details wird auf die obige Beschreibung zu Figur 7 verwiesen.
Anschließend wird, wie ebenfalls in Figur 29 gezeigt ist, ein Vereinzelungsprozess durchgeführt, um den nach dem Ausbilden der optischen Elemente 160 vorliegenden Sensorverbund in se- parate Sensoren 100 zu unterteilen. Hierbei werden die Trä¬ gerplatte 110 und die Einbettungsschicht 130 entlang der Trennlinien 200 durchtrennt. In Bezug auf die Trägerplatte 110 erfolgt das Durchtrennen im Bereich der Verbindungsstrukturen 252 des Leiterahmens 250. Dies hat zur Folge, dass die Leiterrahmenabschnitte 251 bei jedem der vereinzelten Senso¬ ren 100 nicht mehr über Material des Leiterahmens 250 verbun¬ den sind. Jeder auf diese Art und Weise gebildete Sensor 100 weist einen Abschnitt der Trägerplatte 110, einen Abschnitt der Einbettungsschicht 130, einen Emitter 121, einen Detektor 122 und zwei dem Emitter 121 und dem Detektor 122 zugeordnete optische Elemente 160 auf. Die Rückseitenkontakte und Vorder¬ seitenkontakte der Halbleiterchips 121, 122 sind an vorder¬ seitige Kontaktflächen 117 der zugehörigen Leiterrahmenab- schnitte 251 angeschlossen, und können daher über die rückseitigen Kontaktflächen 118 elektrisch kontaktiert werden.
Die anderen der oben erläuterten Verfahrensabläufe sowie de- ren oben beschriebene mögliche Abwandlungen können ebenfalls mit Hilfe der leiterrahmenbasierten Trägerplatte 110 durchge¬ führt werden, deren Herstellung entsprechend der Figuren 26, 27 erfolgen kann. In diesem Zusammenhang kann zum Beispiel ein Optikverbund 180 auf der mit den Halbleiterchips 121, 122 und weiteren Bestandteilen versehenen Trägerplatte 110 bzw. auf der durch die Halbleiterchips 121, 122, die Einbettungs¬ schicht 130, die isolierenden Schichten 150 und die Kontakt¬ schichten 140 gebildeten Oberfläche angeordnet werden, zum Beispiel unter Verwendung eines strahlungsundurchlässigen Klebstoffs 175, wie es anhand der Figuren 17, 18 erläutert wurde .
Weitere mögliche Varianten sind diejenigen, wie sie anhand der Figuren 10 bis 16 erläutert wurden. In diesem Sinne kann wenigstens eine Barrierestruktur 170 auf der die Halbleiterchips 121, 122 und weitere Bestandteile tragenden Trägerplat¬ te 110 bereitgestellt werden, zum Beispiel durch Durchführen eines Formprozesses oder durch separates Erzeugen und nach¬ folgendes Anordnen, und anschließend kann ein Optikverbund 180 auf der wenigstens einen Barrierestruktur 170 platziert werden. Des Weiteren kann ein mit wenigstens einer Barrierestruktur 170 ausgestatteter Optikverbund 180 auf der die Halbleiterchips 121, 122 und weitere Bestandteile tragenden Trägerplatte 110 angeordnet werden.
Auch die anhand der Figuren 19 bis 24 erläuterten Verfahrensabläufe können in entsprechender Weise mit der leiterrahmenbasierten Trägerplatte 110 durchgeführt werden, indem Vorderseitenkontakte von Halbleiterchips 121, 122 über Bonddrähte 190 an vorderseitige Kontaktflächen 117 von Leiterrahmenab¬ schnitten 251 angeschlossen werden. Darüber hinaus können in entsprechender Weise Sensoren 100 mit anderen Anzahlen von Halbleiterchips 121, 122, einschließlich Sensoren 100 mit le¬ diglich einem Detektor 122, gefertigt werden.
Neben den oben beschriebenen und abgebildeten Ausführungsformen sind weitere Ausführungsformen vorstellbar, welche weitere Abwandlungen und/oder Kombinationen von Merkmalen umfassen können. Es ist zum Beispiel möglich, anstelle der oben ange¬ gebenen Materialien andere Materialien für Sensoren 100 zu verwenden. Ferner können folgende, nicht dargestellte Abwand¬ lungen in Betracht kommen.
Eine mögliche Abwandlung besteht zum Beispiel darin, strah¬ lungsdurchlässige optische Elemente vorzusehen, welche nicht in Form von Linsen mit einer oder zwei gekrümmten Oberflächen verwirklicht sind. Möglich sind auch optische Elemente mit anders geformten optischen Oberflächen, welche zum Beispiel kegelförmige oder pyramidenförmige Strukturelemente aufwei¬ sen. Ein weiteres Beispiel sind optische Elemente in Form von Fresnellinsen . Auch solche optischen Elemente können in einem Formprozess erzeugt werden oder als Bestandteile eines Optik¬ verbunds verwirklicht sein.
Wie oben beschrieben wurde, können die anhand der Figuren erläuterten Verfahrensabläufe derart durchgeführt werden, dass sämtliche strahlungsdurchlässigen optischen Elemente gemeinsam auf der mit den Halbleiterchips versehenen Trägerplatte bereitgestellt werden. Möglich ist es auch, dass mehrere Un¬ tergruppen (Cluster) aus strahlungsdurchlässigen optischen Elementen bereitgestellt werden. Hierbei können jeweils meh¬ rere strahlungsdurchlässige optische Elemente von einzelnen Untergruppen gemeinsam auf der mit den Halbleiterchips verse¬ henen Trägerplatte bereitgestellt werden. Ein solches Vorge¬ hen ist zum Beispiel möglich in Bezug auf Verfahrensabläufe, in welchen ein Optikverbund zur Anwendung kommt. Anstelle der Verwendung eines Optikverbunds, welcher sämtliche optischen Elemente der im Verbund gefertigten Sensoren aufweist, können mehrere separate Optikverbünde eingesetzt und auf der mit den Halbleiterchips versehenen Trägerplatte angeordnet werden. Hierbei kann jeder Optikverbund jeweils eine Untergruppe aus mehreren miteinander verbundenen strahlungsdurchlässigen optischen Elementen aufweisen. Eine weitere mögliche Abwandlung sind zum Beispiel Sensoren, welche neben einem oder mehreren optoelektronischen Halbleiterchips wenigstens einen Halbleiterchip eines anderen Typs aufweisen. Hierbei kann es sich zum Beispiel um einen Treiberchip handeln.
Die verwendeten Detektoren können zusätzliche Schaltungsstrukturen zur Auswertung aufweisen. Solche Detektoren können zum Beispiel in Form von ASIC-Chips (Application Specific In- tegradetd Circuit) verwirklicht sein.
Des Weiteren können zum Ausbilden von Sensoren verwendete Halbleiterchips einen, oder auch mehrere Vorderseitenkontakte aufweisen. Letztere Variante kann zum Beispiel in Bezug auf Detektoren mit mehreren Detektionsbereichen in Betracht kom- men, wodurch diese getrennt betrieben werden können. Möglich sind auch zum Beispiel Ausgestaltungen, in welchen Halbleiterchips lediglich Vorderseitenkontakte aufweisen. In ent¬ sprechender Weise können Halbleiterchips mit mehreren Rückseitenkontakten zum Einsatz kommen. Oben beschriebene Merkma- le und Details können in entsprechender Weise für die mehre¬ ren Kontakte eines Halbleiterchips zur Anwendung kommen. Bei einem Halbleiterchip mit mehreren Vorderseitenkontakten kann zum Beispiel jeder Vorderseitenkontakt über eine Kontakt¬ schicht sowie gegebenenfalls zusätzlich über ein elektrisches Verbindungselement mit einer Kontaktfläche einer Trägerplatte verbunden sein. Möglich ist auch der Einsatz von Bonddrähten.
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungs¬ beispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. BEZUGSZEICHENLISTE
100 Sensor
110 Leiterplatte / Trägerplatte
114 isolierendes Material
116 Leiterstruktur
117 Kontaktfläche
118 Kontaktfläche
121 Halbleiterchip, Emitter
122 Halbleiterchip, Detektor
124 Detektionsbereich
125 Vorderseitenkontakt
130 EinbettungsSchicht
135 Ausnehmung
140 KontaktSchicht
150 isolierende Schicht
155 elektrisches Verbindungselement
160 optisches Element
165 Formmasse
170 Barrierestruktur
175 Klebstoff
180 Optikverbund
181 optisches Element
182 Verbindungssteg
190 Bonddraht
195 strahlungsdurchlässiges Element
200 Trennlinie
210 Werkzeugteil
215 Kavität
220 UV-Strahlung
250 Leiterrahmen
251 Leiterrahmenabschnitt
252 Verbindungsstruktur
254 Kunststoffmaterial

Claims

PATENTA S PRÜCHE
1. Verfahren zum Herstellen von Sensoren (100), umfassend: Bereitstellen einer Trägerplatte (110);
Anordnen von Halbleiterchips (122) auf der Trägerplatte (110), wobei die Halbleiterchips wenigstens strahlungs- detektierende Halbleiterchips (122) umfassen;
Bereitstellen von strahlungsdurchlässigen optischen Elementen (160, 181) auf der mit den Halbleiterchips (122) versehenen Trägerplatte (110), wobei mehrere strahlungs¬ durchlässige optische Elemente (160, 181) gemeinsam auf der mit den Halbleiterchips (122) versehenen Trägerplat¬ te (110) bereitgestellt werden; und
Vereinzeln der mit den Halbleiterchips (122) und den strahlungsdurchlässigen optischen Elementen (160, 181) versehenen Trägerplatte (110), so dass separate Sensoren (100) gebildet werden, welche einen Abschnitt der Trä¬ gerplatte (110), wenigstens einen strahlungsdetektieren- den Halbleiterchip (122) und wenigstens ein strahlungsdurchlässiges optisches Element (160, 181) aufweisen.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
wobei die auf der Trägerplatte (110) angeordneten Halb¬ leiterchips strahlungsemittierende Halbleiterchips (121) umfassen, und wobei die durch das Vereinzeln gebildeten Sensoren (100) wenigstens einen Strahlungsemittierenden Halbleiterchip (121) aufweisen.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei eine Einbettungsschicht (130) auf der Trägerplatte (110) ausgebildet wird, welche seitlich an die Halb¬ leiterchips (121, 122) angrenzt.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
wobei Ausnehmungen (135) in der Einbettungsschicht (130) ausgebildet werden, über welche Kontaktflächen (117) der Trägerplatte (110) wenigstens teilweise freigelegt sind, und wobei Kontaktschichten (140) ausgebildet werden, über welche Vorderseitenkontakte von Halbleiterchips
(121, 122) mit Kontaktflächen (117) der Trägerplatte
(110) elektrisch verbunden sind.
5. Verfahren nach Anspruch 3,
wobei elektrische Verbindungselemente (155) auf Kontakt¬ flächen (117) der Trägerplatte (110) angeordnet werden, wobei die Einbettungsschicht (130) seitlich angrenzend an die elektrischen Verbindungselemente (155) ausgebil¬ det wird, und wobei Kontaktschichten (140) ausgebildet werden, über welche Vorderseitenkontakte von Halbleiter¬ chips (121, 122) mit elektrischen Verbindungselementen (155) elektrisch verbunden sind.
6. Verfahren nach eine der Ansprüche 1 bis 3,
wobei Vorderseitenkontakte von Halbleiterchips (121, 122) über Bonddrähte (190) mit Kontaktflächen (117) der Trägerplatte (110) elektrisch verbunden werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
wobei strahlungsdurchlässige Elemente (195) auf Halb¬ leiterchips (121, 122) angeordnet werden, wobei Vorder¬ seitenkontakte von Halbleiterchips (121, 122) über Bond¬ drähte (190) mit Kontaktflächen (117) der Trägerplatte (110) elektrisch verbunden werden, und wobei eine die Halbleiterchips (121, 122) und Bonddrähte (190) verkap¬ selnde und seitlich an die strahlungsdurchlässigen Elemente (195) angrenzende Einbettungsschicht (130) auf der Trägerplatte (110) ausgebildet wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das Bereitstellen der strahlungsdurchlässigen optischen Elemente (160) ein Formen und Aushärten einer Formmasse (165) auf der mit den Halbleiterchips (121, 122) versehenen Trägerplatte (110) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 8,
wobei die Formmasse (165) eine UV-härtende Formmasse ist, und wobei zum Aushärten der Formmasse (165) eine Bestrahlung mit UV-Strahlung (220) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
wobei das Bereitstellen der strahlungsdurchlässigen optischen Elemente (181) Folgendes umfasst:
Separates Herstellen eines Optikverbunds (180), welcher miteinander verbundene strahlungsdurchlässige optische Elemente (181) aufweist; und
Anordnen des Optikverbunds (180) auf der mit den Halb¬ leiterchips (121, 122) versehenen Trägerplatte (110).
Verfahren nach Anspruch 10,
wobei der Optikverbund (180) unter Verwendung eines strahlungsundurchlässigen Klebstoffs (175) auf der mit den Halbleiterchips (121, 122) versehenen Trägerplatte (110) angeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 11,
wobei durch ein Aushärten des Klebstoffs (175) wenigs¬ tens eine strahlungsundurchlässige Barrierestruktur (170) gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 10,
wobei eine strahlungsundurchlässige Barrierestruktur (170) auf der mit den Halbleiterchips (121, 122) verse¬ henen Trägerplatte (110) bereitgestellt wird, und wobei der Optikverbund (180) auf der Barrierestruktur (170) angeordnet wird. Verfahren nach Anspruch 13,
wobei das Bereitstellen der Barrierestruktur (170) ein Formen und Aushärten einer Formmasse auf der mit den Halbleiterchips (121, 122) versehenen Trägerplatte (110) umfasst .
Verfahren nach Anspruch 13,
wobei die Barrierestruktur (170) separat hergestellt und auf der mit den Halbleiterchips (121, 122) versehenen Trägerplatte (110) angeordnet wird.
16. Verfahren nach Anspruch 10,
wobei der Optikverbund (180) eine strahlungsundurchläs¬ sige Barrierestruktur (170) aufweist.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die bereitgestellte Trägerplatte (110) eine Lei¬ terplatte ist. 18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16,
wobei die bereitgestellte Trägerplatte (110) einen Lei¬ terrahmen (250) aufweist.
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