DE2829260C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein lichtempfindliches Halbleiter-Bauelement mit einem in ein lichtdurchlässiges Gehäuse eingebauten Halbleiterkörper, wobei in das Ge­ häuse einseitig und parallel zueinander verlaufend zwei mit den einander gegen­ überliegenden Oberflächenseiten des Halbleiterkörpers verbundene Stromzuleitungen führen und das Gehäuse mit Filtereigenschaften versehen ist.

Ein derartiges Halbleiter-Bauelement ist aus dem DE-GM 16 96 744 bekannt, bei dem die Stromzuleitungen von einander gegenüberliegenden Oberflächenseiten des Halbleiterkörpers einseitig und parallel zueinander aus dem Gehäuse herausge­ führt werden und dessen Gehäuse Filtereigenschaften besitzt bzw. die spektrale Empfindlichkeit beeinflussen kann. Die Stromzuleitungen liegen hierbei bezogen auf die Oberfläche des Halbleiterkörpers in unterschiedlichen Ebenen.

Aus der DE-AS 21 36 009 ist eine Fotowiderstandszelle bekannt, bei der die Anschlüsse auf einer Oberflächenseite einer Widerstandsplatte angeordnet sind.

Ferner sind plättchenförmige Silizium-Fotodioden bekannt (Feinwerktechnik + micronic 78, Seiten 69-73, 1974), bei denen die Stromzuleitungen aus den einan­ der gegenüberliegenden Schmalseiten eines Kunststoff-Gehäusekörpers herausge­ führt werden. Diese Zuleitungen werden umgebogen und erstrecken sich dann in einer zur Lichteintrittsfläche senkrecht liegenden Ebene. Damit horizontal ein­ fallendes Licht bzw. Infrarot-Licht mit dieser Fotodiode detektiert werden kann, muß die Kontaktierungsplatine für diese Fotodiode senkrecht auf einer horizontal angeordneten Grundplatine angeordnet werden. Außerdem muß durch ein gesonder­ tes Mittel ein Infrarot-Filter zwischengeschaltet werden. Aus der DE-AS 12 33 086 ist eine lichtempfindliche Vierschicht­ diode bekannt, bei der ein Kunststoffkörper mit Filtereigen­ schaften in eine gegebenenfalls wieder zu entfernende Spritzform eingebracht wird. Die Filtereigenschaften können auch in einem gesondert aufgebrachten Belag enthalten sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufbau eines lichtempfindlichen Halbleiter-Bauelements zu vereinfachen und dieses durch einseitige Führung der mit gegenüberliegenden Seiten des Halbleiter-Plättchens verbundenen Stromzulei­ tungen so auszugestalten, daß parallel zur Einbaufläche und senkrecht auf die lichtempfindliche Oberfläche des Halbleiterkörpers auftreffendes Licht ohne zusätzliche Hilfsmittel detektiert werden kann. Diese Aufgabe wird bei einem lichtempfindlichen Halbleiter-Bauelement der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Stromzuleitungen in einer gemeinsamen Ebene parallel zur lichtempfindlichen Oberflächenseite des eine Diode bildenden Halbleiterkörpers liegen und das das Gehäuse aus einem den Halbleiterkörper und die Enden der Stromzuleitungen umhüllenden lichtdurchlässigen Kunststoffkörper ohne Filtereigenschaften und aus einer quaderför­ migen, nur einseitig zur Durchführung der Stromzuleitungen offenen Kappe besteht, die als Infrarot-Filter ausgebildet ist und den Kunststoffkörper umgibt.

Diese Fotodiode kann somit in eine horizontal liegende Platine eingebaut werden, wobei dann das horizontal einfallende und zu detektierende Infrarot-Licht senk­ recht auf die lichtempfindliche Oberflächenseite des Halbleiterkörpers auftrifft. Das Gehäuse besteht aus einem den Halbleiterkörper und die Enden der Stromzu­ leitungen umhüllenden lichtdurchlässigen Kunststoff, der von einer quaderförmigen und einseitig zur Durchführung der Stromzuleitungen offenen Kappe umgeben wird, die als Infrarot-Filter ausgebildet ist. Da die Kappe mit definierten Filtereigenschaften versehen ist, werden unabhängig von der Lage des Halbleiterkörpers im Kunststoffkörper stets gleiche elektrische Eigenschaften der Fotodiode erzielt. Die Kappe kann gesondert geprüft und bearbeitet werden, beispielsweise durch Anordnung der Lichteintrittsflächen, so daß eine optimale Massenfertigung für Fotodioden gleichbleibender Eigenschaften gewährleistet ist.

Diese gesonderte Filterkappe besteht bsp. aus Polycarbonat, das für Infrarot- Licht durchlässige, schwarze Farbpigmente enthält, die aber kein sichtbares Licht durch die Kappenwand hindurchlassen. Zur Reflexionsverringerung wird die Lichteintrittsfläche der Filterkappe - wie bereits erwähnt - aufgerauht. Um eine definierte Aufsetzkante des Diodengehäuses auf einer Trägerplatine zu erhalten, ragt die Kappe an ihrem den Stromzuleitungen zugewandten Ende vorzugsweise über den lichtdurchlässigen Kunststoffkörper hinaus. Beim Einbau der Fotodiode in eine Schaltungsplatine bildet diese Kante dann einen definierten Anschlag für das Diodengehäuse auf der Platine.

Die erfindungsgemäße Halbleiter-Fotodiode wird vorzugsweise dadurch hergestellt, daß ein für eine Vielzahl von Halbleiter-Bauelementen vorgesehener Kontaktie­ rungsstreifen für je ein Bauelement in einer Ebene zwei Anschlußteile aufweist, die in Stromzuleitungen münden. Ähnliche Kontaktierungsstreifen für den Aufbau von Dioden und Transistoren im Zuge einer Serienfertigung sind beispielsweise aus der DE-OS 15 14 418 bekannt. Im vorliegenden Verfahren wird auf dem einen großflächigen Anschlußteil unter Bildung eines ohmschen Kontaktes zu einer Zone des Halbleiter-Bauelemen­ tes der Halbleiterkörper befestigt. Die zweite Zone des Halbleiter-Bauelementes wird vorzugsweise über einen dünnen Anschlußdraht mit dem zweiten Anschlußteil elektrisch leitend verbunden. Dann wird über die Anschlußteile die für das Infra­ rot-Licht durchlässige Kappe gestülpt und danach das Kappeninnere mit licht­ durchlässigem Kunststoff aufgefüllt. Zur mechanischen Stabilisierung des Kontak­ tierungsstreifens sind die Stromzuleitungen durch Stege miteinander verbunden, die erst nach dem Einbau der Anschlußteile in die Kappen zur Vereinzelung der Fotodioden durchgetrennt werden.

Die Erfindung soll im weiteren anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. In der

Fig. 2 ist die Gehäusekappe zur Veranschaulichung durchsichtig dargestellt, obgleich diese Kappe als IR-Filter für sichtbares Licht undurchlässig ist und daher beispielsweise als schwarzer Körper erscheint.

Die Fig. 1 zeigt einen für eine Vielzahl von Fotodioden vorgesehenen Kontak­ tierungsstreifen 1. Für jedes Halbleiter-Bauelement liegen in einer Ebene zwei An­ schlußteile 2 und 3, die in parallel zueinander verlaufende Stromzuführungen 4 und 5 münden. Diese Stromzuleitungen 4 und 5 sind auf dem Kontaktierungs­ streifen miteinander und mit den Stromzuleitungen benachbarter Bauelemente über Stabilisierungsstege 6 verbunden, die erst nach der Fertigstellung der Ein­ zelbauelemente durchgetrennt werden. Die Anschlußteile 2 und 3 bestehen aus den um 90° gegeneinander abgewinkelten Enden der Stromzuleitungen 4 und 5. Wie der Fig. 1 zu entnehmen ist, ist das plättchenförmige Anschlußteil 2 rela­ tiv großflächig und dient zur Aufnahme eines flachen Silizium-Halbleiterscheib­ chens, das die Fotodiode enthält. Das Anschlußteile 3 ist dagegen kleinflächiger; da an ihm nur ein dünner Anschlußdraht zu befestigen ist.

Zur Herstellung der Fotodiode wird nun, wie aus der Fig. 2 ersichtlich, auf dem großflächigen Anschlußteil 2 der Silizium-Halbleiterkörper 11 befestigt. Dies kann bsp. mit Hilfe eines leitenden Klebers geschehen, so daß mit der Befesti­ gung auf dem Trägerkörper zugleich die eine Zone des Halbleiter-Bauelementes mit dem Anschlußteil 2 und damit auch mit der Stromzuleitung 4 elektrisch lei­ tend verbunden wird. Danach wird mittels der üblichen Kontaktierungsverfahren der auf der lichtempfindlichen Oberflächenseite des Halbleiterkörpers angeordnete Anschlußkontakt 8 an die zweite Zone des Halbleiter-Bauelements mit Hilfe eines dünnen Kontaktierungsdrahtes 7 mit dem Anschlußteil 3 und damit mit der Stromzuleitung 5 elektrisch leitend verbunden. Die Zonen im Halbleiterkörper 11 sind durch einen pn-Übergang voneinander getrennt, der vorzugsweise parallel zur lichtempfindlichen Oberflächenseite des Halbleiterkörpers verläuft.

Beispielsweise mittels einer Montagehilfsvorrichtung werden dann die getrennt hergestellten Kunststoffkappen 9 zum Kontaktierungsstreifen 1 so justiert, daß diese Kontaktierungsstreifen mit seinen Anschlußteilen 2 und 3 in die Kappen eingeführt werden kann. Die Kappen bestehen, wie bereits erwähnt, vorzugsweise aus Polycarbonat und sind mit schwarzen Farbpigmenten durchsetzt, die nur das Infrarot-Licht durch die Kappenwand hindurchlassen. Die Wandstärke der Kappen liegt bsp. bei 1-1,5 mm. Die Kappen selbst sind quaderförmig ausgebildet und nur an einer Schmalseite offen, an der später die Stromzuleitungen 4 und 5 aus dem Gehäuse austreten. Die Kappen sind vorzugsweise an der für den Lichtein­ tritt vorgesehenen Seite aufgerauht, um die Reflexionen des Lichtes an dieser Lichteintrittsfläche zu verringern.

Nach dem Einsetzen der Anschlußteile mit dem kontaktierten Halbleiter-Bauele­ ment wird das Kappeninnere vorzugsweise mit Epoxydharz ausgegossen. Dabei wird die Füllmenge so begrenzt, daß der Kappenrand am offenen Ende der Kappe 9 über das eingegossene Kunststoffmaterial 10 hinausragt, so daß später eine defi­ nierte Aufsetzkante 12 verbleibt. Es folgt ein Aushärtevorgang in einem Temper­ ofen bei ca. 120°C und einer Härtezeit von 2-4 Stunden. Danach werden die Bauelemente dadurch vereinzelt, daß die Verbindungsstege 6 (Fig. 1) zwischen den Stromzuleitungen und den benachbarten Einheiten entfernt werden. Dies ge­ schieht bsp. mittels eines Stanzwerkzeuges.

Claims (6)

1. Lichtempfindliches Halbleiter-Bauelement mit einem in ein lichtdurchlässiges Gehäuse eingebauten Halbleiterkörper, wobei in das Gehäuse einseitig und parallel zueinander verlaufend zwei mit den einander gegenüberliegenden Oberflächenseiten des Halbleiterkörpers verbundene Stromzuleitungen führen und das Gehäuse mit Filtereigenschaft versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzuleitung (4, 5) in einer gemeinsamen Ebene parallel zur lichtempfindlichen Oberflächenseite des eine Diode bildenden Halbleiterkörpers (11) liegen und daß das Gehäuse aus einem den Halbleiterkörper und die Enden der Stromzuleitungen umhüllenden lichtdurchläs­ sigen Kunststoffkörper (10) ohne Filtereigenschaften und aus einer quaderförmigen, nur einseitig zur Durchführung der Stromzuleitungen (4, 5) offenen Kappe (9) besteht, die als Infrarot-Filter ausgebildet ist und den Kunststoffkörper (10) umgibt.

2. Lichtempfindliches Halbleiter-Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (9) aus Polycarbonat besteht, das für Infrarotlicht durchlässige schwarze Farb­ pigmente enthält.

3. Lichtempfindliches Halbleiter-Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (9) an der Lichteintrittsfläche aufgerauht ist.

4. Lichtempfindliches Halbleiter-Bauelement nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe (9) an ihrem den Stromzuleitungen (4, 5) zuge­ wandten Ende über den lichtdurchlässigen Kunststoff­ körper (10) zur Bildung einer definierten Aufsetzkante (12) hinausragt.

5. Verfahren zur Herstellung eines lichtempfindlichen Halbleiter-Bauelementes nach einem der vorangehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein für eine Viel­ zahl von Halbleiterbauelementen vorgesehener Kontak­ tierungsstreifen (1) für je ein Bauelement in einer Ebene zwei Anschlußteile (2, 3) aufweist, die in Stromzuleitungen (4, 5) münden, daß auf einem großflächigen Anschlußteil (2) un­ ter Bildung eines ohmschen Kontaktes zu einer Zone des Halbleiterbauelementes der Halbleiterkörper (11) befestigt wird, während die zweite Zone des Halbleiterbauelemen­ tes über einen dünnen Anschlußdraht (7) mit dem zweiten Anschlußteil (3) elektrisch verbunden wird, daß dann über die Anschlußteile die Kappe (9) gestülpt wird und daß schließlich das Kap­ peninnere mit lichtdurchlässigem Kunststoff (10) ausgefüllt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzuleitungen (4, 5) durch Stabilisierungsstege (6) mitein­ ander verbunden sind, die nach dem Einbau der Anschluß­ teile in die Kappen (9) zur Vereinzelung der Fotodioden durchgetrennt werden.