DE29813985U1 - Encapsulation encapsulation for a semiconductor component placed on a conductor track structure and semiconductor component with such an encapsulation encapsulation - Google Patents
Encapsulation encapsulation for a semiconductor component placed on a conductor track structure and semiconductor component with such an encapsulation encapsulationInfo
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D-58507 LüdenscheidLeopold Kostal GmbH & Co. KG
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aufgesetzten Halbleiterbaustein sowie Halbleiterbausteinmounted semiconductor component and semiconductor component
mit einer solchen Vergußkapselungwith such a encapsulation
Die Erfindung betrifft eine Vergußkapselung für einen auf einer Leiterbahnstruktur aufgesetzten, insbesondere ungenausten Halbleiterbaustein sowie einen solchen Halbleiterbaustein mit einer Vergußkapselung.The invention relates to a potting encapsulation for a semiconductor component placed on a conductor track structure, in particular a very inaccurate one, as well as to such a semiconductor component with a potting encapsulation.
Halbleiterbauelemente, wie beispielsweise integrierte Schaltkreise, Speicherchips, Mikroprozessoren oder dergleichen werden zu ihrem Schutz in herkömmlicher Weise in einem Kunststoffgehäuse befindlich eingesetzt. Im Zuge der zunehmend kompliziert werdenden Aufbautechnologien werden zur Bauraumminimierung Montagetechniken eingesetzt, bei denen ungehäuste Halbleiterbausteine verbaut werden können. In diesem Zusammenhang ist beispielsweise vorgeschlagen worden, in die Leiterbahnstruktur eine Ausnehmung einzubringen, in die der ungehäuste Baustein kopfüber eingesetzt wird. Ferner ist beispielsweise vorgeschlagen worden, einen ungehäusten Baustein unmittelbar auf einer Leiterplatte anzuordnen und diesen zu seinem Schutz anschließend mit einer Vergußkapselung zu versehen. Die Vergußkapselung wird als fließfähige Masse nach einer Montage des ungehäusten Halbleiterbausteins auf diesen und seine Anschlußdrähte aufgetragen, so daß nach Erhärten der Masse der gesamte Halbleiterbaustein sowie seine Anschlußdrähte in der erhärteten Masse eingekapselt sind. Die Masse wird zur Verkapselung des Halbleiterbausteins auf diesen aufgetropft. Die Vergußkapselung bildet somit auf derSemiconductor components such as integrated circuits, memory chips, microprocessors or the like are traditionally used in a plastic housing for their protection. As assembly technologies become increasingly complex, assembly techniques are used to minimize installation space, in which unhoused semiconductor components can be installed. In this context, it has been proposed, for example, to make a recess in the conductor track structure into which the unhoused component is inserted upside down. It has also been proposed, for example, to arrange an unhoused component directly on a circuit board and then to provide it with a potting encapsulation to protect it. The potting encapsulation is applied as a flowable mass to the unhoused semiconductor component and its connecting wires after it has been assembled, so that after the mass has hardened, the entire semiconductor component and its connecting wires are encapsulated in the hardened mass. The mass is dripped onto the semiconductor component to encapsulate it. The encapsulation thus forms on the
Leiterbahnstruktur einen Tropfen mit einem etwa konvexen Querschnitt aus.Conductor track structure forms a drop with an approximately convex cross-section.
Diese bekannten Möglichkeiten zum Schutz ungehäuster Halbleiterbausteine sind jedoch nicht für alle Halbleiterbausteine geeignet. Beispielsweise lassen sich photosensitive bzw. optisch aktive Halbleiterbausteine mit diesen vorbekannten Mitteln nicht als ungehäuste Halbleiterbausteine montieren. Derartige Halbleiterbausteine müssen daher in herkömmlicher Art und Weise in einem Gehäuse befindlich oder gänzlich ungeschützt &iacgr;&ogr; montiert werden.However, these known options for protecting unhoused semiconductor components are not suitable for all semiconductor components. For example, photosensitive or optically active semiconductor components cannot be mounted as unhoused semiconductor components using these previously known means. Such semiconductor components must therefore be mounted in the conventional manner in a housing or completely unprotected.
Die auf einen ungehäusten Halbleiterbaustein aufgetragene zur Erstellung der Verkapselung benutzte Vergußmasse, wobei üblicherweise Epoxidharze als Vergußmassen verwendet werden, dienen allein dem Schutz der darin gekapselten Halbleiterbausteinen.The potting compound applied to an unpackaged semiconductor component to create the encapsulation, whereby epoxy resins are usually used as potting compounds, serves solely to protect the semiconductor components encapsulated therein.
Ausgehend von diesem diskutiertem Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, eine Vergußkapselung für einen auf einer Leiterbahnstruktur aufgesetzten Halbleiterbaustein bereitzustellen, die neben ihrer originären Schutzfunktion des darin gekapselten Halbleiterbausteins weitere Funktionen zu erfüllen vermag.Based on this discussed prior art, the invention is therefore based on the object of providing a potting encapsulation for a semiconductor component placed on a conductor track structure, which is able to fulfill additional functions in addition to its original protective function of the semiconductor component encapsulated therein.
Ferner liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Halbleiterbaustein mit einer Vergußkapselung vorzuschlagen, welcher Vergußkapselung neben einer Schutzfunktion des Halbleiterbausteins zumindest eine weitere Funktion zukommt.Furthermore, the invention is based on the object of proposing a semiconductor component with a potting encapsulation, which potting encapsulation has at least one further function in addition to a protective function of the semiconductor component.
Die erstgenannte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Vergußkapselung eine definierte Oberflächenstruktur aufweist.The first-mentioned object is achieved according to the invention in that the encapsulation has a defined surface structure.
Letztere Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Halbleiterbaustein ein optisch aktiver Halbleiterbaustein, etwa ein photosensitives Sensorelement vorgesehen ist, dessen Vergußkapselung zumindest im Bereich der optisch aktiven Oberfläche des Halbleiterbausteins und in Bezug auf seine optisch aktive Oberfläche eine vorbestimmte, optisch definierte Oberflächenausbildung aufweist.The latter object is achieved according to the invention in that an optically active semiconductor component, such as a photosensitive sensor element, is provided as the semiconductor component, the encapsulation of which has a predetermined, optically defined surface formation at least in the region of the optically active surface of the semiconductor component and in relation to its optically active surface.
-3--3-
Durch eine nach vorbestimmten, definierten Gesichtspunkten ausgebildete Oberfläche einer solchen Vergußkapselung, die etwa durch Prägen erstellbar ist, kann diese neben ihrer originären Schutzwirkung eine oder mehrere weitere Funktionen übernehmen. Beispielsweise kann die Oberflächenstruktur einer solchen Vergußkapselung in eine Rippenform geprägt sein, so daß - eine ausreichende Wärmeleitfähigkeit der Vergußmasse vorausgesetzt - die Vergußkapselung gleichzeitig zu einer verbesserten Wärmeabfuhr des verkapselten Halbleiterbauelements dient. Bei Verwendung einer transparenten Vergußmasse kann diese bei einer Kapseiung eines optisch aktiven Halbleiterbaustein, etwa eines photosensitiven Sensorelementes dergestalt geprägt sein, daß die im Bereich der optisch aktiven Oberfläche des Halbleiterbausteins befindliche Oberfläche der Vergußkapselung bestimmten optischen Kriterien genügt. In diesem Fall dient die Vergußkapselung neben dem originären Schutz des HaIbleiterbausteins zunächst als Lichtleitkörper. Die Oberfläche einer solchen Vergußkapselung kann beispielsweise planparallel zur Oberfläche des Halbleiterbausteins, nach Art einer Linse sphärisch oder asphärisch, als Fresnellinse oder als Mikrolinsenarray, nur um einige Ausführungsbeispiele darzulegen, ausgebildet sein. In einer solchen Ausgestaltung kann nunmehr auch ein optisch aktiver Halbleiterbaustein ungehäust auf einer Leiterbahnstruktur durch eine solche Vergußkapselung geschützt sein. Die Vergußkapselung übernimmt zudem entsprechend der gewünschten Prägung die Funktion beispielsweise einer Linse, was überdies eine Reduzierung der nach herkömmlichen Prinzipien eingesetzten optisch aktiven Halbleiterbausteinen zur Folge hat.By means of a surface of such a potting encapsulation that is designed according to predetermined, defined criteria, which can be created by embossing, for example, it can take on one or more additional functions in addition to its original protective effect. For example, the surface structure of such a potting encapsulation can be embossed into a rib shape so that - provided that the potting compound has sufficient thermal conductivity - the potting encapsulation simultaneously serves to improve heat dissipation from the encapsulated semiconductor component. When using a transparent potting compound, this can be embossed in such a way that the surface of the potting encapsulation located in the area of the optically active surface of the semiconductor component satisfies certain optical criteria. In this case, the potting encapsulation serves not only as the original protection of the semiconductor component, but also as a light guide. The surface of such a potting encapsulation can be designed, for example, to be plane-parallel to the surface of the semiconductor component, spherical or aspherical like a lens, as a Fresnel lens or as a microlens array, just to give a few examples. In such a design, an optically active semiconductor component can now also be protected by such a potting encapsulation without being housed on a conductor track structure. The potting encapsulation also takes on the function of a lens, for example, depending on the desired embossing, which also results in a reduction in the number of optically active semiconductor components used according to conventional principles.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen sind Bestandteil der übrigen Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung von Beispielen unter Bezug auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:Further advantages and embodiments are part of the remaining subclaims and the following description of examples with reference to the attached figures. They show:
Fig. 1: Ein schematischer Querschnitt durch einen auf eine Leiter Fig. 1: A schematic cross-section through a ladder
bahnstruktur aufgesetzten, optisch aktiven Halbleiterbaustein mit einer Vergußkapselung,optically active semiconductor component with a potting encapsulation,
Fig. 2: einen Halbleiterbaustein entsprechend Figur 1 in einer weite Fig. 2: a semiconductor device according to Figure 1 in a wide
ren Vergußkapselung undencapsulation and
-A--A-
Fig. 3: einen auf eine Leiterbahnstruktur aufgesetzten, optisch akti Fig. 3: an optically active sensor mounted on a conductor track structure
ven Halbleiterbaustein in einer Vergußkapselung gemäß dem vorbekannten Stand der Technik.ven semiconductor component in a potting encapsulation according to the known state of the art.
Auf einer Leiterbahnstruktur 1 ist ein optisch aktiver Halbleiterbaustein, nämlich ein photosensitives Sensorelement 2 aufgeklebt. Das Sensorelement 2 ist ungehäust. Die Anschlußdrähte 3 des Sensorelementes 2 sind elektrisch mit einer Leiterbahn 4 verbunden. Zum Schutz des zunächst ungehäusten Sensorelements 2 ist dieses sowie die Anschlußdrähte 3An optically active semiconductor component, namely a photosensitive sensor element 2, is glued onto a conductor track structure 1. The sensor element 2 is unhoused. The connecting wires 3 of the sensor element 2 are electrically connected to a conductor track 4. To protect the initially unhoused sensor element 2, this and the connecting wires 3
&iacgr;&ogr; und die umgebenden Bereiche von einer ausgehärteten transparenten Vergußmasse 5 umgeben. Die Oberfläche der Vergußmasse 5 ist in einem Bereich 6, der sich oberhalb der optisch aktiven Oberfläche des Sensorelementes 2 befindet nach Art einer Linse sphärisch ausgebildet. Die übrigen Oberflächenbereiche der Vergußmasse 5 sind bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel unbehandelt. Nach bestimmungsgemäßen Erhärten der Vergußmasse 5 ist eine Vergußkapselung 7 gebildet, die das darin enthaltene optisch aktive Sensorelement 2 nicht nur schützt, sondern der gleichzeitig die Funktion einer der photosensitiven Oberfläche des Sensorelementes 2 vorgeschalteten Linse als lichtbrechendes EIement zuteil wird.Î and the surrounding areas are surrounded by a hardened transparent casting compound 5. The surface of the casting compound 5 is spherical in the manner of a lens in an area 6 that is located above the optically active surface of the sensor element 2. The remaining surface areas of the casting compound 5 are untreated in the embodiment shown in Figure 1. After the casting compound 5 has hardened as intended, a casting encapsulation 7 is formed, which not only protects the optically active sensor element 2 contained therein, but also has the function of a lens as a light-refracting element that is placed upstream of the photosensitive surface of the sensor element 2.
Bei dem in Figur 2 dargestellten Beispiel ist ein weiteres ungehäustes photosensitives Sensorelement 8 in einer Vergußkapselung 9 enthalten, in welche Vergußkapselung 9 im Bereich der photosensitiven Oberfläche des Sensorelementes 8 eine Mikrolinsenstruktur 10 eingebracht ist.In the example shown in Figure 2, a further unhoused photosensitive sensor element 8 is contained in a potting encapsulation 9, into which a microlens structure 10 is introduced in the region of the photosensitive surface of the sensor element 8.
Figur 3 zeigt einen in einer Vergußkapselung 11 befindlichen ungehäusten Halbleiterbaustein 12, welche Vergußkapselung als sogenannter Globtop gemäß dem Stand der Technik ausbildet ist. Die für die Verkapseiung 11 verwendete Vergußmasse ist weder transparent, noch weist seine Oberfläche eine solche Struktur auf, daß mit dieser Verkapselung optisch aktive Halbleiterbausteine ungehäust verkapselt werden könnten.Figure 3 shows an unhoused semiconductor component 12 located in a potting encapsulation 11, which potting encapsulation is designed as a so-called globtop according to the prior art. The potting compound used for the encapsulation 11 is neither transparent, nor does its surface have a structure such that optically active semiconductor components could be encapsulated unhoused with this encapsulation.
-5-Zusammenstellung der Bezugszeichen-5-Compilation of reference symbols
1 Leiterbahnstruktur 1 Conductor track structure
2 Photosensitives Sensorelement2 Photosensitive sensor element
3 Anschlußdraht3 Connecting wire
4 Leiterbahn4 Conductor track
5 Vergußmasse5 Casting compound
6 Linsenbereich6 Lens area
7 Vergußkapselung7 Encapsulation
8 Photosensitives Sensorelement8 Photosensitive sensor element
9 Vergußkapselung9 Encapsulation
10 Mikrolinsenstruktur10 Microlens structure
11 Vergußkapselung, gemäß Stand der Technik11 Encapsulation, according to state of the art
12 Halbleiterbaustein12 Semiconductor component
Claims (6)
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| DE29813985U DE29813985U1 (en) | 1998-08-05 | 1998-08-05 | Encapsulation encapsulation for a semiconductor component placed on a conductor track structure and semiconductor component with such an encapsulation encapsulation |
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Cited By (1)
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1998
- 1998-08-05 DE DE29813985U patent/DE29813985U1/en not_active Expired - Lifetime
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