JP2016540385A - オプトエレクトロニクス部品およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、成形体（１３０）に埋め込まれたリードフレーム（１１０）と、リードフレーム（１１０）の上面（１１３）に配置されたオプトエレクトロニクス半導体チップ（１４０）とを備えるオプトエレクトロニクス部品（１００）を製造するための方法に関する。これは、リードフレーム（１１０）を用意するステップを含む。さらなるステップは、リードフレーム（１１０）の上面（１１３）に、少なくとも１つのトレンチ構造（１２０）が、リードフレーム（１１０）内に形成されるエッチングステップを実行するステップを含む。さらに、成形体（１３０）は、リードフレーム（１１０）が射出成形によって成形用材料で封止されることによって形成される。さらに、オプトエレクトロニクス半導体チップ（１４０）は、リードフレーム（１１０）の上面（１１３）に配置され、少なくとも１つのトレンチ構造（１２０）が、リードフレーム（１１０）上にオプトエレクトロニクス半導体チップ（１４０）を位置合わせするためのアライメントマークとして使用される。

Description

本発明は、オプトエレクトロニクス部品およびオプトエレクトロニクス部品を製造するための方法に関する。

オプトエレクトロニクス部品は、一般に、光放射を生成するための１つまたは複数のオプトエレクトロニクス半導体チップと、半導体チップ用のパッケージとして使用されるキャリアとを含む。オプトエレクトロニクス半導体チップは、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）チップであり、この場合、用途に応じて放射変換のための変換要素を発光ダイオードチップ上に配置することができる。成形用材料から形成された成形体に埋め込まれた金属リードフレームは、この場合一般に、キャリアとして使用される。成形体の製作は、この場合一般に、射出成形法、トランスファ成形法、または圧縮成形法の範囲においてリードフレームの周りにプラスチック、エポキシ樹脂、またはシリコーンを成形することによって実行される。この場合、半導体チップを収容するためのキャビティを形成するパッケージが、キャリア上に成形用材料から同時に製作される。後続の組み立てプロセス中に、オプトエレクトロニクス半導体チップは、キャビティの領域内のリードフレームの表面上に固定され、電気的に接続される。オプトエレクトロニクス部品の製造は、この場合典型的にはパネル上で実行され、個々の部品がマトリックス配列で相互に並行して加工される。共通組み立てプロセス中には、各パッケージが、関係する半導体チップに個別に近づけられ、半導体チップが搭載される。この場合、用途に応じて、半導体チップを最大限正確に位置合わせすることが必要である。この目的で、可能な限り正確な基準点が必要である。プロセスに起因して、射出圧縮成形法または射出成形法によるパッケージの製作中に、パッケージ材料とリードフレームとの間に位置公差が生じるので、パッケージ材料または特定のパッケージ部品を参照することは、必然的に組み立てプロセス中の公差の増大につながる。この問題を回避するために、共通のリードフレームの外側縁部上に配置されたリードフレームマーキングが、組み立てプロセスの参照基準として使用される。組み立てプロセス中には、このアライメントマークに繰り返しアプローチしなければならず、プロセス速度の著しい低下につながる。

本発明の目的は、リードフレームとパッケージとのオフセットに起因して公差が増大するという不利益をともなわずに、プロセス速度を高める組み立てプロセスのための参照方法を提供することである。この目的は、請求項１に特許請求したような方法により実現される。この目的は、さらに、請求項９に特許請求したようなオプトエレクトロニクス部品により実現される。他の有利な実施形態が、従属請求項に特定されている。

本発明の一態様は、成形体に埋め込まれたリードフレームと、リードフレームの上面に配置されたオプトエレクトロニクス半導体チップとを備えるオプトエレクトロニクス部品を製造するための方法を提案する。この方法は、リードフレームを用意するステップと、少なくとも１つのトレンチ構造がリードフレームの上面でリードフレーム内に形成されるエッチングステップを実行するステップと、リードフレームの周りに成形用材料を成形することによって成形体を製作するステップと、リードフレームの上面にオプトエレクトロニクス半導体チップを配置するステップであって、少なくとも１つのトレンチ構造がリードフレーム上にオプトエレクトロニクス半導体チップを位置合わせするためのアライメントマークとして使用される、オプトエレクトロニクス半導体チップを配置するステップと、を含む。リソグラフィプロセスを用いてリードフレーム内に形成されるトレンチ構造は極めて正確な縁部を有し、縁部の厳密な位置には、リソグラフィプロセスの小さな公差のみが生じる。したがって、トレンチ構造は、組み立てプロセスにおいて鮮明な縁部を有するアライメント構造またはアライメントマークを表し、これによりリードフレーム上での半導体チップの最適なアライメントが可能となる。アライメント構造がそれぞれの半導体チップの実装位置に直接局所的に存在するので、リードフレームの最外周縁部のグローバルマーク（global mark）に繰り返し接近することが必要なくなる。このようにして、組み立てプロセスの速度を速くすることができ、結果的にオプトエレクトロニクス部品を製造するための方法において、より高いスループットを実現できる。さらに、正確なアライメント構造を用いて、ミスアライメントの数を減少させることができる。

本発明の別の一態様によれば、トレンチ構造は、上面および下面から実行されるリードフレームのフォトリソグラフィ構造化において形成され、この構造化では、リードフレームは、上面エッチングおよび下面エッチングにより少なくとも１つの特定の領域において完全に分離される。この場合、リードフレーム構造が、トレンチ構造を作るためにトレンチ構造のための領域内の上面上のみにおいてエッチングされる。リードフレーム上面のみのエッチングであるため、リードフレームは、この領域では分離されない。むしろ、有利なことに、所望のトレンチ構造が開始リードフレームからのリードフレームの構造化とともに形成される。このようにして、方法ステップの数を減少させることができる。

本発明の別の一態様によれば、トレンチ構造は、リードフレームの材料に対するコントラストを高めるためにフィラー材料で平坦な状態に充填される。トレンチ構造内に適切なフィラー材料を使用することによって、トレンチ構造とトレンチ構造を囲むリードフレームとの間の光学コントラストを可能な限り大きくできることが、望ましい。これにより、組み立てプロセス中に対応する光学式検出システムによって、トレンチ構造またはその縁部により形成されたアライメントマークを迅速かつ信頼性良く検出できる。

本発明の別の一態様によれば、トレンチ構造は、成形体の製作において成形用材料を用いて平坦な状態に充填される。これにより、有利なことに、トレンチ構造の充填が、追加の方法ステップ無しで実行される。

本発明の別の一態様によれば、リードフレームの材料に対して光学コントラストを形成するコーティングが、リードフレームの上面に形成される。この場合、コーティングは、プロセス中にトレンチ構造の領域内で除去される。リードフレームの表面上の相応に適切なコーティングは、アライメントマークとして使用されるトレンチ構造の縁部の迅速で信頼性のある検出を結果的に可能にする。コーティングを、さらに他の機能に、例えば、腐食保護に充てることができる。

本発明の別の一態様によれば、トレンチ構造は、リードフレームのエッチングした領域とエッチングしない領域との間に鮮明な遷移部を形成する少なくとも１つの直線縁部で形成される。この場合、少なくとも１つの直線縁部は、リードフレーム上でのオプトエレクトロニクス半導体チップのアライメント中にアライメントマークとして使用される。特定のＸ−Ｙ位置の他に直線縁部を用いて、リードフレーム上でのオプトエレクトロニクス半導体チップのアライメントを単純化する特定の方向または方向軸を特定することも可能である。

本発明の別の一態様によれば、トレンチ構造は、少なくとも１つの直線縁部により囲まれたアイランド領域で形成される。さらに、アイランド領域の表面は、成形体の製作中にはトレンチ構造から封じられる。トレンチ構造内で係合している、またはトレンチ構造内に絶縁され配置されたアイランド領域は、トレンチ構造の外側縁部の可能な限り大きな部分がキャビティの外側へ延びることを可能にする。キャビティを超えて延びるトレンチ構造の縁部領域が、したがってパッケージの下に延びるので、成形用材料がリードフレームの周りに成形されるときに、トレンチ構造がパッケージを形成する成形用金型キャビティに十分に結合される。したがって、トレンチ構造が射出成形法、トランスファ成形法、または圧縮成形法中に完全に充填されることを確実にすることができる。アイランド領域を封じることは、この場合、アイランド領域の表面を支える、上側成形用金型部の金型コアの封止表面によって実行され、このコアは、パッケージキャビティの領域内で係合する。封止は、成形用材料がアイランド領域の表面上へとトレンチ構造の縁部を超えて流れることおよびトレンチ構造の成形用材料とリードフレームの金属との間の、アライメントマークとして使用される遷移部を不明瞭にすることを防止する。

本発明の別の一態様によれば、成形体は、オプトエレクトロニクス半導体チップを受けるためのキャビティを形成するリードフレームの上面に配置されたパッケージで形成される。この場合、トレンチ構造は、キャビティの領域内に形成される。組み立てプロセスにおける半導体チップのアライメントを、半導体チップの実装位置のすぐ近くにトレンチ構造を配置することによって容易にする。

本発明の別の一態様によれば、トレンチ構造の少なくとも１つの縁部領域が、キャビティの外側の領域に形成される。このようにして、部品のパッケージを形成する成形用金型キャビティへのトレンチ構造の接続部が形成される。したがって、成形用材料をリードフレームの周りに成形するときに、トレンチ構造が平坦な状態に充填されることを確実にできる。

本発明の一態様は、さらに、リードフレームと、リードフレームの上面に配置され、光放射を生成するための少なくとも１つのオプトエレクトロニクス半導体チップと、リードフレームを埋め込みかつ少なくとも１つのオプトエレクトロニクス半導体チップ用のパッケージを形成する成形体とを備える、オプトエレクトロニクス部品を提供する。この場合、リードフレームは、その上面に、フォトリソグラフィプロセスによって生成されかつアライメント構造として使用される少なくとも１つのトレンチ構造を有する。フォトリソグラフィに形成されたトレンチ構造の高い精度のために、リードフレーム上のオプトエレクトロニクス半導体チップの位置は非常に厳密に設定されている。

本発明の別の一態様によれば、リードフレームは、リードフレームが上面エッチングおよび下面エッチングによる２段階フォトリソグラフィ構造化プロセスで完全に分離された少なくとも１つの分離領域を有する。この場合、トレンチ構造は、２段階フォトグラフィック構造化プロセスにおいて上面だけがエッチングされるリードフレームの構造化領域の形に構成されている。

本発明の別の一態様によれば、パッケージは、オプトエレクトロニクス半導体チップを収容するキャビティを形成し、トレンチ構造がキャビティの領域内に配置されている。

本発明の別の一態様によれば、トレンチ構造は、アイランド領域を備え、このアイランド領域は、トレンチ構造とともに少なくとも１つの直線縁部を形成している。少なくとも１つの直線縁部は、この場合、アライメント構造として構成されている。

本発明の別の一態様によれば、トレンチ構造は、成形体の成形用材料で平坦な状態に充填されている。これにより、トレンチ構造とトレンチ構造を囲むエッチングされていないリードフレームとの間のコントラスが大きくなる。

本発明の上記の特性、特徴、および利点、ならびにこれらを実現する方法は、図面に関連してより詳細に説明される例示的な実施形態の下記の説明に関連してより明確にかつ包括的に理解できるようになるであろう。

リードフレーム内にトレンチ構造の形に構成されたアライメントマークを有するオプトエレクトロニクス部品の第１の実施形態の斜視図である。 リードフレームの内部構造が示された状態での図１のオプトエレクトロニクス部品の平面図である。 切断線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った図１および図２のオプトエレクトロニクス部品を通る断面図である。 オプトエレクトロニクス部品の製造プロセスの開始におけるリードフレームの図である。 リードフレームを構造化するために両側に配置されたフォトリソグラフィマスクを有する図４のリードフレームの図である。 リードフレームの上面に形成されたトレンチ構造を有する完成した構造化したリードフレームの図である。 フォトリソグラフィマスクを除去した後の図６のリードフレームの図である。 構造化したリードフレームを収容する成形用金型の図である。 射出成形プロセスの開始時に成形用金型に配置されたリードフレームの図である。 射出成形プロセスの終了時の、図９の成形された配置の図である。 リードフレームの上面に成形用材料から形成されたパッケージを有し、リードフレームの周りに成形された成形用材料を有するリードフレームの図である。 組み立てプロセスにおける図１１のキャリアの図である。 半導体チップをボンディングした後の図１２の配置の図である。 トレンチ構造が成形用材料で充填されていない代替の実施形態を製造するための成形用金型に配置されたリードフレームの図である。 オプトエレクトロニクス半導体チップを取り付けるプロセス中の図１４の周りに成形されている完成したリードフレームの図である。 リードフレームの表面上に配されたコーティングを有する半完成製品の代替の実施形態の図である。 リードフレームに対して特に高いコントラストを有する材料によって充填されたトレンチを有する図１５に先行する状態の図である。 トレンチ構造の深さが浅いリードフレームの代替の構成の図である。 絶縁型アイランド構造を有するトレンチ構造を含むオプトエレクトロニクス部品の別の一実施形態の平面図である。 図１９の実施形態の製造プロセス中に成形用金型に配置されたリードフレームの図である。 取り付けプロセス中に図２０の成形用金型内に製作された半完成製品の図である。

図１は、本発明の第１の実施形態にしたがって構成されたオプトエレクトロニクス部品１００の斜視図を示し、キャリア１７０、キャリア上に実装されたオプトエレクトロニクス半導体チップ１４０、およびキャリア１７０上に配置され、かつオプトエレクトロニクス半導体チップ１４０を収容するパッケージ１３１を含む。成形用材料から形成された成形体１３０に埋め込まれたリードフレーム１１０は、この場合キャリアとして使用される。本例では、パッケージ１３１は、長円形の外形に構成され、オプトエレクトロニクス半導体チップ１４０を収容するためのキャビティ１３２を形成している。キャビティ１３２は、楕円形パッケージの長軸を横切って延びる２つの棒状構造体によって３つのセクション１３３、１３４、１３５へと細分化されている。オプトエレクトロニクス半導体チップ１４０は、はんだまたは接着剤ペレット１４１によってキャビティ１３２の中央セクション１３４内のフレーム要素１１０の表面に直接実装されている。リードフレーム１１０は、２つの部分から構成され、半導体チップが第１のリードフレーム部１１１上に固定され、上面で半導体チップ１４０と接触しているボンディングワイヤ１５０により、キャビティ１３２の第１のセクション１３３に配置された第２のリードフレーム部１１２に電気的に接続されている。２つの部分に構成されたリードフレーム１１０は、上面１１３において、キャビティ１３２の領域を除き、成形体１３０を形成する成形用材料で完全に被覆されている。キャビティ１３２の内側では、棒状構造体１３６によって分離されているリードフレーム１１０のセクション１３３、１３４には、成形用材料がない。反対に、キャビティの第３のセクション１３５は、第１のフレーム部１１１にエッチングによって形成されたトレンチ構造１２０を含む。トレンチ構造１２０には、矩形の切り欠き部があり、切り欠き部は、第３のキャビティセクション１３５内で係合するアイランド領域１２５を形成している。フォトリソグラフィ構造化によって形成されたトレンチ構造１２０の縁部１２１、１２３、１２４は、この場合、非常に精密なアライメントマークを構成し、このアライメントマークを、組み立てプロセスの範囲では、リードフレーム１１０上での、または第１のリードフレーム部１１１上でのオプトエレクトロニクス半導体チップ１４０の非常に正確なアライメントのために使用する。トレンチ構造１２０が、本例示的な実施形態では成形体１３０の成形用材料で平坦な状態に充填されるので、第１のリードフレーム部１１１の平坦に充填されたトレンチ構造１２０と成形用材料により覆われていないアイランド領域１２５との間の特に高いコントラストが、トレンチ構造１２０の縁部１２１、１２３、１２４にて得られる。

図１は、個片化後の完成し製造したオプトエレクトロニクス部品１００を示す。オプトエレクトロニクス部品１００は、この場合典型的には、キャビティ１３２を充填している封止化合物（明確化の目的でここでは示されていない）を含む。半導体チップ１４０およびボンディングワイヤ１５０を保護するために特に使用される封止化合物を、この場合凸レンズの形に構成することができる。透明材料を用いると、オプトエレクトロニクス半導体チップ１４０によって放出された放射光のコリメーションを、実現することができる。反対に、不透明材料を用いると、オプトエレクトロニクス半導体チップ１４０により放出される光を、大きな面積にわたって実現することができる。

図１に示したオプトエレクトロニクス部品１００は、典型的には、多数の類似のオプトエレクトロニクス部品を有するパネル上で加工される。この場合、個々の部品を、リードフレームの接続用棒により相互に接続することができ、接続用棒は、部品の個片化まで分離されない。図１に示した例示的な実施形態では、このような接続用棒１７３を、キャリア１７０の側面１７１、１７２に見ることができ、側面は、部品の個片化によって形成される。

図２は、図１のオプトエレクトロニクス部品１００の平面図であり、成形用材料が周りに成形されているリードフレーム１１０から形成されたキャリア１７０をともなう。成形体１３０の成形用材料に埋め込まれたリードフレーム１１０は、２つの部分に構成され、成形用材料で覆われ、したがって一般に平面図では見えない２つのリードフレーム部１１１、１１２の領域は、破線によって表されている。図２に見られるように、２つのリードフレーム部１１１、１１２は、成形体１３０の成形用材料で充填された分離領域１１８によって相互に電気的に絶縁されている。第１のリードフレームセクション１１１は、第２および第３のキャビティセクション１３４、１３５の全体に広がっているが、第２のリードフレーム部１１２は、第１のキャビティセクション１３３に限られている。組み立てプロセス中に半導体チップ１４０を位置合わせするためのアライメント構造として使用されるトレンチ構造１２０は、半導体チップ１４０それ自体が置かれるように、第１のリードフレーム部１１１に置かれる。したがって、第１のリードフレーム部１１１に対する半導体チップ１４０のアライメント中に、最大の高精度が実現される。

下記の例示的な実施形態では、第３のキャビティセクション１３５に配置されたトレンチ構造には、実質的に矩形の切り欠き部１２５があり、トレンチ構造１２０に実質的にＯ字形状の基底面を与えている。切り欠き部１２５は、第１のリードフレーム部１１１の第３のキャビティセクション１３５へと延びるアイランド領域を形成し、このアイランド領域は、高精度のフォトリソグラフィプロセスで形成されるトレンチ構造１２０の３つの縁部１２１、１２３、１２４によって囲まれている。コントラストを高めるために、本ケースでは、トレンチ構造１２０は、成形体１３０の成形用材料で平坦な状態に充填されている。トレンチ構造１２０が十分に充填されていることを確実にするために、トレンチ構造１２０は、パッケージ１３１の下まで延びる。したがって、リードフレーム１１０の周りを成形するときに、トレンチ構造１２０中への材料の十分な流れを確実にする。トレンチ構造１２０の上外側縁部に平行に延びる棒状構造体１３７の目的も同じである。

さらに図２から分かるように、２つのリードフレーム部にはそれぞれ、複数の接続用棒１７３があり、これによって、隣り合う部品の接続部が部品の製造プロセス中に形成されている。これらの接続用棒１７３は、パネルが個々の部品へとソーイングされたときに分離される。

図３は、断面ＩＩＩ−ＩＩＩに沿った図２のオプトエレクトロニクス部品１００を通る断面を概略的に示す。成形用材料から形成された成形体１３０中に２部分リードフレーム１１０が埋め込まれていることが、この概略図から明確に分かる。成形体１３０の一部として構成されたパッケージ１３１のプロファイルは、上に向かって細くなっている。パッケージ１３１によって囲まれたキャビティ１３２は、パッケージ１３１を超えて広がる封止化合物１６０で充填されている。例えば、シリコーンから構成される封止化合物１６０は、封止化合物１６０の全外側表面にわたり半導体チップ１４０によって放出された光のほぼ一様な光分布を可能にする散乱粒子を含むことができる。

２部分リードフレーム１１０の肩部構造１１５は、階段形状をしており、リードフレーム部１１１、１１２に成形体１３０を機械的に固定することを改善する。肩部構造１１５は、２段階リソグラフィ構造化プロセスで好ましくは製造され、その間に、第１のリードフレーム部１１１の上面１１３に形成されたトレンチ構造１２０が同時に形成されている。

下記の図４〜図１１は、図１〜図３に示したオプトエレクトロニクス部品を製造するための可能な製造方法を説明している。この目的で、図４に示したように、開始リードフレーム１１０として使用する金属板を、初めに用意する。本例示的な実施形態では、リードフレーム１１０は、銅から構成され、これは、用途に応じて、例えば、金の外側金属コーティングを備えることができる。原理的に、任意の適切な金属または金属合金をリードフレーム１１０用の材料、および任意選択でコーティング用の材料として想定することができる。

スループットを大きくするために、かなりの数のオプトエレクトロニクス部品を、典型的には、開始リードフレーム上で一緒に加工する。相互に隣り合って配置した部品を、この場合一般に、単に製造後に分離プロセスによって個片化する。しかしながら、明確化のために、１つのオプトエレクトロニクス部品の加工だけを、図面に示している。

リードフレーム１１０の構造化を、典型的には、フォトリソグラフィ法により実行する。本ケースでは、フォトリソグラフィプロセスを、２段階で、すなわち、相互に同等である２つのマスクによって上面および下面から実行する。この目的で、フォトリソグラフィマスク２００、２１０を、感光性層の成膜および露光ならびに露光した層の現像によって、構造化されていないリードフレーム１１０の上面および下面１１３、１１４の両方にそれぞれ作る。図５に示したように、エッチングのためのリードフレームの構造化領域２０１、２０２、２０３、２１１、２１２、２１３を、２つのマスク２００、２１０の対応する開口領域によって画定する。上側マスク２００の構造化領域２０１、２０２、２０３は、下側マスク２１０の対応する構造化領域２１１、２１２、２１３に実質的に対応する。第１のリードフレーム部１１１の上面１１３に所望のトレンチ構造を作るために、上側フォトリソグラフィマスク２００には、トレンチ構造のための領域に追加の開口部２０４がある。

上面および下面１１３、１１４に好ましくは同時に行われるリードフレーム１１０の後続のエッチング中に、構造化領域２０１、２０２、２０３、２０４、２１１、２１２、２１３のリードフレームの材料を、リードフレーム１１０の厚さの半分までそれぞれ除去する。この場合、リードフレームを、領域２０１、２０２、２０４において完全に分離する。この方法の状態を、図６に示す。このようにして、共通リードフレームの各部品位置において、分離領域１１８によって２つの部分１１１、１１２へと細分化される個々のリードフレーム１１０を、それぞれ形成する。図６から分かるように、階段形状の肩部構造１１５が、２つのマスク２００、２１０のオフセットによってリードフレーム１１０の分離領域に形成されている。上側マスクの第４の構造化領域２０４では、下側マスク２１０に対応する構造化領域がないので、この領域では、リードフレーム１１０の上面をエッチングするだけであり、その結果、所望のトレンチ構造１２０をここに形成する。２つのマスク２００、２１０を除去した後で、第１のリードフレーム部１１１の上面１１３に形成したトレンチ構造１２０を有する２部分リードフレーム１１０が得られる。この場合、トレンチ構造１２０には、少なくとも１つの画定された好ましくは直線の縁部１２１があり、その位置は、リソグラフィプロセスの最小公差によってのみ決められる。この方法の状態を、図７に表す。

後続の方法のステップでは、成形用材料のトランスファプロセス（成形プロセス）を、構造化したリードフレーム１１０の周りに成形用材料を成形するために実行する。原理的に、任意の適切な熱可塑性または熱硬化性材料を、成形用材料として使用することができる。この場合、リードフレームの周りに成形用材料を成形するために、様々な技術、例えば、射出成形、トランスファ成形、または圧縮成形を使用することができる。

リードフレーム１１０の周りにエポキシド、シリコーン、または他の適切な成形用材料を成形するために、エッチングしたリードフレーム１１０を、引き続いて成形用金型３００に設置する。図８に示したように、成形用金型３００は、例えば、上側および下側成形用金型部３１０、３２０を含み、その間にエッチングしたリードフレーム１１０を設置する。下側成形用金型部３２０には、エッチングしたリードフレーム１１０用の好ましくは平坦な座面３２１がある。反対に、部品パッケージを成形するための成形用金型キャビティ３１５、３１８を、上側成形用金型部３１０に設ける。下記の例示的な実施形態では長円形の窪みの形に構成される成形用金型キャビティ３１５、３１８は、金型コア３１１を含み、金型コアには、エッチングしたリードフレーム１１０の上面１１３に設置される封止表面３１３がある。金型コア３１１を、図面の平面を横断して延びる２つの溝形状の成形用金型キャビティ３１６、３１７によって３つのセクションへと細分化する。図９に示したように、溝形状の成形用金型キャビティ３１６、３１７を、分離領域１１８およびトレンチ構造１２０を充填するための送入流路として使用する。この方法の状況では、金型コア３１１は、封止表面３１５によって、構造化したリードフレーム１１０上で直接支えられ、封止表面３１５は、トレンチ構造１２０をその周囲の一部に沿って封じている。対応する流路（ここでは示さず）を介して成形用金型部３１０、３２０内に成形用材料を注入することによって、キャビティ３１５、３１６、３１７、３１８およびこれらのキャビティに接続されたリードフレーム１１０の領域を、完全に充填する。この方法の状態を、図１０に示す。

成形用材料は、この場合、部品の特定のセクションを封止できるが、下面１１４に配置されたコンタクトパッド１１６、１１７の少なくとも一部を覆わずに残す。パッド１１６、１１７の露出した表面を、他の部品、例えば、回路基板、例えば、ＰＣＢ（プリント回路基板）への部品の電気的結合のための外部コンタクト要素として使用することができる。

射出成形プロセスが終了した後で、リードフレーム１１０は、これを囲んでいる成形体１３０とともに、完成したキャリア１７０を形成する。図１１の断面図に示したように、パッケージ１３１を、リードフレーム１１０の上面１１３に配置され盛り上がった材料の形に構成して、成形体と一体化する。キャビティ１３２の領域に配置されたトレンチ構造１２０は、この場合、上側縁部まで成形用材料で充填され、その結果、リードフレーム１１０の金属材料と、トレンチを充填している、例えばプラスチックからなる成形用材料との間の鮮明な遷移部が、高精度にフォトリソグラフィで作った縁部１２１上に得られる。この縁部１２１は、したがって、リードフレーム１１０上での半導体チップのアライメント用の精密なアライメントマークを構成する。暗い色の成形用材料が使用されるときには、高い光学コントラストが、トレンチ１２０とエッチングされないリードフレーム１１０の表面との間に得られ、これが、対応する光検出装置によるマークの迅速で信頼性のある検出を可能にする。

いわゆる組み立てプロセスでは、互いに隣接して加工する部品の各々に、オプトエレクトロニクス半導体チップ１４０をそれぞれ搭載する。この目的で、各部品の位置は、個別にアプローチされ、オプトエレクトロニクス半導体チップ１４０を、第１のリードフレーム部１１１の表面へと設置する。第１のリードフレーム部１１１の表面に半導体チップ１４０を固定することを、この場合、接着剤ペレット１４１によってまたは熱可塑性はんだによって実行することができる。両方の場合に、半導体チップ１４０のアライメントを、縁部構造１２０の少なくとも１つの縁部１２１を用いて固定プロセス中に行う。対応する方法の状況を、図１２に示す。

引き続いて、本例示的な実施形態では、第２のリードフレーム部１１２のコンタクト位置１５１から半導体チップ１４０の上面に形成されたコンタクト点１５１までフィードされるボンディングワイヤ１５０を用いて、オプトエレクトロニクス半導体チップ１４０の電気的接続を実行する。この方法の状態を、図１３に示す。キャビティ１３２を引き続いて適切な封止化合物で充填した後で、パネル上で加工した部品１００を、例えば、ソーイングによって個片化することができる。

リードフレーム１１０上にオプトエレクトロニクス半導体チップ１４０を位置合わせするためのアライメントマークのように、フォトリソグラフィによって作った、なんら充填物を有しないトレンチ構造を使用することもできる。この目的で、射出成形法、トランスファ成形法、または圧縮成形法中にこれらのトレンチ構造を封じることによって、成形用材料が充填しようとしているキャビティからトレンチ構造内に入ることができないことが必要である。これを、図１４に示したように、上側成形用金型部３１０の金型コア３１１の封止表面３１９の中央領域内にトレンチ構造１２０を配置することによって行うことができる。

図１５は、キャリア１７０にオプトエレクトロニクス半導体チップ１４０を搭載する組み立てプロセス中の方法の状態を示している。この場合、トレンチ構造１２０、またはリソグラフィプロセスにおいて高精度に形成されたトレンチ構造１２０の縁部１２１、１２２を、第１のリードフレーム部１１１上に半導体チップ１４０を位置合わせするためのアライメントマークとして使用する。

エッチングした材料とエッチングしていない材料との間のコントラストを高めるために、リードフレーム１１０に表面コーティング１１９を形成することができる。このコーティングは、図１６に例として示したように、リードフレーム１１０の構造化によってトレンチ構造１２０の領域から除去されているので、縁部１２１、１２２を垂直に観察すると、鮮明な材料の遷移部があり、その光学コントラストは使用する材料に依存する。本例示的な実施形態では、金コーティングを有する銅リードフレームである。

リードフレーム１１０の表面に対して可能な限り高い光学コントラストを有する材料でトレンチ構造１２０を充填することによって、アライメント構造の優れた視認性を同様に実現することができる。これは特に、成形体１３０に使用した成形用材料を、リードフレーム１１０の表面とは目視でほとんど区別できないときに好ましい。絶縁されたトレンチ構造１２０を充填することを、この場合、成形体１３０の製造プロセスの前または後のいずれかで行うことができる。対応する例示的な実施形態を、図１７に示す。

トレンチ構造１２０を、好ましくは、個々の部品のリードフレームが共通の金属プレートから構造化されるフォトリソグラフィ構造化プロセスで形成する。しかしながら、トレンチ構造１２０を別々のフォトリソグラフィ構造化プロセスで形成することも可能である。これは特に、リードフレームの構造化のために使用する方法では、十分に精密な縁部を形成できないときに好ましい。このようなケースでは、トレンチ構造１２０を、著しく浅い深さに作ることができる。このようにして、フォトリソグラフィエッチングプロセスにおいてそれぞれのマークに基づくエッチングから典型的にはもたらされるトレンチ縁部の起こり得る位置誤差を減少させる。さらに、別々のエッチングステップのプロセス時間を、短い方のエッチング時間だけ短縮することができる。図１８は、深さを減少させたトレンチ構造１２０を有する部品１００の対応する実施形態を示している。

アライメントマークとして使用するトレンチ構造１２０の輪郭は、原理的に変化し得る。この場合、しかしながら、可能な限り直線的であり、かつ部品のまたは部品を製造するために使用する機器の主軸に平行に延びる縁部を有するトレンチ構造が、得策であり得る。アンダーエッチングによってエッチングされた縁部の位置変位を補正するために、相互に平行に延びる鏡面対称に配置した縁部を設けることができる。このような縁部を有する構造の場合、それぞれの構造の幾何学的に中央軸または対称軸を、比較的容易に決定することができる。決定される対称軸の位置が、アンダーエッチングに起因する構造縁部（structure edges）の、対応するマスク縁部に対するオフセットとは無関係であるので、半導体チップのアライメントを、この対称軸を用いて実行する。図１９に例として示した、絶縁型アイランド構造１２６を有するトレンチ構造１２０は、この変形例のあり得る実施形態を表している。矩形に構成されたアイランド構造１２６は、部品の主軸に平行に延びる２つの各トレンチ縁部１２１、１２２、１２３、１２４を有する。この場合、コントラストを高めるために、トレンチ構造１２０を成形体１３０の成形用材料で充填することができる。成形用材料で充填されたこのようなトレンチ構造を作るために、絶縁型アイランド構造の全周に沿ってトレンチ構造１２０に対して絶縁型アイランド構造１２６を封じる成形用金型３００を使用することが可能である。このような方法の状況を、図２０に断面図として示す。

図２１は、反対に、オプトエレクトロニクス半導体チップ１４０を第１のリードフレーム部１１１の表面上に固定する組み立てプロセス中の対応するキャリア１７０を示している。この場合、アライメントマークとして対で使用される縁部１２１、１２２、１２３、１２４を用いて、半導体チップ１４０を位置合わせする。

本発明が、好ましい例示的な実施形態を用いて詳細に図説され記述されてきているとはいえ、本発明は、開示した例に限定されず、本発明の保護の範囲から逸脱することなしに当業者なら開示から他の変形例を、導き出すことができる。プリモールド型パッケージを有するオプトエレクトロニクス部品をここでは説明しているとはいえ、本発明にしたがった概念を、原理的には他のパッケージの概念にもやはり適用することができる。

［関連出願］
この特許出願は、ドイツ特許出願１０２０１３２２４５８１．５の優先権を主張し、その開示内容は、参照により本明細書に援用される。

１００ オプトエレクトロニクス部品
１１０ リードフレーム
１１１ 第１のリードフレーム部
１１２ 第２のリードフレーム部
１１３ 上面
１１４ 下面
１１５ 肩部構造
１１６，１１７ 後側コンタクトパッド
１１８ 分離領域
１１９ コーティング
１２０ トレンチ構造
１２１−１２４ トレンチ構造の縁部
１２５ トレンチ構造によって囲まれたアイランド領域
１２６ 絶縁型アイランド領域
１３０ 成形体
１３１ パッケージ
１３２ キャビティ
１３３−１３５ 窓領域
１３６，１３７ 棒状構造体
１３８ トレンチ構造の充填部
１４０ オプトエレクトロニクス半導体チップ
１４１ オプトエレクトロニクス半導体チップ下の接着剤ペレット
１５０ ボンディングワイヤ
１５１，１５２ ボンディングワイヤのコンタクト位置
１６０ 封止化合物
１７０ キャリア
１７１，１７２ キャリアの側面
１７３ リードフレームの接続用棒
２００ 第１のリソグラフィマスク
２０１−２０４ 上面の構造化領域
２１０ 第２のリソグラフィマスク
２１１−２１３ 下面の構造化領域
３００ 成形用金型
３１０ 第１の成形用金型部
３１１ 第１の成形用金型部のコア構造部
３１２−３１４ コア構造部のセクション
３１５ 封止表面
３１６−３１９ 第１の成形用金型部のキャビティ
３２０ 第２の成形用金型部
３２１ 座面

Claims (13)

1. 成形体（１３０）に埋め込まれたリードフレーム（１１０）と、前記リードフレーム（１１０）の上面（１１３）上に配置されたオプトエレクトロニクス半導体チップ（１４０）とを備えるオプトエレクトロニクス部品（１００）を製造するための方法であって、
   − 第１のリードフレーム部（１１１）および第２のリードフレーム部（１１２）へと分離領域（１１８）によって細分化されるリードフレーム（１１０）を用意するステップと、
   − 少なくとも１つのトレンチ構造（１２０）が前記第１のリードフレーム部（１１１）の前記上面（１１３）に形成されるエッチングステップを実行するステップと、
   − 前記リードフレーム（１１０）の周りに成形用材料を成形することによって前記成形体（１３０）を製作するステップであり、前記第１のリードフレーム部（１１１）の前記上面の領域および前記第２のリードフレーム部（１１２）の上面の領域を露出させるキャビティ（１３２）が形成され、前記トレンチ構造（１２０）は前記第１のリードフレーム部（１１１）の前記露出した領域の前記上面（１１３）に設けられる、前記成形体（１３０）を製作するステップと、
   − 前記第１のリードフレーム部（１１１）の前記露出した領域の前記上面（１１３）上に前記オプトエレクトロニクス半導体チップ（１４０）を配置するステップであり、前記トレンチ構造（１２０）は、前記第１のリードフレーム部（１１１）上に前記オプトエレクトロニクス半導体チップ（１４０）を位置合わせするためのアライメントマークとして使用される、前記オプトエレクトロニクス半導体チップ（１４０）を配置するステップと、
   を含む、オプトエレクトロニクス部品（１００）を製造するための方法。
2. 前記トレンチ構造（１２０）は、前記リードフレーム（１１０）の前記上面および下面（１１３、１１４）から行われるフォトリソグラフィ構造化において形成され、前記構造化では、前記リードフレーム（１１０）が、前記第１のリードフレーム部（１１１）および前記第２のリードフレーム部（１１２）を形成するために上面エッチングおよび下面エッチングによって少なくとも前記分離領域（１１８）において完全に分離され、前記リードフレーム（１１０）は、前記トレンチ構造（１２０）を形成するために前記トレンチ構造（１２０）のための領域（２０４）内の上面のみがエッチングされる、
   請求項１に記載の方法。
3. 前記トレンチ構造（１２０）は、前記リードフレーム（１１０）の材料に対するコントラストを高めるためにフィラー材料で平坦な状態に充填される、
   請求項１または２に記載の方法。
4. 前記トレンチ構造（１２０）は、前記成形体（１３０）の前記製作において前記成形用材料を用いて平坦な状態に充填される、
   請求項１または２に記載の方法。
5. 前記リードフレーム（１１０）の前記材料に対する光学コントラストを形成するコーティング（１１９）が、前記リードフレーム（１１０）の前記上面（１１３）に形成され、
   前記コーティング（１１９）は、前記エッチングプロセス中に前記トレンチ構造（１２０）の領域内で除去される、
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記トレンチ構造（１２０）は、前記リードフレーム（１１０）のエッチングされた領域とエッチングされていない領域との間に鮮明な遷移部を形成する少なくとも１つの直線縁部（１２１、１２２、１２３、１２４）で形成され、
   前記少なくとも１つの直線縁部（１２１、１２２、１２３、１２４）は、前記リードフレーム（１１０）上での前記オプトエレクトロニクス半導体チップ（１４０）の前記アライメント中にアライメントマークとして使用される、
   請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記トレンチ構造（１２０）は、前記少なくとも１つの直線縁部（１２１、１２２、１２３、１２４）により囲まれたアイランド領域（１２５、１２６）で形成され、
   前記アイランド領域（１２５、１２６）の表面が、前記成形体（１３０）の前記製作中には前記トレンチ構造（１２０）から封じられる、
   請求項６に記載の方法。
8. 前記トレンチ構造（１２０）の少なくとも１つの縁部領域が、前記キャビティ（１３２）の外の領域に形成される、
   請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. − 第１のリードフレーム部（１１１）および第２のリードフレーム部（１１２）へと分離領域（１１８）によって細分化されている、リードフレーム１１０と、
   − 前記リードフレーム（１１０）を埋め込みかつパッケージ（１３１）を形成している成形体（１３０）であって、前記第１のリードフレーム部（１１１）の上面の領域および前記第２のリードフレーム部（１１２）の上面の領域を露出させているキャビティ（１３２）と、前記第１のリードフレーム部（１１１）の前記露出された領域の前記上面（１１３）上に設けられているアライメント構造として使用される少なくとも１つのトレンチ構造（１２０）とを有する、成形体（１３０）と、
   − 前記第１のリードフレーム部（１１１）の前記露出された領域の前記上面（１１３）に配置されている、光放射を発生させるための少なくとも１つのオプトエレクトロニクス半導体チップ（１５０）と、
   を備える、オプトエレクトロニクス部品（１００）。
10. 前記トレンチ構造（１２０）は、前記トレンチ構造（１２０）とともに、少なくとも１つの直線縁部（１２１、１２２、１２３、１２４）を形成しているアイランド領域（１２５、１２６）を備え、
    前記少なくとも１つの直線縁部（１２１、１２２、１２３、１２４）は、アライメント構造として構成され、かつ前記部品の主軸に平行に延びている、
    請求項９に記載のオプトエレクトロニクス部品（１００）。
11. 前記アイランド領域（１２６）は、矩形に構成され、かつ前記成形体（１３０）の下で前記キャビティ（１２３）を超えて延びている、
    請求項１０に記載のオプトエレクトロニクス部品（１００）。
12. 前記アイランド領域（１２６）は、前記トレンチ構造（１２０）内で絶縁された状態で形成され、かつ矩形に構成されている、
    請求項１０または１１に記載のオプトエレクトロニクス部品（１００）。
13. 前記トレンチ構造（１２０）は、前記成形体（１３０）の前記成形用材料で平坦な状態に充填されている、
    請求項９〜１２のいずれか一項に記載のオプトエレクトロニクス部品（１００）。