KR19990063718A - 광소자를 갖는 광전자 반도체 컴포넌트의 캡슐봉합 및 그의 형성방법 - Google Patents
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Abstract
거의 평면인 칩 캐리어 표면(2)을 가지며 그 위에 광전자 반도체 칩(4)이 소정 배열의 광축을 갖으면서 고착되는 칩 캐리어(3), 및 칩 캐리어(3)와 결합하여 이를 지지하며 플라스틱 재료로 만들어지는 베이스 부(6)를 포함하는 광전자 반도체 소자(1)에 관한 것이다. 반도체 칩(4)은 베이스 부(6)를 관통하여 형성된 적어도 2개의 전극단자(7,8)와 도전적으로 연결되고, 반도체 칩(4)은 베이스 부(6) 상부로 맞물리는 렌즈(10)와 결합된다. 베이스 부(6) 상부로 맞물리는 렌즈(10)는 플라스틱 재료로 형성되며 독립적으로 형성된 캡(11)의 부분으로 디자인되고, 캡(11)은 베이스 부(6)의 지지수단(14)으로의 확실한 기계적 결합을 위하여 홀딩수단(13)을 구비하고 있다. 캡(11)이 베이스 부(6) 위로 놓이게 될 때, 홀딩수단(13)과 지지수단(14)은 서로 교대로 맞물린다. 홀딩수단(13)과 지지수단(14)은, 칩 캐리어(3) 상에 정렬된 렌즈(10) 및 반도체 칩(4)의 광축이 적어도 거의 일치하여 캡(11)이 베이스 부(6) 위로 놓이게 될 때 이들이 자동적으로 위치되도록 하는 방식으로, 구성된다.
Description
종래의 광전자 반도체 소자, 특히 광특성에 대한 고도한 필요 조건을 갖는 소자는 본래 금속-유리 하우징 내에서 생산되어져 왔다. 이 경우에 있어, 사용된 칩 캐리어는 특히 끼워진 유리 렌즈를 갖는 금속 캡(cap)이 장착된 금속으로부터 만들어지는 기판이었다. 금속 하우징에 의한 이러한 장착으로, 한편으로는 완전히 밀봉된 하우징의 폐쇄를 보장하는 것이 가능하며, 다른 한편으로는 약 150 ℃로부터 출발하는 특정의 고온 적용에 대하여 광전자 반도체 소자의 적절성을 제공하는 것이 가능하다. 그러한 형의 장착이 주어진 반도체 칩의 노화는 경미하다. 왜냐하면, 사용된 금속 하우징으로 인하여, 직접적으로는 주위 재료로 인하여, 본래 반도체 칩 상에 로딩(loading)이 없다. 결국, 금속 캡에 끼워진 유리 렌즈로 인하여 알맞게 반도체 소자의 광학적 특성을 형성하는 것이 가능하여 왔다. 상대적으로 복잡한 제품으로 인하여 반드시 포함되는 상당한 비용은 현재까지 생산되어 온 광전자 반도체의 상당한 애로점으로 간주되고 있다. 이 경우에 있어, 고 생산비를 요하는, 유리 렌즈가 끼워진 금속 캡은 특별한 차이가 있다. 게다가, 상대적으로 크게 평가되어야 하는 조절 및 제조 허용오차로 인한 문제점을 갖고 있다. 그 결과 그러한 광전자 반도체 소자는 일반적으로 비교적 바람직하지 않은 스퀸트 앵글(squint angles), 즉 소자의 기계적 축으로부터 광축의 생산에 규정된 편차를 가지고 있다. 그 결과 그러한 반도체 소자는 좁은 방사 및/또는 수신 특성을 포함하는 애플리케이션에 있어서 제한한 범위까지 사용될 수 있을 뿐이다. 따라서, 종래의 공지된 광전자 반도체 소자에 있어서, 더 면밀한 허용오차 명세가 주어진다면, 장착 중의 더 큰 조절 범위는 얻어진 스퀸트 앵글에 극도의 바람직하지 않은 효과를 준다.
덧붙여, 광특성에 있어 더 적은 필요 조건을 갖는, 대량생산되는 플라스틱 발광 다이오드는 기판 및 캡으로 구성되는 그 내의 하우징은 하나의 절차동작에서 주조되며 따라서 하나의 부품으로 생성되는 것으로 알려져 있다. 이것은 금속-유리 하우징에 비해 상당히 저렴한 생성방법을 구성한다. 그러나, (압력이 없는)주조생성의 단일작업동작의 결과로, 과도하에 높은 조절 허용오차 및 이로인한 높은 스퀸트 앵글이 생성된다. 그 결과로, 그러한 방법으로 생성된 광전자 반도체 소자는 특정애플리케이션에 대해서는 단지 불만족스러운 광특성을 가진다.
본 발명은 광전자 반도체 소자에 관한 것으로서, 거의 평면의 표면을 갖으며 표면 상에 광전자 반도체 칩이 소정 배열의 광축으로 고착되는 칩 캐리어, 및 칩 캐리어에 결합되어(assigned) 후자를 지지하며 플라스틱 재질로 만들어지는 베이스 부로 구성되어 있으며, 반도체 칩은 베이스 부를 관통하여 형성된 적어도 2개의 전극 단자와 전기 도전적으로 연결되어 있으며, 그리고 반도체 칩은 베이스 부 상부에 맞물려 있는 렌즈와 결합(assigned)되어 있다. 덧붙여, 본 발명은 이러한 형의 광전자 반도체 소자의 생성방법에 관한 것이다.
본 발명의 다른 특징, 이점, 및 편의는 도면을 참조한 실시례에 관한 다음의 설명으로부터 드러난다. 첨부도면에서,
도1은 본 발명의 일실시례에 따른 광전자 반도체 소자의 개략적인 단면도,
도2A는 본 발명의 다른 실시례에 따른 광전자 반도체 소자에 있어서 베이스 부 및 칩 캐리어의 개략적인 단면도,
도2B는 도2A에 도시된 광전자 반도체 소자의 개략적인 평면도,
도3A는 본 발명의 또 다른 실시례에 따른 광전자 반도체 소자의 일체화된 렌즈를 갖는 캡의 개략적인 단면도,
도3B는 본 발명의 또 다른 실시례에 따른 베이스 부의 개략적인 단면도,
도3C는 도3B에 도시된 베이스 부의 개략적인 평면도, 및
도4는 본 발명에 따른 광전자 반도체 소자를 형성하기 위한 칩 캐리어 스트립의 개략도이다.
본 발명의 목적은, 조절 허용오차 및 이에따른 스퀸트 앵글에 대한 높은 요구가 주어진 경우에 있어, 상당히 더 비용 효과적으로 생성될 수 있는 광전자 반도체 소자를 제공하는 데 있다.
이러한 목적은 제1청구항에 따른 광전자 반도체 소자 및 제15청구항에 따른 광전자 반도체 소자를 생성하는 방법에 의하여 달성된다.
본 발명에 의하면, 베이스 부 상부에 결합되어 있는 렌즈는 플라스틱 재질로 만들어지며 독립적으로 형성된 캡의 부분으로 설계되어 진다. 여기서, 캡은 베이스 부의 지지수단에 대한 기계적 연결을 명확하게 하는 홀딩수단을 구비하여, 캡이 베이스 부 위로 놓이게 될 때 홀딩수단과 지지수단이 서로 교대로 맞물리도록 한다. 그리고, 홀딩수단과 지지수단은, 캡이 베이스 부 위로 놓이게 될 때 칩 이들이 서로에 대해 자동적으로 위치설정되도록 형성되는데, 이는 캐리어 위에 정렬된 렌즈 및 반도체 칩의 광축이 적어도 거의 일치하도록 함으로서 이루어진다.
칩 캐리어를 지지하는 베이스 부 및 합체된 렌즈를 갖으며 베이스 부 위로 놓이는 캡이 각 경우에 있어 주입 주조(injection molding)에 의해 생성되는 2개의 분리된 플라스틱 구조체로 형성된다는 사실에 의하여, 반도체 소자의 광특성에 있어서의 손실을 허용함이 없이 광전자 반도체 소자를 종래의 공지 소자에 비해 상당히 더 비용 효과적으로, 상세하게는 대략 10팩터(factor)의 차이로 더 비용 효과적으로 생성하는 것이 가능하다. 분리되어 생성된 2개의 구조체는 서로 자동적으로 거의 활동이 자유로운 방법으로 결합될 수 있으며, 그 결과 본 발명에 따른 반도체 소자는 단지 대단히 적은 조절 허용오차를 갖으며, 이로 인한 대단히 적은 스퀸트 앵글을 갖는다. 그러므로, 본 발명에 따른 광전자 반도체 소자는 대단히 협소한 방사 및/또는 수신 특성을 갖는 애플리케이션에 현저하게 적당하다. 더군다나, 캡내에 합체되며 플라스틱으로부터의 렌즈의 형성은 유리 렌즈보다 휠씬 더 정확하게 생생될 수 있는 렌즈 형태를 가능하게 하며, 그로인한 더 나은 렌즈의 광학 특성을 가능하게 한다. 캡과 베이스 부의 적절한 구성에 의하여 달성될 수 있는 효과는 캡이 베이스 부 위로 놓이게 될 때 이들이 서로에 대해 자동적으로 위치설정되며 그리고/또는 집중된다.
발명의 개선에 있어서, 캡과 베이스 부는 본질적으로 원통적으로 대칭의 단면 형태를 가지며, 그의 대칭축은 서로에 대해 같은 중심을 갖고 움직이며, 각각은 렌즈 및 반도체 칩의 광축과 일치한다. 이 경우에 있어서, 확실한 결합을 위하여 캡의 홀딩수단 및 베이스 부의 지지수단이 순응되게 변경 그리고/또는 설계되는 것은 바람직하다. 발명의 상세한 면에 있어서, 홀딩수단 및 지지수단은 캡과 베이스 부가 결합될 때 서로에 대해 자동적으로 위치설정되도록 하는 방법으로 설계된다. 이는 캡과 베이스 부의 안정한, 적어도 거의 활동이 자유로운 대칭 위치를 확실하게 하는 방법으로 이루어진다.
캡과 베이스 부의 역학적 배열을 돕기 위하여, 베이스 부의 지지수단은 자신의 외주상에 캡의 홀딩수단을 지지하는 주변 접합면(peripheral abutment surface)을 가질 수 있다.
이 경우에 있어서, 축방향으로 풀리는, 캡과 베이스 부의 확실한 역학적 결합에 할당된 홀딩수단 및 지지수단은 양 부분 상에 교대로 그리고 주변상으로 형성된 돌출부 및 홈에 의해 만들어질 수 있다. 또한 원주방향으로 캡과 베이스 부를 상호 배열하기 위하여 제공되는 홀딩수단 및 지지수단은, 양 부분 상에 교대로 정렬되어 있으며 원주방향으로 제한된 범위까지 형성되는, 추가적인 방사상의 돌출부 및 홈에 의해 만들어 질 수 있다.
캡과 베이스 부의 고착을 자동적으로 실현하기 위하여, 캡의 홀딩수단은 탄성적 돌출부를 갖으며, 돌출부는 장착위치에서 캡과 베이스 부의 자동적 실현을 위하여 베이스 부의 지지수단내에 구비된 노치(notch)와 결합된다.
게다가, 소자의 광학적 특성의 더 나은 구성 또는 단지 반도체 칩을 보호하기 위하여, 베이스 부와 캡 사이에 정렬 그리고/또는 고착되는 렌즈 커버 혹은 렌즈 형태의 커버가 반도체 칩 위로 맞물린다. 여기서, 반도체 칩 위로 맞물리는 렌즈는 광 필터 재료를 갖는 빛 투과성 플라스틱 재료로부터 만들어진다
더군다나, 플라스틱으로 만들어진 베이스 부는 입사하는 분산광의 흡수를 증가시키는 재료를 가질 수 있다. 그것은 특히 흑색을 띠는 물질로 물들어 있다. 플라스틱으로 만들어진 베이스 부는 캡을 고착하는 적절성 이외에 반사기가 반도체 칩 주위에 형성되고 소자의 광특성이 바람직한 방법으로 수반하여 결정되도록 선택될 수 있다. 게다가, 반도체 칩에 할당된 반사기는 소자의 방사특성을 개선하기 위하여 베이스 부 내부에 구비될 수 있다.
플라스틱으로 만들어진 캡내에 일체화된 렌즈의 형태는 간단하면서도 비용효과적인 방법의 여러 가지 구성을 가질 수 있으며, 이는 소자의 소정의 광특성에 달려있다. 이와같이, 예를 들어, 캡은 일체화된 프레스넬 렌즈(Fresnell lens)를 가질 주 있다. 그 결과 특히 작은 구조적 높이 및 대단히 좁은 각의 방사 그리고/또는 수신 특성을 갖는 광전자 소자는 유익하게 실현될 수 있다.
전체적으로, 본 발명에 따른 배열은 소자의 광시스템을 대단히 세분화되고 정확한 방법으로 구성시킬 수 있다.
본 발명의 바람직한 디자인에 있어서, 베이스 부의 재료는 고온내성, 납땜내성의 플라스틱으로 구성되어 되어 있으며, 그것을 갖는 칩 캐리어와 납땜접속 또는 전극단자는 주입주조에 의해 캡슐봉합된다. 이 경우에 있어서의 플라스틱 물질은, 특히 예를들어 LCP(liquid crystal Polymers), PPA(polyphthalamide), 또는 폴리술폰(polysulfone), 또는 유사한 재료일 수 있다. 게다가, 열경화성 플라스틱 재료는 베이스 부의 플라스틱 재료로도 가능하다. 그들은 일반적으로 열가소성 물질보다 고가이며, 아마도 고온애플리케이션에는 적절성이 떨어진다.
소자의 렌즈를 일체적으로 구성하는 캡의 재료는 예를들어 광학적으로 흠이 없어 충분히 투명할 수 있는 폴리탄산 에스테르(polycarbonate) 재료일 수 있으며, 또는 특정 파장의 광을 필터링할 목적으로 채색되거나 특정의 흡수물질이 구비될 수 있다.
반도체 칩 위로 맞물리는 렌즈 커버나 렌즈 형태의 칩 커버의 재료는 바람직하게는 수지(resin)나 실리콘(silicone)일 수 있다.
광전자 소자를 유익하게 형성하는 방법은 다음의 단계로 구성되어 있다. 특히:
- 칩 캐리어와 적어도 2개의 전극단자를 에워싸서 이들을 지지하는 베이스 부를 주입주조에 의하여 형성하는 단계,
- 칩 캐리어의 거의 평면 칩 캐리어 표면상에 광전자 반도체 칩을 본딩(bonding)에 의하여 고착하는 단계,
- 광전자 반도체 칩을 베이스 부를 관통하여 형성된 적어도 2개의 전극단자와 접촉시키는 단계,
- 플라스틱 재료로 만들어지고 베이스 부 위에 맞물리는 렌즈를 구비하는 독립적으로 구성된 캡을, 렌즈의 광축과 칩 캐리어 상에 정렬된 반도체 칩의 광축이 적어도 거의 일치하도록 캡과 베이스 부가 서로에 대해 자동적으로 위치설정되는 방식으로 설치하는 단계,
- 캡을 베이스 부에 영구히 고착하는 단계.
이 경우에 있어서, 플라스틱 재료로 만들어져 독립적으로 구성된 캡은 주입주조에 의한 분리되는 구조부로 형성된다. 베이스 부는 칩 캐리어 스트립 내에서 연속적으로 정렬된 다수의 칩 캐리어로부터 칩 캐리어의 주입주조에 의해 형성된다. 광전자 반도체 소자는 칩 캐리어 스트립으로부터 분리되는 데, 이의 시기는 반도체 칩을 전극단자에 접촉하는 하는 것 뿐만 아니라 베이스 부의 형성, 본딩에 의한 칩 캐리어 표면상에의 반도체 칩의 고착 이후이다. 주입주조에 의해 캡슐봉합된 캐리어 스트립은 끝이 없는 방식으로, 소위 릴-투-릴(reel-to-reel) 기술로 형성되고 처리된다. 전체적으로보다, 대단히 좁은 전자-광학적 파라미터 허용오차를 갖는 소자의 비용효과적인 장착을 실현하는 것이 이러한 방법으로 가능하다.
도면들은 광전자 반도체 소자(1)를 도시하고 있으며, 이것은 거의 평면의 칩 캐리어 표면(2)을 가지며 그 위에 광전자 반도체 칩(4)이 소정 배열의 광축을 (5)을 갖으면서 고착되어 있는 칩 캐리어(3)를 구비하고 있고, 그리고 칩 캐리어(3)와 결합하여 이를 지지하며 플라스틱 재료로 만들어지는 베이스 부(6)를 구비하고 있다. 광전자 반도체 칩(4)은 베이스 부(6)를 관통하여 형성된 2개의 전극단자(7,8)에 도전적으로 연결되어 있다. 도1에서의 접촉 와이어(9)는 반도체 칩(4)을 한 전극단자(7)에 연결하고, 다른 전극단자(8)에의 전기적 접속은 반도체 칩(4)의 도전성 하부를 칩 캐리어 표면(2)에 본딩접속함으로써 이루어진다. 여기서 칩캐리어 표면(2)은 다른 전극단자(8)와 일체적으로 설계되어져 있다. 반도체 칩(4)의 광학적 영상을 위한 렌즈(10)는 독립적으로 구성된 캡(11)의 부분으로서 설계된다. 여기서 캡(11)은 바람직하게는 폴리탄산 에스테르(polycarbonate)으로 만들어지며, 렌즈(10)의 광축(12)이 칩 캐리어(3) 상에 정렬된 반도체 칩(4)의 광축(5)과 일치하도록 베이스 부(6) 위로 놓이게 된다. 이를 위해서, 캡(11)은 베이스 부(6)의 지지수단(14)으로의 확실한 기계적 결합을 위한 홀딩수단(13)을 구비한다. 여기서, 홀딩수단(13)과 지지수단(4)은 서로 교대로 맞물린다. 캡(11)과 베이스 부(6)는 본래 원통상의 대칭적 단면형태를 가지고 있으며, 그것의 원통 대칭은 서로에 대해 중심을 같이 하고 있으며, 각 경우에 있어서 렌즈(10)와 반도체 칩(4)의 광축(5,12)과 일치한다. 도1에 도시된 설계에 있어서, 홀딩수단(13)의 내부 직경은 지지수단(14)의 외부 직경과 적어도 거의 동일하며, 그 결과 홀딩수단(13) 및 지지수단(14)은 확실한 결합을 위하여 조화되며 디자인된다. 베이스 부(6) 상에 캡(11)을 명확히 지지하기 위하여, 베이스 부(6)의 지지수단(14)은 자신의 외주상에 캡(11)의 홀딩수단(13)을 지지하는 외주 접합 표면(peripheral abutment surface)(15)를 포함하고 있다. 이러한 디자인의 결과, 캡(11)과 베이스 부(6)가 결합될 때, 캡(11)과 베이스 부(6)의 안정되고 거의 활동 자유로운 대칭 위치가 확보되도록 이들이 서로에 대해 자동적으로 위치설정될 수 있다. 그 결과 본 발명에 따른 광전자 소자(1)는 대단히 작은 조절 허용오차 및 이로 인한 광학적 스퀸트 앵글(squint angles)을 가지며, 따라서 대단히 좁은 방사 그리고/또는 수신 특성을 갖는 애플리케이션에 특히 적절하다.
수지나 실리콘으로 만들어져 있으며 베이스 부(6)와 캡(11) 사이에 고착되어 있는 보호물 또는 렌즈 커버(16)는 반도체 칩(4) 위로 맞물린다.
참조 번호(17)는 베이스 부(6) 내에 형성되며 반도체 칩(4)에 결합되어 동시에 방사 특성 및/또는 수신 특성을 결정하는 반사기를 나타낸다.
도1에 도시된 본 발명의 실시례에 있어서, 베이스 부(6) 위로 놓인 캡(11)의 영구적이며 안정된 고착은 본딩접속이나 용접접속에 의해 이루어질 수 있다. 대조적으로, 도3A 내지 도3C는 본 발명에 따른 광전자 소자의 또 다른 실시례를 도시하고 있다. 여기에서, 캡(11)이 베이스 부(6) 위로 놓이게 된 후, 영구적이며 안정된 고착의 자동적 실현은 스냅-액션 클로즈(snap-action closure)에 의해 이루어질 수 있다. 이를 위하여, 캡(11)의 홀딩수단(13)은 탄성적 돌출부(18)를 구비하고 있으며, 그것은 베이스 부(6)의 지지수단(14) 내에 구비된 노치(19)와 상호작용한다. 이는 장착된 위치에서 캡(11)과 베이스 부(6)의 자동적 실현을 위함이다.
게다가, 캡(11)과 베이스 부(6)가 결합될 때 확실하고 자동적인 정위(positioning)를 돕기 위한 방법은 도3A 내지 도3C 에 따른 실시례에 있어서 명백하다. 예를들어, 설비는 연결이 축방향으로 풀릴 수 있는 캡(11)과 베이스 부(6)의 확실한 기계적 결합을 위하여 결합되는 돌출부(20) 및 함몰부(21)로 구성되어 있다. 여기서 그들은 홀딩수단(13) 및 지지수단(14)의 양 부분의 주변에 또는 외주 방향으로 교대로 한정된 범위까지 형성된다.
바람직한 실시례에 따른 광전자 반도체 소자(1)를 형성하기 위한 방법은 아래에서 보다 상세히 설명된다. 형성은 도4에 도시된 칩 캐리어 스트립(22)으로부터 시작된다. 그 스트립은 끝이 없는 방법(릴-투-릴(reel-to-reel) 기술)으로 형성 및 처리될 수 있다. 먼저, 반도체 칩(4)이 고착되는 칩 캐리어 표면(2)은 매끄럽고 깨끗한 표면을 형성하는 엠보싱(embossing) 단계에서 형성된다. 그 후, 칩 캐리어(3)와 전극단자(7,8)의 영역은 전극위치 작업이 이루어지는데, 예를들어 먼저 니켈(nickel)이 그리고 나서 은(silver)이 부가된다. 다음의 형성단계로서, 베이스 부(6)는 열가소성 재료로서 주입주조에 의해 칩 캐리어(6) 및 전극단자(7,8)를 캡슐봉합함으로써 형성된다. 이 경우, 열가소성 재료는 압력하에 요구되는 소정 윤곽의 베이스 부를 갖는 주입 주형틀로 유입되는 데, 이는 수축 홀 및 함유물(inclusions)의 형성을 방지하기 위한 것이다. 이 후, 반도체 칩(4)은 본딩, 특히 접착성 본딩에 의해 칩 캐리어 표면(2) 상에 고착된다. 적절하다면, 반도체 칩(4)의 접촉을 형성하는 본딩 와이어는 전극단자에 연결된다. 이 형성단계 이후, 광시스템을 보호하거나 형성할 목적으로, 끝이 없는 칩 캐리어 스트립(22) 상에 적절한 플라스틱 재료의 주입주조에 의해 렌즈 커버(16)를 형성하는 것이 여전히 가능하다. 여기서, 플라스틱 재료는 빛 투과성이거나 필터 재료가 구비되며, 렌즈 커버는 반도체 칩 위로 맞물린다. 이후, 형성된 베이스 부(6)와 부착된 칩 커버(16)를 갖는 각각의 칩 캐리어(3)가 칩 캐리어 스트립(22)로부터 분리되는 곳에서, 일체화된 렌즈(10)를 갖으며 폴리탄산 에스테르(polycarbonate)로 형성되며 독립적으로 구성된 캡(11)은 베이스 부(6) 위로 놓이게 된다. 이는 광축(5,12)이 일치하여 캡(11)과 베이스 부(6)가 서로에 대해 자동적으로 위치설정되는 방식으로 이루어진다.
Claims (19)
- 거의 평면인 칩 캐리어 표면(2)을 가지며 그 위에 광전자 반도체 칩(4)이 소정 광축(5)에 정렬되어 고착되는 칩 캐리어(3), 및 상기 칩 캐리어(3)와 결합하여 이를 지지하며 플라스틱 재료로 형성되는 베이스 부(6)를 포함하며, 상기 반도체 칩(4)은 상기 베이스 부(6)를 관통하여 형성된 적어도 2개의 전극단자(7,8)에 도전적으로 연결되며, 상기 반도체 칩(4)은 상기 베이스 부(6) 상부로 맞물리는 렌즈(10)와 결합되는 광전자 반도체 소자(1)에 있어서,상기 베이스 부(6) 상부로 맞물리는 상기 렌즈(10)는 플라스틱 재료로 형성되며 독립적으로 구성된 캡(11)의 부분으로 디자인되며,상기 캡(11)은 상기 베이스 부(6)의 지지수단(14)으로의 확실한 기계적 결합을 위한 홀딩수단(13)을 포함하여, 상기 캡(11)이 상기 베이스 부(6) 위로 위치될 때 상기 홀딩수단(13) 및 상기 지지수단(14)은 서로 교대로 맞물리도록 하며, 그리고상기 캡(11)이 상기 베이스 부(6) 위로 위치될 때 상기 칩 캐리어(3) 상에 정렬된 렌즈(10) 및 반도체 칩(4)의 광축(12)가 적어도 거의 일치하여 이들이 서로에 대해 자동적으로 위치되는 방식으로, 상기 홀딩수단(13) 및 상기 지지수단(14)이 형성되는 것을 특징으로 하는 광전자 반도체 소자(1).
- 제1항에 있어서, 상기 캡(11) 및 상기 베이스 부(6)는 본질적으로 원통상의 대칭적 단면 형태를 가지며, 그것의 대칭축은 서로에 대해 중심을 같이하며, 각각은 상기 렌즈(10) 및 반도체 칩(4)의 광축(5,12)과 일치하는 것을 특징으로 하는 광전자 반도체 소자(1).
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 캡(11)의 상기 홀딩수단(13) 및 상기 베이스 부(6)의 상기 지지수단(14)은 확실한 잠금 접속을 위하여 변경 및/또는 디자인되는 것을 특징으로 하는 광전자 반도체 소자(1).
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 홀딩수단(13) 및 상기 지지수단(14)은 상기 캡(11)과 상기 베이스 부(6)가 결합될 때 이들이 서로에 대해 자동적으로 위치되도록 디자인 되며, 이는 캡(11)과 베이스 부(6)의 안정되며 적어도 거의 활동 자유로운 대칭 위치를 확보하는 방식으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광전자 반도체 소자(1).
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베이스 부(6)의 상기 지지수단(14)은 자신의 외주상에 상기 캡(11)의 상기 홀딩수단(13)을 지지하는 주변 접합 표면(15)을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전자 반도체 소자(1).
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 연결이 축방향으로 풀리는 상기 캡(11)과 베이스 부(6)의 확실한 기계적 연결을 위하여 결합되는 상기 홀딩수단(13) 및 지지수단(14)은 양 부분상에 교대로 그리고 주변에 형성되는 돌출부(20) 및 함몰부(21)로 형성되는 것을 특징으로 하는 광전자 반도체 소자(1).
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 외주 방향상에 캡(11)과 베이스 부(6)의 상호 배열을 위해 구비된 상기 홀딩수단(13) 및 지지수단(14)은 양 부분상에 교대로 정렬되며 외주 방향으로 한정된 범위까지 형성된 추가적인 방사상의 돌출부(20) 및 함몰부(21)로 형성되는 것을 특징으로 하는 광전자 반도체 소자(1).
- 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캡(11)의 상기 홀딩수단(13)은 상기 베이스 부(6)의 지지수단(14) 내에 구비된 노치(notch)와 결합하는 탄성적 융기부(18)를 구비하여, 장착 위치에서 상기 캡(11) 및 상기 베이스(6)를 자동적으로 설치하는 것을 특징으로 하는 광전자 반도체 소자(1).
- 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베이스 부(6)는 고온 플라스틱으로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 광전자 반도체 소자(1).
- 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베이스 부(6)는 열가소성 물질로부터 형성되며, 특히 액정 고분자(liquid crystal polymers), 또는 폴리프탈아미드(polyphthalamide), 또는 폴리술폰(polysulfone)으로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 광전자 반도체 소자(1).
- 제1항 내지 제10중 어느 한 항에 있어서, 상기 베이스 부(6)와 상기 캡(11) 사이에 정렬 및/또는 고착되는 렌즈 커버(16)는 상기 반도체 칩(4) 상부로 맞물리는 것을 특징으로 하는 광전자 반도체 소자(1).
- 제11항에 있어서, 상기 반도체 칩(4) 상부로 맞물리는 상기 렌즈 커버(16)는 빛 투과성의 플라스틱 재료, 특히 광학적 필터 재료를 갖는 빛 투과성 플라스틱 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 광전자 반도체 소자(1).
- 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 플라스틱으로 형성된 상기 베이스 부(6)는 입사하는 산란광의 흡수를 증가시키기 위한 물질을 포함하며, 특히 흑색을 띠는 물질로 채색되는 것을 특징으로 하는 광전자 반도체 소자(1).
- 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 반도체 칩(4)에 결합된 반사기(17)는 상기 베이스 부(6) 내부에 구비되는 것을 특징으로 하는 광전자 반도체 소자(1).
- 거의 평면인 칩 캐리어 표면(2)을 가지며 그 위에 광전자 반도체 칩(4)이 소정 배열의 광축(5)을 갖으면서 고착되는 칩 캐리어(3), 및 상기 칩 캐리어(3)와 결합하여 지지하며 플라스틱 재료로 형성되는 베이스 부(6)를 포함하여, 상기 반도체 칩(4)은 상기 베이스 부(6)를 관통하여 형성된 적어도 2개의 전극단자(7,8)에 도전적으로 연결되며, 상기 반도체 칩(4)은 상기 베이스 부(6) 상부로 맞물리는 렌즈(10)와 결합되는 광전자 반도체 소자(1)의 형성방법에 있어서,상기 칩 캐리어(3) 및 상기 적어도 2개의 전극단자(7,8)를 에워싸서 이들을 지지하는 상기 베이스 부(6)를 주입주조에 의하여 형성하는 단계;상기 칩 캐리어(3)의 상기 거의 평면인 칩 캐리어 표면(2) 상에 상기 광전자 반도체 칩을 본딩에 의하여 고착하는 단계;상기 광전자 반도체 칩(4)을 상기 베이스 부(6)를 관통하여 형성된 상기 적어도 2개의 전극단자(7,8)와 접촉시키는 단계;플라스틱 재료로 형성되며 상기 베이스 부(6) 상부로 맞물리는 상기 렌즈를 구비하는 독립적으로 형성된 캡(11)을 상기 베이스 부(6) 위로 설치하는 단계, 여기서의 설치는 상기 칩 캐리어(3) 상에 정렬된 상기 렌즈(10) 및 상기 반도체 칩(4)의 광축(5,12)이 적어도 거의 일치하여 상기 캡(11) 및 상기 베이스 부(6)가 서로에 대해 자동적으로 위치되는 방식으로 이루어지며; 및상기 캡(11)을 상기 베이스 부(6)에 영구히 고착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광전자 반도체 소자(1)의 형성방법.
- 제15항에 있어서, 플라스틱 재료로 형성된 상기 독립적으로 구성된 캡(11)은 주입주조에 의하여 독립구조체로서 형성되는 것을 특징으로 하는 광전자 반도체 소자(1)의 형성방법.
- 제15항 또는 제16항에 있어서, 상기 반도체 칩(4) 상부로 맞물리는 렌즈 커버(16)는 상기 베이스 부(6) 및 상기 캡(11) 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 광전자 반도체 소자(1)의 형성방법.
- 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 베이스 부(6)의 형성단계는 칩 캐리어 스트립(22)내 연속적으로 정렬된 다수의 칩 캐리어들(3)로부터의 칩 캐리어(3)를 주입주조함으로써 수행되는 것을 특징으로 하는 광전자 반도체 소자(1)의 형성방법.
- 제18항에 있어서, 각 광전자 반도체 소자(1)가 상기 칩 캐리어 스트립(22)으로부터 분리되는 시기는 상기 반도체 칩(4)을 상기 전극단자(7,8)에 접촉시키는 단계 뿐만 아니라 상기 베이스 부(6)를 형성하는 단계, 상기 반도체 칩(4)을 상기 칩 캐리어 표면(2) 상에 본딩에 의하여 고착시키는 단계 이후인 것을 특징으로 하는 광전자 반도체 소자의 형성방법.
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